污水处理厂SBR工艺设计

荣成市污水处理厂初步设计 摘要 荣成市地处山东半岛最东端 三面环海 海岸线长 500 公里 拥有石岛 龙眼 两个一类开放口岸 山东省 GDP 排名第一的县级市 威海市代管 中国魅力城 市 优秀旅游城市 生态园林城市 人居范例城市 环保模范城市 新兴工业强市 沿海开放城市 海洋经济大市 国家级海洋食品名城 人口较多 所以使用 SBR 工 艺设计一个荣成市的污水处理厂 SBR 是序列间歇式活性污泥法 Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process 的简称 是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术 又称序批式活性污泥法 与传统污水处理工艺不同 SBR 技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的 操作方式 非稳定生化反应替代稳态生化反应 静置理想沉淀替代传统的动态沉淀 它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作 SBR 技术的核心是 SBR 反应池 该池 集均化 初沉 生物降解 二沉等功能于一池 无污泥回流系统 经过这个废水处 理工艺的废水可达到设计要求 可以直接排放 产生的污泥经过浓缩 压滤等处理 后 进行堆肥产生一定的经济效益 关键词 荣成市 SBR 工艺 生活污水 污泥 City25 000m3 d sanitary sewage SBR of Rongcheng deals with technological design Abstract Rongcheng is located in the eastern tip of Shandong Peninsula surrounded by the sea a coastline of 500 km Rongcheng has Shidao longan which are one class open port and it is the first county level city GDP rankings Weihai City hosted in Shandong Province It was He was known as the Chinese charm of the city excellent tourist city eco garden city living examples cities environmental protection model city the emerging strong city coastal open cities the Great City National Ocean marine food city However it has lager population So use the SBR process design of a sewage treatment plant in Rongcheng SBR is the abbreviation of the intermittence type active mud law Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process of the array it is one kind that exposes to the sun the active mud sewage treatment technology that the angry way operates according to the intermittence also called the criticizing type law of active mud of preface Different from traditional sewage disposal craft SBR technology adopt operation mode that time cut apart substitute operation mode that space cut apart stabilize biochemistry is it substitute stable state biochemistry react quiet to put ideal precipitate and substitute the traditional dynamic sediment to react On main characteristic of it operate in order and intermittence operate core SBR of technology that SBR reacts in the pool this pool collects melting sinking for the first time function that biodegradation two sink etc in one pond there is no mud backset current system Can reach the designing requirement through the waste water of this waste water treatment craft can discharge directly Mud that produce after concentrating pressing and straining etc dealing with go on compost produce sure economic benefits Key words Rongcheng SBR craft sanitary sewage mud 0 引言 1 1 概述 2 1 1 设计任务和依据 2 1 1 1 设计任务 2 1 1 2 设计依据 2 1 2 设计要求 2 1 2 1 污水处理厂设计原则 2 1 2 2 污水处理工程运行过程中应遵循的原则 3 1 3 原始数据 3 1 4 荣成市城市环境条件概况 4 1 4 1 地理位置 4 1 4 2 气象水文 4 2 工艺比较分析 5 3 设计计算 8 3 1 原始设计参数 8 3 2 中格栅 8 3 2 1 设计说明 8 3 2 2 设计参数 8 3 3 污水提升泵房和集水井 11 3 3 1 提升泵 11 3 3 2 集水井 11 3 5 沉砂池 14 3 5 1 设计说明 14 3 5 2 设计参数 14 3 5 3 设计计算 14 3 6 配水井设计 16 3 6 1 配水井设计要求 16 3 6 2 配水井设计计算 17 3 7 SBR 反应池 18 3 7 1 设计说明 18 3 7 2 SBR 反应池容积计算 20 3 7 3 SBR 反应池运行时间与水位控制 21 3 7 4 排水口高度和排水管管径 22 3 7 5 排泥量及排泥系统 22 3 7 6 需氧量及曝气系统设计计算 23 3 7 7 空气管计算 25 3 7 8 滗水器 26 3 8 鼓风机房 26 3 9 接触消毒池 27 3 9 1 设计说明 27 3 9 2 设计参数 28 3 9 3 设计计算 28 3 10 污泥处理系统的设计 29 3 10 1 污泥水分去除的意义和方法 29 3 10 2 产泥量 29 3 10 3 集泥井 30 4 污水处理站平面布置和高程布置 31 4 1 污水处理厂平面布置 31 4 1 1 平面布置原则 31 4 1 2 平面布置 33 4 1 3 构筑物和建筑物主要设计参数 35 4 2 污水处理厂高程布置 35 4 2 1 主要任务 35 4 2 2 高程布置原则 35 4 2 3 水头损失计算 36 4 2 4 污水处理厂高程计算表 38 5 结论 39 6 参考文献 40 7 致谢 41 8 附表 42 附表一构筑物和建筑物主要设计参数 42 附表二污水处理厂高程计算表 43 0 0 引言 水是人类的生命之源 它孕育和滋养了地球上的一切生物 并从各个方面为 人类服务 水的用途大致有以下几个方面 生活用水 工业用水 农业用水 渔业 用水 交通运输用水等 一般情况下 与人类生产和生活密切相关的前三种用水不 能大规模取用海洋咸水 而只能取用淡水 但是 水环境中的淡水资源却很少 仅占总量的 2 53 而目前能供人类直接 取用的淡水资源仅占 0 22 加之自然水源的季节变化和地区差异 以及自然水体 遭到的普遍污染 致使可能直接取用的优质水量日益短缺 难以满足人们生活和工 农业生产日益增长的需求 因此保护和珍惜水资源 是整个社会的共同职责 就我 国而言 淡水资源人均不超过 2545 立方米 不到世界人均值的 1 4 因此我们更应 该保护和珍惜水资源 SBR 工艺早在 20 世纪初已有应用 由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用 此法集进水 曝气 沉淀在一个池子中完成 一般由多个池子构成一组 各池工作 状态轮流变换运行 单池由撇水器间歇出水 故又称为序批式活性污泥法 该工艺将传统的曝气池 沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布 形成一体 化的集约构筑物 并利于实现紧凑的模块布置 最大的优点是节省占地 另外 可 以减少污泥回流量 有节能效果 典型的 SBR 工艺沉淀时停止进水 静止沉淀可 以获得较高的沉淀效率和较好的水质 本次设计选择 SBR 工艺作为荣成市生活污 水处理厂工艺的方案 1 1 概述 1 1 设计任务和依据 1 1 1 设计任务 本设计方案的编制范围是荣成市生活污水处理工艺 处理能力为 25000m3 d 内 容包括处理工艺的确定 各构筑物的设计计算 设备选型 管道铺设 平面布置 高程计算 完成总平面布置图 剖面图 一个主要构筑物的详图 1 1 2 设计依据 1 中华人民共和国环境保护法 和 水污染防治法 2 污水综合排放标准 GB8978 1996 4 毕业设计任务书 5 毕业设计大纲 6 业主提供的有关设计文件和基础数据 1 2 设计要求 1 2 1 污水处理厂设计原则 1 污水厂的设计和其他工程设计一样 应符合适用的要求 首先必须确 保污水厂处理后达到排放要求 考虑现实的经济和技术条件 以及当地的具体情况 如施工条件 在可能的基础上 选择的处理工艺流程 构 建 筑物形式 主 要设备设计标准和数据等 2 污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠 设计时必须充分掌握和认 真研究各项自然条件 如水质水量资料 同类工程资料 按照工程的处理要求 全 面地分析各种因素 选择好各项设计数据 在设计中一定要遵守现行的设计规范 保证必要的安全系数 对新工艺 新技术 新结构和新材料的采用积极慎重的态度 2 3 污水处理厂 站 设计必须符合经济的要求 污水处理工程方案设计 完成后 总体布置 单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运 行管理费用 4 污水厂设计应当力求技术合理 在经济合理的原则下 必须根据需要 尽可能采用先进的工艺 机械和自控技术 但要确保安全可靠 5 污水厂设计必须注意近远期的结合 不宜分期建设的部分 如配水井 泵房及加药间等 其土建部分应一次建成 在无远期规划的情况下 设计时应为今 后发展留有挖潜和扩建的条件 6 污水厂设计必须考虑安全运行的条件 如适当设置分流设施 超越管 线 甲烷气的安全储存等 7 污水厂的设计在经济条件允许情况下 场内布局 构 建 筑物外观 环境及卫生等可以适当注意美观和绿化 1 2 2 污水处理工程运行过程中应遵循的原则 在保证污水处理效果同时 正确处理城市 工业 农业等各方面的用水关系 合理安排水资源的综合利用 节约用地 节约劳动力 考虑污水处理厂的发展前景 尽量采用处理效果好的先进工艺 同时合理设计 合理布局 作到技术可行 经济 合理 1 3 原始数据 荣成市 25000生活污水 SBR 处理工艺设计d m3 项目进水水质 mg l 出水水质 mg l 3 BOD COD SS NH N 3 TP 240 390 220 35 7 5 30 100 30 25 3 设计要求 1 4 荣成市城市环境条件概况 1 4 1 地理位置 荣成市位于北纬 36 58 37 25 东经 122 23 122 35 地处山 东半岛最东端 三面环海 海岸线长 500 公里 拥有石岛 龙眼两个一类开放口岸 3 个一类作业区 6 个临时开放港口码头 拥有 8 处商港 12 个万吨级以上码头 开启了 13 条国际国内航线 深水良港多 港湾腹地大 水深坡陡 终年不冻 最 近处距国际主航道仅 5 海里 对外开放和发展造船业条件优越 陆地面积 1495 平 方公里 辖两区 12 镇 10 个街道 826 个行政村 125 个居委会 66 8 万人 1 4 2 气象水文 1 气象气候 荣成地处暖温带季风性湿润气候区 四季分明 年平均气温为 12 左右 年 均日照 2600 小时左右 年均降水量 800 毫米左右 常年受蒙古风和太平洋气流影 响 年均风速 5 4 米 秒 沿海 70 米高处平均风速 6 5 米 秒 是全国风能资源最丰 富的地区之一 2 工程地质资料 成土母质大部分为酸性岩风化物 土壤酸碱度在 5 2 8 1 之间 平均为 6 4 土壤代换量平均在 6 5me 100g 土 保肥能力弱 3 水文资料 4 河网平均密度为 0 22 公里 平方公里 多年平均年径流系数为 0 36 左右 2005 年径流系数为 0 51 2 工艺比较分析 1 传统活性污泥法 传统活性污泥法 又称推流式活性污泥法 它是依据污水的自净作用发展而来 的 污水在经过沉砂 初沉等工序进行一级处理后 进入推流式曝气池 在曝气和 水力条件下 曝气池中的水均匀地流动 污水从入口流向出口 前端液流不与后端 液流混合 在曝气池中 污水中的有机物绝大部分被微生物吸附 氧化分解 生成 无机物 然后进入沉淀池 在这个过程中 随着环境的变化 生物反应速度是变化 的 F M 值也是不断变化的 微生物群的量和质不断地变动 后行污泥的吸附 絮 凝 稳定作用不断的变化 其沉降 浓缩性能也不断地变化 二二二二二二二 二二二二二二 出水 二二二 剩余污泥 二二二 回流污泥 传统活性污泥法工艺流程图 传统活性污泥法的特点是 1 曝气池内污水浓度从池首至池尾是逐渐下降的 由于在曝气池内存在这种 浓度梯度 污水降解反应的推动力较大 效率较高 对污水处理的方式较灵活 2 对悬浮物和 BOD 的去除率较高 3 运行较稳定 4 推流式曝气池沿池长均匀供氧 会出现池首供氧过剩 池尾供氧不足 增 加动力费用 且根据设计要求 对氮的去除率较高 而传统活性污泥法达不到要求 2 SBR 工艺 5 SBR 工艺早在 20 世纪初已有应用 由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用 此法集进水 曝气 沉淀在一个池子中完成 一般由多个池子构成一组 各池工作 状态轮流变换运行 单池由撇水器间歇出水 故又称为序批式活性污泥法 中格栅 集水井 细格栅 平流沉砂池 集泥井 SBR 反应 池 进水出水 泥饼外运 加氯接触池 泵 污泥 污泥浓缩 一体机池 SBR 工艺流程图 该工艺将传统的曝气池 沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布 形成一体 化的集约构筑物 并利于实现紧凑的模块布置 最大的优点是节省占地 另外 可 以减少污泥回流量 有节能效果 典型的 SBR 工艺沉淀时停止进水 静止沉淀可以 获得较高的沉淀效率和较好的水质 SBR 工艺一次性投资较少 SVI 值较低 易于沉淀 一般不会出现污泥膨胀 自动化程度较高 运行得当 处理效果优于连续式 并且 SBR 系统可在生物处理后 进行物化处理 不需要增加设施 便于水的回收利用 并且工艺流程简单 造价低 主体设备只有一个序批式间歇反应器 无二沉池 污泥回流系统 调节池 初沉池 也可省略 布置紧凑 占地面积省 适用于中小城镇的工程设计 但是 SBR 工艺也有一些缺点 它对自动化控制要求很高 并需要大量的电控 阀门和机械撇水器 稍有故障将不能运行 一般必须引进全套进口设备 由于一 池有多种功能 相关设备不得已而闲置 曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大 池子总体容积也不减小 另外 由于撇水深度通常有 1 2 2 米 出水的水位必须按 最低撇水水位设计 故总的水力高程较一般工艺要高 1 米左右 能耗将有所提高 SBR 序批式活性污泥法 工艺早在 1914 年即已开发 但由于当时监测手段 落后 并没有得到推广应用 1979 年美国的 L Irvine 对 SBR 工艺进行了深入的研 6 究 并于 1980 年在印第安那州的 Culver 改进并投产了一个 SBR 污水处理厂 此后 随着计算机监控技术 各种新型不堵塞曝气器和软件技术的出现 同时也由于开发 了在线溶解氧测定仪 水位计等精度高并且对过程控制比较经济的水质检测仪表 污水处理厂的运行管理逐渐实现了自动化 加之 SBR 具有均化水质 工艺简单 处理效果稳定 耐冲击负荷力强 出水质好 操作灵活 占地面积少等优点而成为 包括美 德 日 澳 加等在内的许多工业发达国家竞相研究和开发的热门工艺 以澳大利亚为例 近 10 多年来建成采用 SBR 工艺的污水处理厂就达近 600 座之多 SBR 工艺一般适用于中小规模 土地紧张 具有引进设备条件的场合 所以选 用 SBR 工艺 7 3 设计计算 3 1 原始设计参数 原水水量 Q 25000m3 d 0 289m3 s 取流量总变化系数为 45 1 35 289 7 27 2 11 011 0 z Q K 设计流量 sQKQ m196 405 4189 20 3 zmax 3 2 中格栅 3 2 1 设计说明 格栅一般斜置在进水泵站之前 主要对水泵起保护作用 截去生活水中较大的 悬浮物 它本身的水流阻力并不大 水头损失只有几厘米 阻力主要产生于筛余物 堵塞栅条 一般当格栅的水头损失达到 10 15 厘米时就该清洗 格栅按形状可分为 平面格栅和曲面格栅两种 按格栅栅条间隙可分为粗格栅 50 100mm 中格栅 10 40mm 细格栅 3 10mm 三种 根据清洗方法 格栅和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类 当污染物 量大时 一般应采用机械清渣 以减少人工劳动量 本设计栅渣量大于 0 2m3 d 为 改善劳动与卫生条件 选用机械清渣 由于设计流量小 悬浮物相对较少 采用一 组中格栅 既可达到保护泵房的作用 又经济可行 设置一套带有人工清渣格栅的 旁通事故槽 便于排除故障 3 2 2 设计参数 设过栅流速 0 9m s 取 0 6 1 0m s v 栅前水深 h 0 4 取 0 3 0 5m m 格栅安装倾角 取 60 60 75 8 机械清渣设备 选择旋转式格栅除污机 3 2 3 设计计算 3 个 2 用 1 备 1 格栅间隙数 个 19 9 04 003 0 2 60sin4196 0 2 sin max bhv Q n Qmax 最大废水设计流量 m3 s 格栅安装倾角 取60 75 60 h 栅前水深 0 4m b 栅条间隙宽度 取 30mm v 过栅流速 0 9m s 验算平均水量流速 v 0 87m s 符合 0 4 0 9m s 2 栅槽宽度 B m3 90193 001 192 00 1n bnSB s 栅条宽度 取 0 02m 9 B 格栅宽度 m 3 进水渠道渐宽部分长度 l1 进水渠宽 B 渐宽部分展开角度 1 20 1 m vh Q B75 0 7 04 0 2 4196 0 2 max 1 近水渠内流速取 0 7m s v m BB 25 0 20tan2 75 0 93 0 tan2 l 1 1 1 4 栅槽与出水渠道连接处渐窄部分 l2 ml125 02 l 12 5 栅槽总长度 m H lL28 2 60tan 7 0 0 15 0125 0 25 0 60tan 0 15 0l 1 21 栅前渠道超高 采用 0 3m 11 hhH 2 h 6 过栅的水头损失 3 4 b S k g v sin 2 h 2 1 阻力系数 设栅条断面为锐边矩形断面取 2 42 求出m5 10h1 7 栅后槽总高度 H mhhH85 0h 21 10 8 栅渣量 总 z 1max 1000 86400 K WQ W 栅渣量 由格栅间隙决定 查表得 0 03 1 W W 0 75m d 0 2m d 宜采用机械清渣 选择旋转式格栅除污机 GH 1000 一台 3 3 污水提升泵房和集水井 3 3 1 提升泵 根据污水流量 泵房设计为 L B 10 8m 提升泵选型 采用 300QW800 12 型潜水排污泵 转速 980r min 流量 Q 875m3 h 提升高度 12m 功率 45Kw 购买 3 台 2 台工作 1 台备用 3 3 2 集水井 设计中选用 3 台污水泵 2 用 1 备 则每台污水泵的设计流量为 sQ m755 2 21510 2 Q 3 1 格 栅 宽 度 mm 栅条间距 mm 整机功率 KW 栅 条 截 面 积 mm mm 格 栅 倾 角 100010 500 75 310 5060o 75o 11 按一台泵最大流量时 5min 的出水量设计 则集水池的容积 V Q 575660755 3 1 mt 取集水池的有效水深为 mh5 2 集水池的面积为 F 230 5 2 575V 2 m h 集水池尺寸 采用宽度为 5m 则集水池长度 7m 集水池保护水深 0 5m 实际水深为 2 5 0 5 3 0m 3 4 泵后细格栅 3 个 2 用 1 备 公式计算同上 参数选取 栅前水深 h 0 4m 过栅流速 v 0 8m s 栅条间隙宽 b 10mm 格栅安装倾角 60 1 格栅间隙数 个 62 8 04 001 0 2 60sin4196 0 2 sin max bhv Q n 验算平均水量流速 v 0 8m s 符合 0 4 0 9m s 2 栅槽宽度 B m31 2621 001 621 00 1n bnSB 3 进水渠道渐宽部分长度 l1 进水渠宽 B 渐宽部分展开角度 1 20 1 m vh Q B75 0 7 04 0 2 4196 0 2 max 1 近水渠内流速取 0 7m s v m BB 66 0 20tan2 75 0 3 21 tan2 l 1 1 1 12 4 栅槽与出水渠道连接处渐窄部分 l2 ml33 02 l 12 5 栅槽总长度 m H lL95 2 60tan 8 0 0 15 033 0 66 0 60tan 0 15 0l 1 21 11 hhH 栅前渠道超高 采用 0 4m 2 h 6 过栅的水头损失 3 4 b S k g v sin 2 h 2 1 阻力系数 设栅条断面为圆形断面取 1 79 m5 10h1 7 栅后槽总高度 H mhhH95 0h 21 8 栅渣量 总 z 1max 1000 86400 K WQ W 栅渣量 由格栅间隙决定 查表得 0 10 1 W W 2 49m d 0 2m d 宜采用机械清渣 选择旋转式格栅除污机 FH 1400 13 格 栅 宽 度 mm 栅条间距 mm 整机功率 KW 栅 条 截 面 积 mm mm 格 栅 倾 角 140010 500 75 310 5060o 75o 3 5 沉砂池 3 5 1 设计说明 沉砂池有 4 种 平流式 竖流式 曝气式 钟式和多尔式 本设计采用平流式 沉砂池 其具有截留无机颗粒效果好 工作稳定 结构简单 排沙方便等特点 3 5 2 设计参数 设计流量smQ 4196 0 3 max 最大流量时停留时间 t 30s 最大流量时水平流速 v 0 25m s 有效水深m9 0h2 清除沉砂间隔时间 T 2d 3 5 3 设计计算 1 长度 L mL5 73025 0vt 2 水流断面积 A 2max 678 1 25 0 4196 0 m v Q A 3 池总宽度 B m A B6 81 9 0 678 1 h2 14 4 每格池子宽度 b 设 n 2 格 则 m B 0 93 2 6 81 2 b 5 沉砂斗所需容积 V 6 z max 10 86400 K XTQ V X 城市污水沉砂量 取 10 m30 363 污水m T 清除沉砂时间间隔 2d 1 45 z K V 1 50m 每个沉砂斗容积 每一个分格有两个沉砂斗 0 V 1 50 2 2 0 375m 0 V 6 沉砂斗各部尺寸 斗底宽 斗壁与平面倾角 60 斗高m5 0a1 m6 0h 3 沉砂斗上口宽m20 1 60tan 2 a 1 3 a h 沉砂斗容积 0 375 32 11 2 3 0 504 0 222 6 vmaaaa h 3 m 7 沉砂室高度 3 h 本设计采用重力排砂 设池底坡度为 0 06 坡向沉砂斗的长度m aL 5 52 2 20 1 25 7 2 2 l2 mlh653 0 5 5206 0 5 006 0 h 2 33 8 池总高度 H 设超高m3 0h1 mH853 1653 09 03 0hhh 321 9 验算最小流速 min v 15 在最小流量时只用一格工作 1n1 min1 min min v wn Q 最小流量 min QsmKQ z 1993 0 3 最小流量沉砂池水流断面面积 为 min w 2 2 837 0 bmh 0 15m ssm 24 0 vmin 平流式沉砂池计算草图 3 6 配水井设计 3 6 1 配水井设计要求 1 水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等 2 配水渠道中的水流速度应不大于 1 0m s 以利于配水均匀和减少水头损失 3 从另外一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的 管道 向其引水的 16 环形配水池 当从一个方向进水时 保证分配均匀的条件是 应取中心管管径 等于引水管管径 中心管下的环形孔高应取 0 25 0 5D 当污水从中心管流出时 不应当有配水池直径和中心管直径之比 D D1 大于 1 5 的突然扩张 在配水池上部必须考虑液体通过宽顶堰自由出流 当进水流量为设计负荷 配水均匀度误差为 1 当进水流量偏离设计负 荷 25 时 配水均匀误差为 2 9 3 6 2 配水井设计计算 在沉砂池后设一配水井 负责向六个 SBR 池配水 1 设计参数 最大设计流量smQ 4196 0 3 max 水力停留时间 t 1min 2 设计计算 1 有效容积 3 max 17 25604196 0mtQV 2 池面积 取有效水深 h 3m 2 m39 8 3 17 25 hVA 3 池平面尺寸 取 3 3m m26 3 14 3 39 8 44 1 A D 4 池总高度 取超高 h1 0 5m H h h1 3 0 0 5 3 5m 5 矩形宽顶堰 进水从配水井底部中心进入 经等宽度堰流入 6 个水斗由管道接入 每 个后续处理构筑物的处理水量 配水渠采用矩smQ 0699 06 4196 0 6 q 3 max 形宽顶溢流堰至配水管 过堰水深 h 因为单个出水溢流堰的流量为 q 0 0699 m3 s 69 9 L s 一般大于 17 100L s 采用矩形堰 一般小于 100L s 采用三角堰 所以本设计采用三角堰 h 过堰水深 47 2 343 1 hQ 计算得 h 0 30m 配水管管径 D2设配水管管径 D2 400mm 流量采用 q 0 0699 m3 s 配水渠斗上口径 D 按照配水井内径的 1 5 倍设计 D 1 5D1 1 5 3300 4950 mm 3 7 SBR 反应池 3 7 1 设计说明 根据工艺流程论证 SBR 法具有比其他好氧处理法效果好 占地面积小 投资 省的特点 因而选用 SBR 法 SBR 是序批式间歇活性污泥法的简称 该工艺由按 一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成 其运行操作在空间上是按序排列 间 歇的 污水连续按顺序进入每个池 SBR 反应器的运行操作在时间上也是按次序排 列的 SBR 工艺的一个完整的操作过程 也就是每个间歇反应器在处理废水时的操 作过程 包括进水期 反应期 沉淀期 排水排泥期 闲置期五个阶段 如图 3 3 这种操作周期是周而复始进行的 以达到不断进行污水处理的目的 对于单个 的 SBR 反应器来说 在时间上的有效控制和变换 即达到多种功能的要求 非常灵 活 曝 气 进 水 进水期 反应期 沉淀期 排水期 闲置期 SBR 工艺操作过程 18 SBR 工艺特点是 1 工程简单 造价低 2 时间上有理想推流式反应器的特性 3 运行方式灵活 脱 N 除 P 效果好 4 良好的污泥沉降性能 5 对进水水质水量波动适应性好 6 易于维护管理 SBR 工艺的操作过程如下 进水期 进水期是反应池接纳污水的过程 由于充水开始是上个周期的闲置期 所以此 时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液 这也就相当于活性污泥法中污泥回流作 用 SBR 工艺间歇进水 即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应 器 待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作 因此 充水期的 SBR 池相 当于一个变容反应器 混合液基质浓度随水量增加而加大 充水过程中逐步完成吸 附 氧化作用 SBR 充水过程 不仅水位提高 而且进行着重要的生化反应 充水 期间可进行曝气 搅拌或静止 曝气方式包括非限制曝气 边曝气边充水 限制曝气 充完水曝气 半限制 曝气 充水后期曝气 反应期 在反应阶段 活性污泥微生物周期性地处于高浓度 低浓度的基质环境中 反 应器相应地形成厌氧 缺氧 好氧的交替过程 虽然 SBR 反应器内的混合液呈完全混合状态 但在时间序列上是一个理想的 推流式反应器装置 SBR 反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的 能提高处理效 率 抗冲击负荷 防止污泥膨胀 沉淀期 相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池 停止曝气搅拌后 污泥絮体靠重力沉 19 降和上清液分离 本身作为沉淀池 避免了泥水混合液流经管道 也避免了使刚刚 形成絮体的活性污泥破碎 此外 SBR 活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速 下沉降的 所以受干扰小 沉降时间短 效率高 排水期 活性污泥大部分为下周期回流使用 过剩污泥进行排放 一般这部分污泥仅占 总污泥的 30 左右 污水排出 进入下道工序 闲置期 作用是通过搅拌 曝气或静止使其中微生物恢复其活性 并起反硝化作用而进 行脱水 3 7 2 SBR 反应池容积计算 处理要求 项目进水水质 mg l 出水水质 mg l BOD COD SS NNH 3 TP 240 390 220 35 7 5 30 100 30 25 3 参数选取 设计流量 dmQ 36250 3 max 周期数 38 24n SBR 处理污泥负荷设计为 d 4 0 5s kgMLSSkgBODN 设 SBR 运行每一周期时间为 8h 进水 1 0h 反应 曝气 4 0 5 0h 取 4h 沉 淀 2 0h 排水 0 5h 1 0h 取 1h 20 根据运行周期时间安排和自动控制特点 SBR 反应池设置 4 个 1 污泥量计算 SBR 反应池所需污泥量为 kg25375 405 70 1030 24036250 75 0 5 70 3 max 干 s r N SQMLVSS MLSS 设计沉淀后污泥的 SVI 污泥容积指数 90ml g SBR 工艺中一般取 80 150 SVI 在 100 以下沉降性能良好 则污泥体积为 33 s 5 27402537510902 12 1mMLSSSVIV 2 SBR 反应容积 bF VVVV si 代谢反应所需污泥容积 m si V 反应池换水容积 进水容积 m F V 保护容积 m b V 3 m3781 424 36250 F V 3 s 5 2740 mV 则单池污泥容积为 3 si 6854 mVV s b VVV 1063378685 b 3 SBR 反应池构造尺寸 SBR 反应池为满足运行灵活及设备安装需要 设计为长方形 一端为进水 区 另一端为出水区 SBR 反应池单池平面 净 尺寸为 24m 12m 长比宽在 1 1 2 1 水深为 5 0m 池深 5 5m 单池容积为 3 m144051224 V 则保护容积为 3 b 377mV 21 6 个池总容积 3 m576014404V 3 7 3 SBR 反应池运行时间与水位控制 SBR 池总水深 5 0m 按平均流量考虑 则进水前水深为 3 2m 进水结束后 5 0m 排水时水深 5 0m 排水结束后 3 2m 5 0m 水深中 换水水深为 1 8m 存泥水深 2 0m 保护水深 1 2m 保护水深的设置 是为避免排水时对沉淀及排泥的影响 进水开始与结束由水位控制 曝气开始由水位和时间控制 曝气结束由时间控 制 沉淀开始与结束由时间控制 排水开始由时间控制 排水结束由水位控制 3 7 4 排水口高度和排水管管径 1 排水口高度 为保证每次换水的水量及时快速排出 以及排水装置运行的需要 3 4m1510 F V 排水口应在反应池最低水位之下约 0 5 0 7 设计排水口在最高水位之下 2 5 mm 2 排水管管径 每池设自动排水装置一套 出水口一个 排水管 1 根 固定设于 SBR 墙上 排水管管径 DN700 mm 设排水管排水平均流速为 0 9m s 则排水量为 smvd 34 0 907 0 44 q 22 22 则每周期 平均流量时 所需排水时间为 hh VF 130 0 1246 378 q 3 7 5 排泥量及排泥系统 1 SBR 产泥量 SBR 的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥 还有很少部分由进水悬浮 物沉淀形成 SBR 生物代谢产泥量为 rs s r rr QSNba N QS baQSVXbSQX a r a 微生物代谢增系数 kgVSS kgBOD b 微生物自身氧化率 l d 根据生活污泥性质 参考类似经验数据 设 a 0 70 b 0 05 则有 dX 2kg4377102105 4125000 40 05 0 70 3 假定排泥含水率为 98 则排泥量为 98 86 218 981 10 2 4377 1 10 3 33 s Pdm P X Q 或 99 2 7437 991 10 2 4377 1 10 3 33 s Pdm P X Q 考虑一定安全系数 则每天排泥量为 500m d 2 排泥系统 剩余污泥在重力作用下通过污泥管路排入集泥井 3 7 6 需氧量及曝气系统设计计算 1 需氧量计算 SBR 反应池需氧量 O2计算式为 a 2srrr NQSbQSaXVbQSO 23 微生物代谢有机物需氧率 kg kg a 微生物自氧需氧率 1 d b 去除的 BOD5 kg m3 r SlmgS 21030240 r 经查有关资料表 取 0 50 0 190 需氧量为 a b h 2 309 kgO9 17422 10 40 2105 4125000 90 10102105 4125000 50 22 3 3 2 kgOd OR 2 供气量计算 设计采用塑料 SX 1 型空气扩散器 敷设 SBR 反应池池底 淹没深度 H 4 5m SX 1 型空气扩散器的氧转移效率为 EA 8 查表知 20 30 时溶解氧饱和度分别lmgClmgC s 63 7 17 9 30 20 s 空气扩散器出口处的绝对压力 Pb为 paHP 53535 b 10454 1 5 4108 910013 1108 910013 1 空气离开曝气池时 氧的百分比为 6 19 981 2179 81 21 1 2179 1 21 t A A E E O 曝气池中溶解氧平均饱和度为 按最不利温度条件计算 lmg OP CC tb s 93 8 4210006 2 5 30sb 水温 20 时曝气池中溶解氧平均饱和度为 lmgCC 73 1017 9 17 1 7 11 20 s 20 sb 20 时脱氧清水充氧量为 20 20 sb 0 024 1 T jTsb CC RC R 式中 污水中杂质影响修正系数 取 0 8 0 78 0 99 24 污水含盐量影响修正系数 取 0 9 0 9 0 97 混合液溶解氧浓度 取 2 j C 气压修正系数 取 1 h 9m54175 1 024 1 0 23 980 19 0 80 3 710 3 2 2030 2 0 O O R SBR 反应池供气量为 s G min376 22579m 8 00 30 9541 3 0 33 0 s lmh E R G A 每立方污水供气量为 污水 33 s 914 4 1510 225794 1510 mmG 去除每千克 BOD5的供气量为 5 3 2m71 21 0 4 1510 22579 kgBOD SV G rF s 去除每千克 BOD5的供氧量为 52 r 0 kg1 71 1 20 41510 9541 BODO SV R F 3 7 7 空气管计算 空气管的平面布置如图所示 鼓风机房出来的空气供气干管 在相邻两 SBR 池的隔墙上设两根供气支管 为 4 个 SBR 池供气 在每根支管上设 30 条配气竖管 为 SBR 池配气 4 池共 2 根供气支管 60 条配气管竖管 每条配气管安装 SX I 扩 散器 13 个 每池共 195 个扩散器 全池共 780 个扩散器 25 SBR 池底扩散器示意图 空气支管供气量为 smG 96 1 min 5m1171 4 1 25 1 376 33 si 1 25 安全系数 由于 SBR 反应池交替运行 2 根空气支管不同时供气 故空气干管供气量亦 为 117 5 2 235m min 选用 SX I 型盆形曝气器 氧转移效率 6 9 氧动力效率 1 5 2 2kg kW h 供气量 20 25m3 h 服务面积 1 2m2 个 3 7 8 滗水器 现在的 SBR 工艺一般都采用滗水器排水 滗水器排水过程中能随水位的下降 而下降 使排出的上清液始终是上层清液 为防止水面浮渣进入滗水器被排走 滗 水器排水口一般都淹没在水下一定深度 目前 SBR 使用的滗水器主要有旋转式滗水器 套筒式滗水器和虹吸式滗水器 三种 本工艺采用旋转式滗水器 旋转式滗水器属于有动力式滗水器 应用广泛 适合大型污水处理厂使用 旋转式滗水器示意图 26 本工艺采用 XB 1800 型旋转式滗水器 3 8 鼓风机房 鼓风机房要给曝气沉砂池和 SBR 池供气 选用 TS 系列罗茨鼓风机 选用 TSD 150 型鼓风机 3 台 工作 2 台 备用一台 设备参数 流量 20 40m3 min 升压 44 1kPa 配套电机型号 Y200L 4 功率 30kW 转速 1220r min 机组最大重量 730kg 设计鼓风机房占地 L B 10 8 5 4 58 32m2 3 9 接触消毒池 3 9 1 设计说明 城市污水经过一级或二级处理后 水质改善 细菌含量也大幅度减少 但其绝 对值仍很可观 并有存在病源菌的可能 因此 污水排入水体前应进行消毒 特别 是医院 生物制品以及屠宰场等有致病菌污染的污水 更应严格消毒 目前 用消毒剂消毒能产生有害物质 影响人们的身体健康已广为人知 氯化 是当今消毒采用的普遍方法 氯与水中有机物作用 同时有氧化和取代作用 前者 促使去除有机物或称降解有机物 而后者则是氯与有机物结合 氯取代后形成的卤 化物是有致突变或致癌活性的 所以 目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量 二是采用其他消毒剂代替液 氯或游离氯 以减少有害物的生成 消毒设备应按连续工作设置 消毒设备的工作 时间 消毒剂代替液氯或游离氯 以减少有害物的生成 消毒设备应按连续工作设置 消毒设备的工作时间 消毒剂投加量 可根据所 27 排放水体的卫生要求及季节条件掌握 一般在水源的上游 旅游日 夏季应严格连 续消毒 其他情况时可视排出水质及环境要求 经有关单位同意 采用间断消毒或 酌减消毒剂投量 目前常用的污水消毒剂是液氯 其次是漂白粉 臭氧 次氯酸钠 氯片 氯氨 二氧化氯和紫外线等 其中液氯效果可靠 投配设备简单 投量准确 价格便宜 其他消毒剂如漂白粉投量不准确 溶解调制不便 臭氧投资大 成本高 设备管理 复杂 其他几种消毒剂也有很明显的缺点 所以目前液氯仍然是消毒剂首选 3 9 2 设计参数 1 水力停留时间 T 0 5h 2 设计投氯量一般为 3 0 5 0mg l 本工艺取最大投氯量为lmg 0 5 max 3 9 3 设计计算 1 设计消毒池一座 池体容积 3 m755 50 41510 QTV 设消毒池池长 L 20m 有 3 格 每格池宽 b 5 0m 设有效水深 H1 4m 接触消毒池总宽mbB1552n 实际消毒池容积满足有效停留时间的要求 3 1 120042015mBLHV 2 加氯量的计算 最大投氯量为lmg 0 5 max 则每日投加氯量为 hdkgQW 6kg7 25 1811045 1 250000 5 3 max 选用贮氯量为 200kg 的液氯钢瓶 每日加氯量 1 瓶 选用加氯机两台 3 混合装置 在消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机两台 选用 JBK 2200 框式调速搅拌机 搅拌直径 2200mm 高 2000mm 电动机功 率 4 0kW 28 接触池结构示意图 3 10 污泥处理系统的设计 3 10 1 污泥水分去除的意义和方法 污水处理厂的污泥是由液体和固体两部分组成的悬浮液 污泥处理最重要的步 骤就是分离污泥中的水分以减少污泥体积 否则其他污泥处理步骤必须承担过量不 必要的污泥体积负荷 污泥中的水分和污泥固体颗粒是紧密结合在一起的 一般按照污泥水的存在形 式可分为外部水和内部水 其中外部水包括孔隙水 附着水 毛细水 吸附水 污泥颗粒间的孔隙水占污泥水分的绝大部分 一般约为 70 80 其与污泥颗粒 之间的结合力相对较小 一般通过浓缩在重力的作用下即可分离 附着水 污泥颗 粒表面上的水膜 和毛细水 约 10 22 与污泥颗粒之间的结合力强 则需要 借助外力 比如采用机械脱水装置进行分离 吸附水 5 8 含内部水 则由于 非常牢固的吸附在污泥颗粒表面上 通常只能采用干燥或者焚烧的方法来去除 内 部水必须事先破坏细胞 将内部水变成外部水后 才能被分离 3 10 2 产泥量 根据前面计算所知 有以下构筑物排泥 29 SBR 反应池 500m d P 99 则每日的总排泥为 V 500 m3 3 10 3 集泥井 参数选取 停留时间 HRT 6h 设计总泥量 Q 500dm3 采用圆形池子 池子的有效体积为 3 m12524 HRTQV 池子有效深取 7m 则池面积为 22 18m 9 17V 7mA 则集泥井的直径 m8 4 14 3 1844 A D 取D 5m 实际面积A 19 6m2 水面超高 0 3m 则实际高度为 7 3m 3 10 4 污泥浓缩脱水一体机 1 用 1 备 本设计采用 FNDY1500 浓缩脱水一体机 具体技术参数如下 滤带宽度 mm 1600 泥饼含水率 66 81 有效率带面积 29 8 履带运行速率 m min 采用无级调速 正常运行速度浓缩段为 3 18 5 压 榨段为 1 3 6 5 主机功率 KW 0 75 1 5 外形尺寸 mm L W H 3750 2050