SBR法處理城鎮(zhèn)生活污水的工藝設計.doc

（2012屆）畢業(yè)論文（設計）題目：SBR法處理城鎮(zhèn)生活污水的工藝設計 學院： 專業(yè)： 班級： 學號： 姓名： 指導教師： 教務處制 2012年 月 日誠信聲明我聲明，所呈交的論文（設計）是本人在老師指導下進行的研究工作及取得的研究結果。據我查證，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文（設計）中不包括其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得本校或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。我承諾，論文（設計）中的所有內容均真實、可信。 論文（設計）作者簽名： 簽名日期: 年 月 日授權聲明學院有權保留送交論文（設計）的原件，允許論文（設計）被查閱和借閱，學校可以公布論文（設計）的全部或部分內容，可以影印、縮印或其他復制手段保存論文（設計），學校必須嚴格按照授權對論文（設計）進行處理，不得超越授權對論文（設計）進行任意處理。 論文（設計）作者簽名： 簽名日期: 年 月 嘉興學院本科生畢業(yè)論文（設計） 生物與化學工程學院摘要: 本文采用SBR工藝對城鎮(zhèn)生活污水進行處理，設計進水水量為50000m3/d，COD200-300mg/L，BOD200-400mg/L，設計主要工藝流程為格柵、曝氣沉砂池、間歇曝氣反應池、濃縮池、消毒池。根據設計參數對其主要構筑物進行設計計算，并繪制了工藝流程圖、平面布置圖、高程圖和主要構筑物圖。結果表明：經過該工藝處理后，COD的去除率是80%，BOD的去除率是95%，SS去除率是93%，TN去除率是70%，出水可達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）的一級B標準。工程總投資13989.81萬元，運行費用1577.58萬元，折合噸水成本為0.86元/噸。該工藝具有工藝簡單、節(jié)省費用、出水質量高、防止污泥膨脹等特點，能帶來良好的環(huán)境和社會效益。關鍵詞: SBR法；生活污水；處理；設計Abstract: In this paper, the SBR process is carried out to treat the sewage, design influent volume is 50000m3 / d, COD 200-300mg / L, the BOD 200-400mg / L, the design process are the grille, aerated grit chamber, intermittent aeration reaction tank, concentrated pool, disinfectant pool. Be designed and calculated in accordance with the design parameters of its main structures, and drawing the process flow diagram, layout plan, elevation diagram, and the main structures diagram. The results showed that: after the process, the removal rate of COD is 80%, the removal rate of BOD is 95%, the removal rate of SS is 93%, the removal rate of TN is 70%, the effluent can reach the urban wastewater treatment plant emission standards (GB18918-2002), the level of B standard. The project total investment are 139,898,100 yuan, the operating costs are 15.7758 million yuan, equivalent to the tons of water costs are 0.86 yuan / ton. The process has the characteristics of simple process, cost-saving, high water outlet quality, preventing sludge bulking, it can bring good environmental and social benefits.Keywords: SBR; sewage; treatment; designII嘉興學院本科生畢業(yè)論文（設計） 生物與化學工程學院目 錄摘要IAbstractII1 緒論11.1 SBR工作原理111.2 SBR工藝特點2,312 正文32.1 概述32.1.1 設計任務32.1.2 設計依據32.1.3 設計原則432.1.4 設計水量及進出水水質32.2 污水處理要求及廠址的選擇42.2.1 污水處理要求542.2.2 污水處理廠廠址的選擇42.3 污水處理廠工藝方案的選擇42.3.1 方案選擇的原則42.3.2 工藝方案選擇52.4 工藝流程52.4.1 工藝流程圖52.4.1 主要構筑物設計52.5 污水處理廠平面布置及高程布置222.5.1 污水處理廠平面布置14222.5.2 污水處理廠高程布置11,15242.6 工程總投資及運行費用16272.6.1 污水處理廠總投資估算272.6.2 運行費用302.6.3 工程的環(huán)境效益和社會效益302.7 施工要求及安全措施312.7.1 施工要求312.7.2 安全措施323 結論與展望343.1 結論343.2 存在問題343.3 展望34致 謝35參考文獻1 緒論1.1 SBR工作原理1SBR法的核心是其反應池，該池將曝氣池與沉淀池合二為一，即生化反應和泥水分離在同一反應池內完成。SBR工藝的一個完整運行周期由五個階段組成：進水階段、反應階段、沉淀階段、潷水階段和閑置階段。1. 進水階段進水階段是反應池接納廢水的過程，當廢水進入反應器后，池內水位逐漸上升，當到達最高水位或所設定的時間時，停止進水。由于進水階段僅流入廢水，不排放處理水，因而反應池具有調節(jié)池的功能。2. 反應階段當廢水注入達到預定容積后，可根據反應的目的進行曝氣或攪拌，以達到降解有機物、硝化、脫氮除磷的目的。若進行曝氣，則系統(tǒng)處于好氧狀態(tài)，通過好氧生物反應實現(xiàn)有機物氧化、氨氮硝化和吸磷反應。若進行攪拌，并存在電子受體和電子供體的情況下，則系統(tǒng)處于缺氧狀態(tài)，通過缺氧生物反應實現(xiàn)反硝化脫氮和缺氧吸磷。若系統(tǒng)處于厭氧狀態(tài)，通過厭氧反應實現(xiàn)有機物厭氧硝化、厭氧釋磷。3. 沉淀階段停止曝氣和攪拌，本階段反應器相當于二沉池，混合液通過重力沉降實現(xiàn)固液分離。由于在沉淀時反應器內是靜止的，故沉淀效率很高。4. 潷水階段其目的是從反應器中排除上清液，一直潷到循環(huán)開始的最低水位，該水位離污泥層還要有一定的保護高度，以防止出水水質變差。反應器底部沉降下來的污泥大部分作為下一個周期的回流污泥，過剩的污泥可在潷水階段排除，也可在閑置階段排除。5. 閑置階段沉淀之后到下個周期開始之前的期間稱為閑置階段。為維持活性污泥的活性，必須進行攪拌或曝氣，此時通常不進水，而是通過內源呼吸使微生物的代謝速度和吸附能力得到恢復，為下一個運行周期創(chuàng)造良好的初始條件。如考慮節(jié)能或厭氧狀態(tài)下釋磷，也可以不進行攪拌或曝氣。1.2 SBR工藝特點2,31. 工藝簡單，節(jié)省費用SBR法以一個反應池取代了傳統(tǒng)方法及其他變形方法中的調節(jié)池、初沉池、曝氣池和二沉池，整體結構緊湊簡單。SBR反應池具有調節(jié)池的作用，可最大限度地承受高峰流量、高峰BOD濃度和有毒化學物質對系統(tǒng)的影響。投資省，運行費用低，它要比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省基建投資額30%左右。2. 出水質量高SBR在固液分離時水體接近完全靜止的狀態(tài)，不會發(fā)生短流現(xiàn)象，同時，在沉淀階段整個SBR反應池容積都用于固液分離，較小的活性污泥顆粒都可以得到有效的固液分離，因此，SBR的出水質量高于其他的生物處理方法。3. 理想的推流過程使生化反應推力大效率高在理想的推流式曝氣池中，污水與回流污泥形成的混合液從池首端進入，呈推流狀沿曝氣池流動，從池末端流出，此間在曝氣池的各斷面上只有橫向混合，不存在縱向的“返混”。作為生化反應推動力的底物濃度，從進水的最高濃度逐漸降解到出水時的最低濃度，整個反應過程底物濃度沒有被稀釋，盡可能地保持了最大的推動力。4. 運行方式靈活，脫氮除磷效果好處理流程短，控制靈活，可根據進水水質和出水水質控制指標處理水量，改變運行周期及工藝處理方法，適應性很強。系統(tǒng)通過好氧/厭氧交替運行，能夠在降解有機物的同時達到較好的脫氮除磷效果。5. 防止污泥膨脹的最好工藝SBR反應過程基質濃度變化規(guī)律與推流式反應器是一致的，擴散系數低，易產生污泥膨脹的絲狀細菌在SBR反應池中得到有效的抑制。在較低負荷運行時，SBR中存在隨時間而發(fā)生的較大基質濃度梯度，這一濃度梯度抑制了絲狀菌的生長而有利于非絲狀菌的生長，從而防止污泥的膨脹。在高負荷運行時，非絲狀菌反而增長較快，所以高負荷時要有適當的空載曝氣時間。同時，SBR反應池污泥指數較低，剩余污泥得到好氧穩(wěn)定，有利于濃縮脫水。6. 耐沖擊負荷、處理能力強雖然SBR法對于時間來說是一個理想的推流過程，但是就反應器本身的混合狀態(tài)來說仍屬典型的完全混合式，因此具有耐沖擊負荷和反應推動力大的優(yōu)點。22 正文2.1 概述 2.1.1 設計任務（1）確定處理工藝；（2）建筑物的尺寸設計計算、高程布置、平面布置；（3）設備選擇經濟技術分析；（4）繪制圖紙（高程圖、平面布置圖、主體建筑物圖等）。2.1.2 設計依據城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中華人民共和國水污染防治法實施細則（1989.7.12）城市污水處理工程項目建設標準（2001年修訂版）2.1.3 設計原則4（1）依照國家環(huán)境保護的基本國策，執(zhí)行國家有關法律法規(guī)、政策、規(guī)范和標準。（2）依據城市的整體規(guī)劃，依據保護和改善環(huán)境、防止和減少污染、造福人民的原則，結合實際情況，對工業(yè)園區(qū)污水進行綜合處理，滿足現(xiàn)代化城市對環(huán)境的要求。（3）依據城市基礎設施統(tǒng)一規(guī)劃、分期實施的方針，在廢水處理系統(tǒng)和廠區(qū)的選擇方面，充分考慮近、遠期相結合，合理設計，并為遠景發(fā)展留有余地。（4）采用集中處理和分散處理相結合、以集中處理為主的原則，充分利用現(xiàn)有的污水設施，實行污水綜合治理，設置污水處理廠并配套相應污水管道。（5）處理構筑物盡可能布置緊湊以減少動力消耗，同時應根據河流的水位變化及環(huán)境容量，處理流程考慮多種運行方式。（6）處理工藝力求技術先進、成熟、可靠、經濟合理、高效節(jié)能、運行管理方便、簡單、成本低、占地少。（7）妥善處置污水處理過程中產生的柵渣、沉砂及污泥，避免二次污染。（8）采用可靠的控制系統(tǒng)，做到技術可靠、經濟合理、操作簡便，以實現(xiàn)污水處理廠的科學管理。2.1.4 設計水量及進出水水質（1）設計水量該廠最大設計流量Qmax=500001.3=65000m3/d=0.75m3/s。（2）進出水水質本工程采用城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中的一級標準中的B標準。進水水質及排放標準見表2-1。表2-1 進水水質及排放標準項目BOD5/(mg/L)CODcr/(mg/L)pHSS/(mg/L)氨氮(mg/L)進水水質200-400200-3008-10200-40050排放標準20606-920152.2 污水處理要求及廠址的選擇2.2.1 污水處理要求5本次污水處理廠設計水量50000t/d，因為是城鎮(zhèn)生活污水，污水通過SBR工藝處理后達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中的一級標準中的B標準后排放。2.2.2 污水處理廠廠址的選擇城鎮(zhèn)污水處理廠廠址選擇是城鎮(zhèn)污水處理廠設計的前提，它與城市的總體規(guī)劃、城市排水系統(tǒng)的走向、布置、處理后污水的出路都密切相關,應根據選址條件和要求綜合考慮，選出適用的、系統(tǒng)優(yōu)化、工程造價低、施工及管理方便的廠址6,7。總之, 污水處理廠位置的選擇，應符合城市總體規(guī)劃和排水工程總體規(guī)劃的要求, 并根據下列因素綜合確定8：（1）廠址必須位于集中給水水源下游，并應設在城市工業(yè)區(qū)、居住區(qū)的下游。為保證衛(wèi)生要求廠址應與城市工業(yè)區(qū)居住區(qū)保持約300m以上距離；（2）廠址宜設在城市夏季最小頻率風向的上風側，及主導風向的下風側；（3）結合污水管道系統(tǒng)布置及納污水域位置，污水處理廠選址宜設在城市低處，便于污水自流，沿途盡量不設或少設提升泵站；（4）有良好的交通、運輸和水電條件，有良好的工程地質條件，廠區(qū)地形不受水淹，有良好的防洪、排澇條件；（5）盡量少拆遷、少占農田，同時因廠區(qū)規(guī)劃有擴建的可能，應預留遠期發(fā)展用地仁。2.3 污水處理廠工藝方案的選擇2.3.1 方案選擇的原則污水處理廠的污水處理及污泥處理工藝方案選擇原則如下：（1）在常年運轉中保證出水所要求的處理程度，處理效果穩(wěn)定，技術成熟。（2）基建投資和運行費用低、占地少、電耗省。以盡可能少的投入取得盡可能大的效益。（3）運行管理方便，運轉靈活，并可根據不同的進水水質調整運行方式和參數，最大限度地發(fā)揮處理裝置和構筑物的處理能力。（4）便于實現(xiàn)處理過程的自動控制，提高管理水平。2.3.2 工藝方案選擇當前國內城鎮(zhèn)污水處理廠絕大多數采用活性污泥法，這種方法能有效去除城鎮(zhèn)污水中的各種污染物質，并且處理費用最低。在活性污泥法中，目前使用最多的是傳統(tǒng)活性污泥法，但是其處理流程較繁瑣，特別是污泥處理復雜，占地面積大，管理人員多，因此排除了傳統(tǒng)活性污泥法。通過參照國內外的研究成果和污水處理廠的運行實踐，在進行多方案比較的基礎上，最終選擇了SBR法。2.4 工藝流程城鎮(zhèn)生活污水經格柵過濾，過濾后的污水由提升泵定時定量提升到SBR反應池進行鼓風曝氣處理，經SBR反應池處理后的達標上清水外排，經消毒、自然蒸發(fā)來用于樹木草灌溉。SBR池中的剩余污泥與格柵過濾的柵渣經廂式壓縮機壓干，消毒后外運作樹木農肥。這樣既不影響污水處理效果，又可以大大節(jié)省投資，減少運行成本9。2.4.1 工藝流程圖 圖2-1 工藝流程圖2.4.1 主要構筑物設計1. 格柵10格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減輕后續(xù)處理構筑物的處理負荷，并使之正常進行。被截留的物質稱為柵渣。設計粗格柵的選擇主要是決定柵條斷面、柵條間隙、柵渣清除方式等。格柵斷面有圓形、矩形、正方形、半圓形等。圓形水力條件好，但剛度差，故一般多采用矩形斷面。格柵按照柵條形式分為直棒式格柵、弧形格柵、輻流式格柵、轉筒式格柵、活動格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵和細格柵（1.5-10mm）；按照格柵除渣方式分為人工除渣格柵和機械除渣格柵，目前，污水處理廠大多都采用機械格柵。格柵的設計，應符合下列要求：經初步核算每日柵渣量0.2 m3/d，所以采用機械格柵清渣。我國過柵流速一般采用0.6-1.0m/s，此次設計采用1.0m/s。國內機械格柵的安裝角度一般為60-70，本設計采用60。格柵前渠道內水流速度一般取0.4-1.0m/s，本設計取柵前流速1m/s。hHhahBLB1000H1/tan500HhLh圖2-2 格柵示意圖（1）粗格柵設計以最大流量為依據，設格柵設2座，則每座格柵設計流量為Q=0.75/2=0.38m3/s 設計參數：1、 柵條凈間隙b=40.0mm2、 柵前流速：1m/s3、 柵前部分長度：0.5m4、 格柵傾角=605、 柵渣量：W1=0.05m3 /103m3污水6、 柵前水深：h=1m 格柵設計計算： 柵條間隙數n 式中Q每臺格柵的最大設計流量，m3/s；格柵傾角，度；h柵前水深，m；v污水的過柵流速，m/s。 柵槽寬度B設計采用10圓鋼為柵條，即S=0.01m。由于B1hvQ式中 B1進水渠道寬度，m得 B10.38，取B1=0.4m 通過格柵的水頭損失h2式中 h0計算水頭損失，； g重力加速度； k格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數，一般取3； 阻力系數，其數值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關，對于圓形斷面，。 柵后槽總高度H式中 h1柵前渠超高，一般取0.3m。 柵槽總長度L式中 L1進水渠寬，m； L2柵槽與出水渠連接處漸窄部分長度，m；B1進水渠寬，m； 1進水漸寬部分的展開角，一般取20 。 柵渣量得計算式中 W每日柵渣量，m3/d；W1單位體積污水柵渣量，m3/(103m3污水)，當柵條間距為30-50mm時，W1=0.01-0.03，本 設計取0.03；Kz污水流量總變化系數。所以采用機械格柵清渣，選擇HF500型回轉式固液分離機，共2臺。其技術參數見表2-2。表2-2 HF500型回轉式固液分離機技術參數型號電機功率kw格柵寬度mm設備總寬mm柵條間隙mm安裝角度HF5001.55008504060（2）細格柵 設計參數：1、 柵條凈間隙為b=10.0mm2、 柵前流速0.7m/s3、 柵前部分長度：0.5m4、 格柵傾角=605、 單位柵渣量：W1=0.05m3 /103m3污水6、 柵前水深h=1m 格柵設計計算： 柵條間隙數n式中 Q最大設計流量，m3/s；格柵傾角，度；h柵前水深，m；v污水的過柵流速，m/s。 柵操有效寬度B 本設計采用10圓鋼為柵條，即S=0.01m。由于B1hvQ式中 B1進水渠道寬度，m得B10.38，取B1=0.4m 通過格柵的水頭損失h2 式中 h0計算水頭損失，；g重力加速度；K格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數，一般取3；阻力系數，其數值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關，對于圓形斷面，。 柵后槽總高度H式中 h1柵前渠道超高，一般取0.3m。 柵槽總長度L式中 L1進水渠寬，m； L2柵槽與出水渠連接處漸窄部分長度，m；B1進水渠寬，m； 1進水漸寬部分的展開角，一般去20。 柵渣量得計算式中 W每日柵渣量，m3/d；W1單位體積污水柵渣量，m3/(103m3污水)；Kz污水流量總變化系數。所以采用機械除渣，選擇HF700型回轉式固液分離機，共4臺。其技術參數見表2-3。表2-3 HF700型回轉式固液分離機技術參數型號電機功率kw格柵寬度mm設備總寬mm柵條間隙mm安裝角度HF7001.1700105010602. 進水泵房10 設計參數：(1) 進水管管底高程為4.4m，管徑為DN1600，充滿度為0.75。(2) 出水管提升后水面高程為12.9m。(3) 泵房選定位置不受附近河道洪水淹沒和沖刷，原地高程為7.7m。 進水泵房設計計算： 污水流量 選擇集水池與機械間合建式泵站，4臺水泵（1臺備用）每臺水泵的容量為380/3=127L/s 集水池容積 采用相當于一臺泵6min的容量 V=1276061000=46m3 有效水深采用H=6.4m，找集水池面積為F=106m2 選泵前揚程估算：經過格柵的水頭損失取0.5m。集水池有效水深2m，正常按1m計。 集水池正常工作水位與所需提升經常高水位之間的高差： 12.94.4+1.60.750.51）=8.8m 水泵總揚程：總水力損失為2.80m，考慮安全水頭0.5m H=2.8+8.8+0.5=12.1m 一臺水泵的流量為 根據總揚程和水量選用300QW900-7-37型潛污泵表2-4 300QW900-7-37型潛污泵參數型號流量m3/h轉速r/min揚程m功率kw效率%出水口直徑mm300QW900-7-3790098073754.13003. 曝氣沉沙池11沉砂池是城市污水處理廠必不可少的預處理設施，通常設置在細格柵之后。由于城市污水的成分復雜，其中不可避免地會有一些油類或脂類物質。若不經過預處理，可能會給后續(xù)生化裝置的運行帶來影響，如水中油脂的存在會加速橡膠膜片式曝氣器上的橡膠膜片老化，降低溶解氧的轉移效率；油脂附著在管道上會影響電磁流量計的測量精度等12。而曝氣沉砂池的沉沙中含有有機物的量低于5%，且由于池中設有曝氣設備，它具有預曝氣、脫臭、除泡作用以及加速污水中油類和浮渣的分離作用，對后續(xù)的反應池的正常運行及對沉沙的最終處置提供了有利條件。 設計參數：(1) 水平流速一般取0.08-0.12m/s；(2) 污水在池內的停留時間為4-6min，最大流量時為1-3min；(3) 池的有效水深為2-3m，寬深比為1-2，長寬比可達5，當池長比池寬大得多時，應考慮設置橫向擋板；(4) 每立方米污水供氣量為0.1-0.2m3；(5) 空氣擴散裝置設在池的一側，距池底約0.60.9m，送氣管應設置調節(jié)氣量的閘門；(6) 池子的形狀應盡可能不產生偏流或死角，在集砂槽附近可安裝縱向擋板；(7) 池子的進口和出目布置應防止發(fā)生短路，進水方向應與池中旋流方向一致，出水方向應與進水方向垂直，并最好設置擋板；(8) 池內應設消泡裝置。 曝氣沉砂池設計計算：設計中選擇兩組曝氣沉砂池，每組沉砂池最大設計流量為0.38m3/s。 沉砂池有效容積VV = 60Qt = 600.382 = 45.6m3式中 Q每組沉砂池最大設計流量，m3/s； t停留時間，本設計取2min。水流斷面積A 式中 v水平流速，本設計取0.08m/s。 沉砂池總寬度BB:h2 = 1.192式中 h2沉砂池有效水深，本設計取2m。 沉砂池長度L 每小時所需空氣量q ：q = 3600dQ= 36000.20.38 = 273.6m3/h式中 d每立方米污水所需空氣量，本設計取0.2m3。 貯砂斗所需容積V0 由于每組沉砂池有兩個貯砂斗，故每個貯砂斗所需容積為 式中 X污水的沉砂量，對城市污水一般采用30m3/106m3污水； T排砂時間間隔，本設計取2d。 貯砂斗上口寬度a式中 h3貯砂斗高度，本設計取0.5m； 斗壁與水平面的傾角，一般采用圓形沉沙池=55，矩形沉砂池=60，本設計采用矩 形沉砂池。 a1貯砂斗底寬，一般采用0.4-0.5m，本設計取0.5m。 沉砂斗容積V1故符合要求。 沉砂池高度h3 設采用重力排砂，池底坡度i=6%，坡向沉砂斗，則h3 = h3+0.06L2 = 0.5+0.063.7 =0.72m 池總高度H 設超高h1=0.3m，則H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.72=1.52m 進水渠道格柵的出水通過DN1600mm的管道送入沉砂池的進水渠道，然后向兩側配水進入沉砂池，進水渠道的水流速度式中 B1進水渠道寬度，本設計取1.8m； H1進水渠道水深，本設計取0.5m。 出水裝置出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內水位恒定，堰上水頭式中 m流量系數，一般采用0.4-0.5，本設計取0.4； b2堰寬，等于沉砂池的寬度，m。出水堰后自由跌落0.15，出水流入出水槽，出水槽寬寬度B2 =0.8m，出水槽水深h=0.35m，水流流速v2=0.89m/s。采用出水管道在出水槽中部與出水槽連接，出水管道采用鋼管，管徑DN2=800mm，管內流速v3=0.99m/s，水力坡度i=1.46%。 排砂裝置采用PXS2500型行車泵式吸砂機，共2臺。其規(guī)格和性能參見表2-5。 表2-5 PXS2500型行車泵式吸砂機規(guī)格和性能型號池寬B/mm功率/kw行車速度/(m/min)PXS250025005.151.34. 反應池13間歇曝氣反應池集曝氣、沉淀于一身，省去了連續(xù)反應式活性污泥法處理系統(tǒng)中的初沉池、二沉池和回流污泥泵房。間歇曝氣反應池中經過延時曝氣的活性污泥已好氧穩(wěn)定，不需要再進行硝化處理，因此工藝流程比較簡單。間歇曝氣反應池的狀態(tài)可以任意調節(jié)，因而有利于去除可降解的有機物。此外，該反應池對于小型污水廠最適用。 設計參數：(1) 處理要求見表2-6。表2-6 處理要求項目進水水質排放標準BOD5 (mg/L)40020CODcr(mg/L)30060pH97SS/(mg/L)30020氨氮(mg/L)5015(2)設SBR運行每一周期時間為6h，進水時間1.5h，反應時間2.0h，沉淀時間1.0h，排水時間1.5h。 反應池設計計算： 間歇曝氣反應池總容積Vi. 有機污泥負荷法計算混合液體積Vh式中 Q反應池設計流量，m3/d； Lj進水BOD5濃度，mg/L； Fw混合液懸浮固體濃度，設計取3500mg/L； Nw有機物污泥負荷，設計取0.07kgBOD5/(kgMLVSS d)。擬采用10座間歇曝氣反應池，每池混合液所占體積Vh1取池長L=70m，寬B=35m，則每池混合液占池深Hhii. 每池每周期進水所占容積Vs1進水所占水深Hsiii. 每池的總容積V1V1=Vh1+Vs1=10600+1218.75=11818.75m3iv. 總體積VV=10V1=1011818.75=118187.5m3v. 反應池深度H最高水深4.3+0.5=4.8m采用超高0.5m，則H=Hh+Hs+0.5=4.3+0.5+0.5=5.3mvi. 水力停留時間t 間歇曝氣反應池需氧量i. 設計需氧量（AOR）計算式中 a碳的氧當量，一般取值1.47； b常數，為4.57kgO2/kgN，其含義為氧化每公斤氨氮所需氧量； c常數，為1.42，其含義為細菌細胞的氧當量； Lj進水BOD5濃度，mg/L； Lch出水BOD5濃度，mg/L； Nj進水氮濃度，mg/L； Nch出水氮濃度，mg/L； c污泥齡，取20d。ii. 標準需氧量（SOR）計算擬采用橡膠膜式微孔曝氣裝置曝氣，氧利用率20%，氣壓為一個大氣壓，反應池最大水深5.3m，微孔曝氣裝置安裝深度5m。SOR=KOAOR=1.4446706=67257kgO2/d式中 KO需氧量修正系數。按下式計算：式中 T反應池夏季平均水溫，25； 混合液中KLa值與清水中KLa值之比，鼓風曝氣=0.85； 混合液飽和溶解氧值與清水飽和溶解氧值之比，鼓風曝氣=0.90； Cs標準條件下清水中飽和溶解氧，Cs=9.2mg/L； Csw清水在T和實際計算壓力時的飽和溶解氧，mg/L； Co混合液剩余溶解氧值，一般Co=2mg/L。Pb=1.013+9.80.5=1.513（105Pa）式中 Cst清水在T時的飽和溶解氧，mg/L； Pb曝氣裝置處絕對壓力，105Pa； Ot曝氣池逸出氣體中含氧，%。式中 EA曝氣設備氧利用率。iii. 供氣量計算式中 Gs標準狀態(tài)下的空氣體積，m3/d； 0.27標準狀態(tài)下空氣中的含氧量，kg/m3。每池供氣量Gs1=Gs/10=1.245105m3/d。間歇曝氣反應池6h一周期，其中2h曝氣，每池每天曝氣8h，每池每小時曝氣量為Gs1=Gs1/8=1.245105/8=15563m3/hiv. 曝氣裝置計算擬采用直徑215mm橡膠膜式微孔曝氣器，共10個。查樣本每只曝氣頭供氣量按大于2.2m3/h計，每個反應池需安裝曝氣頭數量為N1=Gs1/每只曝氣頭供氣量=15563/2.2=7074只系統(tǒng)需安裝曝氣頭總數量為N=10N1=107074=70740只 排水系統(tǒng)設計計算每池潷水器排水能力：擬選擇旋轉式潷水裝置，潷水器的堰口負荷q擬采用25L/(s m)，計算堰口長度L為確定每池采用堰口長度為27m的旋轉式潷水器1臺，全廠共10臺。潷水器從最高水位4.8m時開始潷水，到最低水位4.3m時結束，潷水高度0.5m。 剩余污泥量W式中 Y污泥產率系數。按下式計算：式中 K修正系數，取1； Sj進水懸浮固體濃度，mg/L； T設計水溫，冬季計算水溫取10。系統(tǒng)每天產剩余污泥總量18772kg干固體（含水率99.3%），總體積6257m3/d。 5. 鼓風機房鼓風機房是生化處理系統(tǒng)的心臟，其正常運轉對污水的處理效果起重要作用，根據SBR反應池的工藝要求，鼓風機房總供氣量為Gs=1245000m3/d=865m3/min。鼓風機房內設置5臺L94WD型羅茨鼓風機，其中1臺備用，配套電機型號JS1512-12。其技術參數見表2-7。表2-7 L94WD型羅茨鼓風機技術參數風機型號轉速(r/min)升壓進口流量m3/min軸功率kW配套電機風機重量kgkPammH2O型號功率kWL94WD49058.86000217319SJ1512-12330120006. 加氯間13污水經二級處理后，其細菌含量的絕對值仍然很可觀，并有存在病原菌的可能，特別是在夏季。因此設一加氯間對處理后的水在夏季進一步做消毒處理然后排入水體。加氯間中設有手動真空加氯機，并設有雙探頭漏氯報警器。為防止意外事故發(fā)生，還另設套漏氯吸收裝置。 設計參數：（1） 水力停留時間T=0.5h；（2） 設計投氯量一般為3.0-5.0mg/L，本工藝取最大投氯量。 消毒池設計計算： 消毒池容積VV=QT=65000/240.5=1354m3設池長L=23.5m，有3格，每格池寬b=6.5m，長寬比L/b=3.6，有效水深H1=3m，接觸消毒池總寬B=nb=36.5=19.5m，則實際消毒池容積為V1=BLH1=19.523.53=1375m3 每日加氯量W擬選用FX4045C3自動控制真空加氯機2臺（1用1備），每臺加氯量75kg/h。設置1套1000kg級的漏氯吸收裝置。氯庫貯氯按15d加氯量考慮，加氯間內設30個氯瓶（包括10個工作氯瓶），設有2組可供10個氯瓶工作的匯流排，2組匯流排工作狀態(tài)可自動切換，加氯機內設1000kg級計量地坪2臺，為更換氯瓶的需要，氯庫內設2r起重懸掛吊車1臺。加氯點設在污水處理廠的消毒池的進水口處，為保證加氯用水射器的背壓，設置離心加壓泵2臺，Q=50m3/h，H=41m。在加氯間內設置7臺防爆軸流風機，換風能力保證室內每小時換氣次數大于12次。7. 污泥濃縮池由每天剩余污泥總量知，污泥總體積Q=6257m3/d 設計參數：（1） 污泥含水率P=99.3%，濃縮后含水率P1=97%； （2）污泥濃縮時間T=16h，貯泥時間t=4h。 濃縮池面積A 則濃縮池總面積為式中 Q污泥量，m3/d； C1污泥固體濃度，取3g/L； M濃縮池污泥固體量，取30kg/m2 d。半徑R為 ，即直徑D=28.2m 濃縮池高度 有效水深式中 h2濃縮池超高，取0.3m； H3緩沖層高度，取0.3m。 池底坡度造成的深度式中 i坡度，取0.02； r1上口半徑，取6m。 泥斗容積 泥斗深度為h5=（r1-r2）tan=（6-3）tan60=5.2m 式中 r2下口半徑，取4m； 泥斗傾斜角度，取60。泥斗容積為泥斗以上錐體部分的體積 總深度 污泥體積設污泥清理時間隔為4h，則每次清理污泥量為檢驗：，符合要求 進泥管徑設進泥速度為1.2m/s 排泥管徑設排泥速度為1.0m/s 出水管徑設排水速度為1.8m/s 8. 脫水機房污泥脫水的作用是利用污泥脫水機械，對來自濃縮池的活性污泥進行脫水，使其含水率由97%降至75%以下，從而大大減小污泥體積，且便于運輸。 壓濾前體積V1=243.3m3 壓濾后體積 泥餅產量 Q濕泥餅=Bvs=20.90.016601.0395%=6.34t/h式中 Q濕泥餅濕泥餅產出量，t/h； B濾帶寬度，設計取2m； 濾帶寬度利用系數，一般取0.85-0.9，設計取0.9； 濕泥餅厚度m，一般取6-10mm（0.006-0.01m），設計取0.01m； v壓濾帶實際工作速度m/min，一般取3-6m/min，設計取6m/min； s單位時間60min/h； 濕泥餅比重t/m3，一般取1.03 t/m3； 固相回收率，一般取95%。 Q進料量=（濕泥餅含固率進料含固率）Q濕泥餅（t/h） =（97%60%）6.34=10.25t/h 所需帶式濃縮脫水設備的數量，取3臺式中 W污泥總量，t/h； Q進料量單臺帶式壓濾機的處理能力，t/h。擬采用3DP型帶式濃縮脫水設備4臺(3用1備)，其設備參數見表2-8。表2-8 3DP型帶式濃縮脫水設備參數項目參數帶寬/m2.0濃縮段總面積/m27.43壓濾段面積/m29.29總長/m6.88總寬/m3.05壓力控制系統(tǒng)功率/kW2.2壓濾段主電機功率/kW3.75濃縮段電機功率/kW2.2耗水量(8.4kg/cm2)/(m3/h)16.35重量/kg104322.5 污水處理廠平面布置及高程布置2.5.1 污水處理廠平面布置14廢水處理廠的平面設置就是廠區(qū)內各種處理構筑物及其附屬建筑和設施相對位置的平面布局。它包括處理構筑物、輔助性建筑物、各種管道以及道路綠化等各項平面設計，關系到占地面積大小，運行管理是否安全可靠、方便，以及廠區(qū)環(huán)境衛(wèi)生狀況等多項問題。（1）平面布置原則為了使平面布置更經濟合理，應遵循下列原則。 平面布置應緊湊合理，減少占地。流程順暢，各構筑物布置緊湊，污水、污泥處理設置設施的位置應力求適用、合理。各構筑物之間連接管（渠）應簡捷，盡量避免迂回曲折和立體交叉，并考慮施工、檢修方便。 合理規(guī)劃，分期建設。若有遠期規(guī)劃，應按遠期規(guī)劃布局，作出分期建設的按排。應考慮處理廠擴建的可能，留有適當的擴建余地，對分期建造的工程，應考慮分期施工方便。 城市污水處理廠的處理設施、生活設施與生產管理建筑物宜集中分區(qū)布置。廢水與污泥處理的流向應充分利用原有地形。生活設施與生產管理建筑物與處理構筑物保持一定的防護距離。建筑物布置應注意朝向和風向。如加氯間和氯庫應盡量設置在主導風向的下風向，泵房及其他建筑物盡量布置成南北向。特別是污泥消化池、沼氣儲氣柜等易燃易爆的構筑物的安全距離，應按建筑防火的有關規(guī)定確定。 充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費用。 各單元處理構筑物的座（池）數，根據處理廠規(guī)模、處理廠的平面尺寸、各處理設施的相對位置與關系、池型等因素來確定，同時考慮到運行、管理機動靈活，在維護檢修時不影響正常運行。每個單元處理構筑物不得少于兩座（池），而且，聯(lián)系各處理構筑物的管渠布置應使各處理系統(tǒng)自成體系，不致影響其他單元構筑物的正常運行，以及發(fā)生事故或停運檢修時，能使廢水跨越后續(xù)處理構筑物而進入其他池子或直接排入水體。 在設計處理廠平面與附屬建筑的位置關系，應根據安全、運行管理方便與節(jié)能的原則來確定。 廢水處理廠區(qū)內應設置連通各構筑物和建筑物的道路，廠內應有一定的綠化面積，其比例應小于全廠總面積的30%。（2）主要構筑物表2-9 主要構筑物序號名稱單組尺寸（m）BLH組數（組）1粗格柵0.852.41.422提升泵房18151313細格柵1.0531.644曝氣沉淀池29.67.525間歇曝氣反應池35405.3106鼓風機房1010717消毒池19.523.5318輻流式濃縮池28.26.719脫水機房1015712.5.2 污水處理廠高程布置11,15廢水處理廠的平面布置確定了各處理構筑物的平面位置，而其相對應的縱向高度位置則需由高程布置來確定。為了使廢水與污泥盡可能按重力在處理流程中暢通流動，應避免構筑物水面標高產生矛盾，合理地確定各處理構筑物和其他構筑物的標高。同時正確選定各連接管渠的尺寸，以求水頭損失最小，使廢水處理廠高程布置更加合理。（1） 高程布置原則污水處理廠高程布置的任務是：確定各處理構筑物和泵房等的標高，選定各連接管渠的尺寸并決定其標高。計算決定各部分的水面標高，以使污水能按處理流程在處理構筑物之間通暢地流動，保證污水處理廠的正常運行。污水處理廠的水流常依靠重力流動，前面構筑物中的水位應高于后面構筑物中的水位，兩構筑物之間的水面高差即為流程中的水頭損失（包括構筑物本身、連接管道、計量設備等的水頭損失）。在污水處理廠，若進水溝道和出水溝道之間的水位差大于整個處理廠需要的總水頭，處理廠內就不需設置廢水提升泵站。反之，就必須設置泵站。水頭損失應通過計算確定，并留有余地。污水處理構筑物的水頭損失與構筑物形式和構造有關，可以參考下表。表2-10 污水處理構筑物需要的水頭損失構筑物水頭損失/m細格柵0.20.3粗格柵0.10.2集水池0.40.6曝氣沉淀池0.20.5間歇曝氣反應池0.3-0.5污泥濃縮池1.02.5高程布置應綜合考慮提升泵的揚程或進水管渠標高、廠區(qū)地區(qū)標高、地形、處理構筑物、排水水體的特征水位等因素來確定。應遵循以下原則： 認真計算管道沿程阻力損失、局部阻力損失，各處構筑物計量設備及聯(lián)絡灌區(qū)、水頭損失，考慮最大時流量、雨天流量和事故時流量的增加，并留有一定的余地。還應考慮當某構筑物停止運行時與其并聯(lián)運行的其他構筑物與有關的連接管渠能通過全部流量。 考慮遠期發(fā)展，為水量增加預留水頭。 避免處理構筑物之間跌水等浪費水頭的現(xiàn)象，充分利用地形高差，實現(xiàn)自流。 認真