SBR工艺设计说明书

1、前言随着科学技术的不断发展，环境问题越来越受到人们的普遍关注，为保护环境，解决城市排水对水体的污染以保护自然环境、自然生态系统，保证人民的健康，这就需要建立有效的污水处理设施以解决这一问题，这不仅对现存的污染状况予以有效的治理，而且对将来工、农业的发展以及人民群众健康水平的提高都有极为重要的意义，因此，城市排水问题的合理解决必将带来重大的社会效益。第一章绪论1.1 、本次课程设计应达到的目的：本课程设计是水污染控制工程教学的重要实践环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中熟悉并掌握污水处理工艺设计的主要环节，掌握水处理工艺选择和工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制，掌握设

2、计说明书的写作规范。通过课程设计使学生具备初步的独立设计能力，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，训练设计与制图的基本技能。1.2 、本课程设计课题任务的内容和要求：某城镇污水处理厂设计日平均水量为20000m3/ d ，进水水质如下：COD（ mg/L）BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)PH3801502004025369、污水处理要达到城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级B标准。、生化部分采用SBR工艺。、来水管底标高446.0m. 受纳水体位于厂区南侧150m。50 年一遇最高水位448.0m。、厂区地势平坦，地坪标

3、高450.0m。厂址周围工程地质良好，适合修建城市污水处理厂。、所在地区平均气压730.2mmHg柱，年平均气温13.1 ，常年主导风向为东南风。具体设计要求：、计算和确定设计流量，污水处理的要求和程度。、污水处理工艺流程选择（简述其特点及目前国内外使用该工艺的情况即可）、对各处理构筑物进行工艺计算，确定其形式、数目与尺寸，主要设备的选取。、水力计算，平面布置设计，高程布置设计。第二章 SBR 工艺流程方案的选择2.1 、 SBR工艺主要特点及国内外使用情况：SBR 是序列间歇式活性污泥法的简称，与传统污水处理工艺不同，SBR 技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替

4、代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR 技术的核心是 SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉池等功能于一池，无污泥回流系统。经过这个废水处理工艺的废水可达到设计要求，可以直接排放。处理后的污泥经机械脱水后用作肥料。此工艺在国内外被引起广泛重视和研究日趋增多的一种污水生物处理新技术，目前，已有一些生产性装置在运行之中。它主要应用在城市污水、工业废水处理方面。2.2 、工艺流程图：鼓风机房加氯间污粗提细沉初S接出升格格砂沉B触水泵R水栅栅池池池站池污泥集提泥升井泵污泥浓缩池脱水干泥外运机房图2.1 SBR 法处理工艺流程图第三章 SB

5、R 工艺设计计算3.1 、原始设计参数：原水水量：Q 20000 m3 / d833.3m3 / h取流量总变化系数为：2.71.48（Q=231.5L/s ）K Z0.11Q设计流量：QmaxKZQ1.48m3/h0.343m3/s833.3 1233.33.2 、粗格栅设计：本设计选择单独设置的格栅, 倾角 =603.2.1、格栅槽总宽度B=1.19m，取 1.5m3.2.2、通过格栅的水头损失h 1=0.026m3.2.3、栅后明渠的总高度H=0.726m3.2.4、格栅槽总长度L=4.67m3.2.5、每日栅渣量W=0.6 m3 d3.2.6 、机械除渣，用 NC1200 型机械除砂器

6、一台3.3 、提升泵站设计：本工艺选用 LXB-900 螺旋泵3.4 、细格栅设计：本设计选择格栅和沉砂池合建。设计中选择两组格栅，N=23.4.1、格栅槽总宽度：B=1.28m，设计中取 1.5m3.4.2、通过格栅的水头损失：h 1 =0.46m3.4.3、栅后明渠的总高度：H=1.16m3.4.4、格栅槽总长度：L=2.82m3.4.5、每日栅渣量：W=1m3d3.4.6、机械除渣，用 NC800 型机械除砂器一台3.5 、曝气沉砂池设计：3.5.1 、池子总有效体积：设计中取停留时间t=2min ，则 V Qmax t 60 0.343 2 60 41.16m33.5.2 、水流断面面

7、积：设计中取水平流速 v1=0.08 m s ，则水流断面面积： AQmax0.3434.29m2v10.083.5.3 、池总宽度：设计中取 h22m （设计有效水深），A4.291.07在1 1.5之间则 B2.14m, B : h2h223.5.4 、池长：V41.16L:B=4.48 80 m3 ，符合3.6.6 、沉淀池总高度： Hh1h2 h3h4h5式中： h1 沉淀池超高，一般取0.3m；h3 沉淀池缓冲层高度，一般采用0.3m；则， H0.340.30.651.736.98m3.6.7 、进水装置：本工艺辐流式沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水管道采

8、用钢管，管径DN=800mm，管内流速 0.68m/s 。3.6.8 、出水装置：出水采用池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证池内水位标高恒定，堰上Q12水头H () 32gmb2式中： H-堰上水头（ m）；3Q1- 沉淀池内设计流量（ m/s ）；m- 流量系数，一般采用 0.4 0.5b2- 堰宽（ m），等于沉淀池宽度。则， H(Q) 3 (0.343)30.2m22mb22g0.42.1429.8出水堰自由跌落0.2m 后进入出水渠，出水渠宽B2，水流流速 v0.89m/s，2m2采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水管道采用钢管，管径DN=800mm，管内流速 V2=0.68

9、m/s 。排水干管管径： Qmax =0.343m3/s, 取管径 DN=800mm，流速 VS=0.68m/s。3.6.9 、排泥管：沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN300mm，排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压头采用 1.2m，将污泥排到池外集泥井内。3.6.10 、出水挡渣板：浮渣用浮渣刮泥板收集，定期清渣，刮泥板装在刮泥机桁架的一侧，高出水面0.2m，在出水堰前设置浮渣挡板拦截浮渣，排渣管管径取为DN300mm。3.7 、 SBR反应池设计：3.7.1 、SBR池计算：设单个 SBR反应池运行周期为8 小时。进水（厌氧 )1 小时，反应（曝气） 4 小时，沉淀( 缺氧） 2 小时，排水排

10、泥1 小时。低污泥负荷下有利于硝化菌、反硝化菌等自养菌的生长。设计取 Ns=0.1Kg BOD5/（KgMLSSd）。设置 4 个反应池，反应池前设一个调节池，调节池与曝气沉砂池相连。当前一个反应池运行 2 小时后，下一个反应池开始运行。也就是说每周期从调节池注入一个SBR反应池的水量相当于 2 小时内从沉砂池流进调节池的平均水量。1）调节池的容积：以 3 小时内流进调节池的平均水量计算调节池的体积，这样既可对因上游来水不均匀造成的水位波动起到缓冲作用（ KZ=1.48 ），又可以保证在有一个 SBR反应池出现故障时，其它 3 个反应池仍能交替连续运行。 V20000 32500m324调节池

11、尺寸 L BH=25205 ,正常运行时最高水深为3.33m，最低水深1.6m，池底出水。出水管（钢混）流量200002 1667 m3 / h0.463m3 / s243， v166740.73 m / s 出设计取排水管管径 DN800mm，设计流量 q=1667m/h0.9 23600水结束由调节池及SBR中液位控制。2）活性污泥量 ( 以 MLSS计 )采用污泥负荷法计算：则总活性污泥量：Q( SiSo )MLSSNs20000(150 20) 10 326000 (干）MLSS0.1Kg3）剩余污泥量：剩余污泥包括两部分： a、微生物降解 BOD后代谢增殖的污泥量。 b 、吸附在菌胶

12、团上的不可降解的非挥发性固体（进水水中的SS）。（1）增殖活性污泥以SS计XVSSYQ(SiSo )K d XV V式中： f-VSS 与 SS之比值，取 0.6 ；Y- 产率系数， kgVSS/kgBOD，取 0.6 ；5Kd- 内源代谢系数，取 0.06 ；所以， X V 26000 0.6kgVSS / m3V（2）假设进水中的SS被活性污泥吸附后，能达到排放标准。所以每天排泥（ MLSS-SS) 2240kg 。SS3，含水率P=99.4%；（因11P，所以污泥体积指数以体积计： V = 373m /dSVISVI=167ml/g ）VSS=280 m3 /d ,含水率 P=99.2%

13、 。（SVI=125ml/g)4）计算反应器中的总污泥量（ MLSS-SS）污泥当中的 SS（来自进水）与活性组分（以MLSS计）的质量比例关系为 12001.154(1200 1)260001040则每个 SBR池中总污泥量为14000kg (干 )10404设含水率 92.2%, 则以体积计 VS=1750 m35） SBR 反应池容积 VVSVFVb其中： V S-3单池污泥体积， m；VF-3V F200002 1667 m 3进水体积， m；24b3V -保护容积， m 。取超高 0.5m，每个 SBR反应池的尺寸 LB H34 m 20m 6.0m则保护容积 V b =323 m3

14、，安全高度3230.48m，符合 0.3 0.5 。34201667进水水深，2.45m1750沉淀后污泥层高度，2.57m3420校验：污泥浓度MLSS( 26000 140004) 106(1738 3743)mg / L434205.5103排出比16670.444 ，在 1/4 1/2 之间。20345.56）排水及排泥系统：选用电动旋转式滗水器，型号XBS-D-1800。滗水深度 2.45m，排水结束由液位控制。排水管（钢混）与滗水器相连，每池设一个排水管。设计取排水管管径3v166740.73 m / sDN800mm，设计流量 q=1667m/h，36000.92（实际运行时，排

15、水结束由SBR池中液位控制）。在池底设置简易半圆形集泥槽（300mm），剩余污泥在重力作用下排入集泥井。排泥管管径 DN=300mm，管上安装流量阀，控制排泥量。7） SBR反应运行时间与水位控制：图 2.2 SBR 反应池示意图进水开始与结束由水位控制，进水结束即开始曝气阶段，曝气结束由时间控制，沉淀开始到结束由时间控制，沉淀结束即开始排水排泥，排水结束由水位控制。8）关于脱氮除磷效果的说明：项目CODBOD5TNNH3-NTP去除率8288% 8593% 3339%5387% 8599%有资料显示 SBR处理城市污水的处理效果为：在上述工况下，除TN外其余指标均能达标。在运行调试阶段，强化

16、硝化反硝化过程，提高 TN的去除率。3.7.2 、需氧量及曝气系统设计计算：1）需氧量：取 a0.50kg/kg， b0.190(1/d) 。O2 0.5020000 13010 30.19020000130 10 32535kgO2 / d 105.6kgO2 / h 2）供气0.4量计算：设计采用 SX-1 型空气曝气器，敷设在SBR反应池池底，距池底距离 500mm，且水深为5.5m，因此淹没深度 H=5.5-0.5=5m。氧转移效率 EA8.00%，服务面积为 1 2m2 / m ，软管间距取 500mm。查表知， 20 C 时溶解氧饱和度为 C s(20)9.17mg / L 。已知

17、数据中，当地平均气压为730.2mmHg柱，换算为标准单位是0.973105 Pa，所以曝气器出口处的绝对压力为：空气离开曝气池时，氧的百分比为曝气池中溶解氧平均饱和度为： （水温 20 C ）C 是脱氧清水充氧量为：OsO2Csb( 20)2535 10.78Csb(20)C 1.024(T 20 ) F0.7 (0.95 0.96 10.78 2.0) 1.024(20 20) 1=4985.0kg/d=207.7kg/h式中污水中杂志影响修正系数，取0.7 ；污水含盐量影响修正系数，取0.95 ；C混合液溶解氧浓度，取 2.0 ；气压修正系数，P0.973105 PaP标1.0130.9

18、6105 PaSBR反应池的供气量为 GsO s207.79272.3m3 / h0.28E A0.28 0.083.7.3 、空气管计算：空气管平面布置图如下图，鼓风机房出来的空气供给供气干管，在相邻两SBR池的隔墙上设两根供气支管，为四个SBR反应池供气。每个供气支管设17 条配气竖管，为 SBR池供气，四池共四条供气支管，68 条配气竖管。每条配气竖管安装SX-1 型曝气器 20 个，每 池 共340 个曝气器，全池共1360 个曝气器。每个曝气器的服务面积为680 2/340个 22 / 个。（曝气器布置示意图如下图）mm供气支管供气干管图2.3 四个 SBR 池空气管平面布置图（标注

19、尺寸单位：mm ）型曝气器配气竖管供气支管图 2.4单个 SBR 池底曝气器排列示意图每根空气干管供气量为： Gsi9272.311m3/h1.2521448.841.25 安全系数故选用 SX-1 型盆型曝气器，敷设SBR反应池池底，氧转移效率8.00%，供气量 25m3 / h，服务面积为 1 2m2 / m 。3.7.4 、鼓风设备：鼓风机房要给曝气沉砂池和SBR池供气，选用 TS系列罗茨鼓风机选用 TSD-150型鼓风机 9 台，工作 8 台，备用 1 台。设备参数：风量 20.4 m3 / min （总风量为 20.4 60 8=9792 m3 / min ，符合本工艺所需 9272

20、.3+274=9546.3 m3 / min ）；升压 44.1KPa（曝气器出口处的压力为44.1KPa，符合）；配套电机型号 Y200L-4；功率 30KW；转速 1220r/min ；机组最大重量 730kg；设计鼓风机房占地L B=20 10=200m2 。3.8 、接触式消毒池设计：3.8.1 、本工艺采用液氯消毒，每日加氯量为：q=qO Q 86400/1000=50.343 86400/1000=148.176 kg/d液氯由真空转子加氯机加入，加氯机选用三台，采用二用一备。每小时加氯量为148.176/48=6.174kg/h,设计中采用 ZJ-2 型转子加氯机。本设计采用1

21、个 4 廊道平流式消毒接触池。3.8.2 、消毒接触池容积：V=Q?t=0.343 3060=617.4 m33.8.3 、消毒接触池表面积： F= V/h 2=617.4/2.5=247.96 m 23.8.4 、消毒接触池廊道长： L = F/B=247.96/4=61.99 m3.8.5 、消毒接触池总长：L= L /4=61.99/4=15.5m ，取 16m3.8.6 、池高：H=h1+h =0.3+2.5=2.8m23.8.7 、进水部分消毒接触池的进水管管径D=1300mm,v=1.24m/s,i=1.161 混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效

22、果，加氯点后接 D=1300mm的静态混合器。Q20.34323.8.8 、出水堰上水头： H () 3() 30.13mn m b2 2g10.42 4 2 9.83.9 、污泥处理设备：3.9.1 、产泥量：每日处理剩余污泥量为3，其中含水率 P=99.4%400m/d3.9.2 、集泥井：设集泥井有效井深1m，设计尺寸 L B=5 4=20 m3 ，集泥井为地下式，池顶加盖。3.9.3 、提升泵选型：选用型号 LXB-400 泵 2 台，工作 1 台，备用 1 台。LXB-400 参数：3螺旋外径： 400mm；转速： 84r/min ；流量： 75 m /h ；最大提升高度： 2.5m

23、；功率 :1.1kW ；2污泥泵房： 65=30m 。3.9.4 、污泥浓缩池设计：（池型：辐流式浓缩池）22（1）沉淀部分有效面积： F119.07m，设计中取 120m（2）浓缩池直径 D：设计中取 12.4m（3）浓缩池的容积 V： V331.2m3，设计中采用 332 m3浓缩池浓缩时间，一般采用 10-16h ，设计采用 15h。（4）浓缩后剩余污泥量：单池产生的浓缩污泥量为：Q 79.49m3/ d1p0 : 浓缩后污泥含水率， 97%（5）浓缩池有效水深：h22.8m（6）池底高度：辐流沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成 4%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度：设

24、计中取0.25m（7）污泥斗容积：泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角采用55；a：污泥斗上口半径，取1.25m；b：污泥斗底部半径，取0.25m；污泥斗容积： V12.9m3污泥斗中污泥停留时间：T0.88h（8）浓缩池总高度：h5.08mh1 ：超高，一般采用0.3mh3 ：缓冲层高度，一般采用0.3-0.5m, 设计采用 0.3m（9）浓缩后处理的污水量： q 319.68m3 / d ，浓缩后污泥含水 97% （10）溢流堰：浓缩池 溢流 出水 经过 溢流堰 进入 储水 槽， 然后汇 入出 水管 排出 。出水 槽流量 q=0.0037m3/s, 设出水槽宽 0.2m, 水深 0.1

25、m, 则水流速为 0.185 m/s 。溢流堰周长 C(D 2b)(12.4 2 0.2) 37.7m（11）溢流管：溢流水量 0.0037 m 3 /s ，设溢流管径 DN100mm，管内流速 0.47m/s.（12）刮泥装置：浓缩池采用中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入泥斗。（13）排泥管：剩余污泥量 0.000923/s,泥量很小，采用污泥管道最小管径。间歇将污泥mDN150mm排入压滤机。3.9.5 、污泥脱水机房：（1）污泥产量：污泥浓缩后产量，产生含水量为97%的干污泥加上初沉池80 m3 /d80+80=160m3 /d=6.67 m 3 /h（2）污泥脱水机：根据

26、所需污泥处理量，选用DY-2000型带式压滤机 2 台，工作 1 台，备用 1 台。选用流量较大的压滤机，不设贮泥柜，减少占地面积。DY-2000 参数：处理能力 8-12 m3 /h ；带宽 2000mm；冲洗水压 0.4Mpa；冲洗耗水 8；气压 0.3-0.5Mpa ；电机功率 2.2kW；泥饼含水率 65-75%；质量 5600kg。（3）污泥饼体积：设泥饼含水率为75%V = V0 ( C0 /C) = 160(1-97%)/(1-75%)=19.2m3污泥脱水机房高度5m，LB=1010 m 2 。第四章污水处理厂高程布置4.1 、污水处理构筑物高程布置：主要任务：确定各处理构筑物

27、的标高，确定各处理构筑物之间连接管渠的尺寸及标高，确定各处理构筑物的水面标高，从而能够使污水沿处理构筑物之间顺畅流动。保证污水厂正常运行。4.1.1 、构筑物水头损失表 2.1构筑物水头损失表构筑物名称水头损失（ m） 构筑物名称水头损失（ m）格栅0.2+0.46调节池有效水深的一半1.67沉砂池0.2SBR池滗水深度 2.45初沉池0.5消毒池0.34.1.2 、管渠水力计算表 2.2 污水管渠水力计算表管渠与构筑物名流量管渠设计参数水头损失DIV称（L/S）（ ）沿程局部合计（mm （ m L m）/s ）出水口至消毒池231.56001.50.80.2480.1360.384165.6

28、2消毒池至 SBR池4638001.30.90.1510.1620.3131162SBR池至调节池4638001.30.90.1170.1590.276902调节池至初沉池3438000.710.60.0130.0350.0484188初沉池至沉砂池3438000.710.60.0210.0350.0564308细格栅至泵房3438000.710.60.0190.0350.0544268污水管渠局部阻力损失按照阻力系数法和当量长度法计算：局部阻力包括流体在管路的进口、出口、弯头、阀门、扩大、缩小等局部位置流过时产生的。进口：=0.5 ；出口：=1.0 ；管道分支：=1.5出水口至消毒池进口，出

29、口，大圆角弯头（Le=12.5m），止回阀（全开 Le=45m）消毒池至 SBR池进口，出口，大圆角弯头两个（Le =25m），分支管道SBR池至调节池进口，出口，大圆角弯头（Le=12.5m），闸阀 ( 全开 Le=10m），分支管道调节池至初沉池进口，出口初沉池至沉砂池进口，出口细格栅至泵房进口，出口4.1.3 、构筑物及管渠水面标高计算本设计中，由于 50 年一遇最高水位为 448m，其水位较低，污水厂出水能在洪水位自流排出，故污水处理厂未设置终点泵站， 。但考虑到土方平衡，建筑成本，管线埋深等因素，出水口标高设定为 449m，故可推算其他构筑物、管渠高程。表 2.3 构筑物及管渠水面标

30、高计算表序号管渠与构筑物名称水面上游水面下游构筑物水地面标标高（ m）标高（ m）面标高（m） 高（ m）1出水口至消毒池449.384449450.02消毒池449.684449.384449.534450.03消毒池至 SBR池449.997449.684450.04SBR池452.447449.997451.222450.05SBR池至调节池452.723452.447450.06调节池454.423452.723453.573450.07调节池至初沉池454.471454.423450.08初沉池454.971454.471454.721450.09初沉池至沉砂池455.027454.971450.010沉砂池455.227455.027455.127450.011细格栅455.687455.227450.012细格栅至泵房455.741455.687450.04.2 、污泥处理构筑物高程布置：排泥流速一般大于1.5m/s, 重力排泥管道水力坡度在10%020%20.00107d1.3以 1.5m/s