msbr课程设计

MSBR 设计书设计书 第一章第一章 设计任务及资料设计任务及资料 3 3 1.1 设计任务.3 1.2 设计要求.3 1.2.1 水质情况 .3 第二章第二章 设计方案论证设计方案论证 4 4 2.1 污水处理工程设计原则及厂址选择.4 2.1.1 污水处理厂工程设计原则 .4 2.1.2 厂址选择 .4 2.2 污水厂处理流程的选择.5 2.2.1 确定处理流程的原则 .5 2.2.2 污水处理工艺流程选择的依据和原则 .5 2.2.3 污水处理流程方案的介绍与比较 .6 2.2.4 污水处理流程方案的确定 .8 第三章第三章 设计计算设计计算 8 8 3.1 设计污水水量.8 3.2 污水水质平衡计算：.8 3.3 主体构筑物计算.9 3.3.1 格栅的设计 .9 3.3.2 沉砂池的设计计算： 13 3.3.3MSBR 系统的设计计算： 17 第第 4 4 章附属设施计算章附属设施计算 2626 4.1 出水消毒系统的设计26 4.2 平流式消毒接触池26 4.3 污泥系统的设计28 4.4 集泥池计算： .28 4.5 污泥贮池29 4.5 污泥浓缩脱水一体机的选择29 第五章第五章 设计结论设计结论 3131 5.1 主体构筑物一览表：30 5.2 设计特点：30 5.3 设计的总结：31 参考文献参考文献 3131 第一章 设计任务及资料 1.11.1 设计任务设计任务 某市 50000m3/d 污水处理厂工艺设计。 1.21.2 设计要求设计要求 1.2.11.2.1 水质情况水质情况 污水处理厂进水水质指标如表 1： 表 1 水质指标分析 水质指标 进水水质 出水水质 COD 270-330mg/l 100mg/l BOD5 150-180mg/l 30mg/l SS 110-180mg/l 70mg/l NH3-N 30mg/l 15mg/l P 8mg/l 0.5mg/l 处理后的出厂污水水质达到污水综合排放标准 （GB8978-1996）的一级标准（按其 他排污单位） ，处理后的污水排放。 第二章第二章 设计方案论证设计方案论证 城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量 可以通过设计任务书的原始资料计算。 2.12.1 污水处理工程设计原则及厂址选择污水处理工程设计原则及厂址选择 2.1.12.1.1 污水处理厂工程设计原则污水处理厂工程设计原则 （1）污水处理厂（站）的设计必须遵守国家污水排放标准和地方排放标准。在实施重点污 染物排放总量控制的区域内，还必须符合重点污染物排放总量控制要求，以保证出水达标 排放。 （2）确保选用的污水处理工艺在技术上先进、经济上合理。在设计中要尽量采用先进、成 熟、适用的技术，同时要积极吸取和引进国外的先进技术和经验，但要符合我国国情，采 用新技术前，要经过试验且要通过正式的技术鉴定。 （3）污水处理厂（站）的设计要坚持安全可靠、质量第一的原则。设计过程中采用的各项 参数必须真实可靠，要遵守现行设计规范，并保证必要的安全系数。污水处理厂建成投产 后，要能保证长期安全运行，对运行过程中产生的易燃、易爆等物质注意安全防护。 （4）污水厂设计必须坚持近远期相结合。通常坚持一次设计分期建设的原则，近期建设要 为今后的发展留余地。对不宜分期建设的部分，可将土建部分一次建成，设备分期安装， 对某些处理构筑物，则可按水量发展分期建设。 （5）在进行污水厂设计时，应同时考虑厂区绿化，尽量减少水处理过程中产生的恶臭气体 对周边环境的影响。1 2.1.22.1.2 厂址选择厂址选择 在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要的环节，处理厂的位置对周围环境卫生、 基建投资及运行管理等都有很大的影响。因此，在厂址的选择上应进行深入、详尽的技术 比较。 厂址选择的一般原则为： （1）在城镇水体的下游； （2）便于处理后出水回用和安全排放； （3）便于污泥集中处理和处置； （4）在城镇夏季主导风向的下风向； （5）有良好的工程地质条件； （6）少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离； （7）有扩建的可能； （8）厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水 条件； （9）有方便的交通、运输和水电条件。2 2.22.2 污水厂处理流程的选择污水厂处理流程的选择 2.2.12.2.1 确定处理流程的原则确定处理流程的原则 城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回 用于农田灌溉，城市景观或工业生产等，以节约水资源。 城市污水处理及污染防治技术政策对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污 水处理工艺选择的准则： (1) 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实 际情况和要求，经全面技术经济比较后优先确定； (2)工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处 理单位水量电耗和成本，削减单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能，可靠性，管 理维护难易程度，总体环境效益； (3)应切合实际地确定污水进水水质，优先工艺设计参数必须对污水的现状、水质特征、 污染物构成进行详细调查或测定，做出合理的分析预测； (4)在水质组成复杂或特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究； (5) 积极地采用高效经济的新工艺，在国内首次应用的新工艺必须经过中试和生产性 试验，提供可靠性设计参数，然后进行运用。1 2.2.22.2.2 污水处理工艺流程选择的依据和原则污水处理工艺流程选择的依据和原则 a#a# X9X9 b受纳水体为封闭或半封闭水体时, 为防治富营养化, 城市污水应进行二级强化处理, 增强除磷脱氮的效果; 非重点流域和非 水源保护区的建制镇, 根据当地的经济条件和水污染控制要求, 可先行一级强化处理, 分 期实现二级处理。 （2）工艺流程选择应考虑的技术因素处理规模; 进水水质特性, 重点考虑有机物负荷、氮 磷含量; 出水水质要求, 重点考虑对氮磷的要求以及回用要求; 各种污染物的去除率; 气 候等自然条件, 北方地区应考虑低温条件下稳定运行; 污泥的特性和用途。 （3） 工艺流程选择应考虑的技术经济因素，包括批准的占地面积, 征地价格; 基建投资; 运行成本; 自动化水平, 操作难易程度, 当地运行管理能力。 （4）工艺流程选择的原则保证出水水质达到要求; 处理效果稳定, 技术成熟可靠、先进适 用; 降低基建投资和运行费用, 节省电耗; 减小占地面积; 运行管理方便, 运转灵活; 污 泥需达到稳定; 适应当地的具体情况; 可积极稳妥地选用污水处理新技术。4. m6 N, B+ m2R 2.2.32.2.3 污水处理流程方案的污水处理流程方案的介绍与介绍与比较比较 根据对水质的分析，必须选择一种同时具有脱氮除磷的生物处理工艺，尽管目前可用 于脱氮除磷的工艺较多，最常用的有 SBR 法、改良 Bardenpho 法和 A2/O(含改良型)法，氧 化沟脱氮除 磷工艺使用也越来越普遍。 （1）SBR 法(Sequencing Batch Reactor) SBR 法早在 20 世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、 出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行， 故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性 SBR 工艺，如 ICEAS 法、CASS 法、IDEA 法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需 二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占 地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态， 实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统， 间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市 污水处理厂 。5 （2）A2/O 法（AnaerobicAnoxicoxic） 由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内 10 年前开发此厌氧缺氧 好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。 A/A/O 法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下 (DO12.5)，BOD/TKN 为 1.53.5，COD/TP 为 3060，BOD/TP 为 1640(一般应20)。 若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5 和 COD 为主，则可用 A/O 工艺。 （3） 氧化沟工艺 氧化沟开始出现时是一种延时曝气生物反应器，在保证出水水质的同时可减少剩余污 泥排放量，经改进后也可具有脱氮除磷功能，但其较长的水力停留时间和较大的反应器体 积限制了它的推广使用，且较低的 MLSS 浓度及处于内源呼吸阶段的微生物使厌氧区和缺氧 区的反应速率也不可能很高。昆明第一污水厂的多年运行数据表明，TP 去除率是稳定的， TN 去除率却不理想，该工艺同样出现除磷效果好时脱氮效果不好，脱氮效果好时除磷效果 不好的现象，另一个缺点是供氧和搅拌之间的矛盾。 （4）MSBR 工艺 MSBR 即改良型 SBR(Modified SBR),其工艺经过不断改进和发展已成为 MSBR 的第三代 技术,其专利技术属于美国 Aqua-Aerobic Inc.所有，MSBR 实质是由 A2/O 工艺与 SBR 系统 串联而成,具有生除磷脱氮功能,可以连续进水、连续出水,与传统 SBR 有着很大的区别。 MSBR 工艺流程简洁、控制灵活、单元操作简单而且占地省,被认为是目前最新、集约化程度 最高的污水处理技术之一。深圳盐田污水处理厂即采用了该工艺,另外无锡新区污水处理厂、 上海松江东部污水处理厂和太原钢铁厂生活污水处理厂也采用了该工艺。该处理方法与一 般传统的活性污泥工艺相比具有如下五个特性： a.MSBR 池集水量及水质调节、生化反应与污泥沉淀功能于一身，无需另建二沉池，采用 组合结构形式与其它工艺相比较而言，土建投资较少； b.MSBR 系统的运行经历缺氧、厌氧、缺氧、好氧、沉淀等阶段，微生物可通过多种途 径进行代谢，利用不同形态的氧源作为电子受体，使有机质的降解更完全且能耗又省，脱 氮除磷效果更好； c.MSBR 系统中污泥同样经过厌氧、好氧、缺氧环境，筛选了优势菌种，抑制了丝状菌的 生长，污泥的沉降性能和脱水性能良好，较低的剩余污泥产率和较高剩余污泥浓度使该系 统更具有吸引力； d.污泥浓度高，耐冲击负荷能力强，能适合各种进水水质的有机废水处理； e.排放剩余污泥浓度高，体积少，剩余污泥处理方便简捷。 其基本工艺如下： 2.2.42.2.4 污水处理流程方案的污水处理流程方案的确定确定 经过分析本设计可选择的工艺流程，有两种： (1)氧化沟工艺；(2)MSBR 工艺。 现今污水处理工艺的发展趋势是采用流程简洁、控制灵活、操作简单以及用地节约的 一体化工艺,MSBR(ModifiedSequencing Banch Reactor)工艺被公认为目前最理想、最新、 集约化程度最高的污水处理技术。因其较低的水力停留时间（一般 10-14h）和较少的占地 面积，且自动化程度高，能耗低等特点优于氧化沟工艺，因此本设计采用新型的 MSBR 工艺。 本设计工艺流程为 图 2： 第三章第三章 设计计算设计计算 3.13.1 设计污水水量设计污水水量 由设计资料知，该市每天的设计污水量为： 3 max 33 50000/ 2083.33/0.5787/578.7 / Qmd mhmsL s 取总变化系数 Kz=1.35 3.23.2 污水水质平衡计算污水水质平衡计算： 表 2 水质平衡计算结果 进水 mg/L 出水 mg/L 去除效率 E（%） BOD5 150-180 30 83.33 COD 270-300 100 66.67 SS 110-180 70 61.11 NH3-N 30 15 50.00 PO43- 8 0.5 93.7 例：污水的 BOD5 处理程度计算 100% ae a LL E L 式中 的处理程度，%； 2 E 5 BOD 进水的浓度，； a L 5 BODmg L 处理后污水排放的浓度，。 e L 5 BODmg L 则 18030 83.33% 180 E 3.33.3 主体构筑物计算主体构筑物计算 3.3.13.3.1 格栅的设计格栅的设计 （1）设计参数 1） 、格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求： 粗格栅：机械清除时宜为 1625mm；人工清除时宜为 2540mm。特殊情况下，最大间隙 可为 100mm。 细格栅：宜为 1.510mm。 水泵前，应根据水泵要求确定。 2） 、 污水过栅流速宜采用 0.61.Oms。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安 装角度宜为 6090。人工清除格栅的安装角度宜为 3060。 3） 、当格栅间隙为 1625mm 时，栅渣量取 0.100.05污水；当格栅间隙为 333 10 mm 3050mm 时，栅渣量取 0.030.01污水。 333 10 mm 4） 、格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除 污机应大于 1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于 1.Om。 5） 、格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位 0.5m，工作平台 上应有安全和冲洗设施。 6） 、 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用 0.71.Om。工作平台正面过道宽度，采用机 械清除时不应小于 1.5m，采用人工清除时不应小于 1.2m。 7） 、 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。 8） 、格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情 况，可设置除臭处理装置。 9）、格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。 10） 、沉砂池的超高不应小于 0.3m。 （2）泵前粗格栅计算 城市的排水系统采用分流制排水系统，主干管进水水量为，污水厂进水578.7 /QL s 管管径的计算： 选 500mm 管径，最大允许充满度 0.75，最大允许流速按 4m/s，最小流速 0.7m/s，坡 度 0.001。由充满度查得（A/A0）=0.804，则进水流速为 22 0 0.5787 2.98/ (/)3.14 0.50.804 Q vm s dA A 栅前水深 0.5m，过栅流速 0.75m/s,栅条间隙 b=0.04m,倾角60o 1）栅条间隙数：个 sin0.5787 sin60 36 0.04 0.5 0.75 o Q n Nbhv 式中 格栅栅条间隙数，个；n 设计流量，；Qsm3 格栅倾角，； 设计的格栅组数，组；N 格栅栅条间隙数，。bm 2）栅槽宽度：设栅条宽度0.01Sm (1)0.01 (36 1)0.04 361.79BS nbnm 式中 格栅栅槽宽度，；Bm 每根格栅条宽度，。Sm 3）进水渠道渐宽部分的长度：Q=0.5787,栅前流速 v=0.8m/s,水深 h=0.5m. 则 A=0.7234m2,宽 W=A/h=0.7234/0.5=1.45m. 即进水渠道宽 B=1.45m,其渐宽部分展开角 0 20 1 1.79 1.45 0.46 2tan20o lm 式中 进水渠道渐宽部分长度，； 1 lm 渐宽处角度，。 1 4）栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度（m） 1 2 0.46 0.23 22 l lm 5）通过栅格的水头损失：设栅条断面为锐角边矩形断面， 4422 33 1 0.75 ( / )sin2.42 (0.01/0.04)sin6030.028 219.6 o v hs bkm g 式中 水头损失，； 1 hm 格栅条的阻力系数，查表知 =2.42； 格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取 =3。kk 6）栅后槽总高度：设栅前渠道超高 h=0.3m 12 0.50.0280.30.83Hhhhm 7）栅槽总长度： 1 12 0.50.3 0.5 1.00.460.230.5 1.02.65 tantan60o H Lllm 8）每日栅渣量：在栅条间隙 40mm,按 W1=0.02m3栅渣/103m3污水，栅渣含水率 80%，容 重约 960kg/m3 33 1 864000.5787 0.02 86400 0.74/0.2/ 10001.35 1000 Z QW Wmdmd K 式中 每日栅渣量，；Wdm3 每日每 1000污水的栅渣量，污水。 1 W 3 m 333 10 mm 宜采用机械清渣，粗格栅设计图如图 3： 9）机械格栅机的选择：根据以上计算查给排水设计手册第 9 册 专用机械选用链条 回转式多耙平面格栅除污机，型号栅格宽度 1800mm,格栅净距 40mm1800GH 安装角 60o,过栅流速 0.75m/s,电动机功率 1.5KW。 图 3 粗格栅设计图 （3）沉砂池前细格栅计算： 1）由于在 MSBR 池的表面积较大，且中间设有浮筒式搅拌机，因此不利于设计刮渣机， 只是简单的设置了浮渣收集管。而浮渣收集管的效果并不明显，所以要加强格栅除渣能力 设计细格栅。设计两条栅渠，单渠流量为 Q=0.5878/2=0.2939取格栅栅条间隙数 3 /ms =0.006，格栅栅前水深=0.8，污水过栅流速 =0.8，每根格栅条宽度bmhmvsm =0.01，进水渠道宽度=0.45，栅前渠道超高，污水的栅渣量=0.02Sm 1 Bmmh3 . 0 2 1 W 333 10 mm 2）则 格栅的间隙数： 个 sinQ n bhv 0.2939 sin60 66 0.006 0.8 0.8 3）格栅栅槽宽度： 10.01 66 10.006 661.05BS nbnm 4）进水渠道渐宽部分的长度： 1 1 1 1.050.45 0.44 2tan2tan20 BB lm 5）进水渠道渐窄部分的长度计算： 1 2 0.44 0.22 22 l lm 6）通过格栅的水头损失： 4 422 3 3 1 0.010.8 ( )sin3 2.42sin600.4 20.0062 Sv hkm bgg 7）栅后槽总高度： 12 0.80.40.31.5Hhhhm 8）栅槽总长度： tantan 0 . 15 . 0 2 21 hh llL 0.80.3 0.320.160.5 1.0 tan60tan60 2.8m 9）每日栅渣量： 33 max1 8640050000 0.02 0.740.2 10001.35 1000 Z QW Wmsm s K 应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，设计图如 图 4。 10）机械格栅机的选择：根据计算所得数据以及后续处理中的 MSBR 池的要求，查给 排水设计手册第 9 册 专用机械 ，宜选择自清式格栅除污机 HF-1000 型，电动机功率 1.1-1.2KW。 图 4 细格栅设计草图 3.3.23.3.2 沉砂池的设计计算：沉砂池的设计计算： （1）沉砂池选择 沉砂池有 4 种形式：平流式、竖流式、曝气式和涡流式。 查给排水快速设计手册 ，本设计选用涡流式沉砂池，这种沉砂池利用水力涡流，使泥砂 和有机物分开，以达到除砂目的。该池行具有基建、运行费用低和除砂效果好，且容易实 现在线控制等优点，在北美国家广泛应用。 （2）设计数据： 1）沉砂池水力表面负荷约，水力停留时间约为 20-30s； 32 200/mmh 2）进水渠道直段长度应为渠宽的 7 倍，并且不小于 4.5m，以创造平稳的进水条件； 3）进水渠道流速，在最大流量的 40%-80%情况下为 0.6-0.9m/s，在最小流量时大于 0.15m/s；但最大流量时不大于 1.2m/s。 4）出水渠道与进水渠道的夹角大于 2700，以最大限度地延长水流在沉砂池内的停留时间， 达到有效除砂的目的。两种渠道均设在沉砂池上部以防扰动砂子。 5）出水渠道宽度为进水渠道的 2 倍。出水渠道的直线长度要相当于出水渠的宽度。 6）沉砂池前应设格栅。沉砂池下游设堰板或巴氏计量槽，以便保持沉砂池内所需的水位。 （3）设计计算： 1）沉砂池直径： 44 2083.33 3.64 200 3.14 Q Dm q 式中 Q 最大流量 m3/h q 水力表面负荷 32 /mmh 2）有效水深： 1 22 44 0.5787 30 1.67 3.14 3.64 Q t Hm D 式中 Q 最大流量 m3/h t 水力停留时间 s 3）沉砂池体积： 223 2/4 3.14 3.641.67/417.37VD Hm 4）沉砂室所需容积：按平流式沉砂池的沉砂室计算，最大可储存 T=1.5d 的沉砂量, 3 1 66 864000.5787 30 1.5 86400 1.665 101.35 10 Z Q Tf Vm K 式中 f 城市污水沉砂量，一般取砂/污水； 3 30m 63 10 m 污水总变化系数，取 1.35 Z K 5）沉砂室高度： 设砂斗直径=1.5m,斗壁与水平倾角 450，锥形斗底=0.5mm，则砂斗 1 d 2 d 深度按照几何方法的计算： 212 0.70.51.2Hhhm 砂斗总高度 m 2 H 砂斗底部高度 m 1 h 砂斗圆柱体高度 m 2 h 6）沉砂池总高度： 12 1.67 1.20.43.27HHHhm 式中 沉砂池总高度 mH 有效水深 m 1 H 砂斗高度 m 2 H 沉砂池水面超高 m,设为 0.4mh 沉砂池锥形部分水平倾角设为 300，则沉砂池锥形部分高度 3 0.618hm 7）沉砂池沉砂量： 3 0 66 30 50000 1/3 0.37 101.35 10 Z fQT Vm K 式中 清除沉砂时间间隔 1/3dT 沉砂池沉砂量 0 V 3 m 沉砂含水率设为 3%，砂水混合液量：， 3 0 12.33 0.03 S V Qm 则每天提砂量 12.333=37 3 m 每次清除砂水混合液量 S Q 3 m 8）气提排砂所需空气量的计算： 空气量 3 4 612.33 6 0.7 18 2.87 S L Qh Qm T 则每天所需空气量 183=54 3 m 式中 水面以上提升高度 m 4 h 水面以下空气注入高度 mT 风压计算： 22.8724.87PTKPa 图 5 旋流沉砂池剖面图 本设计中考虑到平时方便检修维护，设计两座沉砂池并联，具体布置如图 6： 3.3.3MSBR3.3.3MSBR 系统的设计计算：系统的设计计算： 主要设计参数 MSBR 工艺的主要设计参数（如泥龄、污泥负荷等）在条件允许的情况下应通过小试加 以确定13,否则可按表 3 取值: 表 3 MSBR 设计参数 设计参数 推荐值 备注 污泥负荷 0.05-0.15 /()kgBODkgMLSS d: 水力停留时间 12-14h 周期数（个/天） 2-6 周期工作时间为 4-12 平均污泥浓度( ) 2.2-3.0 供氧量按 4.0-5. 计算/g l4.0 /5.0 /g lg lMLSS: 排出比 1/3-1/6 泥龄 (d) 7-20d 池深 (m) 3.5-6.0m 单元 1、单元 6、单元 7 水深采用 6m,其余单元水深采用 8m;MSBR 混合液回流和活性污 泥回流量为(1.3-1.5)Q,浓缩污泥回流量为(0.3-0.5)Q。 本设计中 MSBR 反应器 1-7 单元总容积同普通活性污泥法总容积计算方法，按 负荷计算,各反应池之间流量关系如 图 7：BODSS 图 7 MSBR 系统的基本原理图 1）反应池容积： 3 50000 0.15 22222.2 0.75 3.0 0.15 r QL Vm N F 3 3 0.75 3.02.25/ 2.25 0.150.3375/ r NfNkg m FN FkgBOD m d : 式中 反应器容积 V 3 m 进水设计流量 Q 3 /md 混合液挥发性悬浮物浓度 NMLVSS 3 /kg m VSS/SS 系数，一般取 0.7-0.8，本设计取 0.75 f 混合液悬浮物 MLSS 浓度（平均污泥浓度），取 3.0N 3 /kg m 3 /kg m 污泥负荷，取 0.15F/kgBOD kgMLVSS d: 容积负荷 r F 3 /kgBOD m d: 2）好氧池（单元 6）容积计算：MSBR 可以看成是与 SBR 的串连，因此好氧池容积 2 /AO 可以按容积计算，而工艺的好氧和缺氧池容积是依据 A/O 脱氮工艺容积计算。 2 /AO 2 /AO 本设计采用 A/O 工艺计算方法计算好氧池和缺氧池容积： 24() 1000 cjch w Q Y LL V N 首先确定污泥龄：有消化的污水处理厂，泥龄必须大于消化菌的世代周期。 0 (15) 0 1 0.47 1.103 c T F 式中 满足消化要求的设计泥龄 d c 安全系数，取值范围 2.0-3.0，本设计取 3.0F 消化菌世代周期 d 0 1 消化菌比生长速率，1/d 0 T 设计水温 18-35，在此取 18。 (15)(18 15) 0 0.47 1.1030.47 1.1030.63/ T d 0 11 3.04.76 0.63 c Fd 污泥产率系数的确定：对于城市污水根据查给排水快速设计手册97 页 污泥产率Y 系数取值范围 0.5-0.7，本设计取 0.7，污泥自身氧化率（1/d）0.04-0.1，本设计取 0.05。则 3 6 24() 24 2083.3 4.76 0.7 (18030) 8330 10001000 3 cjch Q Y LL Vm N 式中 满足消化要求的设计泥龄 d c 污泥产率系数Y/kgSS kgBOD 进水 BOD 浓度 mg/L j L 出水 BOD 浓度 mg/L ch L 混合液悬浮物 MLSS 浓度 g/LN 3）缺氧池（单元 3）的计算： 回流比的确定：对于 MSBR 工艺根据前人设计经验 3 单元到 4 单元厌氧池的浓缩污泥回 流比 R 取 0.5，混合液的回流比（内回流）r 取 1.5（参考深圳盐田污水处理厂）因此： 脱氮效率 0.5 1.5 67% 10.5 1.5 1 DN Rr f Rr 则出水的氮浓度为 9.9mg/L。 厌氧池和缺氧池的反消化率按 2.5：1 计，由此得出厌氧池用于反消化的容积与缺氧 AD V 池容积的比例为 D V 实际上厌氧池中的反消化部分为安全起见，可以忽:0.5:(2.5 1.5)1:7.5 ADD VVR r 略。则缺氧池体积： 3 24() 24 2083.3 4.76 0.7 (309.9) 1116.2 10001000 3.0 cjch D Q Y TNTN Vm N 式中 进水总氮浓度 mg/L j TN 出水总氮浓度 mg/L ch TN 即 3 3 1116Vm 4）厌氧池（单元 4+单元 5）的容积计算： 0.15 AAADAD VVVVV 3 0.75 (1)0.75 2083.3(1 0.5)2343.7 A VQRm 3 2343.70.15 1116.22511 A Vm 式中 用于生物除磷的容积， A V 3 m 用于去除回流污泥中硝态氮的容积， AD V 3 m 厌氧池总容积， A V 3 m 即 3 45 2511VVm 5）回流污泥浓缩池的计算：为了运行的需要在厌氧池之前设置浓缩池和预缺氧池，污 泥回流首先进入浓缩池，这样用两个作用：其一，污泥经过浓缩后浓度提高，可节省回流 能耗和增加系统抗负荷冲击的能力；其二，回流污泥中的硝酸盐，一部分通过上清液回流 而被分离，剩余的则在预缺氧池被反硝化去除，从而避免了硝酸盐对厌氧池磷释放反应的 影响。根据经验回流污泥浓缩池水力停留时间设计为 ，因此，污泥浓缩池容积：0.5 m th 3 2 0.5 2083.31042 m VtQm 6）SBR 池容积计算：MSBR 反应池中的两个 SBR 池设计时应该完全一样，因此 SBR 池的 容积， 17 VV 3 23456 1 () 4612 2 VVVVVV Vm 单元 5 按照不同的运行方式可设置为缺氧池，因此其尺寸同单元 3。因此=1162， 5 V 3 m =1395。各单元平面布置草图，和剖面图草如图 8 和图 9。 4 V 3 m 图 8 MSBR 系统平面布置图 图 9 MSBR 主体剖面图 7)本设计中各单元容积、水力停留时间和尺寸如表 4： 表 4 MSBR 各单元尺寸、水力停留时间 单元 容积 水力停留时间 尺寸（长宽高）m 3 ()m( )h 1 4612 2.2 39.4219.56 2 1042 0.5 177.678 3 1116 0.54 178.28 4 1395 0.67 1710.268 5 1116 0.53 178.28 6 8330 4.0 5624.86 7 4612 2.2 39.4219.56 总计 22222 10.64 64.2256 各单元总体超高设为 0.5m。 8)两个序批池 SBR1 和 SBR2 的形状和结构都完全相同，两者交替的完成反应阶段和沉淀 出水阶段为一个运行周期，下面表 5 为序批池的时间分配： 表 5 一个运行周期中序批池运行时间分配 9)剩余污泥量的计算：剩余污泥量的计算需要按照 A/O 工艺计算方法.下面依据 IAWO 活 性污泥模型（ASM2）计算污泥量，由于无详细参数，拟按我国城市污水典型实测值进行计 算4。 BOD:180mg/L，可沉部分占 25%，溶解性部分占 50% COD：300mg/L,溶解性不可生物降解部分占 16% SS：180mg/L,可沉部分占 50%；不可沉部分（为进水 SS 中挥发部分0.7,0.3 vnv ff v f 占比例，为进水 VSS 中不可好氧生物降解部分所占比例） 。 nv f 由前面的计算可以知道，污泥龄5 c d 异氧微生物产率系数，: H Y0.7/kgVSS kgBOD 硝化菌产率系数，: A Y 3 0.1/kgVSS kgNHN ：异氧微生物内源硝化菌衰减系数， H b0.05 硝化菌衰减系数，: A b0.05d ：微生物体不可生物降解部分比例 0.2 p f 污染物总量为： 18000/BODkg d 18000/TSSkg d 3000/TKNkg d a.a.来自进水的固定性悬浮固体和不可生物降解 VSS 将全部截留在活性污泥絮体内，由 此产生的污泥量为 I X (1)18000(1 0.70.7 0.3)1215/ Ivvnv XTSSfffkgVSS d: b.b.异氧微生物由可生物降解有机物转化而来，其产量为： 18000 0.7 10080/ 11 5 0.05 H BH cH BOD Y XkgVSS d b : c.c.硝化菌量为： 3000 0.1 240/ 11 5 0.05 A BA cA TKN Y XkgVSS d b : d.d.内源衰减残留物含量为： 0.2 0.05 5 10080504/ ppHcBH Xf bXkgVSS d e.e.活性污泥总量为： ,出水1215 1008024050412039/16052/ TIBHBAp XXXXXkgVSS dkgSS d 悬浮物浓度按 15mg/L,则每天出水携带的悬浮物总量为： 3 50000 15 10750/ EF XkgSS d f.f.剩余污泥量为：15302/ WTET XXXkgSS d 设剩余污泥含水量 99.2%，则剩余湿泥量为= 15302 1913 0.8% 1000 3 /md 3 80/mh 10)曝气系统计算 a.a.需氧量： 去除 BOD5需氧量 3 202 ()1.0 2083.3 (18030 11 2.86) 10247/ er OaQ SSSkgOh 式中 a BOD 氧当量，其值为 1.0 Q 设计水量， 3 /mh , 进出水 BOD 浓度， 0 S e S 3 /kg m 理论上反硝化需 r S 3 1mgNON 5 2.86mgBOD 硝化需氧量：硝化需氧 4 1mgNHN 2 4.6mgO 3 22 4.6 ()4.6 2083.3 (30 10) 10192/ oe OQ NNkgOh 反硝化生成氧量：设反硝化放出 4 1mgNHN 2 2.6mgO 3 22 2.6 11 102083.360/OkgOh 总需氧量 22 247 19260379/OkgOh b.b.微孔曝气器距池底 0.2m,故淹没深度为 5.8m。氧在蒸馏水中的饱和溶解度，水温为 35时，水温为 20时，。(35)7.1/ s CCmg L(20)9.2/ s CCmg L 空气扩散装置出口处绝对压力 3535 9.8 101.013 109.8 105.81.58 10 b PPHPa 空气离开曝气池时氧的百分比：空气扩散装置氧的转移效率=12% A E A E 21(1)21 (1 0.12) 100%100%19% 7921(1)7921 (1 0.12) A t A E Q E 曝气池中平均饱和溶解氧值，按最不利条件考虑：则 sb C 5 55 1.58 1019 (35)(35)()7.1()8.75(/ ) 2.026 10422.026 1042 bt sbs PQ CCmg L 20脱氧清水的需氧量 O R 取废水 2 (35 20)(35 20) (20)379 9.2 613/ (35) 1.0240.80.95 1 8.752 1.024 s O sb C RRkgOh CC 中氧的实际浓度1.5/cmg L 相应的最大需氧量 max2 613 1.5920/QkgOh 则反应池的平均供氧量为 3 220 ()613 17028/ 0.30.3 0.12 s A Q O Gmh E 每污水的供气量 3 m 3 17028 24 8.2 50000 m 相应的最大供气量 3 max 1.51.5 1702825542/ ss GGmh c.c.空气管扩散系统计算： 按照曝气池平面图，布置空气管道，在 6 单元周围和 1、7 单元两侧和它们中间布置 干管，一共 4 根主干管，6 单元每根干管上设 10 根竖管，风管系统布置选择如图 10。 图 10 风管系统布置图 1 或 7 单元每根干管设 6 跟竖管。一共有 32 根竖管，每根竖管的供气量为： 3 25542 798/ 32 mh 曝气池平面积，按照 1，6 单元总面积计算： 2 39.42 19.524.8 562157m 每个空气扩散器的服务面积按 0.49计，则所需的空气扩散器的总数：个 2 m 2157 4402 0.49 实际取 4400 个，则每个竖管上安设的空气扩散器（曝气头）数目为：个， 4400 137.5 32 为安全计算，实际取 140 个，每个空气扩散器的配气量为： 3 25542 5.7/ 32 140 mh 将布置好的的空气管路及空气扩散器绘制成空气管路计算图用以进行计算。 （选择一条 从鼓风机房开始最远最长的道路作为计算管路。在空气流量变化处设计节点，统一编号后 列表进行空气管道计算） 。 根据列表计算得空气管道的总压力损失为： 12 ()220.87 9.82164.52hhkPa 网状膜空气扩散器的压力损失为 5.88，则总压力损失为：kPa5.882.1648.044kPa 为安全计，本设计取 10。kPa d.d.空压机的选定： 空气扩散装置安装在距曝气池池底 0.2m 处，因此，空压机所需压力为： ，空压机供气量：最大时 25542 2 (6.00.20.5) 10636428PkPammH O 。 33 /425/minmhm 根据所需的压力和空气量，选定 SD-120 型罗茨鼓风机 4 台，该型空压机风压 7000=68.6，风量为 120。 2 mmH O kPa 3 /minm 第第 4 章附属设施计算章附属设施计算 4.14.1 出水出水消毒系统的设计消毒系统的设计 (1)加氯量计算 二级处理出水采用液氯消毒，液氯的投加量为8.0mg L 则 每日的加氯量为： 0 864008 0.5787 86400 400 10001000 q Q qkg d (2)加氯设备 液氯由 DHJ 一体化溶解加药装置加入，该装置设计三台。两台使用，一台备用每小时 的加氯量为： 400 8.5 24 2 kg h 4.24.2 平流式消毒接触池平流式消毒接触池 本设计采用 2 个 3 廊式平流式消毒接触池，计算如下： （1） 消毒接触池容积 VQt 式中 接触池单池容积，；V 3 m 消毒接触时间，一般取。t30min 设计中取30mint 3 0.2893 30 60520VQtm （2）消毒接触池表面积 1 V F h 式中 消毒接触池有效水深，。 1 hm 设计中取mh0 . 3 1 2 520 173.3 3.0 Fm （3）消毒接触池池长 / F L B 式中 消毒接触池廊道总长，； / Lm 消毒接触池廊道单宽，。Bm 设计中取 3.5Bm 173.3 49.5 3.5 Lm 消毒接触池采用 3 廊道，消毒接触池长为：，校核长宽比： 49.5 16.5 33 L Lm ，合乎要求 49.5 14.110 3.5 L m B （4）池高 设计中取超高为： 2 0.3hm mhhh3 . 33 . 00 . 3 21 （5）进水部分 每个消毒接触池的进水管管径，。600DNmm1.02vm s （6）混合 采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯 点后接的静态混合器，出水管采用的管道，流速为。600DNmm900DNmm0.91/vm s 平流式消毒接触池示意图见图 11。 图 11 平流式消毒接触池示意草图 4.34.3 污泥系统的设计污泥系统的设计 剩余污泥量为：15302/ W XkgSS d 设剩余污泥含水量 99.2%，则剩余湿泥量为= 15302 1913 0.8% 1000 3 /md 3 80/mh MSBR 工艺中作为沉淀出水的序批池排放的污泥设有 20%回流到缺氧池 2 单元，即 R=20%，回流污泥量为：，设计中选用 2 台回流污泥泵。则 每台 3 1 0.2 80 16QRQm h 回流泵的流量为：，扬程设计为 7m,因此选择 80WQ-型潜污泵， 3 16/4.4 /mhL s 4.44.4 集泥池计算：集泥池计算： 排入集泥池的剩余污泥量为：，为每个 SBR 池分别设置一个集泥池。 3 80 1664 s Qm h 选择 4 台剩余污泥泵，每个集泥池设置 2 台（1 用 1 备） ，每台剩余污泥泵流量为： ，扬程设计为 10m，因此选择 WWQ65-10 型潜污泵。 3 64 32/9 / 2 mhL s 泵房集泥池有效容积按不小于最大一台泵（回流泵）5 分钟出水量计算， 则 3 65 5 6019.2 1000 Vm 有效水深设为mh0 . 2 集泥池的面积为： 2 19.2 9.6 2 V Am h 集泥池尺寸为：4.8 2LBm 4.54.5 污泥贮池污泥贮池 贮泥池用来贮存来自集泥池的污泥，。由于污泥量较大，本设计采用 2 座 3 64/Qmh 贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。 式中 污泥贮池容积，； V 3 m T排泥时间，。h 设计中采用间歇排泥，排泥时间， hT2 污泥贮池所需容积： 3 64 2128Vm 污泥贮池采用圆形池体，体积计算如下： h d h D h D V 443 1 4 22 2 2 2 tan 3 dD h 3 hhh 2 tan d h 式中 污泥贮池的容积，；V 3 m 污泥贮池的直径，；Dm 污泥斗的直