SBR反应池容积计算方法

1、SBRS应池容积计算方法及评价SB阪应池池容计算系指传统的序批式活性污泥反应池，而不包括其他SBR改进型的诸多反应池(如ICEAS CASS MSB的)池容的计算。现针对存在的问题提出一套以总污泥量为主要参数的综合设计方法，供设计土 行参考。1现行设计方法负荷法该法与连续式曝气池容的设计相仿。已知 SBR5应池的容积负荷或污泥负 荷、进水量及进水中BOD浓度，即可由下式迅速求得 SBR也容：容积负荷法V=nQQ/Nv(1)Vmin= SV - MLSS7 106 V污泥负荷法Vmin=nQC0 - SVI/ Ns(2)V=Vmin+Q曝气时间内负荷法鉴于SBR&属间歇曝气，一个周期内有

2、效曝气时间为 ta ,则一日内总曝气 时间为nta,以此建立如下计算式：容积负荷法V=nQC0tc /Nv- ta(3)污泥负荷法 V=24QC/nta - MLSS Ns(4)动力学设计法由于SBR勺运行操作方式不同，其有效容积的计算也不尽相同。根据动力学原理演算(过程略)，SB阪应池容计算公式可分为下列三种情况：限制曝气V=NQ(G-Ce)t t/MLSS- Ns ta(5)非限制曝气 V=nQ(C-Ce)t f/MLSS Ns(ta+tf)(6)半限制曝气 V=nQ(GCe)t f/LSS Ns(ta+tf -t0)(7)但在实际应用中发现上述方法存有以下问题： 对负荷参数的选用依据不足

3、，提供选用参数的范围过大例如文献推荐 Nv=(m3d)等,而未考虑水温、进水水质、污泥龄、活性污泥量以及SBR也几何尺寸等要素对负荷及池容的影响；负荷法将连续式曝气池容计算方法移用于具有二沉池功能的SBR 池容计算，存有理论上的差异，使所得结果偏小； 在计算公式中均出现了 SVI、MLSS Nv、Ns等敏感的变化参数，难于全 部同时根据经验假定，忽略了底物的明显影响，并将导致各参数间不一致甚至矛 盾的现象； 曝气时间内负荷法与动力学设计法中试图引入有效曝气时间ta对SBR池容所产生的影响，但因其由动力学原理演算而得，假定的边界条件不完全适应 于实际各个阶段的反应过程，将有机碳的去除仅限制在好氧

4、阶段的曝气作用， 而 忽略了其他非曝气阶段对有机碳去除的影响，使得在同一负荷条件下所得SBR池容惊人地偏大。上述问题的存在不仅不利于SBRt对污水的有效处理，而且进行多方案比较时也不可能全面反映SBRt的工程量，会得出投资偏高或偏低的结果。针对以上问题，提出了一套以总污泥量为主要参数的SBR池容综合设计方法。2 .总污泥量综合设计法该法是以提供SB网应池一定的活性污泥量为前提，并满足适合的SVI条件, 保证在沉降阶段历时和排水阶段历时内的沉降距离和沉淀面积，据此推算出最低水深下的最小污泥沉降所需的体积， 然后根据最大周期进水量求算贮水容积， 两 者之和即为所求SBR也容。并由此验算曝气时间内的

5、活性污泥浓度及最低水深下 的污泥浓度，以判别计算结果的合理性。其计算公式为：TS=naqC°-Cr)t t s(8)Vmin=AHmi津 TS- SVI - 10-3(9)%n= Hmax-AH(10)V=Vmin+X V(11)式中 TS-单个SBR也内干污泥总量，kgtT S-总污泥龄，dA SBR也几何平面积，mHmax Hmin分别为曝气时最高水位和沉淀终了时最低水位，mA H 最高水位与最低水位差，mCr出水BODM度与出水悬浮物浓度中溶解性 BODM度之差。其值为：C=G-Z Cse (1 -ek；)(12)式中 Cse-出水中悬浮物浓度，kg/m3k1耗氧速率，d-1t

6、BO也验时间，dZ活性污泥中异养菌所占比例，其值为：Z=B- (Ns (15-T)(13)B=+(1+TS/BOD)Ns (15-T)(14)Ns=1/a tT S(15)式中 a产泥系数，即单位 BO所产生的剩余污泥量，kgMLSS/kgBOD 其值为：a=(TS0/BOD5+1)X 乂 (T-15) 1/ tT - S+X (T-15)(16)式中TS BOD-分别为进水中悬浮固体浓度及 BOD浓度，kg/m3T污水水温，C由式(9)计算之Vmin系为同时满足活性污泥沉降几何面积以及既定沉淀历 时条件下的沉降距离，此值将大于现行方法中所推算的Vmino必须指出的是，实际的污泥沉降距离应考虑

7、排水历时内的沉降作用，该作用距离称之为保护高度Hbo同时，SBR也内混合液从完全动态混合变为静止沉淀的 初始510min内污泥 仍处于紊动状态，之后才逐渐变为压缩沉降直至排水历时 结束。它们之间的关系可由下式表示：vs(t s+td- 10/60)= AH+H(17)Vs=650/MLSSax SVI(18)由式(18)代入式(17)并作相应变换改写为：650 A Hma玄 TS- SVI (ts+td- 10/60)= AV/A+Hb(19)式中 vs污泥沉降速度，m/hMLSSma当水深为 HmaX寸的 MLSS kg/m3ts、td 分别为污泥沉淀历时和排水历时，h式(19)中SVI、H

8、b ts、td均可据经验假定，Ts、AV均为已知，Hmax依 据鼓风机风压或曝气机有效水深设置，A为可求，同时求得AH,使其在许可的排水变幅范围内保证允许的保护高度。因而，由式 (10)、(11)可分别求得Hmk Vmin和反应池容。3工程算例设计基本条件某城镇平均污水处理量为10000舟d,进、出水质见表1。表1设计进、出水质项目CODCr(mg/L)BORmg/L)SS(mg/L)NH-N(mg/L)NO-N(mg/L)TP(mg/L)水温(C)pH进水380200200400415出水6020205569SBR也容计算按前述设计方法及推荐采用的参数，以及提出的总污泥量综合计算法和相应 的

9、参数推求公式，依表1的要求进行SBR也容计算。为便于结果比较，该工程设 SBR也2座，交替分批进水，周期长6h, Hmax=4.2m变化系数k2=,计算结果见 表2。表2单个SBR也参数及结果比较设计参数一法二法三法四法新法Nv kgBOD/(m 3 d)Nv kgBO®(kgMLSS dSVI(mL/g)90150(120)(120)120MLSSatmg/L)3000(3235)(3235)3235a kgMLSS/(kgBOQ d)tT s(d)15TS(kg)(12571)(12571)12571Z(%)ta(h)ts+td(h)+A(m2)47643819841798925

10、AH(m)Vmin(m3)5405883234293123863V(m)20001838833375503886A V(m3)14601250509946191500HRT(h)注：一法至四法依次指：容积负荷法、总污泥负荷法、曝气时间内负荷法、动力学设计法，新法系指总污泥量综合设计法；前四种方法中参数 A、AH值系由V及Hma小推而得，列出目的是为便于 比较；一法和二法中 Ns、Nv、SVI值系直接引用相应参考文献中采用的数据，其 他方法中凡带()者为文中假定或移用新法推算值。4设计方法评价根据表2结果进行合理性分析，对 SBR也容设计的各种方法作综合评价如下： 曝气时间内负荷法和动力学设计法

11、所得池容明显偏大，停留时间过长，AH已超出允许范围，实际的 MLSSma双为1508 mg/L和1655mg/L,要达到假定的活性污泥浓度必须 使总污泥龄达30d左右，这样则污泥负荷过小， 不利于除磷脱氮。 故该两法若用于目前的设 计，尚有待改进和完善， 但其设想及动力学的理论原理和对SBR池容设计的进步将具有一定的研究价值。容积负荷法和总污泥负荷法实质上系属同一种方法，当采用相应参考文献中的设计参数时所得池容偏小、停留时间过短、AH也已超出允许范围；当负荷参数采用总污泥量综合设计法的公式推算值时，则所得SBR池容趋于合理、偏差缩小，但仍然存有AH Hmax等参数与沉降速度、沉淀面积及保护高度

12、之间的关系相脱节的缺陷，最终将影响处理效果。因此该两法宜谨慎采用，特别是对公式中的负荷参数应以通过计算代替假设，但对式(15)应进行修正，以与该两法的计算公式相适应。总污泥量综合设计法中所考虑的因素及出发点均与SBR反应池的功能特性密切结合，避免了前几种方法中所存在的问题及缺陷。通过包括硝化、反硝化和厌氧三个反应阶段所需反应历时及阶段污泥龄的校核计算(方法略)得三个阶段的反应历时分别为、；所需污泥龄分另为5、8及10d。而本算例假定总污泥龄为15d,其SBR池容完全能满足进行除磷脱氮的需要，且维持了合理的负荷及活性污泥浓度。 从有关参数得知：总污泥量综合设计法SBR池容合理；AH在允许范围内；MLSSmax=3235mg/L 在 30004000mg/L 之间；Ns=(kgM