课程设计指导书2A2O曝气池.docx
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课程设计指导书2A2O曝气池
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
一、原始资料
(1)水量
设计流量Q=10万m3/d(不考虑变化系数)
设计进水水质COD=370mg/L
BOD5浓度S0=210mg/L
TSS浓度X0=180mg/L
VSS浓度=130mg/L(MLVSS/MLSS=0.7)
TN=40mg/L
NH4+-N=31mg/L
TP=5mg/L
碱度SALK=298mg/L
pH=7.0-7.5
最低水温14℃;最高水温25℃
(2)设计出水水质
COD=60mg/L
BOD5浓度Se=20mg/L
TSS浓度Xe=20mg/L
TN=15mg/L
NH4+-N=8mg/L
TP=1.5mg/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
提升泵站粗格栅调节池细格栅沉砂池
排渣排渣排渣
初沉池A2/O曝气池二沉池消毒池排放回流污泥
1A2/O曝气池
4.5.1设计计算
1.判断是否可采用A2/O法
(4-28)
(4-29)
符合要求
2.有关设计参数
(1)BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/(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
(4-30)
(5)混合液回流比
TN去除率
(4-31)
混合液回流比
(4-32)
取R内=200%
3.反应池容积
(4-33)
反应池总水力停留时间:
(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
(4-35)
(4-36)
缺氧池水力停留时间
(4-37)
(4-38)
好氧池水力停留时间
(4-39)
(4-40)
4.校核氮磷负荷
好氧段总氮负荷(4-41)
厌氧段总磷负荷(4-42)
5.剩余污泥量
(4-43)
(4-44)
(4-45)
取污泥增值系数Y=0.6,污泥自身氧化率kd=0.05,将各值带入:
=11400–5654
=5746kg/d(4-46)
(4-47)
(4-48)
6.碱度校核
每氧化1mgNH4+-N需消耗碱度7.14mg;每还原1mgNO3—-N产生碱度3.57mg;去除1mgBOD5产生碱度0.1mg。
剩余碱度SALK1=进水碱度-消化消耗碱度+反消化产生碱度+去除BOD5产生碱度
假设生物污泥中含氮量以12.4%计,则:
每日用于合成的总氮(4-49)
即,进水总氮中有(4-50)
用于合成被氧化的NH4+-N:
(4-51)
所需脱硝量
(4-52)
需还原的硝酸盐氮量:
(4-53)将各值代入:
剩余碱度:
SAKL1
可维持PH≥7.2
7.反应池主要尺寸
反应池总容积V=48951m3;
设反应池三组,单组池容:
(4-55)
有效水深h=6m;
单组有效面积:
(4-56)
采用8廊道式推流式反应池,廊道宽b=9m;
单组反应池长度(4-57)
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AOR
AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量+NH4+-N消化需氧量-反消化产氧量
碳化需氧量:
(4-61)
消化需氧量:
D2(4-62)
反消化脱氮产生的氧量:
(4-63)
总需氧量:
AOR(4-64)
最大需氧量与平均需氧量之比为1:
4,则
(4-65)
去除每1kgBOD5的需氧量(4-66)
(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EA=20%,计算温度T=25℃,将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。
(4-68)
式中:
ρ—气压调整系数,
工程所在地区实际大气压为0.912×105Pa
CL—曝气池内平均溶解氧,取CL=2mg/L;
查得水中溶解饱和度:
Cs(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:
(4-69)
空气离开好氧反应池时氧的百分比:
(4-70)
好氧反应池中平均溶解氧饱和度:
Csm(25)(4-71)
标准需氧量为:
SOR
(4-72)
相应最大时标准需氧量:
(4-73)
好氧反应池平均时供气量:
(4-74)
最大时供气量:
(4-75)
9.供风管道计算
供风干管采用环状布置
流量(4-76)
流速v=15m/s;
(4-77)
管径:
取干管径为600mm
单侧供气(向单侧廊道供气)支管:
(4-78)
流速v=15m/s;
管径:
(4-79)
取支管管径为DN250mm
双侧供气(向两侧廊道供气)
(4-80)
流速v=15m/s;
管径:
(4-81)
取支管管径为DN3500mm
10.进水管路计算
流量:
(4-82)
设流速v=2m/s
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/m3池容计算。
厌氧池有效容积(4-84)
混合全池污水所需功率为
12.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,每格内设潜水搅拌机1台,所需功率按5W/m3池容计算。
缺氧池有效容积(4-85)
混合全池污水所需功率为
13.污泥回流设备
污泥回流比R=100%;
污泥回流量(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
(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)
(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=100%,这样提升回流污泥所需的空气量为
(4-90)
总需氧量(4-91)
按停留时间,第一廊道为厌氧区,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:
61.2×10=612m2
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:
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:
(4-92)
满足要求
(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
P=(6.0-0.2+1.0)×9.8=67kpa(4-94)
空压机供气量最大时33333.33+29591.3=62924.6m3/h=1048.7m3/min(4-95)
曝气头数目的确定
每个微孔曝气头出气量(5m3/h.个),需微孔曝气头6720个。
三组好氧池,每组设20个曝气支管,每个支管上设置1个竖管,每个竖管设14个横管。
每个横管上设置8个曝气头,曝气头间距0.51m×0.97m。
根据所需要的压力机空气量,决定采用LG480×665-2型罗茨鼓风机,该空压机风压49kPa,风量116m3/min,选用9台。
正常条件下,7台工作,2台备用;高负荷时,8台工作,1台备用。
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