排水工程課程設(shè)計污水處理廠鼓風(fēng)機(jī)房設(shè)計

1、哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計1目錄目錄摘摘 要要.2第第 1 章章 緒論緒論.31.1 設(shè)計目的任務(wù)設(shè)計目的任務(wù).31.2 設(shè)計資料設(shè)計資料.3第第 2 章章 曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算 .52.1 曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計.52.2 供氣量計算供氣量計算.62.3 空氣管系統(tǒng)計算空氣管系統(tǒng)計算.8第第 3 章章 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計計算風(fēng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計計算 .123.1 風(fēng)量及風(fēng)壓的確定風(fēng)量及風(fēng)壓的確定.123.2 風(fēng)機(jī)的選型風(fēng)機(jī)的選型.15結(jié)論結(jié)論.16致謝致謝.17哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計2摘 要本設(shè)計為運(yùn)城市污水處理廠的設(shè)計，設(shè)計要求為出水水質(zhì)為一級 a 標(biāo)準(zhǔn)。主要任務(wù)是完成鼓風(fēng)機(jī)選

2、型及空氣管路設(shè)計。該城市排放的污水中 bod5、cod、ss 及總氮總磷超標(biāo)，依據(jù)污水的水質(zhì)、水量以及受納水體的環(huán)境容量等相關(guān)資料，必須對其進(jìn)行二級處理方可去除水中過量的污染物，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)而保護(hù)環(huán)境，本設(shè)計采用氧化溝工藝。關(guān)鍵字：鼓風(fēng)機(jī)；空氣管路哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計3第 1 章 緒論1.1 設(shè)計目的任務(wù)目的本設(shè)計是水污染控制工程教學(xué)中一個重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，要求綜合運(yùn)用所學(xué)的有關(guān)知識，在設(shè)計中掌握解決實(shí)際工程問題的能力，并進(jìn)一步鞏固和提高理論知識。任務(wù)根據(jù)已知資料，進(jìn)行城市污水處理廠的鼓風(fēng)機(jī)及空氣管路的初步設(shè)計。1.2 設(shè)計資料1.城市概況某城鎮(zhèn)位于江蘇省徐州市2.自然特征 1、最高溫度：4

3、0.62、最低溫度：-22.63、年平均溫度：14.24、冬季平均溫度：-4.15、結(jié)凍期：1-2 個月6、風(fēng)向：ene7、冰凍線：24cm規(guī)劃資料該城鎮(zhèn)將建設(shè)各種完備的市政設(shè)施，其中排水系統(tǒng)采用完全分流制體系。生活污水和工業(yè)污水混合后的水質(zhì)水量預(yù)計為：（1） 、設(shè)計水量：近期： 15 萬噸日遠(yuǎn)期； 15 萬噸日（2） 、設(shè)計水質(zhì)：進(jìn)水：cod 298 mg/lbod 135 mg/l哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計4ss 66 mg/l nh3-n 34 mg/l tp 6.8 mg/lph78tn 45.8 mg/l該廠污水排入水體前要求達(dá)到國家城鎮(zhèn)污水污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918-20

4、02） 一級 a 級標(biāo)準(zhǔn)處理程度。(3) 設(shè)計工藝采用 ao 生物工藝、傳統(tǒng)生物處理工藝或其他成熟的工藝。表 1-1 各污染物進(jìn)出水指標(biāo)值1.3 設(shè)計內(nèi)容1、供氣量計算；2、空氣管路計算圖。指標(biāo)(mg/l)codbodssphnh3-ntntp進(jìn)水298135667-83445.86.8出水5010106-95150.5哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計5第 2 章 曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算2.1 曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計本設(shè)計采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)平均時需氧量的計算o2=aqsr+bvxv式中：o2-混合液需氧量（kgo2/d） q-污水平均流量（m3/d） a-活性污泥微生物對有機(jī)污染物氧化分解過程的需氧率，即活性污泥

5、微生物每代謝 1kgbod 所需要的氧量，以 kg 計,查表取 a=0.5 b-活性污泥微生物通過內(nèi)源代謝的自身氧化過程的需氧率，即每kg 活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以 kg 計，查表取 b=0.15sr-經(jīng)活性污泥微生物代謝活動被降解的有機(jī)污染物量，以 bod值v-曝氣池容積(m)3xv-單位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮固體(mlvss)量 kg/m3代入數(shù)值2135 103333 0.750.5 1500000.15 16106.85593.8/233.1/10001000okg dkg h最大時需氧量的計算根據(jù)原始數(shù)據(jù)，k=1.32(max)150000135 103333 0.75

6、0.51.30.15 16106.8257.3/2410001000 24okg h每日去除的 bod5值150000 (135 10)53875/1000bodkg d去除每 kgbod5的需氧量 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計6o2=3224.8/3075=1.05kgo2/kgbod5最大時需氧量與平均時需氧量之比o2(max)/o2=5593/3875=1.442.2 供氣量計算采用網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)于距池底 0.2m 處，淹沒水深4.3m，計算溫度設(shè)為 30，查表得 20和 30水中溶解氧飽和度cs(20)=9.17mg/l cs(30)=7.63mg/l(1)空氣擴(kuò)散器出口處的

7、絕對壓力(pb)計算得pb=p+9.8h310式中：p-大氣壓力 p=1.013pa 510h-空器擴(kuò)散裝置的安裝深度 m，取 4.3m。代入數(shù)值pb=1.013+9.8.3=1.434pa5104103510(2)空氣離開曝氣池面時，氧的百分比計算ot=100%)1 (2179)1 (21aaee式中：ea-空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率，對網(wǎng)狀模型中微孔空器擴(kuò)散器取 12%ot=100%=18.96%)12. 01 (2179)12. 01 (21(3)曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）計算csb(t)=cs(+)510026. 2bp42to式中 cs-在大氣壓力條件下氧的飽和

8、度 mg/l , 最不利溫度條件按 30考哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計7慮，代入各值得csb(30)=7.63()=8.84mg/l4296.1810026. 210434. 155(4)換算為在 20條件下，脫氧清水的充氧量r0=20)()20(024. 1ttsbsbccrc式中：-修正系數(shù)，= (0.8 0.85) 取=0.82rarakk清水中的污水中的 -修正系數(shù)，= （0.9 0.97）取=0.95sscc清水中的污水中的代入數(shù)值得r0=321.4kg/h)2030(024. 10 . 284. 80 . 195. 082. 017. 91 .233相應(yīng)的最大時需氧量為：r0(max)=

9、354.8kg/h)2030(024. 10 . 284. 80 . 195. 082. 017. 93 .257(5)曝氣池平均時供氧量gs=8928m3/h1003 . 00aer100123 . 04 .321(6)曝氣池最大時供氧量gs(max)=9856m3/h100123 . 08 .354(7)去除每 kgbod5的供氣量=55.30m3空氣/kgbod2438758929哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計8(8)每 m2污水的供氣量=4.29m3空氣/m3污水24500008928(9)本系統(tǒng)的空氣總用量除采用鼓風(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 3-5

10、倍計算，取 8 倍，污泥回流比 r 取值 50%，這樣，提升回流污泥所需空氣量為：=8333m3/h24500005 . 08總需氣量：9856+8333=18189m3/h2.3 空氣管系統(tǒng)計算按圖所示的曝氣池平面圖，布置空氣管道，在相鄰的兩個廊道的隔墻上設(shè)一根干管，共 5 根干管，在每根干管上設(shè) 7 對配器豎管共 14 條，全曝氣池共設(shè) 70 條配氣豎管，豎管的供氣量為 9856/70=140.8m3/h曝氣池平面面積為 39.455=2167m2每個空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按 0.49m3計，則需孔器擴(kuò)散器的總數(shù)為=4423 個，49. 02167為安全計，本設(shè)計采用 4450 個空器擴(kuò)散器

11、。每個豎管上安設(shè)的空器擴(kuò)散器的數(shù)目為 4450/70=63.57 個，取 64 個。每個空氣擴(kuò)散器的配氣量為 9856/6470=2.2m3/h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圖，如圖所示 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計9空氣管路計算圖 2-1空氣管路計算圖 22-哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計10空 氣 流 量壓力損失h1+h2管道編號管段長度l/mm3/hm3/min空氣流速v/（m/s）管 徑d/mm配 件管道當(dāng)量長度l0/m管段計算長度l0+l/m9.8/(pa/m)9.8/pa17-160.53.250.05432三通 1個0.291.220.200.24416-150.56.50

12、.10832三通 1個0.291.780.410.729815-140.59.750.162532三通 1個 異徑管 1 個0.291.780.701.24614-130.513.000.2232三通 1個 異徑管 1 個1.011.781.121.993613-120.2516.250.2760四通 1個 異徑管 1 個2.901.621.392.251812-110.9 32.500.547.5560四通 1個 異徑管 1 個4.173.890.622.411811-100.965.001.0811.3260彎頭 3個 三通1 個閘門 1個4.685.530.442.433210-98.7

13、162.502.715.22125三通 1個 異徑管一個10.5919.650.7614.9349-86.6325.005.422.61250四通 1個 異徑管一個7.0013.212.5634.3568-76.6650.0010.835.22250四通 1個 異徑管一個7.1917.861.4025.0047-66.6975.0016.257.83250四通 110.1522.360.9521.242哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計11個 異徑管一個6-56.61300.021.6710.44250四通 1個 異徑管一個12.6822.141.25 27.6755-49.01625.027.0813.

14、04250四通 1個 異徑管 1 個12.6826.871.5240.30544-3124625.077.0815.65400 彎頭 2個 四通1 個異徑管一個29.5730.240.5817.5423-21217527292.1121.74600三通 1個 異徑管一個28.2940.190.6927.7312-13070111.11168.519.57900四通 1個 異徑管一個12.6880.130.6854.49合 計2667表 2-1 空氣管路損失計算表哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計12第 3 章 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計計算3.1 風(fēng)量及風(fēng)壓的確定為了維持曝氣池內(nèi)的污泥具有較高的活性，需要向曝氣池內(nèi)曝氣

15、充氧。目前，常用的曝氣設(shè)備分為鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣兩大類，在活性污泥法中，應(yīng)用鼓風(fēng)曝氣的較多。下面 為鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的設(shè)計過程。(1)平時需氧量：vrvxbqsao2式中：o2-混合液需氧量（kgo2/d） ；-活性污泥微生物每代謝 1kgbod 所需的氧氣 kg 數(shù)，對于生活a污水，值一般采用 0.420.53 之間；aq-污水的平均流量（m3/d） ；-被降解的 bod 濃度（g/l） ；rs每 1kg 活性污泥每天自身氧化所需要的氧氣 kg 數(shù)，一般采用b0.1880.11；-揮發(fā)性總懸浮固體濃度（g/l） 。vx設(shè)計中取=0.5，=0.15，=2500mg/labvx1000333302.

16、1599415.010002031.140214619355.02ohkgdkg/2.439/9.10541(2)最大時需氧量的計算根據(jù)原始數(shù)據(jù) k=1.4代入各值：哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計13 100033337.1206615.0)10002031.214(4.1806455.0(max)2ohkgdkg/537/12885(3)每日去除 bod5的量bod5=100000（190-10）1000=18000kg/d(4)去除每千克 bod5的需氧量o2=11195.85/18000=0.74kgo2/kg bod5(5)最大時需氧量及平均時需氧量的比o2(max)/o2=553.1/466

17、.5=1.2采用網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴(kuò)散器，鋪設(shè)于距池底 0.2m 處，淹沒水深3.0m，計算溫度定為 30 攝氏度。查表得，水中溶解氧飽和度：cs(20)=9.17mg/l，cs(30)=7.63mg/l；空氣擴(kuò)散器出口處的絕對壓力 pb，設(shè)計中取 h =3.2-0.2=3mpb=1.103105+98003=1.307105pa式中：ot-氧的百分比（%）ea空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率。設(shè)計中取 ea=12%ot=%96.18%100)12. 01 (2179)12. 01 (21%100)1 (2179)1 (21aaee(6)曝氣池內(nèi)混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）)42o10

18、2.066p(cct5bssb(30)cs（30）-30時，鼓風(fēng)曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和度的平均值（mg/l） ；cs-30時，在大氣壓力條件下，氧的飽和度（mg/l） 。哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計148.271mg/l)4218.96102.066101.307(63. 7c55sb(30)換算為在 20下，脫氧清水充氧量20tsb(t)s(20)0024. 1ccrcr式中：r-混合液需氧量（kg/h） ；、-修正系數(shù)；-壓力修正系數(shù)；c-曝氣池出口處溶解氧濃度（mg/l） 。設(shè)計中取=0.82，=0.95，=1.0，c=2.0平均時需氧量為：hkg/6.672024.12271.8195.0

19、82.09.172.439r)20(300(7)曝氣池供氧量曝氣池內(nèi)平均供氧量為gs=hmera/67.1876912.03.06.6723.030(8)本系統(tǒng)的空氣總用量除采用鼓風(fēng)曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按污泥量的 8 倍考慮，污泥回流比 60%，這樣，提升回流污泥所需空氣量為80.6100000/24=20000m3/h計算管道的總壓力損失為 1.98kpa。空氣擴(kuò)散器的壓力損失為 5.88kpa，總壓力損失為 p=1.98+5.88=7.86kpa哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計153.2 風(fēng)機(jī)的選型空氣擴(kuò)散裝置安裝在距曝氣池池底 0.2m 處，因此，空壓機(jī)所需壓力為p=（3.2-0.2+1.0）9.8=39.2kpa空壓機(jī)供氣量，平均時： 19516.17+20000=39516.17m3/h=658.6 m3/min根據(jù)所需壓力及空氣量，決定采用藍(lán)昊牌 lh-dfj-a01 型風(fēng)機(jī)。風(fēng)量44000 m3/h，風(fēng)壓 45 kpa。哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計16結(jié)論按曝氣池平面圖，布置空氣管道，在相鄰的兩個廊道的隔墻上設(shè)一根干管，共 5 根干管，在每根干管上設(shè) 7 對配器豎管共 14 條，全曝氣池共設(shè)70 條配氣豎管，空氣管路則是由風(fēng)量及