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1、曝气池设计-1Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望一一曝气头的核算和选型曝气头的核算和选型 根据污水性质、环境要求、管理水平、经济核算，工程设计中可选根据污水性质、环境要求、管理水平、经济核算，工程设计中可选用用鼓风曝气、机械表面曝气、射流曝气等方式，一般宜选用鼓风曝气、机械表面曝气、射流曝气等方式，一般宜选用鼓鼓风曝气式风曝气式。 选用鼓风曝气系统时曝气器应符合下列要求：选用鼓风曝气系统时曝气器应符合下列要求：1、在某一特定曝气条件下，既能满足曝气池污水需氧要求，又能达
2、到、在某一特定曝气条件下，既能满足曝气池污水需氧要求，又能达到混混 合搅拌，池内无沉淀的要求；合搅拌，池内无沉淀的要求；2、曝气器既要有较高充氧性能，又应有较强混合搅拌能力。同时还应、曝气器既要有较高充氧性能，又应有较强混合搅拌能力。同时还应有不易堵塞、耐腐蚀、坚固、布气均匀、操作管理及维修简便，成本有不易堵塞、耐腐蚀、坚固、布气均匀、操作管理及维修简便，成本低、低、 阻力小和寿命长等性能；阻力小和寿命长等性能；3、选用曝气器所组成的鼓风曝气系统，从整体上应具有节约能量、组、选用曝气器所组成的鼓风曝气系统，从整体上应具有节约能量、组成成 简单、安装及维修管理方便，易于排除故障等优点。简单、安装
3、及维修管理方便，易于排除故障等优点。 鼓风曝气器分为微孔曝气器及中大气泡曝气器。大、中型城市污水处鼓风曝气器分为微孔曝气器及中大气泡曝气器。大、中型城市污水处理厂宜选用微孔曝气器，接触曝气器氧化法宜选用中大气泡曝气器。理厂宜选用微孔曝气器，接触曝气器氧化法宜选用中大气泡曝气器。工程中选用的曝气器，应有该曝气器在不同服务面积、不同风量、不工程中选用的曝气器，应有该曝气器在不同服务面积、不同风量、不同曝气水深时标准状态下的充氧性能曲线及底部流速曲线。同曝气水深时标准状态下的充氧性能曲线及底部流速曲线。 鼓风曝气器可满池布置，也可在池侧布置。推流式曝气池的曝气器宜鼓风曝气器可满池布置，也可在池侧布置
4、。推流式曝气池的曝气器宜沿沿 池长方向渐减布置。池长方向渐减布置。微孔曝气器，工程中常用微孔曝气器有：微孔曝气器，工程中常用微孔曝气器有：1、可张中、微孔曝气器；、可张中、微孔曝气器；2、平板式微孔曝气器；平板式微孔曝气器；3、钟罩式微孔曝气器；、钟罩式微孔曝气器；4、聚乙烯棒状微孔曝气、聚乙烯棒状微孔曝气器。器。中大气泡曝气器，工程中常用的中大气泡曝气器有：中大气泡曝气器，工程中常用的中大气泡曝气器有：1、双环伞型曝气、双环伞型曝气器；器；2、穿孔散流曝气器；、穿孔散流曝气器；3、网状膜中微孔曝气器；、网状膜中微孔曝气器；4、固定螺旋曝气、固定螺旋曝气器；器；5、动态曝气器；、动态曝气器；6
5、、盆型曝气器；、盆型曝气器；7、穿孔管曝气器。、穿孔管曝气器。选用穿孔管曝气器时，应根据污水性能确定孔径。一般宜为选用穿孔管曝气器时，应根据污水性能确定孔径。一般宜为3-10mm。 膜片式微孔曝气器的主要技术参数：膜片式微孔曝气器的主要技术参数：1、曝气器尺寸：、曝气器尺寸：260mm，215mm2、服务面积：、服务面积：0.35-0.75m2/个，个，0.25-0.55m2/个个3、曝气膜片运行平均孔隙：、曝气膜片运行平均孔隙：80-100微微米米4、空气流量：、空气流量：1.5-3m3/个个h5、氧总转移系数：、氧总转移系数：kla（20）0.204-0.337min-16、氧利用率：（水
6、深、氧利用率：（水深3.2m）18.4-27.7%7、充氧能力：、充氧能力：0.112-0.185KgO2/m3h8、充氧动力效率：、充氧动力效率：4.46-5.19KgO2/kwh9、曝气阻力：、曝气阻力：180-280mmH2O空气管设计应考虑压力平衡，最好联成空气管设计应考虑压力平衡，最好联成环状网，每组进气管应设置阀门，便于环状网，每组进气管应设置阀门，便于调节空气量。空气管设计流速：干管为调节空气量。空气管设计流速：干管为10-1510-15米米/ /秒；支管为秒；支管为5 5米米/ /秒。曝气器表秒。曝气器表面距池底安装高度：面距池底安装高度：270mm270mm、250mm250
7、mm，推，推板式为板式为200mm200mm。1）确定污泥负荷：确定污泥负荷：FW=KLe2）曝气池容积曝气池容积式中：式中：FW-曝气池的五日生物需氧量污泥负荷（曝气池的五日生物需氧量污泥负荷（kgBOD5/kgMLSSd）；）；K-BOD5降解常数由试验确定（降解常数由试验确定（l/d）；）；Le-曝气池出水五日生物需氧量（曝气池出水五日生物需氧量（mg/L）；）；Q-曝气池的设计流量（曝气池的设计流量（m3/h）；）；Li-曝气池进水五日生物需氧量（曝气池进水五日生物需氧量（mg/L）；）；V-曝气池的容积（曝气池的容积（m3）；）；NW-曝气池内混合液悬浮固体平均浓度（曝气池内混合液悬
8、浮固体平均浓度（g/l）。）。二、曝气池计算二、曝气池计算3）曝气池面积按下式计算）曝气池面积按下式计算式中：式中：F-曝气池面积（曝气池面积（m2）；）；H-曝气池水深（曝气池水深（h）；）；V-曝气池容积（曝气池容积（m3）。）。4）曝气池污水需氧量应按下列方法之一计算：）曝气池污水需氧量应按下列方法之一计算：O2=24Q（Li-Le）a+VNWb式中：式中：O2-曝气池污水需氧量（曝气池污水需氧量（kgO2/d）；）；a-BOD5降解需氧量降解需氧量(kgO2/kgBOD5)；b-活性污泥内源呼吸耗氧量（活性污泥内源呼吸耗氧量（kgO2/kgMLSSd）；）；a、b宜通过试验确定，也可参
9、照。宜通过试验确定，也可参照。5）曝气池标准状态下污水需氧量按下式计算）曝气池标准状态下污水需氧量按下式计算式中：式中：OC - 标准状态下曝气池污水需氧量（标准状态下曝气池污水需氧量（kgO2/d）；）；O2 - 由上算得的曝气池污水需氧量（由上算得的曝气池污水需氧量（kgO2/d）；）；Cs20- 20 BC蒸馏水饱和溶解氧值蒸馏水饱和溶解氧值9.17mgO2/L； - 曝气设备在污水与清水中氧总转移系数之比值；曝气设备在污水与清水中氧总转移系数之比值； - 污水与清水中饱和溶解氧浓度之比值；污水与清水中饱和溶解氧浓度之比值； 、值通过试验确定，也可参照选用；值通过试验确定，也可参照选用；
10、1.024-温度修正系数；温度修正系数；T - 曝气池内水温，应按夏季温度考虑（曝气池内水温，应按夏季温度考虑（BC）；）；CS(T)- 水温水温TBC时蒸馏水中饱和溶解氧值（时蒸馏水中饱和溶解氧值（mg O2/L；Ct - 曝气池正常运行中应维持的溶解氧浓度值（曝气池正常运行中应维持的溶解氧浓度值（mg O2/L； - 不同地区气压修正系数不同地区气压修正系数P - 压力修正系数，按下式计算压力修正系数，按下式计算 式中：式中：Pb - 空气释放点处绝对压力，按下式计算空气释放点处绝对压力，按下式计算 式中：式中：Pa-当地大气压力（当地大气压力（Mpa）；）；H-曝气池空气释放点距水面高度
11、（曝气池空气释放点距水面高度（m）；）；Ot-空气逸出池面时气体中氧的百分数，按下式计算。空气逸出池面时气体中氧的百分数，按下式计算。式中：式中：-曝气池氧的利用率曝气池氧的利用率6）风机总供风量按下式计算）风机总供风量按下式计算式中：式中：Q-风机总供风量（风机总供风量（m3/d）；）；0.28-标准状态（标准状态（0.1Mpa，20BC）下每立方米空气中含氧量）下每立方米空气中含氧量（kgO2/m3）7）曝气器数量计算）曝气器数量计算曝气器所需数量，应从供氧、服务面积两方面计算。曝气器所需数量，应从供氧、服务面积两方面计算。1、按供氧能力计算曝气器数量按供氧能力计算曝气器数量式中：式中：h
12、1-按供氧能力所需曝气器个数（个）；按供氧能力所需曝气器个数（个）；Oc-由式由式所得曝气器污水标准状态下生物处理需氧量所得曝气器污水标准状态下生物处理需氧量（kgO2/d）；）；qc-曝气器标准状态下，与曝气器工作条件接近时的供氧能力曝气器标准状态下，与曝气器工作条件接近时的供氧能力（kgO2/h个个）;2、 按服务面积计算曝气器数量按服务面积计算曝气器数量式中：式中：h2-按服务面积所需曝气器个数（个）；按服务面积所需曝气器个数（个）；F-由式由式所得曝气器面积（所得曝气器面积（m2）；）；f-单个曝气器服务面积（单个曝气器服务面积（m2）；）；当算得当算得h1与与h2二者相差较大时，应经
13、调整二者相差较大时，应经调整f或或qc重重复上述计算，直至复上述计算，直至二者接近时为止。二者接近时为止。8）曝气搅拌能力验算）曝气搅拌能力验算为满足曝气池混合搅拌需要，曝气还应符合下列条件之一：为满足曝气池混合搅拌需要，曝气还应符合下列条件之一：1、污水生物处理供风量立方米污水还不应小于污水生物处理供风量立方米污水还不应小于3m3；2、曝气池底部水流速不应小于曝气池底部水流速不应小于0.25m/s。三、供风管道设计计算三、供风管道设计计算供风管道系指风机出口至曝气器的管道。设计中应尽可能减小管道供风管道系指风机出口至曝气器的管道。设计中应尽可能减小管道局部局部阻力损失，并使各曝气器处压力相等
14、或接近。大中型处理厂曝气阻力损失，并使各曝气器处压力相等或接近。大中型处理厂曝气池供风总干管应从鼓风机房引出两条供气管或采用环状布置、或总干池供风总干管应从鼓风机房引出两条供气管或采用环状布置、或总干管上设气体分配罐，一组池设置一供风干管。管上设气体分配罐，一组池设置一供风干管。供风管路宜采用钢管，并应考虑温度补偿措施和管道防腐处理；供风供风管路宜采用钢管，并应考虑温度补偿措施和管道防腐处理；供风干管上应设置适量的伸缩节和固定支架；供风管道应在最低点设置干管上应设置适量的伸缩节和固定支架；供风管道应在最低点设置排排除水份或油份的放泄口；供风管道应设置排入大气的放风口除水份或油份的放泄口；供风管
15、道应设置排入大气的放风口，并应采取消声措施；供风支、干管上应装有真空破坏阀，立管管顶应并应采取消声措施；供风支、干管上应装有真空破坏阀，立管管顶应高出水面高出水面0.5m以上，管以上，管路上所装阀门应设在水面之上。路上所装阀门应设在水面之上。微孔曝气器供风管路：水面以上供风干、支管可采用微孔曝气器供风管路：水面以上供风干、支管可采用UPVC-FRP复复合管（加强聚氯乙烯合管（加强聚氯乙烯+2mm玻璃布）或玻璃布）或FRP管、钢管。水下供风支管管、钢管。水下供风支管也可采用加强聚氯乙烯也可采用加强聚氯乙烯UPVC管。供风管道为钢管时，必须对管道内管。供风管道为钢管时，必须对管道内进行严格防腐处理
16、，管道外也宜做防进行严格防腐处理，管道外也宜做防腐处理。管内防腐可采用厚腐处理。管内防腐可采用厚=150的铝合金热喷涂或其它方法。的铝合金热喷涂或其它方法。供风支管的间距应通过计算确定，但不宜小于供风支管的间距应通过计算确定，但不宜小于0.5m，为便于检修和，为便于检修和更换曝气头，也可采用可提式微孔曝气器装置。曝气支管末端应有排更换曝气头，也可采用可提式微孔曝气器装置。曝气支管末端应有排除气、水混合物之立管，管端伸出水面，管径不宜除气、水混合物之立管，管端伸出水面，管径不宜小于小于5mm，支管与，支管与立管连接处孔洞直径以立管连接处孔洞直径以3-5mm为宜，管上设有阀门。微孔曝气器的固为宜，
17、管上设有阀门。微孔曝气器的固定支架，应有足够的锚固力，与池底板进行锚固应考虑定支架，应有足够的锚固力，与池底板进行锚固应考虑 所受浮力。安所受浮力。安装前，应将供风干管、支管等所有管道吹扫干净。装前，应将供风干管、支管等所有管道吹扫干净。（1）经济流速：）经济流速：主干管、干管：主干管、干管：1015m/s竖管、支管：竖管、支管：45m/s然后根据然后根据Q、V查表求出对应的管径查表求出对应的管径（2）阻力损失计算）阻力损失计算 KPa KPa（1.5mH1.5mH2 2O O柱）柱） 4.9Kpa（4.99.8）KPa式中：式中：h1沿程阻力损失，查表求出沿程阻力损失，查表求出h2局部阻力损
18、失，换算成当量长度局部阻力损失，换算成当量长度l0来计算来计算空气管道系统的计算与设计空气管道系统的计算与设计 K K是长度换算系数表是长度换算系数表由计算长度由计算长度L L来查表，求出来查表，求出h h管管（3 3）鼓风曝气压缩空气的绝对压力）鼓风曝气压缩空气的绝对压力P P式中：式中：h1管路沿程阻力损失（管路沿程阻力损失（Pa）h2管路局部阻力损失（管路局部阻力损失（Pa）h3曝气器的阻力损失（曝气器的阻力损失（Pa）查产品样本查产品样本h4曝气器安装深度（曝气器安装深度（m9.8103Pa）h5所在地区的大气压（所在地区的大气压（Pa）（4）空压机所需压力）空压机所需压力H估算空压机
19、所需压力估算空压机所需压力P=（5）鼓风机的选择）鼓风机的选择同型号：同型号：3台台备用备用1台台4台台备用备用2台台1.5mH2O柱柱四、风机与机房四、风机与机房国内目前常用风机：国内目前常用风机：1罗茨鼓风机罗茨鼓风机1）TS系列低噪声罗茨系列低噪声罗茨鼓风机；鼓风机；2）R系列罗茨鼓风机；系列罗茨鼓风机；3）L系列罗茨鼓风机系列罗茨鼓风机2离心离心鼓风机：鼓风机：1）高速单级污水处理离心鼓风机高速单级污水处理离心鼓风机2）C系列污水处系列污水处理离心鼓风机，其中罗茨风机宜选用理离心鼓风机，其中罗茨风机宜选用TS系列低噪声风机和系列低噪声风机和R系系列罗茨鼓风机。选用离心式鼓风机时，应详细
20、核算各种工况条列罗茨鼓风机。选用离心式鼓风机时，应详细核算各种工况条件下风机的工作点，尤其件下风机的工作点，尤其是在冬季，不得接近风机的喘振区是在冬季，不得接近风机的喘振区和使电机超载，还应考虑送风压力和空和使电机超载，还应考虑送风压力和空气温度的变化。气温度的变化。鼓风机的设置台数，应根据总供风量，所需风压，选用风机鼓风机的设置台数，应根据总供风量，所需风压，选用风机单机性能曲线及气温、污水量和负荷变化等综合确定。风机总单机性能曲线及气温、污水量和负荷变化等综合确定。风机总供风量，应按第上式计算，配置的风机其总容量（不包括备用供风量，应按第上式计算，配置的风机其总容量（不包括备用风机），不得
21、小于设计所需风量的风机），不得小于设计所需风量的95%。备用风机可用备用风机可用33%-100%的备用率计算。大型污水处理厂宜的备用率计算。大型污水处理厂宜选用低备用选用低备用率，小型污水处理厂宜选用高备用率。或者按工率，小型污水处理厂宜选用高备用率。或者按工作鼓风机台数设置，小于等于作鼓风机台数设置，小于等于3台是，应设台是，应设1台备用鼓风机，大台备用鼓风机，大于等于于等于4台时，应设台时，应设2台备用台备用鼓风机。鼓风机。四、污泥提升设备的选择与设计四、污泥提升设备的选择与设计 污泥泵（轴流泵：效率高、运行稳定，不会破坏活性污泥絮体。设污泥泵（轴流泵：效率高、运行稳定，不会破坏活性污泥絮
22、体。设回流污泥泵站，适用于大、中型污水厂回流污泥泵站，适用于大、中型污水厂 空气提升器空气提升器五五 举例说明举例说明六、活性污泥处理系统的运行六、活性污泥处理系统的运行 1.活性污泥的培养驯化活性污泥的培养驯化a异步培养法：先培养再驯化异步培养法：先培养再驯化b同步培养法：培养驯化同时进行同步培养法：培养驯化同时进行c接种接种接种培养培养法接种培养培养法将其他相以污水厂污泥作为种泥将其他相以污水厂污泥作为种泥进水方式进水方式a连续进水：连续进水：适合以生活污水为主的城市污水适合以生活污水为主的城市污水b间间歇歇进进水水：一一般般，闷闷曝曝（恢恢复复活活性性，淘淘汰汰）-沉沉淀淀-排排除除上上
23、清液清液-加新鲜废水加新鲜废水(Q=考核考核NsSV30mins)-闷曝闷曝-沉淀沉淀2.活性污泥处理系统检测活性污泥处理系统检测处理效果指标处理效果指标CODBODTODTOCSS有毒物质有毒物质污泥营养及环境指标污泥营养及环境指标PH温度温度NP污泥沉降性污泥沉降性SV%MLSSMLVSSSVIDO生物相生物相生物相观察生物相观察3.污泥处理系统的异常情况污泥处理系统的异常情况1.污污泥膨泥膨胀胀活活性性污污泥泥系系统统种种的的污污泥泥沉沉降降性性质质发发生生改改变变，不不易易沉沉降降的的现现象象。污污泥泥变质时变质时，不易沉淀，不易沉淀，SVI增高，增高，污污泥泥结结构松散，体构松散，体
24、积积膨膨胀胀（1）危危害害：a.污污泥泥不不易易沉沉降降，污污泥泥流流失失，反反应应器器中中处处理理的的污污泥泥浓浓度度不不够够轮虫轮虫 草履虫草履虫 累枝虫累枝虫钟虫钟虫 线虫线虫 游仆虫游仆虫变形虫变形虫 轮虫轮虫 草履虫和桑椹藻草履虫和桑椹藻 水蚤水蚤 群体群体 b.污污泥泥浓浓度不足，度不足，处处理率下降理率下降c.排入水体，生物排入水体，生物污污染染（2）分分类类：a.丝丝状菌膨状菌膨胀胀b.结结合水膨合水膨胀胀（3）原因原因丝状菌膨胀丝状菌膨胀a.C/N过过高，缺少高，缺少营营养养b.DO不足不足c.水温高水温高d.PH过过低低结结合水膨合水膨胀胀排泥不通排泥不通畅畅高高负负荷运荷
25、运转转2.污泥解体污泥解体出现的絮凝体细小，沉淀水浑浊等污泥絮凝体解体的现象出现的絮凝体细小，沉淀水浑浊等污泥絮凝体解体的现象原因：曝气过量：紊动过分剧烈，使絮状体破裂原因：曝气过量：紊动过分剧烈，使絮状体破裂中毒：微生物活性抑制或死亡中毒：微生物活性抑制或死亡3.污泥腐化污泥腐化二二沉沉池池污污泥泥长长期期滞滞留留而而产产生生厌厌氧氧发发酵酵产产生生H2S，CH4等等气气体体而而上上升（污泥腐化）升（污泥腐化）4.污泥上浮污泥上浮缺氧状态下，污泥反消化缺氧状态下，污泥反消化产生的气体促使污泥上浮。产生的气体促使污泥上浮。5.泡沫泡沫表面活性物质造成，表面活性物质造成，处理方法有消泡剂、消泡水管。处理方法有消泡剂、消泡水管。
