曝气池设计计算.doc

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。
本设计得主要内容就是一级好氧装置得曝气池、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

式中 　Ｌa——进水BOD５浓度,kg/m3, La=０、2kg/m3ﻩ
　 Lt—-出水BOD5 浓度,ｋg／m3,Lt＝0、02kｇ/m3
Lr—-去除得BOD5浓度，kg／m３
Lr＝０、２-０、02＝０、18kg/ｍ3

2.污水负荷NS得确定
选取NＳ＝０、3　ｋgBOD5/kgMＬVＳS·d
3。污泥浓度得确定
（１)混合液污泥浓度（混合液悬浮物浓度)X (MLＳS）

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%
曝气池设计计算
备　 注
kg／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、7
X’＝0、7×３、３=2、3　kg/m3
(3）污泥回流浓度Xr

4．核算污泥回流比R

R＝４９%，取５０％
5。容积负荷Ｎv
Nｖ＝X’Ｎs
＝2、3×0、3=0、６9 kｇＢＯD５/ｍ3·d
6。曝气池容积V

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=１0 ｋg/ｍ3
高俊发137页
Ｒ=５0％
魏先勋3０５页
Nv＝0、69
魏先勋3０5页
V=376m3
曝气池设计计算
备 注
7、水力停留时间
(１)名义水力停留时间tm

（2)实际水力停留时间ｔs

8.剩余污泥量△X
△X=a　Q Lr-bＶＸ＇
式中 a—-污泥产率系数,取a=0、6
b—-污泥自身氧化率,取ｂ＝0、05
△Ｘ=a　Q Lr－ｂＶＸ＇
＝０、6×60×2４×0、18-０、0５×３76×２、3
＝1１2、28 kg/ｄ
9。污泥龄θＣ

魏先勋３０５页
ｔm＝６、26 h
tｓ＝4、08　h
高俊发１56页
△Ｘ=112、2８
高俊发156页
θC＝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
曝气池设计计算
备 　注
设2组曝气池,每组容积为V／n

取池有效水深H=1、５m
则每组曝气池得面积Ｆ1

２.曝气池宽度Ｂ
取池宽Ｂ＝２、5m

介于1～2之间,符合要求。
3．池长Ｌ

符合要求
4。曝气池得平面形式
设曝气池为三廊道式,则每廊道长

具体尺寸见图１。
5。曝气池总长度Ｈˊ
取超高为0、5m
Hˊ＝H　＋0、５=１、５+0、5=２ ｍ
魏先勋3０5页
F1＝125ｍ2
魏先勋30３页
B=2、５ｍ
魏先勋3１4页
Ｌ=５０m
王燕飞1１6页
Lˊ=16、6７ｍ
Hˊ=2 m

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 　 曝气池得平面形式

曝气池设计计算
备 　注
三、曝气系统得设计计算
魏先勋305页
O2 ＝10、8kg／ｈ
ΔO2＝1
O2ｍax=１1、89 kg/h
1.需氧量计算
（1)日平均需氧量O２
O２＝a′ＱLr + b′VX′
式中　 a′——微生物氧化分解有机物过程中得需氧率；
b′——污泥自身氧化需氧率。
取a′= 0、5 　 b′= 0、１5
O２ = 0、5×６0×24×0、1８ +　0、１5×３76×2、３
　 　 ＝259、３2　kgＯ2／d
　　　 =10、8kg/h
(２）去除每公斤ＢOＤ５需氧量ΔＯ2

(3）最大需氧量O2ｍax
O２max=ａ′QLrK ＋　b′VX′
考虑ＢOD5负荷变化，最大需氧量变化系数K=1、2
O２ｍaｘ = 0、５×60×2４×０、1８×１、２+0、1５×376×２、3
　　　 　＝285、2４ kgO２/ｄ
　 ＝11、8９ kg/h

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）溶解氧饱与度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、８×103H
式中 Ｐ-—标准大气压,P=1、013×105Pａ
Ｈ——曝气器安置深度,H ＝3、３m
Ｐb =1、０１3×１0５+9、8×103×3、3
=1、337×１05Pa
（３)空气离开曝气池面时，氧得百分比Ot

式中　 EＡ-—氧转移率，％,对膜片式微孔曝气器,选EＡ＝18%

（4）曝气池混合液平均饱与浓度Csb(T）
按最不利温度考虑　 　 T=30℃

此部分公式见三废５00至505页
Pb　=
１、33７×１0５Ｐa
Oｔ＝17、９%
Cｓb(３0）＝
8、２9ｍg/L
曝气池设计计算
备 注
(5）20℃条件下,脱氧清水充氧量Ｒ0

式中 Ｒ——实际条件下充氧量,Ｏ２=２16ｋgO2/h
α——废水液相传质系数KLa得修正系数，取α＝0、８
β-—废水CS得修正系数，取β＝0、9
ρ——压力修正系数，取ρ=1
C——氧实际浓度,取C = 2 ｍｇ/L

（６)最大时需氧得充氧量R0mａｘ

(7）曝气池平均时供气量GＳ

(8)最大时供气量GSmax

（9)去除每公斤BＯD5得供气量

R０=38、75kg／ｈ
Ｒ０maｘ=
４6、49kg/ｈ
GS=
717、5９m3/h
GSmａx=
860、93m3/h
曝气池设计计算
备　 注

（10)每m3污水得供气量

3.空气管计算
按曝气池平面图布置空气管道,在相邻两个廊道得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）每根竖管得供气量

(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：
（3)每根竖管上安设得曝气器数目

（４)每个曝气器得配气量

在膜片式曝气器范围内。
(5）空气管道计算
将已布置得空气管路及曝气器绘制成空气管路计算图，用以计算。
6６、44m3/kg
11、96m3/ 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
曝气器得配气量３、67m2/ｈ
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得最远最长得管路作为计算管路,管路图见图2。进行空气管路计算见列表。

10
10
10
10
5
5
1

图2 空气管路计算图
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
17～16
０、5
3、67

23
弯头1个
0、45
０、95
0、65
０、61
1６~1５
0、５
7、３4

23
三通１个
1、19
１、６9
１、30
2、1６
15～１4
0、5
11、01

23
三通1个
1、19
1、69
３、72６
６、1７
１4～13
0、5
１4、68

23
三通1个
1、19
1、69
6、31６
１0、46
１3～12
０、2５
18、３5

23
三通1个
1、１9
1、4４
9、6６9
1３、64
12~11
1、8
３6、７
5、19
５0
三通１个异形管1个
2、14
3、9４
1、044
4、０３
11~10
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
1０～9
5、５
２20、2
8、00
100
三通１个
4、６5
14、08
0、9６８
13、36
9~８
5、５
4４0、4
１5、58
10０
四通1个
2、１0
7、6
3、582
26、6８
８~７
5、5
６6０、6
１０、３４
１５0
四通１个异形管１个
3、99
９、4９
1、1５０
1０、69
7～６
5、５
880、８
１3、85
１50
四通1个
3、42
8、92
1、68４
14、7２
6～５
５、5
11０1
９、74
200
四通1个异形管1个
5、63
11、13
0、601
6、５６
5~４
１7、8
１322
1１、69
２０0
弯头２个四通1个
12、８7
30、6７
0、８4６
25、4３
4~3
10
２64３、９
14、97
２50
三通1个异形管1个
20、２9
3０、２9
1、0２6
３0、46
３~2
5
3965、8
1１、4６
３50
三通１个异形管1个
30、39
35、39
0、397
１3、7７
2～１
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
曝气池设计计算
备 注
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.鼓风机得选用
(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、二级好氧及其她非工艺设备用气，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、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、5－0、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