SBR处理生活污水设计方案.docx

1、SBR处理生活污水设计方案摘 要本设计采用SBR法处理城市生活污水。SBR法是间歇式活性污泥法或序批式活性污泥法的简称，是近十几年来活性污泥处理系统中较引人注目的一种废水处理工艺，尤其是处理城市生活污水。近年来中国对SBR工艺的研究和应用也日益增多。SBR是在一个反应池内基本上完成所有的反应操作过程，在不同时间里可进行有机物的氧化、硝化、脱氮、除磷等过程，特别是对含氮、磷较高的生活污水的除氮除磷效果显著。本设计所处理的废水是8000t/d城市生活污水，并由此确定进、出水的水质标准。据此，本设计计算出了各处理单元构筑物的大小、处理机器的数量、处理厂平面布置与高程以及其经济成本，充分体现了处理厂结

2、构紧凑、运行方便、成本不高的特点。【关键词】：城市生活污水，活性污泥法， SBR池等。 摘 要 I第一章 前 言 11.1 我国城镇水污染现状 11.2 污水处理厂概况 21.3 SBR的概述 21.3.1. SBR简介 21.3.2. SBR原理3 21.3.3. SBR处理工艺的基本流程 41.3.4. SBR工艺特征3 5第二章 池体的计算 82.1. 本设计各设计参数 82.2. 格栅 82.2.1. 粗格栅 5 92.2.2.细格栅 5 112.2.3.细节设计 142.2.4.设备选型6 142.3. 集水井 142.3.1. 设计说明 142.3.2. 集水井的计算7 152.2

3、.3. 溢流口的设计 152.2.4. 设备选型 152.4. 平流式沉砂池 162.4.1.设计说明 162.4.2 池体设计计算8 162.4.3. 细节设计 192.4.4. 设备选型6 192.5. SBR池 202.5.1.相关参数及进水出水水质量 202.5.2. 设计计算9 202.5.3.细节设计 242.5.4.设备选型10 242.5.5.鼓风机房 252.5.6.滗水装置 252.5.7.自动控制系统 252.6. 污泥浓缩池 262.6.1.设计说明 262.6.2. 池体设计计算11 272.6.3.三角堰设计计算11 292.6.4. 细节设计 302.6.5.设备

4、选型6 302.7. 消化池 312.7.1.设计说明 312.7.2.设计计算13 322.7.3. 设计细节 332.7.4.设备选用6 332.8. 后浓缩池 332.9. 加药间 342.10. 污泥的处理 352.10.1.污泥的脱水 352.10.2. 污泥脱水间12 352.10.3. 本设计所采用的污泥处理方法14 35第三章 管路计算 363.1. 公式15 363.2. 数据资料 16 363.3. 各池位差的计算 37第四章 泵的选型与核算 394.1. 泵的选择 394.1.1.相关公式及数据 394.1.2.设计选择19 404.2. 泵的核算 414.2.1. 集水

5、井和沉砂池间泵的核算17 414.2.2. SBR池和浓缩池之间泵的核算17 424.2.3. 污泥浓缩池和消化池之间泵的核算 43第五章 经济核算 455.1 土建投资一览表 455.2 设备投资一览表 455.3 开挖投资一览表 465.4 管道投资一览表 465.5 阀门投资一览表 475.6 构筑物一览表 485.7. 污水处理厂人员编制 485.8 运行费用 48致 谢 52第一章 前 言1.1 我国城镇水污染现状 我国河流有机污染普遍存在，且污染日益突出，主要湖泊富营养化严重，流经城镇的河段污染更加严重，141个国家环境监控城市中，36.2%的城市河段为1至3类水质，63.8%的城

6、市的河段为4至5类水质.其中，47个环保重点城市的典型水域中，10.6%为5类水质，29.8%为劣5类水质。.1999年我国污水排放量达401亿立米，其中市政污水排放量为201亿吨.1999年城市污水负荷首次超过了工业废水污染负荷，我国水污染重点已经转向城市污水污染控制。随着中小城市的快速发展，城镇人口将从现在的2.7亿人增加到2010年的5.6亿人，城镇排污量也将成倍增长，到2010年可能要增加300亿吨，从而污水排放总量达1050亿吨。 为控制我国的水污染，促进城市污水处理设施建设及相关产业的发展，建设部、国家环保总局、科技部等单位，根据中华人民共和国水污染防治法、中华人民共和国城市规划法

7、)、国务院关于环境若干问题的决定，制定了城市污水处理及污染防治技术政策，提出2010年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50%，设市城市污水处理率不低于60%，重点城市的污水处理率不低于70%121.按照这一要求，到2010年城市污水处理率要达到50%，则需增加500亿立米处理规模，需30004 000亿的污水处理投资，这是一个潜在的大市场，可以形成一个发展潜力巨大的产业.同时，这些污水经过处理，达到环境排放标准或污水灌溉标准，使污水资源化，既治理污染，又增加了水源3，4。 我国的小城镇基本上没有污水集中处理设施，在新开发的居民小区、旅游风景点、度假村、 机场、铁路车站、经济开发小区等

8、分散的人群聚居地，排放的污水基本上没有处理.我国现在人口有两个发展趋势:一方面，为缓解大中城市的人口压力，大中城市人口正逐渐向小城镇、小区迁移，这必将促进卫星城镇的发展;另一方面，我国现在80%的人口在农村，农村大量的剩余劳动力要找出路，他们不能都到大中城市去发展，其科学的办法就是农村人口城镇化、小区化.随着这一趋势的发展和人民生活水平的提高，今后我国80%以上的生活污水将来自小城镇、小区.在我国的城镇中，特别是绝大多数小城镇，其财政并不富裕，人们的收入普遍不高，污水集中处理将会给地方政府和人民增加一定的负担。但是小城镇、小区的污水能否处理好，能否找到高效、低投入的城镇污水处理新技术，将直接关

9、系到我国人民生活水平的提高，关系到我国环境状况和可持续发展的战略15。根据我国的经济发展状况，目前我国城市污水处理厂普遍采用的工艺为普通活性污泥法，氧化沟法，SBR（间歇式活性污泥）法，AB法等。1.2 污水处理厂概况本设计所设计的城镇地处城市东郊，由于该镇常年主导风向为东南季风，且地势是东北高，西南低，且西南角有一河流，所以设计把处理厂放置于该镇的西南边。该污水处理厂占地600500m2。城市：降水量平均每年为1800mm; 蒸发量平均每年为1000mm；地下水水位,地面下56m。年平均气温为18，四季分明。SBR法处理污水技术流程见图1-2-1： 污水格栅集水井（调节池）沉砂池SBR池过滤

10、消毒（除臭）排水 污泥浓缩 消化脱水污泥处理 图 1-2-1 SBR法的一般流程 由于SBR法处理污水技术的高效性和经济性，使得SBR法处理污水技术得以被广泛采用。SBR法处理污水技术从节省空间上也有其独特的优势，因为它一般不设沉淀池和污泥回流设备并且各设备占地面积小。 1.3 SBR的概述1.3.1. SBR简介SBR是序批式间歇活性污泥法（又称序批式反应器，Sequencing Batch Reactor）的简称。它是近年来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。1980年美国改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。我国近10年来才开始对SBR污水生物处理工艺进行

11、研究。此后SBR污水处理法在处理城市污水发挥了重大的作用。SBR是一种高效，经济，管理简便，适用于中、小水量污水处理的工艺，具有广阔的应用前景。1.3.2. SBR原理3活性污泥法利用微生物去除有机物，首先需要微生物将有机物转化成二氧化碳，水以及微生物菌体。反应后需将微生物保存下来，在适当时间通过排除剩余污泥从系统中除去新增的微生物。SBR法通过时间上的交替实现这一过程，它在流程上只设一个池子，将曝气池和二沉池的功能集中在该池上，兼并水质水量调节，微生物降解有机物和固液分离等能力。SBR在时间上的交替运行它的工作方式。SBR按周期运行，每个周期过程包括进水、反应（曝气），沉淀，排放和待机（排泥

12、）等五个工序，且每个工序特定与反应条件相联系（混合/静止，好氧/厌氧），各阶段的特征作用如下：1.进水期进水期指从向反应器开始进水至到达反映器最大容积时的一段时间，此期间分三种情况：曝气（好氧反应），搅拌（厌氧反应）及静置。在曝气的情况下有机物在进水过程中被大量氧化，在搅拌下抑制好氧反应。对应这三种方式就是非限制式曝气，半限制式曝气和限制式曝气。运行时可根据不同微生物的生长特点，废水的特性和要达到的处理目标，采用非限制曝气，半限制曝气和限制曝气方式进水。通过控制进水阶段的环境，就实现了在反应器不变的情况下完成多种处理功能。2.反应期反应期的目的是在反应器内最大水量的情况下完成进水期已经开始的反

13、应，根据反应的目的决定曝气式搅拌，即进行好氧反应式缺氧反应。在反应阶段通过改变条件，不仅可以达到有机物降解的目的，而且可以取得脱氮除磷的效果。3.沉淀期沉淀期的目的是固液分离。本工序相当于二沉池，停止曝气和搅拌，污泥絮体和上清夜分离。在沉淀时反应器内是完全静止的，沉淀时间在0.51.0h之间，甚至可能达到2h，以便下一个排水工序。污泥层保持在排水设备的下面，并且在排放完成前不上升超过排水设备。随着测量仪器的发展，已经可以自动监测污泥混液面，因此可以根据污泥沉降性能而改变沉淀时间。可以预先在自动控制系统上设定一个值，一旦污泥界面计所监测到的污泥界面高度达到该数值便可结束沉淀工序。4.排水期排水期

14、的目的是从反应器中排除污泥的澄清液，一直恢复到循环开始时的最低水位。该水位离污泥层还要有一定的保护高度。反应器底部沉降下来的污泥大部分作为下一个周期的回流污泥，过剩的污泥可在待机阶段排除。SBR排水一般采用滗水器滗水所用的时间由滗水能力来决定，一般不会影响下面的污泥层。现在也可以在沉淀的同时就开始滗水，当然要控制好滗水速度以不影响沉淀为前提。这样就把沉淀和滗水两个阶段融合在一起。5.待机期沉淀后到下一个周期开始的期间称为待机工序，根据需要可进行搅拌或曝气。在待机期间根据工艺和处理目的，可以进行曝气、混合、去除剩余污泥。待机时间的长短由原水流量决定。排除剩余污泥是SBR中的一个重要步骤，并不作为

15、五个基本过程之一，这是因为排放剩余污泥时间不确定。在一个SBR的运行过程中，剩余污泥排放通常在沉淀或闲置期间。1.3.3. SBR处理工艺的基本流程序列间歇式活性污泥法工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。SBR工艺的一个完整的操作过程，亦即每个间歇反映器在处理废水时的操作过程包括如下五个阶段；1、进水期（或称充水期）；2、反应期；3、沉淀期；4、排水排泥期；5、闲置期。图1.3.1所示为SBR处理工艺一个运行周期内的操作过程。SBR的运行工况以间歇操作为主要特征。所谓序列间歇式有两种含义：一是运行操作在空间上是按序列、间歇的方式进行的，由于污水大多是连续排放且流量的波动性很大，此时间

16、歇反应器（SBR）至少为两个或多个池（如图1.3.2所示），污水连续按序列进入每个反应期，它们运行时的相关关系是有次序的，也是间歇的；二是每个反应器的运行操作在时间山也是按次序排列间歇运行的，一般可按次序分为五个阶段。其中进水、反应、沉淀、排水排泥至闲置期结束为一个运行周期。在一个运行周期中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活掌握。 图1-3-1对于间歇排污的情形，SBR处理工艺可省去污水贮存池，将水直接引入SBR反应器，使之成为贮存污水。对于连续排污的情形，可按如上所述使用多个SBR间歇反应单元并联运行，按操作顺序依次

17、对每个SBR法反应器进行充水。SBR工艺运行过程中，进水期接纳污水，有贮存和调序的功能，如果在进水期进行曝气，则还可起到预曝气的作用。1.3.4. SBR工艺特征31.工艺流程简单，造价低原则上， SBR污水处理工艺的主体设备只有一个序批式间歇反应器，与普通的活性污泥法相比，它需要另设二次沉淀池、污泥回流及污泥回流设备。一般情况下也可不设调节池，多数情况下可省去初沉池。据统计，采用SBR法工艺处理小城镇污水要比普通活性污泥法节省基建投资30%以上。此外，采用如此简洁的SBR法工艺的污水处理系统还具有布置紧凑，占地面积省的优点。2.良好的处理效果这是SBR工艺的主要特征之一，SBR反应器中的底物

18、浓度和微生物浓度是随反应时间而变化的，而且反映过程是不连续的，因此，其运行是典型的非稳定过程。在连续的曝气反应阶段，其底物和微生物浓度的变化是连续的。反应器中活性污泥处于交替的吸附，吸收及生物降解和活化过程的不断变化过程。有关研究表明，完全混合反应器所需的水力停留时间（HRT）Tc或有效容积Vc一般要比SBR反应器相应的Tc和Vc大3倍。去除生活污水中的有机物用SBR法处理工艺15min就够了。3.具有较高的脱氮除磷效果SBR工艺不仅可以很容易地实现好氧，缺氧及厌氧状态交替的环境条件而且很容易在好氧条件下增大曝气量、反应时间和污泥龄来强化硝化反应及除磷菌过量摄磷过程的顺利进完成，也可在缺氧条件

19、下方便地投加原污水（或甲醇等）或提高污泥浓度等方式以提供有机碳源作为电子供体使反应硝化过程更快地完成；还可以在进水阶段通过搅拌维持厌氧条件以促进除磷菌充分地释放磷。其具体运行操作过程为：进水阶段搅拌（在厌氧状态下释放磷）；反应阶段（在好氧降解有机物、硝化和磷吸收）；沉淀排水排泥阶段（通过排泥除磷，利用沉淀过程中的缺氧条件进行反硝化脱氮）；闲置阶段（再生污泥准备进入下一个运行周期）。4.良好的污泥沉降性能（1）反应器中存在较大的浓度梯度提高底物浓度梯度（或F/M梯度）是控制污泥丝状菌生长的重要因素。SBR反应器在反应阶段时间上的理想推流状态使其具有很高的F/M梯度，因而它最不易发生污泥膨胀问题。

20、（2）反应器中好氧和缺氧（厌氧）状态并存SBR法中进水与反应阶段的缺氧（或厌氧）与好氧状态的交替，能抑制专性好氧丝状菌的过量繁殖，而对多数菌胶团形成菌不会产生不利的影响。（3）反应器中有较高的底物浓度研究表明，由于丝状菌比菌胶团形成微生物具有更大的比表面积，其对低浓度底物的摄取能力强于菌胶团形成菌。在SBR工艺的整个反应阶段，不仅基质浓度较高，而且浓度梯度较大，只有在反应进入沉淀阶段的前夕，其底物浓度才完全与混合曝气池相同。因此，SBR法处理工艺避免了丝状菌竞争优势的环境条件。（4）污泥龄（Qc）短，比增速率（）大SBR法具有理想的推流式运行状态及快速降解有机污染物的特点，使它在污泥龄短又使剩

21、余污泥的排放速率大于丝状菌的生长速率，致使丝状菌无法在反应器中生长繁殖。5.对进水水质水量的波动具有较好的适应性SBR反应器是集调节池，曝气池和沉淀池于一体的污（废）水处理工艺，能承受较大的水质水量的波动，具有处理效果稳定的特点：（1） 进水期具有贮存污水和混合的作用在SBR工艺的充水期里，污水进入SBR反应器后，与上一个运行周期存留在反应器中的污泥混合。当采用非限量曝气方式时，即在充水期内就已经开始生物氧化降解作用。当采用限量曝气方式时，即使充水期不产生含碳有机物的生物氧化反应在整个充水期内所进入反应器的污水同样都集中在一个池内而得到充分的混合。实际上，充水容积成了调节池容积，充水时间越长，

22、污水的调节时间就越长。因此，即使是在充水时间里污水出现浓度的急剧波动，最终池内容纳的污水将处于充水时间内的平均浓度值水平上，对于短时间的浓度冲击负荷，其峰值得到了削减。（2） 高峰污染物浓度持续时间的分割SBR是半连续式进水的，在实现多池并联工作的情况下，每个池都按预定的顺序依次进水第一个池充满水后，污水将转入第二、第三个池等。对每一个池子而言，只进入连续进水懂得一段，整个并联池系统将连续把污水分割为若干段。如果污水出现高峰负荷形成冲击作用，其最大持续时间将不超过充水时间。持续时间长于充水时间的那部分高负荷污水将转入另一个池子，从而人为地减少了对第一池的冲击负荷。（3） 运行周期间污泥活性的补

23、偿作用污泥之所以能够除去污水中的有机污染物，其直接作用在于生物污泥对于有机物的吸附和吸收作用以及随之而发生的生物降解作用。有机物被微生物氧化降解的程度取决于活性污泥的吸附和吸收能力，即污泥活性的高低，从而决定了污染物被处理的程度。提高生物氧化程度，污泥活性越高，其吸附和吸收能力也越强；反之则越弱。在SBR工艺系统中，同一曝气池同一运行周期内由于经一定时间的闲置过程，使污泥的活性得到了充分的恢复，而使起在下一个运行周期内具有较强的吸附和吸收能力。此外，同一曝气池在不同运行周期间，若上一周期的污染物负荷较高，而下一个周期的污染物负荷较低，则污泥的活性也可得到良好的恢复而保持其稳定的处理效果。第二章

24、 池体的计算2.1. 本设计各设计参数平均日流量 Qd=8000t/d=8000m3/d=0.0926m3/s最大日流量 Qmax=kzQd=1.40.0926m3/s =0.1296m3/s表2-1-1为进出水水质对照表:表2-1-1进出水水质对照表生化需氧量（BOD5）化学需氧量（COD5）悬浮物（SS）总氮（TN）总磷（TP）油脂进水水质200mg/L400mg/L250mg/L40mg/L8mg/L100mg/L出水水质20mg/L60mg/L20mg/L15mg/L0.5mg/L20mg/L2.2. 格栅格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单

25、元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。格栅示意图如2.2 .1图所示： 图2.2.1 格栅示意图2.2.1粗格栅 51、栅条的间隙数(n) 平均日流量 Qd=8000t/d=8000m3/d=0.0926m3/s最大日流量 Qmax=kzQd=1.40.0926m3/s =0.1296m3/s设栅前水深h=0.3m 过栅流速v=0.7m/s栅条间隙宽度b= 0.06m 格栅倾角=60 9(个)式中：h栅前水深，m； 格栅倾角，()；国内一般采用6070，取60； v过栅流速，m/s；一般采用0.61.0m/s,取0.7m/s； b栅条间隙，m；粗格栅栅条间隙5015

26、0mm，取60mm；Qmax最大设计流量，m3/s；2、栅槽宽度(B)设栅条宽度为S=0.01mB=S(n-1)+bn =0.01(9-1)+0.069 =0.62m式中：b栅条间隙，m； n栅条的间隙数； S栅条宽度，m；3、进水渠道渐宽部分的长度(l1)设进水渠道宽B1=0.50m 其渐宽部分展开角度1=20 0.16m式中：1进水渠道渐宽部分的展开角度，()，一般可采用20；B1进水渠宽，m；B栅槽宽度，m；4、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(l2)l2=l1/2=0.16/2=0.08m5、通过格栅的水头损失(h1)设栅条断面为锐边矩形断面，则=2.4 =0.0143m式中：k系数

27、，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；v过栅流速，m/s；格栅倾角，()；形状系数，取2.4； b栅条间隙宽度，m； S栅条宽度，m； g重力加速度，m/s2；6、栅后槽总高度(H)设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.3+0.0143+0.30.6143m7、栅槽总长度(L)L=l1+l2+0.5+1.0+H1/tg =0.16+0.08+0.5+1.0+(0.3+0.3)/tg60=2.09m式中：格栅倾角，()；H1格栅前的渠道深度，；l1进水渠道渐宽部分的长度，；l2栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，；8、每日栅渣量(W)因为粗格栅的栅条间隙宽度较大，所以栅渣

28、量较少，可用人工定时清除。2.2.2、细格栅 5 1、栅条的间隙数(n)设栅前水深h=0.4m 过栅流速v=0.6m/s栅条间隙宽度b= 0.015m 格栅倾角=60 32 (个) 式中：v过栅流速，m/s；一般采用0.61.0m/s,取06m/s ；Qmax最大设计流量，m3/s； h栅前水深，m；格栅倾角，()；国内一般采用6070，取60； b栅条间隙，m；细格栅栅条间隙1525mm，取15mm；2、栅槽宽度(B)栅条宽度取S=0.01mB=S(n-1)+bn =0.01(32-1)+0.01532 =0.79m式中：n栅条的间隙数；S栅条宽度，m； b栅条间隙，m；3、进水渠道渐宽部分

29、的长度(l1)设进水渠道宽B1=0.50m 其渐宽部分展开角度1=20 0.40m式中：B栅槽宽度，m；1进水渠道渐宽部分的展开角度，()，一般可采用20；B1进水渠宽，m；4、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(l2) l2=l1/2=0.40/2=0.20m5、通过格栅的水头损失(h1)设栅条断面为锐边矩形断面，则=2.4 =0.07m式中：v过栅流速，m/s；格栅倾角，()；形状系数，取2.4； S栅条宽度，m； k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；b栅条间隙宽度，m； g重力加速度，m/s2；6、栅后槽总高度(H)设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.4

30、+0.07+0.30.77m式中：h栅前水深，m； h1格栅的水头损失，m； h2栅前渠道超高，m；一般取0.3m。7、栅槽总长度(L)L=l1+l2+0.5+1.0+H1/tg =0.40+0.20+0.5+1.0+(0.4+0.3)/tg60=2.5m式中：格栅倾角，()；H1格栅前的渠道深度；l1进水渠道渐宽部分的长度，；l2栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，；8、每日栅渣量(W) 在格栅间隙15mm的情况下,设栅渣量为每1000m3的污水产0.11m3。 =0.88(m3/d)式中：W1栅渣量，m3/103m3(污水)，格栅间隙为1525mm时，W1=0.100.05格栅间隙为3050mm时，W1=0.030.01，取0.07；Qmax最大设计流量，m3/s； Kz生活污水流量总变化系数。 因为W0.2m3/d，所以采用机械清渣2