曝气池设计计算.docx
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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一一缺氧（A）、一级好氧（Oi）、二级好氧（。
2）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=0.3
三废523页
1.处理效率E
La——LtLr
E=_"00%=——"00%
LaLa
式中La进水BOD5浓度，kg/m,La=0.2kg/m
Lt——出水BOD5浓度，kg/m3,Lt=0.02kg/m3
Lr——去除的BOD5浓度，kg/m3
Lr=0.2-0.02=0.18kg/m3
E-0.20.02"00%—90%0.2
2.污水负荷Ns的确定
选取Ns=0.3kgBOD5/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）
3
vRrX103
X一
（1+R）SVI
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
0.5心.2汉1033
X==3.3kg/m
120x（1+0.5）
（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
3
X/=0.7X3.3=2.3kg/m
（3）污泥回流浓度Xr
103Xr=——r
SVI
1033
=—x1.2=10kg/m3
120
4•核算污泥回流比R
Xr=X（"R）
R
3.3咒（1+R）
10=
R
R=49%，取50%
5.容积负荷Nv
Nv=X/Ns
=2.3x0.3=0.69kgBOD5/m3•d
6.曝气池容积V
QLrV-
X'Ns
60汉24汇0.183
—376m
2.3汉0.3
式中Q设计流里，m/do
7.水力停留时间
3
X=3.3kg/m
魏先勋305页
3
X/=3.3kg/m
高俊发137页
3
Xr=10kg/m
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
t_V
Lm—
Q
——0.26d—6.26h
6074
（2）实际水力停留时间ts
ts=V
（1+R）Q
376
==0.17d=4.08h
（1+0.5）x60x24
&剩余污泥量△X
△X=aQLr—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—aQLr—bVX/
—0.6X60X24X0.18-0.05X376X2.3
—112.28kg/d
9.污泥龄0c
VX'
日厂X
376汉2.3“一
==7.7d
112.28
魏先勋305页
tm—6.26h
ts—4.08h
高俊发156页
△X=112.28
高俊发156页
0c—7.7d
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
n2
取池有效水深H=1.5m
则每组曝气池的面积R
F^—nH
188“匚2
==125m
1.5
2.曝气池宽度B
取池宽B=2.5m
B2.5d“
——=——=1.67
H1.5
介于1〜2之间，符合要求。
3.池长L
B
125“
==50m
2.5
-—2010符合要求
B2.5
4.曝气池的平面形式
设曝气池为二廊道式，则每廊道长
L50
L'=—=一切6.67m
33
具体尺寸见图1。
5.曝气池总长度H，
取超高为0.5m
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
L/=16.67m
H'=2m
H—H+0.5=1.5+0.5=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。
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=10.8kg/h
△O2=1
O2max=11.89
kg/h
1需氧量计算
（1）日平均需氧量02
02=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'=0.5b'=0.15
02=0.5X60X24X0.18+0.15X376X2.3
=259.32kgO2/d
=10.8kg/h
（2）去除每公斤BOD5需氧量△。
2
卫O2=孑十—
Ns
丄0.15
=0.5+——
0.3
=1kgO2/kgBOD5
（3）取大需氧量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=0.5X60X24X0.18X1.2+0.15X376X2.3
=285.24kgO2/d
=11.89kg/h
曝气池设计计算
备注
2•供气量
此部分公式
米用膜片式微孔曝气装置，距池底0.2m,故淹没水沉为
3.3m,最咼水
见三废500至
温采用30C。
505页
（1）溶解氧饱和度Cs
查三废P500表得：
水温20C时，Cs（20）=9.17mg/L
水温30C时，CS（30）=7.63mg/L
（2）曝气器出口绝对压力Pb
Pb=P+9.8X103H
式中P——标准大气压，P=1.013x105Pa
H曝气器安置深度，H=3.3m
53
Pb=1.013x10+9.8X10x3.3
Pb=
5
=1.337x105Pa
5
1.337X105Pa
（3）空气离开曝气池面时，氧的百分比Ot
O21（1-Ea）%
Ot—TUU%
79+21（1_Ea）
式中Ea――氧转移率，％，对膜片式微孔曝气器，选
EA=18%
21汉（1—18%）
Ot=17.9%
Ot—兀100%—17.9%
79+21（1-18%）
（4）曝气池混合液平均饱和浓度Csb（T）
按最不利温度考虑T=30C
c,PbJ709、
Csb（30）—Cs（30）（5）
2.026x10542
5
76—（1.337勺05.17.9）-7.63"5…）
2.026"0542
=8.29mg/L
Csb（30）=
8.29mg/L
曝气池设计计算
备注
（5）20C条件下，脱氧清水充氧量Ro
R_RCs（20）
a【PPCsb（3o）—C，1.O242o）
式中R实际条件下充氧量，O2=216kgO2/h
a――废水液相传质系数KLa的修正系数，取a=0.8
3――废水Cs的修正系数，取3=0.9
P压力修正系数，取p=1
C――氧实际浓度，取C=2mg/L
R_23.4x9.17
0.80.958.29-2.0上1.024（30'0）
=38.75kg/h
（6）最大时需氧的充氧量Romax
R28.087.17
max一0.8汉0.9"汉8.29—2.0】疋1.024（3220）
=46.49kg/h
（7）曝气池平均时供气量Gs
GRo
Gs一
0.3Ea
=38.75=717.59m3/h
0.3918
（8）最大时供气量Gsmax
GR0max
GSmax—亠._
0.3Ea
46493
=.=860.93m3/h
0.3918
（9）去除每公斤BOD5的供气量
Ro=38.75kg/h
Romax=
46.49kg/h
Gs=
717.59m3/h
Gsmax=
3
860.93m/h
曝气池设计计算
备注
Gs一717.59一66.44m3/kgBOD5
QLr607.18
66.44m3/kg
（10）每m3污水的供气量
33
11.96m/m
Gs717.5933污水
——==11.96m/m污水
Q60
3•空气管计算
此部分设计
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
参考高俊发
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
141页、魏先
曝气池共设72条配气竖管。
勋305、三废
（1）每根竖管的供气量
505、512页
Gsmax860.933
==11.96m3/h
7272
（2）空气扩散器总数
曝气池平面面积36X60=2160m2
取微孔曝气器服务面积1m2
曝气器总数
曝气器总数：
2160—2160个
1
2160个
（3）每根竖管上安设的曝气器数目
2160=30个
72
（4）每个曝气器的配气量
曝气器的配
Gsmax367m3/h
气量3.67m2/h
—3.6/m/h
2160
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。
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L°（m）
管道计算
长度L+L0
压力损失
i
h什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
曝气池设计计算备注
空气管总压头损失刀（hi+h2）=211.25X9.8=2.07KPa
膜片式曝气头压力损失为5KPa
总压头损失
9.8Kpa
总压头损失：
2.07+5=7.07KPa
为安全计算，取9.8Kpa。
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
取大时：
GsTmax=3Gsmax=3X7931.5=23794.5m/h=396.6m/min
平均时：
Gst=3Gs=3x6609.3=19827.9m3/h=330.5m3/min
（2）风压确定
曝气器安装在距池底0.2m
H=（h1+h2+h3+h4）X9.8
式中h1――空气管道沿程损失，mH?
。
h2——空气局部阻力，mH20
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）X9.8=42.14Kpa
（3）选型号
根据所需压力及空气量，选用（）型离心鼓风机（）台,
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。
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