SBR反应池的设计计算解析文档格式.docx

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沉砂斗上口宽：

（3—16）

砂斗容积：

（3—17）

（8）沉砂室高度h3：

采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗

（3—18）

（9）池总高度：

设超高h1=0.3m

H=h1+h2+h3=0.3+0.33+0.48=1.11m（3—19）

3.4SBR反应池

3.4.1设计说明

设计方法有两种：

负荷设计法和动力设计法，本工艺采用负荷设计法。

根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法。

SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。

该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。

其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。

污水连续按顺序进入每个池，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,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。

（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充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。

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

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。

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。

能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。

（3）沉淀期

相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。

本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。

此外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。

（4）排水期

活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。

（5）闲置期

作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。

3.4.2SBR反应池容积计算

设计参数：

表3—1处理要求

项目

进水水质mg/L

出水水质mg/L

CODcr

BOD5

NH3-N

TP

SS

600

300

40

10~12

350

≤60

≤20

≤15

≤1

设SBR运行每一周期时间为6h，进水时间1.5h，反应时间2.0h，沉淀时间1.0h，排水时间1.5h：

周期数：

根据运行周期时间安排和自动控制特点，SBR反应池设置4个。

SBR处理污泥负荷设计为Ns=0.3

，设f=0.85，SVI=90（SVI在100以下沉降性良好），则

（1）污泥沉降体积为：

（3—20）

（2）每池的有效容积为：

（3—21）

（3）选定每池尺寸L×

B×

H=15×

7.5×

4.5=506.25m3>

436.25m3（3—22）

采用超高0.5m，故全池深为5.0m

（4）池内最低水位：

（3—23）

3.4.3排泥量及排泥系统

（1）SBR产泥量

SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。

SBR生物代谢产泥量为

=

（3—24）

式中：

a——微生物代谢增系数，kgVSS/kgBOD

b——微生物自身氧化率，l/d

根据生活污泥性质，参考类似经验数据，设a=0.70，b=0.05,则有：

（3—25）

假定排泥含水率为P=99.2%，则排泥量为：

（3—26）

考虑一定安全系数，则每天排泥量为95m3/d。

3.4.4需氧量及曝气系统设计计算

（1）需氧量计算

SBR反应池需氧量O2计算式为

O2=

（3—27）

a’——微生物代谢有机物需氧率，kg/kg

b’——微生物自氧需氧率，l/d

Sr——去除的BOD5（kg/m3）

经查有关资料表，取a’=0.50，b’=0.190,需氧量为：

（3—28）

（2）供气量计算

设计采用塑料SX-1型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度H=4.5m。

SX-1型空气扩散器的氧转移效率为EA=8%。

查表知20℃，30℃时溶解氧饱和度分别为

，

空气扩散器出口处的绝对压力Pb为：

（3—29）

空气离开反应池时，氧的百分比为：

Ot=

=19.6%（3—30）

反应池中溶解氧平均饱和度为：

（按最不利温度条件计算）

=7.63（

）=1.17

7.63=8.93（mg/）（3—31）

水温20℃时曝气池中溶解氧平均饱和度为：

=1.17

9.17=10.73（mg/L）（3—32）

20℃时脱氧清水充氧量为：

（3—33）

α——污水中杂质影响修正系数，取0.8（0.78~0.99）

β——污水含盐量影响修正系数，取0.9（0.9~0.97）

Cj——混合液溶解氧浓度，取c=4.0最小为2

ρ——气压修正系数

=1

反应池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/L,即取Cj=2.0，计算得：

=1.38

66.13=91.26（kgO2/h）（3—34）

SBR反应池供气量Gs为:

（3—35）

每立方污水供气量为:

（m3空气/m3污水）（3—36）

VF——反应池进水容积（m3/h）

去除每千克BOD5的供气量为:

（

）（3—37）

Sr——去除的BOD5（

）

去除每千克BOD5的供氧量为:

）（3—38）

3.4.5空气管计算

空气管的平面布置如图所示。

鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻两SBR池的隔墙上设两根供气支管，为4个SBR池供气。

在每根支管上设6条配气竖管，为SBR池配气，4池共4根供气支管，24条配气管竖管。

每条配气管安装SX-I扩散器10个，每池共60个扩散器，全池共240个扩散器。

每个扩散器的服务面积为112.5m2/60个=1.88m2/个。

空气支管供气量为：

（3—39）

1.25——安全系数

由于SBR反应池交替运行，4根空气支管不同时供气，故空气干管供气量为19.8m3/min。

选用SX-I型盆形曝气器，氧转移效率6~9%，氧动力效率1.5~2.2

供气量20~25m3/h,服务面积1~2m2/个。

3.4.6滗水器

现在的SBR工艺一般都采用滗水器排水。

滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。

为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度。

目前SBR使用的滗水器主要有旋转式滗水器，套筒式滗水器和虹吸式滗水器三种。

本工艺采用旋转式滗水器。

旋转式滗水器属于有动力式滗水器，应用广泛，适合大型污水处理厂使用。

本工艺采用XPS-07型旋转式滗水器，处理量700m3/h，最大滗水深度3m。

3.4.7鼓风机房

鼓风机房要给SBR池供气，选用TSD-150型罗茨鼓风机三台，2备1用。

设备参数：

流量：

20.40m3/min；

升压：

44.1kPa；

配套电机型号：

Y200L-4；

功率：

30kW；

转速：

1220r/min；

机组最大重量：

730kg。

3.5絮凝反应池

3.5.1设计说明

深度处理包括混凝、澄清、过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、反渗透等，其目的是去除二级处理水中的悬浮物（SS），溶解性有机物（BOD），N，P等污染物质，以满足水环境标准，防止封闭式水域富营养化和污水再利用的水质要求。

混凝的基本原理：

向污水中投入某种化学药剂（常称之为混凝剂），使在水中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物失去稳定后，由于互相碰撞而聚集或聚合、搭接而形成较大的颗粒或絮状物，从而使污染物更易于自然下沉或上浮而被除去。

混凝剂可降低污水的浊度、色度，除去多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质。

在水处理中，凝聚是指脱稳的胶粒相互聚集为较大颗粒的过程。

絮凝则指未经脱稳的胶体也可聚结成较大的颗粒现象。

混凝则包括凝聚与絮凝两种过程。

凝聚是瞬时的，只需将化学药剂扩散到全部水中即可。

絮凝则与凝聚作用不同，它需要较长的时间去完成。

但一般情况下两者也不好绝然分开。

因此我们把能凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。

絮凝通常在絮凝池内，以机械或水力等方式造成颗粒碰撞机会，形成易于沉淀或上浮的絮体，最终达到与水分离的目的，反应时间t在1030min之间。

用于水处理的混凝剂要求混凝效果好，对人类健康无害，价廉易得，使用方便，本工艺选择明矾。

3.5.2设计参数

（1）池数一般不少于2个；

（2）搅拌器排数一般为3~4排（不应少于3排），水平搅拌轴应设于池中水深1/2处；

（3）叶轮桨板中心处的线速度，第一排应采用0.4m/s~0.5m/s，最后一排采用0.2m/s，各排线速度应逐渐减小；

（4）水平轴式叶轮直径应比絮凝池水深小0.3m，叶轮尽端与池子侧壁间距不大于0.2m；

（5）水平轴式絮凝池每只叶轮的桨板数一般为4~6块，桨板长度不大于叶轮直径的75%；

（6）同一搅拌器两相邻叶轮应垂直设置；

（7）每根搅拌轴桨板总面积应为水流截面积的10%~20%，不宜超过25%，每块桨板的宽度为桨板长的1/10~1/15，一般采用10~30mm；

（8）絮凝池深度按照水厂标高系统布置确定，一般为3~4m。

3.5.3设计计算

已知设计流量Q=208.3m3/h，采用2座絮凝池：

（1）絮凝池尺寸：

絮凝池有效容积：

絮凝时间取T=20min，则

（3—40）

池长：

水深H取3m，

（3—41）

——系数，一般取1.0~1.3

Z——搅拌轴排数（3～4排）

池子宽度：

（3—42）

（2）搅拌器尺寸：

每排上采用2个搅拌器，设搅拌器间净距离和其离壁的距离为0.05m，每个搅拌器长为：

（3—43）

设搅拌器上缘距水面及下缘距池底的距离为0.15m，则搅拌器外缘直径为：

D=3-2×

0.15=2.7m（3—44）

每个搅拌器上装有四