传统活性污泥推流曝气池的设计50000m3d污水处理厂设计说明书

1、水污染控制工程课程设计设计题目：传统活性污泥推流曝气池的设计专 业: 环境工程班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 化学与环境工程系目 录1. 课程设计指导书1 1.1设计的目的和任务11.1.1设计题目11.1.2设计目的11.1.3设计任务1 1.2设计基础资料1 1.3设计内容11.3.1设计说明书（计算书）内容11.3.2设计图纸内容2 1.4设计要求21.4.1 对说明书的要求21.4.2 对图纸的要求2 1.5 成绩考核3 1.6时间分配与计划进度3 1.7 主要参考资料32. 推流曝气池系统设计说明书4 2.1 前言4 2.2 设计计算52.2.1 相关参数的选取52.2.2

2、 推流曝气池的设计计算62.2.3 进出水系统设计计算82.2.4 鼓风曝气系统的设计计算103. 总结114. 致谢125. 参考文献129水污染处理中推流式曝气池的设计1. 课程设计指导书1. 1 设计的目的和任务1.1.1设计题目活性污泥推流曝气池的设计1.1.2 设计目的通过课程设计，掌握传统活性污泥处理推流曝气池的设计计算方法，掌握设计说明书（计算书）的学做规范，熟练水处理图纸的绘制。本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。1.1.3设计任务根据已知资料，计算无额定曝气池工艺尺寸；计算

3、设计鼓风曝气系统。1.2设计基础资料某城市污水处理厂，采用传统活性污泥法处理工艺，沉淀池型式为辐流式，曝气池采用鼓风曝气，进入曝气池的总污水量为50000m3/d，污水的时变化系数为1.4，进入曝气池污水的bod5为215mg/l，处理出水总bod520mg/l。1.3设计内容 设计完成后应提交设计说明书（含计算书）一份，设计图纸3张1.3.1设计说明书（计算书）内容设计任务；设计资料；设计流量、处理效率等计算；污水处理流程说明。包括处理流程的阐述，主要处理构筑物的选型及理由，绘出工艺流程示意图；推流曝气池的设计计算，包括设计流量计算、参数选择（负荷、污泥浓度、回流比等）、平面尺寸计算，进出水

4、系统的设计计算过程、计算草图；鼓风曝气系统的设计计算，包括需氧量、空气量，空气管道系统的设计计算及空压机的选定等；1.3.2设计图纸内容（1）推流曝气池平面布置图一张（3号图纸）（2）空气管道布置图一张（3）进、出水系统工艺图1.4 设计要求1.4.1 对说明书的要求计算步骤要详细，先给出完整的计算公式和列出设计参数，然后带入公式进行认真计算。书写认真、语句通顺。要杜绝字迹潦草的现象。封面及正文用纸规格、格式要符合学校的规定。说明书采用左侧装订（一律用订书机装订）。严禁抄袭。特别提示：对于计算错误、书写不认真、字迹潦草、用纸及装订不规范、不符合要求的说明书，一律要求进行重新计算和重写；对于雷同

5、的说明书全部返回重做。否则不能考核成绩。1.4.2 对图纸的要求图纸规格、绘图基本要求必须符合有关制图标准。绘图纸要选用绘图专用白纸。绘图要认真。绘制线条前要主要铅笔尖的粗细，线条的宽度要均一，绘制线条用力力度要适度。线条宽度从粗到细的顺序（参考）是：管线、构筑物、其他线条及尺寸标注线等。所有线条（包括直线、圆弧、圆圈、标注线和标注符号）均须用绘图工具绘制，不允许徒手绘制。图中所有文字和数字标注采用仿宋体，要求字体大小一致，排列整齐（可轻轻打格，书写在格内，以保证文字字体的大小均一）。严禁抄袭。对于图面（平面图、流程高程图）雷同的图纸全部返回重做。对于设计错误较多、绘图不认真、不符合要求者要求

6、重画，否则不能考核成绩。1.5 成绩考核课程设计结束后，学生提交设计成果，由指导教师对设计成果评阅，雷同者按零分处理。成绩考核按学校及学院的有关管理办法执行。1.6时间分配与计划进度时间分配（2周）阶 段时间(1)指导教师讲解污水处理系统的设计原则与程序，布置设计任务1天(2)查阅资料，拟定工艺流程、制定方案、熟悉了解和掌握设计原理3天(3)构筑物设计参数计算3天(4)绘制设计图1天(5)整理编写设计说明书1天(6)答辩准备1天(7)答辩1天合计10天1.7 主要参考资料简明排水设计手册，北京市市政设计研究院主编，中国建筑工业出版社中华人民共和国国家标准 给水排水制图标准，gbj106-87中

7、华人民共和国国家标准 建筑给水排水设计规范，gbj15-88水污染控制工程下册，高廷耀主编，高教出版社污水处理构筑物设计与计算，哈尔滨工业大学出版社水处理设备使用手册，宋业林、宋襄翎主编，中国石化出版社三废处理工程技术手册 废水卷，化学工业出版社 2.推流曝气池系统设计说明书2. 1 前言（1） 活性污泥法：活性污泥法工艺是一种广泛应用而行之有效的传统污水生物处理法，也是一项极具发展前景的污水处理技术，这体现在它对水质水量的广泛适应性，灵活多样的运行方式，良好的可控制性，以及通过厌氧或缺氧区的设这使之具有生物脱氮、除磷的效能等方面。活性污泥法工艺能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物，以

8、及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，无机盐类也能被部分去除，类似的工业废水也可用活性污泥法处理。活性污泥法本质上与天然水体的自净过程相似，两者都是好氧生物过程，只是活性污泥法的净化强度大,因而可认为是天然水体自净作用的人工强化。（2） 活性污泥降解物水中有机物的过程：活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段：吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上又含有多糖类的粘性物体所致。在稳定阶段，主要是转移到活性污泥上的有机物被微生物所利用。吸附阶段很短，一般在1545min左右就可完成吸附过程，而稳

9、定阶段较长。污水中处于悬浮状态和胶体状态的有机物浓度越高，吸附效果越明显。（3） 传统推流式活性污泥法：传统推流式活性污泥法工艺流程（图1），污水和回流污泥在曝气池的前段进入，在池内呈推流形式流动至池的末端，由鼓风机通过扩散设备火机械曝气机曝气并搅拌，因为廊道的长宽比要求在510，所以一般采用35条廊道。在曝气池内进行吸附、絮凝和有机污染物的氧化分解，最后进入二沉池进行处理后的污水和活性污泥的分离，部分污泥回流至曝气池，部分污泥作为剩余污泥排放。出水曝气池平面回流活性污泥初沉污泥进水二沉池剩余污泥图1 推流曝气池工艺流程图（4） 传统推流试运行中存在的主要问题：一是池内流态呈推流式，首端有机污

10、染负荷高，耗氧速率高：二是污水和回流污泥进入曝气池后，不能立即与整个曝气池混合液充分混合，易受冲击负荷影响，适应水质、水量的变化能力差；三是混合液的需氧量是在长度方向逐渐下降的，而充氧设备通常是沿池长均匀布置的，这样会出现前半段供氧不足，后半段供氧超过需要的现象。2.2 设计计算2.2.1 相关参数的选取曝气池污水温度为20参考水污染控制工程下册，高廷耀主编，一般生活污水处理厂曝气池混合液mlvss/mlss在0.70.8，故选取设计曝气池中mlvss/mlss为0.7。参考水污染控制工程下册，高廷耀主编，回流污泥浓度应满足下式：式中：svi污泥体积指数通常认为svi值为100150时，污泥沉

11、降性能良好，即（xr）max为670010000 mg/l，故选取回流污泥悬浮固体浓度为8500mg/l参考水污染控制工程下册，高廷耀主编，常用活性污泥法的典型设计参数如下表：表1 常用活性污泥法的典型设计参数运行方式泥龄/d污泥负荷/kgbod5·(kg mlss·d)-1容积负荷/kgbod5·(m3·d)-1mlss/(mg·l-1)停留时间/ h回流比qr/q传统推流式350.20.40.40.915002500480.250.75故曝气池中的mlss取2200mg/l，污泥负荷ls=0.3 kg bod5/(kg mlss·

12、d)，污泥龄=5d。参考水污染控制工程下册【1】，高廷耀主编，设二沉池出水中含14mg/l，总悬浮固体（tss），其中vss占65%、修正系数值的选定。参考水污染控制工程下册，高廷耀主编，对于鼓风曝气的扩散设备，值在0.40.8范围内，值约在0.700.98之间变化，通常取0.95。故取=0.7，=0.95。参考水污染控制工程下册，高廷耀主编，空气扩散装置的氧转移效率ea，微孔曝气器一般取15%25%。2.2.2 推流曝气池的设计计算由设计基础资料知污水的时变化系数为1.3，则处理污水流量q=50000×1.3=65000m3/d 估算出水中溶解性bod5浓度出水中bod5有两部分组

13、成，一是没有被生物降解的溶解性bod5，二是没有沉淀下来随出水漂走的悬浮固体。悬浮固体所占bod5计算：悬浮固体中可生物降解部分为 0.65×14mg/l=9.1mg/l可生物降解悬浮固体最终bodl=9.1×1.42mg/l=12.9mg/l其中1.42为污泥的氧当量系数，完全氧化1个单位的细胞（以c5h7no2表示细胞分子式）需要1.42单位的氧。可生物降解悬浮固体bod5的转换为bodl=0.68×12.9mg/l=8.8mg/l确定经生物降解处理后要求的溶解性有机污染物，即se8.8mg/lse20mg/l, se11.2mg/l 计算曝气池容积按污泥负荷

14、计算：式中：q处理污水的设计流量，m3/d 进入曝气池污水的溶解性有机污染物浓度，mg/l 处理后溶解性有机污染物浓度，mg/l 污泥负荷，kgbod5· (kg mlss·d)-1 7x 曝气池中的mlss浓度，mg/l按污泥龄计算：取y=0.6kgmlss/kg bod5, kd=0.08 d-1 式中：污泥龄，d y 产率系数，kgmlss/kg bod5 内源代谢系数，d-1 曝气池中的mlvss浓度，mg/l 经上述计算，取曝气池容积v=20080计算曝气池的水力停留时间：符合表1中的停留时间。计算每天排除剩余污泥量按表现污泥产率计算：计算系统排除的以挥发性悬浮固

15、体计的干污泥量：计算总排泥量按污泥泥龄计算：计算污泥回流比r：曝气池中悬浮固体（mlss）浓度2500mg/l,回流污泥浓度10000mg/l,计算曝气池的需氧量：曝气池主要尺寸确定：设曝气池有四座，池深h=5m, 每座曝气池的面积设曝气池宽度b=6m， b/h=1.2，在12之间，参考三废处理工程技术手册 废水卷符合要求。曝气池长度l=f/b=167.3m，每条廊道长/3=167.3÷3=55.7m，取为60m。/b=9,在510之间，参考三废处理工程技术手册 废水卷符合要求。曝气池超高取0.8m，则池子总高h为：h=5+0.8=5.8 m2.2.3 进出水系统设计计算（1）曝气池

16、进水设计 初沉池的出水通过管道送入曝气池进水装置，污水在管道内的流速 式中 污水在管道内的流速（m/s）； q污水的最大流量（m）； d进水管管径（m）。 设计中取d=1.2m， 0.75 最大流量时，污水在渠道内的流速为 式中 污水在渠道内的流速（m/s）； b渠道的宽度（m）； 渠道的有效水深（m）。 设计中取b=1.0m，=1.0m 曝气池采用淹没式潜孔进水，所需孔口总面积 式中 a所需孔口总面积（）； 孔口流速（m/s），一般采用0.20.4m/s。设计中取=0.20m/s 设每个孔口尺寸为0.5m0.5m，则孔口数式中 n孔口数（个）；a 每个孔口的面积（）。 取n=4。 那么，实际

17、所需孔口面积 实际孔口流速，符合要求。 在孔口布置时，应使孔口整个置于水面下，设计中取孔口中心高度 （2）曝气池出水设计 曝气池出水设计采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头 式中 堰上水头（m）; 曝气池内总流量（），指污水最大流量（）和回流污泥量（）之和； m流量系数，一般采用0.40.5； b堰宽（m）；一般等于曝气池宽。 设计中取m=0.4，b=6.0m，=qr= 每组曝气池的出水管管径为1000mm，管内的流速 式中 每组曝气池出水管管内流速（m/s）； 出水管管径（m）。 设计中取=1.0m 两条出水管道汇成一条直径为dn2000mm的总管，送往二次沉淀池，总管内流速为2.2.4 鼓风

18、曝气系统的设计计算空气量计算曝气扩散器安装距池底0.2m，则扩散器上静水压4.8m，其他相关数据选择：扩散器压力损失5kpa，20水中溶解氧饱和度为cs=9.17mg/l, 采用管式微孔扩散设备，ea=18%。扩散器绝对压力：空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数：20时曝气池混合液中平均氧饱和度：将计算需氧量换算为标准条件下（20，脱氧清水）充氧量：曝气池供气量：空气管路系统的计算按图2所示的曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共6根干管。在每根干管上设11对曝气竖管，共22条配气竖管。曝气池共设132条配气竖管，每根竖管的供气量为：20426.6132=154.7

19、曝气池平面面积：54×72=3888每个空气扩散器的服务面积按0.5计，则所需空气扩散器的总数为：3888÷0.5=7776个每个竖管上安装的空气扩散器的数目为：7776÷132=58.9，取为65个每个空气扩散器的配气量为：20426.6÷132×65=2.38鼓风机出口风压计算：选择一条最不利空气管路计算空气管的沿程和局部压力损失，如果管路沿程损失5.5k pa，扩散器压力损失 4 k pa，出口风压p：p=h+ hd + hf =4.8×9.8+4+5.5+3(安全余量)=59.54 k pa空压机的供气量为：20426.6÷60=340.4根据所需压力和空气量，参看水处理设备使用手册（宋业林、宋襄翎主编），决定采用re-190型鼓风机，当