SBR法处理食品废水工艺设计

摘 要本设计主要对食品废水的处理进行初步设计，以解决其带来的环境污染问题。针对该废水有机污染物浓度较高，易生化降解，悬浮物含量高的特点，经过多种方案的比较，本设计最终采用SBR为主体的工艺流程。流程简述为：首先对污水进行预处理和一级处理，主要有格栅、调节池等构筑物，其目的是去除部分悬浮颗粒。继而进行生化处理，主要采用的是SBR反应池，其目的是去除水中大部分有机物。流程中产生的污泥通过浓缩和脱水处理后外运。本流程对处理食品废水具有处理效果高、操作简单、运行稳定、费用低、污泥产量少的特点。并且初步预算表明，该工艺能带来较好的经济效益和环境效益。本设计对格栅、调节池、鼓风机房、SBR反应池、污泥浓缩池等构筑物进行了详细的计算，编制设计说明书一份；且绘制了厂区总平面图、工艺流程图、高程图各一张及主要构筑物SBR反应池和污泥浓缩池图各一张。关键词：食品废水；SBR反应池；曝气；污泥浓缩池AbstractThis design mainly carries on the preliminary design to food waste waters processing, solves the environmental pollution problem which it brings.Against the characteristics of high concentration of organic matters, easy biodegradation and high levels of suspended solids，the sequencing batch reactor (SBR) process was finally adopted by comparison.The process can be summarized as follows:First, pretreatment was carried out to remove suspended particles and the main structures including grille，regulating pool and so on. And then the SBR tank was used as biological treatment and the majority of organic matter were removed here. Sludge generated by the flow was moves away after concentration and dehydration. This flow to processes food waste water to have the processing effect to be high, the simplicity of operator, the movement are stable, the expense is low, sludge output few characteristics. And the preliminary estimate indicated that this craft can bring the good economic efficiency and the environment benefit.Some detailed calculations of constructions including grid， SBR tank，sludge thickener and other structures were completed in the design. A design instruction booklet and five blueprints including district layout，flow chart, elevation chart，SBR tank and sludge concentration tank were also accomplished. Keywords:Food waste water; sequencing batch reactor (SBR); aeration; sludge thickener引 言随着工业的迅速发展，许多如印染废水、食品废水、医药废水、固体废物填埋场渗沥液等，具有排放量大、污染面广、难生物降解等特点。而这些工业废水中，食品废水是一大主要废水。食品工业原料广泛，制品种类繁多，排出废水的水量、水质差异很大。序批式活性污泥法（SBRSequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame 大学的R.Irine 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。 由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。 SBR法其对有机物的去除机理为：在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机物降解并同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离，废水即得到处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。SBR工艺运行灵活，可以间歇运行，停产长达3个月后，重新启动SBR池时，污泥活性可很快恢复，该工艺十分适用中、小型制革企业的废水处理。目前，国内将SBR工艺列为废水处理中的重要工艺进行研究和应用。但SBR工艺尚处于发展完善阶段，SBR的兴起不过十几年的时间，许多研究还属于刚刚起步阶段，在基础理论研究方面存在着很多疑问，在工程应用方面缺乏科学、可靠的设计模式及成熟的运行管理经验，而SBR自身的特点一间歇运行、自动化要求高，又增加了解决问题的难度和应用的局限性。但是由于SBR法以它独特的优点，使近年来得到迅速推广，通过不断改进、完善，使其成为目前世界上采用较多的污水处理工艺。SBR工艺在我国工业废水处理领域应用也比较广泛，已经建成的应用SBR工艺处理的废水包括：屠宰废水、苯胺废水、含酚废水、啤酒废水、化工废水、淀粉废水等。北京、上海、广州、无锡、扬州、山西、福州、昆明等地已有多座SBR处理设施投入运行。1 项目概况1.1 设计依据（1）中华人民共和国国家标准污水综合指标排放标准GB8978-96；（2）国家及地方的有关规范和法规；（3）室外排水设计规范； （4）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准GJJ31-89；（5）建筑给水排水设计规范GBJ15-88； （6）工业企业总平面设计规范GB50187-93； （7）辽宁省污水与废气排放标准。1.2设计原则(1)执行国家关于环境保护的政策，符合国家及地方的有关法规、规范和标准。(2)采用先进、成熟、可靠的处理工艺，（通过小试）确保处理出水达到排放标准。充分考虑当地气候条件，采用安全可靠的工艺路线和设计参数，并采取适当的保温措施，确保低温季节污水处理的达标排放和投资的安全性。(3)采用成熟、高效、优质的设备，并设计较好的自控水平，以方便管理运行。(4)综合考虑环境、经济和社会效益，在保证出水达标的前提下，尽量减少工程投资与运行费。(5)全面规划，合理布局，整体协调，使污水处理工程与周围环境及景观达到协调一致。(6)妥善处理污水处理净化过程中产生污泥、沉砂等固体废弃物，避免二次污染。1.3主要设计标准和规范本项目设计主要执行以下国家专业技术规范和标准；(1)建筑给水排水设计规范（GBJ15-88）；(2)室外给水设计规范（GBJ13-86）；(3)室外排水设计规范（GBJ14-87）；(4)给水排水工程结构设计规范（GBJ13-86）；(5)给水排水构筑物施工及验收规范（GBJ141-90）；(6)钢筋混凝土工程施工及验收规范（GBJ204-83）；(7)电气装置施工及验收规范（GBJ232-82）；(8)机械设备安装工程施工及验收规范（GBJ231-82）；(9)现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范。1.4 设计要求日处理量为。出水应符合中华人民共和国国家标准污水排放标准（GB98781996）一级标准。1.4.1进水水质表1 污水处理厂进水水质一览表项目CODcrBODSSPH污染物浓度7504007006.0注：表中数据单位除注明者外均为mg/L。1.4.2出水水质 出水应符合中华人民共和国国家标准污水排放标准（GB98781996）一级标准具体见表2。表2 污水处理厂出水水质一览表项目CODcrBODSSPH污染物浓度100307069注：表中数据单位除注明者外均为mg/L。2.工业简介及工艺流程的确定2.1食品废水处理工艺概况食品废水中主要污染物有(1)漂浮在废水中固体物质，如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等；(2)悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等；(3)溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等：(4)原料夹带的泥砂及其他有机物等；(5)致病菌毒等。食品工业废水的特点是有机物质和悬浮物含量高，易腐败，一般无大的毒性。其危害主要是使水体富营养化，以致引起水生动物和鱼类死亡，促使水底沉积的有机物产生臭味，恶化水质，污染环境1。食品工业废水处理除按水质特点进行适当预处理外，一般均宜采用生物处理。生化法采用活性污泥法和生物膜法，活性污泥法一般用完全混合式曝气池，生物膜法一般用曝气生物滤池和生物接触氧化池。2.2食品废水处理工艺比较工艺一：SBR（间歇式活性污泥法）SBR法它是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥处理技术。它采用时间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置沉淀代传统的动态沉淀2。废水初沉池SBR反应器过滤出水SBR工艺优点 ：(1)理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。(2)运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 (3)耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 (4)工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 (5)处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 (6)反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 (7)SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 (8)脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。 (9)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。其缺点：不能进行连续进水的废水处理。但可以用多个池子并用的方式进行改进。SBR系统的适用范围：由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况： (1)中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 (2)需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 (3)水资源紧缺的地方。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。 (4)用地紧张的地方。 (5)对已建连续流污水处理厂的改造等。 (6)非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理3。工艺二：曝气生物滤池废水格栅初沉池一级曝气生物滤池二级曝气生物滤池排放曝气生物滤池具有占地面积小、臭气少、具有模块化结构和便于自动控制等优点。应用领域包括城市污水处理、生活污水处理、工业污水处理和中水处理。其缺点为：(1)进水有机物过高可能造成细菌大量繁殖，容易培塞滤料，进水的悬浮物浓度太高亦会出现同样的情况，如反冲洗次数过多会影响正常运作，因此一般需进行预沉淀处理，或化学预处理。(2)现阶段BIOSTYR。系统主要使用化学除磷工艺。生物除磷尚在研究阶段。(3)曝气生物滤池需要气水联合反冲洗，自控要求高，手动操作略显复杂。工艺三：生物接触氧化法废水格栅初沉池生物接触氧化池二沉池出水生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法处理工艺：又成为淹没式生物滤池。是曝气池和生物滤池综合在一起的处理构筑物，兼有两者优点4。其缺点为：(1)生物膜的厚度随负荷的增高而增大,负荷过高则生物膜过厚,引起填料堵塞.故负荷不易过高,同时要有防堵塞的冲洗措施。(2)大量产生后生动物(如轮虫类)，后生动物容易造成生物膜瞬时大块脱落,则易影响出水水质。(3)填料及支架等往往导致建设费用增加5。工艺四：A/O工艺（缺氧好氧工艺）废水格栅沉砂池初沉池缺氧池好氧池二沉池排放该工艺把反硝化反应器设置在流程的前端，而去除BOD、进行硝化反应的综合好氧反应器则设置在流程后端；因此，可以实现进行反硝化反映时，可以利用原废水中的有机物直接作为有机碳源，将从好氧反应器回流回来的含有硝酸盐的混合液中的硝酸盐反硝化成为氨气7。其缺点为：(1)内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。(2)对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解 浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。2.3食品废水处理工艺的确定食品废水的处理应根据食品污水处理厂的具体情况，首先抓住工艺改革和综合利用，最大限度地减少废水排放量。在考虑上述综合治理的情况下，再来确定食品废水的处理工艺。食品废水包括酒精、啤酒、味精、淀粉、乳糖、柠檬酸、蔬菜加工及饮料加工过程中排出的废水，废水水质普遍较差，处理难度较大，投资及运行费用高。而在大量的食品废水处理的工程家道中落中已逐渐证明，SBR工艺的可行性和优越性，该工艺应用于食品废水的处理已取得了满意的效果。而且根据上述工艺比较，可以发现在对于此类食品废水处理，以SBR工艺最为好。所以选择用SBR工艺。2.4 工艺流程方案的确定方案一：废水粗格栅污水提升泵房细格栅初沉池SBR反应池出水污泥浓缩池污泥脱水外运泥饼方案二：废水粗格栅细格栅潜水提升泵曝气调节池SBR反应池出水污泥浓缩池污泥脱水外运泥饼两个方案虽说都是采用SBR工艺来做的，但是方案一中，初沉池在这个工艺中并没有太大的用处，而方案二中的曝气调节池，却可以在调节水质水量下，还可以调节PH，同时也可以达到去除少许BOD和COD的效果。由以上分析可知方案二比方案一好，故本设计选用方案二。2.5 工艺流程简述食品污水经过粗格栅和细格栅两道格栅去除体积较大的悬浮物和漂浮物。然后流入曝气调节池，用以分进行废水PH值的调节，平衡水温，以及水质水量的调节。然后进入SBR反应池中，去除BOD，COD，SS达到出水要求，直接排放到浑河。各处理单元的剩余污泥集中到污泥浓缩池中进行浓缩泥水分离，再经污泥脱水机处理后泥饼外运。具体工艺流程见图1。图1 流程图3.废水处理系统工艺设计说明3.1 格栅格栅是由一组平行的刚性栅条制成的框架，是污水处理厂的第一道处理构筑物，它的作用是保护水泵，避免杂物堵塞管道和拦截废水中较大的悬浮物、漂染物、纤维物质和固体颗粒物质，从而保证后续处理构筑物的处理负荷8。国内外经验证明，在新建的污水处理厂的设计中，宜采用一粗一细两道格栅。根据排水制度、废水中漂浮的情况，栅条形状、栅条间隙、格栅高度，栅曹底至工作平台高度、栅渣排出高度等来选择。表3 格栅各个类型及特点类型适用范围优点缺点链条式主要用粗、中格栅深度不大的中小型格栅主要清除长纤维及条状物构造检点，制造方便占地面积小杂物进入链条于链轮是容易卡住套筒滚字链造价高，容易腐蚀移动伸缩式主要用于粗、中格栅，深度中等的宽大格栅，耙斗式适于较深格栅设备全部在水面上钢绳在在水面上运行寿命长可不停水检修移动不见构造复杂移动时耙齿与栅条间隙对位困难钢绳牵引式主要用语中，细格栅，固定式用于中小格栅移动式用于宽大格栅水下无固定部件者，维修方便适用范围广水下有固定部件者，维修检查需停水钢丝绳容易腐蚀回转式主要用于中，细格栅耙钩式用于较深中小格栅背耙式用于较浅格栅用不锈钢或塑料制造耐腐蚀封闭式传动链，不易被杂物卡住耙钩易磨损，造价高塑料件易破损旋转式主要用于中、细格栅深度浅的中小格栅构造简单，制造方便运行稳定，容易检修筒形梯形栅条制造技术要求较高根据表3，本次设计所采用的格栅匀为链条式格栅。本次设计共采用两个格栅，前面废水先经过粗格栅，除去较飘浮物，再经过细格栅进一步去除小的栅渣。3.2调节池因为工业废水的波动很大，甚至在一日内或班产之间都可能有很大的变化，这种变化对污水处理设备，特别是生物处理设备正常发挥其净化功能是不利的，甚至还可能遭到破坏。同样对于物化处理设备也会因为废水波动过大，使参数难以控制，从而破坏了处理效果。在这种情况下应在废水处理系统前设置调节池，用以保证废水处理的正常进行。此外，也可以在调节池内进行废水PH值的调节，平衡水温，控制向市政系统的废水排放，防止高浓度有毒物质进入生物处理系统9。此次设计采用矩形地下式调节池，利用潜水提升泵将水提升到SBR反应池中。在调节池中加入微孔曝气器，对废水进行微曝气以及搅拌，以提高废水中的生化性能。气源由鼓风机房提供。并在此调节池内投放石灰石进行调节PH。而且能去除25%27%的COD和BOD。3.3 SBR反应池 SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。 由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应池来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR反应池无法进行连续进水处理，所以采用多个反应池一起并用来进行废水处理。 本设计中安排一周期时间为，进水时间为，反应即曝气时间为，沉淀和滗水匀为。由于不用去除氨氮，所以可以不用闲置。而在此设计中，共采用了3个反应池并列使用。3个反应池运行程序安排如表4所示。由于SBR间歇运行的特殊性，其曝气设施也有其特殊要求，要求具有防堵塞、抗瞬间的强度冲击等。因此在此选择用球冠型膜片式微孔曝气器。还由于SBR工艺的特殊性，所以必须用滗水器进行滗水。能去除90%的COD、BOD和SS。表4 3个SBR反应池周期运行程序安排时段SBR反应池1SBR反应池2SBR反应池31进水沉淀曝气2进水排水曝气3曝气进水沉淀4曝气进水排水5沉淀曝气进水6排水曝气进水3.4 鼓风机房曝气调节池及SBR反应池所需空气由鼓风机房供给，设置HSR-150型三叶罗茨鼓风机2台（1用1备）。每台转速1400，压力为，气量为，所配电动机功率为。3.5 污泥浓缩池本设计污泥浓缩池采用重力浓缩池，根据污泥量，可设计为85.5 3.6 污泥脱水间根据所需处理的污泥量，选用型脱水机两台，处理能力为450,每天工作8。4 平面布置原则污水处理厂平面布置原则，根据工艺要求满足各种管道布置间距，满足良好的交通功能，有良好的绿化环境，对四周环境没有污染，又能满足各种功能要求，节约用地的原则10。厂区内设一个入口，主要用于管理人员、工作人员和外来人员出入和生产性车辆出入口，主要运输污泥等，设门卫一座。大门为不锈钢电动伸缩门，它的控制可设在门卫。根据功能要求厂区可分为生产区和生活区，生产区按工艺流程合理的布置各个构筑物，不仅满足平面尺寸的要求，同时考虑了竖向标高的合理及各种管线之间的距离要求。生活区入口主要布置在主入口处，即考虑了使用功能，又考虑了景观要求以及出口方便等，其主要建筑物为综合楼，它不仅是污水厂管理中心，水厂的中心控制室就设在此，又是对外联系的窗口，在综合楼门对面空地上做了篮球场和喷泉。同时考虑了停车场、自行车棚等交通功能。车行道做成沥青铺路，人行路为彩色铺装，入口两侧种植树木及草坪。为满足夜间生产值班等需要，夜间照明除考虑道路照明外，还增设庭院灯，让生产工人夜间对生产构筑物运行情况的了解，在各种池上设有设备照明灯。污水厂总占地面积20公顷，除考虑一级处理工艺外，还预留对将来污水回用留有位置。5 高程布置原则污水处理厂地处细河岸边，综合考虑土方平衡、防洪的影响，以及常水位条件下处理厂出水可以自流排入细河水体的要求，确定食品废水处理厂设计地面标高为。处理构筑物标高的确定，即要保证排水顺畅，又要考虑造价、施工管理等多方面因素，污水处理厂各部分高程详见工艺相关图纸。6 工艺设计计算6.1 粗格栅6.1.1 设计参数设计流量 最大设计设栅前流速 过栅流速栅条宽度 格栅净间距格栅倾斜角 单位栅渣量栅渣/污水 栅前水深 栅前槽宽度 渐宽部分展开角度 超高6.1.2 设计计算(1)栅条间隙数：11 式中：最大设计流量，； 格栅倾角，()； 格栅净间距，； 栅前水深，； 过栅流速，。 (2)栅槽宽度： 式中：栅条宽度，； 栅条间隙数，个； 格栅净间距，。(3)进水渠道渐宽部分的长度：设渐宽部分展开角度，则 式中：栅条总宽度，；栅前槽宽度，；渐宽部分展开角度，（）。(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度： 式中：进水渠道渐宽部分的长度，。(5)通过格栅的水头损失： 设栅条断面为锐边矩形断面，因此取7 式中：形状系数； 栅条宽度，； 格栅净间距，； 过栅流速，； 系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3； 格栅倾斜角，（）。(6)栅后槽总高度： 式中：栅前水深，； 通过格栅的损失，； 超高，一般采用0.3。(7)栅槽总长度： 式中：进水渠道渐宽部分的长度，；栅槽与出水渠道连接处的窄部分的长度，；栅前渠道深 ；格栅倾角，（）。(8)每日栅渣量（）： 在格栅间隙的情况下，设栅渣量为每1000 污水产0.06 。 宜采用人工清渣式中：栅渣量，污水；生活污水流量总变化系数1.21.5。图2 格栅设计计算示意图6.2 细格栅6.2.1 设计参数设计流量 最大设计设栅前流速 过栅流速栅条宽度 格栅净间距格栅倾斜角 单位栅渣量栅渣/污水 栅前水深 栅前槽宽度 渐宽部分展开角度 超高6.2.2 设计计算(1)栅条间隙数： 11 式中：最大设计流量 格栅倾角，（）； 格栅净间距，； 栅前水深，； 过栅流速，。 (2)栅槽宽度: 式中：栅条宽度， 栅条间隙数，个 格栅净间距，(3)进水渠道渐宽部分的长度：设渐宽部分展开角度，则 式中：栅条总宽度，；栅前槽宽度，；渐宽部分展开角度，（）。(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度： 式中：进水渠道渐宽部分的长度，。(5)通过格栅的水头损失： 设栅条断面为锐边矩形断面，因此取。 式中：形状系数； 栅条宽度，； 格栅净间距，； 过栅流速，； 系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3； 格栅倾斜角，（）。(6)栅后槽总高度： 式中：栅前水深，； 通过格栅的损失，； 超高，一般采用0.3。(7)栅槽总长度： 式中：进水渠道渐宽部分的长度，；栅槽与出水渠道连接处的窄部分的长度，；栅前渠道深， ；格栅倾角，（）。(8)每日栅渣量（）： 在格栅间隙的情况下，设栅渣量为每1000 污水产0.08 宜采用机械清渣式中：栅渣量污水； 生活污水流量总变化系数1.21.5，取1.5。6.3 调节池6.3.1 设计参数 停留时间6.3.2 设计计算(1)调节池有效容积（） 式中：停留时间，； 设计流量，。(2)调节池规格：调节池有效水深取5，则 池面积： 则取池宽，池长 调节池规格为：(3)曝气装置：设计流量曝气量：，（气水比为1：5）12；则调节池所需空气量： 则供气量为。供气压为。选用采用穿孔管曝气，曝气管设在出水池宽一侧，采用管径为的穿孔管，孔出口气速为，孔口直径为9。则一个孔的平均出气量 孔数，取整。孔间隔为，在之间，符合要求。(4)加药装置： 根据设计需要，选择调节PH的加药装置为全自动加药装置，型号是HAF20。6.4 SBR反应池6.4.1 设计参数 进水出水 进水 出水 池数 反应池有效水深 安全高度 周期数周期长 进水时间曝气时间 沉淀时间排水时间6.4.2 设计计算(1)计算流量：最高日流量： 最高时流量： 式中：设计水量，。(2)确定污泥龄: 表 5 只去除含碳有机物时最小污泥龄和建议污泥龄污水处理厂规模最小污泥龄/54建议污泥龄/65由表5可以确定污泥龄。(3)计算污泥产率系数： 式中：污泥龄，； ； 进水； 修正系数，取0.914； 设计水温，按最冷月平均水温计，。(4)计算污泥量：1)反应污泥量： 式中：最高日流量，；污泥龄，；污泥产率系数，；进水浓度，；出水浓度，。 2)总污泥量： 式中：反应污泥量，；周期长，；曝气时间，。(5)计算反应池总容积 式中：安全高度，；最高时流量，；总污泥量，；反应池有效高度，；一周期内实际沉淀时间，；污泥指数，选取见表3；周期数，。表6 标准设计值处理目标工业废水影响小工业废水影响大无硝化100150120180硝化（及反硝化）100150120180污泥稳定75120120150 由表6可以选择值为150。(6)排水深度： 式中：最高时流量，；反应池有效高度，；周期数，；反应池总体积，。(7)污泥浓度：1)设计高水位时污泥浓度： 式中：总污泥量，；反应池总体积，。2)污泥浓度：，可行 式中：高水位时污泥浓度，；反应池有效高度，；排水深度，。(8)单池参数：1)单池容积： 式中：池数，；反应池总体积，。2)单池规格：单池面积： 则取池宽，池长。反应池单池规格为：。式中：单池容积，；反应池有效高度，。3)单池贮水容积： 式中：单池面积，；排水深度，。(9)核算污泥负荷： 14 式中：污泥龄，；污泥产率系数，；进水浓度，；出水浓度，。(10)水力停留时间： 式中：反应池总体积，；设计水量，。(11)滗水器 每池贮水量就是滗水量。每池设1台滗水器，全厂共3台，每台参数为：，堰负荷：，堰长：。13(12)剩余污泥泵 全厂3台，每池一台。 剩余污泥从反应池排放，排泥时注意不要影响沉淀和滗水。全厂剩余污泥量为： 式中：反应污泥量，；污泥龄，。 反应池中污泥浓度是变化的，最高水位时污泥浓度最低，最低水位时污泥浓度最高，在计算污泥体积时按最不利的情况，即用计算： 式中：全厂剩余污泥量，；高水位时污泥浓度，。每池每周期排泥量： 式中：全厂剩余污泥体积，；周期数，；池数，。 排泥时间按0.5小时计算：剩余污泥泵的流量为： 式中：每池每周期排泥量，。6.4.3 曝气系统的计算与设计(1)计算需氧量： 式中：去除1的需氧量，4； 设计水量，；进水浓度，；出水浓度，；自身的氧化需氧量，7；反应池总体积，；。(2)计算供气量： 当反应池水面压力为，曝气装置安装在水面下深度，微孔曝气器出口处的绝对压力为： 当微孔曝气器的氧转化率为时，则空气离开反应池时氧百分比为： 式中：曝气器氧转化率，%。 则当水温为30时，清水中的饱和溶解氧浓度12；则30时反应池中的平均溶解氧饱和度（按最不利温度条件考虑）为： 式中：30时清水中的饱和溶解氧浓度，； 空气离开反应池时氧百分比，%； 微孔曝气器出口处的绝对压力，。当水温为20时，清水中的饱和溶解氧浓度12；则20时反应池中的平均溶解氧饱和度（按最不利温度条件考虑）为： 式中：20时清水中的饱和溶解氧浓度，； 空气离开反应池时氧百分比，%； 微孔曝气器出口处的绝对压力，。当水温为20时，脱氧清水的充氧量为： 式中：反应池的总需氧量，； 20时，反应池中的平均溶解氧饱和度，； 氧转移折算系数，一般，取0.8512； 氧溶解折算系数，一般，取0.9712； 密度，为1.0； 混合液剩余溶解氧值，一般取。(3)总供气量： 式中：脱氧清水的充氧量，； 曝气器氧的转化率，%。(4)单池每小时供气量： 式中：总供气量，；周期数，；池数，；曝气时间，。6.4.4 主要设备计算(1)空气扩散装置地选定和设计： 选用的曝气装置的情况： 球冠型膜片式微孔曝气器：尺寸：215，192；服务面积：0.250.55，取曝气膜片运行平均孔隙：80100微米； 氧总转移系数：kla(20%) 0.2040.337；氧的利用率：18.427.7%；曝气阻力：180280H2O；每个球冠型膜片式微孔曝气器供气量为1.53.08。取每个曝气装置供气量为2.0，则每个反应池需要曝气器数量为： 个，取整个 整个反应池需要曝气器数量：个。则单个反应池曝气气头以19列30排分布在反应池池底。校核：单孔服务： 符合在0.250.55的要求。(2)空气管道的计算和设计： 风管中空气流速，一般采用干、支管；竖管、小支管；流速不宜过高，以免发出噪声。图3 空气管路图1)设空气干管流速（1-2段），则空气干管直径 取15，则，在 之间，符合要求。2)设支管数量，支管流速（2-3段），则 空气支管直径 取，则，在 之间，符合要求。3)设小支管数量，小支管流速（3-4段），则 空气支管直径 取，则，在 之间，符合要求。(3)沿程阻力： 式中：单位管长阻力，取数都由文献16中来；风管长度，；温度为T时空气容重的修正系数，可查表7得，；压力为P时的压力修正系数，可查表8得，。表7 温度修正系数T值空气温度T空气温度T空气温度T-201.1301.07201.00-151.1051.05300.98-101.09101.03400.95-51.08151.02500.92表8 温度修正系数值1.001.001.401.331.801.651.101.0351.501.411.901.731.201.171.601.492.001.811.301.251.701.57干管：长则 支管：长则 支管：长则 按局部阻力为沿程阻力的30%计算，则有管道阻力总损失为： 6.5 鼓风机的选择 风机所需压力估算：曝气器安装在水下处，空气压力可以按此式估算： 鼓风机不仅供气给SBR反应池内的曝气器，还得供气给调节池内的曝气器，所以鼓风机的供气压力应该为两者之和。取膜片式微孔曝气器的最大压力损失为，则 式中：调节池曝气所需的供气压，； SBR反应池的沿程阻力和局部阻力之和，；冠球型膜片式曝气器的最大阻力损失，按产品 。故鼓风机的供气压力可采用，由于SBR反应池的三个池的曝气时间是错开的，所以只需选取一台鼓风机进行曝气，就可以了。而鼓风机所需的气量为：。根据上面计算所得的鼓风机所需压力和气量，选择鼓风机为山东鼓风机厂生产的HSR-150型三叶罗茨鼓风机2台（1用1备）。每台转速1400，压力为，气量为，所配电动机功率为17。6.6 高程计算为了保证污水能在各个构筑物之间顺利自流，必须精密计算各构筑物之间的水头损失，包括沿程损失，局部损失及构筑物本身的水头损失。此外，还应考虑污水厂扩建时的贮备水头。进行水利计算时，应选择距离最长，损失最大的流程，并按最大设计流量计算。污水出水管渠高程，应不受水体洪水顶托，并能自流排放水体。污水厂的场地竖向布置，应考虑土方平衡，并考虑有利排水。以地面为参照物，地面的标高为。表9 各构筑物的水头损失构筑物名称粗格栅细格栅曝气调节池SBR反应池污泥浓缩池水头损失/m0.2500.2500.5000.5000.500两个构筑物之间的水头损失需要用前一个构筑物的水头损失加上两个构筑物之间的局部阻力损失，然而局部阻力损失是前一个构筑物水头损失的30%，所以两个构筑物之间的水头损失就是前一个构筑物的水头损失的1.3倍。则粗、细格栅之间的水头损失为； 细格栅与调节池之间的水头损失为； 调节池与SBR反应池之间的水头损失为； SBR反应池与污泥浓缩池之间的水头损失为。表10 各构筑物的高程一览表构筑物进水标高(m)池底标高(m)粗格栅+1.035+0.485细格栅+0.705+0.155曝气调节池-0.480-4.760SBR反应池-0.300-5.500污泥浓缩池-5.350-6.4406.7 水泵的选型设计流量共设两台水泵，其中