SBR工艺污水厂计算书

1、目录1.设计条件及设计参数32.污水厂设计计算说明4污水处理工艺流程的确定4已知条件：4处理率计算4污水污泥处理工艺选择43污水厂处理系统的设计7格栅的计算7设计要求7中格栅的设计计算7细格栅的设计计算9沉砂池的计算10设计概述10选型计算12辐流式初沉池的设计计算13设计概述13设计计算153.4 SBR反应池的设计计算18已知条件18反应池的计算18紫外线消毒工艺设计计算24设计要点24设计计算243.6 污泥处理工艺的设计26污泥脱水机房263.7 污水厂的总体布置273.8 污水厂的高程布置28(1)四川省某地市城市，现有150万人口，拟规划新小区5万人口，距离规划小区2公里远，有一工

2、厂，工厂日用水2万m3/d。水的循环率为90%。工厂三班，24小时工作，每班工作人数，30人。工厂水有污水排放，工业污水最高日排水量为1800m3/d。污水中COD平均浓度为3000mg/l。工厂的供水由新水厂满足。(2)规划区均为7层多层住宅；(3)城市规划防洪水位为50年一遇洪水位线标高965m;保证率97%的枯水位标高为955m，保证率为80%枯水位标高为958m。(4)河流水量满足规划小区取水量。(5)该地区属于丘陵地区。水厂或污水处理厂用地比较宽裕。给水厂进水厂配水井标高比水厂坪标高高5.0米。(6)污水进水指标见表一，污水水质主要指标表1 污水水质主要指标序号项目进水（mg/l）出

3、水（mg/l）1BOD5180202CODCR350603SS250204NH3-N2585PQ4-3316PH692.1.1已知条件：设计流量 Q=10800m3/d（平均日），Kz设计进水水质:COD=350mg/L，BOD5=180mg/L，SS=250mg/L，TN=40mg/L, TP=3mg/L，NH3-N=25mg/L设计出水水质:BOD520mg/L；CODCr60mg/L；TN20mg/L；TP1mg/L；SS20mg/L；NH3-N8mg/L设计秒流量 Qs=10800/(24×3/s查资料可得，生活污水量总变化系数K0=1.59，由公式Qmax=K d×

4、;Q d可得：Qmax=K d×Q d×3/s BOD5处理率=(180-20)/180=88.9%；CODcr处理率=(350-60)/350=83%SS处理率=(250-20)/250=92%；NH3-N处理率=(25-8)/25=68%TN处理率=(40-20)/40=50%；TP处理率=(3-1)/3=66.7%该污水处理厂日处理能力近期为1.08万吨，属于中小规模的污水处理厂。按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20万吨/天规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，1020万吨/天污水厂可以采用常规活性污泥法氧化沟SBRAB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物

5、滤池水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的，应采用二级强化处理，如A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。从设计要求来看，由于出水水质对TP和TN含量有较高要求。故可选取工艺有A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。它们之间的比较如表所示：工艺名称氧化沟工艺A/O工艺A2/O工艺SBR工艺优点1.处理流程简单，构筑物少，基建费用省；2.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；3对高浓度的工业废水有很大稀释作用；4.有较强的抗冲击负荷能力；5.能处理不容易降解的有机物；6.污泥生成量少，污泥不需要消化处理，不需要污泥回流系统；7.技术

6、先进成熟，管理维护简单；8.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验；9.对于中小型污水厂投资省，成本低；10.无须设初沉池，二沉池。1.污泥沉降性能好；2.污泥经厌氧消化后达到稳定；3.用于大型水厂费用较低；4.沼气可回收利用。1.具有较好的除P脱N功能；2.具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少污泥的排放量；3.具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；4.技术先进成熟，运行稳妥可靠；5.管理维护简单，运行费用低；6.沼气可回收利用；7国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验。缺氧和好氧不是由空间划分的，而是由时间控制的。缺点1.周期运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性

7、没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前没厌氧池。1.用于小型水厂费用较高；2.沼气利用经济效益差；3.污泥回流量大，能耗高。1.处理构筑物较多；2.污泥回流量大，能耗高。3.用于小型污水厂费用偏高；4沼气利用经济效益差。通过比较得出，SBR工艺流程十分简单，占地省，处理成本低，处理效果好，有稳定的除P脱N功能，不需要污泥回流系统和回流液，不设专门的二沉池，出磷脱氮的厌氧缺氧和好氧由时间控制，方便管理。3污水厂处理系统的设计（1）污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求：a.人工清除2540mm；b.机械清除1625mm；c.最大间隙40mm，污水处理厂

8、也可设粗细两组格栅。（2）若水泵前格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅。3），一般采用机械清除。（4）机械格栅不宜小于两台，若只设一台时，应设人工清除格栅备用。（5）过栅流速一般采用0.61.0m/s。（6）格栅前渠道内的水速一般采用0.40.9m/s。（7）格栅倾角一般采用4575度，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多。（8）通过格栅水头损失一般采用0.080.15m。（9）格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位0.5m。工作台上应有安全和冲洗设施。（10）格栅间工作台两侧过到宽度不应小于0.7m。（1）栅条间隙数（n）：3/d，总变化系数Kz则最大设计流量Q

9、max=0.19 m3/s栅条的间隙数为n个式中Qmax-最大设计流量，m3/s；-格栅倾角，取=60°； b-栅条间隙，m，取b=0.03m； n-栅条间隙数，个； h-栅前水深，m，取h=0.4m； v-过栅流速，m/s，取v=0.9m/s；则有：取n=17个（2）栅槽宽度（B）：××（3）进水渠道渐宽部分的长度L1：设进水渠道宽B1=0.40m，其渐宽部分展开角度1=20°（进水渠道内的流速为0.80m/s）。=（4）格栅与出水总渠道连接处的渐窄部长度L2：（5）通过格栅的水头损失h1（设栅条断面为锐边矩形断面）：（6）栅后槽总高度：设栅前渠道超高

10、h2=0.3m，H=h+h1+h2（7）栅槽总长度L：（8）每日栅渣量：在格栅间隙30mm的情况下，设栅渣量为每1000m33，宜采用机械清渣。（1）栅条间隙数（n）：3/d，总变化系数Kz则最大设计流量Qmax=0.19 m3/s栅条的间隙数为n个式中Qmax-最大设计流量，m3/s；-格栅倾角，取=60°； b-栅条间隙，m，取b=0.016m； n-栅条间隙数，个； h-栅前水深，m，取h=0.4m； v-过栅流速，m/s，取v=0.9m/s；格栅设两组，按两组同时工作设计，则有：取n=31（个）。（2）栅槽宽度（B）：××（3）进水渠道渐宽部分的长度L1：

11、设进水渠道宽B1=0.40m，其渐宽部分展开角度1=20°（进水渠道内的流速为0.80m/s）。（4）格栅与出水总渠道连接处的渐窄部长度L2：（5）通过格栅的水头损失h1（设栅条断面为锐边矩形断面）：（6）栅后槽总高度：设栅前渠道超高h2=0.3m，H=h+h1+h2（7）栅槽总长度L：（8）每日栅渣量：在格栅间隙30mm的情况下，设栅渣量为每1000m33，宜采用机械清渣。考虑可靠性因素，应设置一用一备，该污水厂属于小型污水厂，1台机械清渣格栅应备用1台人工清除格栅，但为了方便工作人员检修，粗细格栅依然各设置1台机械清渣格栅备用。（1）设计参数1）沉砂池水力表面负荷不大于200，最

12、高时流量水力停留时间不小于30s。沉砂区水深1.01.2m，径深比控制在2.02.5。2）进水渠道直段长度应为渠道宽的7倍，并且不小于4.5m，以创造平稳的进水条件。3）进水渠道流速，在最大流量的40%80%情况下为0.60.9m/s，在最小流量时大于0.15m/s；但最大流量不大于1.2m/s。4）出水渠道与进水渠道的夹角大于270°，以防止短流。出水渠道宽度为进水渠道的2倍，直线段不小于出水渠道宽度。5）沉砂区与贮砂区的过渡段应有不小于25°的坡度，以利于砂粒滑入贮砂区。贮砂区底部锥斗坡度不小于45°。6）沉砂池前应设格栅。沉砂池下游设堰板，以便保持沉砂池内所

13、需的水位。（2）规格尺寸图1 涡流式沉砂池构造及各部尺寸表1.2为国内某厂商提供的尺寸以供参考，各部尺寸意义见图1。表1.1 涡流式沉砂池规格表1.2 涡流式沉砂池尺寸（1）设计流量 沉砂池按最高时流量设计，Qmax=671.88（m3/h）沉砂池2座，每座沉砂池设计流量（2）规格选择 查表1.1，选择直径1.83m的涡流式沉砂池，各部分尺寸见表1.2。（3）参数校核1）表面负荷2）停留时间a.沉沙区体积V停留时间不足，沉砂区水深J调整为1.0m，则3）进水渠流速4）出水渠流速辐流式沉淀池的主要设计参数和要求：（1）池子直径（或正方形的一边）与有效水深的比值为612；（2）池径不宜小于16m；

14、（3）坡向泥斗的坡度不宜小于0.05；（4）一般均采用机械刮泥，也可附有空气提升或静水头排泥设施（多用于二沉池）（见图1）；图1 带有中央驱动装置的吸泥型辐流式沉淀池（5）当池径（或正方形的一边）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥（见图2）；图2 多斗排泥的辐流式沉淀池（6）进、出水的布置方式可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水、周边进水周边出水；（7）池径小于20m，一般采用中心传动的刮泥机，其驱动装置设在池子中心走道板上（见图3）；池径大于20m是，一般采用周边传动的刮泥机，其驱动装置设在桁架的外缘（见图4）；图3 中央驱动式辐流式沉淀池图4 周边驱动式辐流式沉淀池（8）刮泥机旋转

15、速度一般为13r/h，外周刮泥机的线速不超过3m/min，一般采用1.5m/min。（9）在进水口的周围应设置整流板，整流板的开孔面积为过水断面面积的6%20%；（10）浮渣用浮渣刮泥板收集，刮渣板装在刮泥机桁架的一侧，在出水堰前应设置浮渣挡板（见图5）；图5 辐流式沉淀池（11）周边进水的辐流式沉淀池是一种沉淀效率较高的池型，与中心进水、周边出水的辐流式沉淀池相比，其设计表面负荷可提高1倍左右。（1）沉淀部分水面面积F（）式中 最大设计流量；n池数，个，取n=2个；q表面负荷，取q=2。（2）池子直径取D=15m。（3）有效水深（m）式中 t（4）沉淀池总高度1）每天污泥量V（）式中 S每人

16、每日污泥量，L/（人·d），一般采用0.30.8 L/（人·d），取S=0.5 L/（人·d）； N设计人口数，N=50000人； T两次清除污泥间隔时间，d，采用机械刮泥，取T=4h。2）污泥斗容积式中 污泥斗高度，m；污泥斗上部半径，m，取=1.8m；污泥斗下部半径，m，取=0.8m。3)污泥斗以上圆锥体部分容积式中 底坡落差，m； R池子半径，m。因此，池底可贮存污泥的体积为共可贮存污泥体积为（可见池内有足够的容积）4）沉淀池总高度H（m）式中 缓冲高度，m，取=0.5m。5）沉淀池周边外的高度（6）径深比校核，不在612范围内，不满足要求。取沉淀时间t=1

17、.25h，则，在612的范围内，满足要求。（7）采用机械刮泥 选用某设备制造厂的周边传动式刮泥机（全桥式）。刮泥机的主要技术性能参数有：1）池径24m；2）周边线速23m/min；3.4 SBR反应池的设计计算设计流量 Q=10800m3/d（平均日），Kz设计进水水质:COD=350mg/L，BOD5=180mg/L，SS=250mg/L，TN=40mg/L, TP=3mg/L，NH3-N=25mg/L设计出水水质:BOD520mg/L；CODCr60mg/L；TN20mg/L；TP1mg/L；SS20mg/L；NH3-N8mg/L（1）反应时间式中：反应时间，h； m充水比，取0.30；

18、So反应池进水五日生化需氧量，mg/L，300mg/L； LS反应池的五日生化需氧量污泥负荷，kgBOD5/（kgMLSS·d），取0.12kgBOD5/（kgMLSS·d）； X反应池内混合液悬浮固体（MLSS）平均浓度，kgMLSS/m3，取4.0kgMLSS/m3。取反应时间TR=3h。（2）沉淀时间Ts当污泥界面沉降速度为设反应池的有效水深h取5.0m，缓冲层高度取0.5m。因此必要沉淀时间为：取沉淀时间tS=1h。运行周期T： 设排水时间Td为1h，反应池数N=3，则一个周期所需要的时间为：Tc tR+tS+td+te=（3+1+1+1）h=6h所以每天的周期数为

19、：n周期=24/6=4（4）反应池容积SBR 反应池容积，可按下式计算：式中：V 反应池有效容积，m3； Q 每个周期进水量，m3，每个周期进水量为； So 反应池进水五日生化需氧量，mg/L，180 mg/L； LS 反应池的五日生化需氧量污泥负荷，kgBOD5/（kgMLSS·5/（kgMLSS·d）； X 反应池内混合液悬浮固体（MLSS）平均浓度，kgMLSS/m33； tR 每个周期反应时间，h。设计SBR池4座，单座池体容积为2025m3，池体有效水深为5.5m，则表面积S1368m2，SBR单池长度25m，宽15m。校核总氮复核<0.06 （kgTN/(

20、kgMLSS.d)），符合要求。校核总停留时间（7）两座SBR池运行时间运行时间（h)ABCD0-1进 水曝 气曝气曝气1-2曝 气沉 淀2-3沉 淀排 水3-4沉 淀排 水进 水4-5沉淀排 水进 水曝 气5-6排水进 水曝 气6-7进 水曝 气7-8曝 气沉 淀8-9沉 淀排 水9-10沉 淀排 水进 水10-11沉 淀排 水进 水曝 气11-12排 水进 水曝 气12-13进 水曝 气13-14曝 气沉 淀14-15沉 淀排 水15-16沉 淀排 水进 水16-17沉 淀排 水进 水曝 气17-18排 水进 水曝 气18-19进 水曝 气19-20曝 气沉 淀20-21沉 淀排 水21-

21、22沉 淀排 水进 水22-23沉 淀排 水进 水曝 气23-24排 水进 水曝 气（8）剩余污泥量根据室外排水设计规范要求可按污泥产率系数、衰减系数及不可生物降解和惰性悬浮物进行计算：式中，X剩余污泥量，kgSS/d； V生物反应池容积； X生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度，gMLSS/L；污泥泥龄，d； Y污泥产率系数，kgVSS/kgBOD5，20时为0.30.8，取Y=0.8kgVSS/kgBOD5； Q设计平均日污水量，m3/d； So生物反应池进水五日生化需氧量，kg/m3； Se生物反应池出水五日生化需氧量，kg/m3； Kd衰减系数（d-1）,20的数值为0.040.075，

22、取0.075； XV×0.7=2.1gMLVSS/L； fSS的污泥转化率，已根据实验资料确定，无试验资料时可取0.50.7gMLSS/gSS，取0.5gMLSS/gSS； SSo生物反应池进水悬浮物浓度，kg/m3 ； SSe生物反应池出水悬浮物浓度，kg/m3。因此：（9）生物反应池中好氧区的污水需氧量根据去除的五日生化需氧量、氨氮的硝化和除氮等要求，宜按下列公式计算：式中，O2污水需氧量，kgO2/d； Q污水设计流量，m3/d； S0反应池进水五日生化需氧量，mg/L； Se反应池出水五日生化需氧量，mg/L；XV排出反应池系统的微生物量，kg/d； Nk反应池进水总凯式氮浓

23、度，mg/L； Nt反应池进水总氮浓度，mg/L，40mg/L； Nke反应池出水总凯式氮浓度，mg/L，5mg/L； Noe反应池出水硝态氮浓度，mg/L，10mg/L； a碳的氧当量，当含碳物质以BOD5计时，取1.47； b氧化每公斤氨氮所需氧量（kg O2/kgN）,取4.57； c细菌细胞的氧当量，取1.42。故污水需氧量O2为：（c）标准状态下污水需氧量 根据厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范中规定污水需氧量按下列公式计算：其中：式中，OS标准状态下污水需氧量，kgO2/d； K0需氧量修正系数； O2设计污水需氧量，kgO2/d； Cs标准状态下清水中饱和溶解氧浓度，

24、mg/L，取9.17；混合液中总传氧系数与清水中总传氧系数之比，一般取0.800.85，取0.85；混合液的饱和溶解氧值与清水中的饱和溶解氧值之比，一般取0.900.97，取0.95； CSWT时清水表面饱和溶解氧浓度，mg/L； Co混合液剩余溶解氧，mg/L，一般取2mg/L； CsmT下，实际计算压力时，曝气装置所在水下深处至池面的清水平均溶解值，mg/L； T设计水温，取最高水温T3=25；Ot曝气池移出气体中含氧，%； Pb曝气装置出口处的绝对压力，MPa，其值根据下式计算： 本设计选择微孔曝气器，其氧转移效率较高，约在20%左右。 微孔曝气头安装在距池底0.3m处，淹没水深5.2m

25、，故其绝对压力Pb为：P×105Pa；H空气扩散装置的安装深度，m；EA空气扩散装置的氧转移效率。 水温25时，清水氧的饱和度CSW=8.38mg/L，曝气池内平均溶解氧饱和度为：故：选择风量为Q=20.87m3/min，风压为P=58.8kPa，N=37kW的三叶罗茨鼓风机。（1）紫外线消毒剂量是单位面积上接收到的紫外线能量是所有紫外线辐射强度和曝光时间的乘积紫外线消毒剂量的大小与出水水质、水中所含物质种、灯管的结垢系数等多种因素有关，应通过试验确定。在工程设计和应用时，可通过有资质的第三方使用同类设备在类似水质中所做的检验报告确定。城镇污水处理厂达到二级标准和一级B标时，紫外线有

26、效剂量不低于15，达到一级A标时，紫外线的有效剂量不低于20。（2）光照接触时间10100s。（3）紫外线照射渠中的水流尽可能保持推流状态，灯管前后的渠长度不宜小于1,m。水位可由固定溢流堰或自动水位控制器控制。，以减小套管结垢，可采用串联运行，以保证所需的接触时间。（5）紫外线照射渠一般设置2条，当水量较小设置1条时，应设置超越渠道。（1）峰值流量：（2）灯管数：初步选用UV3000PLUS设备，每3800m³/d需14根灯管，故拟采用6根灯管为一模块，则模块数N为6.67<N<10（3）消毒渠设计：按设备要求，渠道深度为1.29m，渠中水流速0.3m/s，渠道过水断面面积为： 渠道宽度： 复核流速：若灯管间距为8.89cm，沿渠道宽度可安装5个模块，故选用UV3000