水污染控制工程課程設計題目廢水生化處理曝氣池設計班級 學號 學生姓名 指導老師 完成日期 目錄前言 錯誤 !未定義書簽。設計任務 錯誤 !未定義書簽。工藝設備計算 錯誤 !未定義書簽。曝氣池容積計算 錯誤 !未定義書簽。污水處理程度的計算和工藝設計參數(shù) 錯誤 !未定義書簽。廢水處理程度 錯誤 !未定義書簽。工藝設計參數(shù) 錯誤 !未定義書簽。（三）曝氣池容積計算和各部位尺寸的計算（有機負荷法計算）.錯誤!未定義書簽。①BO級污泥負荷率的確定。 錯誤！未定義書簽。②污水設計流量 錯誤 !未定義書簽。③曝氣池容積按下式計算： 錯誤 ！未定義書簽。④設一組推流式曝氣池，容積 V=1520m3: 錯誤！未定義書簽。污泥回流比計算 錯誤 ！未定義書簽。鼓風曝氣系統(tǒng)供氣量計算 錯誤 ！未定義書簽。（1）需氧量計算。 錯誤 ！未定義書簽。（2）污泥增長量。 錯誤 ！未定義書簽。空氣量的計算。 錯誤 ！未定義書簽。簽。錯誤！未定義書簽。5）6）20℃條件下，脫氧清水的充氧量 錯誤 5）6） 錯誤 ！未定義書簽。 錯誤 ！未定義書簽。鼓風機的選定 錯誤 ！未定義書簽。鼓風機選定 錯誤 ！未定義書簽。鼓風機供氣量。 錯誤 ！未定義書簽。

(七)(七)二沉池的計算和設計6】錯誤!未定義書簽。(1)沉淀池表面積 錯誤 !未定義書簽。直徑 錯誤 !未定義書簽。有效水深 錯誤 !未定義書簽。污泥斗容積 錯誤 !未定義書簽。污泥區(qū)的高度 錯誤 !未定義書簽。池底坡降和中心污泥斗的高度 錯誤 !未定義書簽。二沉池總高度 錯誤 !未定義書簽。(8)徑深比校核 錯誤 !未定義書簽。工藝流程圖 錯誤 !未定義書簽。主要構(gòu)筑物圖 錯誤 !未定義書簽。設計說明 錯誤 !未定義書簽。1、曝氣池( aerationtank)[2] 錯誤 !未定義書簽。2、二沉池 [3] 錯誤 !未定義書簽。3、曝氣設備 [4] 錯誤 !未定義書簽。課程設計小結(jié) 錯誤 !未定義書簽。參考文獻 錯誤 !未定義書簽。前言隨著工業(yè)化進程的不斷深入,全球性環(huán)境污染日益破壞著地球生物圈幾億年來所形成的生態(tài)平衡 ,并對人類自身的生存環(huán)境構(gòu)成威脅。根據(jù)國家環(huán)保總局對我國水環(huán)境污染現(xiàn)狀的統(tǒng)計與調(diào)查，我國的江河、湖泊及近海流域已普遍受到不同程度的污染，總體上呈現(xiàn)加重的趨勢，造成污染加重的主要因素是工業(yè)廢水和生活污水。印染工業(yè)在生產(chǎn)過程中排放大量的廢水和廢渣會對環(huán)境產(chǎn)生污染，其中以印染行業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢水對環(huán)境的污染最為嚴重。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國印染廢水每天排放量為（3?4）X106nt占全國工業(yè)廢水總排放量的 35%,并以1%的速度逐年增長。排放的廢水中含有纖維原料本身的夾帶物，以及加工過程使用的漿料、油劑、染料和化學助劑等，具有生化需氧量高、色度高、pH值高、難生物降解、多變化的“三高一難一變”特點。廢水中殘存的染料組分，即使?jié)舛群艿停湃胨w也會造成水體透光率和水體中氣體溶解度的降低，會影響水中各種生物的生長，從而破壞水體純度和水生生物的食物鏈，最終將導致水體生態(tài)系統(tǒng)的破壞。因此，印染工業(yè)廢水的治理問題，已成為當今國內(nèi)外環(huán)境工程界急需解決的一大難題。目前國內(nèi)外處理污水方法歸結(jié)起來主要有物理化學法和生物化學法兩大類。物理化學法優(yōu)點是投資小、占地少、節(jié)約能源、設備簡單去除重金屬、磷、色度效果好。但缺點是對有機物和氮的去除率低。各型絮凝劑的加入在水底形成濃液難于分離取走并造成更嚴重的第二次污染，不是污水處理的理想工藝。生化法優(yōu)點是工藝較為成熟，去除污水中的有機污染物及營養(yǎng)物質(zhì)和氮等有一定效果。但缺點是 CODSS磷去除率低，脫色效果差，污水的溫度、 PH值、濃度變化對其影響較大。并且投資大、占地多、耗電高、設備復雜、管理要求嚴格，另外污泥難于處置，仍易產(chǎn)生二次污染。為此，該類工藝也不是污水處理的理想工藝。因此，印染廢水處理技術(shù)常用的主要有物理化學法和生物化學法兩類。1）物理化學方法：利用加入絮凝劑、助凝劑在特定的構(gòu)筑物內(nèi)進行沉淀或氣浮，去除污水中的污染物的一種化學物理處理方法。但該類方法由于加藥費用高、去除污染物不徹底、污泥量大并且難以進一步處理，會產(chǎn)生一定的二次污染，一般不單獨使用，僅作為生化處理的輔助工藝。常用的有吸附法 ,它是利用多孔性的固體物質(zhì)使廢水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法。工業(yè)上常用的吸附劑有TOC\o"1-5"\h\z活性炭等,對去除水中溶解性有機物非常有效 ,但不能去除水中的膠體疏水性染料 。混凝沉淀法可降低印染廢水的色度 ,去除呈膠體狀態(tài)的染料。常用的混凝劑分無機鹽類（如硫酸鋁、明礬、三氯化鐵等 ）和高分子混凝劑（如堿式氯化鋁、聚丙烯酸鞍 PAM）兩種;氣浮法針對印染廢水中含有機的膠體顆粒、呈乳濁狀的各種油脂類雜質(zhì)、細小纖維和疏水性合成纖維的纖毛等 ,預先使用混凝劑進行混凝 ,則分離效果更佳 ;電解法以往多用于處理含氰、含鉻電鍍廢水 ,近年來開始用于處理 ,該法的脫色效果顯著,產(chǎn)泥量少,處理時間短 ,但電耗和電極材料消耗較大 ,宜用于小水量廢水處理 ;氧化脫色法可用于經(jīng)生物法、混凝法處理后仍有較深顏色的出水的進一步脫色處理 ,主要有氯氧化法、臭氧化法和光氧化法。2）生物化學法：利用微生物的作用，使污水中有機物降解、被吸附而去除的一種處理方法。由于其降解污染物徹底，運行費用相對低，基本不產(chǎn)生二次污染等特點，被廣泛運用于印染污水處理中。其中厭氧法的優(yōu)點是應有范圍廣,能耗低,剩余污泥少,耐沖擊負荷能力強,缺點是設備的啟動時間長 ,出水水質(zhì)無法達標 ,需進一步處理。活性污泥法是好氧生物處理的一種主要方法 ,利用好活性污泥的吸附和氧化作用,去除廢水中的有機污染物質(zhì)。生物膜法是與活性污泥法并列的另一種好氧生物處理法,該法通過生長在填料 ,如濾料、盤面等表面的生物膜來處理廢水 ,主要有生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤和生物炭法等 。設計任務某廠印染廢水經(jīng)預處理后，擬采用活性污泥法進行生化處理，廢水的產(chǎn)生量為300m3/h，原廢水平均 BOD5為300mg/L，預處理可以去除 30%。經(jīng)小試取得的設計參數(shù)為：污泥負荷率BOD5/（kgMLSS?d）,出水BOQ為20mg/L,曝氣池中污泥濃度為3000mg/L，試設計曝氣池、曝氣系統(tǒng)和二沉池，畫出處理工藝流程圖、平面布置圖，

并用AutoCAD畫出主要構(gòu)筑物曝氣池及二沉池的設計圖。工藝設備計算生化處理中一般采用活性污泥法，其主要的工藝流程包括：除此沉淀——混合——曝氣——二次沉淀，是活性污泥處理廢水的重要環(huán)節(jié)，在曝氣池中完成。因此，曝氣池的設計在整個生化處理工藝設計中也就占到十分重要的地位。按照曝氣方式不同，曝氣池的分類也各不相同，一般情況下，我們可以分為推流式曝氣池和完全混合型曝氣池兩種，各種不同的曝氣方式設計的參數(shù)也是不同的，這主要是根據(jù)實際條件來進行相應的調(diào)整。設備的選擇則是經(jīng)濟效益和運行成本控制的關(guān)鍵。曝氣池的設計計算主要包括：①曝氣池容積的計算；②池體設計；③需氧量和供氧量的計算。（一）曝氣池容積計算計算曝氣去容積有有機物負荷法和污泥泥齡法，常用有機物負荷法計算。有機物負荷通常有兩種表示方法：活性污泥負荷（簡稱污泥負荷）和曝氣池容積負荷（簡稱容積負荷）。一般采用污泥負荷，計算過程如下。（二）污水處理程度的計算和工藝設計參數(shù)廢水處理程度原污水的平均BOD值（So）為300mg/L,經(jīng)過初次沉淀池預處理， BOD5按降低30%考慮，則進入曝氣池的污水 BOD5值（ Sa）為：Se=20mg/L3Sa=SoX（1-30%）=300（1—30%）=210mg/L=mSrSr=Sa-Se=210-20=190mg/L=mE=Sr/Sa=190/210=%工藝設計參數(shù)本曝氣池的污泥負荷率： Ns=BOD5/(kgMLSSd);曝氣池中污泥濃度 :X=3000mg/L=3kg/m3,f一般取~.取f=曝氣池中揮發(fā)性污泥濃度： Xv=fX=X3=m3(三)曝氣池容積計算和各部位尺寸的計算(有機負荷法計算)①BOD-污泥負荷率的確定。生活中常規(guī)活性污泥法處理 BOD一污泥負荷率一般為 ~0.4kgBOD/(kgMLSSd)。擬定采用的BOD一污泥負荷率為。②污水設計流量已知混合液濃度 X=3000mg/L，廢水的設計流量為 300m3/h，污水設計流量 :Q=300 X24=7200m3/d③曝氣池容積按下式計算：V=QSr/(X vNs)=7200XX=1520m3④設一組推流式曝氣池，容積V=1520m：池深H取，則每組曝氣池的面積為： F=1520/=304m2池寬B取，B/H=6/5=，介于1~2之間，符合規(guī)定。則池長為：L=304/=,L/B=6=>5,符合規(guī)定。設三廊道式曝氣池，廊道長： L1=L/3=取超高0.5m，則池總高度為：H=+=曝氣池的實際有效容積為： 3XXX=曝氣池的實際曝氣時間為： tm=24V/Q=24X1521/7200=（四）污泥回流比計算根據(jù)常用活性污泥法的典型設計參數(shù)回流比R根據(jù)常用活性污泥法的典型設計參數(shù)回流比R在~之間，所以選用 R=（五）鼓風曝氣系統(tǒng)供氣量計算（1）需氧量計算。平均需氧量按式 Q=a'QSr+b'VXv部分工業(yè)廢水的a'、b'值⑺污水名稱a'b'污水名稱a，b'石油化工廢水煉油廢水含酚廢水亞硫酸漿帛廢水漂染廢水一制藥廢水合成纖維廢水制漿造紙廢水查上表，取a'=,b'=代入各值，則日平均需要量：Q=x7200x+x1521x=d=h（2）污泥增長量。a值一般可取~,b值一般可取~選取a=,b=,則污泥增長量為：4.3m,計算溫度定為 30CoX=aQSbVXv=4.3m,計算溫度定為 30Co采用微孔空氣擴散器，敷設于距池底處，淹沒水深水中溶解氧的飽和度： Cs（20）=L;CS（30）=mg/L空氣擴散器出口絕對壓力（ Pb）按下式計算：P b=P+x103H=X105+X103X=x105Pa

空氣離開曝氣池面積時，氧的百分比，按下式計算:t=21(1—Ea)/[79+21 (1—Ea)]X100%12%式中：Ea——空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)換效率，對網(wǎng)狀膜微孔空氣擴散器，取12%代入Ea值得:t=21(1—)/[79+21 (1—)]X100%=%(4)曝氣池混合液中平均氧飽和度(按最不利的溫度條件考慮)sb(T)=Cs[Pb/X105+Ot/42]按30c考慮，代入各值得:sb(30)=[X10/X10+42]=L(5)換算為再20c條件下，脫氧清水的充氧量按下式進行計算:Os=O2Cs(20)/a[Bp Csm—C]x取a=；3=；C=；p=，代入各值得:Os=xx：xx-]x(30-20)=kg/h(6)曝氣池供氣量Gs=Qs/=x12%)=m3/h如果用四臺風機工作，一臺備用，則單臺風機風量:m如果用四臺風機工作，一臺備用，則單臺風機風量:m3/h曝氣池平均時供氣量Gs=Qs/=x12%)=m曝氣池平均時供氣量Gs=Qs/=x12%)=m3/h(7)布氣器計算空氣擴散器采用網(wǎng)狀膜微孔空氣擴散器，每個空氣擴散器服務面積按?20.49m供氣量按2?2.5m3/(h?只)平均時供氣量計算:2=703只平均時供氣量計算:2=703只曝氣池平面面積為： =空氣擴散器布置間距為 0.65m(六)鼓風機的選定(1)鼓風機選定本系統(tǒng)采用鼓風機曝氣，空氣量按回流污泥量的 曝氣池平面面積為： =空氣擴散器布置間距為 0.65m(六)鼓風機的選定(1)鼓風機選定本系統(tǒng)采用鼓風機曝氣，空氣量按回流污泥量的 6倍考慮，污泥回流比R二,則提升回流污泥所需空氣量為： 6 7200/24=900m3/h(2)鼓風機供氣量平均值：+900=m3/h空氣擴散裝置安裝在距曝氣池池底p=H+hd+hf式中：p——鼓風機出口風眼kPa;H ——擴散設備的風壓損失，h d——擴散設備的風壓損失，h f——輸氣管道的總風壓損失,0.2m處，因此，鼓風機所需壓力為1mH2O壓力相當于；kPa,與充氧設備形式有關(guān)， 一般取kPa3?5kPa;代入得：P=+4+=kPa選用四臺工作，一臺備用(七) 二沉池的計算和設計161二沉池采用輻流式沉淀池，用表面負荷法進行計算。(1)沉淀池表面積廢水最大時流量為： Qmax=24=7200/24=390m3/h表面負荷值選用： q=m3/(m2h),則表面積為： A=Qmax/q=390/=325m、一、一--、 一一一 2設2座二沉池(n=2)，則每座二沉池的表面積為： A1=A/n=325/2=m

(2)直徑二沉池的直徑為(此處 A為Ai)代入A代入Ai值為:D=有效水深取HRT=,取HRT=,則有效水深： Hi=q t=2=污泥斗容積取回流比R=50%回流污泥濃度為:Xr=X(1+R)/R=3(1+/=9kgMLSS/mXr=X(1+R)/R=3(1+/=9kgMLSS/m則污泥斗容積為： VS=(1+R)QX/6(X+Xr)=(1+ 7200 3/6(3+9)=450mTOC\o"1-5"\h\z每個污泥斗的容積為： Vs1=Vs/2=450/2=225m 3(5)污泥區(qū)的高度存泥區(qū)的高度為： H2=Vs1/A1=225/=(6)池底坡降和中心污泥斗的高度設池底坡度i=;中心污泥斗上底半徑為： 「尸；下底半徑為： 、=;水平角 =60°。則池底坡降為： H3=(R-r1)==中心污泥斗的高度為： Hk=(r1-r2)tg=()tg600=(7)二沉池總高度取二沉池緩沖層高度 H=；二沉池超高 ■二；貝U二沉池總［Wj度為： H=H+H2+H3+H4+Hs+H6=+++++=(8)徑深比校核二沉池直徑與有效水深之比： D/H1==,符合要求。二沉池直徑與水深之比:D/(H1二沉池直徑與水深之比:D/(H1+H5)=+=,符合要求。二沉池直徑與池邊總水深之比為：D/(H1二沉池直徑與池邊總水深之比為：D/(H1+H2+H5)=++=,符合要求。工藝流程圖見附圖五、主要構(gòu)筑物圖見附圖六、設計說明1、曝氣池(aerationtank)[2]利用活性污泥法進行污水處理的構(gòu)筑物。池內(nèi)提供一定污水停留時間，滿足好氧微生物所需要的氧量以及污水與活性污泥充分接觸的混合條件。曝氣池主要由池體、曝氣系統(tǒng)和進出水口三個部分組成。池體一般用鋼筋混凝土筑成，平面形狀有長方形、方形和圓形等。曝氣方法主要有鼓風曝氣和機械曝氣。2、二沉池 [3]接納廢水二級處理的出水，用以去除生物懸浮固體的沉淀池。在活性污泥法中，從曝氣池流出的混合液在二次沉淀池中進行泥水分離和污泥濃縮，澄清后的出水溢流外排，濃縮的活性污泥部分回流至曝氣池，其余作為剩余污泥外排。在生物膜法中，脫落的生物膜隨濾池出水在二次沉淀池中進行泥水分離。3、曝氣設備 [4]曝氣設備主要分為鼓風曝氣和機械曝氣。本法即采用鼓風曝氣。鼓風曝氣系統(tǒng)是由空氣凈化器，鼓風機，空氣輸配管系統(tǒng)和浸沒于混合液中的擴散器組成。鼓風機供應一定的風量，風量要滿足生化反應所需的氧量和能保持混合液懸浮固體呈懸浮狀態(tài)；風壓則要滿足克服管道系統(tǒng)和擴散器的摩阻損耗以及擴散器上部的靜水壓；空氣凈化器的目的是改善整個曝氣系統(tǒng)的運行狀態(tài)和防止擴散器阻塞。擴散器是整個鼓風曝氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它的作用是將空氣分散成空氣泡，增大空氣和混合液之間的接觸界面，把空氣中的氧溶解于水中。根據(jù)分散氣泡的大小，擴散器又可分成幾種類型：（1）小氣泡擴散器 典型的是由微孔材料（陶瓷、砂礫，塑料）制成的擴散板或擴散管。氣泡直徑可達 1.5mm以下。（2）中氣泡擴散器 常用穿孔管和莎綸管。穿孔管的孔眼直徑為 2?3mm孔口的氣體流速不小于 10m/s，以防堵塞。國外用莎綸管。莎綸是一種合成纖維。莎綸管以多孔金屬管為骨架，管外纏繞莎綸繩。金屬管上開了許多小孔，壓縮空氣從小孔逸出后，從繩縫中以氣泡的形式擠入混合液。空氣之所以能從繩縫中擠出，是由于莎綸富有彈性。（3）大氣泡擴散器 常用豎管，