SBR工艺计算.docx
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SBR工艺计算
一、灵捷微电解池
采用4组并联运行，每个池进水30min，反应1h，出水30min。
1.池体大小
污水流量Q=1000m3/d=42m3/h
单组微电解池水量
Q1=Q/4=14m3/h
每组微电解池停留时间为1h，则水量
V1=14m3
取水料比为2:
1，单组微电解池需要微电解材料量为
V2=V1/2=7m3
单组微电解池有效容积为
V’=V1+V2=21m3
因体积过小，钢砼池体施工不便，采用Q235的反应罐，
取反应罐有效高度为3米，则可得直径为3米。
灵捷微电解池为4组并联的ø3*3.5m的罐体。
2、布气管道布置
（1）管道选择
因灵捷微电解池需要气量较小，根据以往工程经验，空气管道主管采用ø63PVC管道，4根支管采用ø32PVC管道，支管上均安装手动阀门和气动（电动）阀门，以达到接入自控系统目的。
（2）管道开孔
为使布气均匀，罐内采用“日”字形布置，布气管道中心线为ø1.5m的圆周，圆周上每隔300mm开两个45。
斜向下的ø6圆孔，整个圆周均布；
布气管道中间横管上每隔200mm开两个45。
斜向下的ø6圆孔，详见图纸。
3、布水管道布置
（1）管道选择
灵捷微电解池进水采用水泵送水，水泵流量选用42m3/h（扬程根据现场具体情况而定），
根据
Q=πr2v/4，取流速为v=2.5m3/h，
则r=77，
取进水管道DN80，PVC管道为ø90。
主管与4根支管均采用ø90PVC管道，支管上均安装手动阀门和气动（电动）阀门，以达到接入自控系统目的。
（2）管道开孔
为使布水均匀，罐内采用环形布置，布气管道中心线在布气管道的外围，靠近罐体一侧，两管道中心线间隔150mm，环形管道上每隔100mm开两个45。
斜向下的ø20圆孔，整个圆周均布。
二、SBR池的设计
1、水质：
项目
进水
出水
COD（mg/l）
1500
50
BOD（mg/l）
525（S0）
10（Se）
SS（mg/l）
150
10
TN（mg/l）
45
15
NH4-N（mg/l）
35
5
TP（mg/l）
4
0.5
平均最低温度
12
pH
7.0
2.参数选取
2.1运行参数
生物池中活性污泥浓度：
XVSS=2800mgMLVSS/l
挥发性组分比例：
fVSS=0.7（一般0.7~0.8）
2.2碳氧化工艺
污泥理论产泥系数：
Y=0.6mgVSS/mgBOD5
20℃时污泥自身氧化系数：
Kd（20）=0.061/d
2.3硝化工艺参数
硝化菌在15℃时的最大比生长速率：
μm（15）=0.471/d
好氧池中溶解氧浓度：
DO=2.0mg/l
NH4-N的饱和常数（T=Tmin=12℃）：
KN=10（0.051×T-1.158）=0.28mg/l
硝化菌的理论产率系数：
YN=0.15mgVSS/mgNH4-N
20℃时硝化菌自身氧化系数：
KdN（20）=0.041/d
安全系数：
FS=2.5
氧的饱和常数：
KO=1.0mg/l
二.好氧池工艺设计计算
1、参数修正
Kd（Tmin）=Kd（20）×1.05（Tmin-20）=0.0411/d
μm=μm（15）×e0.098（Tmin-15）×[1-0.833×（7.2-pH）]×[DO/（DO+KO）]
=0.3311/d
KdN（Tmin）=KdN（20）×1.05（Tmin-20）=0.0271/d
2、计算设计泥龄
最大基质利用率：
k’=μm/YN=2.21mgBOD5/（mgVSS﹒d）
最小硝化泥龄:
tcmin=1/（YN×k’-KdN）=3.29d
设计泥龄：
tc=Fs×tcmin=14.8d
3、污泥负荷
硝化污泥负荷：
Un=（1/tc+KdN）/YN=0.63mgNH4-N/（mgVSS﹒d）
出水氨氮浓度：
由UN=k’×[Ne/（KN+Ne）]
得Ne=UN×KN/（k’-UN）=0.11mg/l
碳氧化污泥负荷：
US=（1/tc+Kd）/Y=0.18mgBOD5/（mgVSS﹒d）
4、好氧池容积计算
BOD氧化要求水力停留时间：
Tb=（So-Se）/（US×XVSS）=1.02d=24.5h
BOD5表观产率系数：
Yobs=Y/（1+Kd×tc）=0.37mgVSS/mgBOD5
硝化细菌在微生物中占的百分比：
硝化的氨氮量Nd=TN-0.122Yobs（So-Se）-Ne-0.016YobsKdtc（So-Se）
=38.6mg/l
硝化菌百分比fn
fn=Yn*Nd/Yobs（So-Se）+Yn*Nd+0.016YobsKdtc（So-Se）=0.11
硝化水力停留时间Tn
Tn=Nd/（Un*XVSS*fn）=0.38d=9.18h
Tb＞Tn，取好氧池水力停留时间为Tb，即49h。
生物池容积：
V=Q*T/24=1020m3
5、SBR池尺寸计算
反应池个数n1=4个，周期时间t=6h，周期数为n2=4，每周期处理水量62.5m3。
每周期分为进水、曝气、沉淀、排水4个阶段。
其中进水时间为te=24/n1n2=1.5h。
每组有效容积为255m3
设计每池尺寸：
长（L）*宽（B）*高H）=10m*5m*5.5m（有效水深5m）
曝气池滗水高度h1=Q/（3600n1n2LB）=1.25m
根据滗水器性能，排水时间为td=0.5h。
安全水深h2=0.5m，污泥界面沉降速度u=1.33m沉淀时间为
ts=（h1+h2）/u=1.3h
曝气时间ta=t-te-ts-td=2.7h
反应时间比e=ta/T=0.45
6、曝气量计算
设计需氧量包括以下3部分：
（1）氧化BOD和污泥需氧量AOR1
进水BODS0=525mg/L，出水氨氮BODSe=10mg/L，
AOR1=a,Q（-Se）+eb,XVSSV=394
其中，有机物氧化系数a,=0.5；污泥需氧系数b,=0.12
（2）硝化氨氮需氧量AOR2
进水总氮N0=45mg/L，出水氨氮Ne=5mg/L，
AOR2=4.6（Q（N0-Ne）/1000-0.12eVXVSS/tc）=133kg/d
（3）反硝化产生的氧量AOR3
进水总氮N0=45mg/L,系统共去除的氨氮TNe=30mg/L
AOR3=2.86（Q（TN0-TNe）/1000-0.12eVXVSS/1000tc）=11kg/d
总需氧量
AOR3=AOR3+AOR3-AOR3=543kg/d=22.6kg/h
夏季平均温度为25℃，冬季平均温度为20℃，则：
Cs（20）=9.17mg/LEa=20%；a=0.85；β=0.95；
空气量为：
Q，=AOR*Cs（20）/0.3αEa{βCsb（25）-C}*1.02425-20=9.69m3/min
风机风压选择，因水深5m，当地大气压P为0.91*105Pa，
其绝对压力为Pb=P+9.8*103H=1.4*105Pa。
7曝气系统计算
风机气量为9.69m3/min，根据Q=πr2v/4，取流速v=10m/s，则空气主管为DN150；每两池公用一根支管，则，支管管径为DN100，每池中有两组曝气器，每组支管为DN50，每组为36个曝气头，均布，间隔800mm，每池72个，共需要288个曝气头，型号为ø215膜片式微孔曝气头。
8、出水管道设计
滗水器出水管道汇总到总管后进入二沉池，根据Q=πr2v/4，取流速v=1m/s，则出水主管为DN125。
三、二沉池
1、二沉池
取二沉池表面符合q=1.25m3/m2h;
则二沉池表面积A=Q/q=41.7m2
根据A=πD2/4,D=6.5m
2、进水管道
进水管道为DN125mm。
3、沉淀池出水槽
沉淀池出水槽宽度取400mm
4、沉淀部分有效水深h2
设沉淀时间t=2h，h2=qt=2m
5、污泥区容积，设计采用周边传动刮吸泥机排泥，污泥区容积按照2h贮泥时间确定
V=2T（1+R）QX/24（X+Xr）=71.4m3
Xr为二沉池底流生物固体浓度，10000mg/L；
X为SBR池中悬浮固体浓度，4000mg/L；
6、污泥区高度h4
污泥斗高度
设池底的径向坡度为0.1，污泥斗底部直径D1=3.6m，D2=2m，倾角为600，则
h4，=（D1-D2）tan600/2=1.4m
V1=πh4，（RD12+D1D2+D22）/12=9m3
圆锥体高度：
h4，，=0.05（D-D1）/2=0.15m
V2=πh4，，（D2+D1R+D12）/12=3m3
竖直段污泥部分的高度：
h4，，，=（V-V1-V2）/A=1.4m
污泥区的高度h4=h4，+h4，，+h4，，，=2.95m
7、沉淀池的总高度H
设超高h1=0.5m，缓冲层高度h3=0.5m
H=h1+h2+h3+h4=5.95m
8、中心进水导流筒
设导流筒内流速v1=0.6m/s
根据Q=D32πv1/4（1+R）
D3=0.2m
稳流桶，稳流桶内下降流速v3=0.03m/s，稳流桶内水流面积f：
f=（1+R）Q/v3=0.58m2
因中间导流筒需要承受刮吸泥机的重量，设计导流筒为钢筋混凝土材质，厚度为0.3m，根据f={D42-（D3+0.3*2）2}π/4
稳流桶直径D4=1.2m，碳钢材质。
5排泥量计算污泥有机部分产量
W1=Yobs*（So-Se）*Q/1000=444kg/d
污泥惰性部分产量
W2=ηss*SSo*Q/1000=825kg/d
总悬浮物TSS惰性组份比例ηss取55%
污泥硝化部分产量
W3=Yn*（NHo-NHe）*Q/1000（1+tc*KdN）=21.43kg/d
活性污泥总产量W'=W1/fvss+W2+W3-SSe*Q/1000=1280.72kg/d
污泥的综合产率W'/[（So-Se）*Q/1000]=1.07kgDS/kgBOD
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