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曝气池设计计算

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1 / 15 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

E＝90％

NS＝0.3

三废523页

1．处理效率E

%100%100LaLrLaLtLaE－

式中 La——进水BOD5浓度，kg/m3, La=0.2kg/m3

Lt——出水BOD5 浓度，kg/m3，Lt＝0.02kg/m3

Lr——去除的BOD5浓度，kg/m3

Lr=0.2－0.02=0.18kg/m3

%90%1002.002.02.0E

2．污水负荷NS的确定

选取NS＝0.3 kgBOD5／kgMLVSS·d

3．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)

SVI 110 3RrRX

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=1.2

R——污泥回流比。取R=50% 2 / 15 曝气池设计计算 备 注

3.35.01120102.15.03Xkg/m3

（2）混合液挥发性悬浮物浓度X＇ (MLVSS)

X＇＝fX

式中 f——系数，MLVSS/MLSS，取f=0.7

X＇＝0.7×3.3＝2.3 kg/m3

（3）污泥回流浓度Xr

333kg/m 102.112010 10rSVIXr

4．核算污泥回流比R

RRXXr1

RR)1(3.310

R＝49%，取50%

5．容积负荷Nv

Nv＝X＇Ns

＝2.3×0.3＝0.69 kgBOD5/m3·d

6．曝气池容积V

3m 3763.03.218.02460 'NsXLrQV

式中 Q——设计流量，m3/d。 X＝3.3kg/m3

魏先勋305页

X＇=3.3kg/m3

高俊发137页

Xr＝10 kg/m3

高俊发137页

R＝50%

魏先勋305页

Nv＝0.69

魏先勋305页

V＝376m3 3 / 15 7．水力停留时间 4 / 15 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

h 26.6d 26.02460376QVtm

（2）实际水力停留时间ts

h 08.4d 17.02460)5.01(376)1(QRVts

8．剩余污泥量△X

△X＝a Q Lr－bVX＇

式中 a——污泥产率系数，取a＝0.6

b——污泥自身氧化率，取b＝0.05

△X＝a Q Lr－bVX＇

＝0.6×60×24×0.18-0.05×376×2.3

＝112.28 kg/d

9．污泥龄θC

d 7.728.1123.2376'XXVC

魏先勋305页

tm＝6.26 h

ts＝4.08 h

高俊发156页

△X=112.28

高俊发156页

θC＝7.7 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 5 / 15 曝气池设计计算 备 注

设2组曝气池，每组容积为V/n

3m1882376nV

取池有效水深H=1.5m

则每组曝气池的面积F1

21m1255.1188 HnVF

2．曝气池宽度B

取池宽B=2.5m

67.15.15.2HB

介于1～2之间，符合要求。

3．池长L

50m5.2125 1BFL

10205.250BL 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

m 67.163503'LL

具体尺寸见图1。

5．曝气池总长度Hˊ

取超高为0.5m 魏先勋305页

F1＝125m2

魏先勋303页

B=2.5m

魏先勋314页

L＝50m

王燕飞116页

Lˊ=16.67m

Hˊ＝2 m

6 / 15 Hˊ＝H +0.5＝1.5+0.5＝2 m 7 / 15 曝气池设计计算 备 注

6．进水方式

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

8 / 15 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/h

ΔO2＝1

O2max=11.89

kg/h 1．需氧量计算

（1）日平均需氧量O2

O2＝a′QLr + b′VX′

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′= 0.15

O2 = 0.5×60×24×0.18 + 0.15×376×2.3

=259.32 kgO2/d

=10.8kg/h

（2）去除每公斤BOD5需氧量ΔO2

522/kgBODkgO 13.015.05.0''NsbaO

（3）最大需氧量O2max

O2max＝a′QLrK + b′VX′

考虑BOD5负荷变化，最大需氧量变化系数K=1.2

O2max = 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 9 / 15 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

水温30℃时，CS（30）=7.63mg/L

（2）曝气器出口绝对压力Pb

Pb = P + 9.8×103H

式中 P——标准大气压，P=1.013×105Pa

H——曝气器安置深度，H =3.3m

Pb =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

%100)1(2179)1(21AAtEEO

式中 EA——氧转移率，%，对膜片式微孔曝气器，选EA=18%

%9.17%100%)181(2179%)181(21tO

（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℃

mg/L 29.8 )429.1710026.210337.1(63.7 )42170910026.2(555)30()30(PbCCSSb 此部分公式见三废500至505页

Pb =

1.337×105Pa

Ot＝17.9％

Csb(30)=

8.29mg/L

曝气池设计计算 备 注 10 / 15 （5）20℃条件下，脱氧清水充氧量R0

)20()30()20(0024.1TSbSCCRCR

式中 R——实际条件下充氧量，O2=216kgO2/h

α——废水液相传质系数KLa的修正系数，取α=0.8

β——废水CS的修正系数，取β=0.9

ρ——压力修正系数，取ρ=1

C——氧实际浓度，取C = 2 mg/L

kg/h 75.38 024.10.229.819.08.017.94.23)2030(0R

（6）最大时需氧的充氧量R0max

kg/h 49.46 024.10.229.819.08.017.908.28)22030(max0R

（7）曝气池平均时供气量GS

/hm 59.717 18.03.075.38 3.030ASERG

（8）最大时供气量GSmax

/hm 93.86018.03.049.46 3.03max0maxASERG

（9）去除每公斤BOD5的供气量

R0=38.75kg/h

R0max=

46.49kg/h

GS=

717.59m3/h

GSmax=

860.93m3/h 11 / 15 曝气池设计计算 备 注

53/kgBODm44.6618.06059.717QLrGS

（10）每m3污水的供气量

污水33/mm 11.966059.717QGS

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

/hm 96.117293.860723maxSG

（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：个216012160

（3）每根竖管上安设的曝气器数目

个30722160

（4）每个曝气器的配气量

h/m67.321603maxSG

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/kg

11.96m3/ 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

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污水处理设计常用计算公式

污水处理设计常用计算公式

污水处理设计常用计算公式

1.污水流量计算公式：

污水流量=污水产生量×日用水率

污水产生量=人均产污量×人口数+工业废水排放量

2.污染负荷计算公式：

COD负荷=污水流量×COD浓度

BOD负荷=污水流量×BOD浓度

TP负荷=污水流量×TP浓度

TN负荷=污水流量×TN浓度

3.池体尺寸计算公式：

曝气池尺寸=曝气池容积/曝气通量

沉淀池尺寸=沉淀池容积/停留时间

活性污泥池尺寸=活性污泥池容积/深度

4.沉淀速度计算公式：

沉淀速度=比表面积×重力加速度×其中一种颗粒物的密度/动力粘度×浓缩度

5.曝气负荷计算公式：

曝气负荷=曝气量/曝气池有效体积

曝气量=溶氧量/溶解氧传质系数 以上仅为污水处理设计中的一些常用计算公式，实际设计过程中还需要根据具体情况选择合适的公式并考虑其他影响因素。

鼓风曝气系统的计算、设计及曝气器工作原理

鼓风曝气系统的计算、设计及曝气器工作原理

鼓风曝气系统的计算、设计及曝气器工作原理

关键词 : 鼓风曝气系统 曝气器

设计思路 计算实例

自然界中的生物现象无所不在～对于进入水体中的有机物～水体中的微生物一般都可以和其发生反应～一部分被微生物吸收的有机物分解成简单的无机物～同时释放出能量～作为微生物自身生命活动的能量。另一部分有机物则作为其生长繁殖所需要的构成物质～合成新的原生质。

废水的生物处理就是人为地营造一个适于微生物生长的环境～以非常高的微生物浓度消化有机污染物～为了达到这个目的～保证微生物的正常生长～就要满足微生物的生长条件。在好氧生物法中～供氧是重要的环节,保证高浓度的微生物生长对氧的要求～要有一个曝气系统。

废水处理有化学方法和生物处理之分～现在的研究及生产实践多侧重于生物处理～以有机污染物作为微生物的食料～达到消耗去除掉的目的～完成有机物的形态转变,在生物处理中有好氧生物处理法和厌氧生物处理法之分。 一、 一、 鼓风曝气系统的目的:

在生物好氧处理废水法中～由于生物需氧～必须对水体鼓风送 氧～保证处理目的的达到～并起到搅拌作用。

二、 曝气系统的组成:

鼓风曝气系统由空压机、空气扩散装置和一系列连通的管道所组成,可以细分为:风机、主风管、干管、支管、曝气器、底座、支撑～还有清洗系统。设计中包括:风机、风机房、风管系统、空气扩散装置,曝气头,～并进行布置。,溶解于水中氧以分子态氧存在～见《医院污水处理》p62,

三、 三、 气器工作原理:

在曝气系统中最主要的是空气扩散器也称为曝气器。空压机将空气通过一系列管道输送到安装在池底部的空气扩散装置～经过扩散装置～使空气形成不同尺寸的气泡。气泡在扩散装置出口出形成～尺寸则取决于空气扩散装置的形式～气泡经过上升和随水循环流动～最后在液面处破裂～在这一过程中产生氧向混合液中转移的作用。

曝气器分为许多种～包括大、小气泡曝气器、曝气管、射流曝气器。现在比较先进的是微孔曝气器～它的工作原理是利用特制的曝气膜片产生的微小气泡～造成较大的气液接触面积～获得较高的氧利用率。曝气器工作的目的:氧转移和搅拌水质。为了更好的达到这个目的～必须先了解曝气原理～根据双膜理论归纳为:氧传递动力是液膜中得氧浓度差～气膜的氧分压梯度,阻力来自液膜。对于曝气器来说～即要求有小的气泡～保证大的接触面积～又要有足够大的气泡以完成对水质搅拌作用～同时～要考虑高效、安全、简易、使用、维护方便～等要求～形成了曝气器设计理论体系～而曝气器工作原理是设计理论的直观体现～

好氧池曝气量计算

好氧池曝气量计算

一、影响因素

1 营养物组分

有机物、N、P、以及Na、K、Ca、Mg、Fe、Co、Ni等（营养物和污染物只是以数量及其比例相对而言）。 比例：进水BOD：N：P＝100:5:1；初次池出水，100:20: (为什么）；对工业废水，上述营养比例一般不满足，甚至缺乏某些微量元素，此时需补充相应组分，尤其是在做小试研究中。

2 DO

据研究当DO高于~L时，单个悬浮细菌的好氧化谢不受DO影响，但对成千上万个细菌粘结而成的絮体，要使其内部DO达到~L时，其混合液中DO浓度应保持不低于2mg/L。

3 pH值

pH值在~最适宜，经驯化后，以~为宜。

4 t（水温）

以20~30℃为宜，超过35℃或低于10℃时，处理效果下降。故宜控制在15℃~35℃，对北方温度低，应考虑将曝气池建于室内。

5 有毒物质

重金属、酚、氰等对微生物有抑制作用，（前面已述）。 Na、Al盐，氨等含量超过一定浓度也会有抑制作用。

二、活性污泥处理系统的控制指标与设计，运行操作参数

活性污泥处理系统是一个人工强化与控制的系统，其必须控制进水水量，水质，维持池内活性污泥泥量稳定，保持足够的DO，并充分混合与传质，以维持其稳定运行。

1 微生物量的指标

混合液悬浮固体浓度（MLSS）：在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体的总重量，由Ma+Me+Mi+Mii组成。

混合液挥发固体浓度（MLVSS）：混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度，由MLVSS=Ma+Me+Mi组成。

※MLVSS/MLSS在左右，过高过低能反映其好氧程度，但不同工艺有所差异。如吸附再生工艺~，而A/O工艺~。

2 活性污泥的沉降性能及其评定指标 污泥沉降比SV（%）：混合液在量筒内静置30mm后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分比。

污泥容积指数SVI：SVI=SV/MLSS。对于生活污水处理厂，一般介于70~100之间。当SVI值过低时，说明絮体细小，无机质含量高，缺乏活性；反之污泥沉降性能不好。为使曝气池混合液污泥浓度和SVI保持在一定范围，需要控制污泥的回流比。此外，活性污泥法SVI值还与BOD污泥负荷有关。当BOD污泥负荷处于~1.5kg/（kg MSSd）之间时，污泥SVI值过高，沉降性能不好，此时应注意避免。

曝气系统设计计算

曝气系统设计计算

1 / 11 曝气系统设计计算

方法一

（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：

0edMLVSS=YQSS-KVX xP

=0.6×44000×（0.248-0.003）-4434.1×4×1.75/15=4399kg/d

消化需氧量：

D1——碳化需氧量2/kgOd

D2——消化需氧量2/kgOd

xP——剩余污泥产量kg/d

Y——污泥增值系数，取0.6。

kd——污泥自身氧化率，0.05。

0S——总进水BOD5(kg/m3)

eS——二沉出水BOD5(kg/m3)

MLVSSX ——挥发性悬浮固体(kg/m3)

0N——总进水氨氮 0e12440000.2480.0031.421.4243999607/0.680.68xQSSDPkgOd002024.574.5712.414.57440005624.5712.4%439910008365/exDQNNPkgOd2 / 11 eN——二沉出水氨氮

Q——总进水水量m3/d

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=0.124*4399=545

即，进水总氮中有 545*1000/44000=12.4mg/L被用于合成被氧化的NH4+-N。

用于合成被氧化的NH4+-N：