SBR反應(yīng)池的設(shè)計計算

1、第 3 章設(shè)計計算3.1原始設(shè)計參數(shù)原水水量Q=5000m3/d=208.33m3/h=57.87LZs,取流量總變化系數(shù)3KT=1.72,設(shè)計流量Qmax=KTQ=0.057871.72=0.1m/s。3.2格柵3.2.1設(shè)計說明格柵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(dāng)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(310mm)三種。根據(jù)清洗方法，格柵和篩網(wǎng)都可設(shè)計成

2、人工精渣和機械精渣兩類，當(dāng)污染物量大時，一般應(yīng)采用機械精渣，以減少人工勞動量。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)置一套帶有人工精渣格柵的旁通事故槽，便于排除故障。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。3.2.2設(shè)計參數(shù)(1)變化系數(shù)：KT=1.72;(2)平均日流量：Qd=5000m3/d;(3)最大日流量：Qmax=0.1m3/s；(4)設(shè)過柵流速：v=0.9m/s；(5)柵前水深：h=0.4m；(6)格柵安裝傾角：0=60o3.2

3、.3 設(shè)計計算(1)格柵間隙數(shù)：Qmax.sm0.1sin60n二bvh0.0210.90.4Qmax最大廢水設(shè)計流量m3/s?格柵安裝傾角，取60h柵前水深mb柵條間隙寬度，取21mmv過柵流速m/s(2)柵渠尺寸：B2=s(n-1)+nb=0.01X(13-1)+13X0.021=0.403m(32)s柵條寬度取0.01mB2格柵寬度mQmax0.1BI=0.321mvh0.780.4BI進水渠寬mv進水渠道內(nèi)的流速設(shè)為0.78m/s柵前擴大段：,B2-B10.403-0.321,LI=0.12m2tana2tan20)一一漸寬部分的展開角，一般采用20柵后收縮段：L2=0.5XL1=0.

4、06m通過格柵的水頭損失h1：S4v2h1=)3ksinab，2g3返sin603=0.097m19.6柵后槽總高度H:設(shè)柵前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.8m(37)柵槽總長度L:(31)=2.42(黑(33)(34)(35)(3-6)(3)每日柵謂量W:1000KT864000.10.0733/=0.35m/d0.2m/d(39)10001.72Wi柵75量(m3/103m3污水)，取0.07宜采用機械精渣，選用NC300型機械格柵：設(shè)備寬度柵寬200mm,有效柵隙21mm,運動速度3m/min,電機功率速度4m/s,安裝角度60,支座長度960

5、mm,格柵地下深度500mm,格柵地面高度360mm,格柵進深250mm。生產(chǎn)廠商：上海南方環(huán)保設(shè)備有限公司、上?；萘_環(huán)境工程有限公司。25平流式沉砂池25.3設(shè)計說明平流式沉砂池是常用的形式，污水在池內(nèi)沿水平方向流動。平流式沉砂池由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂斗組成。它具有截留無顆粒效果好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡單和排沉砂方便等優(yōu)點。25.3設(shè)計參數(shù)(1)最大流速為0.3m/s,最小流速為0.15m/s；(2)最大流量時停留時間不小于30s,一般采用3060s；(3)效水深應(yīng)不大于1.2m,一般采用0.251m,每格寬度不宜小于0.6m；(4)水頭部應(yīng)采取消能和整流措施；(5)底坡度一般為

6、0.010.02,當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時，可根據(jù)設(shè)備要求考慮池底形狀。h+h2L=LI+L2+1.0+0.5+tan=0.12+0.06+1.0+0.5+a0.40.3廠=2.09m(38)tan60、八，8640(QmaXW1300mm,有效0.18kw,水流25.3設(shè)計計算(1)池子長度L:設(shè)最大設(shè)計流量時的流速v=0.25m/s,流行時間t=30sX城市污水沉砂量m3/106m3(污水)取30KT生活污水流量總變化系數(shù)(6)每個砂斗容積V0：設(shè)每個分格有兩個沉砂斗V0.33V00.075m2222沉砂斗各部分尺寸：設(shè)斗底寬a1=0.4m,斗壁與水平面的傾角70斗高h3=0.3m沉砂斗上口寬：a

7、=-2g-a1-2-0J0.4=0.62mtan702.75砂斗容積：、/h3(2a22aa-2a12)VO60.3(20.62220.620.420.42)330.079m0.075m6(8)沉砂室高度h3：采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.06,坡向砂斗75-2062-02h3=h3+0.06L2=0.3+0.06M2=0.48m(318)(9)池總高度：設(shè)超高h1=0.3mH=h1+h2+h3=0.3+0.33+0.48=1.11m25SBR反應(yīng)池25.4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，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

8、L=vt=0.25X30=7.5m(2)水流斷面積A：A=Q吧=21=0.4m2v0.25(3)池子總寬度B:設(shè)n=2格，每格寬b=0.6mB=nb=1.2mA044有效水深：h2=2=匕4=0.33mB1.2(5)砂池所需容積V:清除沉砂的時間間隔T=2dQmaxXT864000.130286400KT1061.72106=0.3m3(310)(311)(312)(313)(314)(315)(316)(317)(319)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。具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

9、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。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。(1)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(dāng)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

10、作。因此，充水期的SBR池相當(dāng)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)。(2)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)地形成厭氧一缺氧一好氧的交替過程。雖然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。(3)沉淀期相當(dāng)

11、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精液分離。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。止匕外，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。(4)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。(5)閑置期作用是通過攪拌、曝氣或靜止使其中微生物恢復(fù)其活性，并起反硝化作用而進行脫水。3.4.2SBR 反應(yīng)池容積計算設(shè)表 31 處理要求項目進水水質(zhì) mg/L出水水質(zhì) mg/LCODcr60060BOD530020N

12、H3-N40司 5TP1012由SS350BH=15X7.5M.5=506.25m3436.25m3(320)(321)(322)采用超高0.5m,故全池深為5.0m3.4.3 排泥量及排泥系統(tǒng)找到相應(yīng)的原卜始公式SBR廣泥量SBR的剩余污泥主要來自微生物代謝的增值污泥，還有很少部分由進水懸浮物沉淀形成。SBR生物代謝產(chǎn)泥量為QSx=aQSr-bXrV=aQSr-bQ=(a-b/Ns)QSr3241Nss，1式中：a微生物代謝增系數(shù)，kgVSS/kgBODb微生物自身氧化率，l/d根據(jù)生活污泥性質(zhì)，參考類似經(jīng)驗數(shù)據(jù)，設(shè)a=0.70,b=0.05,則有：x=(0.70-05)500028010=

13、742kg/d(325)假定排泥含水率為P=99.2%,則排泥量為:考慮一定安全系數(shù)，則每天排泥量為95m3/d3.4.4 需氧量及曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算(1)需氧量計算SBR反應(yīng)池需氧量O2計算式為O2=aQS+bXV=aQS+b(QS/Ns)(327)式中：a微生物代謝有機物需氧率，kg/kgb微生物自氧需氧率，l/dSr去除的BOD5(kg/m3)經(jīng)查有關(guān)資料表，取a=0.50,b=0.190，需氧量為:0.1950002803100.3(4)池內(nèi)最低水位:4.5-2125157.5=1.72m123.75157.5=1.1m(323)x103(1-P)742103(1-0.992)=92.7

14、5mf/d(326)。2=0.50500028010=1587kgQ/d=66.13kgQ/h(328)反應(yīng)池中溶解氧平均飽和度為：(按最不利溫度條件計算)Csb(30)=Cs(2.06610542)1.45410519.6、=7.63()=1.177.63=8.93(mg/)2.06610542水溫20c時曝氣池中溶解氧平均飽和度為:Csb(20)=1.179.17=10.73(mg/L)20c時脫氧清水充氧量為：R_RCsb(20)一：,)0.15=2.7m每個攪拌器上裝有四塊葉片，葉片寬度采用0.1m,每根軸上漿板總面積為0.878.1MX2=0.7m；占水流截面積1.93：3=5.8m

15、2的12%。(3)每個攪拌器旋轉(zhuǎn)時克服水阻力所消耗的功率：各排葉輪槳板中心點線速度采用V1=0.5m/s,V2=0.35m/s,V3=0.2m/s葉輪槳板中心點旋轉(zhuǎn)直徑Do=2.7-O.1=2.6m葉輪轉(zhuǎn)速及角速度分別為：第一排：印二v=3.67r/min,1=0.367rad/s二DO3.142.6槳板寬長比：0.1/0.87=0.112060=38400=3.8104(357)經(jīng)核算，G和GT均符合要求濾池(普通快濾池)設(shè)計說明過濾是利用過濾材料分離污水中雜質(zhì)的一種技術(shù)，有時用作污水的預(yù)處理，有時用作最終處理，出水供循環(huán)使用或重復(fù)利用。在污水深度處理技術(shù)中，普遍采用過濾技術(shù)。根據(jù)材料不同，

16、過濾可分為多孔材料過濾和顆粒材料過濾兩類。過濾過程是一(351)(352)(353)MW(355)(356)個包含多種作用的復(fù)雜過程。完成過濾工藝的處理構(gòu)筑物稱為濾池。在污水處理中，顆粒材料過濾，主要用于去除懸浮和膠體雜質(zhì)，特別是用重力沉淀法不能有效去除的微小顆粒以及細菌。 顆粒材料過濾對污水中的BOD,COD等也有一定的去除效果。濾池的種類雖然很多，但其基本構(gòu)造是相似的，在污水深度處理中使用的各種濾池都是在普通快濾池的基礎(chǔ)上加以改進而來的， 普通快濾池外部由濾池池體、 進水管、出水管、沖洗水排出管等管道及其附件組成；濾池內(nèi)部由沖洗水排出槽、進水渠、濾料層、墊料層排水系統(tǒng)組成。普通快濾池可以用

17、單層濾料、雙層濾料和三層濾料。雙層濾料濾池的工作效果較好，一般底層用粒徑0.51.2mm的石英砂，高500mm,上層用陶?；驘o煙煤，粒徑為0.81.8mm,層高300500mm。 濾速810m/h;反沖洗強度為1516L/(m2s),延時810min。設(shè)計參數(shù)(1)濾速取8m/s；(2)沖洗強度q=1316L/(m2s);(3)沖洗時間6min；(4)停留時間40min；(5)濾池工作時間24h0設(shè)計計算(1)濾池尺寸：濾池實際工作時間：.c62402”.T=T。1110=24=22.5h(358)6060T0t0t1-濾池工作周期停留時間沖洗時間濾池面積：F=5000-22m2vT1022.

18、5采用2個濾池，每個濾池面積f=11m2(359)設(shè)濾池長寬比L/B=1,則B=L=、ii=3.32m(2)承托層高度Hi采用0.45m,濾料層高度，無煙煤層為450mm,石英砂層為300mm,總高度也為750mm,濾料上水深H3采用1.5m,超高H4采用0.3m,濾板高度也采用0.12m。濾池總高度：H=Hi+H2+H3+H4+H5=3.12m(3)濾池反沖洗水頭損失管式大阻力配水系水頭損失：2*)221r(100/0.6q=14L/(sm2)沖洗強度a=0.25%配水系統(tǒng)開孔比=0.68孔口流量系數(shù)經(jīng)礫石支承層水頭損失：為=0.022Hlq=0.022M0.45M14=0.14m(362)

19、濾料層水頭損失及富余水頭為：h4=2m反沖洗水泵揚程：H=3.12+3+(3.5+0.14+2.0)=11.76m(363)接觸消毒池設(shè)計說明城市污水經(jīng)過一級或二級處理后，水質(zhì)改善，細菌含量也大幅度減少，但其絕對值仍很可觀，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水體前應(yīng)進行消毒，特別是醫(yī)院、生物制品以及屠宰場等有致病菌污染的污水，更應(yīng)嚴格消毒。目前，用消毒劑消毒能產(chǎn)生有害物質(zhì)，影響人們的身體健康已廣為人知，氯化是當(dāng)今消毒采用的普遍方法。氯與水中有機物作用，同時有氧化和取代作用，前者促使去除有機物或稱降解有機物，而后者則是氯與有機物結(jié)合，氯取代后形成的鹵化物是有致突變或致癌活性的。所以，目前污水消

20、毒一是要控制恰當(dāng)?shù)耐秳┝?，二是采用其他消毒劑代替液氯或游離氯，以減少有害物的生成。消毒設(shè)備應(yīng)按連續(xù)工作設(shè)置。消毒設(shè)備的工作時間、消毒劑代替液氯或游離氯，以減少有害物的生成。(360)2129.83.5(m)(361)消毒設(shè)備應(yīng)按連續(xù)工作設(shè)置，消毒設(shè)備的工作時間、消毒劑投加量，可根據(jù)所排放水體的衛(wèi)生要求及季節(jié)條件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季應(yīng)嚴格連續(xù)消毒，其他情況時可視排出水質(zhì)及環(huán)境要求，經(jīng)有關(guān)單位同意，采用間斷消毒或酌減消毒劑投量。目前常用的污水消毒劑是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸鈉、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外線等。其中液氯效果可靠、投配設(shè)備簡單、投量準確、價格便宜。其他消毒劑如漂

21、白粉投量不準確，溶解調(diào)制不便。臭氧投資大，成本高，設(shè)備管理復(fù)雜。其他幾種消毒劑也有很明顯的缺點，所以目前液氯仍然是消毒劑首選。設(shè)計參數(shù)(1)水力停留時間T=0.5h;(2)設(shè)計投氯量一般為3.05.0mg/l本工藝取最大投氯量Pmax=5.0mg/l。設(shè)計計算(1)設(shè)計消毒池一座，池體容積：V=QT=208.30.5=104m3(364)設(shè)池長L=6m,有3格，每格池寬b=2.5m,長寬比L/b=4.0,有效水深Hi=3m,接觸消毒池總寬B=nb=3X2.5=7.5m,貝U實際消毒池容積：VI=BLHI=7.5EM=135m3(365)滿足有效停留時間要求(2)加氯量計算每日力口氯量W=Pma

22、xQ=5.0M5000M10第=25kg/d=1.04kg/h(366)選用貯氯量為25kg的液氯鋼瓶，每日加氯量1瓶，共貯用15瓶，選用加氯機2臺。(3)混合裝置在消毒池第一格和第二格起端設(shè)置混合攪拌機兩臺，第三格不設(shè)。選用JBK-2200框式調(diào)速攪拌機，攪拌直徑2200mm,高2000mm,電動機功率4.0kwo接觸消毒池設(shè)計為縱向折流反應(yīng)池。污泥處理系統(tǒng)污泥水分去除的意義和方法污水處理廠的污泥是由液體和固體兩部分組成的懸浮液。污泥處理最重要的步驟就是分離污泥中的水分以減少污泥體積，否則其他污泥處理步驟必須承擔(dān)過量不必要的污泥體積負荷。污泥中的水分和污泥固體顆粒是緊密結(jié)合在一起的，一般按照

23、污泥水的存在形式可分為外部水和內(nèi)部水，其中外部水包括孔隙水、附著水、毛細水、吸附水。污泥顆粒間的孔隙水占污泥水分的絕大部分（一般約為70%80%） ,其與污泥顆粒之間的結(jié)合力相對較小， 一般通過濃縮在重力的作用下即可分離。附著水（污泥顆粒表面上的水膜）和毛細水（約10%22%）與污泥顆粒之間的結(jié)合力強，則需要借助外力，比如采用機械脫水裝置進行分離。吸附水（5%8%,含內(nèi)部水）則由于非常牢固的吸附在污泥顆粒表面上，通常只能采用干燥或者焚燒的方法來去除。內(nèi)部水必須事先破壞細胞，將內(nèi)部水變成外部水后，才能被分離。各部分尺寸計算1.集泥井（1）集泥井容積計算考慮構(gòu)筑物每日產(chǎn)泥量為95m3,需在2h內(nèi)抽

24、完，集泥井容積定為污泥提升泵流量10min的體積:（2）集泥井尺寸的計算設(shè)有效泥深為2m,LB=22=4m2,集泥井為地下式，池頂加蓋，有潛污泵抽送污泥，池底相對標(biāo)高-2.5m,最高泥位-0.5m。（3）污泥提升泵的選擇選才?GMP型自吸式離心泵功率：20kw；相數(shù)：3;9510260=8m3(367)極數(shù)：4;GMP-320-150;口徑：150mm；質(zhì)量：110kg；流量：180m3/h;最大流量：222m3/h;揚程：17.5m；最高揚程：24.0m；選用3臺，2臺備用。2.污泥濃縮池(1)設(shè)計說明降低污泥中的含水率，可以采用污泥濃縮的方法來降低污泥中的含水率，減少污泥體積，能夠減少池容積和處理所需的投藥量，減小用于輸送污泥的管道和泵類的尺寸。 具有一定規(guī)模的污水處理工程中常用的污泥濃縮方法主要有重力濃縮.溶氣氣浮濃縮和離心濃縮。根據(jù)需要選用連續(xù)式重力濃縮池。(2)設(shè)計參數(shù)污泥固體濃度c=8g/L,污泥含水率P=99.8%,濃縮后含水率Pi=96%,污泥固體負荷qs=45kg/(m2d),污泥濃縮時間T=16h,貯泥時間t=4h。(3)設(shè)計計算濃縮池體積計算濃縮池污泥總流量Qs=95m3/d=3.96m3/h(368)濃縮池所需表面積A=Qc=95竺=16.89