曝氣設(shè)計規(guī)范

XX建設(shè)標準化協(xié)會標準鼓風曝氣系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程DesignstandardofaerationblowingsystemCECS97:97主編單位：XX建筑工程學院審查單位：XX建設(shè)標準化協(xié)會工業(yè)給水排水委員會批準日期：1997年12月30日前言現(xiàn)標準《鼓風曝氣系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程》CECS97：97為XX建設(shè)標準化協(xié)會標準，推薦給有關(guān)單位使用。在使用過程中，請將意見及有關(guān)資料寄交XX和平街北口中國XX工程公司XX建設(shè)標準化協(xié)會工業(yè)給水排水委員會〔：100029〕，以便修訂時參考。本規(guī)程主編單位：XX建筑工程學院主要起草人：XX、XXXX建設(shè)標準化協(xié)會1997年12月30日1總那么為使生物處理曝氣系統(tǒng)設(shè)計滿足工程建設(shè)需要，特制定本規(guī)程。本規(guī)程包括曝氣器、供風管道、風機的選型及機房設(shè)計。本規(guī)程適用于新建、擴建、改建的城市污水處理工程或工業(yè)污水處理工程中的生物處理鼓風曝氣系統(tǒng)的設(shè)計計算。鼓風曝氣系統(tǒng)設(shè)計除按本規(guī)程執(zhí)行外，尚應符合現(xiàn)行有關(guān)的國家標準的規(guī)定。2術(shù)語曝氣器aerator

用于水中充氧兼攪拌的根本器具或設(shè)備。微孔曝氣器finebubbleaerator

空氣通過多孔介質(zhì)，在水中產(chǎn)生氣泡直徑小于3mm的高效曝氣器。中大氣泡曝氣器middleandlargeairbubbleaerator

空氣通過曝氣器在水中產(chǎn)生氣泡直徑大于3mm以上的曝氣器。可張中、微孔曝氣器openablemiddleandfinebubbleaerator

空氣通過具有彈性材質(zhì)的微孔曝氣器或軟管時，其上孔縫張開，停止供氣時孔縫閉合的一種曝氣器。雙環(huán)傘型曝氣器doubleringsumbrellaaerator

一種具有雙環(huán)類似傘狀的，在水中產(chǎn)生中大氣泡的曝氣器。曝氣器標準狀態(tài)充氧性能oxygenctransferperformance

指單個曝氣器在大氣壓力為0.1Mpa、水溫為20℃時，對清水的充氧性能。鼓風曝氣系統(tǒng)aerationblowingsystem

指由風機、管路、曝氣器、除塵器為主組成的系統(tǒng)。鼓風曝氣器3.1一般規(guī)定根據(jù)污水性質(zhì)、環(huán)境要求、管理水平、經(jīng)濟核算，工程設(shè)計中可選用鼓風曝氣、機械外表曝氣、射流曝氣等方式，一般宜選用鼓風曝氣式。選用鼓風曝氣系統(tǒng)時曝氣器應符合以下要求：1、在某一特定曝氣條件下，既能滿足曝氣池污水需氧要求，又能到達混合攪拌，池內(nèi)無沉淀的要求；2、曝氣器既要有較高充氧性能，又應有較強混合攪拌能力。同時還應有不易堵塞、耐腐蝕、鞏固、布氣均勻、操作管理及維修簡便，本錢低、阻力小和壽命長等性能；3、選用曝氣器所組成的鼓風曝氣系統(tǒng)，從整體上應具有節(jié)約能量、組成簡單、安裝及維修管理方便，易于排除故障等優(yōu)點。鼓風曝氣器分為微孔曝氣器及中大氣泡曝氣器。大、中型城市污水處理廠宜選用微孔曝氣器，接觸曝氣器氧化法宜選用中大氣泡曝氣器。工程中選用的曝氣器，應有該曝氣器在不同效勞面積、不同風量、不同曝氣水深時標準狀態(tài)下的充氧性能曲線及底部流速曲線。鼓風曝氣器可滿池布置，也可在池側(cè)布置。推流式曝氣池的曝氣器宜沿池長方向漸減布置。3.2微孔曝氣器工程中常用微孔曝氣器有：1、可張中、微孔曝氣器；2、平板式微孔曝氣器；3、鐘罩式微孔曝氣器；4、聚乙烯棒狀微孔曝氣器。可張中、微孔曝氣器技術(shù)性能應符合《污水處理用可張中、微孔曝氣器》CJ/T3015.4-96的要求，其充氧性能見附錄A.0.1。鐘罩式、平板式微孔曝氣器的技術(shù)性能應符合《污水處理用微孔曝氣器》CJ/T3015.1-93的要求，其充氧性能見附錄A.0.2。在不連續(xù)曝氣的污水生物處理中，當使用微孔曝氣器時，應采用可張中、微孔曝氣器。3.3中大氣泡曝氣器工程中常用的中大氣泡曝氣器有：1、雙環(huán)傘型曝氣器；2、穿孔散流曝氣器；3、網(wǎng)狀膜中微孔曝氣器；4、固定螺旋曝氣器；5、動態(tài)曝氣器；6、盆型曝氣器；7、穿孔管曝氣器。雙環(huán)傘型曝氣器技術(shù)性能應符合《雙環(huán)傘型曝氣器》CJ/T3015.3-95的要求，其充氧性能見附錄A.0.3，選用中大氣泡曝氣器時，宜選用雙傘型曝氣器。選用固定螺旋曝氣器時，曝氣池水深不宜小于，曝氣池底部流速不宜小于/s。選用盆型曝氣器時，曝氣器啟動阻力約為0.01Mpa，運行阻力約為

0.005Mpa。選用穿孔管曝氣器時，應根據(jù)污水性能確定孔徑。一般宜為3-10mm。3.4曝氣器數(shù)量計算曝氣池容積計算曝氣池容積可按以下方法之一計算：1、按室外排水設(shè)計標準公式計算詳見《室外排水設(shè)計標準》GBJ14-87第條及第6.6.3條。2、按下述公式計算污泥負荷FW=K·Le〔-1〕曝氣池容積〔-2〕式中FW–曝氣池的五日生物需氧量污泥負荷〔kgBOD5/kgMLSS·d〕；K--BOD5降解常數(shù)由試驗確定〔l/d〕；Le–曝氣池出水五日生物需氧量〔mg/L〕；Q--曝氣池的設(shè)計流量〔m3/h〕；Li--曝氣池進水五日生物需氧量〔mg/L〕；V--曝氣池的容積〔m3〕；NW–曝氣池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度〔g/l〕。曝氣池面積按下式計算〔-1〕式中F–曝氣池面積〔m2〕；H–曝氣池水深〔h〕；V–由算得的曝氣池容積〔m3〕。曝氣池污水需氧量應按以下方法之一計算：1、按室外排水設(shè)計標準公式計算詳見《室外排水設(shè)計標準》GBJ14-87第條。2、按下述公式計算O2=24·Q·〔Li-Le〕·a’+V·NW·b’〔-1〕式中O2–曝氣池污水需氧量〔kgO2/d〕；a’--BOD5降解需氧量(kgO2/kgBOD5)；b’--活性污泥內(nèi)源呼吸耗氧量〔kgO2/kgMLSS·d〕；a’、b’宜通過試驗確定，也可參照附錄B.0.1。曝氣池標準狀態(tài)下污水需氧量按下式計算〔-1〕式中OC–標準狀態(tài)下曝氣池污水需氧量〔kgO2/d〕；O2–由算得的曝氣池污水需氧量〔kgO2/d〕；CS20--20C蒸餾水飽和溶解氧值9.17〈mgO2/L〉；α–曝氣設(shè)備在污水與清水中氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)之比值；β–污水與清水中飽和溶解氧濃度之比值；α、β值通過試驗確定，也可參照附錄B.0.2選用；—溫度修正系數(shù)；T–曝氣池內(nèi)水溫，應按夏季溫度考慮〔C〕；CS〔T〕--水溫TC時蒸餾水中飽和溶解氧值〔mgO2/L〉；Ct–曝氣池正常運行中應維持的溶解氧濃度值〔mgO2/L〉；ρ–不同地區(qū)氣壓修正系數(shù)〔-2〕P–壓力修正系數(shù)，按下式計算〔-3〕式中Pb–空氣釋放點處絕對壓力，按下式計算〔Mpa〕；〔-4〕式中Pa–當?shù)卮髿鈮毫Α睲pa〕；H–曝氣池空氣釋放點距水面高度〔m〕；Ot–空氣逸出池面時氣體中氧的百分數(shù)，按下式計算?！?5〕式中ε–曝氣池氧的利用率，以%計?！灿筛戒?，A.0.2，A.0.3中查得〕。風機總供風量按下式計算〔-1〕式中Q–風機總供風量〔m3/d〕；0.28–標準狀態(tài)〔0.1Mpa，20〔kgO2/m3〕；Oc、ε—見。曝氣器數(shù)量計算曝氣器所需數(shù)量，應從供氧、效勞面積兩方面計算。按供氧能力計算曝氣器數(shù)量〔-1〕式中h1—按供氧能力所需曝氣器個數(shù)〔個〕；Oc–由式〔-1〕所得曝氣器污水標準狀態(tài)下生物處理需氧量〔kgO2/d〕；qc–曝氣器標準狀態(tài)下，與曝氣器工作條件接近時的供氧能力〔kgO2/h·個〕;(見附錄，A.0.3，A.0.3)按效勞面積計算曝氣器數(shù)量〔-1〕式中h2–按效勞面積所需曝氣器個數(shù)〔個〕；F–由式〔-1〕所得曝氣器面積〔m2〕；f–單個曝氣器效勞面積〔m2〕；(見附錄，A.0.3，A.0.3)當算得h1與h2二者相差較大時，應經(jīng)調(diào)整f或qc重復上述計算，直至二者接近時為止。3.5曝氣攪拌能力驗算為滿足曝氣池混合攪拌需要，曝氣還應符合以下條件之一：1、污水生物處理供風量立方米污水還不應小于3m32、曝氣池底部水流速不應小于/s。供風管道及計算4.1供風管道一般規(guī)定供風管道系指風機出口至曝氣器的管道。設(shè)計中應盡可能減小管道局部阻力損失，并使各曝氣器處壓力相等或接近。大中型處理廠曝氣池供風總干管應從鼓風機房引出兩條供氣管或采用環(huán)狀布置、或總干管上設(shè)氣體分配罐，一組池設(shè)置一供風干管。供風管路宜采用鋼管，并應考慮溫度補償措施和管道防腐處理。供風干管上應設(shè)置適量的伸縮節(jié)和固定支架。供風管道應在最低點設(shè)置排除水份或油份的放泄口。供風管道應設(shè)置排入大氣的放風口，并應采取消聲措施。供風支、干管上應裝有真空破壞閥，立管管頂應高出水面以上，管路上所裝閥門應設(shè)在水面之上。4.2微孔曝氣器供風管路水面以上供風干、支管可采用UPVC-FRP復合管〔加強聚氯乙烯+2mm玻璃布〕或FRP管、鋼管。水下供風支管也可采用加強聚氯乙烯UPVC管。供風管道為鋼管時，必須對管道內(nèi)進行嚴格防腐處理，管道外也宜做防腐處理。管內(nèi)防腐可采用厚δ=150μ的鋁合金熱噴涂或其它方法。布氣支管允許水平高度誤差值±10mm。微孔曝氣器底盤與布氣支管連接后，底盤平面與管軸線水平誤差不應大于5mm。微孔曝氣器固定支架應可調(diào)。調(diào)整后同一曝氣池內(nèi)曝氣器盤面標高最大誤差不應大于5mm，兩曝氣池之間的曝氣器盤面標高，最大誤差不應大于10mm或按設(shè)計要求。供風支管的間距應通過計算確定，但不宜小于。為便于檢修和更換曝氣頭，也可采用可提式微孔曝氣器裝置。曝氣支管末端應有排除氣、水混合物之立管，管端伸出水面，管徑不宜小于5mm，支管與立管連接處孔洞直徑以3-5mm為宜，管上設(shè)有閥門。微孔曝氣器的固定支架，應有足夠的錨固力，與池底板進行錨固應考慮所受浮力。微孔曝氣器安裝前，應將供風干管、支管等所有管道吹掃干凈?？蓮堉?、微孔曝氣軟管的安裝，應按《污水處理用可張中、微孔曝氣器》CJ/T3415.4-96規(guī)定和產(chǎn)品技術(shù)要求進行。4.3中大氣泡曝氣器供風管路每組曝氣池的供風干管宜為環(huán)狀布置。池底供風支管應與池寬平行布置，曝氣器可固定在支管上或懸吊于支管下，或在供風支管兩側(cè)。固定螺旋曝氣器應與池底固定。每根支管所帶曝氣器不宜太多，以不超過5個為宜。供風立管應與池壁預埋件固定，供風支管應與池底預埋件固定。4.4供風管路計算供風管路計算，可參照《給水排水設(shè)計手冊》第五冊。風機與機房5.1風機國內(nèi)目前常用風機1羅茨鼓風機TS系列低噪聲羅茨鼓風機R系列羅茨鼓風機L系列羅茨鼓風機2離心鼓風機高速單級污水處理離心鼓風機C系列污水處理離心鼓風機鼓風機應選用高效、節(jié)能、使用方便、運行平安，噪聲低、易維護管理的機型，可選用離心式單級鼓風機。小規(guī)模污水處理廠中，也可選用羅茨鼓風機。羅茨風機宜選用TS系列低噪聲風機和R系列羅茨鼓風機。羅茨風機宜選用同一型號，當風量變化較大時，應考慮風機大小搭配，但型號不宜過多。鼓風機的進氣溫度應小于40C。氣體中固體微粒含量，羅茨風機不應大于100mg/m3，離心式鼓風機不應大于10mg/m3。微粒最大尺寸不應大于鼓風機氣缸內(nèi)各相對運動部件的最小工作間隙之半。但超過上述規(guī)定時應對進入鼓風機的空氣進行除塵。選用離心式鼓風機時，應詳細核算各種工況條件下風機的工作點，尤其是在冬季，不得接近風機的喘振區(qū)和使電機超載，還應考慮送風壓力和空氣溫度的變化。選用羅茨風機時，應設(shè)置風量調(diào)節(jié)裝置。鼓風機的設(shè)置臺數(shù)，應根據(jù)總供風量，所需風壓，選用風機單機性能曲線及氣溫、污水量和負荷變化等綜合確定。風機總供風量，應按第〔3.4.5-1〕式計算，配置的風機其總?cè)萘俊膊话▊溆蔑L機〕，不得小于設(shè)計所需風量的95%。5.1.10風機的風壓應按下式計算H=h1+h2+h3+h4+Δh〔-1〕式中H–風機所需風壓〔Mpa〕；h1–供風管道沿程阻力〔Mpa〕；h2–供風管道局部阻力〔Mpa〕；h3–曝氣器空氣釋放點以上水靜壓〔Mpa〕；h4–曝氣器阻力〔Mpa〕；Δh–充裕水頭Δh=0.003-0.005〔Mpa〕。其中：微孔曝氣器h4≤0.004-0.005〔Mpa〕可張中、微孔曝氣器h4≤0.003-0.0035〔Mpa〕盆型中大氣泡曝氣器h4≤0.005-0.01〔Mpa〕其它中大氣泡曝氣器阻力可忽略不計。備用風機可用33%-100%的備用率計算。大型污水處理廠宜選用低備用率，小型污水處理廠宜選用高備用率?；蛘甙垂ぷ鞴娘L機臺數(shù)設(shè)置，小于等于3臺是，應設(shè)1臺備用鼓風機，大于等于4臺時，應設(shè)2臺備用鼓風機。5.2空氣除塵用作鼓風曝氣系統(tǒng)空氣除塵的設(shè)施，按其空氣凈化標準分為粗效〔中效〕、高效兩類。應根據(jù)鼓風機產(chǎn)品本身和曝氣器的要求，設(shè)置空氣除塵設(shè)施。對于鐘罩、平板式等微孔曝氣器，必須進行空氣除塵。宜采用粗效—高效順序聯(lián)合除塵，除塵后空氣中固體微粒含量應小于15mg/1000m3。選用靜電除塵器時宜按下述數(shù)據(jù)進行設(shè)計：1壓力損失小于0.001〔Mpa〕；2通過設(shè)備的風速V<2.0〔m/s〕；3去除固體微粒粒徑d≥1μm氣溶膠的去除率宜達90%-95%以上。選用靜電除塵器時，設(shè)計中還應設(shè)置上、下水管路及沖洗水預熱和加壓設(shè)施，同時還應設(shè)置隔離網(wǎng)與具有聯(lián)鎖功能的平安門等防范措施。對于其它曝氣器的鼓風曝氣系統(tǒng)，可采用粗效除塵器。5.3鼓風機房污水處理廠采用鼓風曝氣系統(tǒng)時，宜設(shè)置單獨的風機房。也可根據(jù)情況設(shè)置敞開式風機站，或采用密閉隔音結(jié)構(gòu)風機房。機房宜布置在曝氣池附近。風機房內(nèi)外的噪聲，應符合《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計標準》GBJ87-85的規(guī)定。機房內(nèi)可設(shè)有值班室、配電室、工具室，對單級離心鼓風機房應設(shè)有冷卻或風冷卻系統(tǒng)。機房內(nèi)值班室宜有單獨出入口，宜用雙層玻璃，并應有良好的隔聲措施。機房頂板及內(nèi)墻應采用吸聲效果較好的材料貼面。機房內(nèi)值班室應有必要的通訊手段和機房內(nèi)主要設(shè)備工況的指示或報警裝置。當機房內(nèi)不設(shè)值班室時，機房主要設(shè)備工況的指示或報警裝置均應引進總值班室。機房內(nèi)應有排除積水的設(shè)施和承接風管最低點油、水排泄物的設(shè)施。風機房內(nèi)主要機組的布置和通道寬度應符合《室外排水設(shè)計標準》

GBJ14-87第4.3.4條要求。風機房內(nèi)起重設(shè)備，應根據(jù)風機最重部件或電動機的重量，按以下規(guī)定選用：1起重量小于0.5t的可采用固定吊鉤或移動吊架；2起重量在0.5-1.0t時，可采用手動單梁起重設(shè)備；3起重量在1.0-3.0t時，可采用手動或電動單梁起重設(shè)備；4起重量在3.0t以上時，可采用手動或電動單梁起重設(shè)備；5起吊高度大，吊運距離長或起吊次數(shù)多的風機房可適當提高起吊的機械化水平。需要在機房內(nèi)檢修設(shè)備時，應留有維修場所，起面積應根據(jù)最大設(shè)備或部件的外形尺寸確定，并在周圍設(shè)寬度不小于的通道和必要的隔音設(shè)施。機房高度應遵守以下規(guī)定：1無吊車起重設(shè)備時，室內(nèi)地面以上有效高度應不小于；2有吊車起重設(shè)備時，應保證吊起物體底部與所越過的物體的頂部有不小于的凈空。3有高壓配電設(shè)備的房屋高度應根據(jù)電氣設(shè)備外形尺寸及電器要求確定。設(shè)計機房進、出風管道時，應盡量平直，減少各種局部阻力損失。風機房進風系統(tǒng)宜采用吸風塔和風道組合形式，進風塔頂部端宜設(shè)置耐用的鋁合金百葉窗。風道中中設(shè)置空氣除塵器。在進風塔和風道折點處應設(shè)置空氣整流板。進風管道宜帶有能自動啟閉的平安門。除塵后的空氣所經(jīng)過的風道應進行防塵處理。在地下水位較高或高溫高濕地區(qū)，風道內(nèi)壁應做防潮處理。風機應有獨立根底，并按最大荷載設(shè)計。風機與根底間應設(shè)隔振墊。機房內(nèi)風機進、出風管宜敷設(shè)在地溝內(nèi)，假設(shè)在地面敷設(shè)時，應根據(jù)需要設(shè)置跨越設(shè)施；假設(shè)架空敷設(shè)時，不應跨越電器設(shè)備和阻礙通道，通行處架空管管底距地面不宜小于，且管道應做托架。機房規(guī)模較大時，宜將風機和管道分上、下兩層設(shè)置。上層安裝機組，下層安裝進、出風管及旁通回流管。此時可取消進、出風管上的消音器。風機與進、出風管間應裝置避震喉，機房內(nèi)進、出風管路與風機進、出風管連接出，應設(shè)置彈性接頭和必要的管支架。離心式風機進風管路上，應設(shè)手動閥門，正常運行時處于常開狀態(tài)。羅茨風機應按產(chǎn)品設(shè)置供機組啟閉使用的旁通回流管路，其管徑比出風管管徑小一號。每臺風機出風管道和旁通回流管道上宜設(shè)電動閥門及逆止閥，電動閥門宜選用V型球閥或?qū)A式電動碟閥，逆止閥宜選用蝶式止回閥。機房外供風管道宜埋地敷設(shè)，假設(shè)在地面上宜包扎隔音材料。機房內(nèi)或外應設(shè)有風量、風壓、風溫等一次、二次儀表，供風管路上風量儀宜用渦街式流量計。鼓風機房空氣管路設(shè)計應滿足試車及允許范圍內(nèi)的風量、風壓調(diào)節(jié)要求。應按機房操作人員配置必要的個人防護用具。附錄A幾種曝氣器充氧性能可張中、微孔曝氣器表HGB型橡膠膜微孔曝氣器清水充氧性能工作條件充氧能力效勞面積f〔m2〕水深H〔m〕風量〔m3/h〕充氧能力qc〔kg/h〕氧利用率ε〔%〕理論動力效率E[kg/〔kw·h〕]23鐘罩式微孔曝氣器表剛玉鐘罩式微孔曝氣器清水充氧性能工作條件充氧能力效勞面積f〔m2〕水