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1、目录摘 要2第1章 绪论31.1设计目的任务31.2设计资料3第2章 曝气系统设计计算52.1曝气系统的计算与设计52.2供气量计算62.3空气管系统计算8第3章 风机系统设计计算123.1风量及风压的确定123.2风机的选型15结论16致谢17摘 要本设计为运城市污水处理厂的设计，设计要求为出水水质为一级A标准。主要任务是完成鼓风机选型及空气管路设计。该城市排放的污水中BOD5、COD、SS及总氮总磷超标，依据污水的水质、水量以及受纳水体的环境容量等相关资料，必须对其进行二级处理方可去除水中过量的污染物，达到排放标准进而保护环境，本设计采用氧化沟工艺。关键字：鼓风机；空气管路第1章 绪论1.
2、1设计目的任务目的本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。任务根据已知资料，进行城市污水处理厂的鼓风机及空气管路的初步设计。1.2设计资料1.城市概况某城镇位于江苏省徐州市2.自然特征 1、最高温度：40.62、最低温度：-22.63、年平均温度：14.24、冬季平均温度：-4.15、结冻期：1-2个月6、风向：ENE7、冰冻线：24cm规划资料该城镇将建设各种完备的市政设施，其中排水系统采用完全分流制体系。生活污水和工业污水混合后的水质水量预计为：（1）、设计水量：近期： 15 万吨日远期；
3、15 万吨日（2）、设计水质：进水：COD 298 mg/lBOD 135 mg/lSS 66 mg/l NH3-N 34 mg/l TP 6.8 mg/lPH78TN 45.8 mg/l该厂污水排入水体前要求达到国家城镇污水污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002） 一级A 级标准处理程度。(3) 设计工艺采用AO生物工艺、传统生物处理工艺或其他成熟的工艺。指标(mg/L)CODBODSSpHNH3-NTNTP进水298135667-83445.86.8出水5010106-95150.5表1-1 各污染物进出水指标值1.3设计内容1、供气量计算；2、空气管路计算图。第2章 曝气系统
4、设计计算2.1曝气系统的计算与设计本设计采用鼓风曝气系统平均时需氧量的计算O2=aQSr+bVXv式中：O2-混合液需氧量（kgO2/d） Q-污水平均流量（m3/d） a-活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需要的氧量，以kg计,查表取a=0.5 b-活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以kg计，查表取 b=0.15Sr-经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，以BOD值V-曝气池容积(m)3Xv-单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体(MLVSS)量 kg/m3代入数值最大时需氧量的计算
5、根据原始数据，K=1.3每日去除的BOD5值去除每kgBOD5的需氧量 O2=3224.8/3075=1.05kgO2/kgBOD5最大时需氧量与平均时需氧量之比O2(max)/O2=5593/3875=1.442.2供气量计算采用网状模型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.3m，计算温度设为30，查表得20和30水中溶解氧饱和度Cs(20)=9.17mg/L Cs(30)=7.63mg/L(1)空气扩散器出口处的绝对压力(Pb)计算得Pb=P+9.8H式中：P-大气压力 P=1.013Pa H-空器扩散装置的安装深度m，取4.3m。代入数值Pb=1.013+9.8.3=1.
6、434Pa(2)空气离开曝气池面时，氧的百分比计算Ot=100%式中：EA-空气扩散器的氧转移效率，对网状模型中微孔空器扩散器取12%Ot=100%=18.96%(3)曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）计算Csb(T)=Cs(+)式中Cs-在大气压力条件下氧的饱和度 mg/L , 最不利温度条件按30考虑，代入各值得Csb(30)=7.63()=8.84mg/L(4)换算为在20条件下，脱氧清水的充氧量R0=式中：-修正系数，= (0.8 0.85) 取=0.82-修正系数，= （0.9 0.97）取=0.95代入数值得R0=321.4kg/h相应的最大时需氧量为：R0(ma
7、x)=354.8kg/h(5)曝气池平均时供氧量Gs=8928m3/h(6)曝气池最大时供氧量Gs(max)=9856m3/h(7)去除每kgBOD5的供气量=55.30m3空气/kgBOD(8)每m2污水的供气量=4.29m3空气/m3污水(9)本系统的空气总用量除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的3-5倍计算，取8倍，污泥回流比R取值50%，这样，提升回流污泥所需空气量为：=8333m3/h总需气量：9856+8333=18189m3/h2.3空气管系统计算按图所示的曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管，在每根干
8、管上设7对配器竖管共14条，全曝气池共设70条配气竖管，竖管的供气量为9856/70=140.8m3/h曝气池平面面积为39.455=2167m2每个空气扩散器的服务面积按0.49m3计，则需孔器扩散器的总数为=4423个，为安全计，本设计采用4450个空器扩散器。每个竖管上安设的空器扩散器的数目为4450/70=63.57个，取64个。每个空气扩散器的配气量为9856/6470=2.2m3/h将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路图，如图所示 空气管路计算图2-1空气管路计算图22-管道编号管段长度L/m空 气 流 量空气流速v/（m/s）管 径D/mm配 件管道当量长度L0/m
9、管段计算长度L0+L/m压力损失h1+h2m3/hm3/min9.8/(Pa/m)9.8/Pa17-160.53.250.05432三通1个0.291.220.200.24416-150.56.50.10832三通1个0.291.780.410.729815-140.59.750.162532三通1个 异径管1个0.291.780.701.24614-130.513.000.2232三通1个 异径管1个1.011.781.121.993613-120.2516.250.2760四通1个 异径管1个2.901.621.392.251812-110.9 32.500.547.5560四通1个 异径
10、管1个4.173.890.622.411811-100.965.001.0811.3260弯头3个 三通1个闸门1个4.685.530.442.433210-98.7162.502.715.22125三通1个 异径管一个10.5919.650.7614.9349-86.6325.005.422.61250四通1个 异径管一个7.0013.212.5634.3568-76.6650.0010.835.22250四通1个 异径管一个7.1917.861.4025.0047-66.6975.0016.257.83250四通1个 异径管一个10.1522.360.9521.2426-56.61300.
11、021.6710.44250四通1个 异径管一个12.6822.141.25 27.6755-49.01625.027.0813.04250四通1个 异径管1个12.6826.871.5240.30544-3124625.077.0815.65400 弯头2个 四通1个异径管一个29.5730.240.5817.5423-21217527292.1121.74600三通1个 异径管一个28.2940.190.6927.7312-13070111.11168.519.57900四通1个 异径管一个12.6880.130.6854.49合 计2667表2-1 空气管路损失计算表第3章 风机系统设计
12、计算3.1风量及风压的确定为了维持曝气池内的污泥具有较高的活性，需要向曝气池内曝气充氧。目前，常用的曝气设备分为鼓风曝气和机械曝气两大类，在活性污泥法中，应用鼓风曝气的较多。下面 为鼓风曝气系统的设计过程。(1)平时需氧量：式中：O2-混合液需氧量（kgO2/d）；-活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需的氧气kg数，对于生活污水，值一般采用0.420.53之间；Q-污水的平均流量（m3/d）；-被降解的BOD浓度（g/L）；每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧气kg数，一般采用0.1880.11；-挥发性总悬浮固体浓度（g/L）。设计中取=0.5，=0.15，=2500mg/L(2)最大时需
13、氧量的计算根据原始数据K=1.4代入各值： (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)最大时需氧量及平均时需氧量的比O2(max)/O2=553.1/466.5=1.2采用网状模型中微孔空气扩散器，铺设于距池底0.2m处，淹没水深3.0m，计算温度定为30摄氏度。查表得，水中溶解氧饱和度：Cs(20)=9.17mg/L，CS(30)=7.63mg/L；空气扩散器出口处的绝对压力Pb，设计中取H =3.2-0.2=3mPb=1.103105+
14、98003=1.307105Pa式中：Ot-氧的百分比（%）EA空气扩散器的氧转移效率。设计中取EA=12%Ot=(6)曝气池内混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）CS（30）-30时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值（mg/L）；CS-30时，在大气压力条件下，氧的饱和度（mg/L）。换算为在20下，脱氧清水充氧量式中：R-混合液需氧量（kg/h）；、-修正系数；-压力修正系数；C-曝气池出口处溶解氧浓度（mg/L）。设计中取=0.82，=0.95，=1.0，C=2.0平均时需氧量为：(7)曝气池供氧量曝气池内平均供氧量为Gs=(8)本系统的空气总用量除采用鼓风曝气外，本系统
15、还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按污泥量的8倍考虑，污泥回流比60%，这样，提升回流污泥所需空气量为80.6100000/24=20000m3/h计算管道的总压力损失为1.98KPa。空气扩散器的压力损失为5.88KPa，总压力损失为P=1.98+5.88=7.86KPa3.2风机的选型空气扩散装置安装在距曝气池池底0.2m处，因此，空压机所需压力为P=（3.2-0.2+1.0）9.8=39.2KPa空压机供气量，平均时： 19516.17+20000=39516.17m3/h=658.6 m3/min根据所需压力及空气量，决定采用蓝昊牌LH-DFJ-A01型风机。风量44000 m3/
16、h，风压45 Kpa。结论按曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管，在每根干管上设7对配器竖管共14条，全曝气池共设70条配气竖管，空气管路则是由风量及压损等确定。通过需氧量的计算及其他参数的有效配合能够确定鼓风机设备的型号，同时为安全考虑采用五用一备。致谢首先通过指导教师对整个设计概况的介绍，使我们对需要设计的工艺流程有一个整体的认识，选择设计题目后，我们严格按照设计任务书安排的进程表进行设计，充分利用各种资源获取相关资料，以此来学到更多的知识。在设计期间艾老师多次为我们修改论文，在这里我仅代表我自己衷心感谢指导教师老师，在他的辛勤辅导下，不仅使我们能够按
17、时完成设计任务，而且得到了许多工程实践经验，这些对我们以后的发展会有很大程度的帮助。其次是感谢其他同学，因为我们共同解决问题，并且在大家的共同努力、探讨和交流经验中使我们掌握了更多专业知识，通过借鉴他人的见解和想法，使自己选择的废水处理工艺更加完善。本次设计把以前比较单一的专业课程学习进行了系统的、有机的结合，增强了我们实际运用知识的能力。由于自己的专业知识有限，在遇到不懂的问题时，有其他同学们热心的帮助，使得许多问题都得以快速的解决，节省了大量的设计时间，为能够顺利完成设计任务做了强有力的保证。就大家对我的帮助，本人表示深深的感谢，希望在以后的工作中，大家相互团结合作，把自己从事的专业开拓、创新，进一步发展水处理行业。最后，再次感谢指导老师、以及在整个设计过程中帮助过我的所有的热心的老师和同学，希望大家在以后的工作中更加一帆风顺。参考文献1 水污染控制工程；2 给水排水设计手册第一、五、十、十一册；3 室外排水设计规范等；4 排水工程。
