水解酸化SBR的设计计算.docx
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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1.2—2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，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
2.1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GB8978－1996》
（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［2001］77号
（8）《污水综合排放标准》DB8978-1996
（9）《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、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。
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/l200mg/l：
进水水质150mg/l?
SScr5SS?
?
COD?
BOD30mg/l
100mg/l出水水质：
30mg/lcr52.4.2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：
1.4m
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120°10`之间，北纬41°41`至42°56`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
①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。
②布置合理，投资省，占地少，处理成本低。
③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。
④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。
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+平流沉砂池主要是去除90%以上的SS和50%左右的COD以减轻生化处理的负荷。
SB
3.
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333Q=35000m/d=0.405m/s=1458m/h
110.K=2.7/Q=1.395z3KQ=1.395m/s=Q565.0?
.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α=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）m94.?
0?
进水渠宽B?
1?
vhhv2BB?
94.07?
0.1m1?
l177删前扩大段?
?
0.
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）m088.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）m21）
L度（（7）栅槽总长h?
h6.3?
00.2m2825.?
.0.?
0.088?
?
0?
1.?
l?
0.1770.5?
?
1?
L?
l031?
60tan60?
tan（4-8）
）
（W每日栅渣量（8）330.02m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）0.2mm/d>1000K1000?
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15～100mm，安装角度60～90°，齿耙额定机电耙翻，1.5kW率功机电降升，12m～4深井用适，100kg/m荷载
。
生产功率1.5～2.2kW，由江苏一环集团公司房4.2泵量：
流500WL2490-9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?
?
?
?
m63.01?
?
1bn?
?
0.01?
182?
1.?
82?
?
BS0n栅分两组并联行运格63.B1?
m815.?
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α=20°其渐宽1Q5650.maxm94.?
?
?
0进水渠宽B1?
5?
0.2?
0.62hvB?
1470B?
.?
m12B?
B0.815?
0.47m148.?
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?
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k?
1.83m?
?
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?
1010.81b2g2?
9.?
?
?
?
）H度（（6）栅槽后宽=0.3m
h超高设栅前渠道2m0961.00.3?
.6?
0H?
h?
h?
h?
.196?
21）
（L（7）栅槽总长度h?
h6?
0.0.32m742.24.5.5?
?
?
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?
?
?
/dm/d>0.2m1000K1000?
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
⑴设计参数
①最大设计流量时的流速m/s0.3v?
②最大设计流量时的流行时间s40t?
③池子格数2?
n
④池子每格宽m
2?
b⑤清除沉砂的时间间隔d
2?
T336污水量mm⑥城市污水沉砂/1030?
X⑦沉砂斗斗底宽m0.7a?
1
'm斗高沉砂斗⑧0.7?
h3⑨超高m0.3?
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ba平面图横剖面图
程计算过）
（①长度lm10.3?
0?
4l?
vt?
（4-10）
）积（流断面面②水AQ30.632xmam6?
.0?
A?
13?
0v.2（4-11）
）（子总宽③池Bm42?
?
Bnb?
2?
（4-12）
）
深（有效水④h21.06A2m0.265?
h?
?
24B（4-13）
）（需容积⑤沉砂斗所V86400?
Q?
T8640030?
0.633?
2?
3xam2.44?
?
V?
m66101.3410?
K?
z（4-14）
v斗每积砂斗容设个分格有2个砂沉⑥每个o2.443m0.61v?
?
022?
o倾角为60斗设壁与水平面的尺⑦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0'h7.032222301?
2?
2?
（v.7）5.?
?
2（?
?
2a?
2aaa?
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1?
7.?
5.002.8m
01166（4-16）
l?
2a?
0.2?
1?
22?
1.50.2m4.l?
?
?
4
222⑧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
'm8784.420.0l?
0.?
h?
h.?
0?
70?
.02
323（4-17）
⑨池子总高（）
Hm1.37?
5860.2?
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：
2.5~4.5h，取2.5hHRT反应器高度：
4~6m，取4.4mH反应器的升流速度：
0.5~1.8m/hV?
?
反应器的体积4.5.1V
35000?
?
?
?
35068.?
.39?
25?
1QHRTKV?
?
m213?
?
?
Z24?
?
．
?
?
水解池的有效截面积4.5.2S5068V?
?
?
?
2m22?
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，hHRTBOD去除效率4.5.4
25%
根据相关资料确定，去除率为?
?
253?
/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SS4.5.670%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?
%?
.?
?
.?
WE?
QS01535000123028kgd3?
0．
?
式中：
―产泥系数3kg/m―进水COD浓度，S0COD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1~2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4.6SBR
曝气或不曝气曝气静止曝气排水排泥污泥活化
图4-3SBR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。
4.6.1.1SBR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。
4.6.1.2SBR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。
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