SBR工艺设计说明书.docx
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SBR工艺设计说明书
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。
y■'忙I1X\
第一章绪论
[7
j*'Jij-''I
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
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）
BOD（mg/L）
SS（mg/L）
TN（mg/L）
NF3-N（mg/L）
TP（mg/L）
PH
380
150
200
40
25
3
6〜9
⑴、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
⑵、生化部分采用SBR工艺。
⑶、来水管底标高446.0m.受纳水体位于厂区南侧150m50年一遇最高水位448.0m。
⑷、厂区地势平坦，地坪标高450.0m。
厂址周围工程地质良好，适合修建城市污水处理厂。
⑸、所在地区平均气压730.2mmHgi，年平均气温13.1C，常年主导风向为东南风。
具体设计要求：
⑴、计算和确定设计流量，污水处理的要求和程度。
⑵、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）
⑶、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。
⑷、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：
SBF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
••••I■■■...■
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
xy'1IIIf.厂
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:
加氯间
鼓风机房
沉砂池
sBR池
初沉池
脱水机房
干泥外运
图2.1SBR
法处理工艺流程图
第三章SBR工艺设计计算
3.1、原始设计参数:
原水水量：
Q=20000m3/d=833.3m3/h
取流量总变化系数为：
27
70.11小8gg）
设计流量：
Qmax=KZQ=1.48833.3=1233.3m3/h=o.343m3/s
3.2、粗格栅设计：
\\、JII
本设计选择单独设置的格栅，倾角=60
3.2.1、格栅槽总宽度B=1.19m取1.5m
3.2.2、通过格栅的水头损失h1=0.026m
3.2.3、栅后明渠的总高度H=0.726m
■'
3.2.4、格栅槽总长度L=4.67m
3.2.5、每日栅渣量W=0.6m3d
3.2.6、机械除渣，用NC—1200型机械除砂器一台
I-X■-
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：
VxII
本设计选择格栅和沉砂池合建。
设计中选择两组格栅，N=2
I
3.4.1、格栅槽总宽度：
B=1.28m设计中取1.5m
3.4.2、通过格栅的水头损失：
h1=0.46m
3.4.3、栅后明渠的总高度：
H=1.16m
3.4.4、格栅槽总长度：
L=2.82m
3.4.5、每日栅渣量：
W=m3/d
3.4.6、机械除渣，用NC—800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二Qmaxt60=0.343260=41.16m3
3.5.2、水流断面面积：
设计中取水平流速Vi=0.08ms，
则水流断面面积：
A二Qmax=0.343=4.29m2
V10.08
3.5.3、池总宽度:
设计中取h2二2m（设计有效水深），
A429
则Bi一2一浪伽弋：
八.07在1~1.5之间
V41.16°C
3.5.4、池长：
L=n=429=96ml：
B=4.48<5（符合）
3.5.5、每小时所需空气量:
设计中取1m3污水所需空气量d=0.2m3m3污水
3.5.6、沉砂斗所需容积:
设计中取清除沉砂的间隔时间T=2d,城市污水沉砂量X=3omio6m污水
则-QXT86400』23130?
86400=1靳3
106
106
（1）每个沉砂斗容积:
1.23
设有2个沉砂斗，则乂二三二0.6m
（2）沉砂斗各部分尺寸:
设计中取沉砂斗上口面积0.8x0.8m,下口面积0.4x0.4m。
3.5.7、沉砂室高度：
①=h3il2二0.920.2（1.07-0.8）=0.974m
3.5.8、池总高度：
H=h,h2h3二0.520.974二3.474m
3.5.9、进水渠道:
设计中取进水渠道宽度B=1.8m，进水渠道水深Hi=0.5m,
则“2=卫竺=0.38ms
则，B1H11.80.5
、出水装置:
出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头
0.2m。
排水干管采用钢管，管径DN=800mm
、排砂装置:
采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将排出沉砂斗至砂水分离器，吸砂
泵DN=200mm
3.6、初沉池设计
本工艺采用选用辐流式沉淀池。
最大设计流量：
Qmax二KzQ=1.48833.3=1233.3m3/h=0.343m3/s
3.6.1、沉淀部分有效面积：
F=Q氷3600
q
3
式中：
Q――设计流量，m/s；
I-2
q——表面水力负荷，m3/（mh）；（1.5〜2.5），取2.0
则0.343彳600"^^?
2.0
3.6.2、沉淀池直径：
。
=\竺
则D=m则，；3.14
4617.仁28m
3.6.3、沉淀池有效水深：
h^qt
式中：
t——沉淀时间,
般取1.0〜3.0h;设计中取2.0h
则h2
二2.02.0二4m
校核沉淀池直径与水深之比,
D/h2二28/4二7符合在6〜12之间。
来源网络
V100c^Qmax
3.6.4、沉淀部分所需容积：
Vw二103（100_p）：
3式中：
Vw—初沉污泥量，m/d；
Q—沉淀池设计流量，m3/d；
n――沉淀池中悬浮物的去除率，%一般取40%-60%
Co――进水中悬浮物质量浓度，mg/L;
P污泥含水率，%
――污泥密度，以1000kg/m3计。
\\!
设计中取口=60%P=97%采用重力排泥，两次清楚污泥间隔时间取1d，则
辐流式沉淀池采用重力排泥，将污泥排入污泥斗，然后用静水压力将污泥排出池外。
!
■/〜
3.6.5、沉淀斗容积：
设计中选择圆形污泥斗，污泥斗上口半径2m底部半径1m倾角60°，有效高度
h5=（2-1）tan60^1.73m。
污泥斗容积V1
1'''
=3h5（a2aa「a；）
1
式中：
h5
1
污泥斗有效高度，
m
a
-污泥斗上口边长，
m
a1-
-污泥斗底部边长，
m
贝q,乂=丄汇1.73汉（22+2X+12）=4.04m3
3
、、122
沉淀池底部圆锥体体积V2h4（RRrr）
3
式中：
h4——沉淀池底部圆锥体高度，m
R沉淀池半径，m
r沉淀池底部中心圆半径，m设计中取r=1m
设池底径向坡度为0.05，则h4=（14-1）0.05二0.65m
1223
贝y,V2=—疋3.14龙0.65疋（142+14疋1+12）=143.6m33
所以，沉淀斗总容积乂=W=147.6m3>80m3，符合
3.6.6、沉淀池总高度：
H=h,•h?
•h3•h4•h5
式中：
①——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，H=0.340.30.651.73=6.98m
3.6.7、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，堰上水头
H=（亠门
<2gmtb
Q1
式中：
h---堰上水头（m；
Q---沉淀池内设计流量（m/s）；
m---流量系数，一般采用0.4〜0.5
b2---堰宽（m，等于沉淀池宽度。
0.343
Q233
则，H珂m»2g）3珥0.42.1429.8）'
出水堰自由跌落0.2m后进入出水渠，出水渠宽B2=2m水流流速V2=0.89m/s，采用
DN=800mm管内流速
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
V2=0.68m/s。
排水干管管径：
Qmax=0.343m3/s,取管径DN=800gm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DN300m，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DN300m。
3.7、SBR反应池设计：
3.7.1、SBR也计算:
设单个SBF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=0.1KgBOD5RKgMLSSd）。
I1、、
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<■.Ir■■■11
I/I■
200003
仍能交替连续运行。
7:
3二2500m
24
调节池尺寸LXBXH=25X20X5,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=1667m3/h=0.463m3/s
24
设计取排水管管径DN800m，设计流量q=1667rii/h，v——1667—4一2=0.73m/s出水结束3600汉兀汉0.9
由调节池及SBR中液位控制。
2）活性污泥量（以MLSS+）
采用污泥负荷法计算：
mlss^QC）
则总活性污泥量：
MLSS=20000（150一20）10=26000Kg（干）
0.1
Ns
3）剩余污泥量:
b、吸附在菌胶团上的不可降
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
解的非挥发性固体（进水水中的SS）
（1）增殖活性污泥以SS计：
XVs^YQ（S-S0^KdXvV
来源网络
式中：
f--VSS与SS之比值，取0.6;
Y--产率系数，kgVSS/kgBOD取0.6;
Kd--内源代谢系数，取0.06;
260000.63
所以，XVkgVSS/m
（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
以体积计：
V=373riVd，含水率P=99.4%（因丄=1_P，所以污泥体积指数SVI=167ml/g）
SVI
V=280m/d,含水率P=99.2%（SVI=125ml/g）
4）计算反应器中的总污泥量（MLSS-SS
1200
污泥当中的SS（来自进水）与活性组分（以MLSS+）的质量比例关系为=1.154
1040
则每个SBR池中总污泥量为（12001）26000=14000kg（干）10404
设含水率92.2%,则以体积计VS=1750rn
5）SBF反应池容积7二乂WV
其中：
V---单池污泥体积，m；
、，20000—3
3VF2=1667m
Ml-进水体积，m；F24
Vb---保护容积，m。
取超高0.5m，每个SBF反应池的尺寸LBH=34m20m6.0m
则保护容积仏=323用，安全高度3230.48m，符合0.3〜0.5。
34^20
•■-I
进水水深，1667=2.45m
34^20
沉淀后污泥层高度，卫型=2.57m
34汉20
6
校验：
污泥浓度MLSS二（26000~140004）[O二（1738~3743）mg/L
4汉34疋20汽5.5汉10
排出比一16670.444，在1/4〜1/2之间。
3470汇5.5
6）排水及排泥系统：
选用电动旋转式滗水器，型号XBS-D-180C。
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DN800m,设计流量q=1667nr/h,v166740.73m/s（实际运
3600汉兀x0.9
行时，排水结束由SBR也中液位控制）。
在池底设置简易半圆形集泥槽（G=300mm），剩余污泥在重力作用下排入集泥井。
排泥管管
径DN=300m，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2.2SBR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:
有资料显示SBR处理城市污水的处理效果为:
在上述工
项目
COD
BOD
TN
NHk-N
TP
去除率
82~88%
85~93%
33~39%
53~87%
85~99%
况下，除TN外
其余指标均能
试阶段，强化硝化反硝化过程，提高TN的去除率。
达标。
在运行调
3.7.2、需氧量及曝气系统设计计算:
1）需氧量：
取a=0.50kg/kg，b=0.190（1/d）。
20000龙130疋10'
O2-0.502000013010’0.1902535kgO2/d=105.6kgO2/h2）供气量计算:
0.4
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Ea=8.00%,服务面积为1~2m2/m，软管间距取
500mm
查表知,
20C时溶解氧饱和度为Cs（2o）=9.17mg/L。
已知数据中，当地平均气压为
730.2mmHgt，换算为标准单位是0.973105Pa,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20C）
253510.78
20C是脱氧清水充氧量为:
°Csb（2o）-C；2；O24"0）・F二0.7（0.950.96；；78「2.0）1.024（心）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；
5
「一气压修正系数，——P=0.973_105Pa=0.96
P标1.013"05Pa
\\、JII
SBR反应池的供气量为Gs—°s=207.7=9272.3m3/h
0.28EA0.287.08
3.7.3、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680m2/340个二2m2/个。
（曝气器布置示意
图如下图）
供气支管
供气干管
f'jrl'
r
f
1
/
■
图2.3四个
SBR池空气管平面布置图（标注尺寸单位：
mm）
SBR池底曝气器排列示意图
母根空气干管供气量为：
113
Gsi=9272.31.251448.8m3/h
42
1.25安全系数
*型曝气器
配气竖管
供气支管
图2.4单个
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
厂*/\'|||"j
20〜25m3/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：
33
风量20.4m/min（总风量为20.4x60x8=9792m/min，符合本工艺所需
9272.3+274=9546.3m3/min）；
I11
升压44.1KPa（曝气器出口处的压力为44.1KPa,符合）；
配套电机型号丫200L-4;
功率30KV；
转速1220r/min；
机组最大重量730kg;
设计鼓风机房占地LxB=20X10=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=qoXQX86400/1000=5X0.343X86400/1000=148.176kg/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=0.343X30X60=617.4m"
3.8.3、消毒接触池表面积：
F=V/h2=617.4/2.5=247.96m2
3.8.4、消毒接触池廊道长：
L=F/B=247.96/4=61.99m
3.8.5、消毒接触池总长：
L=L/4=61.99/4=15.5m，取16m
\\I
3.8.6、池高：
H=h+b=0.3+2.5=2.8m
3.8.7、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，为增强混合效果，加氯点后
接D=1300mr的静态混合器。
■'|I
3.8.8、出水堰上水头：
H=（Q「3=（0-343/^0.13m
n汉m=<9.8
]L——J\〔
3.9、污泥处理设备：
X",/.II\%
3.9.1、产泥量：
每日处理剩余污泥量为400nVd，其中含水率P=99.4%
3.9.2、集泥井：
\\11
3
设集泥井有效井深1m设计尺寸LXB=5X4=20m，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：
螺旋外径：
400mm转速：
84r/min;流量：
75m3/h;最大提升高度：
2.5m；功率:
1.1kW;污泥泵
房：
6X5=30m。
3.9.4、污泥浓缩池设计：
（池型：
辐流式浓缩池）
2
（1）沉淀部分有效面积：
F=119.07m，设计中取120m
（2）浓缩池直径D:
设计中取12.4m
3
（3）浓缩池的容积V：
V=331.2m，设计中采用332m3
T:
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：
3
单池产生的浓缩污泥量为：
Q^79.49m/d
Po：
浓缩后污泥含水率，97%
（5）浓缩池有效水深：
h^2.8m
\\!
（6）池底咼度：
辐流沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成4%勺坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。
池底高度：
设计中取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；
3
污泥斗容积：
V1=2.9m
污泥斗中污泥停留时间：
T=°.88h
（8）浓缩池总高度：
h=5.08m
h1:
超高，一般采用0.3m
h3：
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0.1m,则水流速为0.185m/s。
溢流堰周长C二二（D-2b）二感泊（12.4-20.2）=37.7m
（11）溢流管：
3
溢流水量0.0037m/s，设溢流管径DN100mm管内流速0.47m/s.
（12
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