SBR反应池的设计计算

1、第 3 章设计计算3.1原始设计参数原水水量Q=5000m3/d=208.33m3/h=57.87LZs,取流量总变化系数3KT=1.72,设计流量Qmax=KTQ=0.057871.72=0.1m/s。3.2格栅3.2.1设计说明格栅一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去生活水中较大的悬浮物，它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到1015厘米时就该清洗。格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅(50100mm),中格栅(1040mm),细格栅(310mm)三种。根据清洗方法，格栅和筛网都可设计成

2、人工精渣和机械精渣两类，当污染物量大时，一般应采用机械精渣，以减少人工劳动量。由于设计流量小，悬浮物相对较少，采用一组中格栅，既可达到保护泵房的作用，又经济可行，设置一套带有人工精渣格栅的旁通事故槽，便于排除故障。栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种。而其中迎水面为半圆形的矩形的栅条具有强度高，阻力损失小的优点。3.2.2设计参数(1)变化系数：KT=1.72;(2)平均日流量：Qd=5000m3/d;(3)最大日流量：Qmax=0.1m3/s；(4)设过栅流速：v=0.9m/s；(5)栅前水深：h=0.4m；(6)格栅安装倾角：0=60o3.2

3、.3 设计计算(1)格栅间隙数：Qmax.sm0.1sin60n二bvh0.0210.90.4Qmax最大废水设计流量m3/s?格栅安装倾角，取60h栅前水深mb栅条间隙宽度，取21mmv过栅流速m/s(2)栅渠尺寸：B2=s(n-1)+nb=0.01X(13-1)+13X0.021=0.403m(32)s栅条宽度取0.01mB2格栅宽度mQmax0.1BI=0.321mvh0.780.4BI进水渠宽mv进水渠道内的流速设为0.78m/s栅前扩大段：,B2-B10.403-0.321,LI=0.12m2tana2tan20)一一渐宽部分的展开角，一般采用20栅后收缩段：L2=0.5XL1=0.

4、06m通过格栅的水头损失h1：S4v2h1=)3ksinab，2g3返sin603=0.097m19.6栅后槽总高度H:设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.8m(37)栅槽总长度L:(31)=2.42(黑(33)(34)(35)(3-6)(3)每日栅谓量W:1000KT864000.10.0733/=0.35m/d0.2m/d(39)10001.72Wi栅75量(m3/103m3污水)，取0.07宜采用机械精渣，选用NC300型机械格栅：设备宽度栅宽200mm,有效栅隙21mm,运动速度3m/min,电机功率速度4m/s,安装角度60,支座长度960

5、mm,格栅地下深度500mm,格栅地面高度360mm,格栅进深250mm。生产厂商：上海南方环保设备有限公司、上海惠罗环境工程有限公司。25平流式沉砂池25.3设计说明平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动。平流式沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成。它具有截留无颗粒效果好、工作稳定、构造简单和排沉砂方便等优点。25.3设计参数(1)最大流速为0.3m/s,最小流速为0.15m/s；(2)最大流量时停留时间不小于30s,一般采用3060s；(3)效水深应不大于1.2m,一般采用0.251m,每格宽度不宜小于0.6m；(4)水头部应采取消能和整流措施；(5)底坡度一般为

6、0.010.02,当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状。h+h2L=LI+L2+1.0+0.5+tan=0.12+0.06+1.0+0.5+a0.40.3厂=2.09m(38)tan60、八，8640(QmaXW1300mm,有效0.18kw,水流25.3设计计算(1)池子长度L:设最大设计流量时的流速v=0.25m/s,流行时间t=30sX城市污水沉砂量m3/106m3(污水)取30KT生活污水流量总变化系数(6)每个砂斗容积V0：设每个分格有两个沉砂斗V0.33V00.075m2222沉砂斗各部分尺寸：设斗底宽a1=0.4m,斗壁与水平面的倾角70斗高h3=0.3m沉砂斗上口宽：a

7、=-2g-a1-2-0J0.4=0.62mtan702.75砂斗容积：、/h3(2a22aa-2a12)VO60.3(20.62220.620.420.42)330.079m0.075m6(8)沉砂室高度h3：采用重力排砂，设池底坡度为0.06,坡向砂斗75-2062-02h3=h3+0.06L2=0.3+0.06M2=0.48m(318)(9)池总高度：设超高h1=0.3mH=h1+h2+h3=0.3+0.33+0.48=1.11m25SBR反应池25.4设计说明设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法，本工艺采用负荷设计法根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资

8、L=vt=0.25X30=7.5m(2)水流断面积A：A=Q吧=21=0.4m2v0.25(3)池子总宽度B:设n=2格，每格宽b=0.6mB=nb=1.2mA044有效水深：h2=2=匕4=0.33mB1.2(5)砂池所需容积V:清除沉砂的时间间隔T=2dQmaxXT864000.130286400KT1061.72106=0.3m3(310)(311)(312)(313)(314)(315)(316)(317)(319)省的特点，因而选用SBR法。SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。具运行操作在空间上是按序排列、间歇的。污水连续按顺序进入每个

9、池，SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段。这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR反应器来说，在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活。(1)进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操

10、作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气(边曝气边充水)、限制曝气(充完水曝气)半限制曝气(充水后期曝气)。(2)反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧一缺氧一好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。(3)沉淀期相当

11、于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上精液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。止匕外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。(4)排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。(5)闲置期作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。3.4.2SBR 反应池容积计算设表 31 处理要求项目进水水质 mg/L出水水质 mg/LCODcr60060BOD530020N

12、H3-N40司 5TP1012由SS350BH=15X7.5M.5=506.25m3436.25m3(320)(321)(322)采用超高0.5m,故全池深为5.0m3.4.3 排泥量及排泥系统找到相应的原卜始公式SBR广泥量SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。SBR生物代谢产泥量为QSx=aQSr-bXrV=aQSr-bQ=(a-b/Ns)QSr3241Nss，1式中：a微生物代谢增系数，kgVSS/kgBODb微生物自身氧化率，l/d根据生活污泥性质，参考类似经验数据，设a=0.70,b=0.05,则有：x=(0.70-05)500028010=

13、742kg/d(325)假定排泥含水率为P=99.2%,则排泥量为:考虑一定安全系数，则每天排泥量为95m3/d3.4.4 需氧量及曝气系统设计计算(1)需氧量计算SBR反应池需氧量O2计算式为O2=aQS+bXV=aQS+b(QS/Ns)(327)式中：a微生物代谢有机物需氧率，kg/kgb微生物自氧需氧率，l/dSr去除的BOD5(kg/m3)经查有关资料表，取a=0.50,b=0.190，需氧量为:0.1950002803100.3(4)池内最低水位:4.5-2125157.5=1.72m123.75157.5=1.1m(323)x103(1-P)742103(1-0.992)=92.7

14、5mf/d(326)。2=0.50500028010=1587kgQ/d=66.13kgQ/h(328)反应池中溶解氧平均饱和度为：(按最不利温度条件计算)Csb(30)=Cs(2.06610542)1.45410519.6、=7.63()=1.177.63=8.93(mg/)2.06610542水温20c时曝气池中溶解氧平均饱和度为:Csb(20)=1.179.17=10.73(mg/L)20c时脱氧清水充氧量为：R_RCsb(20)一：,)0.15=2.7m每个搅拌器上装有四块叶片，叶片宽度采用0.1m,每根轴上浆板总面积为0.878.1MX2=0.7m；占水流截面积1.93：3=5.8m

15、2的12%。(3)每个搅拌器旋转时克服水阻力所消耗的功率：各排叶轮桨板中心点线速度采用V1=0.5m/s,V2=0.35m/s,V3=0.2m/s叶轮桨板中心点旋转直径Do=2.7-O.1=2.6m叶轮转速及角速度分别为：第一排：印二v=3.67r/min,1=0.367rad/s二DO3.142.6桨板宽长比：0.1/0.87=0.112060=38400=3.8104(357)经核算，G和GT均符合要求滤池(普通快滤池)设计说明过滤是利用过滤材料分离污水中杂质的一种技术，有时用作污水的预处理，有时用作最终处理，出水供循环使用或重复利用。在污水深度处理技术中，普遍采用过滤技术。根据材料不同，

16、过滤可分为多孔材料过滤和颗粒材料过滤两类。过滤过程是一(351)(352)(353)MW(355)(356)个包含多种作用的复杂过程。完成过滤工艺的处理构筑物称为滤池。在污水处理中，颗粒材料过滤，主要用于去除悬浮和胶体杂质，特别是用重力沉淀法不能有效去除的微小颗粒以及细菌。 颗粒材料过滤对污水中的BOD,COD等也有一定的去除效果。滤池的种类虽然很多，但其基本构造是相似的，在污水深度处理中使用的各种滤池都是在普通快滤池的基础上加以改进而来的， 普通快滤池外部由滤池池体、 进水管、出水管、冲洗水排出管等管道及其附件组成；滤池内部由冲洗水排出槽、进水渠、滤料层、垫料层排水系统组成。普通快滤池可以用

17、单层滤料、双层滤料和三层滤料。双层滤料滤池的工作效果较好，一般底层用粒径0.51.2mm的石英砂，高500mm,上层用陶粒或无烟煤，粒径为0.81.8mm,层高300500mm。 滤速810m/h;反冲洗强度为1516L/(m2s),延时810min。设计参数(1)滤速取8m/s；(2)冲洗强度q=1316L/(m2s);(3)冲洗时间6min；(4)停留时间40min；(5)滤池工作时间24h0设计计算(1)滤池尺寸：滤池实际工作时间：.c62402”.T=T。1110=24=22.5h(358)6060T0t0t1-滤池工作周期停留时间冲洗时间滤池面积：F=5000-22m2vT1022.

18、5采用2个滤池，每个滤池面积f=11m2(359)设滤池长宽比L/B=1,则B=L=、ii=3.32m(2)承托层高度Hi采用0.45m,滤料层高度，无烟煤层为450mm,石英砂层为300mm,总高度也为750mm,滤料上水深H3采用1.5m,超高H4采用0.3m,滤板高度也采用0.12m。滤池总高度：H=Hi+H2+H3+H4+H5=3.12m(3)滤池反冲洗水头损失管式大阻力配水系水头损失：2*)221r(100/0.6q=14L/(sm2)冲洗强度a=0.25%配水系统开孔比=0.68孔口流量系数经砾石支承层水头损失：为=0.022Hlq=0.022M0.45M14=0.14m(362)

19、滤料层水头损失及富余水头为：h4=2m反冲洗水泵扬程：H=3.12+3+(3.5+0.14+2.0)=11.76m(363)接触消毒池设计说明城市污水经过一级或二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒，特别是医院、生物制品以及屠宰场等有致病菌污染的污水，更应严格消毒。目前，用消毒剂消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯化是当今消毒采用的普遍方法。氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或称降解有机物，而后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。所以，目前污水消

20、毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其他消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置。消毒设备的工作时间、消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。(360)2129.83.5(m)(361)消毒设备应按连续工作设置，消毒设备的工作时间、消毒剂投加量，可根据所排放水体的卫生要求及季节条件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季应严格连续消毒，其他情况时可视排出水质及环境要求，经有关单位同意，采用间断消毒或酌减消毒剂投量。目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂

21、白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显的缺点，所以目前液氯仍然是消毒剂首选。设计参数(1)水力停留时间T=0.5h;(2)设计投氯量一般为3.05.0mg/l本工艺取最大投氯量Pmax=5.0mg/l。设计计算(1)设计消毒池一座，池体容积：V=QT=208.30.5=104m3(364)设池长L=6m,有3格，每格池宽b=2.5m,长宽比L/b=4.0,有效水深Hi=3m,接触消毒池总宽B=nb=3X2.5=7.5m,贝U实际消毒池容积：VI=BLHI=7.5EM=135m3(365)满足有效停留时间要求(2)加氯量计算每日力口氯量W=Pma

22、xQ=5.0M5000M10第=25kg/d=1.04kg/h(366)选用贮氯量为25kg的液氯钢瓶，每日加氯量1瓶，共贮用15瓶，选用加氯机2台。(3)混合装置在消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机两台，第三格不设。选用JBK-2200框式调速搅拌机，搅拌直径2200mm,高2000mm,电动机功率4.0kwo接触消毒池设计为纵向折流反应池。污泥处理系统污泥水分去除的意义和方法污水处理厂的污泥是由液体和固体两部分组成的悬浮液。污泥处理最重要的步骤就是分离污泥中的水分以减少污泥体积，否则其他污泥处理步骤必须承担过量不必要的污泥体积负荷。污泥中的水分和污泥固体颗粒是紧密结合在一起的，一般按照

23、污泥水的存在形式可分为外部水和内部水，其中外部水包括孔隙水、附着水、毛细水、吸附水。污泥颗粒间的孔隙水占污泥水分的绝大部分（一般约为70%80%） ,其与污泥颗粒之间的结合力相对较小， 一般通过浓缩在重力的作用下即可分离。附着水（污泥颗粒表面上的水膜）和毛细水（约10%22%）与污泥颗粒之间的结合力强，则需要借助外力，比如采用机械脱水装置进行分离。吸附水（5%8%,含内部水）则由于非常牢固的吸附在污泥颗粒表面上，通常只能采用干燥或者焚烧的方法来去除。内部水必须事先破坏细胞，将内部水变成外部水后，才能被分离。各部分尺寸计算1.集泥井（1）集泥井容积计算考虑构筑物每日产泥量为95m3,需在2h内抽

24、完，集泥井容积定为污泥提升泵流量10min的体积:（2）集泥井尺寸的计算设有效泥深为2m,LB=22=4m2,集泥井为地下式，池顶加盖，有潜污泵抽送污泥，池底相对标高-2.5m,最高泥位-0.5m。（3）污泥提升泵的选择选才?GMP型自吸式离心泵功率：20kw；相数：3;9510260=8m3(367)极数：4;GMP-320-150;口径：150mm；质量：110kg；流量：180m3/h;最大流量：222m3/h;扬程：17.5m；最高扬程：24.0m；选用3台，2台备用。2.污泥浓缩池(1)设计说明降低污泥中的含水率，可以采用污泥浓缩的方法来降低污泥中的含水率，减少污泥体积，能够减少池容积和处理所需的投药量，减小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。 具有一定规模的污水处理工程中常用的污泥浓缩方法主要有重力浓缩.溶气气浮浓缩和离心浓缩。根据需要选用连续式重力浓缩池。(2)设计参数污泥固体浓度c=8g/L,污泥含水率P=99.8%,浓缩后含水率Pi=96%,污泥固体负荷qs=45kg/(m2d),污泥浓缩时间T=16h,贮泥时间t=4h。(3)设计计算浓缩池体积计算浓缩池污泥总流量Qs=95m3/d=3.96m3/h(368)浓缩池所需表面积A=Qc=95竺=16.89