污水厂鼓风曝气设计规范

1. 曝气方法及曝气设备选择与计算

曝气方法与曝气设备
曝气设备是活性污泥法污水处理工艺系统中的重要组成部分，通过曝气设备向曝气池供氧，同时曝气设备还有混合搅拌的功能，以增强污染物在水处理系统中的传质条件，提高处理效果。曝气方法主要有以下几种：
①鼓风曝气
鼓风曝气就是利用风机或空压机向曝气池充入一定压力的空气，一方面供应生化反应所需要的氧量，同时保持混合液悬浮固体均匀混合。扩散器是鼓风曝气的关键部件，其作用是将空气分散成空气泡，增大气液接触界面，将空气中的氧溶解于水中。曝气效率取决于气泡大小、水的亏氧量、气液接触时间和气泡的压力等因素。
目前常用的空气扩散器主要有：
a.微孔扩散器；b.中气泡扩散器；c.大气泡扩散器；d.射流扩散器；e.固定螺旋扩散器。
鼓风曝气系统中常用的鼓风机为罗茨鼓风机和离心式风机。罗茨鼓风机在中小型污水厂较为常用，单机风量在80m3/min以下，缺点是噪声大，必须采取消音、隔音措施。当单机风量大于80m3/min时，一般采用离心式鼓风机，噪声较小，效率较高，适用于大中型污水厂。
②机械曝气
机械曝气也称为表面曝气，机械曝气器大多以装在曝气池水面的叶轮快速转动，进行表层充氧。按转轴方向不同，可分为立式和卧式两类。常用的立式表面曝气机有平板叶轮、倒伞型叶轮和泵型叶轮等，卧式表面曝气机有转刷曝气机和转盘曝气机等。曝气叶轮的充氧能力和提升能力同叶轮浸没深度、叶轮的转速等因素有关，在适宜的浸深和转速下，叶轮的充氧能力最大，并可保证池内污泥浓度和溶解氧浓度均匀。
一般而言，机械曝气常用于曝气池较小的场合，可减少动力消耗，维护管理也较方便。鼓风曝气供应空气的伸缩性较大，曝气效果也较好，一般用于较大的曝气池。
例题：已知曝气池的供气量G5＝5040m3/h，鼓风机房至曝气池干管总长44m，管段上有弯头5个，闸阀2个，计算输气干管的直径和压力损失。
解：由于干管上没有支管，可采用同一管径，根据＝5040m3/h以及经济流速＝15m/s，在空气管管径计算简图上，两点作一条直线，交管径线于一点，得管径为350mm。根据折算公式得配件折长度为＝194×0.284＝55.2m
所以得到干管的计算长度为44＋55.2＝99.2m，计算水温为30℃,管内空气压力为60kPa，查摩擦损失计算图，可得到摩擦损失h＝5.3kPa/1000m，则管道的压力损失为
一般希望管道及扩散设备的总压力损失不大于15kPa,其中管道损失控制在5kPa以内。
选择风机的依据是风量和风压，并考虑必需的储备量。鼓风机台数不少于2台，其中一台备用，以适应负荷的变化。

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2. 如何选择曝气用鼓风机2020-06-18

在城市污水处理厂，鼓风曝气所占的能耗占到总能耗的一半左右，选择合适的曝气风机在节约运行成本中占着至关重要的作用。

1曝气用鼓风机分类

好氧池曝气常用的风机有四类：罗茨鼓风机、多级离心风机、单级高速离心风机和空气悬浮鼓风机。

鼓风机介绍

1、罗茨鼓风机目前多为三叶型，每转动一圈由两组三叶型叶轮完成3次吸、排气。结构简单，性能稳定。罗茨鼓风机属于容积式风机，其特点是在设计压力范围内，管网阻力变化时，流量变化很小。

罗茨风机风量受压力变化影响小。当曝气池液位变化时，鼓风量基本不变。风量调节：罗茨风机风量受转速控制，风量调整可通过变频调速进行，变频后风压可以维持。

2、多级离心风机

离心鼓风机是电机带动风机叶轮旋转，使叶片之间的气体在离心力的作用下甩出，外界气体通过叶轮中间形成的负压吸入，达到连续鼓风的目的。在常规转速下单级离心升压有限，采用多级串接的方式可达到升压要求，称为多级离心风机。

多级离心风机随风压变化流量变化较大。当曝气池液位变化时，鼓风量会有变化。风量调节：多级离心风机风量调节可通过变频进行，变频后风压会相应降低，变频范围受到一定限制。

3、单级高速离心风机

单级高速离心风机指提高风机转速，通过单级离心即可达到工艺的升压要求。单级高速离心风机风量大、效率高，对制造水平要求较高。

单级高速离心风机随风压变化流量变化非常大。当曝气池液位发生变化时，鼓风量变化会较大。风量调节：单级高速离心风机可通过进口导叶调整，风量调整时不影响风压，同时可以降低风机轴功率，达到节能效果。由于变频调节时，风压下降幅度会较大，可能会无法满足工艺要求，单级高速离心风机一般不用变频调节风量。

4、空气悬浮鼓风机

空气悬浮鼓风机是通过磁或空气的作用，使转动轴形成悬浮状态，摩擦阻力小，效率高，也可以通过进口导叶调整风量。悬浮离心风机由于摩擦力小，风机效率会更高。空气悬浮鼓风机叶轮也为单级高速类型，性能曲线与单级高速离心风机类似。

3. 工业污水处理时常见的曝气方法有哪些类型

曝气目的是为了使为了给微生物反应提供充足的氧气，常见曝气方式有：1.鼓风曝气 2.表面曝气 3.潜水射流曝气 4.沉水曝气 鼓风曝气:使用具有一定风量和压力的鼓风机通过管道向设备曝气，提供充足氧气 表面曝气：利用电动机带动叶轮，将废水由导管向四周喷射，在水珠与空气接触形成水珠，以及落下时溅起大量气泡，使水中含氧增加。 潜水射流曝气：曝气设计专用水泵,进气导管、喷嘴座、混气室、扩散管所组成,水流经连接于泵出口之喷嘴座高速射入混气室,空气由进气导管引导至混气室与水流结合,经扩散管排出.也称射流曝气机。 沉水式曝气：利用发电机直接传动叶轮之旋转来造成离心力，使附近的低压吸进水流，同时，叶轮进口处也制造真空以吸入空气，在混气室中，这些空气与水混合之后由离心力作用急速排出。 基本上曝气方式就以上四种，基本上曝气方式都是通用的，不管是工业污水还是生活用水。均可以用。

4. 暴气池的曝气池曝气方法

曝气方法主要有鼓风曝气和机械曝气。 又称压缩空气曝气。采用这种方法的曝气池，多为长方形混凝
土池，池内用隔墙分为几个单独进水的隔间，每一隔间又分成几条廊道。污水入池后顺次在廊道内流动，至另一端排出。空气是用空气压缩机通过管道输送到设在池底的空气扩散装置，成为气泡弥散逸出，在气液界面把氧气溶入水中。扩散装置有多孔管、固定螺旋曝气器、水射器和微孔扩散板等四种不同型式。 一般是利用装在曝气池内的机械叶轮转动，剧烈搅动池内
废水，使空气中的氧溶入水中。叶轮装在池内废水表面进行曝气的，称为表面曝气。这种装置通过叶轮的提水作用,促使池内废水不断循环流动,不断更新气液接触面以增大吸氧量。叶轮旋转时在周缘形成水跃，可有效地裹入空气；叶片后侧产生负压，可吸入空气，所以充气效果较好。叶轮浸水深度和转速可以调节，以保证最佳效果。典型的机械曝气池有圆形表面加速曝气池、标准型加速曝气池、IO型加速曝气池和方形加速曝气池等。鼓风曝气和机械曝气两种方法有时也可联用，以提高充氧能力，这适用于有机物浓度较高的污水。

5. 污水处理厂建筑设计

以下是中达咨询为建筑人士整理的关于污水处理厂建筑设计相关资料。具体内容如下：
在目前污水处理厂建筑的设计中，设计师要根据污水处理工程的特点，借鉴他人的经验与技术，慎重选择工艺、考虑优化方案。同时重视发挥地区性的文化特点，在满足污水处理工艺流程要求的基础上，将污水处理厂建筑的特点、功能与地域、民族、文化相结合，充分发掘并塑造独特的企业形象，丰富企业文化的内涵。追求污水处理厂建筑物与自然环境、文化环境的整体协调，竖起一座座环保形象的丰碑。
1、污水处理厂的工艺流程
整个污水处理过程是通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅或者筛率器之后进入沉砂池，再经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理（即物理处理）。初沉池的出水进入生物处理设备，用活性污泥法和生物膜法，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。
2、污水处理厂建筑物设计的特点
2.1、基础工程设计
主要构筑物如提升泵房、臭氧接触池、鼓风机房、臭氧发生器室等基础一般采用<500预应力薄壁管桩基础，有效桩长12m，根数根据实际需要确定。注意预应力管桩施工时采用静压法，打桩施工时先打试桩。
2.2、主体结构工程设计
管廊及滤池底板、壁板、走道板等主体结构一般采用现浇C25补偿收缩防水混凝土，混凝土抗渗等级S6；砖砌体用MU10烧结多孔砖，地面以下用M10水泥砂浆砌筑，地面以上用M5混合砂浆；垫层用C10混凝土，预制板用C30混凝土；铁梯栏杆均采用不锈钢栏杆。
2.3、提升泵房、臭氧接触池设计
提升泵房、臭氧接触池构筑物的设计等级、基础与结构的施工方法同其他建筑物，但面层则有不同的做法：外立面用水泥砂浆分层抹平，白色长条外墙面砖贴面。水池非露天顶板采用抛光玻化砖面层；内壁采用清水混凝土，清水混凝土表面修整后，采用IPN8710-2B两地两面防腐涂层。
2.4、废水池设计
一般面层做法为地板面用C20素混凝土找坡；壁板内外壁及顶板底面采用清水混凝土；由于水池全部埋入土中，水池顶板顶面和水池壁板外侧均要求刷冷底子油二道。
2.5、污泥浓缩池设计
地基一般采用换土垫层法施工，挖去淤泥质黏土层至粉质黏土层，并换成中粗砂垫层至池底。面层做法为：底板面、壁板及毛石混凝土锥壁内壁采用1B2水泥砂浆分层抹平；外壁地面以下刷冷底子油二道，地面以上外壁用水泥砂浆抹光，中高档外墙用涂料刷面。走道板面采用广场地面砖。
2.6、鼓风机房、臭氧发生器室设计
建筑耐火等级、屋面防水等级按要求设计，一般为现浇钢筋混凝土框架结构，基础为<500预应力薄壁管桩基础。1）砌体工程：通常室内设计地面以下采用MU10标准黏土砖，M10水泥砂浆砌筑；室内设计地面以上采用MU10烧结多孔砖，M5混合砂浆砌筑。2）屋面工程：通常建筑找坡材料为膨胀珍珠岩，保温材料为聚苯乙烯泡沫塑料保温板40厚，防水涂料采用1.5厚JS高分子防水涂料，防水卷材采用氯化聚乙烯橡胶共混卷材。3）顶棚工程：通常采用轻钢龙骨穿孔金属板吊顶，纸筋灰抹面。4）墙面装修工程：墙面基层水泥砂浆均加抗渗王）?型，内墙面用白色乳胶漆面或瓷砖饰面；外墙面用面砖面。5）门窗工程：通常采用铝合金门窗或木门窗。6）油漆防腐工程：一般木制预埋件冷底子油两度防腐，金属预埋件及明露铁件刷PN8710防腐涂料防腐；木门满刮腻子。
2.7、脱水机房设计
基础一般采取柱下独立基础和条形基础。其他构造跟鼓风机房、臭氧发生器室相似。
2.8、其他建筑物设计
厂区内变配电设备房、综合办公楼、化验室、宿舍、食堂和保安室等的设计，只要考虑满足基本生产控制要求即可，主要是为了节约投资。在污水处理厂建筑物整体土建设计时，应结合污水处理厂规模、污水水质、处理工艺及当地的实际条件和场地岩土工程条件，积极稳妥地采用先进技术，减少占地面积，降低工程投资。
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3、污水处理厂建筑设计的发展趋势
3.1、污水处理厂建筑的风景化趋势
越来越多的建设单位及设计师开始将建筑的规划设计中心从以往的污水处理设备转移到以人与自然的理念上来，重视并努力体现人对自然风景的热爱。在建筑空间设计上，创造让人产生美感和亲切感的良好生活环境，最终达到人与自然的统一协调。
3.2、污水处理厂建筑的高科技化趋势
污水处理厂建筑在建筑材料上是利用高科技材料，提高建筑的灵活性、通用性和多样化；在建筑结构体系上，采用新型大跨度结构体系；在技术及设备上，更多地满足污水处理与管理的微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染化等要求；在信息技术上，建立计算机自动化控制系统，使工艺流程、信息流更加顺畅。
3.3、污水处理厂建筑的节能环保趋势
由于污水、污泥本身的臭气在工艺流程中释放出来，给周边环境带来一定程度的污染，为此对臭气的处理，要污水处理厂消除自身污染。采用鼓风曝气的污水处理厂要选择低噪声的鼓风系统，污泥采用填埋处置工艺，要防止污泥废液污染地下水，并将废液进行处理后方可排放。采用污泥干燥焚烧工艺的污泥处置厂，要将有毒害气体进行处理，防止有毒害气体污染大气。
3.4、污水处理厂建筑的多元化趋势
污水处理厂投资主体的多元化、建设场地地域文化的多元化、企业品牌的多元化以及多元文化背景下的设计事务所的参与等，极大地促进了污水处理厂建筑多元化的形成和发展。国内设计师们在接受全球性的同时，也开始承认各民族、地区和地方文化的价值，在平等合作、竞争的同时，正在努力创造丰富多彩的跨文化的特色建筑。
3.5、污水处理厂建筑的城市设计化趋势
在各级政府重视城镇设计的大背景下，也应重视污水处理厂建筑。污水处理厂不能只简单地完成单体设计，而应从城市设计的高度，将建筑学的学科特征应用到创造城市空间上，对城市规划进行合理延伸和补充，并致力于厂区交通与城市交通流线的条理化。建立建筑与城市的生态关系以及可持续发展性，必将为城市带来全新的形象。有些污水处理厂通过建立企业标志建筑，塑造了城市地标性视觉焦点和建筑形象。
4、结束语
任何国家在经济发展的同时，随之带来了不同程度的环境污染，而污水是造成环境污染的来源之一。污水这个污染源的出现已引起了各级政府的关注，治理水污染的措施和法律法规也随之出台，其中建设污水处理厂为重要举措之一。目前已经有不少城镇和工业区投入大量资金建设和运营污水处理厂。建设污水处理厂，已经成为其他城镇和工业区净化污水环境的必要措施。
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6. 一体化污水处理设备施工方案详解

一体化污水处理设备施工方案详解

一、工程概况

生活污水中主要污染物包括CODcr、BOD5、油脂、SS等。未经处理排放将严重污染环境。为了保护环境，需要设计一套处理方案，确保一体化污水处理设备长期稳定运行，出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准。

二、设计依据

遵循《污水综合排放标准》GB8978-96、《生活杂用水水质标准及检验方法》CJ/T48-1999、《城镇污水处理厂出水处理主要排放标准》(GB18918－2002)、《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920-2002、《污水再生利用工程设计规范》、《生物接触氧化法设计规程》、《鼓风曝气系统设计规范》、《建筑给排水设计规范》GBJ15-88、《城市区域环境噪声标准》GB3096-93、《钢制焊接常压容器技术条件》JB880、《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ93-86、《井用潜水泵技术条件》GB/T2817/91、《格栅除污机技术条件》ZBJ/88013-90、《设备油漆、包装技术条件》JB/T2862-92。

三、设计范围

本方案涵盖一体化污水处理设备从进水口至出水口的工艺、结构、电气与自控设计，不涉及土建工程、处理站外输送管道、装饰工程、暖通和消防等。厂家提供土建基础设计资料。

污水处理站设计分为污水处理和污泥处理两大核心部分。

1. 污水处理

研究污水水质、水量变化，采用成熟、经济、稳定、操作方便、便于管理的处理工艺。

2. 污泥处理与处置

通常采用污泥浓缩机械脱水和污泥干化处理。考虑到干化处理成本较高及可能产生的二次污染，本工艺采用污泥消化系统，减少污泥量，产生的污泥仅进行简单浓缩处理后，由粪车抽吸外运。

四、设计原则

1. 遵守国家环保技术标准、规范及法律、法规、排放标准和设计规范。

2. 选用先进、经济、可靠的处理工艺，确保处理效果，降低运行成本。

3. 重视环境保护，防止二次污染，改善卫生条件，实施安全生产和清洁文明生产。

4. 提高自动化管理水平，减轻操作人员的劳动强度，实现集中管理和操作。

5. 系统设计具有灵活性、可调节性，适应水量、水质变化，确保系统的稳定性和先进性。

6. 采用污泥前置回流硝化工艺，减少污泥产生；在污泥池中采用好氧消化，确保无二次污染源。

7. 合理利用空间和场地，优化设计布局。

8. 确保地下室通风，避免二次污染，保证机电设备正常运行。

9. 出水水质需达到《污水综合排放标准》中的一级标准。

五、水质、水量

设计处理量为3 m3/h的生活污水，采用一套处理量为3 m3/h的组合式一体化污水处理系统设备。水质依据常规生活污水标准。

六、工艺流程及说明

采用二级生物处理+絮凝沉淀过滤工艺，去除水中主要污染物质，确保出水水质。一体化污水处理设备集成厌氧水解酸化、好氧生物接触氧化、沉淀池、杀菌消毒等功能，出水进入消毒水池后自流入集水池，提升至全自动一体化净水装置。全自动净水装置通过絮凝反应、沉淀、过滤，实现水的净化，上清液自流入清水池，多余水排放。

七、工艺结构说明

1. 固定格栅：调节池进口设置，拦截大颗粒物，防止堵塞设备。

2. 调节池：调节水量、水质，设置预曝气装置，防止沉淀。

3. 水解酸化池：促进有机物分解，为后续处理提供有利条件。

4. 接触氧化池：采用生物膜技术，高效降解有机物。

5. 斜管沉淀池：去除生物膜脱落物，提高沉淀效果。

6. 消毒池：确保水中有害细菌被杀死，达到排放标准。

7. 污泥池：进行好氧消化，减少剩余污泥量。

8. 风机：提供氧气，促进生物反应。

9. 二氧化氯发生器：高效消毒杀菌，去除氨氮和COD。

10. 自动化控制：PLC控制，实现设备自动化运行。

八、场地布置

场地布置灵活，主体设备室内设置，便于维护，调节池、污泥池、消毒池和清水池采用钢筋混凝土结构。

九、人员编制和运行管理

设备由专人管理，日常维护简单，主要通过自动控制系统操作。

十、运行成本

综合运行成本包括电费、药剂费用、污泥清理费用等，计算得出每吨污水处理成本约0.561元。

十一、设备性能检验和试验

确保设备运行无震动、无杂声，电机电流正常，弹性填料密度、组合填料重量、曝气器质量符合要求，电控柜满足设计标准。

7. 日处理水量10万立方米的污水处理厂设计

在我国，随着经济的迅速发展和人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，污水处理厂的建设日益增多。根据日处理污水量，污水处理厂分为大、中、小型三种规模。近年来，中小型污水处理厂的数量逐渐增多，如何搞好中、小型污水处理厂，尤其是小型污水处理厂，是专家和工程技术人员关注的问题。本文以日处理水量在3000-20000立方米的小型污水处理厂为例，探讨设计中应注意的问题。

在确定污水处理工艺时，应根据实际情况选择合适的处理工艺。对于小型污水处理厂，SBR法及氧化沟法是首选。这两种工艺都具有较高的耐冲击负荷能力，一般不设初沉池，工艺简化，节省占地，采用低负荷延时曝气方式运行，处理效果好，污泥好氧稳定，同时减少污泥产量。氧化沟的曝气方式主要采用表曝方式，而SBR工艺则省去二沉池和回流污泥泵房，使布置更加紧凑，且具有较强的调节能力，对于水质水量变化较大的情况，不需要高调节池。在北方严寒地区，冬季室外气温较低，氧化沟的表曝曝气方式也不适宜。SBR池池深也不受限制，必要时可适当加深。

对于CAST工艺，它利用不同微生物在不同负荷条件下生长速率差异和污水生物除磷脱氮机理，将生物选择器与传统SBR反应器相结合，具有较强的除磷脱氮能力。但是，由于CAST系统引入了厌氧选择器，实际的除磷效果需要进一步探讨和研究，特别是对于低浓度进水的情况，CAST工艺可有效防止污泥膨胀。相较于传统SBR工艺，CAST工艺在除磷效果上具有一定优势，但因没有内回流而使处理更为简化。

设计参数方面，应考虑实际污泥负荷、周期数、高水位污泥浓度、排出比、泥龄等因素，并进行小试加以确定。在条件允许的情况下，设计参数可取值如下：实际污泥负荷为0.05-0.15 KgBOD/KgSS·d，周期数为3-6/d，周期工作时间为4-8小时，高水位污泥浓度为2-5g/L，排出比为1/3-1/6，泥龄为20-30d。

预处理方面，温度、pH值等一般不需要设置专门的调节池，因为SBR池本身实际上就是一个调节池。格栅的尺寸根据设计流量和总变化系数确定，例如，对于5000吨/日的污水厂，采用并联设置的粗细格栅，计算得格栅尺寸较小，考虑到人工格栅在栅渣量不多的情况下可能更为经济。

沉砂池一般选用钟式沉砂池或类似产品，沉砂池进出水渠采用相应尺寸的碳钢制作，方便施工安装，同时造价不高于钢筋混凝土池。曝气系统方面，活性污泥法的曝气方式可分为鼓风曝气和机械曝气两大类，机械曝气适用于小型污水厂，具有噪音低、安装简单等优点。

脱水机一般采用带式脱水机，设备费用不高，不必连续运行。总图布置方面，考虑到污水厂较小，各构筑物之间一般用渠道相连，既节省占地，又减少水头损失。对于采用SBR法的小型污水处理厂，一般将沉砂池与SBR池通过渠道相连、污泥浓缩池与脱水机房和泥饼堆放场合建。

环保措施方面，应尽量采用潜水电机，减少污水处理厂的噪音。对于曝气系统，应选用机械曝气方式，同时在处理构筑物增设上部建筑或加盖以隔绝臭气。采用阳光板或压形钢板拱形罩棚可增强美观，便于维护管理，但在严寒地区应注意冬季结露问题。在混凝土盖板上填土种植绿化，可增加全厂的绿化面积，适用于需采用自重抗浮的情况。

总的来说，对于日处理水量在3000-20000立方米的小型污水处理厂，应采用SBR法或CAST工艺，并在设备选择、总图布置、环保措施等方面根据实际工程的具体特点，选择合适的方案，以达到节省工程投资、降低经营成本的目的。在排水管网设计方面，宜采用混合制排水体制，并注意合流污水的溢流问题，如合理确定截流倍数、雨水调蓄、环境评价及分流制管网与排水系统的连接。此外，设计规模的确定、处理工艺类型及选择、处理工艺参数的设定等也是设计过程中需要重点关注的问题。