曝气池设计任务说明书(共13页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上水污染控制工程课程设计说明书日处理10 万m3城市污水处理厂曝气池工艺设计班级：环境C091姓名：刘晨学号：指导老师：张长平时间：2012年5月28日-6月11日专心-专注-专业一、课程设计的内容和深度课程目标：污水处理课程设计的目的在于加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，在设计、计算、绘图方面得到锻炼。课程设计的内容和深度：针对一座二级处理的城市污水处理厂，要求对曝气池污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，完成设计计算说明书和设计图（曝气池工艺机构图和曝气池高程图）。设计深度一般为初步设计的深度。二、水污染控制工程设计任务书1、设计题目 日处理水量10万m3污水处理厂曝气池工艺设计2、基本资料（1）污水水量与水质污水处理水量：10万m3/d 污水水质： CODcr 500mg/l，BOD5 280mg/l，SS 240mg/l。（2）处理要求 污水经二级处理后应符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）中二级排放要求： COD120 mgL，BOD530 mg,/L，SS30mgL（3）处理工艺流程污水拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：污水一分流闸井一格栅间一泵房一出水井一计量槽一沉砂池一初沉池一曝气池一二沉池一消毒池一出水（4）气象与水文资料风向：多年主导风向为东北东风；气温：最冷月平均为-10；最热月平均为32.5；极端气温，最高为41.9，最低为-23.6，最大冻土深度为0.8m；水文：降水量多年平均为每年528mm；蒸发量多年平均为每年1000mm；地下水水位，地面下67m。（5）厂区地形 污水厂选址区域海拔标高在6466m之间，平均地面标高为64.5m。地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。3、设计内容工艺构筑物选型的说明：（1）格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。设置在污水处理厂处理系统前的格栅，还应考虑到使整个污水处理系统能正常运行，对处理设施或管道等均不应产生堵塞作用。因此，可设置粗细两格栅，栅条间距一般采用1625mm，最大不超过40mm。格栅栅条断面形状有圆形、正方形、矩形、半圆形等。按栅渣清除方式可分为人工清渣格栅和机械清渣格栅。本设计采用矩形断面格栅，机械清渣方式。（2）提升泵站污水总泵站接纳来自整个城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。因采用城市污水与雨水分流制，故本设计仅对城市污水排水系统的泵站进行设计。（3）沉砂池沉砂池是城市污水处理厂必不可少的处理设施，主要去除污水中粒径大于0.2mm的砂粒，除砂的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设备带来的不利影响。砂粒进入初沉池内会使污泥刮板过度磨损，缩短更换周期；砂粒进入泥斗后，将会干扰正常排泥或堵塞排泥管路；进入泥泵后将使污泥泵过度磨损，使其降低使用寿命；砂进入带式压滤脱水机将大大降低污泥成饼率，并使滤布过度磨损。常用的沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和涡流式四种形式。本设计中选用平流沉砂池，它具有颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。（4）初沉池沉淀池是分离悬浮物的一种常用处理构筑物。用于生物处理中作预处理的称为初次沉淀池。对于一般的城市污水，初沉池可以去除约30%的BOD5与55%的悬浮物。设置在生物处理后构筑物后的称为二沉池，是生物处理工艺中的一个组成部分。沉淀池型有平流式、辐流式、竖流式3种。本设计采用平流式沉淀池。（5）曝气池曝气池实质上是一个反应器，它的池型和所需要的反应器的水力特征密切相关。主要分为推流式、完全混合式和二池结合型三大类。曝气设备的选用及其布置必须和池型及水力要求相配合。本设计采用推流式曝气池。（6）二沉池本设计采用辐流式沉淀池。（7）消毒池城市污水经过一级或二级处理(包活性污泥法和膜法)后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒。根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法，决定使用液氯消毒。三、曝气池的设计与计算1、 污水处理程度的计算原污水BOD5值取280mg/L，经初次沉淀池处理 BOD5按降低20%计算，则进入曝气池的污水，其BOD5为：Sa=280×(1-20%)=224 mg/L计算去除率，首先计算处理水中溶解性BOD5值，Se=Sz-7.1KdfCe式中:Se出水溶解性BOD5Sz出水总BOD5,Sz=30mg/L;Kd活性污泥自身氧化系数，在0.050.1之间，取0.06f 出水SS中VSS所占比例，f=0.4Ce处理水中悬浮固体浓度,Ce=30mg/L代入数值 Se=30-7.1×0.06×0.4×30=24.89(mg/L)去除率2、 曝气池的运行方式 在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性和多样化。本设计选用传统活性污泥法系统运行。3、曝气池的计算与各部位尺寸的确定曝气池按BOD污泥负荷法计算（1）BOD污泥负荷率的计算取BOD污泥负荷率为0.5 kgBOD5/(kgMLSS.d)，但为稳妥，需加以校核 Ns=式中 Kz-系数 其值在0.0168-0.0281之间，取0.0245 Se- 经活性污泥处理系统处理后，处理水中残留的有机污染物BOD量 =0.73 代入数值 Ns=0.5 kgBOD5/(kgMLSS.d)计算结果确证，Ns值取0.5是适宜的。（2）确定混合液污泥浓度(X) X=式中 R污泥回流比 取40% r是考虑污泥在二次沉淀池中停留时间，池深，污泥厚度等因素的有关系数，一般取值1.2左右SVI污泥指数，值取130 mL/g 代入数值X=2637.36mg/L（3）确定曝气池容积V=式中 V- 曝气池容积m3 Sa-经过初沉池的BOD5值 mg/L Sa=224mg/LX-曝气池内混合液悬浮固体浓度(MLSS)mg/L X=2637.36mg/L 取污水流量总变化系数1.2 代入数值 V=20384.02m3（4）确定曝气池各部位尺寸设有2组曝气池，每组容积为20384.02/2=10192.01m3 ，池深取5m，则每组曝气池的面积为F=10192.01/5=2038.402m2 ,池宽取8m， 宽深比B/H=8/5=1.6 ，介于12之间，满足设计规范要求。池长：L=F/B=2038.402/8=254.80m 设每组曝气池共5廊道，每组廊道长 L1=L/5=254.80/5=50.96m 取值51m ,<58B，满足设计规范要求。曝气池超高取 0.5m 则池总高度为5+0.5=5.5m 曝气时间4、曝气系统的计算与设计本设计采用鼓风曝气系统：（1）平均时需氧量的计算O2=aQSr+bVXv式中O2 -混合液需氧量（kgO2/d）; Q-污水平均流量（m3/d） a-活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需要的氧量，以kg计,查表取a=0.5 b-活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以kg计，查表取 b=0.15Sr-经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，以BOD值V-曝气池容积(m)3Xv-单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体(MLVSS)量 kg/m3代入数值。O2=0.5+0.15=660.10kg/h（2）最大时需氧量的计算根据原始数据，变化系数为1.2O2(max)= 0.5+0.15 =842.62kg/h最大时需氧量与平均时需氧量之比：（3）每日去除的BOD5值BODr=（4）去除每kgBOD的需氧量 5、供气量计算采用网状膜型中微孔扩散器，敷设于距池底0.4m处，淹没水深4.6m，计算温度设为20，查表得20水中溶解氧饱和度Cs(20)=9.17mg/L Cs(30) =7.63mg/L （1）空气扩散器出口处的绝对压力(Pb)计算得Pb=P+9.8H式中 P-大气压力 P=1.013Pa H- 空器扩散装置的安装深度，取4.6m代入数值 Pb=1.013+9.8.6=1.46Pa（2）空气离开曝气池面时，氧的百分比计算Ot=100%式中 EA-空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔扩散器,取12%，故：（3）曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）计算Csb(T)=Cs(+)式中Cs-在大气压力条件下氧的饱和度 mg/L 最不利温度条件，按30考虑，代入各值，得（4）换算为在20条件下，脱氧清水的充氧量R0=式中 -修正系数 = (0.8 0.85) 取=0.8-修正系数 = （0.9 0.97）取=0.9C=2.0; r=1.0代入数值 ,得相应的最大日需氧量为： （5）曝气池平均日供氧量（6）曝气池最大日供氧量 (7)去除每kgBOD5的供气量（8）每m2污水的供气量（9）本系统的空气总用量除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍计算，污泥回流比R取值80%，这样，提升回流污泥所需空气量为：总需气量：32491.67+32000=64491.676、 空气管系统计算根据本次设计的曝气池平面图布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，每组共3根干管，在每根干管上设12对竖管共24条，全曝气池共设120条配气竖管。每根竖管的供气量每组曝气池平面面积为 本设计采用Wm-180型网状膜空气扩散器，每个空气扩散器的服务面积按0.5m2计，则需空气扩散器的总个数为:每个竖管上安设的空气扩散器的数目为每个空气扩散器的配气量为 7、空压机的选定空气扩散器装置安装在距曝气池池底0.4m处，因此，空压机所需压力为：空压机供气量：最大时：平均时：根据所需压力及空气量，决定采用LG80型空压机12台，该型空压机50KPa，风量，正常条件下，8台工作，4台备用，高负荷时，11台工作，1台备用。8、曝气池进水设计（1）曝气池入水管道DN1200mm。污水在管道内的流速，设计中取d=1.2m，则在0.4-5m/s之间，符合要求。（2）曝气池出水管道DN1400mm。污水在管道内的流速，取d=1.4，则在0.4-5m/s之间，符合要求。（3）污泥回流管管径式中污泥回流管径（m）魅族曝气池回流污泥量 回流污泥管内污泥流速，一般采取0.6-2.0m/s，设计中采用1.3m/s代入可得，（4）中位管曝气池中部设中位管，在活性污泥培养驯化事，排放上清液。中位管管径DN450mm（5）放空管 曝气池在检修时，需要将水放空，因此，应在曝气池底部设放空管，放空管管径DN450mm（6）空气管（7）曝气池进水口布置网 所需孔口总面积：孔口流速，一般采取0.2-1.5m/s，取0.9m/s。设每个孔口尺寸为，则，空口数个。9、曝气池的高程设计堰上水头一般为0.1m0.2m,堰上水头取0.14m,池壁厚度为0.3m0.5m,其水里学特征为自由出流宽顶堰。水力计算公式如下： 或 H堰上水头，mQ设计流量，m流量系数，m=0.32b堰宽，mg重力加速度，考虑到水量变化影响，曝气池进水口、回流污泥入口和出水口设计流量应按最大流量计算。对于进水口：，则对于回流污泥管：，则对于出水口：，则四、课程设计体会通过这次课程设计，我对我们环境工程专业的任务及目前的形势有了更深刻的了解。我还掌握了很多关于污水处理方面的知识，巩固了所学的理论知识，把理论知识和实践结合起来，培养了解决实际工程问题的能力。同时，我发现了自己专业理论基础还不够扎实，观察不仔细，考虑问题不全面等方面的不足，认为还需要通过进一步的学习和锻炼来提高自己。总之，这次课程设计加深了我对专业的了解，更加增添了我对本专业的信心。主要参考文献：1高廷耀，顾国维，周琪主编. 水污染控制工程（第三版）.高等教育出版社.2乔庆云主编.给水排水工程设计实践教程.机械工业出版社.3韩剑宏主编. 水工艺处理技术与设计. 化学工业出版社.4陶俊杰 于军亭 陈振选主编. 城市污水处理技术及工程实例（第二版）化学工业出版社.5尹士军,李亚峰等主编. 水处理构筑物设计与计算.化学工业出版社.6唐受印，戴友芝等主编.水处理工程手册.化学工业出版社.7张自杰主编.排水工程；中国建筑工业出版社.