污水处理厂曝气池设计计算13027.pdf

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1、精品文档.第二部分：生化装置设计计算书 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）魏先勋305页 BOD 去除率 E90 NS0.3 三废 523 页 1处理效率 E%100%100LaLrLaLtLaE 式中 La进水 BOD5浓度，kg/m3,La=0.2kg/m3 Lt出水 BOD5 浓度，

2、kg/m3，Lt0.02kg/m3 Lr去除的 BOD5浓度，kg/m3 Lr=0.20.02=0.18kg/m3%90%1002.002.02.0E 2污水负荷 NS的确定 选取 NS0.3 kgBOD5kgMLVSSd 3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=120 r二沉池中污泥综合指数，取 r=1.2 R污泥回流比。取 R=50%精品文档.曝气池设计计算 备 注 3.35.01120102.15.03Xkg/m3（2）混合液挥发性悬浮物浓度 X (MLVSS)XfX 式中 f系数

3、，MLVSS/MLSS，取 f=0.7 X0.73.32.3 kg/m3（3）污泥回流浓度 Xr 333kg/m 102.112010 10rSVIXr 4核算污泥回流比 R RRXXr1 RR)1(3.310 R49%，取 50%5容积负荷 Nv NvXNs 2.30.30.69 kgBOD5/m3d 6曝气池容积 V 3m 75133.03.218.0241200 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 魏先勋305页 V

4、7513m3 精品文档.曝气池设计计算 备 注（1）名义水力停留时间 tm h 26.6d 26.02412007513QVtm（2）实际水力停留时间 ts h 08.4d 17.0241200)5.01(7513)1(QRVts 8剩余污泥量X Xa Q LrbVX 式中 a污泥产率系数，取 a0.6 b污泥自身氧化率，取 b0.05 Xa Q LrbVX 0.61200240.18-0.0575132.3 2246.6 kg/d 9污泥龄C d 7.74.22463.27513XXVC 魏先勋305页 tm6.26 h ts4.08 h 高俊发156页 X=2246.6 高俊发156页 C

5、7.7 d 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 精品文档.曝气池设计计算 备 注 设 4 组曝气池，每组容积为 V/n 3m187847513nV 取池有效水深 H=3.5m 则每组曝气池的面积 F1 21m7.5365.33.1878 HnVF 2曝气池宽度 B 取池宽 B=5m 43.15.35HB 介于 12 之间，符合要求。3池长 L m 3.10757.536 1BFL 105.2153.107BL 符合要求 4曝气池的平面形式 设曝气池为三廊道式，则每廊道长 m 3633.1073LL 具体尺寸见图 1。5曝气池总长度 H 取超高

6、为 0.5m HH+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 H4 m 精品文档.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。60 5 36 图 1 曝气池的平面形式 精品文档.曝气池设计计算 备 注 三、曝气系统的设计计算 魏先勋305页 O2=216kg/h O21 O2max=259.2 kg/h 1需

7、氧量计算（1）日平均需氧量 O2 O2aQLr+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=0.15 O2=0.51200240.18+0.1575132.3 =5184 kgO2/d =216kg/h（2）去除每公斤 BOD5需氧量O2 522/kgBODkgO 13.015.05.0NsbaO（3）最大需氧量 O2max O2maxaQLrK+bVX 考虑 BOD5负荷变化，最大需氧量变化系数 K=1.4 O2max=0.51200240.181.4+0.1575132.3 =6220.8 kgO2/d =259.2 kg/h 精品文档.曝

8、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 Pb Pb=P+9.8103H 式中 P标准大气压，P=1.013105Pa H曝气器安置深度，H=3.3m Pb=1.013105+9.81033.3=1.337105Pa（3）空气离开曝气池面时，氧的百分比 Ot%100)1(2179)1(21AAtEEO 式中 EA氧转移率，%，对膜片式微孔曝气器，选 EA=1

9、8%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=30 mg/L 29.8 )429.1710026.210337.1(63.7 )42170910026.2(555)30()30(PbCCSSb 此部分公式见三废500至505 页 Pb=1.337105Pa Ot17.9 Csb(30)=8.29mg/L 精品文档.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(0024.1TSbSCCRCR 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，

10、取=0.8 废水 CS的修正系数，取=0.9 压力修正系数，取=1 C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 18.03.09.356 3.030ASERG（8）最大时供气量 GSmax/hm 5.793118.03.03.428 3.03max0maxASERG（9）去除每公斤 BOD5的供气量 R0=356.9kg/h

11、 R0max=428.3kg/h GS=6609.3m3/h GSmax=7931.5m3/h 精品文档.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 51.512003.6609QGS 3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 110725.7931723maxSG（2）空气扩散器总数 曝气池平面面积3660=2160m2 取微孔曝气器服务面积

12、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/kg 5.51 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 精品文档.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。

13、进行空气管路计算见列表。图 2 空气管路计算图 10 10 10 10 5 5 1 精品文档.空气管路计算表 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 压力损失 i h1+h2 1716 0.5 3.67 23 弯头 1 个 0.45 0.95 0.65 0.61 1615 0.5 7.34 23 三通 1 个 1.19 1.69 1.30 2.16 1514 0.5 11.01 23 三通 1 个 1.19 1.69 3.726 6.17 1413 0.5 14.68 23 三通 1 个 1.19

14、 1.69 6.316 10.46 1312 0.25 18.35 23 三通 1 个 1.19 1.44 9.669 13.64 1211 1.8 36.7 5.19 50 三通 1 个异形管 1 个 2.14 3.94 1.044 4.03 1110 6.45 110.1 4.00 100 闸门 1 个弯头 3 个四通1 个异形管1 个 8.58 15.03 0.249 3.67 109 5.5 220.2 8.00 100 三通 1 个 4.65 14.08 0.968 13.36 98 5.5 440.4 15.58 100 四通 1 个 2.10 7.6 3.582 26.68 87

15、 5.5 660.6 10.34 150 四通 1 个异形管 1 个 3.99 9.49 1.150 10.69 76 5.5 880.8 13.85 150 四通 1 个 3.42 8.92 1.684 14.72 65 5.5 1101 9.74 200 四通 1 个异形管 1 个 5.63 11.13 0.601 6.56 54 17.8 1322 11.69 200 弯头 2 个四通 1 个 12.87 30.67 0.846 25.43 43 10 2643.9 14.97 250 三通 1 个异形管 1 个 20.29 30.29 1.026 30.46 32 5 3965.8 1

16、1.46 350 三通 1 个异形管 1 个 30.39 35.39 0.397 13.77 21 30 7931.5 13.86 450 三通 1 个异形管 1 个 41.09 71.09 0.414 28.84 总计 100.8 7931.5 211.25 精品文档.曝气池设计计算 备 注 空气管总压头损失(h1+h2)=211.259.8=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

17、时：GSTmax=3Gsmax=37931.5=23794.5m3/h=396.6 m3/min 平均时：GST=3Gs=36609.3=19827.9m3/h=330.5 m3/min（2）风压确定 曝气器安装在距池底 0.2m H=(h1+h2+h3+h4)9.8 式中 h1空气管道沿程损失，mH2O h2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 KPa H=（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