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文档简介
1、连续或间歇进水的SBR工艺反应池的工程设计计算,计算项目:10000m3/d城市污水处理工程多方案比较,计算人:,(2005/08),序号,计算项目,符号,单位,举例数据,方案 1,方案 2,方案 3,计算公式或备注,本计算表格是本公司根据天津市市政设计研究院 周雹 和中国市政工程华北设计研究院 周丹 两位给排水专家联合发表的推荐一种新的SBR工艺设计计算方法论文(详见给水排水2005年第4期)编制的,该计算方法借鉴了德国ATV标准A131E单段活性污泥污水处理厂的设计(2000年版)和日本下水道事业团主编的序批式活性污泥法设计指南(1990年版),结合了近年来国内诸多SBR工艺的设计经验,可
2、谓是完善化的SBR工艺的简便计算方法。计算表格更加彻底地量化了两位专家的设计思想,表格中的“举例数据”栏是上述论文数据,建议不要删除,方案1、方案2、方案3的项目设计数据可以删除。,1,外部条件,论文原例,选用HLB型滗水器,选用浮筒式滗水器,选用旋转式滗水器,1.1,设计规模,Q,m3/d,50000,10000,10000,10000,1.2,日变化系数,Kd,1.17,1.2,1.2,1.2,1.3,总变化系数,KT,1.38,1.42,1.42,1.42,1.4,进水BOD5,Lj,mg/L,150,185,185,185,1.5,进水CODCr,Cj,mg/L,330,300,300
3、,300,1.6,进水SS,Sj,mg/L,200,183,183,183,1.7,进水TN,Nj,mg/L,35,34,34,34,1.8,出水BOD5,Lch,mg/L,20,20,20,20,1.9,出水CODCr,Cch,mg/L,100,100,100,100,1.10,出水SS,Sch,mg/L,20,20,20,20,1.11,出水TN,Nch,mg/L,15,15,15,15,1.12,设计最低水温,T,10,12,12,12,按最低温度计算池容和曝气量以满足冬季需要,1.13,污泥指数,SVI,mL/g,150,160,160,160,按污泥指数取值附表取值,2,选定参数,2
4、.1,周期时长,TC,h,6,6,6,6,一个完整周期的时间,2.2,周期数,N,次/天,4,4,4,4,每天单池最多运行周期次数,2.3,反应时间,TF,h,4,4,4,4,仅指反应池反应阶段的时间,2.4,沉淀时间,Ts,h,1,1,1,1,仅指沉淀池(亦反应池)沉淀阶段的时间,2.5,滗水时间,Tch,h,1,1,1,1,仅指沉淀池(亦反应池)滗水阶段的时间,2.6,池水深度,H,m,5,4.5,4.5,4.5,本表以池底顶面标高为0.000为相对高程基准,2.7,安全高度,Hf,m,0.7,0.1,0.5,0.8,预留堰口至污泥界面的高度,以防止污泥被带出,2.8,保护层水深,Hp,m
5、,0.25,0.3,0.8,0.1,堰口淹没深度,以防止浮渣被带出,3,计算污泥量,3.1,设计水量,Qd,m3/d,58500,12000,12000,12000,Qd=KdQ,3.2,好氧泥龄,CN,d,7.4 ,8.0 ,8.0 ,8.0 ,CN=3.4F1.10315-T 其中: BOD51200kg/d,F=1.8; BOD56000kg/d,F=1.45),3.3,反应泥龄试算值,CF,d,11.0 ,10.0 ,10.0 ,10.0 ,CF=CN/(1-2.9Nd/(0.75Lj*OVc),式中:Nd=Nj-0.05(Lj-Lch)-NCH,OVc=0.56+0.151.072T
6、-15/(0.67/CN+0.171.072T-15),3.3,反应泥龄,CF,d,11.0 ,10.1 ,10.1 ,10.1 ,OVc=0.56+0.151.072T-15/(1/CF+0.171.072T-15),3.4,缺氧泥龄,CD,d,3.6 ,2.1 ,2.1 ,2.1 ,CD=CF-CN,3.5,总泥龄,C,d,16.5 ,15.1 ,15.1 ,15.1 ,C=CFTC/TF,3.6,污泥产率系数,Y,kgSS/kgBOD5,1.148 ,0.945 ,0.945 ,0.945 ,Y=K(0.75+0.6Sj/Lj-0.8*0.17*0.75CF1.072T-15 /(1+0
7、.17CF1.072T-15); 其中:K=0.90.95,3.7,反应池污泥总量,ST,kg,144133.5191,28246 ,28246 ,28246 ,ST=QdCY(Lj-Lch)/1000,4,计算反应池池容,4.1,给定最高日最高时流量,Qh,m3/h,2880,556 ,556 ,556 ,4.2,实际沉淀时间,Ts,h,1.83 ,1.83 ,1.83 ,1.83 ,Ts=Ts+Tch-1/6,4.3,反应池池容(间歇进水),V,m3,49137 ,8342 ,10403 ,9443 ,V=STSVIHf+Hp+(Hf+Hp)2+62400QhHTs/(STSVI N)1/
8、2/(1300Ts),反应池池容(连续进水),V,m3,45773 ,7688 ,9781 ,8803 ,V=STSVIHf+Hp+(Hf+Hp)2+62400QhHTs(1-Tch/Tc) /(STSVIN)1/2/(1300Ts),5,其他参数,5.1,缺氧反应时段,TD,h,1.3 ,0.8 ,0.8 ,0.8 ,TD=TF/(1+CN/CD),5.2,好氧反应时段,TO,h,2.7 ,3.2 ,3.2 ,3.2 ,TO=TF-TD,5.3,间歇进水滗水深度,H,m,1.76 ,1.80 ,1.44 ,1.59 ,H=24QhH/(NV),连续进水滗水深度,H,m,1.57 ,1.63
9、,1.28 ,1.42 ,H=24QhH/(NV)(1-Tch/TC),5.4,高水位时污泥浓度,NWT,g/L,2.93 ,3.39 ,2.72 ,2.99 ,NWT=ST/V,5.5,低水位时污泥浓度,NWL,g/L,4.52 ,5.64 ,4.00 ,4.63 ,NWL=STH/(VHL), 指刚进水时曝气混合的浓度,5.6,污泥负荷,FW,kgBOD5/kgMLSSd,0.091 ,0.118 ,0.118 ,0.118 ,FW=Lj/CY(Lj-Lch)TC/TF,5.7,水力停留时间,t,h,20.2 ,16.7 ,20.8 ,18.9 ,t=24V/Qd,5.8,间歇进水方式池数
10、选择,n,格,6 ,3 ,3 ,3 ,尽可能同时满足:(1)n2, (2)n=k1TC, (3)n=k2Tc/Tch, (4)n=k3Tc/To,5.9,单池容积,Vi,m3,8189 ,2781 ,3468 ,3148 ,Vi=V/n,5.10,单池面积,Fi,m2,1638 ,618 ,771 ,699 ,Fi=Vi/H,5.11,单池贮水容积,Vi,m3,2880 ,1112 ,1112 ,1112 ,Vi=ViH/H,5.12,计算最低水位,HL,m,3.24 ,2.70 ,3.06 ,2.91 ,HL=H-H,5.13,计算最低泥位,Hs,m,2.29 ,2.30 ,1.76 ,2.
11、01 ,Hs=H-Hp-H-Hf,5.14,单池宽度,B,m,16.5 ,14.40 ,16.00 ,15.30 ,按方形池分割方案:B=(Fi/n)1/2,5.15,单池长度,L,m,99.1 ,42.90 ,48.20 ,45.70 ,L=Fi/B,5.16,方形池实际总面积,As,m2,9827 ,1853 ,2314 ,2098 ,As=nBL, 未考虑隔墙面积,5.17,方形池实际总体积,Vs,m3,56999 ,9452 ,11799 ,10698 ,Vs=AsHz, 未考虑隔墙体积,5.18,池子超高,H1,m,0.8 ,0.6 ,0.6 ,0.6 ,H1取0.60.8m,5.1
12、9,池子总深度,HZ,m,5.8 ,5.1 ,5.1 ,5.1 ,Hz=H+H1,5.20,单池进水流量,Qj,m3/h,1440 ,556 ,556 ,556 ,Qj=Vi/2,进水时间按2h计算,5.21,单池设滗水器台数,nb,台,1 ,1 ,1 ,1 ,5.22,单台滗水器流量,Qb,m3/h,2880 ,1112 ,1112 ,1112 ,Qb=Vi/(nbTch),5.23,排水沟沟底比池底高,H0,m,1.20 ,2.210 ,2.210 ,2.210 ,根据工程条件确定排水沟沟底高程后即得到H0,5.24,排水终了前排水沟水深,m,0.60 ,0.050 ,0.050 ,0.1
13、80 ,根据排水沟坡度和滗水流量计算确定,5.25,最大水头,Hmax,m,3.20 ,2.240 ,2.240 ,2.110 ,Hmax=H-H0-(沟底比池底低时:Hmax=H+H0-),5.26,最小水头,Hmin,m,1.4 ,0.440 ,0.797 ,0.520 ,Hmin=Hmax-H,5.27,单台滗水器流量要求,Qa,m3/h,3168 ,1223 ,1223 ,1223 ,Qa=(1+10%)Qb, 按规定设备能力富裕10%,5.28,滗水器选型,Mod,HLB1223-0.44-1.8/4.5-500PA,FT1223,XB1223,HLB、FT、XB分别代表浮动式、浮筒
14、式、旋转式的滗水器,论文例子:6池运行状态排布图,6,生物选择器与回流,按反应池与沉淀池合建方式(一体化池),甲,乙,丙,丁,戊,己,6.1,占反应池体积之比,P,%,21.8%,14.0%,14.0%,14.0%,P=100CD/C,1,进水,6.2,生物选择器单池体积,V1,m3,1789 ,389 ,485 ,440 ,V1=PVi,2,进水,6.3,生物选择器单池长度,L1,m,21.7 ,6.00 ,6.74 ,6.39 ,L1=PL,宽度与反应池相同,3,进水,6.4,回流比,R,%,30%,30%,30%,30%,可根据工艺的差异选取恰当的回流比,4,进水,6.5,回流时间,TR
15、,h,2.0 ,2.0 ,2.0 ,2.0 ,指每周期运转时间,一般与进水时间相同,5,进水,6.6,回流泵设计流量,QR,m3/s,0.06 ,0.023 ,0.023 ,0.023 ,QR=R*Qj/(3600TR),6,进水,6.7,回流泵设计扬程,HR,mH2O,6.0 ,5.5 ,5.5 ,5.5 ,需经阻力计算确定,7,进水,进水,6.8,回流泵同时运行台数,nR,台,1 ,1 ,1 ,1 ,指单池运行台数,8,进水,进水,6.9,回流泵备用台数,nR1,台,0 ,0 ,0 ,0 ,指单池备用台数,9,进水,进水,6.10,单台回流泵设计流量,QR1,m3/s,0.060 ,0.0
16、23 ,0.023 ,0.023 ,QR1=QR/nR,10,进水,进水,6.11,回流泵有效功率,Nc,kW,3.5 ,1.2 ,1.2 ,1.2 ,Nc=1000QR1*HR/102,11,进水,进水,曝气6.12,回流泵综合效率,Z,%,68.0%,61.5%,61.5%,61.5%,将泵效率和电机效率相乘得到综合效率,12,进水,进水,曝气6.13,回流泵需配电机功率,Nb,kW,5.2 ,2.0 ,2.0 ,2.0 ,Nb=Nc/Z,13,进水,进水,曝气6.14,回流泵配电机额定功率,Ne,kW,5.5 ,2.2 ,2.2 ,2.2 ,按电机产品功率参数选择或与回流泵配套购置,14
17、,进水,进水,曝气7,剩余污泥与排出,15,进水,进水,沉淀7.1,污泥增值系数,a,0.7 ,0.7 ,0.7 ,0.7 ,0.50.7,16,进水,进水,滗水7.2,污泥自身氧化率,b,0.04 ,0.04 ,0.04 ,0.04 ,0.040.1,17,进水,进水,曝气7.3,每天污泥净产量,SGw,kg/d,8731 ,1871 ,1871 ,1871 ,SGw=ST/C,18,进水,进水,曝气7.4,去除每千克BOD产泥量,x,kg/kgBOD,0.262 ,0.361 ,0.361 ,0.361 ,x=a-b/Fw,19,进水,进水,曝气7.5,剩余污泥排出浓度,NW1,g/L,8
18、.0 ,8.0 ,8.0 ,8.0 ,根据污泥性质确定,20,进水,进水,曝气7.6,每天排剩余污泥体积,VSG,m3/d,1091 ,234 ,234 ,234 ,VSG=SGw/NW1,21,进水,进水,沉淀7.7,单池周期排泥体积,Vsi,m3,45 ,19 ,19 ,19 ,Vsi=VSG/(nN),22,进水,进水,滗水7.8,每次排泥时间,Tp,min,10 ,10.0 ,10.0 ,10.0 ,一般在排水后期排泥,23,进水,进水,曝气7.9,剩余污泥泵设计流量,Qs,m3/s,0.076 ,0.032 ,0.032 ,0.032 ,Qs=Vsi/(60Tp),24,进水,进水,
19、曝气7.10,剩余污泥泵设计扬程,Hs,mH2O,9.0 ,8.0 ,8.0 ,8.0 ,需经阻力计算确定,次1,进水,进水,曝气7.11,剩余污泥泵选用台数,ns,台,1 ,1 ,1 ,1 ,指单池运行台数,次2,进水,进水,曝气7.12,单台泵设计流量,Qs1,m3/s,0.076 ,0.032 ,0.032 ,0.032 ,Qs1=Qs/ns,次3,进水,进水,沉淀7.13,剩余污泥泵有效功率,Nc,kW,6.7 ,2.5 ,2.5 ,2.5 ,Nc=1000Qs1*Hs/102,次4,进水,进水,滗水7.14,剩余污泥泵综合效率,Z,%,74.1%,68.4%,68.4%,68.4%,
20、将泵效率和电机效率相乘得到综合效率,次5,进水,进水,曝气7.15,剩余泵需配电机功率,Nb,kW,9.0 ,3.7 ,3.7 ,3.7 ,Nb=Nc/Z,次6,进水,进水,曝气7.16,剩余泵配电机额定功率,Ne,kW,11 ,4.0 ,4.0 ,4.0 ,按电机产品功率参数选择或与回流泵配套购置,次7,进水,进水,曝气8,耗氧量计算,次8,进水,进水,曝气8.1,每天去除BOD的量,BOD,kg/d,7605 ,1980 ,1980 ,1980 ,BOD=Qd(Lj-Lch)/1000,次9,进水,进水,沉淀8.2,碳的氧当量,a,1.466 ,1.466 ,1.466 ,1.466 ,根
21、据污水性质试验确定,或参照同类项目取值,次10,进水,进水,滗水8.3,每天去除总氮的量,NH,kg/d,1170 ,228 ,228 ,228 ,8.4,活性污泥含氮量,P,%,12.5%,12.5%,12.5%,12.5%,3池运行状态排布图,8.5,氨氮的氧当量,b,4.6 ,4.6 ,4.6 ,4.6 ,根据污水性质试验确定,或参照同类项目取值,甲,乙,丙,8.6,细菌细胞的氧当量,c,1.42 ,1.42 ,1.42 ,1.42 ,1,进水,8.7,反消化回收氧系数,d,2.90 ,2.90 ,2.90 ,2.90 ,2,进水,8.8,反消化氨氮量,NO,kg/d,0 ,0 ,0 ,
22、0 ,不考虑反消化回收的氧,3,进水,8.9,每天排出的活性污泥量,Vss,kg/d,1992 ,714 ,714 ,714 ,Vss=xBOD,4,进水,8.10,设计需氧量,AOR,kg/d,12556 ,2527 ,2527 ,2527 ,AOR=aBOD+bNH-(c+pb)Vss-dNO,5,进水,曝气,8.11,去除每千克BOD耗氧量,Ro,kg/kgBOD,1.65 ,1.28 ,1.28 ,1.28 ,Ro=AOR/BOD,6,进水,曝气,8.12,折算为20标准供气量,7,进水,曝气,8.13,曝气器氧转移效率,E,%,20%,20%,20%,20%,8,进水,曝气,8.14
23、,气泡离开水面的氧百分比,Ot,%,17.5%,17.5%,17.5%,17.5%,Ot=21(1-E)/79+21(1-E),9,进水,沉淀,8.15,曝气器的安装高度,H1,m,0.50 ,0.50 ,0.50 ,0.50 ,10,进水,滗水,8.16,当地大气压,P0,Pa,101300 ,101300 ,101300 ,101300 ,11,进水,曝气,8.17,曝气器的绝对压力,Pb,Pa,145400 ,140500 ,140500 ,140500 ,Pb=P0+9800(H-H1),12,进水,曝气,8.18,设计最低水温下氧饱和度,Cs,mg/L,11.20 ,10.78 ,1
24、0.78 ,10.78 ,根据含氧量与温度关系表选取或插值法求取,13,进水,曝气,8.19,氧的平均浓度,Csm,mg/L,12.71 ,11.98 ,11.98 ,11.98 ,Csm=Cs(Pb/202600+100Ot/42),14,进水,曝气,20下的氧平均浓度,Csm(T0),mg/L,10.33 ,10.11 ,10.11 ,10.11 ,Csm=9.1(Pb/202600+100Ot/42),15,进水,沉淀,8.20,表面活性剂的影响系数,k1,0.85 ,0.85 ,0.85 ,0.85 ,选取范围:0.80.85,16,进水,滗水,8.21,含盐量的影响系数,k2,0.9
25、0 ,0.90 ,0.90 ,0.90 ,选取范围:0.90.97,17,进水,曝气,8.22,当地大气压的影响系数,k3,1.00 ,1.00 ,1.00 ,1.00 ,当地大气压与标准大气压的比值,18,进水,曝气,8.23,污水实际溶解氧浓度,Cl,mg/L,2.00 ,2.00 ,2.00 ,2.00 ,一般要求的DO值,19,进水,曝气,8.24,标准供气量换算系数,K,1.57 ,1.59 ,1.59 ,1.59 ,K=Csm(T0)/1.02(T-T0)k1k2k3Csm(T)-Cl,T0=20,20,进水,曝气,8.25,标准供气量,SOR,kgO2/d,19699 ,4011
26、 ,4011 ,4011 ,SOR=KAOR,21,进水,沉淀,8.26,标准供气量,Gs,m3/d,328320 ,66848 ,66848 ,66848 ,Gs=SOR/(0.3E),换算为空气量,22,进水,滗水,8.27,气水比,5.61 ,5.57 ,5.57 ,5.57 ,Gs/Qd,一般要求大于3,23,进水,曝气,8.28,去除每千克BOD供气量,Vo,m3/kg,43.2 ,33.8 ,33.8 ,33.8 ,Vo=Gs/BOD,24,进水,曝气,9,曝气设备选择,曝气,9.1,鼓风曝气设备选择,曝气,9.1.1,每天曝气的总时间,Tb,h,96 ,48 ,48 ,48 ,T
27、b=NnTF,沉淀,9.1.2,单池最大曝气量,Qb,m3/h,3420 ,1393 ,1393 ,1393 ,Qb=Gs/Tb,滗水,9.1.3,单只曝气器曝气量,Qj,m3/h个,3.0 ,3.0 ,3.0 ,3.0 ,9.1.4,单只曝气器服务面积,Fj,m2/个,0.7 ,0.7 ,0.7 ,0.7 ,9.1.5,按曝气量选单池数量,na1,个,1425 ,580 ,580 ,580 ,na1=Qb/(0.8Qj),考虑20%富裕量,9.1.6,按服务面积选单池数量,na2,个,3250 ,1226 ,1529 ,1388 ,na2=Fi/(0.72Fj),无曝气盲区时利用率为72%,
28、9.1.7,实际单池选取曝气器数量,na,个,3250 ,1226 ,1529 ,1388 ,MAX(na1,na2),9.1.8,实际选用曝气器总数,nz,个,19500 ,3678 ,4587 ,4164 ,9.1.9,最多同时曝气的池数,nb,座,4 ,2 ,2 ,2 ,排列如右图示,9.1.10,最大曝气量,Qmax,m3/h,13680 ,2785 ,2785 ,2785 ,Qmax=nbQb,9.1.11,曝气管网阻力损失,h,m,1.20 ,1.20 ,1.20 ,1.20 ,根据供气管路和曝气器计算确定,9.1.12,曝气管网漏风系数,k4,0.10 ,0.10 ,0.10 ,
29、0.10 ,k4=0.050.1,9.1.13,曝气设备的风压,h,m,6.20 ,5.70 ,5.70 ,5.70 ,h=H+h,9.1.14,鼓风机计算风量,Qk,m3/h,15048 ,3064 ,3064 ,3064 ,Qk=Qmax(1+k4),9.1.15,鼓风机运行台数,nb,台,6 ,2 ,2 ,2 ,9.1.16,鼓风机备用台数,nc,台,2 ,1 ,1 ,1 ,9.1.17,单台鼓风机计算风量,Qj,m3/h,2508 ,1532 ,1532 ,1532 ,Qj=Qk/nb,9.1.18,单台鼓风机有效功率,Nj,kW,42.33 ,23.77 ,23.77 ,23.77 ,Nj=9.8QjH/3600,9.1.19,总效率,e,%,0.6
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