sbr反应器设计计算
经典SBR设计计算(全)
2433.71 m3/h=
最大空气用量Qmax=
（7）所需空气压力p
（相对压力）
供风管
h1：
道沿程
阻力
供风管
H2：
道局部
阻力
p=h1+h2+h3 +h4+Δh
4112.97 m3/h= 0.001 MPa
0.001 MPa
40.56 m3/mi n
68.5 m3/mi n
h3：
h4：
Δh： p= （8）曝气器数量计 算 A、按供氧能力计算
冬季硝化菌比增长速 度μN(10)＝1/θc+bN ＝
出水氨氮为：Ne(10)
K N (10) N (10)
m(10)
N (10)
(
4 4 q
m b
v v
Q 2 Q g 1 4 )
2
/ 3
6、设计需氧量AOR=
碳化需氧量+硝化需
氧量-反硝化脱氮产
氧量
有机物氧化需氧系数
a'=
污泥需氧系数b'=
冬季μm(10)＝μ m(15)e0.098(T-15)× DO/(K0+DO)×[10.833×(7.2-pH)]＝
99.20%
计算,湿污 泥量为
99.20%
计算,湿污 泥量为
0.018 16.66 mg/L
274.7 m3/d 296.5 m3/d
7.98 mg/L 17.02 mg/L 1.72 mg/L 23.28 mg/L
0.5 d-1
2 mg/L 1.3 7.2
0.19
(2)标准水温（15 ℃）时硝化菌半速度 常数KN(15)=
冬季KN(10)=KN(15)× e0.118(T-15)=
SBR反应池的设计计算解析
第3章设计计算3.1 原始设计参数原水水量Q=5000m3/d=208.33m3/h=57.87L /s，取流量总变化系数K T=1.72，设计流量Q max= K T Q=0.05787×1.72=0.1m3/s。
3.2 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。
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。
栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种。
而其中迎水面为半圆形的矩形的栅条具有强度高，阻力损失小的优点。
3.2.2 设计参数（1）变化系数：K T=1.72；（2）平均日流量：Q d=5000m3/d；（3）最大日流量：Q max=0.1 m3/s；（4）设过栅流速：v=0.9m/s；（5）栅前水深：h=0.4m；（6）格栅安装倾角：α=60°。
3.2.3 设计计算（1）格栅间隙数：13n ==≈ （3—1） Q max ——最大废水设计流量m 3/sӨ——格栅安装倾角， 取60°h ——栅前水深 mb ——栅条间隙宽度，取21mmv ——过栅流速 m/s（2）栅渠尺寸：B 2=s(n-1)+nb=0.01×(13-1)+13×0.021=0.403m （3—2）s ——栅条宽度 取0.01mB 2——格栅宽度 mmax 10.10.321m 0.780.4Q B v'h ===⨯（3—3）B 1——进水渠宽 mv’——进水渠道内的流速 设为0.78m/s栅前扩大段：2110.4030.3210.12m 2tan 2tan 20B B L α--===⨯︒（3—4）α——渐宽部分的展开角，一般采用20栅后收缩段：L 2=0.5×L 1=0.06m（3—5）通过格栅的水头损失h 1：4231423)sin 20.010.92.42()sin 6030.097m 0.02119.6S v h =β(k αb g=⨯⨯⨯︒⨯=（3—6）栅后槽总高度H ：设栅前渠道超高h 2=0.3mH =h +h 1+h 2=0.4+0.097+0.3=0.8m （3—7）栅槽总长度L ：L =L 1+L 2+1.0+0.5+=0.12+0.06+1.0+0.5+=2.09m （3—8）（3）每日栅渣量W ：33864000.10.070.35m /d 0.2m /d 1000 1.72⨯⨯==>⨯ （3—9） W 1——栅渣量（333m /10m 污水），取0.07宜采用机械清渣，选用NC —300型机械格栅：设备宽度300mm ，有效栅宽200mm ，有效栅隙21mm ，运动速度3m/min ，电机功率0.18kw ，水流速度≤1m/s ，安装角度60°，支座长度960mm ，格栅地下深度500mm ，格栅地面高度360mm ，格栅进深250mm 。
序列间歇式(序批式)活性污泥(SBR)反应器的设计
序列间歇式(序批式)活性污泥（SBR）反应器的设计SBR是序列间歇式活性污泥法的简称，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。
一、SBR工艺的优点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。
二、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。
SBR反应器的设计计算
SBR 反应器的设计计算（1）由于SBR 为间歇进水，所以采用2个反应器。
（2）参数选择 污泥负荷Ls 取值0.1kgBOD/（kgMLSS·d ）；污泥浓度采用X=3000mgMLSS/L ；进水COD=225mg/L,BOD=135mg/L ，反应池高H=4.0m ，安全高度ε=0.3m;排水比1/m=1/4；,B/C=0.48＞0.4，可生化性好。
（3）反应池运行周期各工序的计算①.曝气时间（T A ）02250.490/B S COD mg L C ==⨯=024249020.143000A s S T h L mX ⨯===⨯⨯②.沉淀时间（T S ）初期沉淀速度4 1.264 1.26max 4.610 2.251036000.75/v X m h --=⨯⨯=⨯⨯=则： max 113.50.5420.75S H m T h v ε⎛⎫+⨯+ ⎪⎝⎭===③.排出时间（T 0） 排出时间为1h ，与沉淀时间合计为3.0h 计。
④.进水时间（T F ） 设进水时间为T=1.0h 。
一个周期时间为T=8.0h 。
（4）反应池池容计算 SBR 反应池涉及运行水位草图如图4.10设f=0.85：SVI=150故污泥沉降体积为 841.085.0150101353506=⨯⨯⨯⨯-3m 采用周期为8h ，池个数为2个每个池子的有效容积为47⨯ 图4.10 SBR 反应池涉及运行水位草图排水结束时水位h 2111414.0 2.7m h Hm --=⨯=⨯⨯=污泥界面 h 1=h 2-0.5=2.2m （5）需氧量计算①.需氧量 需氧量O a 为有机物(BOD)氧化需氧量O 1、微生物自身氧化需氧量O 2、保持好氧池一定的溶解氧O 3所需氧量之和。
即O a =O 1+O 2+O 3 有机物氧化需氧量O 1()10e O aQ S S =-式中：a-----去除每1.0kgBOD 的需氧量，kgO 2/kgBOD,取a=1.0； S 0,S e -----进水BOD 与出水BOD ，kg/m 3； Q-----进水量，m 3/d 。
SBR反应池
2.2.8 SBR 反应池经生物接触氧化处理后的废水，要达到排放标准，必须经过进一步处理，即采用序批示活性污泥法（SBR ）法。
SBR 法对有机物的去处机理为：在反应期内预先培养驯化一定量的活性微生物（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，将有机污染物转化为2CO 、O H 2等无机物；同时微生物细胞增殖，最后，将微生物细胞物质(活性污泥)与水沉淀分离，废水得到处理 （1）设计参数：①最大日污水量：4000d m /3②进水BOD:97.92mg/l③水温：10～20℃ ④污泥负荷率：s N 取0.07)/(5d kgMLSS kgBOD ⋅ ⑤污泥浓度和SVI:污泥浓度采用3000mgMLSS/L, SVI 取100 ⑥反应周期：T 为12h ⑦污泥界面上最小水深:0.5m ⑧排泥比：1/4 ⑨反应池数：N 为2 （2）周期内时间分配本设计SBR 周期采用T=12h,则反应器一天内周期数：n =1224=2 ①进水时间：h N T T F 6212===②反应时间：mXN S T s A 024=0S ——进水平均BOD,mg/Ls N ——污泥负荷率，取0.07)/(5d kgMLSS kgBOD ⋅1/m ——排水比，取1/4X ——反应期内混合液平均污泥浓度，mg/l3000407.092.9724⨯⨯⨯=A T =2.8h 取3h③静沉时间：max)/1(V m H T s ε+⨯=H ——反应器的水深，取5mε——活性污泥界面上的最小水深去0.5m m ax V ——活性污泥界面上的初始沉降速度，m/hm ax V =4.626.10410-⨯⨯X =4.626.14300010-⨯⨯=1.9m/hh T s 99.09.15.0)4/1(5.5=+⨯=取1h④排水时间：=d T 2h （3）设计计算①周期进水量：周期/10002241240002430m N QT Q =⨯⨯==②反应池有效容积：Acv T T L C nQ V ⋅=n ——一天内的周期数，周期/天 0Q ——周期进水量，周期/3mC ——平均进水水质，kgBOD/3m v L ——BOD 容积负荷，去0.11kg /3m dc T ——一个处理周期的时间，h A T ——一个处理周期内反应的有效时间，h3124.01092.97100023⨯⨯⨯⨯=-V =19583m③反应池内最小水量：158719581030001001066min =⨯⋅=⨯⋅=V MLSS SVI V 3m ④校核周期进水量：V MLSSSVI Q )101(60⋅-< 13711958)1030001001(60=⋅⋅-<Q （满足要求）⑤反应池有效容积：min 0V Q V +==1371+587=19583m （满足要求）⑥SBR 反应池的尺寸：a. SBR 有效水深取5.5m ，超高0.5m,则：SBR 总高=5.5+0.5=6.0mb. SBR 池的总面积：23565.51958m A ==c. 设SBR 池的长:宽=2:1则： SBR 的池长：28m ,池宽14md. SBR 池的最低水位：1428)10001958()(min ⨯-=⨯-=B L Q V h =2.44me. SBR 反应池污泥高度：m B L V h 5.11428587min =⨯=⨯=2.44-1.5=0.94m可见，SBR 最低水位与污泥位之间的距离为0.5m ，缓冲层高度符合设计要求。
序批式间歇反应器--SBR设计计算
设计参数和内容
（6）反应池水深，水深H=4~6m，安全高ε=0.5m(泥界面上最小水 深)。 （7）设计内容，确定曝气时间TA、沉淀时间TS、排水时间TD、充 水时间TF、反应池容积V、安全容积ΔV、构造尺寸、水位设定、需 氧量和供氧量、加氯接触池容积、排泥设备、污泥产量等。
设计计算公式
（1）BOD污泥负荷
周期数的确定取整非限制曝气限制曝气标准状态下污水需氧量kgo设计污水需氧量kgocs标准状态下清水中饱和溶解氧浓度mgl混合液中总传氧系数与清水中总传氧系数之比一般取080混合液的饱和溶解氧值与清水中的饱和溶解氧值之比一般取090时清水表面饱和溶解氧浓度mgl混合液剩余溶解氧mgl一般取2mgl下实际计算压力时曝气装置所在水下深处至池面的清水平均溶解值mgl曝气装置出口处的绝对压力mpa其值根据下式计算
（1）确定曝气时间TA，沉淀时间TS，排水时间TD （2）确定周期数，周期，进水时间 （3）确定反应器容量 （4）对容量进行校正 （5）需氧量、供氧量、接触池的计算
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LogoΒιβλιοθήκη 设计计算公式（2）曝气时间TA
带入(1)式
设计计算公式
（3）沉淀时间TS 当X<3000mg/L时，采用
当X>3000mg/L时，采用
设计计算公式
（4）排水时间TD 要消毒时取2h，否则取0.5~1.0h。有时排水时间也可沉淀。
（5）单池容积V
（6）周期数的确定（取整） 非限制曝气
限制曝气
设计计算公式
（7）安全容积ΔV
设计计算公式
（7）安全容积ΔV
设计计算公式
（8）需氧量
设计计算公式
SBR计算
4.5.3 反应池运行周期各工序计算 （1）曝气时间（T A ）0A s 24S 24400T =3L mX 0.244000⨯==⨯⨯（h ） （2）沉淀时间（T S ） 初期沉降速度4 1.264 1.26max 4.610 4.6104000 1.33AV C --=⨯⨯=⨯⨯=（m 3/h ）则max 11() 3.50.54 1.031.33S H m T V ε+⨯+===（h ） （3）排出时间（T D ）本设计拟定排除多余的活性污泥、撇水时间为0.5h ，则沉淀与排出时间合计为1.5h 。
（4）进水时间（T F ） 本设计拟定缺氧进水1.5h[23]。
则一个周期所需要的时间为：T c = T A + T S + T D + T F =3 + 1.5 + 1.5 = 6(h ）4.5.4 反应池池体平面尺寸计算周期数242446n Tc ===池个数641.5F T N T === 反应池有效池容4250062544m V Q n N =⨯=⨯=⨯⨯（m 3） 由进水时间和进水量的变动理论，求得一个循环周期的最大流量变动比max1.5Q r Q ==平均超过一个周期，进水量△Q 与V 的对比为△Q/v 1 1.510.1254r m --=== 考虑流量比，反应池的修正容量为V’=V （1+△Q/v ）625(10.125)703.125=⨯+=（m 3）取反应池水深为3.5m ，则所需水面积'703.125200.8953.5V A H ===（m 2）取200（m 2） 取反应器长L=20（m ），则宽为b=10 (m) SBR 反应池设计运行水位如图3所示。
排水结束时水位h 2=H/(1+△Q/v)1133.5 2.310.1254m m -⨯=⨯⨯=+（m ） 基准水位h 3=H/(1+△Q/v)13.5 3.110.125=⨯=+（m ）高峰水位4h =3.5（m ）警报溢流水位540.5 3.50.54h h =+=+=（m ）污泥界面120.5 2.30.5 1.8h h =-=-=（m ）4.5.5 进出水系统（1）SBR 池进水设计调节池的来水通过DN180mm 的管道送入SBR 反应池，管道内的水流最大流速为0.88m/s 。
sbr容积负荷
sbr容积负荷
SBR容积负荷（Sequencing Batch Reactor Volumetric Loading Rate）指的是在SBR工艺中，每单位时间内处理的废水量与
反应器有效容积的比值。
SBR工艺是一种周期性操作的生物反应器，可以用于污水处理。
反应器在不同的阶段进行进水、搅拌、静置、沉淀、出水等操作，完成废水的处理。
SBR容积负荷是衡量反应器处理
能力的重要指标，表示单位容积内处理的废水量。
SBR容积负荷的计算公式为：
SBR容积负荷 = 每日处理的废水量 / 反应器有效容积
反应器的有效容积是指反应器中用于废水处理的实际容积，不包括混合、沉淀和其他非反应的空间。
SBR容积负荷的大小直接影响反应器的处理效果和稳定运行。
过高的容积负荷可能导致废水无法充分处理，降低处理效果甚至导致工艺异常；而过低的容积负荷则可能浪费反应器的容量资源。
因此，在设计和运行SBR工艺时，需要合理确定和控制SBR
容积负荷，以确保废水得到有效处理。
具体的容积负荷值会根据废水特性、处理要求和反应器设计等因素进行调整。
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SBR 反应器的设计计算
一、 设计说明
经UASB 处理后的废水，COD 含量仍然很高，要达到排放标准,必须进一步处 理，即采用好氧处理。
SBR 结构简单，运行控制灵活，本设计采用 4个SBR 反应 池，每个池子的运行周期为6h
二、 设计参数 (一) 参数选取
(1) 污泥负荷率
Ns 取值为 0.13kgBOD5/(kgMLSS?d) (2) 污泥浓度
和 污泥浓度采用
(3) 反应周期 SBR 周期采用 设计水质见下表2.3： 表2.3 SBR
反应器进出水水质指
三、设计计算 (一)反应池有效容积
V i =
式中:
SVI
4000 mgMLSS/L,SVI 取 100 T=6h,反应器一天内周期数n=24/6=4 (4) 周期内时间分配 反应池数N=4
进水时间：
反应时间： 静沉时间： 排水时间： (5) 周期进水量 Q0= =156.25m 3/s
(二) 设计水量水质
设计水量为：Q=2500m 3
/d=104m 3
/h=0.029m 3
/s
T/N=6/4=1.5h 3.0h 1.0h
0.5h
-
V 1 = 280.45 m 3
二) 反应池最小水量
3
V min =V 1-Q 0=280.45-156.25=124.2m 3
三) 反应池中污泥体积
Vx=SVI • MLSS V i /106=100X 4000X 280.45/10 =112.18 m 3 V min >Vx, 合格
四) 校核周期进水量
周期进水量应满足下式：
Qv(1-SVI • MLSS /106
) • V
6
=(1- 100 X 4000 /10 6) X 280.45
3
=176.46m 3
而 Q 0=156.25m 3
<176.46m 3
故符合设计要求
五) 确定单座反应池的尺寸
SBR 有效水深取5.0m,超高0.5m,则SBR 总高为5.5m, SBR 的面积为 280.45/5=56.09m 2
设SBR 的长：宽=2: 1
则SBR 的池宽为：5.5m ;池长为：11.0m.
SBR 反应池的最低水位为：1.97m SBR 反应池污泥高度为：1.24m
1.97-1.24=0.73m
可见，SBR 最低水位与污泥位之间的距离为 0.8m,大于0.5m 的缓冲层高度 符合设计要求。
六) 鼓风曝气系统
(1) 确定需氧量 O 2
由公式：Q=a ' Q(S-S e )+b / XvV 式中：
微生物对有机污染物氧化分解
过程的需氧率， kg
污水设计流量， m 3
/d
进水BOD 含量,mg/l 出水BOD 含量,mg/l
微生物通过内源代谢的自身氧化
Q 0 S 0
Ns
反应器一天内周期数 周期进水量 ,m 3
/s 进水BOD 含
量,mg/l 污泥浓度 ,mgMLSS/L
- 污泥负荷率
Q
S S b
过程的需氧率，kg 单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体(MLVSS 量,kg/m3
Xv
取a" =0.5, b / =0.15 ;出水S e =111mg/L;
3
Xv=f X X =0.75 X 3000=2250mg/L =2.25kg/m ;
3
V=4 =4X 298.08=1192.32m3
代入数据可得：
O 2=0.5 X 2500X (700-28)/1000+0.15 X 2.25 X 1192.08
=1242.3kg O2/d
供氧速率为：
R= O 2/24
=1242.3/24=51.8 kg O 2/h
(2)供气量的计算
采用SX-1 型曝气器，曝气口安装在距池底0.3m 高处，淹没深度为4.7m,计
算温度取25C。
该曝气器的性能参数为：
Ea=8%, Ep=2 kgO2/kWh；
服务面积1-3m2；
供氧能力20-25m3/h •个；
查表知氧在水中饱和容解度为：
C s(20) =9.17mg/L, C s(25)=8.38mg/L
扩散器出口处绝对压力为：
3
= +9.8 X 10 X H
53
=1.013 X 1 05+9.8 X 103X 4.7
=1.47 X 105pa
空气离开反应池时氧的百分比为：
= =19.65%
反应池中容解氧的饱和度为：
C sb(25) = C s(25)
=8.38
=10.0mg/L
C sb(20) = C s(20)
=9.17
=10.9mg/L
取a =0.85, p =0.95,C=2, p =1,20 C时，脱氧清水的充氧量为：
R0=
=43.8 kg O 2/h 供气量为：Gs= R0/0.3Ea
3
=1826n 3/h
=30.43n3/nin
(3)布气系统的计算反应池的平面面积为：
5.5 *1.0 >4=242m2
每个扩散器的服务面积取1.4m2,则需242/1.4=170个。
取170个扩散器，每个池子需50 个。
布气系统设计如下图2.5：
(4)空气管路系统计算
按SBR 的平面图，布置空气管道，在相邻的两个SBR 池的隔墙上设一根干管，共两根干管，在每根干管上设5 对配气竖管，共10条配气竖管。
则每根配气竖管的供气量为：
本设计每个SBR池内有50个空气扩散器
则每个空气扩散器的配气量为：
选择一条从鼓风机房开始的最远最长管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点。
空气管道内的空气流速的选定为：
干支管为10〜15m/s；
通向空气扩散器的竖管、小支管为4〜5m/s；空气干管和支管以及配气竖管的管径，根据通过的空气量和相应的流速按《排水工程》下册附录2 加以确定。
空气管路的局部阻力损失，根据配件类型按下式
式中： ------- 管道的当量长度，m
D ------ 管径，m
K ------ 长度换算系数，按管件类型不同确定
折算成当量长度损失，并计算出管道的计算长度(m),
空气管路的沿程阻力损失，根据空气管的管径D(mm)空气量n3/min，计算温度C和曝气池水深，查《排水工程》下册附录三求得，得空
气管道系统的总压力损失为：
=96.21 X 9.8
=0.943 kpa
空气扩散器的压力损失为5.0kpa ，则总压力损失为：
0.943 + 5.0 = 5.943 kpa
为安全起，设计取值为9.8kpa
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则空压机所需压力p=(5-0.3) X9.8X103+9.8X103 =56 kpa
又Gs=37.64m3/min
由此条件可选择罗茨RME-2C型鼓风机
转速1170r/min ，配套电机功率为75kw
七)污泥产量计算
选取a=0.6,b=0.075, 则污泥产量为：
△x=aQSr-bVXv
=0.6 X 2500X (200-40)/1000-0.075 X1192.08X2.25
=38.84kgMLVSS/d
结论。