1、环境工程专业课程设计计算说明书污水处理工艺设计编 制 人: * * * 班 级: 环工 0901 学 号: 34060901* 指导老师: 罗 平 编制日期: 2012 年 6 月 南京工业大学环境学院目 录1 设计目的 12 设计任务 13 设计原始资料 13.1 污水水量与水质 .13.2 处理要求 .13.3 气象与水文资料 .23.4 厂区地形 .24 总体设计 24.1 污水处理程度的确定 .24.2 方案选择 .24.3 工艺流程 .24.4 工艺特点 .35 处理构筑物设计 35.1 粗格栅 .35.1.1 设计说明 35.1.2 设计参数 35.2 细格栅 .55.2.1 设计
2、说明 55.2.2 设计参数 55.3 进水泵房 .65.3.1 设计说明 .65.3.2 设计参数 75.4 沉砂池 .75.4.1 设计说明 75.4.2 设计参数 75.5 AB 段工艺计算 .95.5.1 设计说明 95.5.2 AB 工艺参数 95.5.3 A 段曝气池 .135.5.4 B 段曝气池 .195.6 鼓风机房 .245.7 中间沉淀池 .245.7.1 设计说明 245.7.2 设计参数 245.8 二次沉淀池 .265.8.1 设计说明 265.8.2 设计参数 265.9 回流污泥泵房 .295.9.1 设计说明 295.9.2 设计选型 295.10 排泥泵房
3、.295.11 污泥浓缩池设计计算 .305.11.1 设计说明 305.11.2 设计参数 305.12 投泥泵房 .315.13 消化池设计计算 .315.13.1 设计说明 315.13.2 设计参数 325.14 脱水 .376 污水处理厂的平面布置规划 387 参考文献 380某城市污水处理厂工艺设计1 设计目的本课程设计目的在于通过净水厂课程设计,巩固学习成果,加深对水处理课程内容的学习与理解,掌握净水厂的设计的方法,培养和提高计算能力、设计和绘图水平。在教师知道下,基本能独立完成一个中、小型水处理厂工艺设计,锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。2 设计任务本课程设计目的在于通过净
4、水厂课程设计,巩固学习成果,加深对水处理课程内容的学习与理解,掌握净水厂的设计的方法,培养和提高计算能力、设计和绘图水平。在教师知道下,基本能独立完成一个中、小型水处理厂工艺设计,锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。针对二级处理的工厂污水处理设施,要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算,确定污水处理平面布置和搞成布置。完成设计计算说明书和设计图,确定污水处理的平面布置图,设计深度约为初步设计的深度。3 设计原始资料3.1 污水水量与水质污水处理水量:2.610 4m3/d,总变化系数 为 1.2。zK污水水质:COD Cr:300mg/L,BOD 5:200mg/L,SS:200mg/
5、L ,NH 3-N:2030mg/L ,TP :34mg/L ,pH 为 69。3.2 处理要求废水经处理后应符合城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002)一级 B 标准。污泥经处理后应符合城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)污泥控制标准。表 3-1 污水控制标准项目BOD5/mg/LSS/mg/LCODCr/mg/LNH3-N/mg/LTP/mg/LpH数值20 20 60 8 1.0 69污泥控制标准:城镇污水处理厂的污泥进行污泥脱水处理,脱水后污泥含1水率应小于 80%。3.3 气象与水文资料风向:多年主导风向为北东风气温:最冷月平均为3.5;最热月平
6、均为 32.5。水文:降水量多年平均为每年 728mm;蒸发量多年平均为每年 1210mm;地下水水位,地面下 56 厘米。3.4 厂区地形污水厂选址区域海拔标高在 6466m 之间,平均地面标高为 64.5m。4 总体设计4.1 污水处理程度的确定该城市污水处理厂处理水量 433Q=2.610m/d./s最大设计流量 43maxzK=210d=.6m/s(1) 污水中 SS 的处理效率: 20/%9SE(2) 污水中 BOD5 的处理效率: 5/10BOD(3) 污水中 CODCr 的处理效率: r=306/%8CODE(4) 污水中氨氮的处理效率: 3258/106NH(5) 污水中总磷的
7、处理效率: ./.%7.4TPE4.2 方案选择该污水处理工艺主要以去除有机污染为主,去除目标为 SS、BOD5、COD及部分含氮含磷污染物。本设计采用 AB 法处理,在两段曝气池降解有机物的同时,B 段曝气池也能发挥出脱氮除磷的作用。4.3 工艺流程2AB 法污水及污泥的处理工艺流程如图 1 所示: 剩 余 污 泥回 流 污 泥回 流 污 泥污 水 出 水二 沉曝 气中 沉吸 附沉 砂粗 格 栅 细 格 栅提 升 排 泥浓 缩投 泥脱 水外 运栅 渣外 运 砂 水 分 离砂 鼓 风 机 房消 化4.4 工艺特点(1) 全系统公分预处理段,A 段,B 段等 3 段.在预处理段只设格栅 ,沉砂池
8、等简易处理设备,不设初沉池。(2) A 段由吸附池和中间沉淀池组成,B 段则由曝气池及二沉池所组成(3) A 段和 B 段各自拥有独立的污泥回流系统,两段完全分开,每段能够培育出各自独特的,适于本段水质的微生物种群。5 处理构筑物设计5.1 粗格栅5.1.1 设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在污水渠道、泵房集水井的进水口处或污水处理厂的端部,用以截留较大的悬浮物或漂浮物,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。有关规定(1) 泵前格栅栅条间空隙宽度不大于 20mm,污水处理系统前可不设格栅。(2) 污水过栅流速宜采用 0.61.0m/s,格栅倾角宜采用 45o75 o。(3) 污水上
9、部必须设工作台,其高度应高出格栅前最高设计水位 0.5m,工作台上应有安全和冲洗设施。(4) 格栅工作台两侧过道宽度不应小于 0.7m。工作台正面过道宽度,采用机械清渣时不应小于 1.5m。(5) 格栅应设通风设施。(6) 粗格栅间隙 50100mm,细格栅间隙 1.510mm。(7) 栅前渠道内的水流速度一般采用 0.40.9m/s。5.1.2 设计参数3过栅流速 ,栅条宽度 S=0.01m,栅前部分长度 0.5m0.9m/sv格栅倾角 =60,单位栅渣量 =0.01m3 栅渣/10 3m3 污水,初定粗格栅间隙1Wb=50mm格栅设两组,按两组并开设计,一格停用,一格工作校核。(1) 确定
10、栅前水深 h:设栅前水深 0.4m(2) 格栅间隙数量 n: maxQsinbhv式中:Q max最大设计流量,m 3/s格栅安装倾角,取 60b栅条间隙,m,根据一般经验公式 取 b50 mmn栅条间隙数,个h栅前水深,m 过栅流速,m/sv经验修正系数sin则 ,取 10 个,格栅框架内的栅条数目为 9 根。0.18i69.354(3) 格栅槽总宽度 B: n1+bS式中: B格栅槽宽度,mS栅条宽度, m,取 0.01mb栅条间隙,m0.10.1.9B(4) 进水渠道渐宽部分的长度 :1L4设进水渠宽 10.85Bm设渐宽部分展开角度 1=20,则 11.0985.322BLmtgt(5
11、) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度21030.65Lm(6) 通过格栅的水头损失 :设栅条断面为锐边矩形断面,取 k=32h阻力系数: S0.1.4.85b433( ) ( )2202sin.89sin6vhk mg(7) 栅后槽总高度 H:格栅前渠道超高 ,取 0.3m1h栅前槽高 110.43.7h2.Hm(8) 栅槽总长度 L 112 0H.7L.050.3651.02.4tantan6m(9) 每日栅渣量 W,选用机械清渣。33max1Q864.84.2/./010.mdKz5.2 细格栅5.2.1 设计说明单位栅渣量 =0.1m3 栅渣 /103m3 污水,初定细格栅间隙 b=
12、10mm1W5.2.2 设计参数(1)确定栅前水深 h:设栅前水深 0.4(2)格栅间隙数量 n:5,取 47 个,格栅框架内的栅条数目为maxQsin0.18sin64.5.9bhv46 根。(10)格栅槽总宽度 B:n1+b0.4710.47.93mBS(4) 进水渠道渐宽部分的长度 :L设进水渠宽 1.65m设渐宽部分展开角度 1=20,则 110.93650.822Bmtgt(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度 2105380.9Lm(11)通过格栅的水头损失 :设栅条断面为锐边矩形断面,取 k=32h阻力系数: S0.1.4.4b33( ) ( )2202sin.9sin6.8
13、7.8vhk mg(12)栅后槽总高度 H:格栅前渠道超高 ,取 0.3m1h栅前槽高 110.43.7h2.80.8Hm(8)栅槽总长度 L 112 0H.7L.050.391.52.4tantan6m(9)每日栅渣量 W 3max1Q864.8642./010.mdKz5.3 进水泵房5.3.1 设计说明6污水经过一次提升进入沉砂池,然后通过自流进入后续水处理构筑物。有关规定:(1)泵房进水角度不大于 45 度(2)相邻两机组突出部分的间距,以及机组突出部分与墙壁额间距,应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸,并不得小于 0.8m。如电动机容量大于 55KW 时,则不得小于 1.0m,作
14、为主要通道宽度不得小于 1.2m(3)泵站采用圆形平面钢筋混凝土结构半地下式,尺寸为 15m12m,高12m,地下埋深 7m。(4)水泵为自灌式5.3.2 设计参数污水提升前水位-4.5m( 即泵站吸水池最底水位 ),提升后水位 8.2m.。所以,提升净扬程 Z=8.2-(-4.5)=12.7m,设泵站内的损失为 2 m,吸压水管路的总损失为 2 m,则可确定水泵的扬程 H: 。12.714.7根据最大设计流量 ,采用两台 350QW1500-15-433.120/0/mdh90 潜污泵,一用一备。单台提升流量 ,扬程 15m,转速 990r/min,5功率 90kW。圆形泵房 D 10m,高
15、 12m,泵房为半地下式,地下埋深 7m,水泵为自灌式。5.4 沉砂池5.4.1 设计说明沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒,以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。平流沉砂池的主要缺点是沉沙中约夹杂有 15%的有机物,使沉沙的后续处理增加难度。故常需配洗砂机,把排砂经清洗后,有机物含量低于 10%,称为清洁砂,再外运。曝气沉砂池可克服这一缺点。故采用曝气沉砂池。有关规定:(1)旋流速度控制在 0.250.30m/s(2)最大时流量的停留时间为 13min、水平流速 为 0.1m/s1v(3)有效水深为 1.53m,深宽比为 1.01.5,长宽比可达 57(4)曝气装置,可采用压缩空
16、气竖管连接穿孔管(穿孔孔径为 2.56.0mm)或压缩空气竖管连接空气扩散板,每 m3 污水所需曝气量为 0.10.2 m3 或每 m2池表面积 35 m 3/h。5.4.2 设计参数(1) 沉砂池总有效容积:最大设计流量时停留时间 t=2min。3maxV=Qt60.3260=4.(2) 沉砂池设计成两格,每格容积为 31.(3) 沉砂池水流断面面积:最大设计流量时水平流速 10.vm2max1Q0.36.Av(4) 池总宽度 B:设有效水深 ,.5H2.4(5) 每格池子宽度 b:池子数 n1.Bbm深宽比: ,满足要求。1.52Hb(6) 池长 L: 43.216VLA长宽比: ,满足要
17、求,不需要设置横向挡板。125.4B(7) 每小时所需空气量 q:每立方米污水所需空气量 污水30.2/dmmaxQ360=.236=59d h(8) 每格沉砂斗所需容积:设计 T=2d,即考虑排泥间隔天数为 2 天3ax6684.1084.702ZTXVK(9) 沉砂斗各部分尺寸及容积:设计斗底宽 ,斗壁与水平的倾角 为 60,斗高 ,1a=.5m3h=0.8m8则沉砂斗上口宽:(取 1.5m)3120.851.42tanta6hm沉砂斗容积: 22223130.8()(1.5.05.)660.87.hVm(10)沉砂池高度:采用重力排砂,设计池底坡度为 0.1,坡向沉砂斗,则沉泥区高度:
18、30.1.801(2).8hLam池总高度 H :设超高 h1=0.3m23.5.36曝气沉砂池底部的沉砂通过吸砂泵送至砂水分离器,脱水后的清洁砂粒外运,分离出来的水回流至提升泵房吸水井。曝气沉砂池的出水通过管道直接送往 A 段曝气池管道设计流量 3max0.6/Qs管道流速 ,.8/vs管道过水断面面积 2ax.0.458Amv管径 ,取管道管径40.5.76d 80DN校核管道流速 2230./.84Qvsd5.5 AB 段工艺计算5.5.1 设计说明AB 法处理工艺具有较强的抗冲击负荷能力,对进水中的 pH 值、有毒物质以及水量、水质等冲击具有很好的缓冲作用。A 段由曝气池和中间沉淀池构
19、成,有独立的污泥回流系统。A 段污泥具有很强的吸附能力和良好的沉淀性能,对有机物的去除是以细菌的絮凝吸附作用为主。A 段工艺污泥负荷高、污泥龄和9水力停留时间短。所以 A 段工艺的投资和运行费用低,属于高负荷的活性污泥系统的强化一级处理。B 段接收 A 段的处理水,水质、水量比较稳定,冲击负荷已不在影响 B 段,B 段的净化功能得以充分发挥,B 段属传统活性污泥法。5.5.2 AB 工艺参数表 5-1 AB 法工艺设计参数名称 A 段 B 段污泥负荷 NS(kgBOD5/kgMLSS.d) 34(26) 0.150.3(0.5)容积负荷 Nv(kgBOD5/m3.d) 610(412) 0.9
20、污泥浓度 MLSS(g/L) 2.03.0(1.52.0) 2.04.0(3.04.0)污泥龄 SRT 或(d) 0.40.7(0.30.5) 1520(1025)水力停留时间 HRT(h) 0.50.75 2.04.0(2.06.0)污泥回流比(%) 70(2050) 50100溶解氧 DO(mg/L ) 0.30.7(0.21.5) 23(12)气水比 (34):1 (710):1污泥沉降指数 SVI(mg/L) 6090 70100污泥池沉降时间(h) 12 24(1.54)污泥池表面负荷 q1(m3/(m3/h) 12 0.51.0需氧系数 a1(kgO2/kgBOD5) 0.40.6
21、 NH3-N 硝化需氧系数b1(kgO 2/kgNH3-N) 4.57污泥综合增长指数a(kgMLSS/kgBOD 5) 0.30.5 污泥含水率(%) 9898.7 99.299.6注:( )内数据供参考。R设计参数的确定A 段污泥负荷: ;SA5=4. kgBOD/MLSdN混合液污泥浓度: ;污泥回流比 。X20mAR=0.6B 段污泥负荷: ;SB.1 /混合液污泥浓度: ;污泥回流比 。=345gLA1. 计算处理效率BOD5 总去除率应达到 90%,A 段 BOD5 去除率 EA 取 60%,则 A 段出水 BOD5 浓度 LTA 为2016%80/TLmg已知 B 段出水 BOD
22、5 浓度 LTB=20 mg/L,B 段 BOD5 去除率 EB 为 10/80%2/8075BTABTAEL 曝气池容积计算进水 BOD5 浓度 ,A 段 BOD5 去除量 为a=20 mg/ rAL38012/0.12/rATLmgkA 段混合液挥发性污泥浓度 XVA: 为系数,取 0.8f36/VAf则 A 段曝气池容积 43max3.120.5206rSAVQLmNXB 段 BOD5 去除量 为rB 38026/0.6/rTALgLkmB 段混合液挥发性污泥浓度 XVB: 为系数,取 0.8f3.345.7/VBf则 B 段曝气池容积 43max.120.6257rBBSVQLmNX
23、水力停留时间计算水力停留时间 maxVTQ则 A 段水力停留时间 max5204.31AVThQB 段水力停留时间 ax6.7B 最大需氧量 A 段最大需氧量: maxArAOQL11式中: 需氧量系数,0.40.6 kg O 2/kg BOD5 a则 4max 20.6310./93.6/ArAOQLkgOhB 段最大需氧量: maxmaxBrBrQLbN式中: 需氧量系数,1.23 kg O 2/kg BOD5aNH3N 硝化需氧量系数,4.57 kg O 2/kg NH3Nb需要硝化的氮量r30812/0./rNmgLk4 4 2.3624.57120./280.6/BO kgOh二段总
24、需氧量 293869ABOkgh 剩余污泥量A 段剩余污泥量:设 A 段 SS 去除率为 75%SS 去除量 32075%10/.15/rSmgLk干污泥量为 ArrAXQa式中:a污泥增殖系数,0.30.5 kg/kg BOD 5,取 0.4 kg/kg BOD5 Q污水平均流量,3.1210 4 m3/d43.120120.617./ArrASaL kgd湿污泥量(设污泥含水率 PA 为 98.7%):10AX则: 3617.475.2/98%0XAPmdB 段剩余污泥量干污泥量为: BrBXaQL式中:a污泥增殖系数,0.50.65 kg/kg BOD 5,取 0.6 kg/kg BOD
25、5 12Q污水平均流量,3.1210 4 m3/d0.63120.612./BrBXaLkgd湿污泥量(设污泥含水率 PB 为 99.5%)10BX则: 3123.24.6/95%0XBPmd总泥量 3379.8/70/AXB md 污泥龄计算A 段污泥龄: 1cASAaN其中:a AA 段污泥增殖系数,取 0.4 kg/kg BOD5NSAA 段污泥负荷,取 4.5 kg BOD5/(kgMLSSd)则 10.56.4cdB 段污泥龄: 1cBSBaN式中:a BB 段污泥增殖系数,取 0.6 kg/kg BOD5NSBB 段污泥负荷,取 0.125 kg BOD5/(kgMLSSd)则 1
26、3.0.625cBd 回流污泥浓度浓度: 1RX式中:X混合液污泥浓度R污泥回流比A 段回流污泥浓度 1201.653/ARXmgL13B 段回流污泥浓度 134501.690/BRXmgL5.5.3 A 段曝气池 曝气池的计算和各部位尺寸的确定1)确定曝气池容积A 段曝气池共设 2 个,每个曝气池容积为 。3520/6m2)确定单个曝气池各部位尺寸设池深 h 为 3m,曝气池的面积 F 为 ,采用推流式曝气2/8.7池,池宽 B 取 3.5 m,宽深比 介于 12 之间,符合规定。/3.5/1.Bh池长 ,取 25m。/86.7/248LF长宽比 ,介于 510 之间,符合规定。531曝气池
27、超高取 0.5 m,则曝气池池高为 H=3+0.5=3.5 m A 段曝气池曝气系统设计与计算1)最大需氧量为 293.6/AOkgh2)平均时需氧量为 42 20.610.2/78/rAaQLkgOh3)每日去除的 BOD5 值为 3rBD A 段供气量计算采用网状模型微孔空气扩散器,铺设距池底 0.3 m 处,淹没水深 2.7 m,计算温度 30。查表得 20和 30时水中饱和溶解氧值分别为209.17/,307.6/SScmgLcgL1)空气扩散出口处的绝对压力: 39.810dpHH空气扩散装置的安装深度,m,一般为 0.3m有 效 水 深则: 35359.8102.781dpHPa空
28、气离开曝气池池面时,氧的百分比为 14021079AE其中:E A空气扩散器的氧转移率,此处取值 12%,则0210.1%8.67922)曝气池混合液中平均氧饱和浓度(按最不利的温度条件考虑)为 052.6142dSSpcT最不利的温度条件按 30计算,则51.280.9307.68./42Sc mgL换算为在 20条件下,脱氧清水的充氧量 2201.4SS TOcF 其中: 单位时间由于曝气向清水传递的氧量SO单位时间向混合液传递的氧量,相当于平均需氧量2因混合液含污泥颗粒而降低传递系数的修正值( 1) ,取 =0.8废水饱和溶解氧的修正值( 1) ,取 =0.95气压修正系数, ,取 =1
29、.051.03当 地 实 际 大 气 压c废水实际溶解氧的浓度,取 2./cmgLT混合液设计温度,T=30 F曝气扩散设备堵塞系数,通常取 0.650.9302789.1150.8/0.895.264.SOkgh 相应的最大时需氧量为 max 3023.917180.9/0.8951.826.4.S kgh 153)曝气池的平均时供氧量 ,则0.28SAOGE315.4/0.28SAOGmhE曝气池最大供气量 3axax180.954/0.22SSAOGmhE去除 1kg BOD5 的供气量(m 3 空气/kg BOD)为48/134./kgBD空 气 空 气1 m3 污水的供气量(m 3
30、空气/m 3 污水)为32/60.1/m空 气 空 气 污 水4)A 段曝气池曝气系统的空气总用量除采用鼓风曝气外,系统还采用空气在回流污泥井中提升污泥,空气量按回流污泥量的 8 倍考虑,污泥回流比 R 值为 60%,则提升回流污泥所需空气量为 30.62/4520/mh5)空气管路计算在两个曝气池相邻的隔墙上铺设 1 根空气干管。在干管上设 5 对曝气管,共 10 条配气竖管。则两个曝气池中共有 10 条配气竖管,每根竖管的供气量为35384/10./mh曝气池平面面积为 22.517m每个空气扩散器的服务面积按 0.49 m2 计算,则所需空气扩散器的总数为175/0.4936个每个竖管上
31、安装的空气扩散器的数目为 360/1个每个空气扩散器的配气量为 3584/5./h6)空压机的选定一般希望管道及扩散设备的总压力损失不大于 15kPa,其中扩散设备的压力损失 ,一般取 35kPa。风压损失 hd(Pa)可按下式估算: dh dfpHh16其中:H空气扩散器淹没水深,m空气扩散装置安装在距离曝气池底 0.3 m 处,因此,空压机所需压力为30.985104.6pkPa供压机供气量最大量估计值(m 3/min)为3542/7./inmh平均时供气量估计量为 3348520968/1.5/minh根据所需压力和空气量,采用 LG60 型空压机 5 台,该型空压机风压 50 kPa,
32、风量 60 m3/min。正常条件下,3 台工作,2 台备用;高负荷时,4 台工作,1 台备用。A 段曝气池进、出水系统1)进水管。两组曝气池合建,进水与回流污泥进入进水竖井,经混合后经配水渠、进水潜孔进入曝气池。进水管设计流量 31max0.6/Qs管道流速 ,管道过水断面面积0.8/vs 210.36.458QAmv管径 ,取进水管管径4.50.76AdDN校核管道流速 223./.84Qvmsd2)配水渠道配水渠道设计流量 max2 0.3611.29/2Rms渠道流速 ,渠道断面面积0.7/vs241.7QAv取渠道断面 8.6bh渠道超高取 1.0m,渠道总高为 0.1.63)进水孔
33、进水孔过流量为 32.9/Qms孔口流速 ,孔口过水断面面积0.6/vs 220.9.486QAmv17设进水潜孔三个,则每孔过水断面面积为 20.48/3.16m取孔口断面 4)回流污泥渠道回流污泥渠道设计流量 3max0.6.216/ARQs渠道流速 ,渠道断面面积0.7/vms2.0.7RAmv取渠道断面 .8.4bh渠道超高取 0.3m,渠道总高为 0.3.5)进水竖井。进水竖井平面尺寸取为 18m6)出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式计算: 332230.421.86QgbH式中: 31.9/2QRmsb堰宽,取 b=7.2mH堰上水头,m。 22330.9.081.867Qmb出水孔
34、过流量 34309/ms孔口流速 ,孔口过水断面面积.6/vs 24.90.86QAv孔口尺寸取 ;出水竖井平面尺寸82.1.5m7)出水管单组曝气池出水管设计流量 3530.9/s管道流速 ,管道过水断面0.8/vms 25.20.658QAv管径 ,取出水管管径 。4.620.8AdDNm曝气池的出水通过管道送往中沉池集配水井,输水管道内的流量按最大时18流量加上回流的污泥量进行设计,回流比为 60%,则输水管的管径为 800 mm,管内最大流速为 0.8 m/s。集配水井为内外套筒结构,由 A 段曝气池过来的输水管道直接进入内层套筒,进行流量分配,通过 4 根 450 mm 的管道送往
35、4 个中沉池,管道内最大水流速度为 0.75m/s。5.5.4 B 段曝气池 曝气池的计算和各部位尺寸的确定1)确定曝气池容积A 段曝气池共设 2 个,每个曝气池容积为 。35426/71m2)确定单个曝气池各部位尺寸设池深 h 为 4.2m,曝气池的面积 F 为 ,采用推流式2/.曝气池,池宽 B 取 4.5 m,宽深比 介于 12 之间,符合规定。/4.5/2107Bh池长 /64/.513.6LF长宽比: ,符合规定。90每个曝气池设计为五廊道曝气池,廊道长 ,取1/543.6/28.7Lm29m。曝气池超高取 0.5 m,则曝气池池高为 H=4.2+0.5=4.7 m B 段曝气池曝气
36、系统设计与计算1)最大需氧量为 280.6/BOkgh2)平均时需氧量为 4 421.30.6/24.57610.2/674.05/rBraQLbNkgh3)每日去除的 BOD5 值为 4.1./rAODkgh A 段供气量计算采用网状模型微孔空气扩散器,铺设距池底 0.3 m 处,淹没水深 3.9 m,计算温度 30。19查表得 20和 30时水中饱和溶解氧值分别为209.17/,307.6/SScmgLcmgL1)空气扩散出口处的绝对压力: 39.810dpH式中:H空气扩散装置的安装深度,m,一般为 0.3m有 效 水 深则: 35359.810.41dpHPa空气离开曝气池池面时,氧的
37、百分比为 021079AE其中:E A空气扩散器的氧转移率,此处取值 12%,则021.10%8.96792H 曝气池混合液中平均氧饱和浓度(按最不利的温度条件考虑)为 052.6142dSSpcT最不利的温度条件按 30计算,则51.408.9307.6.7/22Sc mgL换算为在 20条件下,脱氧清水的充氧量 2201.4SS TOcF 其中: 单位时间由于曝气向清水传递的氧量SO单位时间向混合液传递的氧量,相当于平均需氧量2因混合液含污泥颗粒而降低传递系数的修正值( 1) ,取 =0.8废水饱和溶解氧的修正值( 1) ,取 =0.95气压修正系数, ,取 =1.051.03当 地 实
38、际 大 气 压20c废水实际溶解氧的浓度,取 2.0/cmgLT混合液设计温度,T=30 F曝气扩散设备堵塞系数,通常取 0.650.9302674.059112.4/0.8951.82.4.8SO kgh 相应的最大时需氧量为 max 3020.6917145.9/0.8951.82.4.8S kgh H 曝气池的平均时供氧量 ,则.8SAOGE312.460./0.8SAOGmhE曝气池最大供气量 3axmax145.90.6/.82SSAOGmhE去除 1kg BOD5 的供气量(m 3 空气/kg BOD)为3608./.1/kgBD空 气 空 气1 m3 污水的供气量(m 3 空气/
39、m 3 污水)为3.24/60./m空 气 空 气 污 水4)B 段曝气池曝气系统的空气总用量除采用鼓风曝气外,系统还采用空气在回流污泥井中提升污泥,空气量按回流污泥量的 8 倍考虑,污泥回流比 R 值为 100%,则提升回流污泥所需空气量为 31.026/467/mh5)空气管路计算在每组五廊道曝气池中每两个相邻廊道的隔墙处铺设一根干管,共 5 根干管。每根干管上设 7 对曝气管,共 14 条配气竖管。曝气池中共有 60 条配气竖管,则每根竖管的供气量为 3430.6/721./mh曝气池平面面积为 29.521每个空气扩散器的服务面积按 0.49 m2 计算,则所需空气扩散器的总数为130
40、5/.4926个每个竖管上安装的空气扩散器的数目为 ,每个空气扩散器64/05个的配气量为 330./4516./h6)空压机的选定一般希望管道及扩散设备的总压力损失不大于 15kPa,其中扩散设备的压力损失 ,一般取 35kPa。风压损失 hd(Pa)可按下式估算: dh dfpHh其中:H空气扩散器淹没水深,m空气扩散装置安装在距离曝气池底 0.3 m 处,因此,空压机所需压力为4.2039.85103.2pkPa供压机供气量最大量估计值(m 3/min)为.676./86./inh平均时供气量估计量为 3307450./745.9/minh根据所需压力和空气量,采用 LG60 型空压机
41、4 台,该型空压机风压 50 kPa,风量 60 m3/min。正常条件下,3 台工作,1 台备用;高负荷时,3 台工作,1 台备用。B 段曝气池进出水系统1)进水管。两组曝气池合建,进水与回流污泥进入进水竖井,经混合后经配水渠、进水潜孔进入曝气池。进水管设计流量 31max0.6/Qs管道流速 ,管道过水断面面积0.8/vs 210.36.458QAmv管径 ,取进水管管径4.50.76AdDN校核管道流速 223./.84Qvmsd2)配水渠道22配水渠道设计流量 max2 0.3611./22QRms渠道流速 ,渠道断面面积0.7/vs 25.7Av取渠道断面 .5bh渠道超高取 1.0
42、m,渠道总高为 0.1.53)进水孔进水孔过流量为 32.6/Qms孔口流速 ,孔口过水断面面积0./vs 220.36.QAmv设进水潜孔三个,则每孔过水断面面积为 2./.取孔口断面 .6.4bh同时可按阶段曝气方式运行,在两廊道相邻的隔墙上设配水渠(超高取 1.0m) ,并设进水孔 3 个, ,每个1.0.5bhm 0.6.4bhm进水孔均装设阀门。4)回流污泥渠道回流污泥渠道设计流量 3max10.6./ARQs渠道流速 ,渠道断面面积0.7/vms2.0.57RAmv取渠道断面 15bh渠道超高取 0.3m,渠道总高为 0.3.85)进水竖井。进水竖井平面尺寸取为 216m6)出水堰
43、及出水竖井按矩形堰流量公式计算: 332230.421.86QgbH式中: 31.6/2QRmsb堰宽,取 b=8mH堰上水头,m。2322330.6.81.86QHmb出水孔过流量 3430/ms孔口流速 ,孔口过水断面面积.6/vs 240.36.Av孔口尺寸取 ;出水竖井平面尺寸12.1.5m7)出水管单组曝气池出水管设计流量 3530.6/Qs管道流速 ,管道过水断面0.8/vms 25.0.458Av管径 ,取出水管管径 。4.0.76AdDNm曝气池的出水通过管道送往二沉池集配水井,输水管道内的流量按最大时流量加上回流的污泥量进行设计,回流比为 100%,则输水管的管径为 800
44、mm,管内最大流速为 0.8 m/s。集配水井为内外套筒结构,由 B 段曝气池过来的输水管道直接进入内层套筒,进行流量分配,通过三根 500 mm 的管道送往 3 个二沉池,管道内最大水流速度为 0.75 m/s。5.6 鼓风机房鼓风机房要给曝气沉砂池和 A、B 段的曝气池供气。曝气沉砂池所需空气量为 33259.m/4.2/inh根据所需压力和空气量,A 段采用 LG60 型空压机 5 台,该型空压机风压50 kPa,风量 60 m3/min。根据所需压力和空气量,B 段采用 LG60 型空压机 4 台,该型空压机风压50 kPa,风量 60 m3/min。5.7 中间沉淀池5.7.1 设计
45、说明本设计选择的是平流式沉淀池,平流式沉淀池沉淀效果好,对冲击负荷和温度变化的适应能力强,施工简易,造价低。5.7.2 设计参数24沉淀池的总设计流量:43max3.120/4Qmh表面负荷: 32321.05/.5/qhq 范 围 为 , 取水力停留时间(沉淀时间): t(1) 沉淀区各部分尺寸的确定a) 沉淀池总有效沉淀面积 213086.7.5QAmq采用四座沉淀池,每个池的表面积为 ,处理量为21 3125/Qmhb) 沉淀池有效水深 2.53.0hqtmc) 沉淀池长度 每个池宽取 6.0m,则池长为,取16.7.1ALb6.5L校核:长宽比 ,符合要求;长深比 ,符合3.54312
46、.8h要求。(2) 污泥区尺寸计算a) 每日产生的污泥量:设 A 段可处理 40%SS,污泥含水率为 98.7%max010QcWp式中: 最大设计流量,maxQ3/d沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度01,c污泥容重, ,含水率在 95%以上时,取 10003/kgm3/kgm污泥含水率,%0p则 3312410928.7W每个沉淀池的污泥量 31/4m25b) 污泥斗的容积: 1412123Vhff式中: 污泥斗高度,取 2.8m4h污泥斗上下口面积, ,分别取12,f 2m236m和则 3.836140.Vc) 贮泥斗以上梯形部分污泥容积: 1224LVhb式中: 梯形上下底边长,m;12,L梯形部分的高度,4h412 0.36.50.135hLm则 122436.5 0.68.92Vbm容积校核: ,符合要求。33120.8.97.4(3) 每个沉淀池的结构尺寸a) 沉淀池的总高度(采用机械刮泥设备) 1234Hh式中: 沉淀池超高,一般取 0.3m;1h沉淀池有