SBR工藝處理設計使用說明

1、、八 、，刖言隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境問題越來越受到人們的普遍關(guān)注，為保護環(huán)境，解決城市排水對水體的污染以保護自然環(huán)境、自然 生態(tài)系統(tǒng)，保證人民的健康，這就需要建立有效的污水處理設施以解 決這一問題，這不僅對現(xiàn)存的污染狀況予以有效的治理， 而且對將來 工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及人民群眾健康水平的提高都有極為重要的意義， 因此，城市排水問題的合理解決必將帶來重大的社會效益。第一章緒論1.1、本次課程設計應達到的目的：本課程設計是水污染控制工程教學的重要實踐環(huán)節(jié)，要求綜合運用所學的有 關(guān)知識，在設計中熟悉并掌握污水處理工藝設計的主要環(huán)節(jié)， 掌握水處理工藝選 擇和工藝計算的方法，掌握平面布置圖、高程圖及

2、主要構(gòu)筑物的繪制，掌握設計 說明書的寫作規(guī)范。通過課程設計使學生具備初步的獨立設計能力， 提高綜合運 用所學的理論知識獨立分析和解決問題的能力，訓練設計與制圖的基本技能。1.2、本課程設計課題任務的內(nèi)容和要求：某城鎮(zhèn)污水處理廠設計日平均水量為 20000 m3/d，進水水質(zhì)如下:CODBOD 5(mgSS(mg/TN(mg/NH 3-N(mgTP(mg/PH（mg/L）/L)L)L)/L)L)3801502004025369、污水處理要達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準中的一級B標準。、生化部分采用SBR工藝。、來水管底標高446.0m.受納水體位于廠區(qū)南側(cè)150m。50年一遇最高 水位 448

3、.0m。、廠區(qū)地勢平坦，地坪標高450.0m。廠址周圍工程地質(zhì)良好，適合修建 城市污水處理廠。、所在地區(qū)平均氣壓730.2mmHg 柱，年平均氣溫13.1 C，常年主導風 向為東南風。具體設計要求：、計算和確定設計流量，污水處理的要求和程度。(2)、污水處理工藝流程選擇(簡述其特點及目前國內(nèi)外使用該工藝的情況即 可)、對各處理構(gòu)筑物進行工藝計算，確定其形式、數(shù)目與尺寸，主要設備的 選取。、水力計算，平面布置設計，高程布置設計第二章SBR工藝流程方案的選擇2.1、SBR工藝主要特點及國內(nèi)外使用情況：SBR是序列間歇式活性污泥法的簡稱，與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空

4、間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應替代穩(wěn)態(tài)生化反應，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序 和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、 二沉池等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。經(jīng)過這個廢水處理工藝的廢水可達到設 計要求，可以直接排放。處理后的污泥經(jīng)機械脫水后用作肥料。此工藝在國內(nèi)外被引起廣泛重視和研究日趨增多的一種污水生物處理新技 術(shù)，目前，已有一些生產(chǎn)性裝置在運行之中。它主要應用在城市污水、工業(yè)廢水 處理方面。2.2、工藝流程圖:鼓風機房可加污水提升泵站沉砂池初沉池,s B R 池接觸池圖2.1 SBR法處理工藝流程圖第三章SBR工藝設計計算3.

5、1、原始設計參數(shù):原水水量:33Q 20000m Id 833.3m /h取流量總變化系數(shù)為:Kz2.71.48 ( Q=231.5L/s )設計流量:33QmaxKz Q 1.48 833.3 1233.3m3/h 0.343m3/s3.2、粗格柵設計:本設計選擇單獨設置的格柵，傾角=60、格柵槽總寬度B=1.19m，取 1.5m3.2.3、柵后明渠的總高度3.2.4、格柵槽總長度H=0.726mL=4.67m3.2.5、每日柵渣量W= 0.6m3 d3.2.6、機械除渣，用NC 1200型機械除砂器一臺3.3、提升泵站設計：本工藝選用LXB-900螺旋泵3.4、細格柵設計：本設計選擇格柵和

6、沉砂池合建。設計中選擇兩組格柵，N=23.4.1、格柵槽總寬度：B=1.28m，設計中取1.5m3.4.2、通過格柵的水頭損失：h 1=0.46m3.4.3、柵后明渠的總高度：H=1.16m3.4.4、格柵槽總長度：L=2.82m3.4.5、每日柵渣量：W= 1m d3.4.6、機械除渣，用NC 800型機械除砂器一臺3.5、曝氣沉砂池設計：3.5.1、池子總有效體積：設計中取停留時間t=2min則V Qmax t 600.343 2 6041.16m33.5.2、水流斷面面積：設計中取水平流速w=0.08 m s，則水流斷面面積：A Qmax3434.29m2V10.08、池總寬度:設計中取

7、h2 2m （設計有效水深），A 4.29則B2.14m, B : h21.07在 1 1.5之I可、池長:41吏 9.6m4.29L:B=4.48 80 m3，符合、 沉淀池總高度：H g h2 h3 h4式中：h1沉淀池超高，一般取 0.3m ；h3 沉淀池緩沖層高度，一般采用0.3m ；貝U, H 0.3 4 0.3 0.65 1.73 6.98m、進水裝置：本工藝輻流式沉淀池采用池中心進水，通過配水花墻和穩(wěn)流罩向池四周流動。進水管道采用鋼管，管徑 DN=800mm ，管內(nèi)流速0.68m/s 。、出水裝置：出水采用池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證池內(nèi)水位標高恒/Q123定，堰上水頭

8、H 2gmd）式中： H-堰上水頭（m ）;Q1-沉淀池內(nèi)設計流量（m3/s）;m-流量系數(shù)，一般采用0.40.5b2-堰寬（m），等于沉淀池寬度。則，H230.3430.4 2.142 9.80.2m出水堰自由跌落 0.2m后進入出水渠，出水渠寬 B2 2m，水流流速V20.89m/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DN=800mm ，管內(nèi)流速V2=0.68m/s 。排水干管管徑：Qmax =0.343m3/s,取管徑DN=800mm ,流速VS=0.68m/s。、排泥管：沉淀池采用重力排泥，排泥管管徑 DN300mm，排泥管伸入污泥斗底部，排泥靜壓頭采用1.2

9、m，將污泥排到池外集泥井內(nèi)。、出水擋渣板：浮渣用浮渣刮泥板收集，定期清渣，刮泥板裝在刮泥機桁架的一側(cè)，高出水 面0.2m，在出水堰前設置浮渣擋板攔截浮渣，排渣管管徑取為DN300mm。3.7、SBR反應池設計：、SBR 池計算：設單個SBR反應池運行周期為8小時。進水（厭氧）1小時，反應（曝氣）4小時，沉淀（缺氧）2小時，排水排泥1小時。低污泥負荷下有利于硝化菌、反硝化菌等自養(yǎng)菌的生長。設計取Ns=0.1KgBOD5/ （ Kg MLSS d ）。設置4個反應池，反應池前設一個調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池與曝氣沉砂池相連。當前 一個反應池運行2小時后，下一個反應池開始運行。也就是說每周期從調(diào)節(jié)池注 入一個S

10、BR反應池的水量相當于2小時內(nèi)從沉砂池流進調(diào)節(jié)池的平均水量。1 ）調(diào)節(jié)池的容積：以3小時內(nèi)流進調(diào)節(jié)池的平均水量計算調(diào)節(jié)池的體積， 這樣既可對因上游來 水不均勻造成的水位波動起到緩沖作用（Kz=1.48 ），又可以保證在有一個 SBR反應池出現(xiàn)故障時，其它3個反應池仍能交替連續(xù)運行20000 3242500m3調(diào)節(jié)池尺寸LXBXH=25 X20 X5 ,正常運行時最高水深為 3.33m，最低水深1.6m，池底出水。出水管（鋼混）流量20000 2241667m3 / h0.463m3 / s設計取排水管管徑 DN800mm ，設計流量 q=1667m 3/h ，1667 4v 36000.920

11、.73m/s出水結(jié)束由調(diào)節(jié)池及SBR中液位控制。2）活性污泥量（以MLSS計）采用污泥負荷法計算：MLSS Q(Si So)Ns則總活性污泥量：20000 (150 20) 10 3十、MLSS26000Kg(干)0.13）剩余污泥量:剩余污泥包括兩部分：a、微生物降解BOD后代謝增殖的污泥量。b、吸 附在菌膠團上的不可降解的非揮發(fā)性固體（進水水中的SS）。（1）增殖活性污泥以SS計XvssYQ(Si So) KdXVVX ssX vss式中：f-VSS與SS之比值，取0.6 ；Y-產(chǎn)率系數(shù)，kgVSS/kgBOD 5，取 0.6 ；Kd-內(nèi)源代謝系數(shù)，取0.06 ；所以，Xv 26000 0

12、.6 kgVSS/ m3XVss 0.6 20000 (15020)310 0.062600為 0.6 v 624 kg /dXSS 空 1040kg/d0.6（2）假設進水中的SS被活性污泥吸附后，能達到排放標準。3Xss 20000 (80 20) 101200kg / d1以體積計：Vss= 373m 3/d，含水率P=99.4% ;（因一 1 P，所以污泥SVI/d ，含水率 P=99.2%。體積指數(shù) SVI=167ml/g ) Vss=280 m3(SVI=125ml/g)4）計算反應器中的總污泥量（MLSS-SS ）污泥當中的SS （來自進水）與活性組分（以MLSS計）的質(zhì)量比例關(guān)

13、系為12001.1541040則每個SBR池中總污泥量為（空 1） 26000104014000kg(干)設含水率92.2%,則以體積計Vs=1750 m5）SBR反應池容積V Vs Vf Vb其中：Vs-單池污泥體積，m3 ；Vf-進水體積，m3 ;Vf200002421667m3Vb-保護容積，m3。取超高0.5m，每個SBR反應池的尺寸LH 34 m20m6.0m0.48m，符合 0.3 0.5。323則保護容積Vb=323 m3，安全高度莎云1667進水水深，2.45m34 20沉淀后污泥層高度， 衛(wèi)亜 2.57m34 206校驗：污泥濃度 MLSS(26000 14000 4) !0

14、(1738 3743)mg/L4 34 20 5.5 10排出比 16670.444，在1/41/2之間。34 20 5.56）排水及排泥系統(tǒng):選用電動旋轉(zhuǎn)式潷水器，型號 XBS-D-1800。潷水深度2.45m，排水結(jié)束由液位控制排水管（鋼混）與潷水器相連，每池設一個排水管。設計取排水管管徑 DN800mm ,設計流量 q=1667m 3/h ,v 1667 4 20.73m/s （實際運行時，排水結(jié)束由SBR池中液位控制）36000.9在池底設置簡易半圓形集泥槽（300mm），剩余污泥在重力作用下排入集泥井。排泥管管徑DN=300mm，管上安裝流量閥，控制排泥量。7）SBR反應運行時間與水

15、位控制:圖2.2 SBR反應池示意圖進水開始與結(jié)束由水位控制，進水結(jié)束即開始曝氣階段，曝氣結(jié)束由時間控 制，沉淀開始到結(jié)束由時間控制，沉淀結(jié)束即開始排水排泥，排水結(jié)束由水位控 制。8）關(guān)于脫氮除磷效果的說明:有資料顯示SBR處理城市污水的處理效果為:項目CODBOD5TNNH3-NTP去除率8288%8593%3339%5387%8599%在上述工況下，除TN外其余指標均能達標。在運行調(diào)試階段，強化硝化反 硝化過程，提高TN的去除率、需氧量及曝氣系統(tǒng)設計計算:1 ）需氧量:aQSr b XV a QSr b (QSr N )O20.500.50kg/kg ， b320000 130 100.1

16、90(1/d)。0.190 20000 130 10 30.42535kgO2/d 105.6kgO2/h2）供氣量計算:設計采用SX-1型空氣曝氣器，敷設在SBR反應池池底，距池底距離500mm，且水深為5.5m，因此淹沒深度H=5.5-0.5=5m 。氧轉(zhuǎn)移效率Ea 8.00%，2服務面積為1 2m /m，軟管間距取500mm。查表知，20 C時溶解氧飽和度為Cs（20） 9.17mg/L。已知數(shù)據(jù)中，當?shù)仄骄鶜鈮簽?30.2mmHg 柱，換算為標準單位是0.973 105Pa，所以曝氣器出口處的絕對壓力為：Pb 0.973 105 9.8 103 H 0.973 105 9.8 103

17、5 1.463 105 Pa空氣離開曝氣池時，氧的百分比為Ot21(1 Ea)21(10.08)7921(1 Ea)79 21(10.08)曝氣池中溶解氧平均飽和度為：（水溫20 C）CsbC s(20)(Pb2.0661059.17 (51.463 102.066 10519.65)42 )10.78mg / L20 C是脫氧清水充氧量為:OsO2Csb(20)2535 10.78Csb(2o)C 1.024(t 20) F0.7 (0.95 0.96 10.78 2.0) 1.024(20 20) 1=4985.0kg/d=207.7kg/h式中污水中雜志影響修正系數(shù)，取0.7 ;污水含鹽

18、量影響修正系數(shù)，取0.95 ;C混合液溶解氧濃度，取2.0 ;氣壓修正系數(shù),P0.973 105Pa50.96P標1.013 105 PaSBR反應池的供氣量為GsOs0.28EA0208 9272.3m3/h、空氣管計算:空氣管平面布置圖如下圖，鼓風機房出來的空氣供給供氣干管，在相鄰兩SBR池的隔墻上設兩根供氣支管，為四個SBR反應池供氣。每個供氣支管設17 條配氣豎管，為SBR池供氣，四池共四條供氣支管，68條配氣豎管。每條配氣 豎管安裝SX-1型曝氣器20個，每池共340個曝氣器，全池共1360個曝氣器。 每個曝氣器的服務面積為680m2 /340個 2m2/個。（曝氣器布置示意圖如 下

19、圖）供氣支管供氣干管圖2.3四個SBR池空氣管平面布置圖（標注尺寸單位：mm ）4 21.25 安全系數(shù)故選用SX-1型盆型曝氣器，敷設SBR反應池池底，氧轉(zhuǎn)移效率8.00%，32供氣量2025m / h，服務面積為1 2m / m。、鼓風設備：鼓風機房要給曝氣沉砂池和 SBR池供氣，選用TS系列羅茨鼓風機選用TSD-150型鼓風機9臺，工作8臺，備用1臺。設備參數(shù)：33風量20.4 m / min （總風量為20.4 x60x8=9792 m /min，符合本工藝所需 9272.3+274=9546.3 m /min ）；升壓44.1KPa （曝氣器出口處的壓力為44.1KPa，符合）；配套

20、電機型號丫200L-4 ;功率30KW ;轉(zhuǎn)速 1220r/mi n ；機組最大重量730kg ;2設計鼓風機房占地 LXB=20 X10=200 m 。3.8、接觸式消毒池設計：、本工藝采用液氯消毒，每日加氯量為：q=q o XQ X86400/1000=5 X0.343 X86400/1000=148.176 kg/d液氯由真空轉(zhuǎn)子加氯機加入，加氯機選用三臺，采用二用一備。每小時加氯量為148.176/48=6.174kg/h, 設計中采用 ZJ-2型轉(zhuǎn)子加氯機。本設計采用1個4廊道平流式消毒接觸池。、 消毒接觸池容積：V=Q ?t=0.343 X30 X60=617.4 m 3、 消毒接

21、觸池表面積：F= V/h 2=617.4/2.5=247.96 m2、 消毒接觸池廊道長：L = F/B=247.96/4=61.99 m、 消毒接觸池總長：L= L /4=61.99/4=15.5m ，取 16m、池高：H=h 1+h2=0.3+2.5=2.8m、進水部分消毒接觸池的進水管管徑 D=1300mm,v=1.24m/s,i=1.161%。混合采用管道混合的方式，加氯管線直接接入消毒接觸池進水管，為增強混合效果，加氯點后接D=1300mm的靜態(tài)混合器。Q230.34323、出水堰上水頭：H () 3 () 3 0.13mn m p 2g 1 0.42 4 屮 2 9.83.9、污泥

22、處理設備：、產(chǎn)泥量：每日處理剩余污泥量為 400m 3/d，其中含水率P=99.4%、集泥井:3設集泥井有效井深1m，設計尺寸LXB=5 X4=20 m，集泥井為地下式，池頂 加蓋。、提升泵選型：選用型號LXB-400泵2臺，工作1臺，備用1臺。LXB-400 參數(shù)：3螺旋外徑：400mm ;轉(zhuǎn)速：84r/min ;流量：75 m /h ;最大提升高度：2.5m ；2功率:1.1kW ;污泥泵房：6 X5=30 m。、污泥濃縮池設計：(池型：輻流式濃縮池)2(1) 沉淀部分有效面積：F 119.07m，設計中取120m 2(2) 濃縮池直徑D :設計中取12.4m3(3) 濃縮池的容積V: V

23、 331.2m，設計中采用332 m3 T:濃縮池濃縮時間，一般采用10-16h，設計采用15h。(4) 濃縮后剩余污泥量：3 單池產(chǎn)生的濃縮污泥量為：Q179.49m /dP。:濃縮后污泥含水率，97%(5) 濃縮池有效水深：h2 2.8m(6) 池底咼度：輻流沉淀池采用中心驅(qū)動刮泥機，池底需做成 4%的坡度，刮泥機連續(xù)轉(zhuǎn)動 將污泥推入污泥斗。池底高度：設計中取0.25m(7) 污泥斗容積：:泥斗傾角，為保證排泥順暢，圓形污泥斗傾角采用55 ;a:污泥斗上口半徑，取 1.25m ；b :污泥斗底部半徑，取0.25m ;污泥斗容積：Vi2.9m污泥斗中污泥停留時間：T 0.88h（8） 濃縮池

24、總高度：h5.8mhi :超高，一般采用0.3mh3 :緩沖層高度，一般采用0.3-0.5m,設計采用0.3m（9） 濃縮后處理的污水量：q 319.68m3/d，濃縮后污泥含水97%（10 ）溢流堰：濃縮池溢流出水經(jīng)過溢流堰進入儲水槽，然后匯入出水管排出。出水槽流量q=0.0037m3/s, 設出水槽寬0.2m,水深0.1m,則水流速為0.185 m/s 。溢流堰周長 C（D 2b）（12.4 2 0.2） 37.7m（11 ）溢流管：3溢流水量0.0037 m /s，設溢流管徑DN100mm，管內(nèi)流速0.47m/s.（12）刮泥裝置：濃縮池采用中心驅(qū)動刮泥機，刮泥機底部設有刮泥板，將污泥推

25、入泥斗。（13 ）排泥管：剩余污泥量0.00092 m3/s,泥量很小，采用污泥管道最小管徑 DN150mm 間歇將污泥排入壓濾機。、污泥脫水機房：（1）污泥產(chǎn)量： 污泥濃縮后產(chǎn)量，產(chǎn)生含水量為 97%的干污泥加上初沉池80 m3/d3380+80=160 m /d=6.67 m /h(2) 污泥脫水機：根據(jù)所需污泥處理量，選用DY-2000型帶式壓濾機2臺，工作1臺，備用1臺。 選用流量較大的壓濾機，不設貯泥柜，減少占地面積。DY-2000 參數(shù)：處理能力8-12 m /h ;帶寬2000mm;沖洗水壓0.4Mpa ;沖洗耗水8 ;氣壓0.3-0.5Mpa ;電機功率2.2kW ;泥餅含水率

26、65-75% ;質(zhì)量5600kg 。(3) 污泥餅體積：設泥餅含水率為75%3V = V。(C/C) = 160(1-97%”(1-75%)=19.2m2污泥脫水機房高度5m，L XB=10 X10 m 。第四章污水處理廠高程布置4.1、污水處理構(gòu)筑物高程布置：主要任務：確定各處理構(gòu)筑物的標高，確定各處理構(gòu)筑物之間連接管渠的 尺寸及標高，確定各處理構(gòu)筑物的水面標高，從而能夠使污水沿處理構(gòu)筑物之 間順暢流動。保證污水廠正常運行。、構(gòu)筑物水頭損失表2.1構(gòu)筑物水頭損失表構(gòu)筑物名稱水頭損失(m)構(gòu)筑物名稱水頭損失(m)格柵0.2+0.46調(diào)節(jié)池有效水深的一半1.67沉砂池0.2SBR池潷水深度2.4

27、5初沉池0.5消毒池0.3、管渠水力計算表2.2污水管渠水力計算表管渠與構(gòu)筑物名稱流 量（L/S）管渠設計參數(shù)水頭損失D(mm)I(%o)V(m/s)L (m )沿程局部合計出水口至消毒池231.56001.50.82165.60.2480.1360.384消毒池至SBR池4638001.30.921160.1510.1620.313SBR池至調(diào)節(jié)池4638001.30.92900.1170.1590.276調(diào)節(jié)池至初沉池3438000.7140.68180.0130.0350.048初沉池至沉砂池3438000.7140.68300.0210.0350.056細格柵至泵房3438000.71

28、40.68260.0190.0350.054污水管渠局部阻力損失按照阻力系數(shù)法和當量長度法計算:局部阻力包括流體在管路的進口、出口、彎頭、閥門、擴大、縮小等局部位置流過時產(chǎn)生的。進口： =0.5 ;出口： =1.0 ;管道分支：=1.5出水口至消毒池一一進口，出口，大圓角彎頭（Le=12.5m），止回閥（全開Le=45m ）消毒池至SBR池一一進口，出口，大圓角彎頭兩個（Le=25m），分支管道SBR池至調(diào)節(jié)池一一進口，出口，大圓角彎頭（Le=12.5m ），閘閥（全開Le=10m），分支管道調(diào)節(jié)池至初沉池進口，出口初沉池至沉砂池進口，出口細格柵至泵房進口，出口、構(gòu)筑物及管渠水面標高計算本設計

29、中，由于50年一遇最高水位為448m，其水位較低，污水廠出水能 在洪水位自流排出，故污水處理廠未設置終點泵站，。但考慮到土方平衡，建筑 成本，管線埋深等因素，出水口標高設定為 449m，故可推算其他構(gòu)筑物、管渠 高程。表2.3構(gòu)筑物及管渠水面標高計算表序號管渠與構(gòu)筑物名稱水面上游標咼（m）水面下游標咼（m）構(gòu)筑物水面標咼（m）地面標高（m）1出水口至消毒池449.384449450.02消毒池449.684449.384449.534450.03消毒池至SBR池449.997449.684450.04SBR池452.447449.997451.222450.05SBR池至調(diào)節(jié)池452.7234

30、52.447450.06調(diào)節(jié)池454.423452.723453.573450.07調(diào)節(jié)池至初沉池454.471454.423450.08初沉池454.971454.471454.721450.09初沉池至沉砂池455.027454.971450.010沉砂池455.227455.027455.127450.011細格柵455.687455.227450.012細格柵至泵房455.741455.687450.04.2、污泥處理構(gòu)筑物高程布置:排泥流速一般大于1.5m/s,重力排泥管道水力坡度在10% o20% 02vi 0.00107 帀d以1.5m/s計算管徑，d=334mm，因此可取污泥管徑