曝氣池的設(shè)計(jì)第1頁，共33頁。（優(yōu)選）曝氣池的設(shè)計(jì)第2頁，共33頁。5、曝氣池工藝設(shè)計(jì)計(jì)算理論方法和經(jīng)驗(yàn)方法的結(jié)合,理論方法所需要的參數(shù)可以經(jīng)過試驗(yàn)確定或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定;經(jīng)驗(yàn)方法直接以經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),無理論依據(jù).第3頁，共33頁。

1---有機(jī)負(fù)荷率設(shè)計(jì)法有兩種方法，即：活性污泥負(fù)荷率（簡稱污泥負(fù)荷）和曝氣區(qū)容積負(fù)荷率（簡稱容積負(fù)荷）。污泥負(fù)荷：單位重量活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所承受/降解的BOD量。容積負(fù)荷：單位容積曝氣區(qū)在單位時(shí)間內(nèi)所承受/降解的BOD量曝氣池中污泥濃度曝氣池進(jìn)水平均BOD5R：回流比；r：二沉池中污泥綜合系數(shù)，一般為1.2；f：MLVSS/MLSS以有機(jī)物去除量為基礎(chǔ)第4頁，共33頁。在計(jì)算曝氣池容積時(shí)，耍正確確定Ls和X。污泥負(fù)荷Ls考慮內(nèi)容：處理水質(zhì)的要求，污泥的沉降性能。一般欲得90％以上的去除率，SVI若在80～150范圍內(nèi)，污泥負(fù)荷應(yīng)在0.2～0.5kg／kg·d范圍內(nèi)。要求氮達(dá)到硝化階段時(shí)，則Ls常采用0.3kg／kg·d；混合液懸浮固體濃度X采用較高的污泥濃度可以縮小曝氣池容積，但要使?jié)舛缺３衷谳^高的水平，至少要考慮曝氣系統(tǒng)和污泥回流系統(tǒng)（二沉池的濃縮能力及污泥回流設(shè)備的能力）能否滿足要求。污泥濃度(MLSS)隨運(yùn)行方式而異，一般采用2～6g／L。采用曝氣池容積負(fù)荷及曝氣時(shí)間作為設(shè)計(jì)參數(shù)，應(yīng)注明曝氣池混合液所需維持的污泥濃度。采用曝氣時(shí)間作為設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，還應(yīng)注明是否包括回流污泥量。第5頁，共33頁。曝氣池體積計(jì)算公式：需氧量計(jì)算公式：（1）根據(jù)有機(jī)物降解和內(nèi)源代謝需氧率計(jì)算a‘—平均轉(zhuǎn)化1kg的BOD的需氧量，kg/kg；b’—微生物(以VSS計(jì))自身氧化的需氧量，kg/kg·d；a’，b’可以由經(jīng)驗(yàn)獲得，見下頁表第6頁，共33頁。運(yùn)行方式a’b’O2完全混合0.420.530.110.1880.7－1.1生物吸附0.7－1.1傳統(tǒng)0.8－1.1延時(shí)曝氣1.4－1.8污水種類a’b’污水種類a’b’石油化工廢水0.750.16煉油廢水0.550.12含酚廢水0.56－制藥廢水0.350.354漂染廢水0.5－0.60.065造紙廢水0.380.092合成纖維廢水0.550.142活性污泥法處理城市污水時(shí)廢水的a’、b’值部分工業(yè)廢水的a’、b’值第7頁，共33頁。（2）根據(jù)微生物對有機(jī)物的氧化分解需氧量率計(jì)算污染物轉(zhuǎn)化的需氧量（理論BOD，稱作BODL）因?yàn)樾纬墒Ｓ辔勰嗟男柩趿浚?.42PxPx=VX/

c第8頁，共33頁。EA：曝氣系統(tǒng)的充氧效率。空氣量：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)需氧量：Cs：不同溫度下的溶解氧飽和濃度；ρ：海拔不同引起的壓力系數(shù)，ρ＝p/1.043*106CL：曝氣池平均溶解氧濃度，一般取2mg/Lα，β：修正系數(shù)，一般分別取0.85、0.95。F:曝氣擴(kuò)散設(shè)備堵塞系數(shù)，一般0.65-0.9第9頁，共33頁。設(shè)計(jì)計(jì)算過程如下：確定污泥負(fù)荷：一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，可以參看表；確定所需微生物的量：即污泥濃度-X；計(jì)算曝氣池有效容積；確定曝氣池的主要尺寸；確定所需空氣量。第10頁，共33頁。例題1：某城市日廢水排放量為60000m3，時(shí)變化系數(shù)為1.3，BOD5為235mg/L，擬采用活性污泥法進(jìn)行處理，要求處理后出水BOD5為25mg/L，試計(jì)算該活性污泥法處理系統(tǒng)的曝氣池體積、需氧量、供氣量、鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓、污泥回流比、剩余污泥量。第11頁，共33頁。校核第12頁，共33頁。最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比第13頁，共33頁。(a)空氣擴(kuò)散器出口處的絕對壓力（Pb）計(jì)算如下：Pb=1.013×105+9.8×103H（水深)=1.013×105+9.8×103×4.0=1.405×105Pamax17827第14頁，共33頁。第15頁，共33頁。池體工藝尺寸的確定單元數(shù)：不小于2組；廊道數(shù)：不少于3個(gè)有效水深（h2）：3.5-4.5m廊道長寬比L/b：5-10廊道寬深比b/h2:1-2池長L：30（50-70）總高度H：超高h(yuǎn)10.3-0.5m；h2；擴(kuò)散器按照高度h30.1-0.2m第16頁，共33頁。設(shè)4組曝氣池,每組容積:10682/4=2670m3.池深取4m,則每池面積S=2670/4=668m2,池寬取5m:規(guī)定寬深比1-2.則池長668/5=134m,:規(guī)定長寬比>10.設(shè)5廊道,單廊道長134/5=27m,池總高為4+0.5(超高)=4.5m第17頁，共33頁。5廊道式曝氣池第18頁，共33頁。曝氣管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)空氣量、管徑、流速、管道阻力損失、風(fēng)機(jī)壓力、風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)等第19頁，共33頁。風(fēng)管系統(tǒng)的計(jì)算1）風(fēng)管系統(tǒng)包括由風(fēng)機(jī)出口到充氧裝置的管道，一般用焊接鋼管。2）曝氣池的風(fēng)管聯(lián)成環(huán)網(wǎng)（大中型水廠，小廠為枝狀），以增加靈活性。管端高出水面0.5m。3）風(fēng)管中空氣流速：干、支管：10~15m/s。豎管、小支管：4~5m/s4）根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速和通過的空氣流量，按圖確定空氣管徑。5）管路計(jì)算包括：布置管道系統(tǒng)，確定每段最大輸氣量，根據(jù)流量和經(jīng)濟(jì)流速計(jì)算管徑；計(jì)算壓力損失。

空氣管道的壓力損失=摩擦損失+局部損失第20頁，共33頁。流速流量管徑空氣管計(jì)算圖第21頁，共33頁?？諝夤艿赖膲毫p失包括摩擦損失（沿程）和局部損失兩部分。摩擦損失根據(jù)直管長度及流速按下圖進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時(shí)必須按管內(nèi)溫度和該段管內(nèi)壓力進(jìn)行修正。局部損失應(yīng)根據(jù)各配件特征，換算成相應(yīng)的折算長度，再按圖計(jì)算空氣管計(jì)算圖第22頁，共33頁。各配件的折算長度L0按下式計(jì)算：

D--配件的直徑，m；

K--折算系數(shù)(表

表

長度折算系數(shù)配件名稱等徑直流三通異徑直流三通轉(zhuǎn)彎三通彎頭大小頭球閥角閥閘閥K值0.330.42~0.671.330.4~0.70.1~0.22.00.90.25第23頁，共33頁?！纠恳阎貧獬氐墓饬縂s＝5040m3／h，鼓風(fēng)機(jī)房至曝氣池干管總長44m，管段上有彎頭5個(gè)，閘閥2個(gè)，計(jì)算輸氣于管的直徑和壓力損失。

解干管上無支管，故采用同一直徑。查圖，通過Gs＝5040m3／h和v＝15m／s，兩點(diǎn)作一直線，交管徑線于一點(diǎn)，得管徑為350mm。配件折算長度為：

故干管計(jì)算長度為：44+55.2＝99．2(m)。計(jì)算水溫為30℃，管內(nèi)空氣壓力為60kPa，查圖，空氣量84m3／min管徑350mm溫度30℃空氣壓力60kPa摩擦損失h，得h＝5.3kPa／1000m。故管道壓力損失：kPa

根據(jù)P111的表得到：0.635*99.2*9.8/1000=第24頁，共33頁。5）空氣管系統(tǒng)計(jì)算：按附圖所示曝氣池平面圖布置空氣管道，在相鄰的5個(gè)廊道的隔墻上設(shè)一根干管，共5根干管。在每根干管上設(shè)7對配氣豎管，共14條配氣豎管。全曝氣池共設(shè)70條配氣豎管。每根豎管的供氣量為：17827/70=254.6m3/h曝氣池平面面積為：27×5×2×5=1350m2每個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按0.50m2計(jì)，則所需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為：1350/0.50=2718個(gè)為安全計(jì)，本設(shè)計(jì)采用2718個(gè)空氣擴(kuò)散器，每個(gè)豎管上安設(shè)的空氣擴(kuò)散器的數(shù)目為：2718/70=54個(gè)每個(gè)空氣擴(kuò)散器的配氣量為：17827/1350=13.2m3/h將已布置的空氣管路及布設(shè)的空氣擴(kuò)散器繪制成空氣管路計(jì)算圖如下，用以計(jì)算。

第25頁，共33頁。空氣管路計(jì)算圖(1)

空氣管路計(jì)算圖(2)

5根7對45m36m4.5m45個(gè)曝氣頭9*54.5m5m第26頁，共33頁。選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)房開始的最遠(yuǎn)最長的管路作為計(jì)算管路。在空氣流量變化處設(shè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)一編號后列表進(jìn)行空氣管道計(jì)算。空氣干管和支管以及配氣豎管的管徑，根據(jù)通過的空氣量和相應(yīng)的流速按附錄2加以確定。計(jì)算結(jié)果列入計(jì)算表中第6項(xiàng)。風(fēng)管中流速一般：干、支管10-15m/s；豎管、小支管4-5m/s?？諝夤苈返木植孔枇p失，根據(jù)配件的類型按式L0=55.5KD1.2；K-長度換算系數(shù)折算成當(dāng)量長度損失l0，并計(jì)算出管道的計(jì)算長度l0+l(m)，（l為管段長度）計(jì)算結(jié)果列入計(jì)算表中的第8、9兩項(xiàng)。空氣管道的沿程阻力損失，根據(jù)空氣管的管徑（D）mm、空氣量m3/min、計(jì)算溫度℃和曝氣池水深，查附錄3求得，結(jié)果列入計(jì)算表的第10項(xiàng)。9項(xiàng)與10項(xiàng)相乘，得壓力損失h1+h2，結(jié)果列入計(jì)算表第11項(xiàng)。將表中11項(xiàng)各值累加，得空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為：∑(h1+h2)=284.72×9.8=2.790kPa（一般小于4.9）第27頁，共33頁。配件長度換算系數(shù)三通：氣流轉(zhuǎn)變直流異口徑直流等口徑彎頭大小頭球閥角閥閘閥1.330.42-0.670.330.4-0.70.1-0.22.00.90.25長度換算系數(shù)第28頁，共33頁。網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散器的壓力損失為12.42kPa（一般4.9~9.8），則總壓力損失為：2.790+12.42=15.210kPa（小于14.7，及1.5m水柱）為安全計(jì)，設(shè)計(jì)取值16kPa。(6)空壓機(jī)的選定空氣擴(kuò)散器安裝在距曝氣池池底0.2m處，因此，空壓機(jī)所需壓力為P=（H+1.5）=(4.2-0.2+1.5)×9.8=53.9kPa空壓機(jī)供氣量：最大時(shí)：7778+8334=16112m3/h=268.5m3/min平均時(shí)：6611+8334=14945m3/h=249m3/min根據(jù)所需壓力及空氣量，決定采用LG60型空壓機(jī)6臺(tái)。該型空壓機(jī)風(fēng)壓70kPa，風(fēng)量60m3/min。正常條件下4臺(tái)工作，2臺(tái)備用，高負(fù)荷時(shí)5臺(tái)工作，1臺(tái)備用。

第29頁，共33頁。式中：h1——管路沿程阻力損失（Pa）h2——管路局部阻力損失（Pa）h3——曝氣器的阻力損失（Pa）查產(chǎn)品樣本h4——曝氣器安裝深度（m＝9.8×103Pa）h5——所在地區(qū)的大氣壓（Pa）（4）空壓機(jī)所需壓力H估算空壓機(jī)所需壓力P=

（5）鼓風(fēng)機(jī)的選擇同型號：≤3臺(tái)備用1臺(tái)≥4臺(tái)備用2臺(tái)1.5mH2O柱鼓風(fēng)曝氣壓縮空氣的絕對壓力P第30頁，共33頁。管段編號管段長度Lm空氣流量空氣流速vm/s管徑Dmm配件管段當(dāng)量長度L0m管段計(jì)算長度L0+Lm壓力損失h1+h2m3/hm3/min9.8Pa/m9.8(Pa)123456789101121-200.503.160.05

32彎頭1個(gè)0.621.120.1800.2020-190.506.320.11

32三通1個(gè)1.181.680.3200.5419-180.509.480.16

32三通1個(gè)1.181.680.6501.0918-170.5012.640.21

32三通1個(gè)1.181.680.9001.5117-160.2515.800.26

32三通1個(gè)異形管1個(gè)1.271.521.2501.9016-150.9028.440.476.3040三通1個(gè)異形管1個(gè)1.672.5722.21057.0815-140.9056.880.953.5875四通1個(gè)異形管1個(gè)3.544.440.3011.3414-136.75139.042.324.91100閘門1個(gè)彎頭3個(gè)三通1個(gè)11.3018.050.3887.00第31頁，共33頁。13-124.80278.084.639.83100四通1個(gè)異形管1個(gè)6.4111.211.47916.5812-114.80556.169.278.75150四通1個(gè)異形管