曝氣生物濾池

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.1.1 曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1 曝氣生物濾池體積曝氣生物濾池選用陶料濾料，容積負(fù)荷選用3設(shè)兩組，每組2曝氣生物濾池面積，濾料層高度分12個(gè)格，則3濾池尺寸，濾池每格采用長(zhǎng)方形，單個(gè)濾池邊長(zhǎng)為：。取濾池超高度為，清水層高度為，濾料高度為，承托層高度為，配水室高度為。則濾池高：4水力停留時(shí)間空床水力停留時(shí)間：實(shí)際停留時(shí)間：式中：濾料層孔隙率，5校核污水水力負(fù)荷符合過(guò)濾（水力負(fù)荷）滿(mǎn)足一般要求6需氧量 型曝氣生物濾池設(shè)計(jì)需氧量可用下列公式計(jì)算：式中：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的需氧量，； 濾池單位時(shí)間內(nèi)去除可溶性，； 濾池單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入的，； 濾池單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入的懸浮物，；（1）

2、可溶性計(jì)算在下，一般有機(jī)物完全分解需左右，實(shí)際應(yīng)用較為困難，得已完成了的，又完成了的，因此可以說(shuō)完成氧化分解有機(jī)物的大部分，而且的污染考核指標(biāo)也是，所以可以用值代入上式，近似計(jì)算值，然后可乘上系數(shù)。設(shè)， 冬季時(shí)生化反應(yīng)常數(shù)：出水中量：出水溶解性量：去除溶解性：夏季時(shí)生化反應(yīng)常數(shù)：出水中量：出水溶解性量：去除溶解性：（2）實(shí)際需氧量計(jì)算冬季需氧量計(jì)算冬季實(shí)際需氧量：夏季需氧量計(jì)算夏季實(shí)際需氧量：（3）標(biāo)準(zhǔn)需氧量換算。標(biāo)準(zhǔn)需氧量可按下式換算：式中：標(biāo)準(zhǔn)需氧量，； 實(shí)際需氧量，；標(biāo)準(zhǔn)條件下清水飽和溶解氧，；大氣壓修正系數(shù)；混合液中氧轉(zhuǎn)移系數(shù)（）與清水中值之比，一般為；混合液飽和溶解氧與清水飽和溶解氧

3、之比，一般為曝氣裝置在水下深度至水面平均溶解氧值，；混合溶液溶解氧值，；混合液溫度，式中：溫度時(shí)，清水飽和溶解氧濃度，；濾池逸出氣體中含氧量，；曝氣裝置絕對(duì)壓力，；式中：氧利用率，；設(shè)曝氣生物裝置氧氣利用率為，混合液剩余溶解氧為，曝氣裝置安裝在水下面，取，冬季：夏季：需要氧選用最大值：7需氣量需氣量為曝氣負(fù)荷校核：8反沖洗計(jì)算 采用氣水聯(lián)合反沖洗（）空氣反沖洗計(jì)算。選用空氣沖洗強(qiáng)度，兩組濾池輪流反沖洗，每組需氣量：（）水反沖洗計(jì)算。選用空氣沖洗強(qiáng)度，兩組濾池輪流反沖洗，每組需水量：沖洗水量占進(jìn)水水量比為：工作周期，水沖洗每次。9污泥估算在曝氣生物濾池中，進(jìn)水中被去除的懸浮物有一些不能被降解。污

4、泥由兩部分組成，一部分為SS，另一部分由消化BOD而產(chǎn)生VSS。（1）由SS產(chǎn)生的污泥量W1（含水率為99.6%）（2）消化BOD而產(chǎn)生的VSS量W2：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般情況下，每去除1kgBOD，可產(chǎn)生0.05-0.1kgVSS，這里取X=0.08 kgVSS/ kgVBOD，則每天去除BOD量為：，則曝氣生物濾池的產(chǎn)BOD量為：據(jù)VSS/SS=0.7，污泥含水率為99.6%，則11 曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）需氧量：2. （2）供氧量：設(shè)計(jì)計(jì)算水溫為25攝氏度，設(shè)曝氣生物裝置氧氣利用率為，混合液剩余溶解氧為，曝氣裝置安裝在水下面，取，。2（3）供風(fēng)量：每池供氧量為(4) 曝氣空氣管路計(jì)算如下

5、表所示:專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)曝氣空氣管路計(jì)算表管段 編號(hào)管段 長(zhǎng)度 L(m) 空氣流量空氣流速 v (m/s) 管徑 D (mm)配件管段當(dāng)量長(zhǎng)度管段計(jì)算長(zhǎng)度壓力損失m3/hm3/minh1+h2L0(m)L0+L(m)9.8(Pa/m)9.8(Pa)123 4 56789101128270.74.68 0.078-25直流等孔徑三通1個(gè)0.220.920.800.7427260.7 9.360.156 5.30425三通1個(gè)0.220.922.602.3926250.714.04 0.234 7.9625三通1個(gè)0.220.92 5.805.3425240.718.76 0.313 4.1340

6、三通1個(gè),異形管1個(gè)0.971.67 0.91 1.5224230.723.45 0.391 5.5140三通1個(gè)0.381.081.391.50 23220.728.14 0.469 3.9950三通1個(gè),異形管1個(gè)1.261.960.631.23 22210.732.83 0.547 4.6550三通1個(gè)0.381.080.840.91 21200.737.52 0.625 5.3150三通1個(gè)0.381.081.091.17 20190.742.21 0.704 5.9850三通1個(gè)0.381.081.371.48 19180.746.90 0.782 3.10 75三通個(gè),異形管1個(gè)2

7、.052.750.20 0.55 18170.751.59 0.860 3.24 75三通1個(gè)0.821.520.250.38 17160.256.25 0.937 3.5375三通1個(gè)0.821.020.29 0.30 1615 0.7168.75 2.813 5.96100四通1個(gè),彎頭1個(gè),異形管1個(gè),閘閥1個(gè) 6.136.830.56 3.82 15142.1337.5 5.625 5.27150四通1個(gè),異形管1個(gè),閘閥1個(gè)7.129.220.27 2.49 1413 2.1506.25 8.44 77.96150四通個(gè),閘閥1個(gè)4.276.370.58 3.69 13122.167

8、5.00 11.25 5.97200四通1個(gè),異形管1個(gè),閘閥1個(gè)10.0612.160.23 2.80 121113.81350.0022.50 7.65250彎頭1個(gè),三通1個(gè),異形管1個(gè)13.1426.940.28 7.54 111012.62025.00 34.167 3.54450三通1個(gè),異形管1個(gè)21.2933.890.03 1.02 10912.62700.00 45.00 4.72450三通1個(gè)10.6423.240.05 1.16 9812.63375.00 56.25 5.90450三通1個(gè)10.6423.240.08 1.86 8732.054050.00 67.50

9、7.08450三通1個(gè)10.6442.690.11 4.70 曝氣空氣管路計(jì)算表管段 編號(hào)管段 長(zhǎng)度 L(m) 空氣流量空氣流速 v (m/s) 管徑 D (mm)配件管段當(dāng)量長(zhǎng)度管段計(jì)算長(zhǎng)度壓力損失m3/hm3/minh1+h2L0(m)L0+L(m)9.8(Pa/m)9.8(Pa)123 4 5678910117620.38100 135 11.5500三通1個(gè),異形管1個(gè)24.1644.460.28.906514.1512150202.15 13.71600三通1個(gè),異形管1個(gè)30.0744.220.2812.385412.61620027011.70700三通1個(gè),異形管1個(gè)36.18

10、48.780.167.80439.61620027011.70700彎頭1個(gè),閘閥1個(gè)90.44100.040.1616.013215.51620027011.70700彎頭1個(gè),三通1個(gè)66.9282.420.1613.192113.31620027011.70700彎頭1個(gè),閘閥1個(gè)90.44103.740.1616.60， 合計(jì)：121.46212.49 12 配水系統(tǒng)采用小阻力配水系統(tǒng)。曝氣生物濾池采用氣水聯(lián)合反沖洗，濾頭采用長(zhǎng)柄濾頭，長(zhǎng)柄濾頭在正常運(yùn)行時(shí)起均勻配水作用，在反沖洗時(shí)起布水，布?xì)庾饔谩＿x用長(zhǎng)柄濾頭為EPT-1型，濾水帽，濾水管為一體成型，每個(gè)濾頭共有濾縫20條，每條濾縫，

11、濾縫總面積為3.2cm2/個(gè)每平方米布置36個(gè)濾頭，開(kāi)孔比為，流量系數(shù)，每格濾池的水力負(fù)荷為：，則每格濾池的中水通過(guò)配水系統(tǒng)的水頭損失為在本設(shè)計(jì)中，每格濾池每平方米布置長(zhǎng)柄濾頭36個(gè)，每個(gè)間距為36 m m。曝氣生物濾池的計(jì)算曝氣生物濾池工藝有機(jī)物容積負(fù)荷高、水力負(fù)荷大、水力停留時(shí)間短、所需基建投資少、能耗及運(yùn)行成本低，同時(shí)該工藝出水水質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)。曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形形式，也可看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式，即在生物反應(yīng)器內(nèi)裝填高比表面積的顆粒填料，以提供微生物膜生長(zhǎng)的載體，并根據(jù)本污水流向不同分為上向流或者下向流，污水由上向下或由下向上流過(guò)濾料層，在濾料層下部鼓風(fēng)曝氣，使

12、空氣與污水逆向或同向接觸，使污水中的有機(jī)物與填料表面生物膜通過(guò)生化反應(yīng)得到穩(wěn)定，填料同時(shí)起到物理過(guò)濾作用。10.1 N曝氣生物濾池的池體的設(shè)計(jì)與計(jì)算采用的是硝化容積負(fù)荷計(jì)算法濾池所需的濾料體積為 1048.3m3 式中 W 所需濾料的體積 m3 Q 進(jìn)入濾池的日平均污水量 m3/d 進(jìn)出濾池NH3-N濃度差 濾池的硝化容積負(fù)荷，一般取0.10.5kgNH3-N/(濾料.d)， 但在工程設(shè)計(jì)一般選用設(shè)計(jì)參數(shù) 0.40.8kgNH3-N/(m3濾料.d)，本次設(shè)計(jì)中取的0.6 kgNH3-N/(m3濾料.d)取濾料層的高度H=4.0m,則N曝氣生物濾池總面積為 A=濾池共分四個(gè)，每個(gè)面積為 考慮到

13、方形池最節(jié)省，所以每個(gè)濾池定位方形池，尺寸為取配水室的高度h1=1.2m，承托層高度h2=0.3m.，清水區(qū)h3=1.0m，超高h(yuǎn)4=0.5m,則濾池的總高度為：H = H+ h1 +h2 + h3 +h4 = 4+1.2+0.3+1.0+0= 7.0m 污水流過(guò)濾料層的實(shí)際停留時(shí)間： t= =4.07（h）式中 e 濾料層的空隙率10.2 供氣量的計(jì)算與供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1） 微生物需氧量在硝化濾池中，為生物膜的需氧量包括降解剩余有機(jī)物的需氧量和硝化的需氧量?jī)刹糠?。在該?jí)濾池中，需要降解的有機(jī)物量已經(jīng)很少，否則硝化作用就不會(huì)順利進(jìn)行，所以需氧量大部分是用來(lái)進(jìn)行硝化作用的。降解有機(jī)物和硝化的需氧量

14、可估算如下：RC= = =13.9498（kg/d） RN= = =2874.53(kg/d)在如曝氣生物濾池這樣的生物膜法的反應(yīng)器中，生物膜耗費(fèi)的溶解氧總量一般為13mg/L。為使濾料表面層的好氧菌膜維持在良好的生物相，通過(guò)濾料層后的剩余溶解氧應(yīng)該保持在23mg/L（也有人建議在34 mg/L），這樣要求污水在進(jìn)入濾料層前的溶解氧為46 mg/L左右。式中RC 降解BOD的需氧量，kg/dRN NH3-N硝化的需氧量，kg/dQ 進(jìn)入濾池的平均污水量，m3/d 進(jìn)出濾池BOD濃度的差值，mg/L 進(jìn)出濾池NH3-N弄度的差值，mg/L4.57 硝化需氧系數(shù)，kgO2/kgTKN。所以在N曝氣

15、生物濾池中，微生物的需氧量（R）為 R = RN + RC =13.498+2874.53=2888.028(kg/d)=120.33(kg/h)2) 實(shí)際需要的供氧量水中溶解氧的飽和度為 Cs（20）=9.17 mg/L Cs( 30)=7.63 mg/L 10.3 空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力PbPb= 1.013 =1.013 =1.40510.4 空氣離開(kāi)曝氣池面時(shí)，氧的百分比 Qt=式中EA 空氣擴(kuò)散器的氧的轉(zhuǎn)移效率，取25%將數(shù)值代到上式得 Qt= = =16.7%10.5 曝氣生物濾池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件） Csb（T） =6.97mg/LQt 當(dāng)濾池氧的利用率

16、為EA時(shí)，從池體中逸出氣體中含氧量的百分率，%10.5.1 換算為在20條件下，脫氮清水的充氧量為 R0= = =235kg/h10.5.2 供氣量的計(jì)算Gs= = =3133.33m3/h10.5.3 供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 曝氣生物濾池的曝氣類(lèi)型為鼓風(fēng)曝氣，鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)、空氣擴(kuò)散裝置和一系列連通的管道組成。所以供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)包括空氣擴(kuò)散裝置的選定并對(duì)其進(jìn)行布置、空氣管道的不置與計(jì)算、鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)玉臺(tái)數(shù)的確定三部分。（1） 空氣擴(kuò)散裝置的選定與設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用微孔曝氣器，型號(hào)BZ.PJ-I215鋪設(shè)于曝氣生物濾池池底。曝氣器主要技術(shù)指標(biāo)為：空氣流量23m3/h ，服務(wù)面積0.20.6m3，氧的

17、利用率為20.8%30.6%，充氧能力0.1550.25.kg/h.所需曝氣器的數(shù)量為 n = =1253.33個(gè)為計(jì)算方便取曝氣器的數(shù)量為1296個(gè)，平均放在四個(gè)池子中。則平均一個(gè)池子里的曝氣器的數(shù)量為324個(gè)。則每個(gè)曝氣器的配氣量為則計(jì)算出每個(gè)曝氣器的服務(wù)面積為（2） 空氣管道的計(jì)算與設(shè)計(jì) 空氣管道系統(tǒng)是指從鼓風(fēng)機(jī)的出口到空氣擴(kuò)散裝置的空氣管道，一般使用焊接鋼管。空氣干管、支管內(nèi)的空氣流速為1015m/s，通向空氣擴(kuò)散裝置的豎管、小支管為45 m/s?？諝庥?jì)算草圖2.8如下： 圖2.8 空氣計(jì)算管道空氣的管道計(jì)算表如下表2.2：表2.2 曝氣生物濾池空氣管道計(jì)算管 段編 號(hào)長(zhǎng) 度(m)空氣

18、流量 量空 氣 流 量空 氣流 速v(m/s)管 徑DN (mm）配 件管 段當(dāng) 量L0管段計(jì)算長(zhǎng)度L+L0 (m)壓 力 損 失m3/h9.8（Pa/m） h1 h1 Pah2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 1021200.652.42 25彎頭一個(gè)，三通一個(gè)1.211.862019 0.65 4.84 25 三通一個(gè) 0.88 1.531918 0.65 7.26 4.11 25 三通一個(gè) 0.88 1.53 1.63 2.491817 0.65 9.68 5.49 25 三通一個(gè) 0.88 1.53 2.81 4.3017160.6512.10 6.86 25 三通一個(gè) 0.8

19、8 1.53 5.56 8.511615 0.2014.52 3.21 40彎頭一個(gè)，三通一個(gè)，異形管一個(gè) 2.30 2.50 0.55 1.381514 0.1543.56 6.17 50異形管一個(gè)，三通一個(gè)，閥門(mén)一個(gè) 2.64 2.79 1.45 4.051413 0.9087.1212.35 50異形管一個(gè)，三通一個(gè) 2.263.16 5.55 17.541312 0.90174.1210.96 75異形管一個(gè)，四通一個(gè) 3.67 4.57 2.62 11.971211 0.90261.369.24 100異形管一個(gè)，四通一個(gè) 5.19 6.09 1.31 7.981110 0.9034

20、8.4812.31 100異形管一個(gè)，四通一個(gè) 5.19 6.09 2.25 13.7010 9 0.90435.6014.30 100異形管一個(gè)，四通一個(gè) 5.19 6.09 3.04 18.5198 0.90522.728.22 150異形管一個(gè)，四通一個(gè) 8.43 9.33 0.62 5.78 87 0.90609.849.59 150異形管一個(gè)，四通一個(gè) 8.43 9.33 0.83 7.74 76 0.90696.9610.96 150異形管一個(gè)，四通一個(gè) 8.43 9.33 1.08 10.08 65 12.16784.0812.34 150異形管一個(gè)，三通一個(gè)，彎頭一個(gè) 11.2

21、8 23.44 1.36 31.88 54 8.301568.1613.86 200異形管一個(gè)，三通一個(gè) 5.23 13.53 1.18 15.96 43 8.302352.2413.33 250異形管一個(gè)，三通一個(gè) 6.84 15.14 0.82 12.57 32 2.303136.3212.34 300異形管一個(gè)，三通一個(gè) 8.50 10.80 0.56 6.048 21 48.03136.3212.34 300異形管一個(gè)，三通一個(gè) 8.50 56.5 0.56 31.64 總壓力損失 215.678pa10.6 配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)曝氣生物濾池的配水系統(tǒng)一般采用小阻力配水系統(tǒng)，并根據(jù)反沖洗形式

22、以采用濾頭、格柵式、平板多空式較多。本設(shè)計(jì)采用濾頭配水系統(tǒng)的方式。有利于反沖洗的進(jìn)行。采用長(zhǎng)柄濾頭，型號(hào)為EPT-1型，濾水帽、濾水管為一體成型，每個(gè)濾頭共有濾縫20條，每條濾縫L濾縫總面積為3.2cm2/個(gè)，每平方米布置36個(gè)濾頭，開(kāi)孔比=1.152%，流量系數(shù)，每個(gè)濾池每平方米布置36濾頭，每個(gè)間距160mm。10.7 反沖洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)曝氣生物濾池與一般濾池的反沖洗方式大致相同，現(xiàn)階段用于濾池反沖洗的工藝主要有單一水反沖洗河氣-水聯(lián)合反沖洗兩種，這兩種沖洗方式在曝氣生物濾池上均有應(yīng)用。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，水、氣的速度梯度越大，顆粒碰撞的機(jī)會(huì)就越多，所以本設(shè)計(jì)采用氣-水聯(lián)合反沖洗。1） 反沖洗氣量：

23、Q氣=Sq1 =70=3780(m3/h)式中S 需要沖洗的濾池面積，m2（一般略大于曝氣生物濾池的面積） q1 沖洗空氣強(qiáng)度（L/s.m2），一般為1020L/s.m2,此設(shè)計(jì)取15L/s.m22） 反沖洗用水Q水 Q水= Sq2 =70 =2016(m3/h)=33.6(m3/min)式中q2反沖洗水強(qiáng)度，L/s.m2,一般取510 L/s.m23） 反沖洗水頭H反沖洗水頭使用曝氣生物濾池正常工作時(shí)出水，由水泵加壓供給，反沖洗水頭由下式計(jì)算： = ， =0.022Haq2 =式中 H 反沖洗所需要的水頭，m h0 沖洗排水槽與反沖洗最低水位的高程差，m（本處取1.5m） h1反沖洗水池與濾

24、池間沖洗管道的沿程與局部損失之和m，（本處取2m）h2管式大阻力配水系統(tǒng)的水頭損失，mh3配水系統(tǒng)的開(kāi)孔比（0.25%）；孔口流量系數(shù)（0.68）Ha承托層高度，m;濾料的密度，陶粒濾料=1.2t/m3水的密度，=1.0t/m3m0濾料膨脹前的空隙率，陶粒m0=0.55Hb濾料膨脹前的厚度，m在本工程中= 所以 =3.5+2+1.13+0.0528+0.225+1.5 =8.4m根據(jù)反沖洗流量和反沖洗水頭選擇兩臺(tái)型號(hào)為400QW1800-32-250的泵，一用一備。反沖洗排水經(jīng)收集后，進(jìn)入廠區(qū)排水下水道系統(tǒng)。10.8 濾池出水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用單側(cè)出水，并在出水口設(shè)計(jì)為60°斜坡和設(shè)置柵

25、形的穩(wěn)流板，以降低出水口處的水流流速，在反沖洗時(shí)有可能被帶至出水口處的陶粒與穩(wěn)流板碰撞，導(dǎo)致流速降低而在該處沉降，并沿斜坡下滑回濾池中。由于采用單側(cè)出水，所以正常出水運(yùn)行時(shí)的出水槽與反沖洗排水槽在同一側(cè)。正常運(yùn)行時(shí)，反沖洗排水槽的出水總管閥門(mén)關(guān)閉，處理后出水從正常出水槽直接排放；反沖洗時(shí)，打開(kāi)反沖洗排水槽出水總閥門(mén)，反沖洗排水直接由反沖洗排水槽出水總管排走，而不進(jìn)入正常出水槽。10.9 曝氣生物濾池的產(chǎn)泥量在曝氣生物濾池中，進(jìn)水中被去除的懸浮物有一些不能被降解。污泥由兩部分組成，一部分為SS，另一部分為消化COD而產(chǎn)生的VSS1） 由SS產(chǎn)生的污泥量（含水率為99%）W1= = =21.58(

26、m3/d)2) 消化COD而產(chǎn)生的污泥量W2根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般情況下每去除1kgCOD,可產(chǎn)生0.050.1kgVSS。這里取X=0.08VSS/kgCOD進(jìn)行計(jì)算。每天去除的COD量為3400=141.625（kgVSS/d）則曝氣生物濾池的產(chǎn)VSS的量為141.625據(jù)資料，污泥的含水率為99%，則 W2= =1.42(m3/d)所以總的污泥量 W = W1 + W2 =21.58+1.42 =23(m3/d)11 清水池的計(jì)算11.1 設(shè)計(jì)參數(shù)Q=3400m3/d，停留時(shí)間T=2h.11.2 清水池的尺寸的確定所以根據(jù)以上設(shè)計(jì)參數(shù)算得清水池的有效容積為： 設(shè)清水池的有效水深為：h=5m，

27、清水池的面積為 則清水池的尺寸定為：12 反沖洗泵房尺寸的計(jì)算12.1 反沖洗用水Q根據(jù)曝氣生物濾池的反沖洗水量反沖洗用水Q Q水= Sq2 =70 =2016(m3/h)=33.6(m3/min)式中q2反沖洗水強(qiáng)度，L/s.m2,一般取510 L/s.m2沖洗10分鐘，所以需要的水量為及其反沖洗水頭H反沖洗水頭使用曝氣生物濾池正常工作時(shí)出水，由水泵加壓供給， 8.34m 所以在本工程中根據(jù)反沖洗流量和反沖洗水頭選擇兩臺(tái)泵，一用一備，型號(hào)為400QW1800-32-250，其效率為出口直徑為400mm。反沖洗排水經(jīng)收集后，進(jìn)入廠區(qū)排水下水道系統(tǒng)。所以反沖洗泵房的尺寸定為13 貯泥池的確定13

28、.1 設(shè)計(jì)參數(shù)：近期設(shè)置一座，遠(yuǎn)期增加一座； 進(jìn)入貯泥池的泥量為Qw=155.805m3/d 貯泥時(shí)間為12h，則池容為 13.2 貯泥池的尺寸其貯泥池設(shè)計(jì)為正方形， 其尺寸定為2.7曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算2.7.1曝氣省區(qū)濾池的各部分的尺寸濾料的體積 Q 進(jìn)入濾池的污水量， 進(jìn)出濾池的COD的差植， NW COD容積負(fù)荷， 本題取4.0 2.7.2 曝氣生物濾池總面積A H 濾料層高度，一般為2.54.5m，取3m2.7.3曝氣生物濾池總高度 h1 配水室高度，一般為1.21.5m，取1.3m h2 承托層的高度，一般為0.20.3m，取0.2m h3 清水區(qū)高度，一般為0.81m，取0.9

29、m h4 超高，一般為0.30.5m，取0.5m h5 承托板的高度，取0.1m 2.7.4實(shí)際停留時(shí)間 污水流過(guò)濾料層的實(shí)際停留時(shí)間 式中e 濾料層的空隙率（一般取0.5） 選取圓形的陶粒，比表面積1.51.8，粒徑為35mm，堆積密度0.90.95。2.7.5供氣量的計(jì)算微生物的需氧量 微生物氧化分解有機(jī)物過(guò)程中的需養(yǎng)率，既微生物每代謝1kgCOD的需氧量，kg 1kg活性污泥每天自身氧化所需氧的千克數(shù)，取0.18 實(shí)際需氧量 式中 氧的水質(zhì)轉(zhuǎn)移系數(shù)，其值取0.5； 飽和溶解氧修正系數(shù)，其值取0.9 修正系數(shù)，其值為1 最不利水溫，取 水溫T時(shí)曝氣裝置在水下深度處至池液面的平均溶解氧值，；

30、 在水溫T時(shí)清水中飽和溶解氧濃度，（本設(shè)計(jì)為8.4）； 濾池出水中的飽和溶解氧濃度，（本設(shè)計(jì)取3.0）其中可按下式計(jì)算： 式中 當(dāng)濾池氧利用率為時(shí)，從濾池溢出氣體中百分含量，%； 當(dāng)濾池水面壓力為P、曝氣裝置安裝在濾池液面下H深度時(shí)的絕對(duì)壓力，Pa其中可按下式計(jì)算：式中 濾池氧的利用率，%（本設(shè)計(jì)取30%）其中可按下式計(jì)算 式中 濾池水面壓力，（本設(shè)計(jì)為大氣壓力，即為Pa） 曝氣裝置安裝在濾池液面下的深度，此處取4m所以 實(shí)際供氣量 2.7.6供氣系統(tǒng) 曝氣系統(tǒng)為單孔膜曝氣器，取每個(gè)供氣量為0.25 則曝氣器的數(shù)量為 空氣干管中的流速v1一般為（1015）取15，空氣支管中的空氣流速v2一般為

31、（1015）取10，小支管中空氣流速一般為（45），取5，則池體外管徑1為 池體內(nèi)支管管徑 池內(nèi)小支管直徑 2.7.7鼓風(fēng)機(jī)的壓力估算 曝氣器的淹沒(méi)水深為H=4.3m，則空氣壓力為 2.7.8反沖洗計(jì)算 反沖洗空氣量 =式中 S 需要沖洗的濾池面積(35m2取略大于曝氣生物濾池面積A(30m2) q1 沖洗空氣強(qiáng)度(一般為1020，取20)。 空氣反沖洗管管徑DN 濾池布置兩根空氣反沖洗管，每根空氣進(jìn)氣管空氣量為1080，取氣速為15則 取為200mm的無(wú)縫鋼管反沖洗用水 式中 反沖洗水強(qiáng)度，（一般取510，本處取10）。反沖洗水管管徑 濾池布置兩根反沖洗水管，每根水管的水量為540，取水速v

32、2為20 曝氣生物濾池污泥產(chǎn)量在曝氣生物濾池中，進(jìn)水中被去除的懸浮物有一些不能被降解。污泥由兩部分組成，一部分為SS，另一部分為消化COD而產(chǎn)生的VSS。1） 由SS產(chǎn)生的污泥量W1（含水率為99%） 2） 消化COD而產(chǎn)生的VSS量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般情況下每去除1kgCOD，可產(chǎn)生0.050.1kgVSS。這里取X=0.08進(jìn)行計(jì)算。每天去處的COD量為7200×50×10-10=360則曝氣生物濾池的產(chǎn)VSS量y=360×0.08=28.8據(jù)，污泥的含水率99%，則 所以總污泥量為 3.7.1 曝氣生物濾池的構(gòu)造1） 濾池池體濾池池體的作用是容納被處理水量和圍

33、擋濾料，并承托濾料和曝氣裝置的重量。生物濾池的形狀有圓形、正方形和矩形三種。結(jié)構(gòu)形式有鋼制設(shè)備和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等。由于本設(shè)計(jì)工程水量大，選用池體數(shù)量較多，應(yīng)考慮池體共壁，因而采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)較經(jīng)濟(jì)。濾池的平面尺寸以滿(mǎn)足所要求的流態(tài)，布水布?xì)饩鶆?，填料安裝和維護(hù)管理方便，盡量同其他處理構(gòu)筑物尺寸相匹配等原則。2） 濾料從生物濾池處理污水的發(fā)展來(lái)看，接觸填料的選取較為重要。國(guó)內(nèi)外通常采用的接觸填料形狀有蜂窩管狀、束狀、波紋狀、圓形輻射狀、盾狀、網(wǎng)狀、筒狀、規(guī)則粒狀與不規(guī)則粒狀等，所用的材質(zhì)出粒狀濾料外，基本上采用玻璃鋼、聚氯乙烯、聚丙烯、維尼綸等。由于制作加工和價(jià)格原因，國(guó)內(nèi)目前采用的接觸填

34、料主要由玻璃鋼或塑料蜂窩填料、立體波狀填料、軟性纖維填料以及不規(guī)則顆粒濾料（砂、碎石、礦渣、焦炭、無(wú)煙煤）等。本工藝設(shè)計(jì)采用的濾料為輕質(zhì)圓形陶粒。其有天然陶土或粘土、粉煤灰并添加部分輔料加工而成，強(qiáng)度大、孔隙率大、比表面積大、化學(xué)和物理穩(wěn)定性好，與其他規(guī)則濾料相比，具有生物吸附性強(qiáng)、掛膜性能良好、水流流態(tài)好、反沖洗容易進(jìn)行、截污能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，以輕質(zhì)圓形陶粒做接觸填料，采用淹沒(méi)式曝氣生物濾池處理污水，可以充分利用濾料的比表面積，起到深度處理的作用。 3） 承托層承托層主要是為了支撐濾料，防止濾料流失和堵塞濾頭，同時(shí)還可以保持反沖洗穩(wěn)定進(jìn)行。承托層常用材質(zhì)為卵石或磁鐵礦，為保證承托層的穩(wěn)定，

35、并對(duì)配水的均勻性起充分作用，要求材質(zhì)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，形狀應(yīng)盡量接近圓形，工程中一般選用鵝卵石作為承托層。3.7.2 布水系統(tǒng)曝氣生物濾池的布水系統(tǒng)主要包括濾池最下部的配水室和濾板上的配水濾頭。配水室的功能是在濾池正常運(yùn)行時(shí)和濾池反沖洗時(shí)是誰(shuí)在整個(gè)濾池截面上均勻分布，它由位于濾池下部的緩沖配水區(qū)和承托濾板組成。要使曝氣生物濾池發(fā)揮其最佳的處理能力，必須使進(jìn)入濾池的污水能夠均勻流過(guò)濾料層，盡量使濾料層的每一部分都能最大限度地參與生物反應(yīng)，所以設(shè)置緩沖配水區(qū)就十分必要。進(jìn)入濾池的污水首先必須進(jìn)入緩沖配水區(qū)，在此先進(jìn)行一定程度的混合后，依靠承托濾板的阻力作用使污水在濾板下均勻、均質(zhì)分布

36、，并通過(guò)濾板上的濾頭而均勻流入濾料層。在氣、水聯(lián)合反沖洗時(shí)，緩沖配水區(qū)還起到均勻配氣作用，氣墊層也在濾板下的區(qū)域中形成。由于曝氣生物濾池在正常運(yùn)行時(shí)一直處于曝氣狀態(tài)，曝氣造成的擾動(dòng)足以使得進(jìn)水很快均勻分布在整個(gè)反應(yīng)器截面上，所以單從進(jìn)水來(lái)講，其配水設(shè)施沒(méi)有一般給水濾池那么講究。濾池在運(yùn)行時(shí)生物濾料層截留部分懸浮物、生物絮凝吸附的部分膠體顆粒和微生物膜在新陳代謝過(guò)程中增值老化脫落的微生物膜，這些物質(zhì)的存在顯著增加了曝氣生物濾池的過(guò)濾阻力，會(huì)使處理能力減小和處理出水水質(zhì)下降，所以運(yùn)行一定時(shí)間必須對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗，將這些物質(zhì)通過(guò)反沖洗隨沖洗排出濾池外，保證濾池的正常運(yùn)行。如果布水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理或者安

37、裝達(dá)不到要求，使反沖洗時(shí)配水不均勻，將產(chǎn)生不良后果。3.7.3 布?xì)庀到y(tǒng)曝氣生物濾池內(nèi)的布?xì)庀到y(tǒng)包括正常運(yùn)行時(shí)的曝氣所需的曝氣系統(tǒng)和進(jìn)行氣-水聯(lián)合反沖洗時(shí)的供氣系統(tǒng)兩部分。曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須根據(jù)工藝計(jì)算所需供氣量來(lái)進(jìn)行。保持曝氣生物濾池中足夠的溶解氧是維持曝氣生物濾池內(nèi)生物膜高活性、對(duì)有機(jī)物和氨氮的高去除率的必備條件，因此選擇合適的充氧方式對(duì)曝氣生物濾池的穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。曝氣生物濾池一般采用鼓風(fēng)曝氣形式，良好的充氧方式有能夠有高的氧吸收率。在實(shí)際應(yīng)用中，有充氧曝氣與反沖洗曝氣共用一套布?xì)夤艿男问?，但由于充氧曝氣需氣量比反沖洗時(shí)需氣量小，因此配氣不易均勻。共用一套布?xì)夤茈m然能減少投資，但運(yùn)行時(shí)

38、不能同時(shí)滿(mǎn)足兩者的需要，影響曝氣生物濾池的穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)此辦法利少弊多，最好是將兩者分開(kāi)，單獨(dú)設(shè)立一套曝氣管，以保持正常運(yùn)行；同時(shí)另設(shè)一套反沖洗布?xì)夤埽詽M(mǎn)足反沖洗布?xì)庖蟆，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外曝氣生物濾池常用專(zhuān)用曝氣器作為濾池的空氣擴(kuò)散器，本設(shè)計(jì)采用微孔曝氣器。型號(hào)為BZ.PJ-I215.3.7.4 反沖洗系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)采用氣水聯(lián)合反沖洗，其目的是去除生物濾池運(yùn)行過(guò)程中截留的各種顆粒及膠體污染物以及老化脫落的微生物膜。曝氣生物濾池氣水聯(lián)合反沖洗通過(guò)濾板及固定其上的長(zhǎng)柄濾頭實(shí)現(xiàn)，反沖洗過(guò)程一般為：先降低濾池內(nèi)的水位比能夠單獨(dú)氣洗，而后采用氣水聯(lián)合反沖洗，最后再單獨(dú)采用水洗。曝氣生物濾池的反沖洗是通

39、過(guò)運(yùn)行實(shí)踐、濾料層阻力損失、水質(zhì)參數(shù)等來(lái)完成的，一般是由在線(xiàn)檢測(cè)儀表將檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋給PLC，并由PLC系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)控制和操作。 3.7.5 出水系統(tǒng) 曝氣生物濾池的出水系統(tǒng)有采用周邊出水和采用單側(cè)出水堰出水等。在大、中型污水處理工程中，為了工藝布置方便，一般采用單側(cè)堰出水較多，并將出水堰口出設(shè)計(jì)為60°斜坡，以降低出水口處的水流流速；在出水堰口處設(shè)置柵形穩(wěn)流板，以將反沖洗時(shí)有可能被帶至出水口處的陶粒與穩(wěn)流板碰撞，導(dǎo)致流速降低而在該處沉降，并沿斜坡下滑回濾池中。3.7.6 管道和自控系統(tǒng)曝氣生物濾池既要完成有機(jī)污染物的降解功能，也要完成對(duì)污水中各種顆粒及膠體污染物以及老化脫落的微生物膜的

40、截留功能，同時(shí)還要完成濾池本身的反沖洗，這幾種方式膠體運(yùn)行。對(duì)于小型工業(yè)廢水處理，濾池控制可以簡(jiǎn)單些，甚至可以手動(dòng)控制，但對(duì)于處理規(guī)模較大的水處理工程，若采用手動(dòng)控制工作量較大且較難完成。為了提高濾池處理能力和對(duì)污染物的去除效果，所以必須有PLC控制系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)完成對(duì)濾池的運(yùn)行控制，需要設(shè)計(jì)必要的自控系統(tǒng)。2 曝氣生物濾池2.1 8.1 濾池 包括濾料體積及濾池各部分尺寸的確定 ，本設(shè)計(jì)采用COD負(fù)荷來(lái)計(jì)算濾池地的池體積 濾料的體積 -COD容積負(fù)荷，取4.0 kgCOD/m3.d 曝氣生物濾池總面積： 濾料高度一般為2.5-4.5本設(shè)計(jì)中去3.0考慮到單座濾池總面積過(guò)大會(huì)增加反沖洗的供水，供氣

41、量同時(shí)不利于布水，布?xì)獾?均勻，所以在 濾池總面積過(guò)大時(shí)應(yīng)分格，本設(shè)計(jì)中由于濾池面積不少很大，所以采用一座正方形濾池，取邊長(zhǎng)6.5m，則 A =6.5×6.5=42.25 m2濾池總高度：式中： H 濾料層高度 3m配水區(qū)高度 1.2m承托層厚度 0.3m清水區(qū)高度 1.0m曝氣池超高 0.5m承拖板厚度 0.1m=6.1m 取6m；停留時(shí)間： 式中：濾料空隙率 取0.5選取圓形陶料濾料;比表面積1.5-1.8m2/cm3 ;粒徑3-5mm；數(shù)量121.5m3堆積密度 0.9-0.95g/m3；曝氣池總體積： m32.2 8.2 供氣量的計(jì)算 生物膜耗費(fèi)的溶解氧總量一般為1-3mg/

42、l通過(guò)濾料層后的剩余溶解氧應(yīng)保持在2-3 mg/l這樣要求污水在進(jìn)入濾料層前的溶解氧為4-6mg/l左右，需氧量： 實(shí)際需氧量：氧的水質(zhì)轉(zhuǎn)移系數(shù)，為0.5；-飽和溶解氧修正系數(shù)，為0.9；-修正系數(shù)，1.0式中： 取30%供氣量：2.3 8.3 供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （1） 本設(shè)計(jì)采用單孔膜曝氣器，技術(shù)參數(shù)如下：曝氣量：1.5-3m3/個(gè).h，取曝氣器供氣量為2.0 m3/個(gè).h，則 （2） 空氣管道的設(shè)計(jì)與計(jì)算 反應(yīng)池充氣管管徑： 設(shè)空氣干管流速 支管流速 小支管流速干管直徑： 取DN125的無(wú)縫碳鋼鋼管校核：支管直徑： 取DN100校核：小支管直徑： 取DN40校核：（3） 配水系統(tǒng)和承托層 本

43、設(shè)計(jì)中，由于單個(gè)濾池面積不大，進(jìn)入濾池的廢水較易布得均勻，所以配水系統(tǒng)與濾料承托板合建，采用鋼制孔板形式，承托層采用100mm厚的鋼板，鋼制孔板開(kāi)孔孔徑d=10mm，孔中心距離30mm，均勻分布。 由于濾料層采用粒徑較小的陶粒作濾料，故不能直接裝在鋼制承托孔板上，所以在濾料下部設(shè)置承托層。承托層選鵝軟石，并按一定的級(jí)配布置，總高度為0.3m2.4 8.4 反沖洗系統(tǒng)計(jì)算本設(shè)計(jì)曝氣生物濾池采用氣水聯(lián)合反沖洗。反沖洗空氣量：式中S需要沖洗的濾池面積，沖洗空氣強(qiáng)度，取空氣反沖洗管管徑：設(shè)空氣反沖洗管2根，采用穿孔管，每根空氣量為,取空氣流速 取DN200的無(wú)縫鋼管。反沖洗用水量：式中反沖洗水強(qiáng)度 反

44、沖洗采用小阻力配水，布置兩根反沖洗管，每根水量為648m3/h設(shè)流速 取DN125的無(wú)縫鋼管。反沖洗水頭：式中：h0沖洗排水槽與反沖洗水池最低水位的高程差，取1.5m；h1反沖洗水池與濾池之間沖洗管道的沿程和局部水頭損失之和，取1.5m；h2管式小阻力配水系統(tǒng)的水頭損失；h3承托層的水頭損失；h4過(guò)濾層在沖洗時(shí)的水頭損失；h5備用水頭，一般取1.52.0m；式中：Ha承托層的高度，m。式中：1濾料的密度，陶粒濾料為1.2t/m3；水的密度，1.0t/m3。m0濾料膨脹前的空隙率，取0.55；Hb濾料層膨脹前的厚度。根據(jù)反沖洗流量和反沖洗水頭選擇兩臺(tái)型號(hào)為350QW-12的水泵（一用一備）。反沖洗排水經(jīng)收集后，進(jìn)入沖洗排水池，由潛污泵均勻的輸送到預(yù)處理構(gòu)筑物。2.5 8.5 污泥產(chǎn)量的計(jì)算污泥量：消化COD而產(chǎn)生的VSS量，