曝气池设计计算

1、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缺氧（A）、一级好氧（O1）、二级好氧（O2）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E90NS0.3三废523页1处理效率E式中 La进水BOD5浓度，kg/m3, La=0.2kg/m3 Lt出水BOD5 浓度，kg/m3，Lt0.02kg/m3 Lr去除的BOD5浓度，kg/m3Lr=0

2、.20.02=0.18kg/m32污水负荷NS的确定选取NS0.3 kgBOD5kgMLVSS·d3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)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=1.2R污泥回流比。取R=50%曝气池设计计算备 注kg/m3（2）混合液挥发性悬浮物浓度X (MLVSS)XfX式中 f系数，MLVSS/MLSS，取f=0.7X0.7×3.32.3 kg/m3（3）污泥回流浓度Xr4核算污泥回流比RR49%，取50%5容积负荷NvNvXNs2.3×0.30.69 kgBOD5/m

3、3·d6曝气池容积V式中 Q设计流量，m3/d。7水力停留时间X3.3kg/m3魏先勋305页X=3.3kg/m3高俊发137页Xr10 kg/m3高俊发137页R50%魏先勋305页Nv0.69魏先勋305页V376m3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（2）实际水力停留时间ts8剩余污泥量XXa Q LrbVX式中 a污泥产率系数，取a0.6b污泥自身氧化率，取b0.05Xa Q LrbVX0.6×60×24×0.18-0.05×376×2.3112.28 kg/d9污泥龄C魏先勋305页tm6.26

4、hts4.08 h高俊发156页X=112.28高俊发156页C7.7 d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取池有效水深H=1.5m则每组曝气池的面积F12曝气池宽度B取池宽B=2.5m介于12之间，符合要求。3池长L 符合要求4曝气池的平面形式设曝气池为三廊道式，则每廊道长具体尺寸见图1。5曝气池总长度H取超高为0.5mHH +0.51.5+0.52 m魏先勋305页F1125m2魏先勋303页B=2.5m魏先勋314页L50m王燕飞116页L=16.67mH2 m曝气池设计计算备 注6进水方

5、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。 60 5 36 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/hO21O2max=11.89 kg/h1需氧量计算（1）日平均需氧量O2O2aQLr + bVX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= 0.5 b= 0.15O2 = 0.5×60×24×0.18 + 0.15×3

6、76×2.3 =259.32 kgO2/d =10.8kg/h（2）去除每公斤BOD5需氧量O2（3）最大需氧量O2maxO2maxaQLrK + bVX考虑BOD5负荷变化，最大需氧量变化系数K=1.2O2max = 0.5×60×24×0.18×1.2+0.15×376×2.3 =285.24 kgO2/d =11.89 kg/h曝气池设计计算备 注2供气量采用膜片式微孔曝气装置，距池底0.2m，故淹没水沉为3.3m，最高水温采用30。（1）溶解氧饱和度CS查三废P500表得：水温20时，CS（20）=9.17mg/L水

7、温30时，CS（30）=7.63mg/L（2）曝气器出口绝对压力PbPb = P + 9.8×103H式中 P标准大气压，P=1.013×105PaH曝气器安置深度，H =3.3mPb =1.013×105+9.8×103×3.3=1.337×105Pa（3）空气离开曝气池面时，氧的百分比Ot式中 EA氧转移率，%，对膜片式微孔曝气器，选EA=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=30此部分公式见三废500至505页Pb =1.337×105PaOt17.9Csb(30)=8.29mg/L曝

8、气池设计计算备 注（5）20条件下，脱氧清水充氧量R0式中 R实际条件下充氧量，O2=216kgO2/h废水液相传质系数KLa的修正系数，取=0.8废水CS的修正系数，取=0.9压力修正系数，取=1C氧实际浓度，取C = 2 mg/L （6）最大时需氧的充氧量R0max（7）曝气池平均时供气量GS（8）最大时供气量GSmax（9）去除每公斤BOD5的供气量R0=38.75kg/hR0max=46.49kg/hGS=717.59m3/hGSmax=860.93m3/h曝气池设计计算备 注（10）每m3污水的供气量3空气管计算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干管，共六根

9、干管。在每根干管上设六对配气竖管，共12条配气竖管。全曝气池共设72条配气竖管。（1）每根竖管的供气量（2）空气扩散器总数曝气池平面面积36×60=2160m2取微孔曝气器服务面积1m2曝气器总数：（3）每根竖管上安设的曝气器数目（4）每个曝气器的配气量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。66.44m3/kg11.96m3/ m3此部分设计参考高俊发141页、魏先勋305、三废505、512页曝气器总数2160个曝气器的配气量3.67m2/h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

10、，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。10101010551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L0(m)管道计算长度L+L0压力损失ih1+h217160.53.6723弯头1个0.450.950.650.6116150.57.3423三通1个1.191.691.302.1615140.511.0123三通1个1.191.693.7266.1714130.514.6823三通1个1.191.696.31610.4613120.2518.3523

11、三通1个1.191.449.66913.6412111.836.75.1950三通1个异形管1个2.143.941.0444.0311106.45110.14.00100闸门1个弯头3个四通1个异形管1个8.5815.030.2493.671095.5220.28.00100三通1个4.6514.080.96813.36985.5440.415.58100四通1个2.107.63.58226.68875.5660.610.34150四通1个异形管1个3.999.491.15010.69765.5880.813.85150四通1个3.428.921.68414.72655.511019.7420

12、0四通1个异形管1个5.6311.130.6016.565417.8132211.69200弯头2个四通1个12.8730.670.84625.4343102643.914.97250三通1个异形管1个20.2930.291.02630.463253965.811.46350三通1个异形管1个30.3935.390.39713.7721307931.513.86450三通1个异形管1个41.0971.090.41428.84总计100.87931.5211.25曝气池设计计算备 注空气管总压头损失(h1+h2) =211.25×9.8 =2.07 KPa膜片式曝气头压力损失为5KPa总压头损失：2.07 + 5 = 7.07 KPa为安全计算，取9.8 Kpa。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，总供气量为最大时：GSTmax=3Gsmax=3×7931.5=23794.5m3/h=396.6 m3/min平均时：GST=3Gs=3×6609.3=19827.9m3/h=330.5 m3/min（2）风压确定曝气器安装在距池底0.2mH = (h1 + h2 + h3 + h4) ×9.8式中 h1空气管道沿程损失，mH2Oh