污水处理厂曝气池设计计算.doc

曝气池设计计算部分第二部分：生化装置设计计算书说明：说明：本装置污水原水为石油炼制污水、生活污水，要求脱氮。污水处理时经隔油、LPC除油、再进行生化处理，采用活性污泥工艺。根据处理要求选用前置反硝工艺缺氧（A） 、一级好氧（O1） 、二级好氧（O2）三级串联方式，不设初沉池。本设计的主要内容是一级好氧装置的曝气池、二沉池及污泥回流系统。曝气池设计计算备 注一、工艺计算 （采用污泥负荷法计算）1处理效率 E%100%100LaLr LaLtLaE式中 La进水 BOD5浓度，kg/m3, La=0.2kg/m3Lt出水 BOD5 浓度，kg/m3，Lt0.02kg/m3Lr去除的 BOD5浓度，kg/m3Lr=0.20.02=0.18kg/m3%90%1002 . 0 02. 02 . 0E2污水负荷 NS的确定选取 NS0.3 kgBOD5kgMLVSS·d3污泥浓度的确定（1）混合液污泥浓度（混合液悬浮物浓度）X (MLSS)SVI 110 3RrRX式中 SVI污泥指数。根据 NS值，取 SVI=120r二沉池中污泥综合指数，取 r=1.2R污泥回流比。取 R=50%魏先勋 305页BOD 去除率E90NS0.3三废 523 页曝气池设计计算部分曝气池设计计算备 注kg/m33 . 35 . 01120 102 . 15 . 03 X（2）混合液挥发性悬浮物浓度 X (MLVSS)XfX式中 f系数，MLVSS/MLSS，取 f=0.7X0.7×3.32.3 kg/m3（3）污泥回流浓度 Xr333kg/m 102 . 11201010rSVIXr4核算污泥回流比 R RRXXr1RR)1 (3 . 310R49%，取 50%5容积负荷 NvNvXNs2.3×0.30.69 kgBOD5/m3·d6曝气池容积 V3m 75133 . 03 . 2 18. 0241200'NsXLrQV式中 Q设计流量，m3/d。7水力停留时间X3.3kg/m3魏先勋 305页X=3.3kg/m3高俊发 137页Xr10 kg/m3高俊发 137页R50%魏先勋 305页Nv0.69曝气池设计计算部分魏先勋 305页V7513m3曝气池设计计算部分曝气池设计计算备 注（1）名义水力停留时间 tmh 26. 6d 26. 02412007513QVtm（2）实际水力停留时间 tsh 08. 4d 17. 0241200)5 . 01 (7513)1 (QRVts8剩余污泥量XXa Q LrbVX式中 a污泥产率系数，取 a0.6b污泥自身氧化率，取 b0.05Xa Q LrbVX0.6×1200×24×0.18-0.05×7513×2.32246.6 kg/d9污泥龄Cd 7 . 74 .22463 . 27513'XXV C二、池体结构设计选用推流式曝气池，廊道式、鼓风曝气。确定曝气池各部分尺寸。1曝气面积魏先勋 305页tm6.26 hts4.08 h高俊发 156页X=2246.6高俊发 156页C7.7 d曝气池设计计算部分曝气池设计计算备 注设 4 组曝气池，每组容积为 V/n3m187847513nV取池有效水深 H=3.5m则每组曝气池的面积 F121m7 .5365 . 33 .1878HnVF2曝气池宽度 B取池宽 B=5m43. 15 . 3 5HB介于 12 之间，符合要求。3池长 Lm 3 .10757 .5361BFL符合要求105 .2153 .107BL4曝气池的平面形式设曝气池为三廊道式，则每廊道长m 3633 .107 3'LL具体尺寸见图 1。5曝气池总长度 H取超高为 0.5mHH +0.53.5+0.54 m魏先勋 305页F1536.7m2魏先勋 303页B=5m魏先勋 314页L107.3m王燕飞 116页L=36m曝气池设计计算部分H4 m曝气池设计计算部分曝气池设计计算备 注6进水方式为使曝气池在运行中具有灵活性，在进水方式上设计成既可集中从池首进水，按传统活性污泥法运行，又可沿配水槽多点分散进水，按阶段曝气法进行，还可沿配水槽集中从池中部某点进水，按生物吸附再生法运行。60536图 1 曝气池的平面形式曝气池设计计算部分曝气池设计计算备 注三、曝气系统的设计计算1需氧量计算（1）日平均需氧量 O2O2aQLr + bVX式中 a微生物氧化分解有机物过程中的需氧率；b污泥自身氧化需氧率。取 a= 0.5 b= 0.15O2 = 0.5×1200×24×0.18 + 0.15×7513×2.3=5184 kgO2/d=216kg/h（2）去除每公斤 BOD5需氧量 O2522/kgBODkgO 13 . 0 15. 05 . 0''NsbaO（3）最大需氧量 O2maxO2maxaQLrK + bVX考虑 BOD5负荷变化，最大需氧量变化系数 K=1.4O2max = 0.5×1200×24×0.18×1.4+0.15×7513×2.3=6220.8 kgO2/d=259.2 kg/h魏先勋 305页O2 =216kg/hO21O2max=259.2 kg/h曝气池设计计算部分曝气池设计计算备 注2供气量采用膜片式微孔曝气装置，距池底 0.2m，故淹没水沉为 3.3m，最高水温采用 30。（1）溶解氧饱和度 CS查三废 P500表得：水温 20时，CS（20）=9.17mg/L水温 30时，CS（30）=7.63mg/L（2）曝气器出口绝对压力 PbPb = P + 9.8×103H式中 P标准大气压，P=1.013×105PaH曝气器安置深度，H =3.3mPb =1.013×105+9.8×103×3.3=1.337×105Pa（3）空气离开曝气池面时，氧的百分比 Ot%100)1 (2179)1 (21AA tEEO式中 EA氧转移率，%，对膜片式微孔曝气器，选 EA=18%9 .17%100%)181 (2179%)181 (21tO（4）曝气池混合液平均饱和浓度 Csb(T)按最不利温度考虑 T=30mg/L 29. 8)429 .17 10026. 210337. 1(63. 7)421709 10026. 2(555)30()30(PbCCSSb此部分公式见三废 500至 505 页Pb =1.337×105PaOt17.9Csb(30)=8.29mg/L曝气池设计计算部分曝气池设计计算备 注（5）20条件下，脱氧清水充氧量 R0)20( )30()20( 0024. 1T SbS CCRCR式中 R实际条件下充氧量，O2=216kgO2/h废水液相传质系数 KLa的修正系数，取 =0.8废水 CS的修正系数，取 =0.9压力修正系数，取=1C氧实际浓度，取 C = 2 mg/L kg/h 9 .356 024. 10 . 229. 819 . 08 . 017. 9216)2030(0R（6）最大时需氧的充氧量 R0max kg/h 3 .428 024. 10 . 229. 819 . 08 . 017. 92 .259)22030(max0R（7）曝气池平均时供气量 GS/hm 3 .6609 18. 03 . 09 .3563 . 030ASERG（8）最大时供气量 GSmax/hm 5 .793118. 03 . 03 .4283 . 03max0 maxASERG（9）去除每公斤 BOD5的供气量R0=356.9kg/hR0max=428.3kg/hGS=6609.3m3/hGSmax=7931.5m3/h曝气池设计计算部分曝气池设计计算备 注53/kgBODm6 .3018. 012003 .6609QLrGS（10）每 m3污水的供气量污水33/mm 51. 512003 .6609QGS3空气管计算按曝气池平面图布置空气管道，在相邻两个廊道的隔墙上设一根空气干管，共六根干管。在每根干管上设六对配气竖管，共 12 条配气竖管。全曝气池共设 72 条配气竖管。（1）每根竖管的供气量/hm 110725 .7931 723maxSG（2）空气扩散器总数曝气池平面面积36×60=2160m2取微孔曝气器服务面积 1m2曝气器总数：个216012160（3）每根竖管上安设的曝气器数目个30722160（4）每个曝气器的配气量h/m67. 321603maxSG在膜片式曝气器范围内。（5）空气管道计算将已布置的空气管路及曝气器绘制成空气管路计算图，用以计算。30.6m3/kg5.51 m3/ m3此部分设计参考高俊发141 页、魏先勋 305、三废505、512 页曝气器总数2160 个曝气器的配气量3.67m2/h曝气池设计计算部分曝气池设计计算备 注管道采用焊接钢管，风管接入曝气池时，管顶应高出水面至少0.5m，以免回水。选择一条从鼓风机开始的最远最长的管路作为计算管路，管路图见图 2。进行空气管路计算见列表。图 2 空气管路计算图10101010551曝气池设计计算部分空气管路计算表压力损失管 段编 号管段长度 L(m)流量m3/h空气流速(m/s)管径D(mm)配 件管道当量长度 L0(m)管道计算长度 L+L0 ih1+h217160.53.6723弯头 1 个0.450.950.650.6116150.57.3423三通 1 个1.191.691.302.1615140.511.0123三通 1 个1.191.693.7266.1714130.514.6823三通 1 个1.191.696.31610.4613120.2518.3523三通 1 个1.191.449.66913.6412111.836.75.1950三通 1 个异形管 1个2.143.941.0444.0311106.45110.14.00100闸门 1 个弯头 3 个四通 1 个异形管 1个8.5815.030.2493.671095.5220.28.00100三通 1 个4.6514.080.96813.36985.5440.415.58100四通 1 个2.107.63.58226.68875.5660.610.34150四通 1 个异形管 1个3.999.491.15010.69765.5880.813.85150四通 1 个3.428.921.68414.72655.511019.74200四通 1 个异形管 1个5.6311.130.6016.565417.8132211.69200弯头 2 个四通 1 个12.8730.670.84625.4343102643.914.97250三通 1 个异形管 1个20.2930.291.02630.463253965.811.46350三通 1 个异形管 130.3935.390.39713.77曝气池设计计算部分个21307931.513.86450三通 1 个异形管 1个41.0971.090.41428.84总计100.87931.5211.2 5曝气池设计计算备 注曝气池设计计算部分空气管总压头损失(h1+h2) =211.25×9.8 =2.07 KPa膜片式曝气头压力损失为 5KPa总压头损失：2.07 + 5 = 7.07 KPa为安全计算，取 9.8 Kpa。4鼓风机的选用（1）总风量确定污泥提升不用空气提升器，不消耗空气。考虑缺氧、二级好氧及其他非工艺设备用气，总供气量为最大时：GSTmax=3Gsmax=3×7931.5=23794.5m3/h=396.6 m3/min平均时：GST=3Gs=3×6609.3=19827.9m3/h=330.5 m3/min（2）风压确定曝气器安装在距池底 0.2mH = (h1 + h2 + h3 + h4) ×9.8式中 h1空气管道沿程损失，mH2Oh2空气局部阻力，mH2O h3曝气头安置深度h4空气扩散阻力（曝气装置）H鼓风机所需压力 KPaH =（3.50.2 +1.0）×9.8 = 42.14 Kpa（3）选型号根据所需压力及空气量，选用（ ）型离心鼓风机（ ）台，该型风机风压（ ）Kpa，风量（ ）m3/min，正常条件下， （ ）台工作， （ ）台备用。高负荷时， （ ）台工作， （ ）台备用。总压头损失9.8 Kpa