传统活性污泥推流曝气池的设计-50000m3d污水处理厂设计说明书

《水污染控制工程课程设计》设计题目：传统活性污泥推流曝气池的设计专业:环境工程班级:学号:姓名:指导教师:化学与环境工程系目录1.课程设计指导书·································11.1设计的目的和任务·····························11.1.1设计题目·······························11.1.2设计目的·······························11.1.3设计任务·······························11.2设计基础资料·······························11.3设计内容·································11.3.1设计说明书（计算书）内容·······················11.3.2设计图纸内容·····························21.4设计要求·································21.4.1对说明书的要求····························21.4.2对图纸的要求·····························21.5成绩考核································31.6时间分配与计划进度····························31.7主要参考资料·······························32.推流曝气池系统设计说明书····························42.1前言··································42.2设计计算································52.2.1相关参数的选取····························52.2.2推流曝气池的设计计算·························62.2.3进出水系统设计计算··························92.2.4鼓风曝气系统的设计计算························113.总结······································124.致谢······································135.参考文献····································131水污染处理中推流式曝气池的设计1.课程设计指导书1.1设计的目的和任务1.1.1设计题目活性污泥推流曝气池的设计1.1.2设计目的⑴通过课程设计，掌握传统活性污泥处理推流曝气池的设计计算方法，掌握设计说明书（计算书）的学做规范，熟练水处理图纸的绘制。⑵本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。1.1.3设计任务根据已知资料，计算无额定曝气池工艺尺寸；计算设计鼓风曝气系统。1.2设计基础资料某城市污水处理厂，采用传统活性污泥法处理工艺，沉淀池型式为辐流式，曝气池采用鼓风曝气，进入曝气池的总污水量为50000m3/d，污水的时变化系数为1.4，进入曝气池污水的BOD5为215mg/L，处理出水总BOD5≤20mg/L。1.3设计内容设计完成后应提交设计说明书（含计算书）一份，设计图纸3张1.3.1设计说明书（计算书）内容⑴设计任务；⑵设计资料；⑶设计流量、处理效率等计算；2⑷污水处理流程说明。包括处理流程的阐述，主要处理构筑物的选型及理由，绘出工艺流程示意图；⑸推流曝气池的设计计算，包括设计流量计算、参数选择（负荷、污泥浓度、回流比等）、平面尺寸计算，进出水系统的设计计算过程、计算草图；⑹鼓风曝气系统的设计计算，包括需氧量、空气量，空气管道系统的设计计算及空压机的选定等；1.3.2设计图纸内容（1）推流曝气池平面布置图一张（3号图纸）（2）空气管道布置图一张（3）进、出水系统工艺图1.4设计要求1.4.1对说明书的要求⑴计算步骤要详细，先给出完整的计算公式和列出设计参数，然后带入公式进行认真计算。⑵书写认真、语句通顺。要杜绝字迹潦草的现象。⑶封面及正文用纸规格、格式要符合学校的规定。⑷说明书采用左侧装订（一律用订书机装订）。⑸严禁抄袭。特别提示：对于计算错误、书写不认真、字迹潦草、用纸及装订不规范、不符合要求的说明书，一律要求进行重新计算和重写；对于雷同的说明书全部返回重做。否则不能考核成绩。1.4.2对图纸的要求⑴图纸规格、绘图基本要求必须符合有关制图标准。绘图纸要选用绘图专用白纸。⑵绘图要认真。绘制线条前要主要铅笔尖的粗细，线条的宽度要均一，绘制线条用力力度要适度。线条宽度从粗到细的顺序（参考）是：管线、构筑物、其他线条及尺寸标注线等。⑶所有线条（包括直线、圆弧、圆圈、标注线和标注符号）均须用绘图工具绘制，不允许徒手绘制。3⑷图中所有文字和数字标注采用仿宋体，要求字体大小一致，排列整齐（可轻轻打格，书写在格内，以保证文字字体的大小均一）。⑸严禁抄袭。对于图面（平面图、流程高程图）雷同的图纸全部返回重做。对于设计错误较多、绘图不认真、不符合要求者要求重画，否则不能考核成绩。1.5成绩考核课程设计结束后，学生提交设计成果，由指导教师对设计成果评阅，雷同者按零分处理。成绩考核按学校及学院的有关管理办法执行。1.6时间分配与计划进度时间分配（2周）阶段时间(1)指导教师讲解污水处理系统的设计原则与程序，布置设计任务1天(2)查阅资料，拟定工艺流程、制定方案、熟悉了解和掌握设计原理3天(3)构筑物设计参数计算3天(4)绘制设计图1天(5)整理编写设计说明书1天(6)答辩准备1天(7)答辩1天合计10天1.7主要参考资料《简明排水设计手册》，北京市市政设计研究院主编，中国建筑工业出版社《中华人民共和国国家标准给水排水制图标准》，GBJ106-87《中华人民共和国国家标准建筑给水排水设计规范》，GBJ15-88《水污染控制工程》〔下册〕，高廷耀主编，高教出版社《污水处理构筑物设计与计算》，哈尔滨工业大学出版社《水处理设备使用手册》，宋业林、宋襄翎主编，中国石化出版社《三废处理工程技术手册废水卷》，化学工业出版社42.推流曝气池系统设计说明书2.1前言（一）活性污泥法：活性污泥法工艺是一种广泛应用而行之有效的传统污水生物处理法，也是一项极具发展前景的污水处理技术，这体现在它对水质水量的广泛适应性，灵活多样的运行方式，良好的可控制性，以及通过厌氧或缺氧区的设这使之具有生物脱氮、除磷的效能等方面。活性污泥法工艺能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物，以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，无机盐类也能被部分去除，类似的工业废水也可用活性污泥法处理。活性污泥法本质上与天然水体的自净过程相似，两者都是好氧生物过程，只是活性污泥法的净化强度大,因而可认为是天然水体自净作用的人工强化。（二）活性污泥降解物水中有机物的过程：活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段：吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上又含有多糖类的粘性物体所致。在稳定阶段，主要是转移到活性污泥上的有机物被微生物所利用。吸附阶段很短，一般在15~45min左右就可完成吸附过程，而稳定阶段较长。污水中处于悬浮状态和胶体状态的有机物浓度越高，吸附效果越明显。（三）传统推流式活性污泥法：传统推流式活性污泥法工艺流程（图1），污水和回流污泥在曝气池的前段进入，在池内呈推流形式流动至池的末端，由鼓风机通过扩散设备火机械曝气机曝气并搅拌，因为廊道的长宽比要求在5~10，所以一般采用3~5条廊道。在曝气池内进行吸附、絮凝和有机污染物的氧化分解，最后进入二沉池进行处理后的污水和活性污泥的分离，部分污泥回流至曝气池，部分污泥作为剩余污泥排放。5（四）传统推流试运行中存在的主要问题：一是池内流态呈推流式，首端有机污染负荷高，耗氧速率高：二是污水和回流污泥进入曝气池后，不能立即与整个曝气池混合液充分混合，易受冲击负荷影响，适应水质、水量的变化能力差；三是混合液的需氧量是在长度方向逐渐下降的，而充氧设备通常是沿池长均匀布置的，这样会出现前半段供氧不足，后半段供氧超过需要的现象。2.2设计计算2.2.1相关参数的选取⑴曝气池污水温度为20℃⑵参考《水污染控制工程》〔下册〕，高廷耀主编，一般生活污水处理厂曝气池混合液MLVSS/MLSS在0.7～0.8，故选取设计曝气池中MLVSS/MLSS为0.7。⑶参考《水污染控制工程》〔下册〕，高廷耀主编，回流污泥浓度RX应满足下式：SVIXR6max10式中：SVI—污泥体积指数通常认为SVI值为100～150时，污泥沉降性能良好，即（XR）max为6700～10000mg/L，故选取回流污泥悬浮固体浓度为8500mg/L⑷参考《水污染控制工程》〔下册〕，高廷耀主编，常用活性污泥法的典型设计参数如下表：出水曝气池平面回流活性污泥初沉污泥进水二沉池剩余污泥图1推流曝气池工艺流程图6表1常用活性污泥法的典型设计参数运行方式泥龄/d污泥负荷/[kgBOD5·(kgMLSS·d)-1]容积负荷/[kgBOD5·(m3·d)-1]MLSS/(mg·L-1)停留时间/h回流比QR/Q传统推流式3～50.2～0.40.4～0.91500～25004～80.25～0.75故曝气池中的MLSS取2200mg/L，污泥负荷Ls=0.3kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥龄c=5d。⑸参考《水污染控制工程》〔下册〕【1】，高廷耀主编，设二沉池出水中含14mg/L，总悬浮固体（TSS），其中VSS占65%⑹、修正系数值的选定。参考《水污染控制工程》〔下册〕，高廷耀主编，对于鼓风曝气的扩散设备，值在0.4～0.8范围内，值约在0.70～0.98之间变化，通常取0.95。故取=0.7，=0.95。⑺参考《水污染控制工程》〔下册〕，高廷耀主编，空气扩散装置的氧转移效率EA，微孔曝气器一般取15%～25%。2.2.2推流曝气池的设计计算由设计基础资料知污水的时变化系数为1.3，则处理污水流量Q=50000×1.3=65000m3/d⑴估算出水中溶解性BOD5浓度出水中BOD5有两部分组成，一是没有被生物降解的溶解性BOD5，，二是没有沉淀下来随出水漂走的悬浮固体。悬浮固体所占BOD5计算：①悬浮固体中可生物降解部分为0.65×14mg/L=9.1mg/L②可生物降解悬浮固体最终BODL=9.1×1.42mg/L=12.9mg/L7其中1.42为污泥的氧当量系数，完全氧化1个单位的细胞（以C5H7NO2表示细胞分子式）需要1.42单位的氧。③可生物降解悬浮固体BOD5的转换为BODL=0.68×12.9mg/L=8.8mg/L④确定经生物降解处理后要求的溶解性有机污染物，即Se8.8mg/L＋Se≤20mg/L,Se≤11.2mg/L⑵计算曝气池容积①按污泥负荷计算：302007122003.0)2.11215(65000)(mXLSSQVSe式中：Q—处理污水的设计流量，m3/doS—进入曝气池污水的溶解性有机污染物浓度，mg/LeS—处理后溶解性有机污染物浓度，mg/LSL—污泥负荷，[kgBOD5·(kgMLSS·d)-17X—曝气池中的MLSS浓度，mg/L②按污泥龄计算：取Y=0.6kgMLSS/kgBOD5,Kd=0.08d-1308.18432)508.01(1540)2.11215(5650006.0)1()(mKXSSYQVcdVec式中：c—污泥龄，dY—产率系数，kgMLSS/kgBOD5dK—内源代谢系数，d-1VX—曝气池中的MLVSS浓