课程设计指导书2-A2O曝气池

1、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、原始资料(1)水量设计流量Q=10万md (不考虑变化系数)设计进水水质 COD=370mg/LBOD浓度 So=21O mg/LTSS浓度 Xo=18O mg/LVSS浓度=130 mg/L( MLVSS/MLSS=0)7TN=40 mg/LNHf-N=31 mg/LTP=5 mg/L碱度 Slk=298 mg/LpH=7.0-7.5最低水温14 C ;最高水温25 C(2)设计出水水质COD=60 mg/LBOD浓度 Se=

2、20 mg/LTSS浓度 Xe=20 mg/LTN=15 mg/LNHN=8 mg/LTP=1.5 mg/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 调节7细格栅+沉砂池排渣排渣排渣k初沉池 A2/O 曝气池 -f 二沉池k消毒池v .回流污泥+1 a7o曝气池4.5.1设计计算1.判断是否可采用a2/o法CODTN*排放370409 . 254-28)TPBOD 5=

3、 5/210二 0.02 ： 0.06符合要求2. 有关设计参数(1) BOD5 污泥负荷 N = 0.13 kgBOD 5/(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66001 1=3300 mg / L(4-30)(5)混合液回流比TN去除率(4-31)“ TN 0 -TN e40-15TN0 e 100%100% =62.5%TN 040混合液回流比(4-32)C Q 0 匚R内T 100 %100% =167%1 - tn1-0.625取R内=200%3. 反应池容积QSNX100000 2100.1333

4、00=48951 m(4-33)反应池总水力停留时间:L = 48951Q 1000000.49 d 11 .76 h(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t厌二 111 .76 = 2.94 h41(4-36)池容 V厌48951 二 12237 .75m34缺氧池水力停留时间t缺二 111 .7642.94 h (4-37)(4-38)1池容 V缺48951 二 12237 .75m4好氧池水力停留时间二 111 .7625.88 h(4-39)池容 V好=148951= 24475，5m3(4-40)4.校核氮磷负荷好氧段总氮负荷Q TNo

5、XV子100000 403300 29371(4-41)二 0.04kgTN/(kgMLSS d)符合要求Q TP。XV厌10000055.剩余污泥量A X=PxPs(4-43)Px :二 YQSo - Se - k dVX R(4-44)Ps 二TSS-TSS e50 %(4-45)取污泥增值系数丫=0.6,污泥自身氧化率kd=0.05,将各值带入：P 0.61000000.21 - 0.02 - 0.05489513.30.7=11400- 5654=5746 kg/d(4-46)Ps =0.18- 0.0210000050 0 = 8000 kg / d(4-47)X = 5746800

6、0= 13746 kg / d(4-48)6.碱度校核每氧化ImgNhJ-N需消耗碱度7.14mg；每还原1mgNO-N产生碱度3.57mg；去除ImgBQD产生碱度O.lmg。剩余碱度Salk=进水碱度-消化消耗碱度+反消化产生碱度+去除BOD产生碱度假设生物污泥中含氮量以12.4 %计，贝每日用于合成的总氮 = 0.1245746 = 712.50 kg/d(4-49)即，进水总氮中有712 .5010007.13 mg / L , 100000(4-50)用于合成被氧化的+NH-N:二进水总氮量-用于合成的总氮量(4-51)=31 - 8 - 7.13二 15.87 mg / L所需脱硝

7、量 =40 - 16 - 7.13 = 16 .87 mg / L(4-52)需还原的硝酸盐氮量100000 X 16.87 0 Nt1000将各值代入：=1687 mg / L(4-53)剩余碱度:SAKL1 二 298 - 7.1415 .873.5716.870.1210 - 20=263 .49 mg / L 100 mg / L可维持PH 7.27.反应池主要尺寸反应池总容积V=48951m；设反应池三组，单组池容:= 16317 m3(4-55)、/ V 48951V单二二单33有效水深h=6m单组有效面积：163176=2719.5m 2(4-56)采用8廊道式推流式反应池，廊道

8、宽 b=9m单组反应池长度1S单L =2719 .537.78 m(4-57)B8 9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AORAOR去除BOD需氧量-剩余污泥中BOD氧当量+NH+-N消化需氧量-反消化产氧量碳化需氧量:D10.68-1.42Px 二100000 0.21 -0.020.68-1.42 5746 =19782 kgO2/d(4-61 )消化需氧量

9、:D2 二 4.6Q N0 - N e - 4.6 12.4。Px(4-62)= 4.6 10000031 -811000-4.6 0.124 5746反消化脱氮产生的氧量730：3Dg;O22/8,6NT3I= 2.86 1685 =4819.1kgO2/d(4-63)总需氧量:AOR = D 1 - D 2 - D 3(4-64)= 197827303 -4819.1= 22265 .3kgO2/d二 927 .7kgO2 /h最大需氧量与平均需氧量之比为1: 4,则AOR max =1.4R =1.4 22265 .3 =31171 .4kgO2 /d =1298 .8kgO 2/ h(

10、4-65)去除每1kgBOD的需氧量AORQ S0 - Se(4-66)22265.31000000.21 -0.02= 1.06kgO2/kgBOD5(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E=20%，计算温度T=25C，将实际需氧量AOF换算成标准状态下的需氧量SORSORAOR 乂 C $(20):-?CsmT -Cl1.024所在地区实际气压1.013 105_(4-68)式中：P 气压调整系数，工程所在地区实际大气压为 0.912 x 105PaCL 曝气池内平均溶解氧，取 CL=2 mg/L;查得水中溶解饱和度：CS

11、(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：Pb =1.013 1059.8 103 H = 1.013 1059.8 1037.8 = 1.785 105Pa(4-69)空气离开好氧反应池时氧的百分比：21(1Ea)叶21(120 。)0,0/OtA 100 00-100 00 =17.54 00(4-70)79 21 1 -Ea79 21 1 -200好氧反应池中平均溶解氧饱和度:Csm(25)二 Cs 526+42(4-71 )= 8.38/51.785 0517.5442= 10.73mg/L标准需氧量为:22265.28x9.

12、170.820.95 0.909 10.73 -2丨 1.024 心(4-72)= 30436.5kgO2/d =1268.2kgO2 / h相应最大时标准需氧量:SORmax =1.4SOR=1.4 30346.5 =42611.1kgO2/d = 1775.4kgO2/h(4-73 )好氧反应池平均时供气量：SOR1268 23G s100100 - 21136 .7m 3 /h (4-74)0.3E a0.3 20最大时供气量：(4-75)3Gsmax =1.4Gs -1.4 21136.7 = 29591.3m /h9. 供风管道计算供风干管采用环状布置流量QsG s max1 332

13、9591.3 二 14795.7m3 / h = 4.1m3 / s2(4-76)流速 v=15m/s；(4-77)d =3.14 154 4.1=0.59m管径：取干管径为600mm单侧供气（向单侧廊道供气）支管:Qs单=1 如=29591.3 = 2465.94m3 / h = 0.685m3 / s 6 2 12(4-78)流速 v=15m/s；管径:4 0.685:3.14 15二 0.24m(4-79)取支管管径为DN250mm双侧供气（向两侧廊道供气）Qs双=1二 29591.3 二 4931.88m3 / h = 1.37m3 / s326(4-80)流速 v=15m/s；管径:

14、d -4 1.373.14 15二 0.34m(4-81)取支管管径为DN3500mm10. 进水管路计算(4-82)1133流里：QlQmax1562.5 = 781.25m3/h =0.3m3/s2 2，4Qmax4x0.3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/m 池容计算。厌氧池有效容积V厌二61.2 10 8 = 4896m3（4-84）混合全池污水所需功率为 5 4896二24480W12. 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

15、水搅拌机1台，所需功率按5W/m 池容计算。缺氧池有效容积V缺二61.2 10 8 =4896m（4-85）混合全池污水所需功率为5 4896 二 24480 W13. 污泥回流设备污泥回流比R=100%;污泥 回流量 Qr 二RQ=1 100000 = 100000m3/d = 4166.67m3/h (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AAQr单二 Qr 二 4166.67 = 2083.33m3/h22(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

16、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)Qr单二- Qr 二丄 833333 二 2083.33m3 / h44QR =RQ =2 100000 =200000 m3/d =8333 .33m3/h(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=10C%，这样提升回流污泥所需的空气量为38 1.0 100000/24 = 33333.33m /h( 4-90 )总需氧量333333.33 29591.3 = 62924.6m /h(4-91 )按停留时间，第一廊道为厌氧

17、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 X 10 = 612 m 2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：612 3/0.68 =2700个 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：29591.3/6720 2 = 2.2 ： 3.5m/ h (4-92)满足要求、h, h2 =108.31 9.8 =1.06kPa( 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