SBR法污水处理工艺设计计算书.docx

1、SBR法污水处理工艺设计计算书SBR法污水处理工艺设计计算书第一章课程设计任务书一、 课程设计目的和要求本课程设计是水污染控制工程教学的重要实践环节，要求综合运用所学的 有关知识，在设计中熟悉并掌握污水处理工艺设计的主要环节，掌握水处理工 艺选择和工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制，掌 握设计说明书的写作规范。通过课程设计使学生具备初步的独立设计能力，提 高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，训练设计与制图的基 本技能。二、 课程设计内容1、 污水水量、水质(1)设计规模设计日平均污水流量Q=学号1 25*8000学号 26 48*3000 m3/d ;设计最

2、大小时流量QaF设计日平均污水流量/12 学号*100m3/h(2)进水水质COD =600mg/L, BOD=300mg/L , SS = 300mg/L，NH-N = 35mg/L2、 污水处理要求污水经过二级处理后应符合以下具体要求：COD 100mg/L， BOI5K 20mg/L，SS 20mg/L， NHkN 15mg/L。3、 处理工艺流程污水拟采用学号1 10活性污泥法学号26 48生物膜法工艺处理。4、 气象资料该市地处内陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。年平均气温 913.2 C, 最热月平均气温21.226.5 C,最冷月-5.0-0.9 C。极端最高气温42C,极端

3、最低气温-24.9 C 年日照时数2045小时。多年平均降雨量577毫米，集中于7、8、9月，占总量的5060%受季风环流 影响，冬季多北风和西北风，夏季多南风或东南风，市区全年主导风向为东北风，频率为18%年平均风速2.55 米/秒。5、污水排水接纳河流资料：该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位（ 50年一遇）为380.0m,常水位为378.0m，枯水位为375.0m。6厂址及场地现状该镇以平原为主，污水处理厂拟用场地较为平整， 交通便利。厂址面积为35000吊。厂区地面标高384.5383.5米，原污水将通过管网输送到污水厂，来 水管管底标高为8米（于地面下8米）。受纳水体最

4、高洪水位6米，最低水位标 高在-4米。三、 课程设计具体安排1、 确定污水处理厂的工艺流程，对处理构筑物选型做说明；2、 对主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、污泥浓缩池）进行工艺计算（附 必要的计算草图）；3、 按扩初标准，画出平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构 筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性；4、 按扩初标准，画出高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、 水位高度以及处理出水的出厂方式；5、 按扩初标准，画出主要处理构筑物的平面剖面构造图；6编写设计说明书、计算书。四、 设计成果1、 设计计算说明书一份；2、 设计图纸：平面和高程

5、布置图、构筑物平剖面。（共 5张2号图纸）第二章SBR工艺流程方案的选择2.1、SBR工艺主要特点及国内外使用情况：SBR是序列间歇式活性污泥法的简称，与传统污水处理工艺不同， SBF技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态 生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有 序和间歇操作，SBF技术的核心是SBF反应池，该池集均化、初沉、生物降解、 二沉池等功能于一池，无污泥回流系统。经过这个废水处理工艺的废水可达到 设计要求，可以直接排放。处理后的污泥经机械脱水后用作肥料。此工艺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

6、，目前，已有一些生产性装置在运行之中。它主要应用在城市污水、工业废 水处理方面。2.2、工艺流程图:加氯间机房S1汎砂池U初沉池n-污泥接触池污 泥 浓 缩 池干泥外运脱 水 机 房图2.1 SBR法处理工艺流程图第三章设计计算3.1原始设计参数原水水量 Q=42 x 30000=126000m3/d=5250m3/h设计流量 Qmax=126000- 12-42 x 100=6300m3/h=1.75m3/s 3.2格栅3.2.1设计说明格栅（见图3-1）一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去 生活水中较大的悬浮物，它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛余物

7、堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到 1015厘米时就该清洗。格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗 格栅（50100mm）,中格栅（1040mm），细格栅（310mm）三种。工作平台h?hih1/ 1H J.li500(1lytgar looo 1h图3-1格栅结构示意图根据清洗方法，格栅和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类，当污染物量大时，一般应采用机械清渣，以减少人工劳动量。本设计栅渣量大于0.2m3/d为改善劳动与卫生条件，选用机械清渣，由于设计流量小，悬浮物相对较少， 采用一组中格栅，既可达到保护泵房的作用，又经济可行，设置一套带有人工 清渣格栅的旁通事故槽，

8、便于排除故障。栅渣量与地区特点，格栅的间隙大小，污水流量以及下水道系统的类型等 因素有关，在无当地资料时，可采用：(1)格栅间隙1625mm，处理0.10-0.05栅渣/103m3污水(2)格栅间隙3050mm，处理0.03-0.01栅渣/103m3污水 栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/ m3。栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩 形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种。而其中迎水面为 半圆形的矩形的栅条具有强度高，阻力损失小的优点。3.2.2设计参数(1) 平均日流: Qd =126000 m 3/d =5250 m3/h =1.46( m 3/s )(2) 最大日流

9、量： Qmax =1.75( m3/s)(3) 设过栅流速：v=0.8m/s (取 0.61.0m/s)(4) 通过格栅的水头损失：(取 0.080.25m )(5)栅前水深：h=0.4m (取 0.30.5m)(6) 格栅安装倾角： 60 (取 6075)(7)机械清渣设备：采用链条式格栅除污机3.3.3设计计算(1)中格栅(3个)格栅间隙数 n=Qmax5/= 1.75 “”6 56 个3b h 3 0.03 0.8 0.4Qmax 最大废水设计流量 m3/S格栅安装倾角 6075取60o h栅前水深m b栅条间隙宽度取30mm 过栅流速 m/s验算平均水量流速 =0.80m/s 符合(0

10、.651.0)(2)栅渠尺寸B2=s(n-1)+nb=0.02 (56-1)+0.03 56=2.78(m)圆整取B2=3ms栅条宽度取0.02mB2格栅宽度mQ 1.75Bi =_max= 3 =2(m)h 0.8 0.4Bi进水渠宽 m栅前扩大段B2 B-! 3 2L1= 2 - = 3 2 =1.37(m)2 tan 2 tan 20渐宽部分的展开角，一般采用 20栅后收缩段 L2=0.5 Li=0.67(m)h2栅条总长度h L=Li+0.5+1.0+L2 tan0.4 0.3=1.37+0.5+ - +1.0+0.67tan 60=3.94(m)h2栅前渠道超高，采用0.3m(3)水

11、通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面s彳(b)3=2.42k=3h1亦sin k2.42业 sin60 319.6=0.12(m)(4)栅渣量(总)1000 1.24W= QmaxW 86400 =75 0.03 8640 =3 65 3/d) 1000Kz Wi取0.03,宜采用机械清渣。选用NC400型机械格栅三台。设备宽度400mm,有效栅宽250mm，有效栅隙30mm，运动速度3m/min.水流速度w 1m/s,安装角度60，电机功率0.25kw,支座长度960mm，格栅槽深度500mm,格栅地面高度360mm3.3污水提升泵房根据污水流量，泵房设计为 L X B=1OX 10m

12、。提升泵选型：采用LXB型螺旋泵型号： LXB-1100螺旋外径D: 1100mm转速： 48r/mi n流量 Q: 875m3/h提升高度： 5m功率： 15Kw购买6台，5台工作，1台备用。3.4泵后细格栅(4个)公式计算同上(1) 格栅间隙数 n = 噺= 1.75 Fsin60 =181(个)3b h 4 0.005 0.9 0.5其中b取5mm 取0.9m/s h取0.4m反带验算得 =1.0m/s 符合(0.61.0m/s)(2)栅渠尺寸B2=s( n-1)+nb=0.01 (181-1)+0.005 181=2.7(m)圆整2.0m栅条宽度s取0.01m进水渠宽 B1=Qmax=

13、 1.75/4 =0.97(m)h 0.9 0.5栅前扩大段 L1 = = 2.7 哼=1.50(m)2tan 2ta n30取30o栅后收缩段 L2=0.5 L仁0.75m栅条总长度 L L1 0.5丄1.0 L2tan600.5 0.31.50 0.5 - 1.0 0.75tan 60ofl=4.2(m)(3)水通过格栅的水头损失设栅条断面为圆形断面=1.832hi sin k2g1.83 (0.010.0054)30.9219.6sin 60o=0.50m(4)每日栅渣量 W： W Qma0.2( m3/d)1.24 1000采用机械清渣。选用NC- 300型机械格栅三台。设备宽度300

14、mm,有效栅宽200mm,有效栅隙5mm，运动速度3m/min,水流速度w 1m/s,安装角度60o，电机功率0.18kw,支座长度960mm,格栅槽深度500mm,格栅地面高度360mm3.5曝气沉砂池3.5.1设计说明沉砂池有4种：平流式、竖流式、曝气式、钟式和多尔式。普通平流沉砂池的主要缺点是沉砂中含有15%勺有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用曝 气沉砂池(见图3-2 )可以克服这一缺点。支管扩散设备坡度=0.1-0.5 L头部支座二亠斗.集砂1 槽.图3-2曝气沉砂池示意图3.5.2设计参数(1)旋流速度应保持：0.250.3m/s(2)水平流速为0.060.12 m/s(3)最大

15、流量时停留时间为13min(4)有效水深应为23m，宽深比一般采用12(5)(6)(7)空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.60.9m,送气管应设置长宽比可达5,当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板1m3污水的曝气量为0.2m3空气调节气量的闸门(8)池子的形状应尽可能不产生偏流或死角,在集砂槽附近可安装纵向挡板(9)池子的进口和出口布置应防止发生短路,进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板(10)池内应考虑设消泡装置73.5.3设计计算(1)池子总有效容积(V)设t=2min，则V Qmax t 60 1.75 2 60 210m3(2)水流断面积(A

16、)设v,=0.1m/s (水平流速)，则A=Qmax = 1 =17.5(m2) v1 0.1（3）池总宽度（B）设h2 2.5m （设计有效水深），则B=JA =l=7(m) h2 2.5每格池子宽度(b)设n=2格，则B 7(5)(6)b B=-=3.5(m) n 2池长(L)L = V=型=12(m) A 17.5每小时所需空气量（q）设d=0.2m3/m3 （ 1 m3污水所需空气量），则q d Qmax 3600 =0.2 1.753600=1260(m3/h)（7）沉砂室所需容积（V）设T=2d （清除沉砂的间隔时间），则式中,30/_Qmax X T 86400 1.75 30

17、2 86400V=maxKz 10661.24 107(m3)X 城市污水沉砂量m3/106m3（污水）取Kz 生活污水流量总变化系数（8）每个沉砂斗容积（V。）设每一分格有2个沉砂斗，则7 3V0= 一=1.75( m3)2 2（9）沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽a（=0.5m，斗壁与水平面的倾角为55o斗高h3=0.35m，沉砂斗上口宽:a 斗+a1 = 4+0.5=1.0(m) tan 55o 1.428最终定沉砂斗容积:V0 = h3 (2 a2 2aa1 2a：)60.35 2 2 3= (2 12 2 1 0.5 2 0.52)=0.2(m3)6(10)沉砂室高度(h3)采用重力排砂，

18、设池底坡度为 0.06，坡向砂斗，则，h3 = h3+0.06 2.65=0.35+0.159=0.5 (m)(11)池总高度(H)设超高 h1=0.3m,则 H=h+h2+h3=0.3+2.5+0.5=3.3(m)(12) 进水渠道：设计中取进水渠道宽 B1=3m 水深H1=1m贝U V =_ 二143 =0.48 听。B1H1 3 1 心(13)出水装置：出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头0.2m。排水干管采用钢管，管径 DN=1000mm(14)排砂装置：采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将排出沉砂斗至砂水分离器，吸砂泵 DN

19、=300mm3.6、初沉池设计本工艺采用选用辐流式沉淀池。最大设计流量：Qmax 1.75m3/sQ 36003.6.1、沉淀部分有效面积：F q式中：Q设计流量，m3/s ；2q 表面水力负荷， m3/(m h) ； (1.52.5)，取2.01.75 3600 2贝 U，F 3150m2.04 3150 “则，D -亦T 63m3.6.3、沉淀池有效水深：h2 q t式中：t 沉淀时间，一般取1.03.0h ;设计中取3.0h则 h2 2.0 3.0 6m校核沉淀池直径与水深之比,D/h, 63/6 10.5符合在612之间。3.6.4、沉淀部分所需容积：Vw100c0 Qmax103 (

20、100 P)式中：Vw 初沉污泥量,m3 /d ；3Q 沉淀池设计流量，m / d；沉淀池中悬浮物的去除率， % 一般取40%-60%co进水中悬浮物质量浓度，mg/L;P 污泥含水率，%3污泥密度，以1000kg/m计。设计中取 =60% P=97%采用重力排泥，两次清楚污泥间隔时间取1d,、， 100 200 0.4 126000 1 “ 3VW 3 336m10 (100 97) 1000辐流式沉淀池采用重力排泥，将污泥排入污泥斗，然后用静水压力将污 泥排出池外。365、沉淀斗容积:设计中选择圆形污泥斗,污泥斗上口半径 2m底部半径1m倾角600有效高度h5 (2 1)tan 60 1.

21、73m。1 2污泥斗容积 乂 h5(a2、aa )式中：h5污泥斗有效高度，ma污泥斗上口边长， mai 污泥斗底部边长，mI 2 2 3贝U, V 1.73 (2 2 1 12) 4.04m331 2 2沉淀池底部圆锥体体积V2 - h4(R Rr r )3式中：h4沉淀池底部圆锥体高度，mR 沉淀池半径，mr 沉淀池底部中心圆半径， m设计中取r=1m设池底径向坡度为0.05，则h4 (31.5 1) 0.05 1.525m贝U, V2 1 3.14 1.525 (31.52 31.5 1 12) 1635.6m33 3所以，沉淀斗总容积 V 4.04 1635.6 1639.64m 80

22、 m，符合3.6.6、 沉淀池总高度：H h1 h2 h3式中：h1沉淀池超高，一般取 0.3m；h3 沉淀池缓冲层高度，一般采用 0.3m；贝 U, H 0.3 6 0.3 1.525 1.73 9.855m3.6.7、 进水装置：本工艺辐流式沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流 动。进水管道采用钢管，管径 DN=1000m，管内流速1.81m/s。3.6.8、 出水装置：出水采用池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证池内水位标Q 2高恒定，堰上水头 H ( ) 3v2gmb,式中：h-堰上水头(m ；Q-沉淀池内设计流量(m/s)；m-流量系数，一般采用0.40.5b2-堰

23、宽(m,等于沉淀池宽度。2则，H/ 1.525 “( )3 =0.47m0.5 2.14 2 9.8出水堰自由跌落0.2m后进入出水渠，出水渠宽B2 2m水流流速V2 0.89 m/s，采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水管道采用钢管，管径DN=1000m，管内流速V=1.81m/s。排水干管管径：Qmax =1.525m3/s,取管径 DN=1000mm流速 VS=1.81m/s。3.6.9、 排泥管：沉淀池采用重力排泥，排泥管管径 DN400m，排泥管伸入污泥斗底部，排泥 静压头采用1.2m，将污泥排到池外集泥井内。3.6.10、 出水挡渣板：浮渣用浮渣刮泥板收集，定期清渣，刮泥板装

24、在刮泥机桁架的一侧，高出 水面0.2m，在出水堰前设置浮渣挡板拦截浮渣，排渣管管径取为 DN400mmn3.7 SBF反应池3.7.1设计说明根据工艺流程论证，SBF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SBF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， 如图3-3。这种操作

25、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。进水期 反应期 沉淀期 排水期 闲置期图3-3 SBR工艺操作过程SBRX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；良好的污泥沉降性能；(5)对进水水质水量波动适应性好；(6)易于维护管理。3.7.2 SBR反应池容积计算处理要求：表3-1处理要求项目进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)BOD30020COD600W00SS30020N H3 N35 15设计处理流量3Vsi Vf V

26、b =5250( m /h)BOD5/CODcr=0.50设SBR运行每一周期时间为8h，进水1.0h，反应(曝气)(4.05.0h)取4h, 沉淀 2.0h，排水(0.5h1.0h)取 1h周期数:24SBR处理污泥负荷设计为 Ns 0.4kgBOD 5/(kgMLSS d)根据运行周期时间安排和自动控制特点， SBR反应池设置6个（1）污泥量计算 SBR反应池所需污泥量为mlss=MLVSs_qs0.75 0.75Ns3=12600 （300 20） 10 36540 =121800kg（干）=121.8（ t）0.7 0.4 0.3设计沉淀后污泥的SVI （污泥容积指数）=90ml/g，

27、（SBR工艺中一般取80150） SVI在100以下沉降性能良好9。则污泥体积为：Vs=1.2 SVI MLSS=1.2 90 10-3 121800=13154.4（m3）（2） SBR反应容积SBR反应池容积V =Vsi Vf Vb式中Vsi 代谢反应所需污泥容积 m3VF 反应池换水容积（进水容积）m3Vb 保护容积m3126000 ,小 LCLC/ 3、VF = 1.0 =5250（ m24Vs=13154.4m3,则单池污泥容积为 Vsi =V6=2192.4（m3；贝 U V =2192.4+5250+Vb=7442.4+Vb（3） SBF反应池构造尺寸SBR反应池为满足运行灵活及

28、设备安装需要， 设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区SBR反应池单池平面（净）尺寸为 50 30 m2 （长比宽在1121）水深为5.0m 池深5.5m则保护容积为 Vb=57.6m36 个池总容积 V =6V =6 7500=45000m33.73 SBR反应池运行时间与水位控制SBR池总水深5.0m,按平均流量考虑，则进水前水深为 3.2m，进水结束后5.0m,排水时水深5.0m,排水结束后3.2m。5.0m水深中，换水水深为1.8m,存泥水深2.0m,保护水深1.2m,保护水深的 设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。(见图3-4)图3-4 SBR池高程控制图进水开始与结束由水位控

29、制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时 间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位 控制。3.7.4排水口高度和排水管管径(1)排水口高度为保证每次换水V =5250m3的水量及时快速排出，以及排水装置运行的需 要，排水口应在反应池最低水位之下约 0.50.7m，设计排水口在最高水位之下2.5m 。(2)排水管管径每池设自动排水装置一套,出水口一个，排水管1根；固定设于SBR墙上。排水管管径DNIOOOmm设排水管排水平均流速为1.5m/s，则排水量为:360.4(m3/h)n 2 n 2 3q d v = 0.3 1.5 =0.106( m /s)=4 4则每周期(平均流量时