曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算

/其次部分：生扮裝置設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)說(shuō)明：本裝置污水原水為石油煉制污水、生活污水，要求脫氮。污水處理時(shí)經(jīng)隔油、LPC除油、再進(jìn)行生化處理，接受活性污泥工藝。依據(jù)處理要求選用前置反硝工藝——缺氧（A）、一級(jí)好氧（O1）、二級(jí)好氧（O2）三級(jí)串聯(lián)方式，不設(shè)初沉池。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是一級(jí)好氧裝置的曝氣池、二沉池及污泥回流系統(tǒng)。曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算備注一、工藝計(jì)算（接受污泥負(fù)荷法計(jì)算）魏先勛305頁(yè)BOD去除率E＝90％NS＝0.3三廢523頁(yè)1．處理效率E式中La——進(jìn)水BOD5濃度，kg/m3,La=0.2kg/m3 Lt——出水BOD5濃度，kg/m3，Lt＝0.02kg/m3Lr——去除的BOD5濃度，kg/m3Lr=0.2－0.02=0.18kg/m32．污水負(fù)荷NS的確定選取NS＝0.3kgBOD5／kgMLVSS·d3．污泥濃度的確定（1）混合液污泥濃度（混合液懸浮物濃度）X(MLSS)式中SVI——污泥指數(shù)。依據(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%曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算備注kg/m3（2）混合液揮發(fā)性懸浮物濃度X＇(MLVSS)X＇＝fX式中f——系數(shù)，MLVSS/MLSS，取f=0.7X＇＝0.7×3.3＝2.3kg/m3（3）污泥回流濃度Xr4．核算污泥回流比RR＝49%，取50%5．容積負(fù)荷NvNv＝X＇Ns＝2.3×0.3＝0.69kgBOD5/m3·d6．曝氣池容積V式中Q——設(shè)計(jì)流量，m3/d。7．水力停留時(shí)間X＝3.3kg/m3魏先勛305頁(yè)X＇=3.3kg/m3高俊發(fā)137頁(yè)Xr＝10kg/m3高俊發(fā)137頁(yè)R＝50%魏先勛305頁(yè)Nv＝0.69魏先勛305頁(yè)V＝376m3曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算備注7.水力停留時(shí)間（1）名義水力停留時(shí)間tm（2）實(shí)際水力停留時(shí)間ts8．剩余污泥量△X△X＝aQLr－bVX＇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＝aQLr－bVX＇＝0.6×60×24××376×2.3＝112.28kg/d9．污泥齡θC魏先勛305頁(yè)tm＝6.26hts＝4.08h高俊發(fā)156頁(yè)△X=112.28高俊發(fā)156頁(yè)θC＝7.7d二、池體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選用推流式曝氣池，廊道式、鼓風(fēng)曝氣。確定曝氣池各部分尺寸。1．曝氣面積曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算備注設(shè)2組曝氣池，每組容積為V/n取池有效水深H=1.5m則每組曝氣池的面積F12．曝氣池寬度B取池寬B=2.5m介于1～2之間，符合要求。3．池長(zhǎng)L符合要求4．曝氣池的平面形式設(shè)曝氣池為三廊道式，則每廊道長(zhǎng)具體尺寸見(jiàn)圖1。5．曝氣池總長(zhǎng)度Hˊ取超高為0.5mHˊ＝H+0.5＝1.5+0.5＝2m魏先勛305頁(yè)F1＝125m2魏先勛303頁(yè)B=2.5m魏先勛314頁(yè)L＝50m王燕飛116頁(yè)Lˊ=16.67mHˊ＝2m曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算備注6．進(jìn)水方式為使曝氣池在運(yùn)行中具有靈敏性，在進(jìn)水方式上設(shè)計(jì)成既可集中從池首進(jìn)水，按傳統(tǒng)活性污泥法運(yùn)行，又可沿配水槽多點(diǎn)分散進(jìn)水，按階段曝氣法進(jìn)行，還可沿配水槽集中從池中部某點(diǎn)進(jìn)水，按生物吸附再生法運(yùn)行。60536圖1曝氣池的平面形式曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算備注三、曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算魏先勛305頁(yè)O2=10.8kg/hΔO2＝1O2max=11.89kg/h1．需氧量計(jì)算（1）日平均需氧量O2O2＝a′QLr+b′VX′式中a′——微生物氧化分解有機(jī)物過(guò)程中的需氧率；b′——污泥自身氧化需氧率。取a′=0.5b′=0.15O2=0.5×60×24×0.18+0.15×376×2.3=259.32kgO2/d=10.8kg/h（2）去除每公斤BOD5需氧量ΔO2（3）最大需氧量O2maxO2max＝a′QLrK+b′VX′考慮BOD5負(fù)荷變更，最大需氧量變更系數(shù)K=1.2O2max=0.5×60×24×0.18×1.2+0.15×376×2.3=285.24kgO2/d=11.89kg/h曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算備注2．供氣量接受膜片式微孔曝氣裝置，距池底0.2m，故沉沒(méi)水沉為3.3m，最高水溫接受30℃。（1）溶解氧飽和度CS查三廢P500表得：水溫20℃時(shí)，CS（20）=9.17mg/L水溫30℃時(shí)，CS（30）=7.63mg/L（2）曝氣器出口確定壓力PbPb=P+9.8×103H式中P——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，P=1.013×105PaH——曝氣器安置深度，H=3.3mPb=1.013×105+9.8×103×3.3=1.337×105Pa（3）空氣離開(kāi)曝氣池面時(shí)，氧的百分比Ot式中EA——氧轉(zhuǎn)移率，%，對(duì)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℃此部分公式見(jiàn)三廢500至505頁(yè)P(yáng)b=1.337×105PaOt＝17.9％Csb(30)=8.29mg/L曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算備注（5）20℃條件下，脫氧清水充氧量R0式中R——實(shí)際條件下充氧量，O2=216kgO2/hα——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(shí)際濃度，取C=2mg/L（6）最大時(shí)需氧的充氧量R0max（7）曝氣池平均時(shí)供氣量GS（8）最大時(shí)供氣量GSmax（9）去除每公斤BOD5的供氣量R0=38.75kg/hR0max=46.49kg/hGS=717.59m3/hGSmax=860.93m3/h曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算備注（10）每m3污水的供氣量3．空氣管計(jì)算按曝氣池平面圖布置空氣管道，在相鄰兩個(gè)廊道的隔墻上設(shè)一根空氣干管，共六根干管。在每根干管上設(shè)六對(duì)配氣豎管，共12條配氣豎管。全曝氣池共設(shè)72條配氣豎管。（1）每根豎管的供氣量（2）空氣擴(kuò)散器總數(shù)曝氣池平面面積36×60=2160m2取微孔曝氣器服務(wù)面積1m2曝氣器總數(shù)：（3）每根豎管上安設(shè)的曝氣器數(shù)目（4）每個(gè)曝氣器的配氣量在膜片式曝氣器范圍內(nèi)。（5）空氣管道計(jì)算將已布置的空氣管路及曝氣器繪制成空氣管路計(jì)算圖，用以計(jì)算。66.44m3/kg11.96m3/m3此部分設(shè)計(jì)參考高俊發(fā)141頁(yè)、魏先勛305、三廢505、512頁(yè)曝氣器總數(shù)2160個(gè)曝氣器的配氣量3.67m2/h曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算備注管道接受焊接鋼管，風(fēng)管接入曝氣池時(shí)，管頂應(yīng)高出水面至少0.5m，以免回水。選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)起先的最遠(yuǎn)最長(zhǎng)的管路作為計(jì)算管路，管路圖見(jiàn)圖2。進(jìn)行空氣管路計(jì)算見(jiàn)列表。1010101010551圖2空氣管路計(jì)算圖空氣管路計(jì)算表管段編號(hào)管段長(zhǎng)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(zhǎng)度L0(m)管道計(jì)算長(zhǎng)度L+L0壓力損失ih1+h217~160.53.6723彎頭1個(gè)0.450.950.650.6116~150.57.3423三通1個(gè)1.191.691.302.1615~140.511.0123三通1個(gè)1.191.693.7266.1714~130.514.6823三通1個(gè)1.191.696.31610.4613~120.2518.3523三通1個(gè)1.191.449.66913.6412~111.836.75.1950三通1個(gè)異形管1個(gè)2.143.941.0444.0311~106.45110.14.00100閘門(mén)1個(gè)彎頭3個(gè)四通1個(gè)異形管1個(gè)8.5815.030.2493.6710~95.5220.28.00100三通1個(gè)4.6514.080.96813.369~85.5440.415.58100四通1個(gè)2.107.63.58226.688~75.5660.610.34150四通1個(gè)異形管1個(gè)3.999.491.15010.697~65.5880.813.85150四通1個(gè)3.428.921.68414.726~55.511019.74200四通1個(gè)異形管1個(gè)5.6311.130.6016.565~417.8132211.69200彎頭2個(gè)四通1個(gè)12.8730.670.84625.434~3102643.914.97250三通1個(gè)異形管1個(gè)20.2930.291.02630.463~253965.811.46350三通1個(gè)異形管1個(gè)30.3935.390.39713.772~1307931.513.86450三通1個(gè)異形管1個(gè)41.0971.090.41428.84總計(jì)=SUM(ABOVE)100.87931.5=SUM(ABOVE)211.25曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算備注空氣管總壓頭損失∑(h1+h2)=211.25×9.8=2.07KPa膜片式曝氣頭壓力損失為5KPa總壓頭損失：2.07+5=7.07KPa為平安計(jì)算，取9.8Kpa。4．鼓風(fēng)機(jī)的選用（1）總風(fēng)量確定污泥提升不用空氣提升器，不消耗空氣。考慮缺氧、二級(jí)好氧及其他非工藝設(shè)備用氣，總供氣量為最大時(shí)：GSTmax=3Gsmax=3×7931.5=23794.5m3/h=396.6m3/min平均時(shí)：GST=3Gs=3×6609.3=19827.9m3/h=330.5m3/min（2）風(fēng)壓確定曝氣器安裝在距池底0.2mH=(h1+h2+h3+h4)×9.8式中h1——空氣管道沿程損失，mH2Oh2——空氣