课程设计指导书2A2O曝气池.docx

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课程设计指导书2A2O曝气池

环境工程专业课程设计指导书

题目某化工园区污水处理厂工程设计

学院化学与环境工程学院

班级10环境2W

指导教师程洁红

设计地点化学与环境工程学院

2013年6月

一、原始资料

（1）水量

设计流量Q=10万m3/d（不考虑变化系数）

设计进水水质COD=370mg/L

BOD5浓度S0=210mg/L

TSS浓度X0=180mg/L

VSS浓度=130mg/L（MLVSS/MLSS=0.7）

TN=40mg/L

NH4+-N=31mg/L

TP=5mg/L

碱度SALK=298mg/L

pH=7.0-7.5

最低水温14℃；最高水温25℃

（2）设计出水水质

COD=60mg/L

BOD5浓度Se=20mg/L

TSS浓度Xe=20mg/L

TN=15mg/L

NH4+-N=8mg/L

TP=1.5mg/L

二、设计内容

该工业区污水处理厂主要是用于处理石油化工废水和区内生活污水。

由于各个企业都具有不定量不定时排放废水，并且水质变化很大，污水厂所处理的废水水量波动都较大，根据这一特征，可见对污水必须进行较好的预处理，活性污泥法的处理效果较好。

工艺流程图如下

提升泵站粗格栅调节池细格栅沉砂池

排渣排渣排渣

初沉池A2/O曝气池二沉池消毒池排放回流污泥

1A2/O曝气池

4.5.1设计计算

1.判断是否可采用A2/O法

（4-28）

（4-29）

符合要求

2.有关设计参数

（1）BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/（kgMLSSd）

（2）回流污泥浓度XR=6600mg/L

（3）污泥回流比R=100%

（4）混合液悬浮固体浓度

（4-30）

（5）混合液回流比

TN去除率

（4-31）

混合液回流比

（4-32）

取R内=200%

3.反应池容积

（4-33）

反应池总水力停留时间：

（4-34）

各段水力停留时间和容积：

厌氧：

缺氧：

好氧=1：

1：

2

厌氧池水力停留时间

（4-35）

（4-36）

缺氧池水力停留时间

（4-37）

（4-38）

好氧池水力停留时间

（4-39）

（4-40）

4.校核氮磷负荷

好氧段总氮负荷（4-41）

厌氧段总磷负荷（4-42）

5.剩余污泥量

（4-43）

（4-44）

（4-45）

取污泥增值系数Y=0.6,污泥自身氧化率kd=0.05,将各值带入：

=11400–5654

=5746kg/d（4-46）

（4-47）

（4-48）

6.碱度校核

每氧化1mgNH4+-N需消耗碱度7.14mg；每还原1mgNO3—-N产生碱度3.57mg；去除1mgBOD5产生碱度0.1mg。

剩余碱度SALK1=进水碱度-消化消耗碱度+反消化产生碱度+去除BOD5产生碱度

假设生物污泥中含氮量以12.4％计，则：

每日用于合成的总氮（4-49）

即，进水总氮中有（4-50）

用于合成被氧化的NH4+-N：

（4-51）

所需脱硝量

（4-52）

需还原的硝酸盐氮量:

（4-53）将各值代入：

剩余碱度：

SAKL1

可维持PH≥7.2

7.反应池主要尺寸

反应池总容积V=48951m3；

设反应池三组，单组池容：

（4-55）

有效水深h=6m；

单组有效面积：

（4-56）

采用8廊道式推流式反应池，廊道宽b=9m；

单组反应池长度（4-57）

校核：

b/h=9/6=1.5（满足b/h=1–2）（4-58）

L/h=37.78/6=6.3（满足L/h=5–10）（4-59）

取超高为1.0m，则反应池总高H=6+1=7m（4-60）

8.曝气系统设计计算

（1）设计需氧量AOR

AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量+NH4+-N消化需氧量-反消化产氧量

碳化需氧量：

（4-61）

消化需氧量：

D2（4-62）

反消化脱氮产生的氧量：

（4-63）

总需氧量：

AOR（4-64）

最大需氧量与平均需氧量之比为1：

4，则

（4-65）

去除每1kgBOD5的需氧量（4-66）

（2）标准需氧量：

采用鼓风曝气，微孔曝气器。

曝气器铺设于池底，距池底0.2m，淹没深度7.8m，氧转移效率EA=20％，计算温度T=25℃，将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。

（4-68）

式中：

ρ—气压调整系数，

工程所在地区实际大气压为0.912×105Pa

CL—曝气池内平均溶解氧，取CL=2mg/L；

查得水中溶解饱和度：

Cs（20）=9.17mg/L，Cs（25）=8.38mg/L

微孔曝气器的空气扩散气出口处绝对压为：

（4-69）

空气离开好氧反应池时氧的百分比：

（4-70）

好氧反应池中平均溶解氧饱和度：

Csm（25）（4-71）

标准需氧量为：

SOR

（4-72）

相应最大时标准需氧量：

（4-73）

好氧反应池平均时供气量：

（4-74）

最大时供气量：

（4-75）

9.供风管道计算

供风干管采用环状布置

流量（4-76）

流速v=15m/s；

（4-77）

管径：

取干管径为600mm

单侧供气（向单侧廊道供气）支管：

（4-78）

流速v=15m/s；

管径：

（4-79）

取支管管径为DN250mm

双侧供气（向两侧廊道供气）

（4-80）

流速v=15m/s；

管径：

（4-81）

取支管管径为DN3500mm

10.进水管路计算

流量：

（4-82）

设流速v=2m/s

管径：

（4-83）

进水管管径取700mm.

11.厌氧池设备选择（单组反应池计算）

厌氧池设导流墙，将厌氧池分为3格，每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按5W/m3池容计算。

厌氧池有效容积（4-84）

混合全池污水所需功率为

12.缺氧池设备选择（单组反应池计算）

缺氧池设导流墙，将缺氧池分为3格，每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按5W/m3池容计算。

缺氧池有效容积（4-85）

混合全池污水所需功率为

13.污泥回流设备

污泥回流比R=100％；

污泥回流量（4-86）

设回流污泥泵房一座，内设2台单螺杆泵，型号为FG105-1；控制闸门为电动蝶阀。

单泵流量

（g（4-87）

水泵扬程根据竖向流程确定。

14.混合液回流设备

混合液回流泵

混合液回流比R内=200％；

混合液回流泵

设混合液回流泵2座，每座泵房内设3台潜污泵（2用1备）；

单泵流量（4-88）

（4-89）

4.5.2本系统的空气量计算

除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥的8倍考虑，污泥回流比R=100％，这样提升回流污泥所需的空气量为

（4-90）

总需氧量（4-91）

按停留时间，第一廊道为厌氧区，第二廊道为缺氧区，第三至五廊道为好氧区。

按图所示的曝气平面图布置空气管道。

单池曝气池的平面面积为：

61.2×10=612m2

每个空扩散器的服务面积按0.68m2计，则每个好氧池所需空气扩散器的总数为：

为安全计，本设计采用6720个空气扩散器。

每个空气扩散器的配气量为：

（4-92）

满足要求

（4-93）

网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总的压力损失为：

5.88+1.06=6.94kPa为安全计，设计值选用9.8kPa。

空压机的选定：

空气扩散器安装在距曝气池池底0.2m处，因此空压机所需压力为

P=（6.0-0.2+1.0）×9.8=67kpa（4-94）

空压机供气量最大时33333.33+29591.3=62924.6m3/h=1048.7m3/min（4-95）

曝气头数目的确定

每个微孔曝气头出气量（5m3/h.个），需微孔曝气头6720个。

三组好氧池，每组设20个曝气支管，每个支管上设置1个竖管，每个竖管设14个横管。

每个横管上设置8个曝气头，曝气头间距0.51m×0.97m。

根据所需要的压力机空气量，决定采用LG480×665-2型罗茨鼓风机，该空压机风压49kPa，风量116m3/min，选用9台。

正常条件下，7台工作，2台备用；高负荷时，8台工作，1台备用。