万吨MSBR设计计算书.docx
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目录
MSBR工艺流程 2
1.处理水量 2
2.泵前中格栅 3
2.1.设计参数 3
2.2.设计计算 3
3.污水提升泵房 6
3.1.设计参数 6
3.2.设计计算 6
4.泵后细格栅 9
4.1.设计参数 9
4.2.设计计算 9
5.沉砂池 12
5.1.设计参数 13
5.2.设计计算 13
6.水解酸化池 15
6.1.设计参数 15
6.2.设计计算 15
7.MSBR系统 19
7.1.设计参数 19
7.2.设计计算 20
8.紫外线消毒渠 40
8.1.设计参数 40
8.2.设计计算 40
9.计量设施 42
9.1.巴氏计量槽（沉砂池前） 42
9.2.电磁流量计（出水计量） 44
10.污泥处理构筑物的设计计算 44
10.1.剩余污泥量 44
10.2.污泥提升泵房 45
10.3.贮泥池 45
10.4.污泥浓缩脱水间 45
11.MSBR工艺高程计算 48
11.1.污水部分 48
11.2.污泥部分 49
参考文献 50
附录 50
MSBR工艺流程
图1MSBR系统工艺流程图
1.处理水量
已知设计流量：
Q=13.8=5750=1.597=1597
根据《室外排水设计规范》（GBJ14-87）：
式中：
—总变化系数；
—设计流量，；
==1.20
则最大时流量：
=Q=13.81.2=16.56=6900=1.917=1917
为保证设计中，各构筑物可以承担最大时流量的负荷，设计中一级处理构筑物均以作为设计流量计算，二级及污泥处理构筑物以作为设计流量计算。
2.泵前中格栅
2.1.设计参数
设计流量
=165600=6900=1.917=1917
栅前流速
=0.67
过栅流速
=0.75
栅条宽度
格栅间隙
b=0.04
栅前部分长度
格栅倾角
单位栅渣量
2.2.设计计算
1）栅槽宽度
①栅条间隙数：
式中—最大设计流量，；
—格栅倾角，，取；
—栅条间隙，，取；
—栅条间隙数，个；
—栅前水深，，取；
—过栅流速，，取；
格栅设四组，按四组同时工作设计。
则栅条间隙数：
=25（个）
②栅槽有效宽度
设计采用圆钢为栅条，即，且一般栅槽比格栅宽则：
=1.44m
③栅前槽宽
根据最优水力断面公式，则栅前槽宽：
=1.2m
式中—栅前槽宽，；
④栅前流速
已知栅前水深，栅前槽宽，则栅前流速
=0.67（满足0.4~0.9）
⑤校核
用设计流量校核栅前流速
=0.55（满足0.4~0.9）
2）通过格栅的水头损失
式中—设计水头损失，；
—计算水头损失，；
—重力加速度，；
—系数，格栅受污染堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；
—阻力系数，本设计中选用断面为圆形的栅条=1.79；
=0.021
3）栅后槽总高度
设栅前渠道超高=0.3，则
=0.921
栅前渠道高度
=0.9
4）栅槽总长度
①进水渠道渐宽部分的长度
=0.24
式中—渐宽部分展开角，，取；
②栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
=0.12
格栅总长
=2.38
5）每日栅渣量
式中—栅渣量，污水，取污水，则
=4.140.2
故采用机械清渣。
6）拦污机械设备
高链式格栅清污机主要由电动减速机装置、机架、回转链条、齿耙、栅条等部件组件。
高链式格栅除污机装有单个齿耙在链条的驱动下作回转运动，即当链条由顶部的驱动装置带动做顺时针运转时，齿耙架受链条和导轨的约束作平面运动，在链条运行一周内完成齿耙闭合取渣，输渣、卸渣及换位的一整套循环动作，并通过顶部卸渣装置和除污耙的相对运动，将污物卸至输送机运走。
工作时，污水从栅条的栅隙处流过，截流在栅条面上的垃圾在回转链带动的耙齿捞起后由下向上输送，耙斗到出料口时，由机架下方的橡胶清污板刮下。
高链式格栅清污机链条及链轮全部在水面以上工作，防腐性好，便于维护保养
本设计选用高链式格栅除污机ZZG-1500四台。
7）计算简图：
图1.2.1中格栅示意图
3.污水提升泵房
3.1.设计参数
=165600=6900=1.917=1917
3.2.设计计算
1）选泵前总扬程估算
吸水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为
①出水管管线水头损失：
每台泵单用一根出水管，流量为，选用管径，。
设管长为10m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：
泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头2米，水泵扬程为：
则选取泵型号参数如下：
型号
流量（）
扬程（m）
转速（）
功率（）
效率（）
台数
250QW600-15-45
600
15
980
45
82.6
4
②吸水井容积不小于于一台水泵5min的容量，则
泵站平面布置后，平面尺寸取，则吸水井水深为
2）泵站经平剖面布置后，对水泵总扬程核算：
①吸水管路水头损失计算
每根吸水管，选用管径，，。
根据图示：
直管部分长度
喇叭口
弯头
闸门
沿程损失
局部损失
吸水管路总水头损失
②出水管路水头损失计算
每根吸水管，选用管径，，。
根据图示：
直管部分长度
弯头
渐扩管
闸门
弯头
沿程损失
局部损失
吸水管路总水头损失
则水泵所需扬程：
所选水泵满足扬程要求。
3）水泵出水管设计
根据水泵吸水流量和规范对流速的要求，设计水泵出水管选择焊接钢管，管径为，流速为。
钢管的防腐措施：
所有明露钢管外壁均刷防锈漆两遍、面漆两遍；埋地钢管外壁采用一遍防锈漆、玻璃纤维布两布三油（沥青漆）防腐；钢管内壁均采用涂两道防锈漆、两道面漆防腐。
图1.3.1提升泵房示意图
4.泵后细格栅
4.1.设计参数
设计流量
=165600=6900=1.917=1917
栅前流速
=0.67
过栅流速
栅条宽度
格栅间隙
b=0.010
栅前部分长度
0.6
格栅倾角
单位栅渣量
4.2.设计计算
1）栅槽宽度
①栅条间隙数：
式中—最大设计流量，；
—格栅倾角，，取；
—栅条间隙，，取；
—栅条间隙数，个；
—栅前水深，，取；
—过栅流速，，取；
格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核。
则栅条间隙数：
=83（个）
②栅槽有效宽度
设计采用圆钢为栅条，即，且一般栅槽比格栅宽则：
=1.85m
③栅前槽宽
根据最优水力断面公式，则栅前槽宽：
=1.2m
式中—栅前槽宽，；
④栅前流速
已知栅前水深，栅前槽宽，则栅前流速
=0.67（满足0.4~0.9）
⑤校核
用设计流量校核栅前流速
=0.55（满足0.4~0.9）
2）通过格栅的水头损失
式中—设计水头损失，；
—计算水头损失，；
—重力加速度，；
—系数，格栅受污染堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；
—阻力系数，本设计中选用断面为迎背水面均为圆形的栅条=1.79；
=0.192
3）栅后槽总高度
设栅前渠道超高，则
=1.092
栅前渠道高度
=0.9
4）栅槽总长度
①进水渠道渐宽部分的长度
=0.9
式中—渐宽部分展开角，，取；
②栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
=0.45
格栅总长
=3.36
5）每日栅渣量
式中—栅渣量，污水，取污水，则
=6.900.2
故采用机械清渣。
6）拦污机械设备
阶梯式机械格栅除污机是一种安装在城市给排水泵站或污水处理厂中以清除水中漂浮物的除污装置，由箱体、定格栅、动格栅和传动机构组成。
阶梯形定格栅通过箱体倾斜安装于入水口处，动格栅安装在定格栅的后下方，其栅条亦为阶梯形，交叉插入定格栅的栅条间并可由传动机构驱动由下至上、由后至前周期运动，从而将水中漂浮物逐阶上推到污物出口。
本实用新型结构巧妙，可靠性好，无锈蚀和打齿现象，并可避免大块漂浮物卡阻在格栅的栅条中。
本设计选用阶梯式格栅除污机JT1900四台。
7）计算草图
图1.4.1细格栅示意图
5.沉砂池
沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/的砂粒，以保护管道，阀门等设施免受磨损和阻塞。
钟式沉砂池及其吸砂设备是一种新型引进技术，用于给排水工程中去除水中的砂及粘在砂上的有机物质，它可以去除直径0.2mm以上绝大部分砂。
ZXS型沉砂池吸砂机的向上倾斜的叶轮旋转时，产生离心力，不仅使水中砂粒沿池周及斜坡沉于池底的砂门中，同时将砂粒上粘附的有机物撞击下来。
砂门的砂粒通过高压气或砂泵提升到倾斜的螺旋砂水分离机进行砂水分离。
有节省能源、占地面积小，有多种提升除砂方法和砂水分离方法；转速低，结构简单便于保养维护的优点。
5.1.设计参数
设计流量
=165600=6900=1.917=1917
表面负荷
停留时间
HRT=28.86s
进水渠长
进出水渠夹角
进水流速
=1.02
出水流速
=0.48
5.2.设计计算
1）根据国内ZXS型钟式沉砂池及其吸砂设备外形及安装尺寸表选定沉砂池：
型号ZXS
1.8
3.6
6
10
18
30
46
60
700
设计水量（）
180
360
600
1000
1800
3000
4600
6000
7800
沉沙区直径A（m）
1.83
2.13
2.43
3.05
3.65
4.87
5.48
5.80
6.10
贮砂区直径B（m）
0.91
0.91
0.91
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.83
进水渠宽C（m）
0.31
0.38
0.46
0.61
0.72
1.07
1.22
1.37
1.68
出水渠宽D（m）
0.61
0.76
0.91
1.22
1.52
2.13
2.44
2.74
3.35
锥斗底径E（m）
0.31
0.31
0.31
0.46
0.46
0.46
0.55
0.55
0.55
贮砂区深度F（m）
1.52
1.52
1.52
1.68
2.03
2.08
2.13
2.44
2.44
沉沙区底坡降G（m）
0.30
0.30
0.40
0.45
0.60
1.00
1.00
1.30
1.30
进水渠水深H（m）
0.20
0.25
0.38
0.45
0.65
0.75
0.95
1.10
1.10
沉砂区水深J（m）
0.80
0.80
0.80
1.00
1.10
1.45
1.45
1.50
1.50
超高K（m）
0.30
0.30
0.35
0.35
0.35
0.40
0.40
0.45
0.45
沉砂区深度L（m）
1.10
1.10
1.15
1.35
1.45
1.85
1.85
1.95
1.95
驱动机构（kW）
0.56
0.86
0.86
0.75
0.75
1.5
1.5
1.5
1.5
桨板转速（）
20
20
20
14
14
13
13
13
13
据表中数据及设计流量选择四套型号为ZXS18的钟式沉砂池,
具体数据为：
型号
流量
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
ZXS18
1800
3.65
1.52
0.72
1.52
0.46
2.03
0.60
0.65
1.10
0.35
1.45
2）计算草图：
图1.5.1旋流沉砂池示意图
3）参数校核
①表面负荷=，满足
②水力停留时间
沉砂区体积
=13.83
停留时间
=28.86，满足
③进水渠道流速
=1.021.22
④出水渠道流速
=0.480.15
满足要求。
6.水解酸化池
该工艺以功能水解池取代功能专一的初沉池，水解池对各类有机物去除率远远高于传统初沉池，因此，降低了后续构筑物的负荷；将不溶性有机物水解成溶解性有机物，使污水更适宜于后续的好氧处理；在处理水的同时也完成了对污泥的处理，简化了传统处理流程。
6.1.设计参数
设计流量
=165600=6900=1.917=1917
池体体积
池表面积
停留时间
池体高度
6.2.设计计算
1）设计出水水质
设水解酸化池的去除率是，的去除率是的去除率是
出水=405
出水=240
2）水解池表面积
=690
式中—水解酸化池个数，座，取；
—水解池表面负荷，，取；
3）有效水深
式中—停留时间，，取；
4）有效容积
采用正方形反应器，故池长与池宽相等
5）池体高度
设超高，则池体总高度
6）出水堰负荷
=246
式中—出水堰总长度，；
—出水堰负荷，，取；
设三角形堰板角度为，堰上水位深度为
①单齿流量
②齿个数
3473
③齿间距
=0.07
则设计个出水堰。
每个堰长，宽。
7）出水渠设计
①出水渠渠宽
式中—出水渠宽度，；
为了确保安全，出水渠设计流量，则
②出水渠渠深
出水渠的临界水深
集水槽起端水深
设出水槽自由跌落高度
则集水槽总深度=0.665
8）剩余污泥量
①自身衰减系数
时，
②生物污泥量
=3657
式中—污泥产率系数，设计中取；
—混合液挥发性悬浮固体浓度，,取；
③非生物污泥量
则总污泥量
9）配水系统
为保证水解酸化池配水均匀，采用以穿孔管形式配水的大阻力配水系统。
配水强度，冲洗流量
①干管
采用钢筋混凝土渠道。
断面尺寸，长。
起端流速
②支管
支管中心距采用，支管数根，支管长=12.475。
每根支管进口流量，支管直径，则支管起端流速=0.10
③孔口
孔口直径采用，考虑干管顶开两排孔，每排100个孔，孔口中心距
每根支管孔口数100个，分两排布置，孔口向下与中垂线夹角45°交错排列，每排50个孔，孔口口中心距。
④配水系统校核
实际孔口数个
实际孔口总面积=1.132
实际孔口流速0.30
符合配水均匀性达到95％以上的要求。
10）排泥系统
采用静压排泥装置，沿矩形池纵向多点排泥，排泥点设在污泥区中上部。
污泥排放采用定时排泥，每日1次。
另外，由于反应器底部可能会积累颗粒物质和小砂砾，需在水解池底部设排泥管。
11）设计简图
图1.6.1水解酸化池计算示意图
7.MSBR系统
MSBR即改良型SBR（ModifiedSBR），其工艺经过不断改进和发展已经成为MABR的第三代技术，其专利技术属于美国Aqua-AcrobicInc所有。
MSBR系统实质是由A2/O工艺与SBR系统串联而成，具有生物除磷脱氮功能，可以连续进水，连续出水，与传统的SBR有着很大的区别。
7.1.设计参数
设计流量
=1386000=5750=1.597=1597
好氧区
缺氧区
厌氧区
外回流比
内回流比
周期时间
周期数
进水时间
排水时间
沉淀时间
反应时间
7.2.设计计算
下图为MSBR系统平面布置图，其中1和7为SBR池，2池为污泥浓缩池，3池为预厌氧池，4池为厌氧池，5池为缺氧池，6池为好氧池。
池体计算分为三部分：
A2/O部分，SBR部分，其他池体部分。
图1.7.1MSBR系统计算示意图
7.2.1A2/O部分
1）设计参数
设计流量
=1386000=5750=1.597=1597
设计污泥龄
好氧区
缺氧区
厌氧区
外回流比
内回流比
2）进水水质
设水解酸化池的去除率是，的去除率是的去除率是
进水=405
进水=240
3）污泥龄设计计算
①反硝化氮浓度
式中—需要反硝化的氮，；
—生化池进水的浓度，；
—出水中氨氮浓度，；
—出水中有机氮浓度，，取；
②反硝化速率
参照德国ATV标准，详见附表1，取
式中—用于硝化和反硝化所需的反应池体积，；
—反应池体积，；
③硝化泥龄
式中—硝化污泥龄，d；
—考虑进水中氨氮浓度波动的影响采用的安全系数，它与污水厂的规模大小有关，水量大时氨氮浓度波动小，反之波动大，规模大小用进水总量衡量，随值的变化取值的经验如下：
，取；
3.4—水温时保证消化的最小泥龄，它硝化菌在时的最大生长速率的倒数2.13d再乘以1.6的经验系数，这是为了保证活性污泥中能生长和保持足够的硝化菌，如果只有2.13d的泥龄，实际工程中无法实现硝化反应；
—设计水温，，按最不利的低温条件计算，故取一年中的最低月平均温度，设计中取；
④总污泥龄
式中—总污泥龄，d；
—硝化污泥龄，d；
—反硝化污泥龄，d；
由可得
4）计算产率系数
式中—产率系数；
—结合我国情况的修正系数，设计中取=0.9；
—进水悬浮固体SS浓度，；
—设计水温，同前;
=0.69
核算污泥负荷
满足
5）回流污泥浓度
①已知污泥负荷，则取
式中:
—浓缩时间，，取；
②确定污泥回流比：
③好氧池中为
式中:
—混合液中占，取；
6）求总氮（TN）去除率
内回流比取，即=3，则TN去除率为
则出水总氮为，符合要求。
7）反应池平面尺寸计算
①反应池容积
式中—生化反应池座数，座，取；
—衰减系数，设计中取；
②6#单元（好氧池）容积：
设水深8，则6#单元表面积
6#单元水力停留时间
③5#单元（缺氧池）容积：
设水深10则5#单元表面积
5#单元水力停留时间
④4#单元（厌氧池）计算
式中—厌氧池容积，；
0.75—保证厌氧的最小水力停留时间，；
设水深10则4#单元表面积
4#单元水力停留时间
⑤反应池总体积
8）剩余污泥量
①生物污泥量
②非生物污泥量
则总污泥量
9）需氧量、供气量计算
设夏季水
①去除含碳有机物单位耗氧量
考虑一个安全系数，取，从附录中查得，对应的，而不是污泥龄对应的1.24；另一方面，如按水温及计算，，比小，故取
②的去除量
式中：
—的去除量，；
—波动系数，查（附表2-5），取；
③需硝化的氨氮量
④反硝化的硝酸盐量
⑤实际需氧量
⑥标准需氧量
式中：
—标准需氧量，；
—需氧量修正系数，按下式计算；
—混合液中值与清水中值之比，取；
—混合液饱和溶解氧值与清水饱和溶解氧值之比，取；
—最热日平均水温，，计算时采用的水温同一温度；
—标准条件下清水中饱和溶解氧，本设计取；
—清水在曝气装置安装处至水面的平均溶解氧，；
—混合液剩余溶解氧值，，本设计取；
—清水在时的饱和溶解氧，,查表；
—曝气装置处绝对压力，；
；
—空气扩散装置的安装深度，，取；
—曝气池逸出气体中含氧，％；
—曝气设备氧利用率，设计中取；
⑦需气量
最大需气量
⑧曝气器数量的计算
选用可升降式微孔曝气器，单套供气量为，则曝气器数量为：
，考虑两侧池边均匀布置，取16套。
⑨供风管道计算
好氧池两边各布置8套曝气器设备，供风管道布置如上图所示。
管径计算：
每套曝气器供风量按，干管流速，查《排水工程》下册附录2、3，得各段管径及摩阻损失如下：
管段编号
管段长度Lm
空气流量
空气流速v（m/s）
管径Dmm
配件
管段当量长度L0（m）
管段计算长度L0+L（m）
压力损失h1+h2
m3/h
m3/min
9.8Pa/m
9.8（Pa）
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
（11）
0~1
9
420
7
12
100
90°弯头1个
2.1
11.1
10.0
111.0
1~2
5.3
420
7
12
100
90°弯头1个
2.1
7.4
10.0
74.0
2~3
5.3
840
14
12
150
三通1个，渐缩1个,90°弯头1个
7.4
12.7
5.0
63.5
3~4
5.3
1260
21
12
200
三通1个，渐缩1个,90°弯头1个
10.5
15.8
2.2
34.7
4~5
5.3
1680
28
12
200
三通1个,90°弯头1个
9.3
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