【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 840L2L3WW1W230001000165313201200HH1H2B1B22100167016001260326A1A2A3進(jìn)水口直徑溢流口直徑2700100130φ100φ150LSSF260型砂水分離器的外形圖圖8 LSSF260砂水分離器外形圖 曝氣氧化池的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)采用的是A2/O工藝，即預(yù)缺氧、厭氧、缺氧、好氧四個(gè)階段，好氧段采用的曝氣方式為階段曝氣。 曝氣池污水處理程度的計(jì)算及運(yùn)行方式原污水的BOD值（S0），經(jīng)過(guò)初次沉淀池（平流沉砂池）處理，BOD5按降低15%計(jì)算，則進(jìn)入曝氣池的污水BOD5值（Sa）為：Sa =*（115%）=處理水中非溶解性BOD5值的計(jì)算：BOD5=*bXaCe式中，Ce——處理水中懸浮固體濃度，取值為10mg/L； b——微生物自身氧化率，； Xa——活性微生物在處理水中所占的比例。代入數(shù)據(jù)，BOD5=*bXaCe=***10=≈處理水中溶解性BOD5值（Se）為：=所以，去除率為:η=()/=≈曝氣氧化池運(yùn)行方式在本設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮曝氣池的運(yùn)行方式的靈活性和多樣化，即：以傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，又可按階段曝氣系統(tǒng)和再生—曝氣系統(tǒng)運(yùn)行。 污泥齡的確定根據(jù)污泥去除負(fù)荷率： 利用勞倫斯—麥卡蒂公式計(jì)算污泥齡，式中，—生物固體平均停留時(shí)間，即污泥齡，d； Y—微生物產(chǎn)率，mg微生物量/mg被微生物利用（降解）的有機(jī)底物，對(duì)于生活污水， ~，； Kd—衰減系數(shù)，即微生物的自身氧化率，d1，~。則= 曝氣池的容積計(jì)算曝氣池按照BOD—污泥負(fù)荷法計(jì)算，計(jì)算式為：Ns=K2Sef/η對(duì)于城市污水，取K2=；Se= mg/L；η=；f=，代入各值：Ns=K2Sef/η=**≈ kgBOD5/（kgMLSS*d）根據(jù)已經(jīng)確定的Ns值，通過(guò)查圖9得到相應(yīng)的SVI值為確定混合液污泥濃度（X）圖9 SVI與BOD、MLSS及污泥回流比之間的關(guān)系根據(jù)已經(jīng)確定的Ns值，通過(guò)查圖9中BOD污泥負(fù)荷與SVI值之間的關(guān)系圖得到相應(yīng)的SVI值為125。根據(jù)SVI值求出污泥回流濃度： =106/125*=9600mg/L。因?yàn)镾VI=125，MLSS=3000mg/L，查圖9中SVI、MLSS、污泥回流比的關(guān)系，可以得出回流比R=。根據(jù)公式：X===3600mg/L污泥容積負(fù)荷: ，～[kgBOD/m3d]。根據(jù)計(jì)算式確定曝氣池的容積，其中，Q為最高日平均時(shí)設(shè)計(jì)流量，取Q=；Sa=；X=3600mg/L；Ns = kgBOD5/（kgMLSS*d），代入各值：=*（3600*）= 曝氣池各部位尺寸的計(jì)算設(shè)兩組曝氣池，每組的容積為：池深取H=6m，則每組曝氣池的表面積為:F=池寬取B=10m，B/H=10/6=，介于12之間，符合設(shè)計(jì)規(guī)定。池長(zhǎng)：L=F/B=設(shè)置五廊道式曝氣池，廊道長(zhǎng)為：L1=L/5=池長(zhǎng)寬比為：L1/B=＞6，符合池長(zhǎng)與池寬之比為510的規(guī)定。，則池的總高度為：H總=6+=配水渠的尺寸計(jì)算曝氣池進(jìn)水槽與曝氣池間連接進(jìn)水短管加閥門自由跌落式進(jìn)水；其中，Q為原流量的1/2。槽內(nèi)流道流速取1m/s，則進(jìn)水槽橫截面積為A=，則槽深h=。 曝氣池放空管設(shè)計(jì)，宜設(shè)置排放上清液的管道。所以在池體1/2處設(shè)放空管，管徑尺寸本設(shè)計(jì)不作計(jì)算。 曝氣池的平面、立面圖圖10 曝氣池平面圖圖11 曝氣池橫剖面圖圖12 曝氣池側(cè)剖面圖 曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。平均時(shí)需氧量的計(jì)算：根據(jù)公式，平均時(shí)需氧量計(jì)算為：式中—混合液平均需氧量，； —活性污泥微生物對(duì)有機(jī)污染物的氧化分解過(guò)程的需氧率，即活性污泥每代謝1kgBOD所需要的氧量，以kg計(jì)，；—污水日平均流量，m3/d；—經(jīng)活性污泥微生物代謝活動(dòng)被降解的有機(jī)污染物量，以BOD計(jì)；—活性污泥微生物通過(guò)內(nèi)源代謝的自身氧化率過(guò)程的需氧率，即每kg活性污泥自身氧化所需要的氧量，以kg計(jì)；—曝氣池容積，m3；—單位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）量，kg/m3。查《排水工程》P173表4－19，取a′＝ O2/kgBOD5，b′＝ O2/kgMLVSSd，則混合液揮發(fā)性懸浮固體平均濃度：Xv= fX=3600 =2700mg/L。代入各值，有：=**（）/1000+*2700/1000*=。最大時(shí)需氧量計(jì)算：根據(jù)原始數(shù)據(jù)，K=式中—混合液最大需氧量，；—污水最大時(shí)流量，m3/d。代入數(shù)據(jù)，有:=***（）/1000+*2700/1000*= kgO2/d= kgO2/h。每日去除的BOD5值：=*（）/1000=去除每Kg BOD5的需氧量：最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比： 供氣量的計(jì)算本次設(shè)計(jì)采用微孔曝氣器，選用GQ260型號(hào)的曝氣頭，生產(chǎn)廠家為佛山市格強(qiáng)設(shè)備材料有限公司。其主要性能參數(shù)如表7。表7 GQ260型微孔曝氣器頭相關(guān)參數(shù)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）適用工作空氣量（m3/個(gè)* h）服務(wù)面積（m2/個(gè)）氧利用率（）（%）260215—3——氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)kla（20℃）（min1）充氧能力（kgO2/m3*h）充氧動(dòng)力效率(kgO2/kwh)曝氣器阻力損失（mmH2O）———180—280曝氣器的安裝布?xì)夤艿腊赐ǔ５牡沫h(huán)形布置，曝氣器按供氣量和池形布置密度，每組進(jìn)氣管應(yīng)設(shè)置閥門，便于調(diào)節(jié)空氣量空氣管設(shè)計(jì)流速：干管為1015m/s，支管為5m/s。曝氣器表面據(jù)池底安裝高度：270mm、250mm，推板式為200mm。曝氣器和布?xì)夤艿赖倪B接采用G3/4螺紋連接，底座為內(nèi)螺紋（固定于布?xì)夤艿郎希?，曝氣器為?nèi)螺紋，安裝時(shí)先把條街區(qū)按所需尺寸用膨脹螺栓固定在池底，然后用抱箍把布?xì)夤艿拦潭ㄔ谡{(diào)節(jié)器上，為防止其他作業(yè)如電焊火花和土建時(shí)，混凝土等重物損壞曝氣裝置，必須等土建工程結(jié)束后在防水前把曝氣器裝上，為防止管道和連接部分漏氣，應(yīng)放水超過(guò)曝氣器10cm左右深度試漏，然后通氣如發(fā)現(xiàn)有管道連接部分漏氣應(yīng)及時(shí)排除，然后正式投運(yùn)。查《排水工程下冊(cè)（第四版）》附錄1，得到水中溶解氧飽和度為：Cs（20℃）=（30℃）=空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力按下式計(jì)算：Pb=105+103Hˊ Pa式中Pb—空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力，Pa； Hˊ—曝氣頭的安裝深度，m。代入各值，得：Pb=*105+*103*=*105pa空氣離開(kāi)曝氣池面時(shí)，氧的百分比： 式中Qt—?dú)馀蓦x開(kāi)池面時(shí)，氧的百分比；EA—曝氣頭的氧轉(zhuǎn)移效率，%（）。代入各值，算出曝氣池混合液中平均氧飽和度計(jì)算曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮），即按下式計(jì)算：式中 Csb－鼓風(fēng)曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和度的平均值，mg/L；Cs－在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下，清水中飽和溶解氧，mg/L。最不利溫度條件，按水溫30oC考慮，代入各值，得=*=換算為標(biāo)準(zhǔn)條件下的充氧量在20oC條件下，脫氧清水的充氧量按下式計(jì)算：式中 R0－在標(biāo)準(zhǔn)條件下，轉(zhuǎn)移到曝氣池的總氧量，kg/h；R－曝氣池的需氧量，kg/h；C－混合液溶解氧濃度， mg/L，；α－污水中KLa值與清水中KLa值之比，～，；β－混合液的飽和溶解氧值與清水的飽和溶解氧之比，～，；T－最不利溫度條件，按水溫30oC考慮。代入數(shù)據(jù)，得：==相應(yīng)的最大需氧量為：=曝氣池平均時(shí)與最大時(shí)供氣量的計(jì)算：式中Gs－平均供氣量，m3/h；R0、EA同上。代入各值，則平均時(shí)的供氣量為：同理，最大時(shí)的供氣量為：去除每kgBOD5的供氣量的計(jì)算：每m3污水的供氣量的計(jì)算：本系統(tǒng)空氣總用量除了鼓風(fēng)曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比R取值60%，這樣提升污泥回流所需空氣量為：總需空氣量為：+= 空氣管系統(tǒng)的計(jì)算根據(jù)曝氣池平面圖布置空氣管道，在相鄰的兩個(gè)廊道隔墻上設(shè)置一根干管，共11根干管。在每根干管上設(shè)11對(duì)配氣豎管，共22條配氣豎管。全曝氣池共設(shè)110條配氣豎管。每根豎管的供氣量為：=曝氣池平面面積為：A1=*100=6268m2，則所需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為：=≈11397個(gè)為了安全考慮，本設(shè)計(jì)采用11500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：=≈104個(gè)每個(gè)空氣擴(kuò)散器的配氣量為:=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，用以進(jìn)行計(jì)算空氣管道總壓力損失的計(jì)算：選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)房開(kāi)始到最遠(yuǎn)最長(zhǎng)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(hào)后進(jìn)行空氣管道計(jì)算?？諝夤艿揽倝毫p失h包括空氣管道的沿程損失h局部阻力損失h曝氣頭阻力損失h3以及水面到曝氣頭間水深的水壓h4。表8 空氣管段的沿程損失h1計(jì)算管段管段長(zhǎng)度（m）空氣流量空氣流速（m/s）管徑D（mm）沿程損失（m3/h）（m3/min）Kpa12306002440600415600151820018232002324200合計(jì)局部損失為h2= h1=*=。曝氣頭阻力損失h3=280mmH2O=*280Kpa=。水面到曝氣頭間水深的水壓h4=1000**（）=所以總損失為h= h1+ h2+ h3+ h4=+++=。 空氣系統(tǒng)管段的布置圖圖13 空氣系統(tǒng)管段布置 空壓機(jī)的選定，因此，空壓機(jī)所需壓力為：P=空壓機(jī)供氣量計(jì)算最大時(shí)：Gs（max）= = m3/min平均時(shí)：Gs= m3/h= m3/min根據(jù)所需壓力及空氣量，決定采用TAR300型雙級(jí)羅茨鼓風(fēng)機(jī)5臺(tái)，三用（并