水污染課設(shè)SBR

1、 摘要SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。 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間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，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(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，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(shè)計要求，可以直接排放。產(chǎn)生的污泥經(jīng)過濃縮、壓濾等處理后，進行堆肥產(chǎn)生一

2、定的經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞：SBR工藝；生活污水；污泥緒 言 水是人類的生命之源。它孕育和滋養(yǎng)了地球上的一切生物，并從各個方面為人類服務(wù)。水的用途大致有以下幾個方面：生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、漁業(yè)用水、交通運輸用水等。一般情況下，與人類生產(chǎn)和生活密切相關(guān)的前三種用水不能大規(guī)模取用海洋咸水，而只能取用淡水。但是，水環(huán)境中的淡水資源卻很少，僅占總量的2.53，而目前能供人類直接取用的淡水資源僅占0.22，加之自然水源的季節(jié)變化和地區(qū)差異，以及自然水體遭到的普遍污染，致使可能直接取用的優(yōu)質(zhì)水量日益短缺，難以滿足人們生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)日益增長的需求，因此保護和珍惜水資源，是整個社會的共同職責。就我國而言，

3、淡水資源人均不超過2545立方米，不到世界人均值的1/4，因此我們更應(yīng)該保護和珍惜水資源。SBR工藝早在20世紀初已有應(yīng)用，由于人工管理的困難和繁瑣未于推廣應(yīng)用。此法集進水、曝氣、沉淀在一個池子中完成。一般由多個池子構(gòu)成一組，各池工作狀態(tài)輪流變換運行，單池由撇水器間歇出水，故又稱為序批式活性污泥法。該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時間上的分布，形成一體化的集約構(gòu)筑物，并利于實現(xiàn)緊湊的模塊布置，最大的優(yōu)點是節(jié)省占地。另外，可以減少污泥回流量，有節(jié)能效果。典型的SBR工藝沉淀時停止進水，靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質(zhì)。本次設(shè)計選擇SBR工藝作為5000m3城市生活污水處理

4、廠工藝的方案。 第一章 概述1.1 設(shè)計任務(wù)和依據(jù)1.1.1設(shè)計任務(wù)本設(shè)計方案的編制范圍是城市污水處理工藝，處理能力為5萬m3/d,內(nèi)容包括處理工藝的確定、各構(gòu)筑物的設(shè)計計算、設(shè)備選型、管道鋪設(shè)、平面布置、高程計算、經(jīng)濟技術(shù)分析。完成總平面布置圖、高程圖、一個主要構(gòu)筑物的平面圖和剖面圖。1.1.2 設(shè)計依據(jù)（1）中華人民共和國環(huán)境保護法和水污染防治法 （2）污水綜合排放標準GB89781996（3）建設(shè)部標準生活雜用水水質(zhì)標準（CJ25.189）（4）課程設(shè)計任務(wù)書1.2 設(shè)計要求1.2.1 污水處理廠設(shè)計原則（1） 污水廠的設(shè)計和其他工程設(shè)計一樣，應(yīng)符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后達

5、到排放要求?？紤]現(xiàn)實的經(jīng)濟和技術(shù)條件，以及當?shù)氐木唧w情況（如施工條件）。在可能的基礎(chǔ)上，選擇的處理工藝流程、構(gòu)筑物形式、主要設(shè)備設(shè)計標準和數(shù)據(jù)等。（2） 污水處理廠采用的各項設(shè)計參數(shù)必須可靠。設(shè)計時必須充分掌握和認真研究各項自然條件，如水質(zhì)水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項設(shè)計數(shù)據(jù)，在設(shè)計中一定要遵守現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。（3） 污水處理廠設(shè)計必須符合經(jīng)濟的要求。污水處理工程方案設(shè)計完成后，總體布置、單體設(shè)計及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價和運行管理費用，（4） 污水廠設(shè)計應(yīng)當

6、力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。（5） 污水廠設(shè)計必須注意近遠期的結(jié)合，不宜分期建設(shè)的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應(yīng)一次建成；在無遠期規(guī)劃的情況下，設(shè)計時應(yīng)為今后發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。（6） 污水廠設(shè)計必須考慮安全運行的條件，如適當設(shè)置分流設(shè)施、超越管線、甲烷氣的安全儲存等。（7） 污水廠的設(shè)計在經(jīng)濟條件允許情況下，場內(nèi)布局、構(gòu)（建）筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當注意美觀和綠化。1.2.2 污水處理工程運行過程中應(yīng)遵循的原則在保證污水處理效果同時，正確處理城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各方面的用水關(guān)系，合理安排水資源

7、的綜合利用，節(jié)約用地，節(jié)約勞動力，考慮污水處理廠的發(fā)展前景，盡量采用處理效果好的先進工藝，同時合理設(shè)計、合理布局，作到技術(shù)可行、經(jīng)濟合理。1.3設(shè)計參數(shù)表1-1 設(shè)計要求項目進水水質(zhì)(mg/l)出水水質(zhì)(mg/l)BODCODSSTNTP2004003003020602015 0.5第二章 工藝比較分析2.1 傳統(tǒng)活性污泥法 傳統(tǒng)活性污泥法，又稱推流式活性污泥法，它是依據(jù)污水的自凈作用發(fā)展而來的。污水在經(jīng)過沉砂、初沉等工序進行一級處理后，進入推流式曝氣池，在曝氣和水力條件下，曝氣池中的水均勻地流動，污水從入口流向出口，前端液流不與后端液流混合。在曝氣池中，污水中的有機物絕大部分被微生物吸附、氧

8、化分解，生成無機物，然后進入沉淀池。在這個過程中，隨著環(huán)境的變化，生物反應(yīng)速度是變化的，F(xiàn)/M值也是不斷變化的，微生物群的量和質(zhì)不斷地變動，后行污泥的吸附、絮凝、穩(wěn)定作用不斷的變化，其沉降濃縮性能也不斷地變化1。圖2-1傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程圖傳統(tǒng)活性污泥法的特點是2：曝氣池內(nèi)污水濃度從池首至池尾是逐漸下降的，由于在曝氣池內(nèi)存在這種濃度梯度，污水降解反應(yīng)的推動力較大，效率較高，對污水處理的方式較靈活。對懸浮物和BOD的去除率較高。運行較穩(wěn)定。推流式曝氣池沿池長均勻供氧，會出現(xiàn)池首供氧過剩，池尾供氧不足，增加動力費用；且根據(jù)設(shè)計要求，對氮的去除率較高，而傳統(tǒng)活性污泥法達不到要求。2.2 SBR工

9、藝SBR工藝早在20世紀初已有應(yīng)用，由于人工管理的困難和繁瑣未于推廣應(yīng)用。此法集進水、曝氣、沉淀在一個池子中完成。一般由多個池子構(gòu)成一組，各池工作狀態(tài)輪流變換運行，單池由撇水器間歇出水，故又稱為序批式活性污泥法。圖2-2 SBR工藝流程圖該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時間上的分布，形成一體化的集約構(gòu)筑物，并利于實現(xiàn)緊湊的模塊布置，最大的優(yōu)點是節(jié)省占地。另外，可以減少污泥回流量，有節(jié)能效果。典型的SBR工藝沉淀時停止進水，靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質(zhì)。表2-1 SBR工藝的優(yōu)點優(yōu) 點機 理沉淀性能好有機物去除效率高提高難降解廢水的處理效率抑制絲狀菌膨脹可以除磷脫氮，

10、不需要新增反應(yīng)器不需二沉池和污泥回流，工藝簡單理想沉淀理論理想推流狀態(tài)生態(tài)環(huán)境多樣性選擇性準則生態(tài)環(huán)境多樣性結(jié)構(gòu)本身特點但是，SBR工藝也有一些缺點。它對自動化控制要求很高，并需要大量的電控閥門和機械撇水器，稍有故障將不能運行，一般必須引進全套進口設(shè)備。 由于一池有多種功能，相關(guān)設(shè)備不得已而閑置，曝氣頭的數(shù)量和鼓風(fēng)機的能力必須稍大。池子總體容積也不減小。另外，由于撇水深度通常有1.22米，出水的水位必須按最低撇水水位設(shè)計，故總的水力高程較一般工藝要高1米左右，能耗將有所提高3。SBR（序批式活性污泥法）工藝早在1914年即已開發(fā)，但由于當時監(jiān)測手段落后，并沒有得到推廣應(yīng)用。1979年美國的L.

11、Irvine對SBR工藝進行了深入的研究，并于1980年在印第安那州的Culver改進并投產(chǎn)了一個SBR污水處理廠。此后隨著計算機監(jiān)控技術(shù)、各種新型不堵塞曝氣器和軟件技術(shù)的出現(xiàn)，同時也由于開發(fā)了在線溶解氧測定儀、水位計等精度高并且對過程控制比較經(jīng)濟的水質(zhì)檢測儀表，污水處理廠的運行管理逐漸實現(xiàn)了自動化，加之SBR具有均化水質(zhì)、工藝簡單，處理效果穩(wěn)定，耐沖擊負荷力強，出水質(zhì)好，操作靈活、占地面積少等優(yōu)點而成為包括美、德、日、澳、加等在內(nèi)的許多工業(yè)發(fā)達國家競相研究和開發(fā)的熱門工藝。以澳大利亞為例，近10多年來建成采用SBR工藝的污水處理廠就達近600座之多4。SBR工藝一般適用于中小規(guī)模、土地緊張、

12、具有引進設(shè)備條件的場合。所以選用SBR工藝。2.3厭氧池氧化溝工作流程：污水中格柵提升泵房細格柵沉砂池厭氧池氧化溝二沉池接觸池處理水排放工作原理：氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀，污水在溝渠內(nèi)作環(huán)形流動，利用獨特的水力流動特點，在溝渠轉(zhuǎn)彎處設(shè)曝氣裝置，在曝氣池上方為厭氧池，下方則為好氧段，從而產(chǎn)生富氧區(qū)和缺氧區(qū)，可以進行硝化和反硝化作用，取得脫氮的效應(yīng)，同時氧化溝法污泥齡較長，可以存活世代時間較長的微生物進行特別的反應(yīng)，如除磷脫氮。工作特點：在液態(tài)上，介于完全混合與推流之間，有利于活性污泥的適于生物凝聚作用。對水量水溫的變化有較強的適應(yīng)性，處理水量較大。污泥齡較長，一般長達1530天，到以存活時間較長的

13、微生物，如果運行得當，可進行除磷脫氮反應(yīng)。污泥產(chǎn)量低，且多已達到穩(wěn)定。自動化程度較高，使于管理。占地面積較大，運行費用低。脫氮效果還可以進一步提高，因為脫氮效果的好壞很大一部分決定于內(nèi)循環(huán)，要提高脫氮效果勢必要增加內(nèi)循環(huán)量，而氧化溝的內(nèi)循環(huán)量從政論上說可以不受限制，因而具有更大的脫氮能力。氧化溝法自問世以來，應(yīng)用普遍，技術(shù)資料豐富。2.4 A/A/O法優(yōu)點：該工藝為最簡單的同步脫氮除磷工藝 ，總的水力停留時間，總產(chǎn)占地面積少于其它的工藝 。在厭氧的好氧交替運行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，無污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100。污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效。運行中勿需投藥，兩個A段只用輕

14、緩攪拌，以不嗇溶解氧濃度，運行費低。 缺點：除磷效果難于再行提高，污泥增長有一定的限度，不易提高，特別是當P/BOD值高時更是如此 。脫氮效果也難于進一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以2Q為限，不宜太高，否則增加運行費用。對沉淀池要保持一定的濃度的溶解氧，減少停留時間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)，但溶解 濃度也不宜過高。以防止循環(huán)混合液對缺反應(yīng)器的干擾。 2.5一體化反應(yīng)池（一體化氧化溝又稱合建式氧化溝）一體化氧化溝集曝氣，沉淀，泥水分離和污泥回流功能為一體，無需建造單獨得二沉池?；具\行方式大體分六個階段（包括兩個過程）。階段A：污水通過配水閘門進入第一溝，溝內(nèi)出水堰能自動調(diào)節(jié)向上關(guān)閉，溝

15、內(nèi)轉(zhuǎn)刷以低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，僅維持溝內(nèi)污泥懸浮狀態(tài)下環(huán)流，所供氧量不足，此系統(tǒng)處于缺氧狀態(tài)，反硝化菌將上階段產(chǎn)生的硝態(tài)氮還原成氮氣逸出。在這過程中，原生污水作為碳源進入第一溝，污泥污水混合液環(huán)流后進入第二溝。第二溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷在整個階段均以高速運行，污水污泥混合液在溝內(nèi)保持恒定環(huán)流，轉(zhuǎn)刷所供氧量足以氧化有機物并使氨氮轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，處理后的污水與活性污泥一起進入第三溝。第三溝溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷處于閑置狀態(tài)，此時，第三溝僅用作沉淀池，使泥水分離，處理后的出水通過已降低的出水堰從第三溝排出。階段B：污水入流從第一溝調(diào)入第二溝，第一溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷開始高速運轉(zhuǎn)。開始，溝內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，隨著供氧量增加，將逐步成為富氧狀態(tài)。第二溝內(nèi)處

16、理過的污水與活性污泥一起進入第三溝，第三溝仍作為沉淀池，沉淀后的污水通過第三溝出水堰排出。階段C：第一溝轉(zhuǎn)刷停止運轉(zhuǎn)，開始泥水分離，需要設(shè)過渡段，約一小時，至該階段末，分離過程結(jié)束。在C階段，入流污水仍然進入第二溝，處理后污水仍然通過第三溝出水堰排出。階段D：污水入流從第二溝調(diào)至第三溝，第一溝出水堰開， 第三溝出水堰關(guān)停止出水。同時， 第三溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷開始以低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，污水污泥一起流入第二溝，在第二溝曝氣后再流入第一溝。此時，第一溝作為沉淀池。階段D與階段A相類似，所不同的是反硝化作用發(fā)生在第三溝，處理后的污水通過第一溝已降低的出水堰排出。階段E：污水入流從第三溝轉(zhuǎn)向第二溝，第三溝轉(zhuǎn)刷開始高速運轉(zhuǎn)

17、，以保證該段末在溝內(nèi)為硝化階段，第一溝作為沉淀池，處理后污水通過該溝出水堰排出。階段E與階段B類似，所不同的是兩個外溝功能相反。階段F：該階段基本與C階段相同，第三溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷停止運轉(zhuǎn)，開始泥水分離，入流污水仍然進入第二溝，處理后的污水經(jīng)第一溝出水堰排出。其主要特點：工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，不設(shè)初沉池，調(diào)節(jié)池和單獨的二沉池，污泥自動回流，投資省，能耗低，占地少，管理簡便。處理效果穩(wěn)定可靠，其BOD5和SS去除率均在90-95或更高。COD得去除率也在85以上，并且硝化和脫氮作用明顯。產(chǎn)生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性質(zhì)穩(wěn)定，易脫水，不會帶來二次污染。造價低，建造快，設(shè)備事故率低，運行管理費

18、用少。固液分離效率比一般二沉池高，池容小，能使整個系統(tǒng)再較大得流量和濃度范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。污泥回流及時，減少污泥膨脹的可能。綜上所述，任何一種方法，都能達到降磷脫氮的效果，且出水水質(zhì)良好，但相對而言，SBR法一次性投資較少，占地面積較大，且后期運行費用高于氧化溝，厭氧池氧化溝雖然一次性投資較大，但占地面積也不少，耗電量低，運行費用較低，產(chǎn)污泥量大，而且構(gòu)筑物多而復(fù)雜。一體化反映池科技含量高，投資省，運行管理各個方面都優(yōu)于其他處理方法。本設(shè)計的處理水量較大在，且處理水量可達30萬噸/天，因此，采用一體化反映池為本設(shè)計的工藝方案。 根據(jù)任務(wù)書上所給的原始資料，與上海石洞口污水廠比較，有很多相類似的地

19、方。因此在做本設(shè)計時，參照其運行設(shè)計污水廠方案。2.5工藝說明SBR工藝是Sequencing Batch Reactor的英文縮寫，它是序批式活性污泥工藝簡稱，SBR工藝在（充排式）反應(yīng)器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，該工藝適合當前水處理的發(fā)展趨勢，屬于簡易、高效、低耗的污水處理工藝，與傳統(tǒng)的活性污泥工藝相比具有很大的優(yōu)勢，同時具有脫氮除磷的功能。序批式活性污泥工藝的核心是反應(yīng)池，集多種功能于一體，工藝簡潔，自動化程度很高，管理簡單。所謂序批式指一是運行空間按序列間歇運行，二是每個反應(yīng)器運行操作分階段按順序進行，典型的SBR工藝包括五個階段，進水階段、反應(yīng)階段、沉淀階段、排水階段、閑置階段。在實際的操

20、作中常常將部分階段合并或者去掉，如閑置階段。其主要的流程和構(gòu)筑物說明如下：2.5.1粗格柵間 粗格柵間的主要功能是去除污水中粗大的漂浮物，保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運行。1.主要構(gòu)筑物 粗格柵站的主要構(gòu)筑物為進水渠和粗格柵井。 進水渠除接受廠外來水外，同時接受污水處理廠內(nèi)的廢水。進水渠上安裝電磁流量計以監(jiān)測流量。進水渠為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。采用兩條直壁平行渠道設(shè)計流量為Qmax=600L/s。 設(shè)兩座粗格柵井，結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。2.主要設(shè)備粗格柵間安裝兩臺LHG型格柵除污機（1用1備），單機功率1.1KW，單臺設(shè)計流量600 L/s，柵渠寬度1640mm，柵條間隙20mm,過柵流速0.8m/s

21、，柵前水深0.67m，安裝角度60º?？稍O(shè)定為自動和手動控制。2.5.2污水提升泵房1.主要構(gòu)筑物主要構(gòu)筑物由全地下式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)矩形集水池、半地下式泵房及地面配電間組成。集水池長10m，寬5m，有效水深4.2m。半地下式泵房高3m，地面建筑高5m。2.主要設(shè)備提升泵采用3臺潛污泵，（2用1備），其主要性能參數(shù)為Q=416.7L/s，H=10m，N=75kW，帶自耦裝置。泵房內(nèi)設(shè)電動單梁起重機1臺，起重量3t。各水泵的出水管匯集于出水井，出水集中后通過連接渠進入細格柵渠。2.5.3平流沉砂池曝氣沉砂池的主要功能是去除污水比重大于2.65，粒徑大于0.2mm的無機顆粒，以保證后續(xù)流

22、程的正常運行。1.主要構(gòu)筑物設(shè)1座鋼筋混凝土矩形水池，分為2格。設(shè)計參數(shù)為：單格流量290L/s，池子總寬度4.23m，池長12m，設(shè)計有效水深0.8m，有效容積3m3。2.主要設(shè)備雙跨橋式自動刮砂機一套，橋長5.5m。吸砂泵2臺，流量2530m3/h,揚程H=5m，根據(jù)時間控制自動運行，同時設(shè)手動控制。砂水分離器1套，Q=60m3/h，由吸砂泵運行信號控制。2.5.4配水井配水井的功能是將污水平均分配到4個SBR池處理系統(tǒng)。設(shè)計為矩形鋼筋混凝土配水井，池數(shù)：1座。主要設(shè)備：可調(diào)式出水堰門2臺，堰長1500mm，材質(zhì)為不銹鋼。2.5.5 SBR池功能：利用微生物菌群降解和去除污水中的污染物質(zhì)，

23、達到預(yù)期的水質(zhì)凈化目標。池數(shù)：4座設(shè)計參數(shù)：單池設(shè)計流量Q=290L/s，污泥負荷0.41kgBOD5/(kgMLSS.d),懸浮污泥濃度MLSS=3000mg/L,泥齡t=10d,產(chǎn)泥率Y=0.7kgDs/kg BOD5，曝氣時間t=4h，單池平面尺寸L×B×H=60×30×5.5主要設(shè)備：曝氣設(shè)備： 設(shè)備類型：選PBP型橡膠盤形微孔曝氣頭設(shè)計參數(shù)： 服務(wù)面積：3m2/個 空氣流量：1.53.0m3/（h·個） 曝氣器阻力：180280mmH2O 動力效率：4.465.19kgO2/KW·h 氧利用率：18.4%27.7%出水堰：設(shè)

24、備類型：可調(diào)式自動出水堰設(shè)備數(shù)量：4臺（每池1臺）設(shè)計參數(shù)：堰長4m，可調(diào)范圍0300mm控制方式：根據(jù)SBR池中溶解氧，由PLC控制出水堰高度材質(zhì)：鋁合金（或不銹鋼）2.5.6 消毒池消毒池的作用是對從二沉池里面出來的誰進行消毒處理，以達到更好的水質(zhì)要求。常見的含氯消毒劑主要分為兩類：次氯酸鈉及以次氯酸鈉為主的復(fù)方制劑。多為液體消毒劑，如次氯酸鈉消毒液、漂水、84消毒液等。因純凈的次氯酸鈉消毒液穩(wěn)定性差，所以市售的含氯消毒液多為次氯酸鈉的復(fù)配制劑。 以二氯異氰尿酸鈉或三氯異氰尿酸鈉為主的復(fù)方制劑。多為粉劑或片劑。如速效凈、消毒粉、鍵之素等。本工廠采用自配的液體消毒劑2.5.7污泥濃縮池初次沉

25、淀污泥含水率介于95%-97%，剩余活性污泥達99%以上。因此污泥的體積非常大，對污泥的后續(xù)處理造成困難。污泥濃縮的目的在于減容。污泥中所含水大致分為四類：顆粒間的孔隙水，約占總水分的70%;毛細水，約占20%；污泥顆粒吸附水和顆粒內(nèi)部水約占10%。濃縮法主要降低的是污泥的孔隙水。本設(shè)計中采用輻流式濃縮池。設(shè)計參數(shù)；室外排水設(shè)計規(guī)范GB(50014-2006) 7.2污泥濃縮規(guī)定濃縮活性污泥時，重力式污泥濃縮池的設(shè)計，應(yīng)符合下列要求：1 污泥固體負荷宜采用3060 kg/(m2·d)；2 濃縮時間不宜小于12 h；3 由生物反應(yīng)池后二次沉淀池進入污泥濃縮池的污泥含水率， 為99.2%

26、99.6%時，濃縮后污泥含水率可為97%98%；4 有效水深宜為4 m；5 采用柵條濃縮機時，其外緣線速度一般宜為12 m/min，池底坡向泥斗的坡度不宜小于0.05。2.5.8污泥泵站1.構(gòu)筑物功能：將一定數(shù)量的活性污泥回流到氧化溝，以維持生化系統(tǒng)活性污泥的濃度，保證其生化反應(yīng)能力，同時將生化系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥提升到污泥井進而至脫水機房。結(jié)構(gòu)型式：半地下鋼筋混凝土矩形泵站數(shù)量：1座設(shè)計參數(shù)：污泥回流比75%，回流污泥量：剩余污泥產(chǎn)生量：污泥含水率：平面尺寸：8m×6m主要設(shè)備：回流污泥泵設(shè)備類型：潛污泵（包括配套提升導(dǎo)軌，偶合底座等設(shè)備）；設(shè)備數(shù)量：3臺（2用1備）設(shè)計參數(shù)：單泵流

27、量600m3/h，揚程7m，功率22Kw控制方式：根據(jù)進水流量，由PLC控制污泥總管閥門開啟度和水泵開停數(shù)，根據(jù)水池水位控制水泵開停，根據(jù)每臺泵的累計運行時間自動輪值，同時設(shè)手動開?？刂剖Ｓ辔勰啾迷O(shè)備類型：潛污泵（包括配套提升導(dǎo)軌，偶合底座等設(shè)備）；設(shè)備數(shù)量：3臺（2用1備）設(shè)計參數(shù)：單泵流量25m3/h，揚程10m，功率3Kw控制方式：根據(jù)進水流量，由PLC控制污泥總管閥門開啟度和水泵開停數(shù)，根據(jù)水池水位控制水泵開停，根據(jù)每臺泵的累計運行時間自動輪值，同時設(shè)手動開?？刂?。2.5.9 集泥井1.構(gòu)筑物功能：將系統(tǒng)的剩余污泥混合于此，并消除剩余污泥泵出泥不均，以獲得均勻的污泥濃度。污泥的貯存為優(yōu)

28、化污泥脫水創(chuàng)造了條件，確保脫水機的穩(wěn)定運行；結(jié)構(gòu)型式：半地下式鋼筋混凝土方形水池數(shù)量：1座設(shè)計參數(shù)：貯泥時間2h，平面尺寸：5m×54m,有效水深：5m。2.主要設(shè)備主要設(shè)備為攪拌器設(shè)備類型：可提升式小葉片攪拌器設(shè)備數(shù)量：1臺設(shè)計參數(shù)：單臺功率1.6kW；控制方式：連續(xù)運行，由PLC顯示工作狀況，遙控或手動控制開停。2.5.10濃縮脫水機房1.構(gòu)筑物功能：降低污泥含水率，減少污泥體積結(jié)構(gòu)型式：磚混結(jié)構(gòu)雙層地上建筑數(shù)量：1座平面尺寸：10m×5m×3m設(shè)計參數(shù)：2.主要設(shè)備濃縮脫水機設(shè)備類型：DYQ300帶式壓濾機1臺設(shè)備數(shù)量：2臺污泥投配泵設(shè)備類型：偏心螺桿泵設(shè)備

29、數(shù)量：2臺設(shè)計參數(shù)：單機Q=38 m3/h，揚程H=4m，功率N=11kW加藥系統(tǒng)設(shè)備類型：固體聚丙烯酰胺高分子絮凝劑制備及計量投加系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量：1套（含溶劑罐、儲藥罐各1個，計量泵3個）功率：N=11kW控制方式：根據(jù)脫水污泥量按比例控制絮凝劑投加量污泥輸送機設(shè)備類型：無軸螺旋輸送機設(shè)備數(shù)量：1臺設(shè)計參數(shù)：輸送能力58 m3/h單梁起重機設(shè)備類型：電動單梁懸掛式起重機設(shè)備數(shù)量：1套設(shè)計參數(shù)：T=2t2.6處理效果預(yù)測經(jīng)過該污水處理廠處理的水后，可達到以下目標：CODcr： 60 mg/L； BOD5： 20 mg/L； SS： 20 mg/L；NH3-N： 15 mg/L；T-P： 0.5m

30、g/L ；PH： 6.09.0。第三章 設(shè)計計算3.1 原始設(shè)計參數(shù)原水水量 Q=50000m3/d=2083.33m3/h 取流量總變化系數(shù)為 Kz=1.4設(shè)計流量 Qmax=KzQ=1.4×0.579=0.81m3/s 3.2 格柵3.2.1設(shè)計說明格柵（見圖3-1）一般斜置在進水泵站之前，主要對水泵起保護作用，截去生活水中較大的懸浮物，它本身的水流阻力并不大，水頭損失只有幾厘米，阻力主要產(chǎn)生于篩余物堵塞柵條，一般當格柵的水頭損失達到1015厘米時就該清洗。格柵按形狀可分為平面格柵和曲面格柵兩種，按格柵柵條間隙可分為粗格柵（50100mm），中格柵（1040mm），細格柵（310

31、mm）三種。圖3-1 格柵結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)清洗方法，格柵和篩網(wǎng)都可設(shè)計成人工清渣和機械清渣兩類，當污染物量大時，一般應(yīng)采用機械清渣，以減少人工勞動量。本設(shè)計柵渣量大于0.2m3/d,為改善勞動與衛(wèi)生條件，選用機械清渣，由于設(shè)計流量小，懸浮物相對較少，采用一組中格柵，既可達到保護泵房的作用，又經(jīng)濟可行，設(shè)置一套帶有人工清渣格柵的旁通事故槽，便于排除故障。柵渣量與地區(qū)特點，格柵的間隙大小，污水流量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關(guān)，在無當?shù)刭Y料時，可采用：（1） 格柵間隙1625mm ，處理0.10-0.05柵渣/103m3污水（2） 格柵間隙3050mm ，處理0.03-0.01柵渣/103m3污水柵

32、渣的含水率一般為80%，容重約為960kg/ m3。柵條的斷面形狀有圓形、銳邊矩形、迎水面為半圓形的矩形、迎水面背水面均為半圓的矩形幾種。而其中迎水面為半圓形的矩形的柵條具有強度高，阻力損失小的優(yōu)點5。3.2.2粗格柵的設(shè)計計算：1. 設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量=50000/d=2083.33/h=0.58/s=578.70L/s查水污染控制過程（上冊）P67，由得生活污水總變化系數(shù)K=1.4，污水最大流量柵前流速v1:一般為0.4-0.9m/s，設(shè)計中取v1=0.9m/s 污水過柵流速v：一般為0.6-1.0 m/s ,設(shè)計中取v=0.8m/s；粗格柵柵條間隙寬度b：在污水處理系統(tǒng)前采用機械清除時為

33、16-25mm，設(shè)計中取b=20mm=0.02m；格柵傾角：宜采用450-750 ， 設(shè)計中取=；格柵上部必須設(shè)置工作臺，其高度應(yīng)高出格柵前最高設(shè)計水位0.5m，工作臺上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施；格柵工作臺兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7m 工作臺正面過道寬度采用機械清除時不應(yīng)小于1.5m；進水渠道寬度B1:柵前水深h:柵條寬度S=10mm=0.01m；柵渣量W1：格柵間隙16-25mm時為0.10-0.05 m3/ 103m3污水， 取W1=0.06m3/(103m3污水）2. 格柵間隙數(shù)n： 所以取n=55 式中：Qmax最大設(shè)計流量，m3/s；b柵條間隙，m；h柵前水深，m；v污水流經(jīng)格柵的速度，m

34、/s；格柵安裝傾角，°；經(jīng)驗修正系數(shù)3. 格柵槽總寬度B： 柵槽寬度一般比格柵寬0.2-0.3m 取B=1.64m4. 過柵水頭損失 進水渠道的漸寬部分長度：進水渠道寬B1=1.34m；其漸寬部分展開角度，取1=20o；進水渠道內(nèi)的流速為， ??；柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度： 通過格柵的水頭損失： 式中： 過柵水頭損失，m；h0 計算水頭損失，m；g 重力加速度，9.81m/s2；k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k=3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān) ，采用迎水面為銳邊矩形斷面時=2.42， ；v=0.8m/s; =; 5. 柵前槽總高：槽前渠道超高h1一般

35、為0.3-0.5 取h1=0.3H1=h+h1=0.67+0.3=0.97m 取=0.97m6. 柵后槽總高： H=h+h1+h2=0.67+0.3+0.081=1.05m 取=1.05m7. 柵槽總長度L： 取L=2.68m8. 每日柵渣量： >0.2m3/d 式中：單位體積污水柵渣量，采用機械除渣,選用FH型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機，型號為FH15003.3 提升泵房的設(shè)計計算：3.3.1水泵選擇： 設(shè)計水量為70000m3/d，選擇用3臺潛水泵（3用1備）則單臺流量為所需揚程為 10m （ 水力計算和高程布置）選擇QW-400-1500-10-75型潛水排污泵， 泵的參數(shù)見表3-1表3-1

36、 QW400-1500-10-75型潛水式無堵塞排污泵性能參數(shù)：口徑流量揚程轉(zhuǎn)速額定功率效率4001500109807582.13.3.2集水池容積 按一臺泵最大流量時5min的出流量設(shè)計，則集水水池的有效容積V面積 取有效水深H為2.5m，則面積A集水池的長度L取10m，則寬度B集水池的平面尺寸 保護水深為1.2m，則實際水深為4.2m。進水管管底高程：495.00m，地面標高為500.00m，管徑DN800，則管道埋深為：。出水管提升后的水面高程：499.00m，擬設(shè)經(jīng)20m管長至處理構(gòu)筑物。進口平均污水流量為0.578m3/s=578.70L/s。假設(shè)充滿度為H=0.70，流速為v=1.

37、5m/s,則通過水力學(xué)計算圖查得，坡度為i=0.003?？紤]到管路的沿程損失和各阻力損失，通過查閱資料，假設(shè)選用泵的揚程為10m。則每臺水泵的容量為3.4平流沉砂池的設(shè)計計算：3.4.1設(shè)計參數(shù) 污水在池內(nèi)的最大流速為0.3m/s，最小流速應(yīng)不小于0.15m/s；可取 v=0.24m/s； 最高時流量時，污水在池內(nèi)的停留時間不小于30S，一般取30-60s，可取t=50s； 有效水深不應(yīng)大于1.2m，一般采用0.25-1.0m，每格寬度不宜小于0.6m，取h=0.8m； 池底坡度一般為0.01-0.02；3.4.2平流沉砂池設(shè)計 沉砂部分的長度L：式中：L-沉砂池沉砂部分長度，m； v-最大設(shè)

38、計流量時的速度，m/s； t-最大設(shè)計流量時的停留時間,s。 水流斷面面積A：式中：A-水流斷面面積，m2； Qmax-最大設(shè)計流量，m3/s。 池總寬度b：式中：b-池總寬度，m； h2-設(shè)計有效水深，m。 貯砂斗所需的容積V：式中：V-沉砂斗容積，m3； X-城鎮(zhèn)污水的沉砂量，一般采用0.03L/m3； T-排砂時間的間隔，d； Kz-污水流量總變化系數(shù)。 貯砂斗各部分尺寸計算：設(shè)貯砂斗的底寬b1=0.5m；斗壁與水平面的傾角為60o；則貯砂斗的上口寬b2為：貯砂斗的容積V1： 式中：V1-貯砂斗容積，m3； h3-貯砂斗高度，m； S1，S2-分別為貯砂斗下口和上口的面積，m2。 貯砂室

39、的高度h3：假設(shè)采用 重力排砂，池底設(shè)6%坡度坡向砂斗，則 池總高度H： H=h1+h2+h3=0.3+0.8+1.26=2.36m式中：H-池總高度，m； h1-超高，m。 核算最小流速vmin： 式中：Qmin-設(shè)計最小流量，m3/s； n1-最小流量時工作的沉砂池數(shù)目； Amin-最小流量時沉砂池中的過水斷面面積，m2。平流式沉砂池可采用重力排砂或機械排砂。排砂管的直徑D=200mm。3.5砂水分離器的選擇 沉砂池的沉砂經(jīng)排砂裝置排除的同時，往往是砂水混合體為進一步分離出砂和水需要配套的分離設(shè)備。 清除沉砂的間隔時間為2d，選用兩臺砂水分離器，該設(shè)備的主要技術(shù)性能參數(shù)為：進入砂水分離器的

40、流量為 26 L/s，容積為，進水管直200mm，出水管直徑200mm，配套電機功率0.5Kw3.6 配水井的設(shè)計計算設(shè)計處理污水量為50000m3/d，平流沉砂池出水經(jīng)配水井至SBR池3.6.1 配水井設(shè)計計算（1）進水管管徑D1配水井進水管的設(shè)計流量為Q=50000m3/h=587.70L/s當進水管管徑D1=800mm時（混凝土圓管，滿流），查水力計算表，得知v=0.95m/s<1m/s滿足要求。（2）堰上水頭H因單個出水溢流堰的流量為，一般單個出水流堰的流量大于100 L/s采用矩形堰，小于100 L/s采用三角堰，所以本設(shè)計采用三角堰（堰高h取0.5m）。（3）三角堰的流量 式

41、中 q三角堰的流量，m3/s； H堰上水頭，m； b堰寬，m，取堰寬b=0.6m； m0流量系數(shù)，通常采用0.3270.332，取0.33。則 3.7 SBR反應(yīng)池3.7.1設(shè)計說明設(shè)計方法有兩種：負荷設(shè)計法和動力設(shè)計法8，本工藝采用負荷設(shè)計法。根據(jù)工藝流程論證，SBR法具有比其他好氧處理法效果好，占地面積小，投資省的特點，因而選用SBR法。SBR是序批式間歇活性污泥法的簡稱。該工藝由按一定時間順序間歇操作運行的反應(yīng)器組成。 其運行操作在空間上是按序排列、間歇的。 污水連續(xù)按順序進入每個池，SBR反應(yīng)器的運行操作在時間上也是按次序排列的。SBR工藝的一個完整的操作過程，也就是每個間歇反應(yīng)器在處

42、理廢水時的操作過程，包括進水期、反應(yīng)期、沉淀期、排水排泥期、閑置期五個階段，如圖3-3。這種操作周期是周而復(fù)始進行的，以達到不斷進行污水處理的目的。對于單個的SBR反應(yīng)器來說,在時間上的有效控制和變換，即達到多種功能的要求，非常靈活。 進水期 反應(yīng)期 沉淀期 排水期 閑置期圖3-2 SBR工藝操作過程SBR工藝特點是：(1)工程簡單，造價低；(2)時間上有理想推流式反應(yīng)器的特性；(3)運行方式靈活，脫N除P效果好；(4)良好的污泥沉降性能；(5)對進水水質(zhì)水量波動適應(yīng)性好；(6) 易于維護管理。SBR工藝的操作過程如下： 進水期進水期是反應(yīng)池接納污水的過程。由于充水開始是上個周期的閑置期，所以

43、此時反應(yīng)器中剩有高濃度的活性污泥混合液，這也就相當于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工藝間歇進水，即在每個運行周期之初在一個較短時間內(nèi)將污水投入反應(yīng)器，待污水到達一定位置停止進水后進行下一步操作。因此，充水期的SBR池相當于一個變?nèi)莘磻?yīng)器?；旌弦夯|(zhì)濃度隨水量增加而加大。充水過程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水過程，不僅水位提高，而且進行著重要的生化反應(yīng)。充水期間可進行曝氣、攪拌或靜止。曝氣方式包括非限制曝氣（邊曝氣邊充水）、限制曝氣（充完水曝氣）半限制曝氣（充水后期曝氣）。 反應(yīng)期在反應(yīng)階段，活性污泥微生物周期性地處于高濃度、低濃度的基質(zhì)環(huán)境中，反應(yīng)器相應(yīng)地形成厭氧缺氧好氧的交替過程。雖

44、然SBR反應(yīng)器內(nèi)的混合液呈完全混合狀態(tài)，但在時間序列上是一個理想的推流式反應(yīng)器裝置。SBR反應(yīng)器的濃度階梯是按時間序列變化的 。能提高處理效率，抗沖擊負荷，防止污泥膨脹。沉淀期相當于傳統(tǒng)活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝氣攪拌后，污泥絮體靠重力沉降和上清液分離。本身作為沉淀池，避免了泥水混合液流經(jīng)管道，也避免了使剛剛形成絮體的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在靜止時沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干擾小，沉降時間短，效率高。排水期活性污泥大部分為下周期回流使用，過剩污泥進行排放，一般這部分污泥僅占總污泥的30%左右，污水排出，進入下道工序。閑置期作用是通過攪拌、曝氣或靜止使其中微生物恢復(fù)

45、其活性，并起反硝化作用而進行脫水。3.7.2處理要求: 表3-2 處理要求項目進水水質(zhì)(mg/l)出水水質(zhì)(mg/l)BODCODSSTNTP2004003003020602015 0.5（1） 曝氣池污水溫度為20；（2） 曝氣池中混合液揮發(fā)性固體（MLVSS）與混合液懸浮固體（MLSS）之比為0.8；（3） 回流污泥懸浮固體濃度取10000mg/L；（4） 曝氣池中MLSS取3000mg/L；（5） 污泥泥齡c取10d； 設(shè)SBR運行每一周期時間為8h，進水1.0h，反應(yīng)(曝氣)（4.05.0h）取4h，沉淀2.0h，排水（0.5h1.0h）取1h。周期數(shù)：TA=4h 2.6.2計算曝氣池

46、容積：按污泥泥齡計算：取Y=0.6kgMLVSS/kgBOD5,Kd=0.06d-1 式中：V-曝氣池容積，m3； Y-活性污泥產(chǎn)率系數(shù)，gVSS/gBOD5； Q-與曝氣時間相當?shù)钠骄M水流量，m3/d； S0-曝氣池進水的平均BOD5值，mg/L； Se-曝氣池出水的平均BOD5值，mg/L； c-污泥泥齡（SRT），d； X-曝氣池混合液污泥濃度MLVSS，mg/L； Kd-內(nèi)源代謝系數(shù)，d-1；BOD-污泥負荷 式中：QS污水進水量（m3/d） CS進水的平均BOD5（mg/L） CA曝氣池內(nèi)MLSS濃度（mg/L） V曝氣池容積（m3） e曝氣時間比e=n×TA/24 n周

47、期數(shù)（周期/d） TA一個周期的曝氣時間（h）污水進水量50000m3/d，進水BOD5=200mg/L ，水溫22，處理水質(zhì)BOD5= 20 mg/L1參數(shù)擬定： BOD污泥負荷：NS=0.474kgBOD5/(kgMLSS.d); 反應(yīng)池數(shù)： n=4; 反應(yīng)池水深： H=5.5m; 主預(yù)反應(yīng)區(qū)容積比：9：1 排出比： 1/m=1/3; 活性污泥界面以上最小水深：=0.5m;2. 根據(jù)實際工程經(jīng)驗設(shè)計反應(yīng)池運行周期各工序時間：進水曝氣沉淀排水排泥閑置2h 4-5h 1h 1 h 0.5h-1 h3 反應(yīng)池容積計算：a污泥量計算： MLSS =MLVSS/0.8=QSr/0.8Ns=50000

48、×(200-20)/(1000×0.8×0.474)=23734.18kg設(shè)沉淀后的污泥SVI=100ml/g，污泥的體積則為1.2×SVI× MLSS=2848.10 m3bSBR池反應(yīng)池容積計算：SBR池反應(yīng)池容積V=Vsi+Vf+Vb式中 Vsi代謝反應(yīng)污泥的容積Vf反應(yīng)池換水容積Vb保護容積 Vf為換水容積 Vf=50000÷24×2=4167 m3 Vs=2848.10m3單池的污泥容積為：Vsi=2848.10÷4=712.03m3 則V=Vsi+Vf+Vb=4167+712.03+Vb=4879.03

49、+Vbc反應(yīng)器的尺寸構(gòu)造如下：設(shè)計反應(yīng)池為長方形方便運行，一端進水一端出水，SBR池單池的平面面積為60×30 m2，水深5.5 m，池深6.0 m。單池的容積為V=60×30×5.5=9900 m3，推算出保護容積為Vb=5020.79m3?？偟娜莘e為4×9900=39600 m3d反應(yīng)器的運行水位計算如下：排水結(jié)束時水位：h1=3.0 m基準水位h2=3.5 m高峰水位h3=5.5 m警報，溢流水位：h4=5.5+0.5=6.0m污泥界面：h5= h1-0.5=3 -0.5=2.50m4需氧量計算： O'2=a'·Q

50、3;Sr+b'·V ·XV 式中：O2-混合液需氧量，kgO2/d； a'-活性污泥微生物氧化分解有機物過程的需氧率，kgO2/kg； Q-處理污水流量，m3/d； Sr-經(jīng)活性污泥代謝活動被分解的有機污染物（BOD5）量，kg/m3，Sr=S0-Se； b'-活性污泥內(nèi)源代謝的自身氧化過程的需氧率，kgO2/（kg·d）； V-曝氣池容積，m3； Xv-曝氣池內(nèi)揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）濃度，kg/m3。生活污水的a',b'的取值a'：0.420.53， b'：0.180.11。此設(shè)計中a' =0

51、.50；b'=0.15O2=0.50×50000×0.18+0.15×50000×0.18÷0.474=7348.10kg/d O2max=O2·1.4=7348.10×1.4=10287.34 kg /d 曝氣時間以4h計，則每小時的需氧量為： 10287.34./24×4=1714.56gO2/h 每座反應(yīng)池的需氧量：=1714.56/4=428.64kg/h5鼓風(fēng)曝氣量及設(shè)備選型：混合液DO濃度為2mg/L。池水深6m，曝氣頭距池底0.8m，則淹沒水深為4.7m。根據(jù)需氧量、污水溫度以及大氣壓的換算，

52、供氧能力為EA=18%，計算水溫22，查排水工程（第四版 下冊）附錄1得水中溶解氧飽和度a.計算曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度，即=Cs (+) Pb =p+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×5.2=1.52×105Pa 0=×100%=×100%=17.9%確定20和30（計算水溫）的氧的飽和度： CS(20)=9.17mg/L; CS(22)=8.83mg/L 曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）： = CS(+)=9.17×(+)=10.79mg/Lb換算為在22 條件下，脫氧清

53、水的充氧量：Os=16617.97kgO2/d=692.42kg/hc求供氣量：Gs=13738.49m3/h=228.97m3/mind選PBP型橡膠盤形微孔曝氣頭 服務(wù)面積：3m2/個 空氣流量：1.53.0m3/（h·個） 曝氣器阻力：180280mmH2O 動力效率：4.465.19kgO2/KW·h 氧利用率：18.4%27.7%e空氣管道的沿程阻力損失h1與局部阻力h2損失之和： h= h1 +h2 =4.8kpaf空氣擴散裝置安裝深度的的阻力： h3 =4.8×9.8=47.04kpag空氣擴散裝置的阻力： h4 =5.1kpah鼓風(fēng)機所需要增加的壓力為： H= h1 +h2 + h3+h4 =4.8+47.04+5.1=56.94kpa用六臺鼓風(fēng)機，4用