水污染控制工程设计计算说明书.doc

18.7万立方米污水厂设计
-—初步设计
目 录
1 设计规模的确定5
1。1 污水来源及水量水质5
1。2出水水质5
2 污水处理程度的确定5
3工艺流程方案的选择6
4 集水泵房设计6
4。1集水调节池设计7
4.2 污水提升泵设计参数确定7
5 格栅设计10
5.1 规范相应条文10
5。2 参数计算11
6 平流沉砂池设计14
6.1 沉砂池水流部分参数计算14
6.2 沉沙斗所需容积15
6。3 沉砂斗实际尺寸计算15
6。4 滑沙区尺寸15
6。5 沉砂池总高度16
6.6 沉砂池实际长度16
6。7 最小流速验算16
6.8 砂水分离器选型17
7 曝气氧化池设计18
7。1 污水处理程度的计算及曝气池的运行方式18
7。2 曝气池的计算与各部位尺寸的确定19
7。3 曝气系统的计算与设计23
8 二沉池设计（幅流式沉淀池）30
8.1 规范标准:30
8。2 每座沉淀池表面积和池径32
8。3沉淀池有效水深32
8。4 刮泥机选型32
8。5 沉淀池总高度33
8.6 污泥体积计算34
8.7负荷校核35
9 污泥浓缩池设计36
9.1 规范标准36
9。2 设计进泥量36
9。3 污泥浓缩池有效容积和有效面积计算37
9.4 污泥浓缩刮泥机选型37
9.6 污泥浓缩池出水量和出泥量39
9。7 均质池设计。40
9.8 校核固体负荷41
10 污泥机械脱水设计41
10。1 脱水设备选型41
10.2 脱水机房尺寸42
11 污泥井设计42
11。1 设计思路42
11。2 污泥井容积42
12 配水井设计42
12。1 配水井设计思路42
12。2 沉砂池与曝气氧化池之间配水井设计（配水井1#）44
12。3 结合井到消毒池间之配水井设计（配水井2＃)44
13 曝气氧化池与二沉池结合井设计45
13。1混合液配水井45
13。2 结合井外层二沉池上清液出水井45
14 消毒池45
14。1 规范标准45
14。2 接触消毒池容积46
14.3 接触消毒池表面积46
14。4 接触消毒池尺寸46
14。5 接触消毒池池高47
14。6 进出水部分47
14。7 消毒池平面图47
15 城市污水处理厂总平面布置47
15。1 平面布置的一般原则47
15。2 污水处理站平面布置的内容48
15。3 平面布置面积49
16 高程计算49
16。1 曝气氧化池及其前端处理构筑物高程计算50
16。2 曝气氧化池及其后端构筑物高程计算过程51
1 设计规模的确定
1。1 污水来源及水量水质
此项工程所处理回用的是小区全截流生活污水。生活污水排水量按给水量的85％计。该小区的给水量及生活排水量见表1，污水水质见表2。
表1 人均生活污水排水量
类 别
水量（m3)
所占百分率(％)
备 注
给 水 量
220000
100％

总排放量
187000
占给水的85％

其中：厕所
厨房
洗澡
盥洗、洗衣
合 计:
73678
29172
44132
40018
187000
39。4％
15.6%
23。6％
21。4％
100％
全部截流处理后回用
表2小区生活污水水质
排 水 类 别
BOD（mg/L）
COD（mg/L）
SS（mg/L）
厕所
厨房
洗澡
盥洗、洗衣
250
800
60
70
350
1350
130
120
300
混合废水水质
252
405
300
1。2 出水水质
1)要求二沉池的出水经中间水池溢流排放时的水质要达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18919-2002)中的一级A标准,即：
CODCr ≤50mg/L，BOD5 ≤10mg/L，SS ≤10mg/L，pH值6。0～9。0,
NH4-N ≤5mg/L，总P ≤0.5mg/L，大肠菌群 ≤1000个/L。
2 污水处理程度的确定
根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》要求以及原始资料给出的实测水质，通过加权平均方法确定一个污水进水水质,然后再计算各项指标的去除效率，最后将结果列成如下表3：
表3 水质一览表
项 目
BOD5（mg / L）
CODcr（mg / L）
SS(mg / L)
实测水质（mg / L）
(经过加权平均法计算）
252
405
300
出水水质标准（mg / L）
10
50
10
去除率（％）
96。0
87.7
96。7
3工艺流程方案的选择
本设计为某个生活小区生活污水的处理方案，处理过后的水还要排入城市污水排水系统，这些污水 还要经过城市污水处理厂的净化处理，为节省投资，小区污水处理站就不再考虑总氮及磷酸盐的去除工艺。根据该该小区污水的水量、水质,结合目前国内这类废水的处理现状，拟订污水处理系统工艺流程如下:
提升泵站
中格栅
曝气沉沙池
生活污水
集水调节池
污泥泵房
滤 池
接触消毒池
污泥干化场
回用水泵房
浇洒道路及地面冲洗
绿地绿化
反冲洗水
沉渣
达标排入厂区排水系统
中间水池
曝气氧化池
二沉池
污泥脱水机房
污泥外运
污泥浓缩池
回流污泥

4 集水泵房设计
4。1集水调节池设计
4。1。1排水规范相关条文
规范第4.2.1条
1）集水池容积不应小于最大一台水泵5min的出水量;
2)集水池的长、宽、深还应满足格栅和污水泵吸水管的要求及水泵工作时的水力条件，减少滞留或涡流；
3）流入池子的污水要能及时抽走，以免污物沉积和腐化。
4.1。2设计数据
1）集水池与泵房合建（采用潜污泵），水池水面位于泵房平台下方，如图1;
2)以污水站地面为±0。000,集水池最低水位按—5m～-6m计，最低水位至池低有1m吸水安全水深,有效水深1。5~2m，总水深2.5～3m。
4.2 污水提升泵设计参数确定
4。2。1 设计水量
按最高日最大时流量设计
Q设计=Qh=×Kh=187000÷24×1.3=10129.17m3/h=2813.66L/s
Qd — 最高日流量
Kh - 生活污水时变化系数，取1。3
4。2。2 水泵全扬程计算公式为：
H ≥H1 + H2 + h1 + h2 + h3
式中： H1 - 吸水地形高度(m)，为集水池常水位与水泵轴线标高之差;其中常水位是集水池运行中经常保持的水位，在最高与最低水位之间,由泵站管理单位根据具体情况决定，一般采用最低水位进行设计计算;
H2— 压水地形高度(m），为水泵轴线与格栅池最高水位之间高差； 格栅最高水位高出地面暂按5 ~ 6m考虑（实际工程中按设计要求考虑）;
初步设计中h1 + h2=2（mH20)进行估算
h1 - 吸水管水头损失(m）,一般包括吸水喇叭口（带底阀）、90度弯头、渐缩管 、直线段等 ;
h2 - 出水管头损失（m),一般包括渐扩管、一个电动闸门一个手动阀门、90度弯头（或三通）、格栅处进水管淹没式出流局部阻力系数
式中ξ1、ξ2 — 局部阻力系数（见给水排水设计手册第1册《常用资料》)：
v1 — 吸水管流速，根据规范第4。3。2条,为0.7~1.5 m/s；
v2 — 出水管流速，根据规范第4。3.2条，为0。8～2。5 m/s；
g — 重力加速度，为9.81m；
h3 — 安全水头(m），估算扬程时可按0.5~1。0 m计;详细计算时
应慎用，以免工况点偏移，见手册P.193图3-23。
本次设计中，初步估算泵的扬程，则H1=0；H2=（5+6)=11m;h1+ h2=2m；h3=0.8
泵的扬程为：H ≥H1 + H2 + h1 + h2 + h3=0+（5+6）+2+0。8=13。8m
4。2。3选泵考虑的因素
1） 设计水量、水泵全扬程的工况点应靠近水泵的最高效率点;
2） 由于水泵在运行过程中,集水池中的水位是变化的，所选水泵的高效区应考虑集水池中的水位变化范围；
3）根据规范第4。3.1条，确定污水泵的型号与台数；前面已考虑了集水池与泵房合建,池位于泵房下方，水泵采用吸上式。
注（1）：由于是污水处理，采用潜污泵,潜污泵优点是效率高（70％～80%）降低运行费，而真空泵水头损失大，运行费用偏高。
（2）潜污泵有干式和湿式（耦合）两种，选用湿式（耦合)，其优点是泵检修时可用滑轮将其提出水面而无须抽干池内水.（见1图)
(3）潜污泵台数：至少需要有一台泵备用。
图1 泵房
4.2.4选泵
根据流量和扬程选择3台550QW3000—16—200潜污泵并联,并采用3用1备，其中工况流量为937。88L/s。
表4 550QW3000—16—200潜污泵性能基本参数
水泵型号
流量
扬程H
（m)
转速n
（r/min)
电动机功率(Kw）
效率
出口直径(mm)
m3/h
L/s
550QW3000-16-200
3000
833.3
16
740
200
86。18
550
图2 潜污泵安装信息
图3 潜污泵安装尺寸
4。2.5 计算集水池的容积
集水池容积不应小于最大一台水泵5min的出水量,用最高日最高时水泵工况点的流量来计算集水池的容积，集水池容积 W≥V5min =937。88×5×60÷1000=281。36m³
5 格栅设计
表5 格栅设计内容及主要参数
设计内容
主要设计参数
格栅渠宽度
过栅水头损失
格栅总高度
栅槽总长度
每日栅渣量
9。8m
0。11m
1。11m
7。92m
9。3m3/d
5。1 规范相应条文
具体设计规范见《室外排水设计规范GB50014—2006》6。3 格栅 ；
《给排水设计手册》第5册，5。1 格栅.
5。2 参数计算
1） 本设计考虑采用中格栅,栅条间隙宽度20mm，采用机械清渣;
2) 格栅的断面形式可采用圆形、方形、马蹄形，本次设计采用矩形,则尺寸取宽度S=10mm,间隙净间距取20mm,形状系数取β=2.42,,设计手册对过栅水头损失规定为0。08 ～ 0。15m,根据计算公式计算的结果应在此范围之内;
5。2。1格栅间隙数计算
式中:Q max — 设计流量（m3/s）（由于沉砂池停留时间短，因此按最大时流量设计）
α — 格栅倾角，45°—75°;
e — 栅条净间隙(m）；中格栅e=10～40mm
h - 栅前水深，先假设一个值0.4～0。5m；
v— 过栅流速（m/s）；最大设计流量时为0.8~1。0m/s
令α=60º,e=20mm=0。020m，h=0.5m，v=0。9m/s
则：n==2９0。６个,则令n=2９0
5。2。2 栅槽宽度计算
B = S（n－ 1）+ en
式中:S - 栅条宽度（m）;
n— 格栅间隙数;
e - 栅条净间隙(m);
则B=0。01×(2９0—1)+0.020×2９0=8。６9m
可选择用３个宽度为2800mm的格栅并联,则B=8.４m，，n=282个
此时栅前流速为：
v1===0。67m/s，符合栅前流速为0.4~0。9 m/s；
过栅流速为：
v2===0。9３m/s，符合过栅流速为0。8~1。0 m/s
每个格栅之间需用墙隔开，且格栅工作台两侧过道宽度≮0。7m，在格栅之间设置过道，格栅外侧不设置过道,则并联后格栅的总宽度为B总=0。7×2+8。4=9。8m。
由于采用机械清渣，过水面积一般应不小于进水管渠的有效面积的1。2倍，水深不变，因此B≧1。2B1 则B1≤7000mm。
5.2。3 进水渠宽度计算
根据《排水设计规范GB50014-2006》表4。2。6，当水流深度为 0。4～1。0 m 时,混凝土排水明渠的设计流速为0.4~4m/s.
已知B≥1.2B1 即B1≤7000mm。由于格栅宽度B已经确定,并且进水渠展开角α1取20°,则B1越大，会使l1缩短，故先令B1=7000mm,则进水渠水的流速为v0===0。80m/s，符合规范的流速要求,且比栅流速v1=0。67m/s略大,符合要求.
故进水渠宽度：B1=7.0ｍ，进水渠水的流速为：v0=0。80m/s
根据《室外排水设计规范GB50014—2006》　6.3.5 格栅上部必须设置工作平台,其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施.
设进水渠水深为0。5m，故栅前槽高在1。0ｍ以上.
由于本次设计采用耦合式的泵，水泵3用1备，可设置三条输水管与进水渠直接相连.已知最高日最高时流量为:Qmax=2813。66L/s=2.81m3/s,每台泵的流量为Q= 1/3Qmax=937。89 L/s，选择1000mm的管径，管中流速为1。19m/s。考虑到安装跟检修的方便，进水管需距离墙壁200mm，进水管之间间距1。8ｍ，进水管的连接方式为：进水管出水口竖直朝上连接进水渠。此处将进水管放大的原因是，减少水泵的能量损失;降低出水管的出水流速，有利于水流的渐扩，同时减少对格栅的冲击。
5。2.4 进水渠渐宽部分长度计算
式中：B1 - 进水渠宽度（m），
α1- 进水渠渐宽部分展开角,一般用20°，
B - 此处采用并联后格栅的总宽度（m）
=3.85m
5。2.5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度计算:
l2 = l1／2=3。85÷2=1.93(m）；
5.2。6 过栅水头损失计算
h1 = h 0 k (m)， 。
式中:h1 — 过栅水头损失（m）; k -格栅阻塞系数，一般取3；
h 0 — 计算水头损失（m); 阻力系数ξ= ；
栅条采用锐边矩形,栅条宽度为S=10mm,查《给排水设计手册》第五册，表5-3可得β=2。42，则ξ=0.96, h1=0。11m，符合设计规范要求过栅水头损失为0。08～0。15m.
5.2。7栅前后槽总高度计算
设栅前水面超高h2 = 0。5m；
则栅前槽高为 H1= h + h2=0.5+0.5=1。0m；
栅后槽高为H = h + h1 + h2=0。5+0。11+0。5=1。11m
5。2。8 栅槽总长度计算
L = l1 + l2 +0。5 + 1。0 +
=3.85+1.93+0。5+1。0+=7。92m
11)每日栅渣量计算
设格栅间隙为20mm，污水量W1 = 0。05m3/103m3时。
栅渣量计算公式：
式中：Kz — 平均日变化系数，根据流量为2813。66L/S,根据《给排水设计手册》第五册，表1—5可得，Kz=1。3
=9.3m3/d
图4 格栅里面图
图5 格栅平面图
6平流沉砂池设计
6。1 沉砂池水流部分参数计算
根据污水在沉砂池的处理程度，选择水平流速v=0。28m/s，停留时间为t=30s,有效水深为h2=1.0m， 则
沉砂池水流部分的长度为L=vt=0.28×30=8.40m;
水流断面面积为A===10。04㎡；
池总宽度 B===10。04m
6.2 沉沙斗所需容积
V - 沉砂斗所需容积，m³；
Qmax— 最大设计流量，m3/s;
X1—城市污水沉砂量，3m³/105m³
t — 清除沉砂的时间间隔，d；
Kz— 流量总变化系数
已知最大设计流量为Qmax=2.81 m3/s，贮砂斗的容积按2d的沉砂量计，Kz取1。2则:
=12。14m³
6.3 沉砂斗实际尺寸计算
采用4格并列的沉砂池，池的上口和下底都采用正方形，每一格只有一个沉砂斗，砂斗设在中间,左右两边设置滑沙区，将砂滑到砂斗中。
每个沉砂斗的宽度为:b=B÷4=10.04÷4=2。51m;
上口宽度为：a=b=2。51m；
沉砂斗的高度：h3===1。74m；
单个沉砂斗的容积为：
V。=
==4。53m³
则砂斗的总乘砂量为V总=4。53×4=18。11m3>V=12。14m³，符合需求。
6.4 滑沙区尺寸
滑沙区长度为：L2===2.95m
滑沙区高度为:h3'=L2×0.06=2.945×0。06=0。18m
6。5 沉砂池总高度
设沉砂池的超高为h1=0。3m，则沉砂池的总高度：
H=h1+h2+h3+h3’=0.3+1。0+1。74+0。18=3.22m
6。6 沉砂池实际长度
L＇=2.95×2+2。51=8.41m
6。7 最小流速验算
按最小流量时，池内最小流速vmin≥0。15m/s进行验算.
vmin=
vmin— 最小流速,m/s；
Qmin— 最小流量，m³/s,按最高时的一半流量作为最小流量进行验算;
n — 最小流量时工作沉砂池的个数，按总数的一半计算；
w — 工作沉砂池的水流断面面积，㎡。
则:vmin===0.28m/s≥0。15m/s符合要求.
图6 平流沉砂池设计图
6。8 砂水分离器选型
根据两天排一次砂的需求，沉砂池每两个集砂斗的排砂管并联,共用一个砂水分离器，总共设置两台砂水分离器,一次排砂时间设置为15min，已知每次需要排砂的总量是12.14m³，则每台砂水分离器所需的工作流量为：
Q==6。74L/s
选择河北智潜泵业有限公司的LSSF-260型螺旋式砂水分离器，处理流量为5~12L/s，电机功率为0.37kw.
图7LSSF—260 型螺旋式砂水分离器外形安装尺寸图
图8LSSF-260 型螺旋式砂水分离器参数
7曝气氧化池设计
7。1 污水处理程度的计算及曝气池的运行方式
7.1。1 污水处理程度的计算
原污水BOD5=252mg/L，要求处理水质达到10mg/L，经过平流沉砂池后有机物去除了15％，则进入曝气池的污水，其BOD5值（Sa）为：
Sa=252（1—0.15）=214。2mg/L
处理水中非溶解性BOD5值
BOD5=7。1bXɑCe
b—微生物自身氧化率,d-1取值范围为0。05～0。1，取值0。05；
Xɑ-活性微生物在废水中所占比例，取值0。4;
Ce—处理水中悬浮固体浓度,mg/L,按出水水质中SS=10 mg/L,取值10 mg/L。
代入数值得：
BOD5 =7。1×0.05×0.4×10=1.42≈1。4 mg/L
则处理水中溶解性BOD5 值(Se）为：
Se=10—1.4=8。6 mg/L
去除率η===0。959≈0.96
7。1.2 曝气池的运行方式
本设计曝气池的运行方式采用阶段曝气活性污泥法
7.2 曝气池的计算与各部位尺寸的确定
7。2.1曝气池按BOD—污泥负荷法计算
拟采用的BOD-污泥负荷NS取值范围为0.2～0.4 [(kg/（kg•d）],计算值需在此范围内。但由于排放标准中出水水质的BOD5降低了，而规范的负荷范围没有跟着更新，因此算出来的负荷如果小于这个范围也可以
污泥接受负荷：
K2取值范围为：0.0168～0.0281，取0.0281；
ƒ=，对生活污水，ƒ值为0.7～0。8，取ƒ=0.8;
η=0.96。
代入数值得:，在经验范围之内.
7。2。2 确定混合液污泥浓度
根据Ns＝0。20［kgBOD/m3·d］，再查BOD—污泥负荷与SVI值之间的关系图（《排水工程下》P108，图4-7）,以0。20为横坐标垂直做直线与曲线相交，得到交点坐标约为120， SVI取值120mL/g，见图9。
图9 SVI与BOD、MLSS及污泥回流比之间的关系

回流污泥浓度: （mg/L）
其中r是考虑污泥在二次沉淀池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数,一般取1。2。代入数据得:=10000 mg/L
设回流比R=0.4,则X===2857 mg/L≈2900 mg/L
7。2.3 曝气池容积计算
==69061m³
7。2.4污泥龄计算
根据污泥去除负荷率：
Nrs=K2Se=0。0281×8.6≈0。24
利用劳—麦公式： 计算污泥龄
Y-—污泥产率系数（kgVSS/kgBOD5） ；宜根据试验资料确定，无试验资料时,一般取为 0。4～0。8.
--设计污泥泥龄（d），其数值为 0。2～15；
Kd--衰减系数，20℃的数值为 0。04～0.075，取0.05.
=≈14d，符合设计污泥龄的规范范围。
7。2。5 曝气池各部位尺寸计算
设2组曝气池,每组的容积为：
69061÷2=34530m³
根据《室外排水设计规范》GB50014—2006（2014年版)：
第6.6。3条 生物反应池的超高，当采用鼓风曝气时为 0.5～1.0m
第6.6。5条 每组生物反应池在有效水深一半处宜设置放水管。
第6.6。6条 廊道式生物反应池的池宽与有效水深之比宜采用 1：1～2：1.有效水深应结合流程设计、地质条件、供氧设施类型和选用风机压力等因素确定，一般可采用 4.0～6.0m.在条件许可时，水深尚可加大。
设池深H=5。5m，池宽与有效水深之比=2，则B=11m。
池的横截面积：A=B×H=11×5。5=60.5㎡。
池的长度为：L==570m，则池的长宽比L/B=52〉10。
每组曝气池设置5个廊道，每个廊道有效长度为:l=L/5=114m.
曝气池的超高取0.8m，则曝气池的总高度为：5.5+0。8=6。3m.
7。2。6 曝气池放空管设计
由规范6。6。6条每组曝气池在有效水深一半处，宜设置排放上清液的管道。所以在池体1/2处设放空管，同时在曝气池的底部、三分之一处也设置放空管，管径尺寸本设计不作计算。
7.2。7 曝气池进水槽按三边环绕式设计
本次设计采用阶段曝气活性污泥法，在曝气池的进水与出水两侧，增设污水配水渠道,中间并用中间渠道联通.
曝气池的进水与进泥口均设于水下,采用淹没出流方式,以免形成短路,并设闸门，以调节流量。曝气池的出水采用溢流堰的方式，处理水流过堰顶,溢流流入排水渠道。
1) 曝气池进水槽与曝气池间连接进水短管加阀门淹没式进水（见图10），以满足多点进水的要求，根据规范要求进水口分布在曝气池的前（n－1)条廊道内，本次设计每组曝气池共有4个进水口。
2）短管管径DN的计算流量按最高日最高时的一半，且采用单点进水时最不利运行方式.最高日最高时流量的一半为1407L/s，选择DN800的钢管。
图10 曝气池进水槽与曝气池连接进水短管示意图
3)： 三边环绕式进水槽流量按最高日最高时流量的一半计算，。根据《室外排水设计规范》GB50014—2006（2014年版）表4。2。6，当水流深度为 0。4～1.0 m 时,混凝土排水明渠的设计流速为0.4～4m/s。且槽内流速V按明渠不淤流速0。7m/s以上考虑得出进水槽过水断面尺寸。 进水槽宽度不应小于0。7m，这样做目的可考虑其上方加盖板可做1.1m~1。2m宽的人行道。
设明渠内水的流速3m/s,则进水槽过水断面面积为：1。41/3=0.47㎡，设明渠的宽度为1。0m，则明渠的深度为0。47m。
4)：多折式廊道推流式曝气池导流墙开口宽为单廊道宽的1.2—1。5倍，转弯半径为单廊道宽。则导流墙的开口宽为1。2×11=13.2m，转弯半径为11m。
7.2。8曝气池出水渠
1) 平面尺寸： 出水槽按矩形设计一边尺寸与曝气氧化池单廊道宽一致，另一边尺寸最小不应小于1。2 m (见图11）。
2） 立面尺寸： 出水渠渠底与曝气氧化槽底相平（见图12）。
图11 曝气池出水渠平面布置
图12曝气池出水渠立面布置
7。3 曝气系统的计算与设计
本设计采用鼓风曝气系统.
7.3.1 计算需氧量

ɑ'-活性污泥微生物每代谢1KgBOD所需要的氧量,以Kg计;
b’—每Kg污泥每天自身氧化所需要的氧量，以Kg计。
查 《排水工程》P173表4－19，取ɑ'＝0。53kgO2/kgBOD5，b′＝0.188kg O2/kgMLVSS·d.
混合液挥发性悬浮固体平均浓度：XV= fX=0。8×2857=2285。6mg/L。
经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机物量：Sr=Sa—Se=214。2—8。6=205.6mg/L。
（1）平均时需氧量
O2=
=0。53×187000×205.6÷1000+0。188×69061×2285。6÷1000
=50052kg O2/d=2085kg O2/h
（2)最大时需氧量:
O2=
=0。53×187000×1.3×205.6÷1000+0。188×69061×2285.6÷1000
=56165kg O2/d=2340kg O2/h
（3）每日去除的BOD5值
BODr=Sr×Q÷1000=205。6×187000÷1000=38447kg/d
（4) 去除每KgBOD的需氧量
∆Ob=O2÷BOD=50052÷38447≈1.30 kgO2/kgBOD
（5）最大时需氧量与平均时需氧量之比
O2（max）/ O2（avg)= 2340÷2085≈1。12
7.3.2 供气量的计算
采用BZQ球冠形可张微孔曝气器（见图13）,敷设于距池底约0.2m处.，淹没水深5.3m，计算温度定为20℃。
参考网址：http：//www.yxyjhb。net/yxyjhb-Products-1470524/
1）曝气器尺寸：192×180mm
2）适用工作空气量：0。8—3m3/h·个
3)服务面积：0.35—0。6m2/个
4）氧利用率：24—31％（6米水深时可达40。7％）
5）充氧能力：0。169-0。244kgO2/h
6)充氧动力效率：6。5—6。8kgO2/h
7）曝气器阻力损失：≤3200Pa
在安装时，再把支承托盘装于布气管道顶部的螺纹接咀上
图13 微孔曝气头
（1)水中溶解氧饱和度：CS（20）=9。17mg/L
（2）空气扩散器出口处的绝对压力：
Pb=1.013×105+9.8×103H Pa
=1.013×105+9。8×103×5.3=153240Pa=1。5324×105
（3）空气离开曝气池面时，氧的百分比：
EA-空气扩散器的氧利用率，BZQ球冠形可张微孔曝气器取31％,代入得：
Ot=≈15。5％
（4） 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度20℃考虑)
根据公式：
式中 CS－在标准大气压力下，清水中饱和溶解氧mg/L.
最不利温度条件，按水温20oC考虑,代入各值，得:
=6.97mg/L
（5)换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量，根据公式：
式中：R－曝气池的需氧量kg/h;
C－混合液剩余溶解氧浓度，取2.0mg/L
α－污水中KLa值与清水中KLa值之比，一般为0。8～1。0；
β－混合液的饱和溶解氧值与清水的饱和溶解氧之比，一般为0。9~0。97。
取α＝0。8，β＝0.90，C＝2.0mg/L,ρ=1。0
则标准条件下，平均时的需氧量为：
=5593kg/h
最大时的需氧量为:
RO（max)==6277kg/h
（6)曝气池平均时供气量:
==60140m³/h
(7)曝气池最大时供气量：
==67495m³/h
（8）去除每KgBOD5的供气量：
60140×24÷38447=37.5m³空气/KgBOD
（9）每m³污水的供气量:
60140×24÷187000=7。72m³空气/m³污水>3m³空气/m³污水，符合要求。
7.33 空气管系统计算
（1）布管原则：
1）每相邻的两廊道共设一根干管（或每廊道设一根干管)；
2）空气立管间距按4.5 ～ 5。5 m；
3)每排支管根数尽量取偶数，支管间距取0。7～0。9m；
4)每根支管单侧的曝气头个数4～5个；
5）最边上的曝气头距离池壁≮0.3m,支管末端堵头距离池壁为0。1m。
（2）曝气装置布置
根据所选BZQ球冠形可张微孔曝气器,设每个曝气头的服务面积为0。5×1.0m。单个廊道曝气的长度为114m,廊道宽度为B=11m，曝气面积为:1254㎡,总曝气面积为12540㎡,需要的曝气头总个数为12540/0.5=25080个。
在单廊道长度方向上设置的曝气头个数为114/0.5=228个。在廊道宽度方向上设置的曝气头个数为11/1.0=11个,最边上的两个曝气头中心距离池壁0。5m.则每个廊道曝气头的个数为：11×228=2508个，总曝气头数为25080个=25080个,符合需求。每个曝气头的工作流量是67495÷25080=2。7m³/h，符合曝气头的工作流量范围0。8-3m3/h·个。
曝气头布置：每条支管上装有10个曝气头，每根支管单侧的曝气头个数为5个，支管间间距为1。0m，每条立管间距为5m，设置23根立管，每根立管上连接11根支管。其中，干管的最后一根立管上的每一根支管上设置8个曝气头,此立管距离相邻立管4.5m。
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计算图（如图14—图15所示）,用以进行计算。
图 14 空气管路计算图(1）
图15 空气管路计算图（2）
（3）空气管路损失计算
《室外排水设计规范》GB50014-2006(2014年版）6。8。14输气管道中空气流速宜采用:干支管为 10～15m/s；竖管、小支管为4~5m/s。
6。8。15 鼓风机房应设置备用鼓风机,工作鼓风机台数在4台以下时，应设1台备用鼓风机；工作鼓风机台数在4台或4台以上时，应设2台备用鼓风机.备用鼓风机应按设计配置的最大机组考虑.
由上计算可知每个曝气头的工作流量是2.7m³/h,根据空气计算管路图,选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计计算节点,统一编号后列表进行管道计算,管道沿程损失计算如表6所示.
由表可得，沿程损失总和为h1=191.73×9。8=1.879KPa，局部阻力总损失为：1.879×0.2=0。376KPa，BZQ球冠形可张微孔曝气器阻力损失最大为3.2KPa,则总压力损失为：
1.879+0.376+3。2=5。455KPa
表6 空气管路沿程损失计算表
管段编号
管段长度 L(m)
空气流量
空气流速 v（m/s）
管径 D（mm）
压力损失
m³/h
m³/min
9.8（Pa/m)
9.8(Pa）
36—35
0.5
2。7
0。05
0.4
50
0。06
0。03
35-34
0。5
5。4
0。09
0.8
50
0.19
0。09
34—33
0.5
8.1
0。14
1.19
50
0.38
0。19
33—32
0.25
10.8
0.18
1。59
50
0.63
0。16
32—31
1。0
21。6
0。36
0。34
150
0。01
0。01
31—30
1。0
43。2
0。72
0。69
150
0。04
0。04
30—29
1。0
64。8
1。08
1。03
150
0。07
0.07
29—28
1。0
86.4
1.44
1.38
150
0.12
0.12
28-27
1.0
108
1。80
1。72
150
0.18
0。18
27—26
11。6
237.6
3。96
3。79
150
0。73
8。41
26—25
4。5
475。2
7。92
0。56
550
0。01
0.02
25—24
5.0
1069。2
17。82
1。25
550
0。02
0。10
24—23
5。0
1663。2
27.72
1。95
550
0。05
0。23
23—22
5。0
2257。2
37。62
2.65
550
0.08
0。38
22—21
5.0
2851.2
47。52
3.35
550
0。12
0。58
21—20
5。0
3445。2
57。42
4.04
550
0.17
0。83
20-19
5。0
4039。2
67.32
4。74
550
0。22
1。10
19—18
5。0
4633。2
77。22
5。44
550
0.29
1.43
18-17
5。0
5227。2
87。12
6.13
550
0.36
1.78
17—16
5。0
5821.2
97。02
6.83
550
0。44
2.20
16-15
5。0
6415。2
106.92
7.53
550
0。53
2.63
15—14
5.0
7009。2
116.82
8.22
550
0。63
3。13
14—13
5.0
7603。2
126。72
8.92
550
0.73
3。63
13—12
5.0
8197。2
136。62
9。62
550
0。84
4。20
12—11
5.0
8791。2
146。52
10.32
550
0。96
4。80
11—10
5.0
9385。2
156。42
11.01
550
1。09
5.43
10—9
5.0
9979。2
166。32
11。71
550
1.22
6。10
9—8
5。0
10573。2
176。22
12.41
550
1.37
6。83
8-7
5。0
11167。2
186.12
13。1
550
1。52
7。60
7—6
5。0
11761.2
196。02
13。8
550
1。68
8.38
6—5
5.0
12355。2
205。92
14。5
550
1。85
9.23
5—4
5.0
12949.2
215.82
15.2
550
2。02
10。10
4—3
32.7
13543.2
225.72
15。89
550
2.20
71。94
3—2
11。0
27086.4
451。44
6.66
1200
0.17
1.82
2-1
30。0
67495。0
1124。92
16.61
1200
0。94
28。05
合计
191.73
(4)空压机的选定
空气扩散装置安装在距曝气池池底0。2m处,因此,空气压缩机所需压力为：
P=（5。5—0.2）×9。8+5.455=57。395KPa
空压机的供气量:
最大时为：67495m³/h=1125m³/min
平均时为：60140m³/h=1002m³/min
根据所需压力及空气量,选用5台AGR—445型罗茨鼓风机,性能参数如表7所示。正常条件下，3台工作，2台备用，高负荷时4台工作,1台备用。安装尺寸图如图16所示。
（参考网址：http://www