中国工程建设标准化协会标准

鼓风曝气系统设计规程

Design standard of aeration blowing system

CECS 97 : 97

主编单位：北京建筑工程学院

审查单位：中国工程建设标准化协会工业给水排水委员会

批准日期：1997年12月30日
 

　　　　　　 　　　　　　　　　　1、前 言

　　现标准《鼓风曝气系统设计规程》CECS 97 ：97为中国工程建设标准化协会标准，推荐给有关单位使用。在使用过程中，请将意见及有关资料寄交北京和平街北口中国寰球化学工程公司中国工程建设标准化协会工业给水排水委员会（邮编：100029），以便修订时参考。

　　本规程主编单位：北京建筑工程学院
　　主要起草人：李艳城、王茂
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中国工程建设标准化协会
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1997年12月30日 1

　　　　　　　　　　　　　　　　　　总 则

　　1.0.1 为使生物处理曝气系统设计满足工程建设需要，特制定本规程。

　　1.0.2 本规程包括曝气器、供风管道、风机的选型及机房设计。

　　1.0.3 本规程适用于新建、扩建、改建的城市污水处理工程或工业污水处理工 程中的生物处理鼓风曝气系统的设计计算。

　　1.0.4 鼓风曝气系统设计除按本规程执行外，尚应符合现行有关的国家标准的规定。

　　　　　　　　　　　　　　　　　2 术 语

　　2.0.1 曝气器 aerator
　　　　用于水中充氧兼搅拌的基本器具或设备。

　　2.0.2 微孔曝气器 fine bubble aerator
　　　　空气通过多孔介质，在水中产生气泡直径小于3mm的高效曝气器。

　　2.0.3 中大气泡曝气器 middle and large air bubble aerator
　　　　空气通过曝气器在水中产生气泡直径大于3mm以上的曝气器。

　　2.0.4 可张中、微孔曝气器 openable middle and fine bubble aerator
　　　　空气通过具有弹性材质的微孔曝气器或软管时，其上孔缝张开，停止供气 时孔缝闭合的一种
　　曝气器。

　　2.0.5 双环伞型曝气器 double rings umbrella aerator
　　　　一种具有双环类似伞状的，在水中产生中大气泡的曝气器。

　　2.0.6 曝气器标准状态充氧性能 oxygentransfer performance
　　　　指单个曝气器在大气压力为0.1Mpa、水温为20℃时，对清水的充氧性能。

　　2.0.7 鼓风曝气系统 aeration blowing system
　　　　指由风机、管路、曝气器、除尘器为主组成的系统。

　
　　　　　　　　　　　　　　　　3 鼓风曝气器

3.1 一般规定

　　3.1.1 根据污水性质、环境要求、管理水平、经济核算，工程设计中可选用鼓 风曝气、机械表面曝气、射流曝气等方式，一般宜选用鼓风曝气式。

　　3.1.2 选用鼓风曝气系统时曝气器应符合下列要求：
　　　　1、在某一特定曝气条件下，既能满足曝气池污水需氧要求，又能达到混 合搅拌，池内无沉淀
　　的要求；
　　　　2、曝气器既要有较高充氧性能，又应有较强混合搅拌能力。同时还应有 不易堵塞、耐腐蚀、
　　坚固、布气均匀、操作管理及维修简便，成本低、 阻力小和寿命长等性能；
　　　　3、选用曝气器所组成的鼓风曝气系统，从整体上应具有节约能量、组成 简单、安装及维修管
　　理方便，易于排除故障等优点。

　　3.1.3 鼓风曝气器分为微孔曝气器及中大气泡曝气器。大、中型城市污水处理 厂宜选用微孔曝气器，接触曝气器氧化法宜选用中大气泡曝气器。

　　3.1.4 工程中选用的曝气器，应有该曝气器在不同服务面积、不同风量、不同 曝气水深时标准状态下的充氧性能曲线及底部流速曲线。

　　3.1.5 鼓风曝气器可满池布置，也可在池侧布置。推流式曝气池的曝气器宜沿 池长方向渐减布
置。

3.2 微孔曝气器

　　3.2.1 工程中常用微孔曝气器有：
　　　　1、可张中、微孔曝气器；
　　　　2、平板式微孔曝气器；
　　　　3、钟罩式微孔曝气器；
　　　　4、聚乙烯棒状微孔曝气器。

　　3.2.2 可张中、微孔曝气器技术性能应符合《污水处理用可张中、微孔曝气器》 CJ/T3015.4-96的要求，其充氧性能见附录A.0.1。

　　3.2.3 钟罩式、平板式微孔曝气器的技术性能应符合《污水处理用微孔曝气器》 CJ/T3015.1-93 的要求，其充氧性能见附录A.0.2。

　　3.2.4 在不连续曝气的污水生物处理中，当使用微孔曝气器时，应采用可张中、 微孔曝气器。

3.3 中大气泡曝气器

　　3.3.1 工程中常用的中大气泡曝气器有：
　　　　1、双环伞型曝气器；
　　　　2、穿孔散流曝气器；
　　　　3、网状膜中微孔曝气器；
　　　　4、固定螺旋曝气器；
　　　　5、动态曝气器；
　　　　6、盆型曝气器；
　　　　7、穿孔管曝气器。

　　3.3.2 双环伞型曝气器技术性能应符合《双环伞型曝气器》CJ/T3015.3-95 的 要求，其充氧性能见附录A.0.3，选用中大气泡曝气器时，宜选用双伞型 曝气器。

　　3.3.3 选用固定螺旋曝气器时，曝气池水深不宜小于4.0m，曝气池底部流速不 宜小于0.5m/s。

　　3.3.4 选用盆型曝气器时，曝气器启动阻力约为0.01Mpa，运行阻力约为 0.005Mpa。

　　3.3.5 选用穿孔管曝气器时，应根据污水性能确定孔径。一般宜为3-10mm。

3.4 曝气器数量计算

　　3.4.1 曝气池容积计算 曝气池容积可按下列方法之一计算：
　　　　1、按室外排水设计规范公式计算 详见《室外排水设计规范》GBJ14-87 第6.6.2条及第
　　6.6.3条。
　　　　2、按下述公式计算
　　　　　　1） 污泥负荷

　　　　　　　　FW =K ? Le （3.4.1-1）

　　　　　　 2） 曝气池容积
　　　　　　　　　
　　　　　　　　式中：FW - 曝气池的五日生物需氧量污泥负荷（kgBOD5/kgMLSS?d）；
　　　　　　　　　　　K -- BOD5降解常数由试验确定（l/d）；
　　　　　　　　　　　Le - 曝气池出水五日生物需氧量（mg/L）；
　　　　　　　　　　　Q -- 曝气池的设计流量（m3/h）；
　　　　　　　　　　　Li -- 曝气池进水五日生物需氧量（mg/L）；
　　　　　　　　　　　V -- 曝气池的容积（m3）；
　　　　　　　　　　　NW- 曝气池内混合液悬浮固体平均浓度（g/l）。

　　3.4.2 曝气池面积按下式计算

　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 （3.4.2-1）

　　　　　式中：F - 曝气池面积（m2）；
　　　　　　　　H - 曝气池水深（h）；
　　　　　　　　V - 由3.4.1算得的曝气池容积（m3）。

　　3.4.3 曝气池污水需氧量应按下列方法之一计算：
　　　　1、按室外排水设计规范公式计算
　　　　　 详见《室外排水设计规范》GBJ14-87 第6.7.2条。
　　　　2、按下述公式计算

　　　　　　　 O2=24?Q?（Li-Le）?a' + V?NW?b' （3.4.3-1）

　　　　　　　　式中：O2 - 曝气池污水需氧量（kgO2/d）；
　　　　　　　　　　　a' -- BOD5降解需氧量(kgO2/kgBOD5)；
　　　　　　　　　　　b' -- 活性污泥内源呼吸耗氧量（kgO2/kgMLSS?d）；
　　　　　　　　　　　a'、b' 宜通过试验确定，也可参照附录B.0.1。
　　

　　3.4.4 曝气池标准状态下污水需氧量按下式计算　
　　　
　　　　　　 式中：OC - 标准状态下曝气池污水需氧量（kgO2/d）；
　　　　　　　　　O2 - 由3.4.3算得的曝气池污水需氧量（kgO2/d）；
　　　　　　　　　Cs20-- 20 BC蒸馏水饱和溶解氧值9.17〈mgO2/L〉；
　　　　　　　　　α - 曝气设备在污水与清水中氧总转移系数之比值；
　　　　　　　　　β - 污水与清水中饱和溶解氧浓度之比值；
　　　　　　　　　α、β值通过试验确定，也可参照附录B.0.2选用；
　　　　　　　　　1.024-温度修正系数；
　　　　　　　　　T - 曝气池内水温，应按夏季温度考虑（BC）；
　　　　　　　　　CS(T)-- 水温TBC时蒸馏水中饱和溶解氧值（mg O2/L〉；
　　　　　　　　　Ct - 曝气池正常运行中应维持的溶解氧浓度值（mg O2/L〉；
　　　　　　　　　ρ - 不同地区气压修正系数
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　P - 压力修正系数，按下式计算
　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　（3.4.4-3）

　　　　　　　　 式中：Pb - 空气释放点处绝对压力，按下式计算
　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　（3.4.4-4）
　　　　　　　　 式中：Pa - 当地大气压力（Mpa）；
　　　　　　　　 　　　H - 曝气池空气释放点距水面高度（m）；
　　　　　　　　 　　　Ot - 空气逸出池面时气体中氧的百分数，按下式计算。
　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　（3.4.4-5）
　　　　　　　　 式中：ε - 曝气池氧的利用率，以%计。
　　　　　　　　　　　　（由附录A.0.1，A.0.2，A.0.3中查得）。

　　3.4.5 风机总供风量按下式计算
　　　　　　　　　　　　　　　（3.4.5-1）
　　　　式中：Q - 风机总供风量（m3/d）；
　　　　　　　0.28 - 标准状态（0.1Mpa，20BC）下每立方米空气中含氧量 （kgO2/m3）；
　　　　　　　Oc、ε-见3.4.4。

　　3.4.6 曝气器数量计算 曝气器所需数量，应从供氧、服务面积两方面计算。
　　　　1、 按供氧能力计算曝气器数量
　　　　　　　　 　　　　　　　　（3.4.6-1）
　　　　　　式中：h1 - 按供氧能力所需曝气器个数（个）；
　　　　　　　　　Oc - 由式（3.4.4-1）所得曝气器污水标准状态下生物处理需氧量 （kgO2/d）；
　　　　　　　　　qc - 曝气器标准状态下，与曝气器工作条件接近时的供氧能力 （kgO2/h?个 ）;
　　　　　　　　　　　　(见附录A.0.1，A.0.3，A.0.3)
　　　　2、 按服务面积计算曝气器数量
　　　　　　　　　　　　　　　　　（3.4.7-1）
　　　　　　式中：h2 - 按服务面积所需曝气器个数（个）；
　　　　　　　　　F - 由式（3.4.2-1）所得曝气器面积（m2）；
　　　　　　　　　f - 单个曝气器服务面积（m2）；
　　　　　　　　　(见附录A.0.1，A.0.3，A.0.3) 当算得h1与h2二者相差较大时，应经调整f或qc重
　　　　　　　　　 复上述计算，直至 二者接近时为止。

3.5 曝气搅拌能力验算

　　3.5.1 为满足曝气池混合搅拌需要，曝气还应符合下列条件之一：
　　　　1、 污水生物处理供风量立方米污水还不应小于3m3；
　　　　2、 曝气池底部水流速不应小于0.25m/s。

　　　　　　　　　　　　　　　4 供风管道及计算

4.1 供风管道一般规定

　　4.1.1 供风管道系指风机出口至曝气器的管道。设计中应尽可能减小管道局部 阻力损失，并使各曝气器处压力相等或接近。

　　4.1.2 大中型处理厂曝气池供风总干管应从鼓风机房引出两条供气管或采用环 状布置、或总干管上设气体分配罐，一组池设置一供风干管。

　　4.1.3 供风管路宜采用钢管，并应考虑温度补偿措施和管道防腐处理。

　　4.1.4 供风干管上应设置适量的伸缩节和固定支架。

　　4.1.5 供风管道应在最低点设置排除水份或油份的放泄口。

　　4.1.6 供风管道应设置排入大气的放风口，并应采取消声措施。

　　4.1.7 供风支、干管上应装有真空破坏阀，立管管顶应高出水面0.5m以上，管 路上所装阀门应设在水面之上。

4.2 微孔曝气器供风管路

　　4.2.1 水面以上供风干、支管可采用UPVC-FRP复合管（加强聚氯乙烯+2mm 玻璃布）或FRP管、钢
管。水下供风支管也可采用加强聚氯乙烯UPVC 管。

　　4.2.2 供风管道为钢管时，必须对管道内进行严格防腐处理，管道外也宜做防 腐处理。管内防腐可采用厚δ=150μ的铝合金热喷涂或其它方法。

　　4.2.3 布气支管允许水平高度误差值±10mm。

　　4.2.4 微孔曝气器底盘与布气支管连接后，底盘平面与管轴线水平误差不应大 于5mm。

　　4.2.5 微孔曝气器固定支架应可调。调整后同一曝气池内曝气器盘面标高最大 误差不应大于5mm，两曝气池之间的曝气器盘面标高，最大误差不应大 于10mm或按设计要求。

　　4.2.6 供风支管的间距应通过计算确定，但不宜小于0.5m。

　　4.2.7 为便于检修和更换曝气头，也可采用可提式微孔曝气器装置。

　　4.2.8 曝气支管末端应有排除气、水混合物之立管，管端伸出水面，管径不宜 小于5mm，支管与立管连接处孔洞直径以3-5mm为宜，管上设有阀门。

　　4.2.9 微孔曝气器的固定支架，应有足够的锚固力，与池底板进行锚固应考虑 所受浮力。

　　4.2.10 微孔曝气器安装前，应将供风干管、支管等所有管道吹扫干净。

　　4.2.11 可张中、微孔曝气软管的安装，应按《污水处理用可张中、微孔曝气器》 CJ/T3415.4-96规定和产品技术要求进行。