污水處理系統(tǒng)曝氣池設(shè)計說明書

.../課程設(shè)計題目某城市14×104m3/d污水處理廠設(shè)計——曝氣池設(shè)計學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院專業(yè)環(huán)境工程姓名學(xué)號指導(dǎo)教師二O一二年六月十五日...學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院專業(yè)環(huán)境工程姓名趙昕學(xué)號20090223148題目某城市14×104m3/d污水處理廠設(shè)計——曝氣池設(shè)計一、課程設(shè)計的內(nèi)容〔1污水處理廠的工藝流程比選,并對工藝構(gòu)筑物選型做說明；〔2主要處理設(shè)施曝氣池的工藝計算；〔3確定污水處理廠平面和高程布置；〔4繪制主要構(gòu)筑物圖紙。二、課程設(shè)計應(yīng)完成的工作〔1確定合理的污水處理廠的工藝流程,并對所選擇工藝構(gòu)筑物選型做適當(dāng)說明；〔2確定主要處理構(gòu)筑物曝氣池的尺寸,完成設(shè)計計算說明書；〔3繪制主要處理構(gòu)筑物曝氣池的設(shè)計圖紙。...學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院專業(yè)環(huán)境工程姓名趙昕學(xué)號20090223148題目某城市14×104m3/d污水處理廠設(shè)計——曝氣池設(shè)計指導(dǎo)小組或指導(dǎo)教師評語：評定成績20XX6月20日指導(dǎo)教師...目錄1總論……………………21.1曝氣分類………………………21.1.1鼓風(fēng)曝氣…………………21.1.2機械曝氣……………………21.1.3深井曝氣..…………………21.1.4純氧曝氣……………………21.2曝氣設(shè)備………………………21.3曝氣原理………………………32曝氣池設(shè)計計算………………………42.1工藝計算………………………42.2池體結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………62.3曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算……………72.3.1需氧量計算……………72.3.2供氧量計算……………82.3.3空氣管計算……………92.3.4鼓風(fēng)機選用……………12結(jié)論……………………13參考文獻………………141總論曝氣池〔aerationtank利用活性污泥法進行污水處理的構(gòu)筑物。池內(nèi)提供一定污水停留時間,滿足好氧微生物所需要的氧量以及污水與活性污泥充分接觸的混合條件。曝氣池主要由池體、曝氣系統(tǒng)和進出水口三個部分組成。池體一般用鋼筋混凝土筑成,平面形狀有長方形、方形和圓形等。1.1曝氣分類1.1.1鼓風(fēng)曝氣又稱壓縮空氣曝氣,主要由曝氣風(fēng)機及專用曝氣器組成。采用這種方法的曝氣池,多為長方形混凝土池,池內(nèi)用隔墻分為幾個單獨進水的隔間,每一隔間又分成幾條廊道。污水入池后順次在廊道內(nèi)流動,至另一端排出?？諝馐怯每諝鈮嚎s機通過管道輸送到設(shè)在池底的空氣擴散裝置,成為氣泡彌散逸出,在氣液界面把氧氣溶入水中。擴散裝置有多孔管、固定螺旋曝氣器、水射器和微孔擴散板等四種不同型式。1.1.2機械曝氣一般是利用裝在曝氣池內(nèi)的機械葉輪轉(zhuǎn)動,劇烈攪動池內(nèi)廢水,使空氣中的氧溶入水中。葉輪裝在池內(nèi)廢水表面進行曝氣的,稱為表面曝氣。這種裝置通過葉輪的提水作用,促使池內(nèi)廢水不斷循環(huán)流動,不斷更新氣液接觸面以增大吸氧量。葉輪旋轉(zhuǎn)時在周緣形成水躍,可有效地裹入空氣；葉片后側(cè)產(chǎn)生負壓,可吸入空氣,所以充氣效果較好。葉輪浸水深度和轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié),以保證最佳效果。典型的機械曝氣池有圓形表面加速曝氣池、標(biāo)準型加速曝氣池、IO型加速曝氣池和方形加速曝氣池等。鼓風(fēng)曝氣和機械曝氣兩種方法有時也可聯(lián)用,以提高充氧能力,這適用于有機物濃度較高的污水。1.1.3深井曝氣一般用直徑1～6米、深達50～150米的曝氣池,利用水壓來提高水中氧的移轉(zhuǎn)速率,以高效去除污水中BOD〔生化需氧量。這種曝氣池已在英國、德意志聯(lián)邦XX國、法國、加拿大、美國、日本先后投入運行或?qū)嶒炦\行。1.1.4純氧曝氣按鼓風(fēng)曝氣方法向水中鼓入純氧或富氧空氣,池型一般如鼓風(fēng)曝氣池,上加密封蓋,以充分提高充氧效率。1.2曝氣設(shè)備常用的曝氣器有：微孔膜片曝氣器、懸掛鏈曝氣器、曝氣頭、曝氣軟管、曝氣機、曝氣盤,曝氣管等1.3曝氣原理曝氣是使空氣與水強烈接觸的一種手段,其目的在于將空氣中的氧溶解于水中,或者將水中不需要的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)放逐到空氣中。換言之,它是促進氣體與液體之間物質(zhì)交換的一種手段。它還有其他一些重要作用,如混合和攪拌?？諝庵械难跬ㄟ^曝氣傳遞到水中,氧由氣相向液相進行傳質(zhì)轉(zhuǎn)移,這種傳質(zhì)擴散的理論,目前應(yīng)用較多的是劉易斯和惠特曼提出的雙膜理論。雙膜理論認為,在"氣-水"界面上存在著氣膜和液膜,氣膜外和液膜外有空氣和液體流動,屬紊流狀態(tài)；氣膜和液膜間屬層流狀態(tài),不存在對流,在一定條件下會出現(xiàn)氣壓梯度和濃度梯度。如果液膜中氧的濃度低于水中氧的飽和濃度,空氣中的氧繼續(xù)向內(nèi)擴散透過液膜進入水體,因而液膜和氣膜將成為氧傳遞的障礙,這就是雙膜理論。顯然,克服液膜障礙最有效的方法是快速變換"氣-液"界面。曝氣攪拌正是如此,具體的做法就是：減少氣泡的大小,增加氣泡的數(shù)量,提高液體的紊流程度,加大曝氣器的安裝深度,延長氣泡與液體的接觸時間。曝氣設(shè)備正是基于這種做法而在污水處理中被廣泛采用的。2曝氣池設(shè)計計算2.1工藝計算1.處理效益式中La——進水BOD5濃度,La=250Mg/LLt——出水BOD5濃度,Lt＝20Mg/L2.污泥負荷NS＝0.3kgBOD5／kgMLVSS·d3.污泥濃度〔1混合液污泥濃度式中SVI——污泥指數(shù)。根據(jù)NS值,取SVI=120r——二沉池中污泥綜合指數(shù),取r=1.2R——污泥回流比。取R=50%<2>混合液揮發(fā)性懸浮物濃度〔MLVSSX’=fX式中f——系數(shù),MLVSS/MLSS,取f=0.7X’=0.7×3333.3=2333.3mg/L〔3污泥回流濃度4.污泥回流比核算R=49%R=50%5.容積負荷NVNV=X’NS=0.3×2333.3=0.69kgBOD5/m3·d6.曝氣池容積式中Q——設(shè)計流量7.水力停留時間〔1理想停留時間〔2實際停留時間8.剩余污泥量△X＝aQLr－bVX＇式中式中a——污泥產(chǎn)率系數(shù),取a＝0.6b——污泥自身氧化率,取b＝0.05△X=0.6×140000××46666.7×2.3=13953.33kg/d9.污泥齡2.2池體結(jié)構(gòu)設(shè)計采用推流式鼓風(fēng)曝氣曝氣池積設(shè)計5曝氣池,每組容積V1=46666.7/5=9333.34m設(shè)計曝氣池深6m每組曝氣池面積S1=V/H=9333.34/6=1555.56m2曝氣池寬度取池寬6米曝氣池長度曝氣池平面形式設(shè)計其為三廊道式則每廊道長L1=259.26/390m如圖902.3曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算2.3.1需氧量計算〔1日平均需氧量O2＝a′QLr+b′VX式中a′——微生物氧化分解有機物過程中的需氧率；b′——污泥自身氧化需氧率。取a′=0.5b′=0.15O2＝0.5×140000×0.23+0.15×46666.7×2.3=32200.01kg/d=1341.67kg/h〔2去除每公斤BOD5需氧量ΔO2〔3最大需氧量O2maxO2max＝a′QLrK+b′VX′取最大需氧量變化系數(shù)K=1.4O2max=0.5×140000×0.23×1.4+0.15×46666.7×2.3=38640.01kg/h=1610kg/h供氧量計算采用膜片式微孔曝氣裝置,距池底0.2m,故淹沒水沉為5.8m,最高水溫采用30℃〔1溶解氧飽和度CS查三廢P500表得：水溫20℃時,CS〔20=9.17mg/L水溫30℃時,CS〔30=7.63mg/L〔2曝氣器出口絕對壓力PbPb=P+9.8×103H式中P——標(biāo)準大氣壓,P=1.013×105PaH——曝氣器安置深度Pb=1.013×105+9.8×103×5.8=1.5814×105Pa〔3空氣離開曝氣池面時,氧的百分比Ot式中EA——氧轉(zhuǎn)移率,%,對膜片式微孔曝氣器,選EA=18%〔4曝氣池混合液平均飽和濃度Csb<T>按最不利溫度考慮T=30℃〔520℃條件下,脫氧清水充氧量R0式中R——實際條件下充氧量,α——廢水液相傳質(zhì)系數(shù)KLa的修正系數(shù),取α=0.8β——廢水CS的修正系數(shù),取β=0.9ρ——壓力修正系數(shù),取ρ=1C——氧實際濃度,取C=2mg/L〔6最大時需氧的充氧量R0max〔7曝氣池平均時供氣量GS〔8最大時供氣量GSmax〔9去除每公斤BOD5的供氣量〔10每m3污水的供氣量2.2.3空氣管計算按曝氣池平面圖布置空氣管道,在相鄰兩個廊道的隔墻上設(shè)一根空氣干管,共八根干管。在每根干管上設(shè)九對配氣豎管,共18條配氣豎管。全曝氣池共設(shè)135條配氣豎管?！?每根豎管的供氣量〔2空氣擴散器總數(shù)曝氣池平面面積90×90=8100m2取微孔曝氣器服務(wù)面積1m2曝氣器總數(shù)：8100個〔3每根豎管上安設(shè)的曝氣器數(shù)目8100/135=60個〔4每個曝氣器的配氣量49367.41/8100=6.09〔5空氣管路計算管段編號管段長度L<m>流量m3/h空氣流速<m/s>管徑D<mm>配件管道當(dāng)量長度L0<m>管道計算長度L+L0阻力損失22~230.56.8650彎頭1個1.520.24120~210.513.7250三通1個33.50.79119~200.520.5850三通1個33.51.59718~190.527.4450三通1個33.52.64017~180.2534.2950三通1個33.251.95216~171.268.573.7980三通1個異形管1個4.9046.1043.36915~161.2137.144.85100三通1個異形管1個6.137.333.95214~159.3342.835.39150閘門1個彎頭3個四通1個異形管1個17.89527.29522.44213~149.5685.6610.78150三通1個918.579.71712~139.51371.3212.13200四通1個異形管1個4.2613.7669.72811~129.52056.9815.03220四通1個異形管1個4.68614.18691.95310~119,52742.6414.36260四通1個異形管1個5.53815.03869.16410~99.53428.3013.48300四通1個異形管1個6.3915.8951.9499~89.54113.9614.22320四通1個異形管1個6.81616.31653.0108~79.54799.6213.10360四通1個異形管1個7.66817.16839.6957~69.55465.2814.92360四通1個7.216.750.3406~516.56170.9313.65400四通1個異形管1個8.5225.0265.4995~41212341.8614.44550彎頭2個四通1個445636.1884~31218512.7913.37700三通1個異形管1個42.9154.9123.6283~2624683.7115.12760三通1個異形管1個46.588552.58813.4482~11049367.4114.441100三通1個異形管1個67.4377.4313.322總計144.95694.625空氣管總壓頭損失為567.691×9.8=6.8KPa膜片式曝氣頭壓力損失為5KPa總壓頭損失為11.8KPa,取12KPa2.3.4鼓風(fēng)機選用〔1總風(fēng)量確定最大時：GSTmax=3Gsmax=3×49367.41m3/h=148102.23m3/min平均時：GST=3Gs=3×41139.63m3/h=123418.89m3/min〔2風(fēng)壓確定H=<h1+h2+h3+h