水解酸化+SBR的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、1 前言 SBR工藝早在20世紀(jì)初已有應(yīng)用，由于人工管理的困難和煩瑣未于推廣應(yīng)用。此法集進(jìn)水、曝氣、沉淀在一個(gè)池子中完成。一般由多個(gè)池子構(gòu)成一組，各池工作狀態(tài)輪流變換運(yùn)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(shí)間上的分布，形成一體化的集約構(gòu)筑物，并利于實(shí)現(xiàn)緊湊的模塊布置，最大的優(yōu)點(diǎn)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(shí)停止進(jìn)水，靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質(zhì)。由SBR發(fā)展演變的又有CASS和CAST等工藝，在除磷脫氮及自動(dòng)控制等方面有新的特點(diǎn)。但是，SBR工藝對自動(dòng)化控制要求很高，并需要大量

2、的電控閥門和機(jī)械撇水器，稍有故障將不能運(yùn)行，一般必須引進(jìn)全套進(jìn)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(jī)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(jì)，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。SBR工藝一般適用于中小規(guī)模、土地緊張、具有引進(jìn)設(shè)備條件的場合。 我國自九十年代中期開始，國家建設(shè)部屬市政設(shè)計(jì)研究院和上海、北京、天津等市政設(shè)計(jì)研究院，開始了SBR工藝技術(shù)的研究和應(yīng)用，但大部分處于試驗(yàn)研究和小型污水處理廠的應(yīng)用階段。目前，只有幾座城市污水處理廠采用SBR法工藝處理城市混合污水，其處理效

3、果較好，如：昆明市日處理污水量15萬噸的第三污水處理廠，其工藝為SBR法ICEAS技術(shù)，自投產(chǎn)以來，運(yùn)行正常，出水水質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠所采用的DAT-IAT工藝是一種SBR法的變形工藝和中國目前最大的SBR法城市污水處理廠。該工藝為方案的確定是根據(jù)天津市政工程設(shè)計(jì)研究院和開發(fā)區(qū)、以及國內(nèi)有關(guān)污水處理專家共同完成的，經(jīng)過對國內(nèi)外污水廠的考察并充分論證，認(rèn)為SBR法DAT-IAT工藝能夠克服天津開發(fā)區(qū)工業(yè)廢水比重大、水質(zhì)水量變化幅度大的水質(zhì)特征，其處理后的水質(zhì)能夠滿足國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。2 概述2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)方案的編制范圍是城市污水處理廠，日處理能力為35

4、000,內(nèi)容包括設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份、污水處理廠工藝總平面圖1張、污水處理廠污水和污泥高程圖1張、主體構(gòu)筑物平剖面圖1張。2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)(1)中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法和水污染防治法(2)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB89781996(3)城市污水處理及污染防治技術(shù)政策(4)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(1997年版)GBJ14-87(5)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GHZB1-1999(6)污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)CJ3082-1999(7)城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)建標(biāo)200177號(8)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)DB8978-1996(9)遼寧省污水與廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)DB21-60-89(10)城市給水工程規(guī)劃規(guī)范GB50282-

5、98(11)城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)CJ3025-93(12)城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)CJJ31-892.3 阜新市概況2.3.1 城市概況阜新市位于中國遼寧省的西北部，是一座新興的工業(yè)城市，遼寧省的畜牧、油料、產(chǎn)糖基地和重點(diǎn)產(chǎn)糧地區(qū)，中國重要的能源基地之一，素有“煤電之城”之稱。阜新市總面積10362km/m2，轄阜新蒙古族自治縣、彰武縣和海州、太平、新邱、清河門、細(xì)河五個(gè)區(qū)。海州區(qū)是全市政治、經(jīng)濟(jì)和文化的中心。全市現(xiàn)有人口190萬人，其中市區(qū)人口77萬人。阜新境內(nèi)有漢、蒙古、滿回、錫伯等24個(gè)民族。少數(shù)民族人口有27萬人，其中蒙古族居多，達(dá)20萬人，占全市總?cè)丝诘?1

6、%。阜新氣候?qū)儆诒睖貛Т箨懠撅L(fēng)氣候區(qū)，四季分明，雨熱同季，光照充足。2.3.2 廢水來源及主要污染物城市污水來源主要包括家庭污水、工業(yè)廢水、礦業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水、畜牧廢水、及滲入之地下水等。由城市排水管網(wǎng)匯集并輸送到污水處理廠進(jìn)行處理。對于收集后的城市污水，含有家庭、工業(yè)、排泄和其它來源排放的各種污染物。主要包括有：固體懸浮污染物、持久有機(jī)污染物(POPs)、溶解鹽(TDS)、營養(yǎng)物(N, P)、病原菌、病毒、寄生蟲等。工業(yè)污水主要來自啤酒廠、化工廠以及其他工廠，工業(yè)廢水包括生產(chǎn)污水和冷卻水。這兩種廢水性質(zhì)截然不同。冷卻水要由工廠回收循環(huán)使用，一般不應(yīng)排入城市排水管網(wǎng)。生產(chǎn)污水首先應(yīng)由工廠綜合利

7、用，盡量減少排出量。生產(chǎn)污水中含有損害管道、妨礙城市污水處理工藝以及影響處理后的污水和污泥利用的污染物，工廠應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后再排入城市排水管網(wǎng)。城市污水的污染，一般經(jīng)歷三個(gè)歷史時(shí)期：病源污染期、總體污染期和新污染期。在病源污染期，城市污水主要是生活污水。由于污水中含有病菌和病毒，污水排入水體后往往會傳染疾病。在總體污染期，隨著工業(yè)的發(fā)展和人口的集中，城市污水量及所含的污染物種類不斷增加。污水排入水體后，造成水體中懸浮物數(shù)量和生化需氧量越來越高，水體缺氧，水生生物滅絕。在新污染期，由于工業(yè)的高度發(fā)展，污水所含的污染物種類更加復(fù)雜。工業(yè)廢水已日益成為城市污水處理中的主要對象。2.4

8、 設(shè)計(jì)規(guī)模、數(shù)據(jù)及相關(guān)資料2.4.1 設(shè)計(jì)規(guī)模及要求日處理量為3.5000m3/d進(jìn)水水質(zhì)：150mg/l 300mg/l 200mg/l 出水水質(zhì)：30mg/l 100mg/l 30mg/l 2.4.2 氣象資料氣溫：年平均氣溫8.7，夏季最高氣溫37.5，冬季最低氣溫-23.0。主導(dǎo)風(fēng)向：西南最大風(fēng)速：1.6m/s年平均降雨量：457.1mm年蒸發(fā)量：1941.8mm無霜期：180天最大凍土深度：1.4m2.4.3 自然地理阜新市位于遼寧省西北部，東與鐵嶺毗鄰，西與朝陽接壤，南與錦州、沈陽為鄰，北與內(nèi)蒙古相望，總面積10355km/m2。地理坐標(biāo)為東經(jīng)120°10之間，北緯41&

9、#176;41至42°56之間，城市位于自東北向西南傾斜的盆地中，南有醫(yī)巫閭山脈，北有小松嶺山。新義鐵路和細(xì)河?xùn)|西橫穿市區(qū)。阜新市海拔較高，地貌按其成因及形態(tài)組合分為平原、山地、丘陵三大類，其中平原較少，丘陵面積所占比重較大。市區(qū)是一個(gè)以盆地、丘陵為主體的地區(qū)，土壤較為貧瘠，天然植被殘存較少，現(xiàn)已被大片人工植被所代替。阜新市接近內(nèi)蒙古地區(qū)，屬于大陸性氣候，其特點(diǎn)是：春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱少雨，秋季冷涼早霜，冬季嚴(yán)寒少雪。最大風(fēng)速為16.0m/s全年日照時(shí)間為2903.8h。3 工藝流程方案的選擇污水處理工藝選擇正確與否直接關(guān)系到工程的投資、經(jīng)營成本，出水水質(zhì)的達(dá)標(biāo)，以及運(yùn)行是否可靠。

10、因此，選擇適當(dāng)?shù)奈鬯幚砉に囀俏鬯幚砉こ痰年P(guān)鍵。3.1 工藝流程方案選擇原則城市污水處理廠的工藝選擇一般應(yīng)遵循三條原則：(1) 技術(shù)合理。應(yīng)正確處理技術(shù)的先進(jìn)性和成熟性的辨證關(guān)系。一方面，應(yīng)當(dāng)重視工藝所具備的技術(shù)指標(biāo)的先進(jìn)性，同時(shí)必須充分考慮適合中國的國情和工程的性質(zhì)。城市污水處理工程不同于一般點(diǎn)源治理項(xiàng)目，它作為城市基礎(chǔ)設(shè)施工程，具有規(guī)模大、投資高的特點(diǎn)，且是百年大計(jì)，必須確保百分之百的成功。工藝的選擇更注重成熟性和可靠性，因此，我們強(qiáng)調(diào)技術(shù)的合理，而不簡單提倡技術(shù)先進(jìn)。必須把技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)降到最小程度。(2)經(jīng)濟(jì)節(jié)能。節(jié)省工程投資是城市污水處理廠建設(shè)的重要前提。合理確定處理標(biāo)準(zhǔn)，選擇簡捷緊湊

11、的處理工藝，盡可能地減少占地，力求降低地基處理和土建造價(jià)。同時(shí)，必須充分考慮節(jié)省電耗和藥耗，把運(yùn)行費(fèi)用減至最低。對于我國現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)承受能力來說，這一點(diǎn)尤為重要。(3)易于管理。城市污水處理是我國的新興行業(yè)，專業(yè)人才相對缺乏。在工藝選擇過程中，必須充分考慮到我國現(xiàn)有的運(yùn)行管理水平，盡可能做到設(shè)備簡單，維護(hù)方便，適當(dāng)采用可靠實(shí)用的自動(dòng)化技術(shù)。應(yīng)特別注重工藝本身對水質(zhì)變化的適應(yīng)性及處理出水的穩(wěn)定性。任何一種工藝總是有利有敝，關(guān)鍵在于適用性如何。在工程實(shí)踐中，應(yīng)該具體情況具體分析，因地制宜，綜合比較，取長補(bǔ)短，作出較為優(yōu)化的選擇。3.2 城市污水處理廠工藝方案比較及選擇3.2.1 工藝流程確定的原則工

12、藝流程在達(dá)標(biāo)條件下，采用成熟可靠的工藝，技術(shù)先進(jìn)且運(yùn)行穩(wěn)定。 布置合理，投資省，占地少，處理成本低。盡量降低能耗，充分考慮給水，污泥的資源化，且能夠綜合利用。盡量選用先進(jìn)，高效設(shè)備，提高自動(dòng)化水平，設(shè)置必要的監(jiān)控設(shè)備。3.2.2 污水處理工藝流程的確定 污水處理工藝的選擇正確與否直接關(guān)系到工程的投資，經(jīng)營成本，出水水質(zhì)的達(dá)標(biāo)，以及運(yùn)行是否可靠。因此，選擇適當(dāng)?shù)奈鬯幚砉に囀俏鬯幚砉こ痰年P(guān)鍵。3.2.3 污水二級處理工藝的比較 方案一與方案二主要差別在有否使用沉砂池和曝氣池(方案一：普通活性污泥法，方案二：沉砂+SBR法)所采用的類型。平流沉砂池的作用是處理格柵沒能處理掉的細(xì)小的懸浮物，減小后

13、續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，同時(shí)提高處理效果。另外，SBR反應(yīng)池采用一個(gè)池子完成多道工序，不僅提高了處理效率，而且其體積小，無須設(shè)置大規(guī)模的污泥回流系統(tǒng)和二次沉淀池，減小了施工量。3.2.4 本設(shè)計(jì)工藝流程的確定整個(gè)路線由預(yù)處理+生化處理工藝組成。主要設(shè)備選用高效，運(yùn)行穩(wěn)定操作維護(hù)容易的設(shè)備，以提高廢水的處理效果，降低處理費(fèi)用，使廢水處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。預(yù)處理包括格柵+平流沉砂池主要是去除90%以上的SS和50%左右的COD以減輕生化處理的負(fù)荷。廢水生化處理采用SBR活性污泥法處理工藝，不僅處理效果好，而且不用設(shè)置二次沉淀池和大規(guī)模污泥回流系統(tǒng)，節(jié)省資金。其流程見圖3.1。圖3-1 流程圖4 主

14、體構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)4.1 粗格柵圖4-1 格柵示意圖格柵作為污水處理中的預(yù)處理方法，應(yīng)用廣泛，可以有效去除污水中的較大懸浮物，保護(hù)后續(xù)處理設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行及提升泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。1由于城市污水中含有大量較大的懸浮物，為此首先選用格柵作為去除較大懸浮物的手段，以保護(hù)提升泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。Q= 35000m3/d = 0.405m3/s = 1458 m3/h Kz= 2.7/ Q0.11= 1.395 Qmax= KzQ=1.395m3/s (1)柵條的間隙數(shù)(n)設(shè)柵前水深h=0.6m，過柵流速v=0.9m/s，柵條間隙b=50mm，格柵傾角=60°： (4-1) 圓整取17個(gè) 刪條數(shù)為18 (2)柵槽寬度

15、(B)取扁鋼，柵條寬度S=10mm m (4-2) (3)進(jìn)水渠道漸寬部分長度(L)其漸寬部分展開角1=20°m (4-3) m (4-4) (4)柵槽與出水渠連接處的漸窄部分長度(2)l m (4-5) (5)通過格柵的水頭損失(h1)設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面,刪條形狀系數(shù)，增大系數(shù)K=3m (4-6) (6)柵槽總寬度(H)設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3mm (4-7) (7)柵槽總長度(L)m (4-8)(8)每日柵渣量(W)在格柵間隙50mm的情況下，設(shè)柵渣量為0.02m3/1000m3污水m3/d>0.2m3/d (4-9) 所以采用機(jī)械清渣。選用BLQ-1500型格柵清

16、污機(jī)，其技術(shù)參數(shù)為：格柵外型寬1500mm，柵條有效間隙15100mm，安裝角度6090°，齒耙額定載荷100kg/m，適用井深412m，升降電機(jī)功率1.5kW，翻耙電機(jī)功率1.52.2kW，由江蘇一環(huán)集團(tuán)公司生產(chǎn)。4.2 泵房選用500WL2490-9型潛水排污泵，其技術(shù)參數(shù)為：流量2490m3/h，揚(yáng)程9m，轉(zhuǎn)速490r/min，軸功率76.3kW，配用功率1kW10，效率80%，重量2800kg，由揚(yáng)州市亞太特種水泵廠生產(chǎn)。4.3 細(xì)格柵(1)柵條的間隙數(shù)(n)采用兩組細(xì)格柵，設(shè)柵前水h=0.6m，過柵流速v=0.9m/s，柵條間隙b = 10mm，格柵傾角=60°

17、圓整取82 刪條數(shù)為83(2)柵槽寬度(B)取扁鋼，柵條寬度S=0.010m m 格柵分兩組并聯(lián)運(yùn)行 m(3)進(jìn)水渠道漸寬部分長度(l1)其漸寬部分展開角1=20°,刪前流速m m m (4)柵槽與出水渠連接處的漸窄部分長度(l2)m (5)通過格柵的水頭損失(h1)設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面m (6)柵槽后寬度(H)設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3mm (7)柵槽總長度(L)m (8)每日柵渣量(W)在格柵間隙10mm的情況下，設(shè)柵渣量為0.1m3/1000m3污水m3/d>0.2m3/d 所以采用機(jī)械清渣。選用HG-1000型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，其技術(shù)參數(shù)為：耙齒間隙10mm，耙齒節(jié)

18、距100mm，電機(jī)功率1.5kW，耙齒線速度2m/min，柵寬1000mm，設(shè)備總寬1180mm，安裝角度60°，排渣口高度800mm，由杭州行氧環(huán)保成套設(shè)備有限公司生產(chǎn)4.4 曝氣沉砂池 沉砂池的作用使從廢水中分離密度較大的無機(jī)顆粒。常用的有平流式沉砂池和曝氣沉砂池。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。它具有阻截?zé)o機(jī)顆粒效果好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡單和排砂方便等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù) 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速m/s 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間s 池子格數(shù) 池子每格寬m 清除沉砂的時(shí)間間隔d 城市污水沉砂量m3m3污水 沉砂斗斗底寬m 沉砂斗斗高m 超高m曝氣沉砂池計(jì)算示

19、意圖見圖4-2。 a b圖42 曝氣沉砂池計(jì)算圖a 平面圖 b 橫剖面圖計(jì)算過程 長度() m (4-10) 水流斷面面積() m2 (4-11) 池子總寬() m (4-12) 有效水深()m2 (4-13) 沉砂斗所需容積() m3 (4-14) 每個(gè)沉砂斗容積 設(shè)每個(gè)分格有2個(gè)砂斗 m3 沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗壁與水平面的傾角為60o 砂斗上口寬m (4-15) 沉砂斗容積 m3 (4-16) m 沉砂室高度() 采用重力排砂，設(shè)計(jì)池底坡度為0.02，坡向砂斗 m (4-17) 池子總高() m 4.5水解酸化池圖4-3水解酸化池示意圖考慮到廢水中有機(jī)物含量較高，直接通過SBR池難以達(dá)到

20、要求去除的效果，而水解酸化池具有改善污水可生化性的特點(diǎn)，能使廢水中的大分子、難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橐捉到獾男》肿佑袡C(jī)物，同時(shí)也可去除廢水中的部分有機(jī)物并減少最終排放的剩余污泥量，所以廢水在進(jìn)入SBR池前先通過水解酸化池。設(shè)計(jì)參數(shù)：水力停留時(shí)間：2.54.5h，取2.5h反應(yīng)器高度：46m，取4.4m反應(yīng)器的升流速度：0.51.8m/h4.5.1 反應(yīng)器的體積 4.5.2 水解池的有效截面積 考慮到有效截面積太大不利于布水，同時(shí)考慮到設(shè)備檢修，池體清洗，擬將水解池分為五格，每格面積： 取單池寬10m，則單格池長24m。水解酸化池的五格為聯(lián)體建造，并在每兩格間設(shè)計(jì)有一道隔墻。4.5.3 水解池上升流

21、速核算(m/h) 符合要求 式中：上升流速，m/h反應(yīng)器高度，m水力停留時(shí)間，h4.5.4 BOD去除效率根據(jù)相關(guān)資料確定，去除率為25%750-75025%563(mg/L) 4.5.5 COD去除效率根據(jù)相關(guān)資料確定，去除率為30%1000-100030%=700(mg/L) 4.5.6 SS去除效率根據(jù)相關(guān)資料確定，去除率為70%500-50070%=150(mg/L) 4.5.7 產(chǎn)泥量 式中：產(chǎn)泥系數(shù)進(jìn)水COD濃度，kg/m3COD去除效率取污泥含水率99.2%，則(m3/h) 4.5.8 配水方式采用穿孔管布水器，配水支管出水口距池底200mm，位于服務(wù)面積的中心，出水管孔徑為20

22、mm。4.5.9 出水收集出水采用鋼板矩形堰。4.5.10 排泥系統(tǒng)采用靜壓排泥裝置，沿距形池縱向多點(diǎn)排泥，排泥點(diǎn)設(shè)在污泥區(qū)中上部。污泥排放采用定時(shí)排泥，每日12次。另外，由于反應(yīng)池底部可能回積累顆粒物質(zhì)和小砂礫，需要在水解池底部設(shè)排泥管5。4.6 SBR池曝氣或不曝氣 曝氣 靜止曝氣 排水排泥 污泥活化圖4-3 SBR工藝流程圖4.6.1 工藝介紹SBR是序批式間歇活性污泥法的簡稱。隨著工業(yè)和自動(dòng)化控制技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是監(jiān)控技術(shù)自動(dòng)化程度及污水處理廠自動(dòng)化管理要求的提高。SBR法在工業(yè)廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。序批式間歇活性污泥工藝由按一定時(shí)間順序間歇操作運(yùn)行的反應(yīng)器組成。所謂間歇，有

23、兩種含義：一是運(yùn)行操作在空間上是按序排列、間歇的，由于污水大都是連續(xù)排放，且流量波動(dòng)很大，這時(shí)SBR反應(yīng)器應(yīng)至少為兩個(gè)，污水連續(xù)按順序進(jìn)入每個(gè)池，是空間上的間歇。二是SBR反應(yīng)器的運(yùn)行操作，在時(shí)間上也是按次序排列的。SBR工藝的一個(gè)完整的操作過程，也就是每個(gè)間歇反應(yīng)器在處理廢水時(shí)的操作過程，包括進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉淀期、排水排泥期、閑置期五個(gè)階段。這種操作周期是周而復(fù)始進(jìn)行的，以達(dá)到不斷進(jìn)行污水處理的目的。對于單個(gè)的SBR反應(yīng)器來說，不存在空間上的控制要求，只存在時(shí)間上的有效控制和變換，即達(dá)到多種功能的要求，非常靈活。4.6.1.1 SBR工藝特點(diǎn)是：(1)工程簡單，造價(jià)低。(2)時(shí)間上有理想推

24、流式反應(yīng)器的特性。(3)運(yùn)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(jìn)水水質(zhì)水量波動(dòng)適應(yīng)性好。4.6.1.2 SBR工藝的操作過程：(1)進(jìn)水期進(jìn)水期是反應(yīng)池接納污水的過程。由于充水開始是上個(gè)周期的閑置期，所以此時(shí)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(jìn)水，即在每個(gè)運(yùn)行周期之初在一個(gè)較短時(shí)間內(nèi)將污水投入反應(yīng)器，待污水到達(dá)一定位置停止進(jìn)水后進(jìn)行下一步操作。因此，充水期的SBR池相當(dāng)于一個(gè)變?nèi)莘磻?yīng)器。混合液基質(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工藝由于投入時(shí)間短，量大，易造成污染物積累，應(yīng)控制進(jìn)水時(shí)間

25、。SBR充水過程，不僅水位提高，而且進(jìn)行著重要的生化反應(yīng)。充水期間可進(jìn)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)期進(jìn)水期后或充滿水后，進(jìn)行曝氣或攪拌達(dá)到處理的目的(去除BOD、除N、P等)。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。反應(yīng)階段值得一提的是，雖然SBR反應(yīng)器內(nèi)的混合液呈完全混合狀態(tài)，但在時(shí)間序列上是一個(gè)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(shí)間序列變化的，而不是傳統(tǒng)的活性污泥法按空間變化控制，不同批污泥不混合。能提高處理效率，抗沖

26、擊負(fù)荷，防止污泥膨脹。(3)沉淀期相當(dāng)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(shí)沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干擾小，沉降時(shí)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(jìn)行排放，一般這部分污泥僅占總污泥的30%左右，污水排出，進(jìn)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(jìn)行脫水。4.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)：進(jìn)水BOD5=150mg/L Ls取0.3 周期數(shù)取3次/天 排除

27、比m取2 X取3000mg/L 反應(yīng)器水深5.0m 安全高度m 排水時(shí)間TD取2h 設(shè)反應(yīng)器個(gè)數(shù)N=4 污泥容積負(fù)荷kgBOD5/(m3d) 污泥體積指數(shù)SVI=70 水深H=5m 污泥產(chǎn)率Y=0.55 污泥齡d 內(nèi)源代謝系數(shù) 進(jìn)水TKN=45 污泥含氮率12.4% 揮發(fā)性污泥VSS=150mg/l 進(jìn)水mg/l 出水mg/l 1曝氣時(shí)間(TA)h (4-18) 2沉淀時(shí)間(TS) m/h (4-19)h (4-20)3周期數(shù)的確定(n)1個(gè)周期所需時(shí)間 h 取8h (4-21) 4進(jìn)水時(shí)間(TF) h (4-22) 5反應(yīng)器容積(V)m3 (4-23)m3 (4-24)m3 (4-25)m3

28、 (4-26)m3 (4-27)均符合要求6單座反應(yīng)池尺寸 m2 (4-28) 取反應(yīng)器寬度B=14mm (4-29)7反應(yīng)池的設(shè)計(jì)運(yùn)行水位 . m (4-30)m (4-31)mmm8需氧量AOR 5. 污泥處理5.1 設(shè)計(jì)說明濃縮的目的是降低污泥的含水率，減少污泥體積，以利于后續(xù)處理與利用。選擇污泥濃縮方法時(shí)，除考慮方法本身特點(diǎn)外，還應(yīng)考慮污泥本身性質(zhì)、來源和最終處置方法等。常用的方法及其特點(diǎn)如下：重力濃縮法 優(yōu)點(diǎn)：貯泥能力強(qiáng)，動(dòng)力消耗小，運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡便。缺點(diǎn)：占地面積大，濃縮效果差，濃縮后污泥含水率高，易發(fā)酵產(chǎn)生臭氣。適用范圍：用于濃縮初沉池污泥，初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。

29、氣浮濃縮法優(yōu)點(diǎn)：占地 面積小，濃縮效果好。缺點(diǎn)：動(dòng)力消耗、操作要求高。適用范圍：濃縮過程中易發(fā)生污泥膨脹、易發(fā)酵的活性污泥和生物膜法污泥。離心濃縮法優(yōu)點(diǎn)：占地面積很小，處理能力大，濃縮后污泥含水率低，全封閉，無臭氣發(fā)生。缺點(diǎn)：專用離心機(jī)價(jià)格高，操作管理要求高。適用范圍：用于難以濃縮的活性污泥，和場地小衛(wèi)生要求高、濃縮后污泥含水率很低的場合。綜合考慮各種因素后，決定選用重力濃縮法。5.2 污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1 污泥濃縮池污泥系統(tǒng)處理工藝流程圖根據(jù)各種條件選擇污泥工藝流程見圖5.1圖5-1 污泥工藝流程污泥量 m3/h(按一小時(shí)計(jì)) 污泥的濃縮(采用重力濃縮池)(1)濃縮池總面積A， (

30、5-1) Q污泥量m3/hC進(jìn)入濃縮池的污泥固體密度kg/m3它與含水率P%的關(guān)系為kg/m3 (5-2)G固體通量kg/m3.d。對于剩余污泥G=3060，對于初沉污泥G=80120m2(2)單池面積 n濃縮池?cái)?shù) 取2個(gè)所以=62.1m2(3)濃縮池直徑D 所以m(4)濃縮池工作部分高度 (5-3)(5) T設(shè)計(jì)濃縮時(shí)間h，一般為16h左右 故m 取3m(6)濃縮池有效水深H 故m緩沖層高度一般為0.3m(7)濃縮池總高度 超高取0.3m 故m(8)濃縮后污泥體積 m3 (5-4) 分別為進(jìn)泥和濃縮后污泥含水率，對于剩余活性污泥(9)澄清液量 m3(10)濃縮后污泥有效容積m3 (5-5)其

31、中t排泥間隔取8h(11)設(shè)計(jì)污泥斗容積1) 取斗壁與水平面傾角為，污泥斗高度m，mm (5-6)m32) 設(shè)計(jì)污泥斗以上圓錐體部分污泥容積 (5-7) m (5-8)m3 (5-9)m3> 符合要求（12） 濃縮池總高度m污泥濃縮池構(gòu)造見圖5-2。5.2.2 污泥脫水間設(shè)計(jì) 污泥濃縮后，其含水率為97，呈流動(dòng)狀，體積很大，因此還需要進(jìn)行污泥脫水。濃縮池后的污泥量為1840m3/d。擬選用DY2000型帶式壓濾機(jī)2臺。圖5-2 污泥濃縮池構(gòu)造 6 污水廠平面布置及高程布置6.1 污水處理廠平面布置6.1.1 布置原則(1)污水處理廠構(gòu)筑物及輔助構(gòu)筑物的布置應(yīng)緊湊，節(jié)約用地和便于管理。池形

32、的選擇應(yīng)考慮減少占地，利于構(gòu)筑物及輔助構(gòu)筑物之間的協(xié)調(diào)；構(gòu)筑物及輔助構(gòu)筑物單體數(shù)量除按計(jì)算要求確定外，亦應(yīng)利于相互間的協(xié)調(diào)和總圖的協(xié)調(diào)；構(gòu)筑物及輔助構(gòu)筑物的布置除按工藝流程和進(jìn)出水方向順捷布置外，還應(yīng)考慮與外界交通、氣象、人居環(huán)境和發(fā)展規(guī)劃的協(xié)調(diào)，做好功能劃分和局部利用。(2)構(gòu)筑物及輔助構(gòu)筑物之間的間距應(yīng)按交通、管道敷設(shè)、基礎(chǔ)施工和運(yùn)行管理需要考慮。(3)管線布置盡量沿道路與構(gòu)筑物及輔助構(gòu)筑物平行布置，便于施工與檢修。(4)做好建筑、道路、綠地與工藝構(gòu)筑物的協(xié)調(diào)，做到即使生產(chǎn)運(yùn)行安全方便，又使廠區(qū)環(huán)境美觀，向外界展現(xiàn)優(yōu)美的形象。(5)具體做好以下布置。污泥濃縮池應(yīng)與辦公區(qū)或廠前區(qū)分離；配電應(yīng)

33、靠近引入點(diǎn)或耗電量大的構(gòu)筑物及輔助構(gòu)筑物，并便于管理；重力流管線應(yīng)盡量避免迂回曲折。6.1.2 平面布置特點(diǎn) 平面布置特點(diǎn)有：布置緊湊，構(gòu)筑物及輔助構(gòu)筑物占地面積比例大于40%。重點(diǎn)突出，運(yùn)行及重點(diǎn)區(qū)域放置合理。美化環(huán)境，集水井，污泥濃縮池設(shè)于廠后部。6.2 污水處理廠高程布置6.2.1 布置原則(1)盡可能利用地形坡度，使污水按處理流程在構(gòu)筑物之間能自流，盡量減少提升次數(shù)和水泵所需揚(yáng)程。(2)協(xié)調(diào)好廠區(qū)平面布置與各單體埋深，以免工程投資增大、施工困難和污水多次提升。(3)注意污水流程和污泥流程的配合，盡量減少提升高度。(4)協(xié)調(diào)好單體構(gòu)造設(shè)計(jì)與各構(gòu)筑物埋深，便于正常排放，又利檢修排空。6.2

34、.2 高程布置任務(wù)確定泵房，構(gòu)筑物及連接管道標(biāo)高；確定各構(gòu)筑物內(nèi)液面標(biāo)高。原則：保證污水在各構(gòu)筑物之間順利自流；需算各構(gòu)筑物之間的水頭損失；按最大水流，最大損失計(jì)算6.2.3 高程計(jì)算 (1)各構(gòu)筑物的損失各構(gòu)筑物的損失見下表表6-3 各構(gòu)筑物水頭損失表構(gòu)筑物名稱序 號水頭損失(m)粗格柵60.15污水提升泵房50.20細(xì)格柵40.25沉砂池30.30水解池SBR池20.70(2)各段管路的水頭損失各段管路的水頭損失見表6表6-4 管路水頭損失計(jì)算表管段流量(m3/h)管徑(mm)管長(m)1000i流 速(m/s)局部水頭損失(m)沿程水頭損失(m) 121656500155.2613.22

35、.260.253.45 23 828.0400135.381.091.800.300.8034849.640022.211.51.820.0360.2654516565003.7413.22.260.0450.0395616565002.0813.22.260.0350.022則總損失為=0.25+3.45+0.35+0.30+0.80+0.704+0.036+0.265+0.3+0.045+0.039+0.25+0.035 +0.022+0.20+0.15 =9.29m由于水頭損失小于所選污水提升泵的揚(yáng)程，所以所選的污水提升泵滿足要求。7 勞動(dòng)定員及經(jīng)濟(jì)分析7.1 勞動(dòng)定員（1） 生產(chǎn)產(chǎn)組織

36、污水處理廠隸屬于公用事業(yè)部門，生產(chǎn)受市環(huán)保部門監(jiān)督，根據(jù)國家城鎮(zhèn)污水廠和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)CJJ13989。結(jié)合該廠具體情況，設(shè)立如下機(jī)構(gòu)及人員：生產(chǎn)機(jī)構(gòu)，管理科室，技術(shù)人員，生產(chǎn)工人。（2） 人員編制根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、工藝要求及設(shè)備的自動(dòng)化程度，污水處理廠定員163人，詳見下表表7-1 人員編制表部門崗位生產(chǎn)班次編制/人定員生產(chǎn)部門污水處理設(shè)施2938污泥處理設(shè)施2618發(fā)電設(shè)施2520控制室3624化驗(yàn)室3915技術(shù)行政管理12424輔助生產(chǎn)及勤雜人員12424總計(jì)163(3)人員培訓(xùn)為了使本廠建成后能穩(wěn)定、高效運(yùn)行，專業(yè)技術(shù)人員和技術(shù)工人應(yīng)在國內(nèi)和本廠工藝類似且運(yùn)行管理好的城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行培

37、訓(xùn)。(4)工程總投資工程總投資為40000萬元，則每立方米污水投資為：元7.2 運(yùn)行費(fèi)用(1)電費(fèi)污水處理廠日耗電8471kw·h，電費(fèi)按0.8元/(kw·h)計(jì)算，則電費(fèi)為元/天。(2)人工費(fèi)污水廠定員163人，人均工資收入按800元/月計(jì)算，則每天支出費(fèi)用為：元/天(3)折舊費(fèi)元/天(4)維修費(fèi)按折舊費(fèi)的10%計(jì)算，則維修費(fèi)為元/天(5)運(yùn)行費(fèi)運(yùn)行費(fèi)用包括電費(fèi)、人工費(fèi)、折舊費(fèi)及維修費(fèi)，則運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)16341.9元/天。8 安全措施8.1 抗震該地區(qū)地震度為VI度，因此污水處理廠設(shè)計(jì)按照VI度設(shè)防，本工程的建、構(gòu)筑物均按照建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。8.2 抗洪污水

38、處理廠內(nèi)設(shè)有相應(yīng)的廠區(qū)雨水排放系統(tǒng)及雨水泵站。8.3 防暑采用如下的防暑措施：在生產(chǎn)廠房采取自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)換氣措施，在綜合樓(化驗(yàn)室、辦公室等)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)。8.4 合理利用風(fēng)向設(shè)計(jì)中將綜合樓、食堂等建筑物避開廠區(qū)的下風(fēng)向，以避免由于風(fēng)帶來的不良影響。8.5 減振降噪鼓風(fēng)機(jī)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生噪音過大，除選用低噪音型的鼓風(fēng)機(jī)外，還用隔音罩將鼓風(fēng)機(jī)罩起來。強(qiáng)振設(shè)備與管道采用柔性連接方式，防止振動(dòng)造成的傷害。 通過平面布置來將噪音降到最低。根據(jù)聲傳播的方向性，建筑物的屏蔽作用和綠化植物的吸收等因素進(jìn)行布置，減少噪音的不良影響。8.6 防火防爆 在生產(chǎn)廠區(qū)，裝置以及建筑物的布置均留有足夠的防火安全距

39、離，道路設(shè)計(jì)滿足消防車對通道的要求。 在廠區(qū)設(shè)置相應(yīng)的移動(dòng)式滅火器，設(shè)置消防給水網(wǎng)及室內(nèi)外消防栓。 污泥處理系統(tǒng)的設(shè)備及管道均設(shè)有跨接和靜電接地裝置。8.7 防氯泄露 儲氯間應(yīng)建在夏季的下風(fēng)向，制定合理的規(guī)章制度和使用的注意事項(xiàng)。9結(jié)論 本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)條件，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下查閱了大量的相關(guān)資料，結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有的水處理工藝及已有的技術(shù)水平提出水處理方案:SBR工藝水處理方案。首先提出幾個(gè)可行方案，然后從方案的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)等進(jìn)行比較，選擇最優(yōu)的方案為本次設(shè)計(jì)中所選的水處理工藝。結(jié)合當(dāng)?shù)厮男再|(zhì)和處理水的性質(zhì)，根據(jù)要求達(dá)到的處理效果，選擇相對應(yīng)的處理構(gòu)筑物和停留時(shí)間機(jī)管道長度，算出各構(gòu)筑物和管道的尺寸。根據(jù)環(huán)境因素布設(shè)整個(gè)處理系統(tǒng)，在這基礎(chǔ)上可求得相應(yīng)的處理設(shè)備及其他組成部分所損耗的動(dòng)力，選擇相應(yīng)的動(dòng)力裝置及其他的附屬設(shè)施。在設(shè)計(jì)中我們僅從理論上考慮問題，與實(shí)踐的差距還很大，為了更好地把理論知識應(yīng)用于實(shí)踐中去，我們應(yīng)該多參加實(shí)踐，在實(shí)踐中深化知識，這樣所學(xué)的專業(yè)理論知識才能更好地指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。在本次設(shè)計(jì)中還有很多的問題有待于解決，特別是工藝過程的選擇與運(yùn)行中所造成的局部阻力損失的計(jì)算等。在以后的研究中不僅要從現(xiàn)有的技術(shù)出發(fā)，我們還要在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，有效地把理論知識越實(shí)踐相結(jié)合起