曝气池设计计算.docx
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曝气池设计计算
WTDstandardizationoffice【WTD5AB-WTDK08-WTD2C】
曝气池设计计算
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=
三废523页
1.处理效率E
式中La——进水BOD5浓度,kg/m3,La=m3
Lt——出水BOD5浓度,kg/m3,Lt=m3
Lr——去除的BOD5浓度,kg/m3
Lr=-=m3
2.污水负荷NS的确定
选取NS=kgBOD5/kgMLVSS·d
3.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)
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=
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=
X'=×=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
=×=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=m3
魏先勋305页
X'=m3
高俊发137页
Xr=10kg/m3
高俊发137页
R=50%
魏先勋305页
Nv=
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=aQLr-bVX'
式中a——污泥产率系数,取a=
b——污泥自身氧化率,取b=
△X=aQLr-bVX'
=×60×24×kg/d
9.污泥龄θC
魏先勋305页
tm=h
ts=h
高俊发156页
△X=
高俊发156页
θC=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=
则每组曝气池的面积F1
2.曝气池宽度B
取池宽B=
介于1~2之间,符合要求。
3.池长L
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
具体尺寸见图1。
5.曝气池总长度Hˊ
取超高为
Hˊ=H+=+=2m
魏先勋305页
F1=125m2
魏先勋303页
B=
魏先勋314页
L=50m
王燕飞116页
Lˊ=
Hˊ=2m
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曝气池的平面形式
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=h
ΔO2=1
O2max=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的需氧率;
b′——污泥自身氧化需氧率。
取a′=b′=
O2=×60×24×+×376×
=kgO2/d
=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=
O2max=×60×24××+×376×
=kgO2/d
=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,故淹没水沉为,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)=L
水温30℃时,CS(30)=L
(2)曝气器出口绝对压力Pb
Pb=P+×103H
式中P——标准大气压,P=×105Pa
H——曝气器安置深度,H=
Pb=×105+×103×
=×105Pa
(3)空气离开曝气池面时,氧的百分比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和浓度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=
×105Pa
Ot=%
Csb(30)=
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的修正系数,取α=
β——废水CS的修正系数,取β=
ρ——压力修正系数,取ρ=1
C——氧实际浓度,取C=2mg/L
(6)最大时需氧的充氧量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的供气量
R0=h
R0max=
h
GS=
h
GSmax=
h
曝气池设计计算
备注
(10)每m3污水的供气量
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
(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)每根竖管上安设的曝气器数目
(4)每个曝气器的配气量
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。
kg
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,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
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
23
弯头1个
16~15
23
三通1个
15~14
23
三通1个
14~13
23
三通1个
13~12
23
三通1个
12~11
50
三通1个异形管1个
11~10
100
闸门1个弯头3个四通1个异形管1个
10~9
100
三通1个
9~8
100
四通1个
8~7
150
四通1个异形管1个
7~6
150
四通1个
6~5
1101
200
四通1个异形管1个
5~4
1322
200
弯头2个四通1个
4~3
10
250
三通1个异形管1个
3~2
5
350
三通1个异形管1个
2~1
30
450
三通1个异形管1个
总计
曝气池设计计算
备注
空气管总压头损失∑(h1+h2)=×=KPa
膜片式曝气头压力损失为5KPa
总压头损失:
+5=KPa
为安全计算,取Kpa。
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×=h=m3/min
平均时:
GST=3Gs=3×=h=m3/min
(2)风压确定
曝气器安装在距池底
H=(h1+h2+h3+h4)×
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=(-+)×=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Kpa