水解酸化SBR的设计计算.docx

1、水解酸化SBR的设计计算 的设计计算+SBR水解酸化 1 前言 SBR工艺早在20世纪初已有应用，由于 人工管理的困难和烦琐未于推广应用。此法 集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组，各池工作状态轮流变换运行，单池由撇水器间歇出水，故又称为序批式活性污泥法。 该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。由SBR发展演变的又有CASS和CAST等工艺，在除磷脱氮及自动控制等方面

2、有新的特点。但是，SBR工艺对自动化控制要求很高，并需要大量的电控阀门和机械撇水器，稍有故障将不能运行，一般必须引进全套进口设备。 由于一池有多种功能，相关设备不得已而闲置，曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。池子总体容积也不减小。另外，由于撇水深度通 常有1.22米，出水的水位必须按最低撇水水位设计，故总的水力高程较一般工艺要高1米左右，能耗将有所提高。 SBR工艺一般适用于中小规模、土地紧张、具有引进设备条件的场合。 我国自九十年代中期开始，国家建设部属市政设计研究院和上海、北京、天津等市政设计研究院，开始了SBR工艺技术的研究和应用，但大部分处于试验研究和小型污水处理厂的应用阶段。目前，

3、只有几座城市污水处理厂采用SBR法工艺处理城市混合污水，其处理效果较好，如：昆明市日处理污水量15万吨的第三污水处理厂，其工艺为SBR法ICEAS技术，自投产以来，运行正常，出水水质稳定，达到了设计标准。 天津经济技术开发区污水处理厂所采用的DAT-IAT工艺是一种SBR法的变形工艺和中国目前最大的SBR法城市污水处理厂。该工艺为方案的确定是根据天津市政工程设计研究院和开发区、以及国内有关污水处理专家共同完成的，经过对国内外污水厂的考察并充分论证，认为SBR法DAT-IAT工艺能够克服天津开发区工业废水比重大、水质水量变化幅度大的水质特征，其处理后的水质能够满足国家的排放标准。 2 概述 2.

4、1 设计任务 本设计方案的编制范围是城市污水处理厂，日处理能力为3m,内容包括设计计算说明书一份、污35000水处理厂工艺总平面图1张、污水处理厂污水和污泥高程图1张、主体构筑物平剖面图1张。 据依计设2.2 (1)中华人民共和国环境保护法和水污染防治法 (2)污水综合排放标准GB89781996 (3)城市污水处理及污染防治技术政策 (4)室外排水设计规范(1997年版)GBJ14-87 (5)地表水环境质量标准GHZB1-1999 (6)污水排入城市下水道水质标准CJ3082-1999 (7)城市污水处理工程项目建设标准建标200177号 (8)污水综合排放标准DB8978-1996 (9

5、)辽宁省污水与废气排放标准DB21-60-89 (10)城市给水工程规划规范GB50282-98 (11)城市污水处理厂污水污泥排放标准CJ3025-93 (12)城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ31-89 2.3 阜新市概况 2.3.1 城市概况 阜新市位于中国辽宁省的西北部，是一座新兴的工业城市，辽宁省的畜牧、油料、产糖基地和重点产粮地区，中国重要的能源基地之2，辖阜新面积10362km/m蒙城”之称。阜新市总一，素有“煤电之古族自治县、彰武县和海州、太平、新邱、清河门、细河五个区。海州区是全市政治、经济和文化的中心。全市现有人口190万人，其中市区人口77万人。阜新境内有汉

6、、蒙古、满回、锡伯等24个民族。少数民族人口有27万人，其中蒙古族居多，达20万人，占全市总人口的11%。阜新气候属于北温带大陆季风气候区，四季分明，雨热同季，光照充足。 2.3.2 废水来源及主要污染物 城市污水来源主要包括家庭污水、工业废水、矿业废水、农业废水、畜牧废水、及渗入之地下水等。由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。对于收集后的城市污水，含有家庭、工业、排泄久、持物染污浮悬体：固有括包要。主物染污种各的放排源来它其和 有机污染物(POPs)、溶解盐(TDS)、营养物(N, P)、病原菌、病毒、寄生虫等。 工业污水主要来自啤酒厂、化工厂以及其他工厂，工业废水包括生产污水和冷

7、却水。这两种废水性质截然不同。冷却水要由工厂回收 循环使用，一般不应排入城市排水管网。生产污水首先应由工厂综合利用，尽量减少排出量。生产污水中含有损害管道、妨碍城市污水处理工艺以及影响处理后的污水和污泥利用的污染物，工厂应进行预处理，水质达到排放标准后再排入城市排水管网。 城市污水的污染，一般经历三个历史时期：病源污染期、总体污染期和新污染期。在病源污染期，城市污水主要是生活污水。由于污水中含有病菌和病毒，污水排入水体后往往会传染疾病。在总体污染期，随着工业的发展和人口的集中，城市污水量及所含的污染物种类不断增加。污水排入水体后，造成水体中悬浮物数量和生化需氧量越来越高，水体缺氧，水生生物灭绝

8、。在新污染期，由于工业的高度发展，污水所含的污染物种类更加复杂。工业废水已日益成为城市污水处理中的主要对象。 2.4 设计规模、数据及相关资料 2.4.1 设计规模及要求 3/d 为3.5000m日处理量COD?BOD300mg/l 200mg/l ：进水水质 150mg/l ?SScr5SS?COD?BOD30mg/l 100mg/l 出水水质： 30mg/l cr52.4.2 气象资料 气温：年平均气温8.7，夏季最高气温37.5，冬季最低气温-23.0。 主导风向：西南 最大风速：1.6m/s 年平均降雨量：457.1mm 1941.8mm ：量发蒸年 无霜期：180天 最大冻土深度：1

9、.4m 2.4.3 自然地理 阜新市位于辽宁省西北部，东与铁岭毗邻，西与朝阳接壤，南与 2。地理坐标，总面积10355km/m相、沈阳为邻，北与内蒙古望锦州为东经12010之间，北纬4141至4256之间，城市位于自东北向西南倾斜的盆地中，南有医巫闾山脉，北有小松岭山。新义铁路和细河东西横穿市区。 阜新市海拔较高，地貌按其成因及形态组合分为平原、山地、丘陵三大类，其中平原较少，丘陵面积所占比重较大。 市区是一个以盆地、丘陵为主体的地区，土壤较为贫瘠，天然植被残存较少，现已被大片人工植被所代替。 阜新市接近内蒙古地区，属于大陆性气候，其特点是：春季干旱多风，夏季炎热少雨，秋季冷凉早霜，冬季严寒少

10、雪。最大风速为16.0m/s全年日照时间为2903.8h。 3 工艺流程方案的选择 污水处理工艺选择正确与否直接关系到工程的投资、经营成本，出水水质的达标，以及运行是否可靠。因此，选择适当的污水处理工艺是污水处理工程的关键。 3.1 工艺流程方案选择原则 城市污水处理厂的工艺选择一般应遵循三条原则： (1) 技术合理。 应正确处理技术的先进性和成熟性的辨证关系。一方面，应当重视工艺所具备的技术指标的先进性，同时必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。城市污水处理工程不同于一般点源治理项目，它作为城市基础设施工程，具有规模大、投资高的特点，且是百年大计，必须确保百分之百的成功。工艺的选择更注重成

11、熟性和可靠性，因此，我们强调技术的合理，而不简单提倡技术先进。必须把技术的风险降到最小程度。 。能节济经(2) 节省工程投资是城市污水处理厂建设的重要前提。合理确定处理标准，选择简捷紧凑的处理工艺，尽可能地减少占地，力求降低地基处理和土建造价。同时，必须充分考虑节省电耗和药耗，把运行费用减至最低。对于我国现有的经济承受能力来说，这一点尤为重要。 (3)易于管理。 城市污水处理是我国的新兴行业，专业人才相对缺乏。在工艺选择过程中，必须充分考虑到我国现有的运行管理水平，尽可能做到设备简单，维护方便，适当采用可靠实用的自动化技术。应特别注重工艺本身对水质变化的适应性及处理出水的稳定性。 任何一种工艺

12、总是有利有敝，关键在于适用性如何。在工程实践中，应该具体情况具体分析，因地制宜，综合比较，取长补短，作出较为优化的选择。 3.2 城市污水处理厂工艺方案比较及选择 3.2.1 工艺流程确定的原则 工艺流程在达标条件下，采用成熟可靠的工艺，技术先进且运行稳定。 布置合理，投资省，占地少，处理成本低。 尽量降低能耗，充分考虑给水，污泥的资源化，且能够综合利用。 尽量选用先进，高效设备，提高自动化水平，设置必要的监控设备。 3.2.2 污水处理工艺流程的确定 污水处理工艺的选择正确与否直接关系到工程的投资，经营成本，出水水质的达标，以及运行是否可靠。因此，选择适当的污水处理工艺是污水处理工程的关键。

13、 3.2.3 污水二级处理工艺的比较 方案一与方案二主要差别在有否使用沉砂池和曝气池(方案一：普通活性污泥法，方案二：沉砂+SBR法)所采用的类型。平流沉砂池物筑构理处续后小减，物浮悬的小细的掉理处能没栅格理处是用作的 的负荷，同时提高处理效果。另外，SBR反应池采用一个池子完成多道工序，不仅提高了处理效率，而且其体积小，无须设置大规模的污泥回流系统和二次沉淀池，减小了施工量。 3.2.4 本设计工艺流程的确定 整个路线由预处理+生化处理工艺组成。主要设备选用高效，运行稳定操作维护容易的设备，以提高废水的处理效果，降低处理费用，使废水处理后达到排放标准的要求。 预处理包括格栅+平流沉砂池主要是

14、去除90%以上的SS和50%左右的COD以减轻生化处理的负荷。SB3. 细格栅平流沉砂池m粗格栅提升泵房溢流水池剩余污泥接触池干污泥外运脱水间浓缩池 图3-1 流程图 4 主体构筑物的设计 栅格粗4.1 格栅示意图图4-1 污去除广泛，可以有效污水处理中的预处理方法，应用格栅作为1。运转升泵的后续处理设备稳定运行及提的水中较大悬浮物，保护除去用格栅作为大的悬浮物，为此首先选污由于城市水中含有大量较 泵的运转。手浮物的段，以保护提升较大悬333 Q= 35000m/d = 0.405m /s = 1458 m /h 110. K= 2.7/ Q = 1.395 z3 KQ=1.395m/s =Q

15、565.0?.405?0zxam) (n栅条的间隙数(1)栅格间隙b=50mm，条深h=0.6m，过栅流速v=0.9m/s，栅设栅前水 ：倾角=60?sinQ60sin565?0.maxn?16.24 (4-1) bhv0.05?0.9?0.6圆整取17个 删条数为18 (2)栅槽宽度(B) 取扁钢，栅条宽度S=10mm ?18?0.05?1.07?SB?1n?bn0.01118? m (4-2) ) L(度长分部宽渐道渠水进(3) ? 角分展开=20其渐宽部1Q565.0max (4-3) m 94.?0?进水渠宽B? 1?vhhv2BB?94.07?0.1 m 1?l177删前扩大段?0.

16、 1 ?202tan2tan1 (4-4) l()栅槽与出水渠连接处的渐窄部分长度(4)2l1770.1 (4-5) m 088.l?0222) (h失(5)通过格栅的水头损1?数大形断面,删条形状系数系，增设栅条断面为锐边矩83?1.K=3 442201.Sv0.90?33?024?k1.83?sin60?h?0sin. (4-6) m ?18105b2g0.2?9.?) 总宽度(H(6)栅槽=0.3m 渠道超高h设栅前29226?0.22?0.3?0.H?h?h?h?0 (4-7) m 21) L度(7)栅槽总长h?h6.3?00.2 m 2825.?.0.?0.088?0?1.?l?0.

17、1770.5?1?L?l031?60tan60?tan(4-8) ) (W每日栅渣量(8)33 0.02m水/1000m污情况下，设栅渣量为间在格栅隙50mm的86400QW86400?0.565?0.02331max70.?W?0/d (4-9) 0.2m m /d1000K1000?1.395z所以采用机械清渣。 选用BLQ-1500型格栅清污机，其技术参数为：格栅外型宽1500mm，栅条有效间隙15100mm，安装角度6090，齿耙额定机电耙翻，1.5kW率功机电降升，12m4深井用适，100kg/m荷载 。生产功率1.52.2kW，由江苏一环集团公司 房4.2 泵量：流500WL249

18、0-9选用型潜水排污泵，其技术参数为3，1kW1076.3kW9m，转速490r/min，轴功率，配用功2490m率/h，扬程 。，由扬州市亚太特种水泵厂生产效率80%，重量2800kg 栅4.3 细格) (1)栅条的间隙数(n条水h=0.6m，过栅流，栅速v=0.9m/s两采用组细格栅，设栅前? 倾角=60隙b = 10mm，格栅间?sinQ60?sin0.565max281.n? 60.bhv0.01?0.9?83 为删圆整取82 条数) B(2)栅槽宽度(=0.010m S取扁钢，栅条宽度? m 63.01?1bn?0.01?182?1.?82?BS0n 栅分两组并联行运格63.B1?m

19、 815.?B0?22) (渐宽部分长度l(3)进水渠道1?sv.5?0 速删前流,分部展开角=20其渐宽1Q5650.max m 94.?0进水渠宽B1?5?0.2?0.62hvB?1470B?.? m 12B?B0.815?0.47 m 148.?l删前扩大段?01?2tan20?2tan1(4)栅槽与出水渠连接处的渐窄部分长度(l) 2l0.481?l?0.24m 222 ) 损失(h格(5)通过栅的水头1 矩形断面设栅条断面为锐边4422010.9.Sv0? 33?1960.?sinh?60sin?k?1.83 m ? 1010.81b2g2?9.? ) H度(6)栅槽后宽=0.3m

20、h超高设栅前渠道2 m 0961.00.3?.6?0H?h?h?h?.196?21) (L(7)栅槽总长度h?h6?0.0.32 m 742.24.5.5?1.0?0.?1.0?l0.48?0?L?l031?tan60tan60) 量(W(8)每日栅渣33 为0.1m污/1000m水的隙10mm情况下，设栅渣量在格栅间86400QW86400?0.565?0.10331max503.W?/d m /d0.2m1000K1000?1.395z所以采用机械清渣。 选用HG-1000型回转式格栅除污机，其技术参数为：耙齿间隙10mm，耙齿节距100mm，电机功率1.5kW，耙齿线速度2m/min，栅

21、宽1000mm，设备总宽1180mm，安装角度60，排渣口高度800mm，由杭州行氧环保成套设备有限公司生产 4.4 曝气沉砂池 沉砂池的作用使从废水中分离密度较大的无机颗粒。常用的有平流式沉砂池和曝气沉砂池。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。它具有阻截无机颗粒效果好、工作稳定、构造简单和排砂方便等优点。 设计计算 设计参数 最大设计流量时的流速m/s 0.3v? 最大设计流量时的流行时间s 40t? 池子格数 2?n 池子每格宽m 2?b 清除沉砂的时间间隔d 2?T336污水量m m 城市污水沉砂/1030?X 沉砂斗斗底宽m 0.7a?1 m 斗高沉砂斗 0.7?

22、h3 超高m 0.3?h1 曝气沉砂池计算示意图见图4-2。 )水管放空管曝进气水 b a 2 曝气沉砂池计算图4图 b a 平面图横剖面图 程计算过) ( 长度l m 10.3?0?4l?vt?(4-10) ) 积(流断面面 水AQ30.632xma m 6?.0?A?13?0v.2(4-11) ) (子总宽 池B m 42?Bnb?2? (4-12) ) 深( 有效水h21.06A2 m 0.265?h?24B(4-13) ) (需容积 沉砂斗所V86400?Q?T8640030?0.633?2?3xam2.44?V? m 66101.3410?K?z(4-14) v 斗每积砂斗容 设个分

23、格有2个砂 沉 每个o2.443 m 0.61v?022?o 倾角为60斗 设壁与水平面的尺 沉砂斗各部分寸 h22?0.73a?a?0.?71.5m 口斗砂 上 宽 1o216tg0.73(4-15) v 斗沉 砂容积0h7.032222301?2?2?(v.7)5.?2(?2a?2aaa?1?7.?5.002.8 m 01166(4-16) l?2a?0.2?1?22?1.50.2m 4.l?4 222 沉砂室高度() 采用重力排砂，设计池底坡度为0.02，坡h3向砂斗 m 8784.420.0l?0.?h?h.?0?70?.02 323(4-17) 池子总高() H m 1.37?586

24、0.2?5830?H?h0?.?hh.33214.5水解酸化池 排 布水管 图4-3水解酸化池示意图 考虑到废水中有机物含量较高，直接通过SBR池难以达到要求去除的效果，而水解酸化池具有改善污水可生化性的特点，能使废水中的大分子、难降解的有机物转变为易降解的小分子有机物，同时也可去除废水中的部分有机物并减 池前先通过水解酸化池。少最终排放的剩余污泥量，所以废水在进入SBR设计参数：水力停留时间：2.54.5h，取2.5h HRT反应器高度：46m，取4.4m H反应器的升流速度：0.51.8m/h V?反应器的体积4.5.1 V 35000?35068.?.39?25?1QHRTKV ?m21

25、3? ? Z24? ? 水解池的有效截面积4.5.2S5068V?2 m22?31152? S? 4H4.考虑到有效截面积太大不利于布水，同时考虑到设备检修，池体清洗，拟 将水解池分为五格，每格面积： ?11522? 4.? S230?23?3m5。水解酸化池的五格为联体建造，并在每24m10m，则单格池长取单池宽 两格间设计有一道隔墙。 水解池上升流速核算4.5.3 44.QVH? 符合要求(m/h) 243?76.?1? V52.?SHRTSHRT 上升流速，m/h式中：V 反应器高度，mH 水力停留时间，hHRT BOD去除效率4.5.4 25% 根据相关资料确定，去除率为?253? /

26、L)3-75025%56(mg750? COD去除效率4.5.5 30%根据相关资料确定，去除率为?263? /L)g0-10003%=700(m0100? 去除效率 SS4.5.6 70%根据相关资料确定，去除率为?273? (mg/L) 500050-507%=10? ?产泥量 4.5.7W ?1890?%?.?.?W E?QS01535000123028kgd3? 0 ? 式中：产泥系数3 kg/m进水COD浓度，S0 COD去除效率E?W ?3 (m/9.2%，则h)含取污泥水率9237?W29?3?%.1000?2?199 配水方式4.5.8 位于服务面积的中心，配水支管出水口距池底

27、200mm采用穿孔管布水器， 20mm。出水管孔径为 出水收集4.5.9 出水采用钢板矩形堰。 排泥系统4.5.10 采用静压排泥装置，沿距形池纵向多点排泥，排泥点设在污泥区中上部。次。另外，由于反应池底部可能回积累12污泥排放采用定时排泥，每日5 颗粒物质和小砂砾，需要在水解池底部设排泥管。 池4.6 SBR 曝气或不曝气 曝气 静止曝气 排水排泥 污泥活化 图4-3 SBR工艺流程图 绍介工4.6.1 艺SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。 化动自术技控监是别，特展发速飞的术技制控化动自和业工着随 程度及污水处理厂自动化管理要求的提高。SBR法在工业废水处理中得到了广泛的应用。 序批式间歇

28、活性污泥工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。所谓间歇，有两种含义：一是运行操作在空间上是按序排 列、间歇的，由于污水大都是连续排放，且流量波动很大，这时SBR反应器应至少为两个，污水连续按顺序进入每个池，是空间上的间歇。二是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，不存在空间上的控制要求，只存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。 4.6.

29、1.1 SBR工艺特点是： (1)工程简单，造价低。 (2)时间上有理想推流式反应器的特性。 (3)运行方式灵活，脱N除P效果好。 (4)良好的污泥沉降性能。 (5)对进水水质水量波动适应性好。 4.6.1.2 SBR工艺的操作过程： (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

30、逐步完成吸附、氧化作用。SBR工艺由于投入时间短，量大，易造成污染物积累，应控制进水时间。 。应反化生的要重着行进且而，高提位水仅不，程过水充SBR 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 进水期后或充满水后，进行曝气或搅拌达到处理的目的(去除BOD、除N、P等)。 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缺氧好氧的交替过程。 反应阶段值得一提的是，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，而不是传统的活性污泥法按空间变化控制，不同批污泥不混合。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。