鼓 风 机 房 设 计 说 明 书

　　第 1 章 鼓风机房的设计................................ 2 1.1 设计目的与任务 ................................ 2 1.1.1 设计目的................................. 2 1.1.2 设计任务................................. 2 1.2 工艺流程浅析 .................................. 3 1.3 设计计算及选型 ................................ 3 1.3.1 曝气沉砂池所需风量计算................... 3 1.3.2 曝气池鼓风机选型......................... 3 1.3.3 SBR 池所需风量计算 ...................... 4 1.3.4 供气量计算.............................. 5 1.3.5 空气管路计算............................ 7 1.3.6 空压机选择............................... 7 1.3.7 鼓风机房设计............................. 8 1.4 消声、通风及采暖 ............................. 9 1.4.1 消声..................................... 9 1.4.2 通风..................................... 9 1.4.3 采暖.................................... 10 第 2 章 心得体会..................................... 11 致 谢............................................ 13 参考文献............................................. 14 1 第 1 章 鼓风机房的设计 1.1 设计目的与任务 1.1.1 设计目的 本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节，是对 学生进行的一次综合性专业设计训练。通过课程设计使学生获得 以下几方面能力，为毕业设计打基础。 1、 进一步巩固和加深学生所学一门或几门相关专业课 （或专 业基础课）理论知识，培养学生设计、计算、文献查阅、报告撰 写等基本技能； 2、 培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的 能力； 3、培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态 度和严谨求实的工作作风。 1.1.2 设计任务 根据工艺流程和设备参数进行鼓风机房的设计， 包括风量计 算、空气管路计算、空压机选择等。 2 1.2 工艺流程浅析 提 升 泵 房 集 配 水 井 曝 气 沉 砂 池 进水 中 格 栅 细 格 栅 初 沉 池 鼓风机 后续处理 贮泥池 污泥浓缩池 SBR 池 出水 消毒接触池 图1-1 工艺流程图 需要鼓风部分：曝气沉砂池、SBR池 1.3 设计计算及选型 1.3.1 曝气沉砂池所需风量计算 每小时所需空气量 每立方米污水的曝气量为0.2 m3空气 q=3600 ? Q最大 ? d =3600 ? 0.390 ? 0.2=280.8 m3/h (1-1) 1.3.2 曝气池鼓风机选型 选择GM 35型鼓风机两台分别提供空气量， 每台Q=310 m3/h。 3 1.3.3 SBR 池所需风量计算 (1)平均时需氧量 O2 ? aQSr ? bVX V (1-2) 设计中取活性污泥微生物每代谢 1kgBOD 所需的氧气 kg 数， 对于生活污水， a ? 0.5 污水的平均流量 Q=50000m3/d 被降解的 BOD 浓度 Sr=0.186g/l 每 1kg 活性污泥每天自身氧化所需要的氧气 kg 数 b ? 0.15 挥发性总悬浮固体浓度 X V =Xf =4000 ? 0.75=3000mg/l=3g/l 曝气池有效容积 V= = (1-3) QSa Ns XV 50000 ? 196 =21777.78 m3 0.15 ? 3000 (1-4) O2=0.5 ? 50000 ? 0.186+0.15 ? 21777.78 ? 3=14450kg/d=602.08 kg/h (2)最大时需氧量 最大时需氧量计算方法同上，只需将污水的平均流量换为最 大流量 O2`=0.5 ? 67450 ? 0.186+0.15 ? 21777.78 ? 3=16073kg/d=669.71kg/h (3)最大时需氧量与平均时流量之比 O2`/ O2=669.71/602.08=1.112 4 1.3.4 供气量计算 采用 Ww–180 型网状膜微孔空气扩散器，每个扩散器的服务 面积为 0.45m 2 ，敷设于池底 0.2m 处，淹没深度为 4.0m，计算温 度设定 30℃。 查表得 20℃和 30℃时，水中饱和溶解氧值为： 9.17mg/L；7.63mg/L （1）空气扩散器出口处的绝对压力 P ?3 51 ?0 b ?1 . 0 1 9 H 800 (1-5) 设计中取扩散器上淹没深度 H ? 4.0m Pb=1.013 ? 105+9800 ? 4=1.405 ? 105Pa （2）空气离开曝气池池面时，氧的百分比 Ot ? 21?1 ? EA ? ?100% 79 ? 21?1 ? EA ? (1-6) 设计中取空气扩散器的氧转移效率取 EA ? 12% Ot ? 21?1 ? 0.12? ?100% ? 18.96% 79 ? 21?1 ? 0.12? （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） Csb(30)=Cs( Pb O + t ) 5 2.066 ? 10 42 (1-7) Csb(30) 为 30℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值 (mg/L) Cs 为 30℃时，在大气压力条件下，氧的饱和度(mg/L) 5 Csb(30)=7.63 ? ( 1.405? 105 18.96 + )=8.63mg/L 2.066? 105 42 换算为在 20℃条件下，脱氧清水的充氧量 R0 = ? ?? ? ? ? Csb (T ) ? C ?? 1.024 RCS ( 20) T ? 20 (1-8) 设计中取混合液需氧量 R=602.08kg/h，20℃时鼓风曝气池内 混 合 液 溶 解 氧 饱 和 度 的 平 均 值 Csb(20)=9.17mg/L, 修 正 系 数 α ? 0 . 8 2β, ? 0 .，压力修正系数 95 ρ ? 1.0 ，曝气池出口处溶解氧浓 度 C ? 2.0mg / L 平均时需氧量为：R0= 602.08 ? 9.17 0.82 ? ?0.95 ? 1 ? 8.63 ? 2?? 1.02430 ?20 =856.88kg/h 最大需氧量为：R0max= 669.71? 9.17 0.82 ? ?0.95 ? 1 ? 8.63 ? 2?? 1.02430 ?20 =953.14 kg/h （3）曝气池供气量 曝气池平均时供气量：Gs= = R0 0. 3 E A 856 .88 =23802.22m3/h 0.3 ? 0.12 (1-9) 曝气池最大时供气量：Gsmax= = R0 max 0. 3 E A 953 .14 =26476.11 m3/h 0.3 ? 0.12 (1-10) 6 1.3.5 空气管路计算 按照图例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 6 根干管。在每根干管上设 8 对 曝气竖管，共 16 条配气竖管。曝气池共设 96 条配气竖管，每根 竖管的供气量为： 26476.11/96=275.80 m3/h 曝气池的平面面积为 8400 m2，每个空气扩散器的服务面积 按 0.45m2 计，则所需空气扩散器的总数为： 8400/0.45=18666.67 取 18667 个 每根竖管上安装的空气扩散器的个数为： 18667/96=194.45 取 195 个 每个空气扩散器的配气量为： 26476 .11 =1.414 m3/h 96 ? 195 1.3.6 空压机选择 空气扩散装置安装在距离池底 0.2 m ，曝气池有效水深为 4.2m，空气管路内的水头损失按 1.0m 计，则空压机所需压力为： P ? ? 4.2 ? 0.2 ?1.0? ? 9.8 ? 49kPa 空压机供气量： 最大时： Gsmax= R0 max 0. 3 E A 953 .14 =26476.11 m3/h=441.27m3/min 0.3 ? 0.12 7 (1-11) = 平均时：Gs= = R0 0. 3 E A 856 .88 =23802.22m3/h=396.70m3/min 0.3 ? 0.12 (1-12) 国产风机有罗茨鼓风机、离心风机、通风机等。 罗茨(定容式)鼓风机中小型污水厂最常用，国产单机风量在 80m3/min 以下，风压有 3.5、5、7、9、11m，而以 5m 者运行最 稳定，采用最多。罗茨鼓风机噪声大，必须采取消音、隔音措施。 离心式鼓风机噪声较小，一般可达 85dB，且效率较高，适用 于大中型污水厂。我国离心式鼓风机使用经验不多，特别是大型 离心式鼓风机还有待完善，选用时应与生产厂密切配合。机组工 作点应避开湍振区，湍振区须由生产厂提供。风压在 1.2m 以下 的轴流通风机，在浅层曝气中采用。 根据所需压力及空气量，选择江苏省南通市恒容机泵厂的 3L63WD 三叶型罗茨鼓风机，共 10 台，该鼓风机风压 49kPa，风 量 55 m3 / min 。正常条件下，8 台工作，2 台备用；高负荷时，9 台工作，1 台备用。 1.3.7 鼓风机房设计 设计原则： 1、 设计应遵守排水规范有关规定、机组间距应不小于1.5m。 2、 采取必要的防噪声措施。 3、 每台风机设单独基础。 4、 风管最低点应有油、水的排泄口。 5、 机房应设双电源。 8 6、 鼓风机房一般应包括配电房、值班室等。6up 7、 在同一供气系统中，应采用同一类型风机。 8、 设有工作风机和备用风机。 9、 风管管路应设置回风管和相应阀门、止回阀、防止回风。 10、风机进风口应有净风 装置，进风口应高出地面2m左右。 1.4 消声、通风及采暖 1.4.1 消声 在污水处理工程中，噪音主要来自发电机、水泵及风机和通风管 道。本节主要讲来自水泵及风机和通风管道的噪音。 1、 水泵应安置在远离操作人员和其它人员集中的地方， 特别是对 于管道泵的安装位置的选择。 2、 在满足工作性能和工作要求的前提下， 优先选用噪音低的风机， 如离心风机、低束罗茨风机等。 3、在管路设计上对进气和排气管路合理采用消音器，消音弯头、 消声管道等以降低噪音。 4、 便理控制通风管道中风速， 如增大管道通径而降低风速达到降 低噪声的目的。 5、改进风机房的设计结构，在机房内墙壁采用隔音、吸音材料， 以降低机房外界的环境噪音。 1.4.2 通风 通风的目的是确保人力和设备的安全。 9 1、 因工作需要或在寒冷地区采暖、 保温的需要采用封闭性和半封 闭性构筑物时必须设置排风口或拔风口， 如调节池、 封闭式CASS 池、防止池内沼气自燃自曝或沼气、二氧化碳及其它有毒气体对 操作人员、维修人员造成伤害。 2、对污水、污泥处理的工作场所设置排风装置，确保操作人员呼 吸到新鲜空气，防止职业病发生。 3、对配电房、电控室、风机房、特别是风机进气口设置室内的风 机房必须设置进排风口或进排风装置、确保室内空气流通。 4、 对于通风管道的承压要求必须按规范设计、 防止管道爆裂造成 人员和设备伤害。 1.4.3 采暖 对于某些设备以及在寒冷地区进行污水处理工程设计时，采用采 暖设计，除执行通风的有关要求外，还应注意以下几点： 1、对于一般性防冻保温而铺设地下的管道必须在冻土层以下。 2、 设在地面上的管道在管道周围应留有足够的空间， 便于管道外 层敷设隔热、保温层，特别对多根平行或交叉的管道更应该留有 足够空间。 3、对蒸气管道下有人和车通行的管段应高出地面一定高度(高度 按设计规范)防止管道的保温层脱落、管道烫伤行人或管道破裂、 蒸气外溢而烫伤行人。 4、 对外露空间的高压和蒸气管道及有毒性介质的管道均应设置警 示牌。 10 第 2 章 心得体会 通过这次持续一周的课程设计， 我们再一次进行了系统的思 维训练，从查阅资料到完成设计说明书，加强了同学之间的交流 和沟通，培养了我们分析问题和解决问题的能力，让我们撰写文 献和说明书的水平又上升了一个层次。 这次设计给了每个同学一种责任感，在数个深夜，还有同 学在忙碌着，思考着解决问题的方法，这不仅是对同学们一次在 学术知识上的考察，还是一次耐心和恒心上的考验，特别是当我 们完成设计说明书的时候，一种强烈的成就感溢满心胸，那种感 觉只有亲身体验才能懂得。在课程设计即将结束的时候，我们感 受颇深：首先我们的水平离实际工程上的水平还有较大的差距， 我们需要继续深入学习，不断提高自身的理论知识水平和工程素 养；这次设计是理论应用于实践的过程，让我们巩固了所学的理 论知识，更加深入地了解环境工程这门专业，也为我们在日后的 学习中指引了方向，树立了信心；这次课程设计增加了同学和老 师之间、同学和同学之间的相互交流，培养了同学们之间的团队 协作精神，当遇到困难时，大家共同出谋划策，当有同学懈怠时， 看着别人在身旁忙碌着，就又重新充满了斗志和动力，这是多么 宝贵的精神财富！ 我希望以后还会有这样的机会，同学之间相互交流、共同 探讨问题，这也是大学里甚至人生中深刻难忘的回忆，同时我们 也意识到个人独立解决问题的能力也是很重要的，这次课程设计 中我们发现的不足定会在日后的工作和学习中努力弥补，自身和 11 同学身上的优点也会不断发扬。 总之，这次课程设计让我受益匪浅！ 12 致 谢 感谢老师在课程设计这段时间不辞辛劳， 不厌其烦地为我们 答疑解惑， 您为我们指引了前进的方向， 让我们找到自身的不足， 是我们今后努力学习的目标和榜样。感谢我的同学们在课程设计 过程中给予我的支持和关心，给了我前进的动力，这是我日后拥 有的宝贵的财富。在此深深感谢我的老师和同学们。 13 参考文献 [1]北京市市政工程设计研究总院主编.给水排水工程设计手册.第 5 册.城市排水.北京：中国建筑工业出版社,2004. [2]上海市市政工程设计研究院主编.给水排水工程设计手册.第 9 册.专用机械.北京：中国建筑工业出版社,2000. [3]中国市政工程西北设计研究院主编.给水排水工程设计手册.第 11 册.常用设备.北京：中国建筑工业出版社,2000. [4]孙慧修主编.排水工程上册（第四版）.北京：中国建筑工业出 版社,1999. [5]张自杰主编.排水工程下册（第四版）.北京：中国建筑工业出 版社,2000. [6] 韩洪军 . 水处理构筑物设计与计算 . 中国建筑工业大学出版 社,2002. 14