污水处理系统曝气池设计

课程设计

题目某城市14×104m3/d污水处理厂

设计——曝气池设计

学院资源与环境学院

专业环境工程

姓名

学号

指导教师

二O一二年六月十五日

学院资源与环境学院专业环境工程

姓名赵昕学号148

题目某城市14×104m3/d污水处理厂设计——曝气池设计

一、课程设计的内容

（1）污水处理厂的工艺流程比选，并对工艺构筑物选型做说明；

（2）主要处理设施曝气池的工艺计算；

（3）确定污水处理厂平面和高程布置；

（4）绘制主要构筑物图纸。

二、课程设计应完成的工作

（1）确定合理的污水处理厂的工艺流程，并对所选择工艺构筑物选型做适当说明；

（2）确定主要处理构筑物曝气池的尺寸，完成设计计算说明书；

（3）绘制主要处理构筑物曝气池的设计图纸。

学院资源与环境学院专业环境工程

姓名赵昕学号148

题目某城市14×104m3/d污水处理厂设计——曝气池设计指导小组或指导教师评语：

评定成绩

2012年6月20日指导教师

目录

1 总论 (2)

曝气分类 (2)

鼓风曝气 (2)

机械曝气 (2)

深井曝气 (2)

纯氧曝气 (2)

曝气设备 (2)

曝气原理 (3)

2 曝气池设计计算 (4)

工艺计算 (4)

池体结构设计 (6)

曝气系统设计计算 (7)

需氧量计算 (7)

供氧量计算 (8)

空气管计算 (9)

鼓风机选用 (12)

结论 (13)

参考文献 (14)

1总论

曝气池（aeration tank）利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一般用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形和圆形等。

曝气分类

鼓风曝气

又称压缩空气曝气,主要由曝气风机及专用曝气器组成。采用这种方法的曝气池，多为长方形混凝土池，池内用隔墙分为几个单独进水的隔间，每一隔间又分成几条廊道。污水入池后顺次在廊道内流动，至另一端排出。空气是用空气压缩机通过管道输送到设在池底的空气扩散装置，成为气泡弥散逸出，在气液界面把氧气溶入水中。扩散装置有多孔管、固定螺旋曝气器、水射器和微孔扩散板等四种不同型式。

机械曝气

一般是利用装在曝气池内的机械叶轮转动，剧烈搅动池内废水，使空气中的氧溶入水中。叶轮装在池内废水表面进行曝气的，称为。这种装置通过叶轮的提水作用,促使池内废水不断循环流动,不断更新气液接触面以增大吸氧量。叶轮旋转时在形成水跃，可有效地裹入空气；叶片后侧产生负压，可吸入空气，所以充气效果较好。叶轮浸水深度和转速可以调节，以保证最佳效果。典型的机械曝气池有圆形表面加速曝气池、标准型加速曝气池、IO型加速曝气池和方形加速曝气池等。鼓风曝气和机械曝气两种方法有时也可联用，以提高充氧能力，这适用于有机物浓度较高的污水。

深井曝气

一般用直径1～6米、深达50～150米的曝气池,利用水压来提高水中氧的移转速率,以高效去除污水中BOD（生化需氧量）。这种曝气池已在英国、德意志联邦共和国、法国、加拿大、美国、日本先后投入运行或实验运行。

纯氧曝气

按鼓风曝气方法向水中鼓入纯氧或富氧空气，池型一般如鼓风曝气池,上加密封盖,以充分提高充氧效率。

曝气设备

常用的曝气器有：微孔膜片曝气器、悬挂链曝气器、曝气头、曝气软管、曝气机、曝气盘，曝气管等

曝气原理

曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之，它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用，如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中，氧由气相向液相进行传质转移，这种传质扩散的理论，目前应用较多的是刘易斯和惠特曼提出的双膜理论。双膜理论认为，在“气-水”界面上存在着气膜和液膜，气膜外和液膜外有空气和液体流动，属紊流状态；气膜和液膜间属层流状态，不存在对流，在一定条件下会出现气压梯度和浓度梯度。如果液膜中氧的浓度低于水中氧的饱和浓度，空气中的氧继续向内扩散透过液膜进入水体，因而液膜和气膜将成为氧传递的障碍，这就是双膜理论。显然，克服液膜障碍最有效的方法是快速变换“气-液”界面。曝气搅拌正是如此，具体的做法就是：减少气泡的大小，增加气泡的数量，提高液体的紊流程度，加大曝气器的安装深度，延长气泡与液体的接触时间。曝气设备正是基于这种做法而在污水处理中被广泛采用的。

2 曝气池设计计算

工艺计算

1.处理效益

%100－⨯=

La

Lt

La E 式中 La ——进水BOD 5浓度, La=250Mg/L Lt ——出水BOD 5 浓度，Lt ＝20Mg/L

%92%100250

20

250=⨯-=

E

2.污泥负荷

N S ＝ kgBOD 5／kgMLVSS ·d 3.污泥浓度

（1）混合液污泥浓度

()SVI 110 3

R r R X +⨯=

式中 SVI ——污泥指数。根据N S 值，取SVI=120 r ——二沉池中污泥综合指数，取r=

R ——污泥回流比。取R=50%

()

L Mg X /3.33335.01120102.15.03

=+⨯⨯⨯=

(2)混合液挥发性悬浮物浓度（MLVSS ）

X ’= f X

式中 f ——系数，MLVSS/MLSS ，取f =

X ’=×=L

（3）污泥回流浓度

/100002.1120

10

103

3

L Mg r

SVI

Xr =⨯=

⋅=

4.污泥回流比核算