污水处理厂曝气池设计计算

曝气池设计计算部分第二部分：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E＝90％NS＝0.3三废523页1．处理效率E%100%100LaLrLaLtLaE－式中La——进水BOD5浓度，kg/m3,La=0.2kg/m3Lt——出水BOD5浓度，kg/m3，Lt＝0.02kg/m3Lr——去除的BOD5浓度，kg/m3Lr=0.2－0.02=0.18kg/m3%90%1002.002.02.0E2．污水负荷NS的确定选取NS＝0.3kgBOD5／kgMLVSS·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)SVI1103RrRX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%曝气池设计计算部分曝气池设计计算备注3.35.01120102.15.03Xkg/m3（2）混合液挥发性悬浮物浓度X＇(MLVSS)X＇＝fX式中f——系数，MLVSS/MLSS，取f=0.7X＇＝0.7×3.3＝2.3kg/m3（3）污泥回流浓度Xr333kg/m102.11201010rSVIXr4．核算污泥回流比RRRXXr1RR)1(3.310R＝49%，取50%5．容积负荷NvNv＝X＇Ns＝2.3×0.3＝0.69kgBOD5/m3·d6．曝气池容积V3m75133.03.218.0241200'NsXLrQV式中Q——设计流量，m3/d。7．水力停留时间X＝3.3kg/m3魏先勋305页X＇=3.3kg/m3高俊发137页Xr＝10kg/m3高俊发137页R＝50%魏先勋305页Nv＝0.69魏先勋305页V＝7513m3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tmh26.6d26.02412007513QVtm（2）实际水力停留时间tsh08.4d17.0241200)5.01(7513)1(QRVts8．剩余污泥量△X△X＝aQLr－bVX＇式中a——污泥产率系数，取a＝0.6b——污泥自身氧化率，取b＝0.05△X＝aQLr－bVX＇＝0.6×1200×24×0.18-0.05×7513×2.3＝2246.6kg/d9．污泥龄θCd7.74.22463.27513'XXVC魏先勋305页tm＝6.26hts＝4.08h高俊发156页△X=2246.6高俊发156页θC＝7.7d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/n3m187847513nV取池有效水深H=3.5m则每组曝气池的面积F121m7.5365.33.1878HnVF2．曝气池宽度B取池宽B=5m43.15.35HB介于1～2之间，符合要求。3．池长Lm3.10757.5361BFL105.2153.107BL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m3633.1073'LL具体尺寸见图1。5．曝气池总长度Hˊ取超高为0.5mHˊ＝H+0.5＝3.5+0.5＝4m魏先勋305页F1＝536.7m2魏先勋303页B=5m魏先勋314页L＝107.3m王燕飞116页Lˊ=36mHˊ＝4m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魏先勋305页O2=216kg/hΔO2＝1O2max=259.2kg/h1．需氧量计算（1）日平均需氧量O2O2＝a′QLr+b′VX′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′=0.5b′=0.15O2=0.5×1200×24×0.18+0.15×7513×2.3=5184kgO2/d=216kg/h（2）去除每公斤BOD5需氧量ΔO2522/kgBODkgO13.015.05.0''NsbaO（3）最大需氧量O2maxO2max＝a′QLrK+b′VX′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=6220.8kgO2/d=259.2kg/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(21AAtEEO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(21tO（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/L29.8)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=1.337×105PaOt＝17.9％Csb(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(0024.1TSbSCCRCR式中R——实际条件下充氧量，O2=216kgO2/hα——废水液相传质系数KLa的修正系数，取α=0.8β——废水CS的修正系数，取β=0.9ρ——压力修正系数，取ρ=1C——氧实际浓度，取C=2mg/Lkg/h9.356024.10.229.819.08.017.9216)2030(0R（6）最大时需氧的充氧量R0maxkg/h3.428024.10.229.819.08.017.92.259)22030(max0R（7）曝气池平均时供气量GS/hm3.660918.03.09.3563.030ASERG（8）最大时供气量GSmax/hm5.793118.03.03.4283.03max0maxASERG（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/kgBODm6.3018.012003.6609QLrGS（10）每m3污水的供气量污水33/mm51.512003.6609QGS3．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/hm110725.7931723maxSG（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/m67.321603maxSG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/kg5.51m3/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ih1+h217~160.53.6723弯头1个0.450.950.650.6116~150.57.3423三通1个1.191.691.302.1615~140.511.0123三通1个1.191.693.7266.1714~130.514.6823三通1个1.191.696.31610.4613~120.2518.3523三通1个1.191.449.66913.6412~111.836.75.1950三通1个异形管1个2.143.941.0444.0311~106.45110.14.00100闸门1个弯头3个四通1个异形管1个8.5815.030.2493.6710~95.5220.28.00100三通1个4.6514.080.96813.369~85.5440.415.58100四通1个2.107.63.58226.688~75.5660.610.34150四通1个异形管1个3.999.491.15010.697~65.5880.813.85150四通1个3.428.921.68414.726~55.511019.74200四通1个异形管1个5.6311.130.6016.565~417.8132211.69200弯头2个四通1个12.8730.670.84625.434~3102643.914.97250三通1个异形管1个20.2930.291.02630.463~253965.811.46350三通1个异形管1个30.3935.390.39713.772~1307931.513.86450三通1个异形管1个41.0971.090.41428.84总计100.87931.5211.25曝气池设计计算部分曝气池设计计算备注空气管总压头损失∑(h1+h2)=211.25×9.8=2.07KPa膜片式曝气头压力损失为5KPa总压头损失：2.07+5=7.07KPa为安全计算，取9.8Kpa。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=396.6m3/min平均时：GST=3Gs=3×6609.3=19827.9m3/h=330.5m3/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，mH2Oh3——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=（3.5－0.2+1.0）×9.8=42.14Kpa（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9.8Kpa