污水处理厂设计

目录

一、设计原始资料 (5)

（一）自然条件 (5)

（二）城市污水排放现状 (5)

（三）污水处理厂建设规模与处理目标 (5)

（四）建设原则 (5)

二、污水处理工艺方案选择 (6)

（一）工艺比较分析与选择 (6)

三、污水处理工艺设计计算 (8)

（一）水量的确定 (8)

（二）水质的确定 (8)

四、格栅设计计算 (9)

（一）概述 (9)

（二）格栅的设计 (10)

五、曝气沉淀池 (13)

（一）设计说明 (13)

（二）设计计算 (13)

六、SBR反应池的设计计算 (16)

（一）设计说明 (16)

（二）SBR反应池容积计算 (18)

（三）SBR反应池运行时间与水位控制 (19)

（四）排水口高度和排水管管径 (20)

（五）排泥量与排泥系统 (20)

（六）需氧量与曝气系统设计计算 (22)

（七）空气管计算 (23)

（八）滗水器 (24)

参考文献 (26)

一、设计原始资料

（一）自然条件

1) 地形、地貌：

该镇具有中低山、丘陵、盆地和平原等多种地貌类型，地势西北高，东南低。

(2) 工程地质：

该镇地质岩层出露白垩系地层，市区地层覆盖层为第四纪近代冲击层，厚40～60米，上层一般为耕植土，淤土、砂质粘土、亚粘土、细中砂和残积粘土．地基承载力为

120~350kPa，地震等级为6级以下，电力供应良好。

(3) 气象资料：

该镇地处亚热带，面临东海，海洋性气候特征明显，冬季暖和有阵寒，夏季高温无酷暑，历年最高温度38℃，最低温度4℃，年平均温度24℃．常年主导风向为东南风。

(4) 水文资料：

该镇内河流最高洪水位3 米，最低水位-0.5 米，平均水位为0.5米．

（二）城市污水排放现状

1、污水水量

（1）生活污水按人均生活污水排放量300L/人.d计；

（2）生产废水量按1.5万m3/d；

（3）公用建筑废水量排放系数按0.15计；

（4）处理厂处理系数按0.80计。

2、污水水质

（1）生活污水水质指标为：

CODcr 60g/人.d

BOD5 30g/人.d

（2）工业废水指标：

CODcr 300mg/L；

BOD5 170mg/L

NH3-N 30mg/L

（三）污水处理厂建设规模与处理目标

1、建设规模

该污水处理厂服务人口为6.0万人。

2、处理目标

CODcr 100mg/L；

BOD5 30mg/L；

SS 30mg/L；

NH3-N 10mg/L。

（四）建设原则

污水处理工程建设过程中应遵从下列原则：污水处理工艺技术方案，在达到治理要求的前提下应优先选择基建投资和运行费用少、运行管理简便的先进的工艺；所用污水、污泥处理技术和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；和污水处理厂配套的厂外工程应同时建设，以使污水处理厂尽快完全发挥效益；污水处理厂出水应尽可能回用，以缓解城市严重缺水问题；污泥与浮渣处理应尽量完善，消除二次污染；尽量减少工程占地。

二、污水处理工艺方案选择

（一）工艺比较分析与选择

（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

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

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。

2-2 SBR工艺部分流程图

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。

表2-1 SBR工艺的优点

优点机理

沉淀性能好

有机物去除效率高

提高难降解废水的处理效率

抑制丝状菌膨胀

可以除磷脱氮，不需要新增反应器不需二沉池和污泥回流，工艺简单

理想沉淀理论

理想推流状态生态环境多样性选择性准则生态环境多样性结构本身特点

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[3]。

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[4]。

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。

图2-3 SBR工艺流程图图

三、污水处理工艺设计计算

（一）水量的确定

水量：生活废水Q生活=6.0×104×300L/人·天=1.8×104m3/d

工业废水Q工业=1.5×104m3/d （3-11）

公用建筑废水Q建筑=1.8×104×0.15=0.27×104m3/d

所以产生的废水量为Q

Q=Q生活+Q工业+Q建筑=（1.8+1.5+0.27）×104=3.57×104m3/d （3-12）处理厂处理系数为0.8，故污水处理厂的处理量Qp

Qp=3.57×104×0.8=2.856×104m3/d （3-13）（二）水质的确定

CODcr =60×103×6.0×104(1+0.15)+300×1.5×107/3.57×107=242mg/L （3-21）BOD5：

BOD5=30×103×6.0×104(1+0.15)+170×1.5×107/3.57×107=129mg/L （3-22）NH3-N按规定取为30 mg/L所以处理厂的处理水质确定为CODcr =242mg/L，BOD5=129mg/L，NH3-N=30 mg/L

四、格栅

（一）概述

1.格栅的作用

格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。格栅的拦截物称为栅渣，其中包括数十种杂物，大至腐木，小至树杈、木塞、塑料袋、破布条、石块、瓶盖、尼龙绳等。

2．格栅的种类

（1）按栅条形式分：直棒式栅条格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条格栅，常见的为直棒式栅条格栅。

（2）按栅条间净间距，即按栅距分：粗格栅，栅距>40mm；中格栅：栅距15～25mm；细格栅：4～10mm。

3．常见设置方法

（1）一粗一中，二道格栅；

（2）一粗一中一细，三道格栅。

4．清渣方式

（1）人工清渣：适合于小型污水处理厂，栅渣量≤0.2m3／d时采用,格栅安装角度以30°～45°为宜。

（2）机械清渣：适合于栅渣量＞0.2m3/d时采用,有固定式清渣机、活动式清渣机、回转耙式清渣机。一般格栅安装角度60°～70°，有时成90°角安装。

（3）栅渣量：16～25mm

0.1～0.05m3／（103m3污水）

格栅间隙：30m～50m

0.03～0.01m3／（103m3污水）

5．设计运行工艺参数

（1）栅前流速：污水在栅前渠道内的流速一般控制在0.4～0.8m／s，可保证污水中粒径较大的颗粒不会再栅前渠道内沉积。

（2）过栅流速：即污水通过格栅的流速，一般控制在0.6～1.0m／s，过大则会使拦截在格栅上的软性栅渣冲走，若＜0.6m／s会造成栅前渠道的流速小于0.4m／s，使栅前渠道发

（3）过栅水头损失：污水的过栅水头损失与污水的过栅流速有关，一般在0.2～0.5m一间。

（4）栅渣量：栅渣量以没单位水量产渣计0.1～0.01（m3／103·m3污水），粗格栅用小值，细格栅用大值。也可根据实际情况调整该数值。

（5）格栅的容重：960kg／m3；含水率：80‰

（二）格栅的计算

1.设计要点

①水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵允许通过污物的能力来确定。

②污水处理系统宜设中.细二道格栅，一般在泵房前设一道中格栅，在泵房后设一道细格栅。同时格栅栅条间隙应符合下列要求：人工清除：25-40mm；16-25mm；最大间隙40mm。

③格栅前渠道内的水流速度一般为0.4～0.9m/s,过栅流速一般为0.6～1.0m/s，格栅倾角一般为45°～75°，而机械格栅一般为60°～70°，特殊类型可达90°。

④通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m。

⑤放置格栅的沟深度超过7m宜选用钢丝绳型格栅机；深度在2m或2m一下宜采用弧形格栅；中等深度宜采用链式除污机。

⑥格栅的选择

包括栅条断面、栅条清除方法的选择；栅条间距的确定。

①．栅条断面：圆形水力条件好，刚度差，一般多用矩形。

②．栅条清除方法：视栅渣量多少

③．栅条间距：按污水种类选择。城市污水一般16～25mm（这里选3～10mm）。

2、格栅的性能参数

XQ型循环式齿耙清污机

·特点

1、无栅条，诸多小齿耙相互连接组成一个硕大的旋转面，捞渣彻底。

2、有过载保护装置，运行可靠。

3、通过运行轨迹变化完成卸渣，效果好。

4、最小间隙1mm，是典型的细格栅。

5、齿耙强度高，有尼龙与不锈钢两种材质供选择。

·技术参数

注：1、表中过水流量均在：栅前水位h=1m/s的前提下。

2、上表功率均在耙齿移动速度V=2m/min情况下。

图4-1 格栅结构示意图

由数据 栅条净距为5mm 过水流量为30000t/d

所以选择型号为的XQ —900×3型循环式齿耙清污机两台

①栅条净宽10mm ②栅条净距5mm ③栅前水深1m ④安装角度75°⑤栅渠宽度1m 3、设计参数

栅条净间隙b=0.005m ，栅条宽度S=0.01m ，安装角a=75°，过栅流速v=0.88m/s,栅前水深h=1m, Q=0.3472m 3/s ，污水流量变化系数k=1.45断面形状：锐边矩形 4、计算

（1）栅条的间隙数

设栅前水深h=1m 过栅流速ν=0.88m/s 栅条间隙宽度b=0.005m

s

m

Q 3

max 5.05344.045.13472.0≈=?=，格栅倾角α=75°

11233.11188

.0005.075sin 5.0sin max ≈=??

?==bhv Q n α个 （4-21）

（2）栅槽宽度 设栅条宽度S=0.01m,有

m m bn n S B 7.167.1112005.0)1112(01.0)1(≈=?+-?=+-= （4-22） （3）进水渠道渐宽部分的长度

设进水渠宽B 1=0.5 m ，其渐宽部分展开角度α1=20°（进水渠道内的流速为0.69m/s ） ()m l 2.15.07.137.11=-?= （4-23） 栅槽与出水渠道连接的渐窄部分长度

m l l 6.02

2

.1212===

（4-24） （5）通过隔栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面

m

g

v ak

b s h 1.06

.1988.0360sin )015.001.0(42.22sin )(24

3243

1=?

??÷==β （4-25）

（6）栅后槽总高度

设栅前渠道超高m h 3.02=，有m h h h H 4.13.01.0121=++=++=（4-26） 为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h 1作为补偿。 （7）栅槽的总长度

m

m tg H l l L 6.3559.375tan )3.01(15.06.02.115.0121≈=?

++

+++=?

+

+++= （4-27）

（8）每日栅渣量

在格栅间隙5mm 时，设栅渣量为0.1（m 3/103·m 3污水），有

d

m d m K W Q W /.20/97.245

.110001.05.086400100018640033max >=???==

（4-28）

所以采用机械清渣。

五、曝气沉砂池

（一）设计说明

曝气沉砂池 ：是一长形渠道，沿渠壁一侧的整个长度方向，距池底60-90cm 处安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有i=0.1-0.5的坡度，以保证砂粒滑入。由于曝气作用，废水中有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够去除，有利于取得较为纯净的砂粒。 在旋流的离心力作用下，这些密度较大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度较小的有机物随水流向前流动被带到下一处理单元。另外，在水中曝气可脱臭，改善水质，有利于后续处理，还可起到预曝气作用。

普通沉砂池截留的沉砂中夹杂有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加，采用曝气沉砂池，可在一定程度上克服此缺点

图5-1 曝气沉砂池示意图

（二）设计计算

1、一般规定

（1）沉砂池去除对象是密度为2.65/cm3，粒径在0.2mm以上的砂粒；

（2）城市污水沉砂量可按106m3污水沉砂15-30m3计算，其含水率为60%，其密度为1500kg/m3

（3）砂斗容积应按2天内沉砂量计算，斗壁与水平倾斜角不小于55°；

（4）人工排沙管直径≥200mm；

（5）沉砂池超高不宜<0.3m；

（6）沉砂池个数或分格数不应少于2。

2、曝气沉砂池的设计参数

(1) 水平流速一般取0.08～0.12m/s；

(2) 污水在池内的停留时间为4~6min；当雨天最大流量时为1～3min。如作为预曝气，停留时间为10～30min。

(3) 池的有效水深为2~3m，池宽与池深比为1～2，池的长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板；

(4) 曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5～6.Omm，距池底约0.6～ 0.9m，并应有调节阀门；曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角，在砂槽上方宜安装纵向挡板，进出口布置，应防止产生短流。

(5）曝气量为0.1-0.2m3空气/m3污水；

(6）空气扩散装置距池底0.6-0.9m。

3、池体设计计算

城市污水处理厂进水BOD5=129mg/L，COD CR=242m/L，设计流量Q=0.5m3/s，水温13～20℃，

要求出水BOD 5=30mg/L ，COD CR =100m/L ，停留时间t=1.4min ，水平流速v1=0.10m/s ，有效水深h1=2m ，曝气量d=0.2m 3,

求普通推流式曝气沉砂池的有关参数。 （1）池子有效容积v

V=max Q ?t ?60=0.5?1.4?60=42(m 3) （5-21）

（2）水流断面积A

A=1

max

v Q =0.5÷0.10≈5（㎡） （5-22） （3）池总宽度B

B=H

A

=5÷2=2.5(m) （5-23） (4) 池长L

L=A

V

=42÷5 = 8.4(m) （5-24） (5) 每小时所需空气量q

Q=d ?max Q ?3600=0.2?0.5?3600=360(m 3/h) （5-25） 4、曝气设备设计 每小时所需空气量

Q = d ?max Q ?3600=0.2?0.3472?3600=250(m 3/h) （5-26）

单位池长所需空气量

设曝气管水下浸没深度为1.5米，空气用量为20m 3/hm

5、砂斗的设计

最大设计流量为0.5m 3/s ，最小流量为0.3 m 3/s 设计最大流量时流行时间t=120s 种变化系数k=1.50沉砂没两天清除一次，求沉砂池各部分的尺寸 （1）沉砂斗所需容积 设t=2d

36

max 728.110000005.186400

2305.010

86400m K XT Q v =????==

（5-27）

（2）每个沉砂斗容积

设每个分格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗，则

432.02

2728

.10=?=

v 3m （5-28）

（3）沉砂斗各部分尺寸

设斗底宽1a =0.5m ，斗壁雨水平面的倾角55°，斗高h3=0.6 m ， 砂斗上口宽

m tg a tg h a 34.15.0556.0255213'=+?

?=+?= （5-29）

沉砂斗容积

V 0=(a 1+a)×h 3×L/2=(0.5+1.34)×0.6×8.4/2=4.637m 3>1.728m 3

（5-30）

(4)沉砂室高度

采用重力排沙，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，沉砂室含两部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂的过度部分，沉砂式的宽度为（0.2为砂斗之间隔壁厚）

m

a l l 76.22

2.034.124.82

2

.022=-?-=--=

（5-31）

786.01.306.060.006.0233=?+=?+=l h H m （5-32）

（5）沉砂池总高度 设超高m h 3.01=

m

h h h H 086.3786.023.03

21=++=++= （5-33） 六、SBR 反应池的设计计算

（一）设计说明

设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法[8]，本工艺采用负荷设计法。

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。

进水期反应期沉淀期排水期闲置期

图6-1 SBR工艺操作过程

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：

①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）。

②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。

③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。

④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。

⑤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。 (二) SBR 反应池容积计算

处理要求:

表3-1 处理要求

项目 进水水质(mg/l )

出水水质(mg/l )

BOD COD SS NH3-N

129 242 200 30

≤30 ≤100 ≤30 ≤10

设计处理流量 si F b V V V ++=5824(3

m /h ) (6-21)

BOD 5/COD cr =0.53

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 。

周期数:

24

38

n =

= (6-22) SBR 处理污泥负荷设计为 50.4kgBOD /(kgMLSS d)s N =? 根据运行周期时间安排和自动控制特点，SBR 反应池设置6个。 (1)污泥量计算 SBR 反应池所需污泥量为

MLSS =

0.75MLVSS =0.75r

s

Q S N ? =4.075.010)30129(1035??-?-=3

.09900

=33000 [kg(干)]

=33(t) (6-23) 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[9]。 则污泥体积为：

Vs =1.2?SVI ?MLSS =1.2?90?10-3?33000=3564(m 3) (6-24)

(2) SBR 反应容积

SBR 反应池容积 V =si F b V V V ++ (6-25)

式中 si V ——代谢反应所需污泥容积 3

m

F V ——反应池换水容积（进水容积）3

m b V ——保护容积 3

m

F V =5

10 1.024?=4166.7(3m ) (6-26) s V =35643m ,则单池污泥容积为 si V =6s V =594(3m ) (6-27)

则 V =594+4166.7+b V =4760.7+b V (6-28) (3) SBR 反应池构造尺寸 SBR 反应池为满足运行灵活与设备安装需要，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50?252

m （长比宽在11~21）

水深为5.0m 池深5.5m

单池容积为 V =50?25?5=6250(3

m )

则保护容积为 b V =1063.33

m 6个池总容积

V ∑=6V =6?6250=375003

m

（6-29）

（三）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与排泥的影响。(见图3-4)

图6-2 SBR 池高程控制图

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。 （四）排水口高度和排水管管径

(1)排水口高度

为保证每次换水V =58243

m 的水量与时快速排出，以与排水装置运行的需要，排水口应在反应池最低水位之下约0.5~0.7m ，设计排水口在最高水位之下2.5m 。

(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DN1000mm 。

设排水管排水平均流速为1.5m/s ，则排水量为：

2π4q d v =

??=2π

0.3 1.54

??=0.106(3m /s )=360.4(3m /h ) (6-41) 则每周期（平均流量时）所需排水时间为：

12V q ?=4

.360125824?=1.35≈1(h ) (6-42) （五）排泥量与排泥系统

(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[10]。SBR 生物代谢产泥量为

r r x a Q S b X V ?=??-??

=r

r s

Q S a Q S b N ???-?

=()s r a b N Q S -? (6-51) 式中: 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：

△X=3

510

99104.005.070.0-?????

? ??-

=5692.5(kg/d) 假定排泥含水率为98%，则排泥量为

3

10(1)

s x

Q P ?=

?- =

()

%981105

.56923

-?=284.6(m 3/d) (P=98%) (6-52) 或，()

%2.991105

.56923

-?=

S Q =711.6(m 3/d) (P=99.2%) 考虑一定安全系数，则每天排泥量为750m 3/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。 （六）需氧量与曝气系统设计计算

(1)需氧量计算

SBR 反应池需氧量O 2计算式为

O 2='r a Q S b X V ??+??=''()r r s a Q S b Q S N ??+? (6-61) 式中:a '——微生物代谢有机物需氧率，kg/kg b '——微生物自氧需氧率，l/d

r

S ——去除的BOD 5(kg/m 3) r S =0r S S -

经查有关资料表，取a '=0.50，b '=0.190,需氧量为：

R=O 2=353

51099104

.01

190.010

991050.0--????

+??? =9652.5(kgO 2/d)

=402.2(kgO 2/h) (6-62) (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E A =8%。

查表知20℃，30℃时溶解氧饱和度分别为(20)9.17mg/L s C =， (30)7.63mg/L s C = 空气扩散器出口处的绝对压力P b 为：

P b =5

3

1.013109.810H ?+??

=5

3

1.013109.810 4.5?+??=5

1.45410?(P a ) (6-63)

空气离开曝气池时，氧的百分比为

O t =

21(1)7921(1)A A E E -+-=21(18%)

7921(18%)

-+-=19.6% (6-64)

曝气池中溶解氧平均饱和度为：（按最不利温度条件计算）

(30)5

(

)2.0661042

b t

sb s P O C C =+? =7.63(55

1.4541019.6

2.0661042

?+?)=1.17?7.63=8.93(mg/L) (6-65) 水温20℃时曝气池中溶解氧平均饱和度为：

(20)sb C =1.17?9.17=10.73(mg/L) (6-66)

20℃时脱氧清水充氧量为：

(20)

020

[()] 1.024

sb T sb j R C R C T C αβρ-?=

??-?

式中: α——污水中杂质影响修正系数，取0.8(0.78~0.99) β——污水含盐量影响修正系数，取0.9(0.9~0.97) j C ——混合液溶解氧浓度，取c =4.0 最小为2 ρ——气压修正系数 ρ=

P

P 标

=1

曝气池中溶解氧在最大流量时不低于 2.0mg/L ,即取C j =2.0，则计算得：

20(3020)

10.73

0.8(0.9 1.010.73 2.0) 1.024O R -?=

???-?

=1.382O =1.38?402.2=555.0(kgO 2/h) (6-67)

SBR 反应池供气量s G 为:

s G =

00.3A R E ?=08

.03.00.555?=23125(3m /h )=385.4(3

m /min ) (6-68)

每立方污水供气量为:

s F G V =

7

.416623125=5.55(33

m /m 空气污水) (6-69)

F V ——反应池进水容积(3m /h )

去除每千克BOD 5的供气量为:

s F r G V S ?=170

.07.416623125?=32.6(3

5m /kgBOD 空气) (6-69a)

r S ——去除的BOD 5(3kg/m )

去除每千克BOD 5的供氧量为

0F r R V S ?=170

.07.41660

.555?=0.78(25kgO /kgBOD ) (6-69b)

（七）空气管计算

空气管的平面布置如图3-5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6个SBR 池供气。在每根支管上设25条配气竖管，为SBR 池配气，六池共六根供气支管，150条配气管竖管。每条配气管安装SX-I 扩散器26个，每池共650个扩散器，全池共3900个扩散器。每个扩散器的服务面积为1250m 2/650个=1.9m 2/个（扩散器布置示意图如图3-6）。