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CO2、H2O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：4000m/d ②进水BOD:97.92mg/l

③水温：10～20℃ ④污泥负荷率：Ns取0.07kgBOD5/(kgMLSS?d) 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

3本设计SBR周期采用T=12h,则反应器一天内周期数：n=

24=2 12①进水时间：TF?T12??6h N2②反应时间：

TA?24S0 NsmX S0——进水平均BOD,mg/L

Ns——污泥负荷率，取0.07kgBOD5/(kgMLSS?d)

1/m——排水比，取1/4

X——反应期内混合液平均污泥浓度，mg/l

24?97.92=2.8h取3h

0.07?4?3000TA?③静沉时间：

Ts?H?(1/m)??

VmaxH——反应器的水深，取5m

?——活性污泥界面上的最小水深去0.5m Vmax——活性污泥界面上的初始沉降速度，m/h

Vmax=4.6?104?X0?1.26=4.6?104?3000?1.26=1.9m/h

Ts?5.5?(1/4)?0.5?0.99h取1h

1.9④排水时间：Td?2h （3）设计计算

①周期进水量：Q0?QT4000?12??1000m3/周期 24N24?2②反应池有效容积：

V?nQ0CTc? LvTAn——一天内的周期数，周期/天 Q0——周期进水量，m/周期

3 C——平均进水水质，kgBOD/m3 Lv——BOD容积负荷，去0.11kg/m3d

Tc——一个处理周期的时间，h TA——一个处理周期内反应的有效时间，h

2?1000?97.92?10?312V??=1958m3

0.43③反应池内最小水量：

Vmin?SVI?MLSS100?30003?V??1958?1587m 661010SVI?MLSS)V 610100?3000)?1958?1371（满足要求）

1063

④校核周期进水量：Q0?(1?Q0?(1?⑤反应池有效容积：V?Q0?Vmin=1371+587=1958m（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=6.0m

1958?356m2 5.5 b. SBR池的总面积：A? c. 设SBR池的长:宽=2:1则： SBR的池长：28m,池宽14m

(V?Q)(1958?1000)?=2.44m

L?B28?14 d. SBR池的最低水位：hmin? e. SBR反应池污泥高度：h?Vmin587??1.5m L?B28?14 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。 ⑦鼓风曝气系统 a.确定需氧量：

O2?a'Q(S0?Se)?b'XvV

a'——微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，kg,取0.5

Q——污水设计流量，m3/d

S0——进水BOD含量，mg/l Se——出水BOD含量，mg/l

b'——微生物通过内源代谢的自身氧化过程需氧率，kg,取0.15

Xv——单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体（MLSS）量，kg/m3

0.5?4000?(97.92?19.58)0.15?(0.75?3000)?12?1958?=1478.33kgO2/m3

10001000O2?供氧速率：R=

O21478.33?=61.6kgO2/m3 2424 b.供气量的计算

采用散流式曝气器，曝气口安装在距池底0.3m高处，淹没深度为5.2m，计算温度取

2.5℃。

该曝气器的性能参数为：

氧利用率：EA?8.2% 动力效率：EP?2.46kgO2/kwh

服务面积：2.5～4m2/个 外型尺寸：?600

查表知氧在水中饱和溶解度为：Cs(20)?9.17mg/l Cs(25)?8.38mg/l 扩散器出口处绝对压力：

Pb?P0?9.8?103?H P0——大气压力，1.013×105Pa

Pb?1.013?105?9.8?103?5.2?1.523?105Pa

空气离开反应池时氧的百分比：

Ot?21(1?EA)21(1?0.082)=Ot?=19.62%

79?21(1?0.082)79?21(1?EA)反应池中溶解氧的饱和度：

Csb(25)?Cs(25)(PbOt1.52319.62?)?8.38(?)?10.22mg/L

422.026?105422.026?105Csb(20)?Cs(20)(PbOt1.52319.62?)?9.17(?)?11.18mg/L

422.026?105422.026?10520℃时脱氧清水的充氧率：

R0?????Csb(25)?C??1.024RCsb(20)(25?20)

?——取0.85 ?——取0.92 ?——取1.0 C——取2.0

61.6?11.18?97.21kgO2/h

0.85?0.92?1.0?10.22?2??1.024(25?20)R0?

供气量：Gs?R097.21??3951.63m3/min 0.3EA0.3?0.082 c.布气系统的计算

反应池的平面面积：28×14×2=784m2

784=280个，每个池子需140个。 2.8 每个扩散器的服务面积去2.8m2，则需曝气器

布气系统设计如下图

图8 SBR反应器布气系统计算图

d.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，在每根干

管上设七对配气竖管，共14条配气竖管。

则每根配气竖管的供气量：

3951.63?564.52m3/h 73951.63?28.23m3/h 140每个空气扩散器的配气量：

空气管道内的空气流速的选定为：干支管10～15m/s；通向空气扩散器的竖管、小支管

为4～5 m/s。

空气管路损失计算表2 e.排泥系统计算

每池每个运行周期应排放的剩余污泥量：

TV?MLSS19583000?10?6Xw?????0.24kg干污泥/周期

24Ts247SVI?MLSS100?3000)??H?5.5(1?)?0.5?3.35m 661010 最佳排水深度:h?H(1? 每池每个运行周期应排放的剩余污泥容积：

qw?TH?hV125.5?3.351958??????54.67m3/周期 24HTs245.57f.污泥产量计算

由进水SS产生的污泥量：

W1?100Q(CSS0?CSSe)100?4000(100.8?40.32)??12.1m3/d

?S(100??0)1000(100?98)接触氧化池的产泥量：

Q(C0?C1)4000(208.08?41.66)?10?3?0.06?1000W2???2.5

0.8?1000(100??0)0.8?1000(100?98) 则W?W1?W2?12.1?2.5?14.6m3/d

g.滗水器

由于SBR工艺是周期排水，且排水时池中水位是不断变化的，为了保证排水时不扰动池中各层清水，且排出的总是上层，同时为了防止水面上的浮渣溢出，排水堰口始终处于淹没流状态。因此，SBR工艺要求使用滗水器（浮动式排水堰）。

表6 空气管路损失计算表

管段 管段长度 空气流量 空气流速 管径 配件 管段当量长度 管段计算长度 压力损失 编号 L(m) 1 0～1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7 7～8 8～9 9～10 10～11 11～12 12～13 13～14 14～15 15～16 2 0.7 5.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 7.0 1.4 1.0 1.0 1.0 D(mm) h1?h2 m/h 3 28.23 56.46 56046 112.92 169.38 225.84 282.3 338.76 395.22 451.68 508.14 564.6 3105.3 6210.6 9315.9 21737.1 3m/min 4 0.417 0.941 0.941 1.882 2.823 3.764 4.705 5.646 6.587 7.528 8.469 9.401 51.755 103.51 155.265 362.285 3m/s 5 4.02 7.28 7.28 7.05 10.27 7.99 10.03 5.12 6.24 7.31 7.99 8.85 5.51 10.46 5.07 11.98 6 50 50 50 75 75 100 100 150 150 150 150 150 450 450 800 800 7 弯头1个 三通1个 三通1个，弯头1个阀门1个，异型管1个 三通1个，异型管1个 三通1个，异型管1个 三通1个，异型管1个 三通1个，异型管1个 三通1个，异型管1个 三通1个，异型管1个 三通1个，异型管1个 三通1个，异型管1个 三通1个，异型管1个弯头2个 三通1个，异型管1个 三通1个，异型管1个 三通1个，异型管1个 四通1个，异型管1个 L0(m) 8 0.91 0.53 3.47 3.55 3.55 5.01 5.01 8.15 8.15 8.15 8.15 14.42 30.44 30.44 60.72 76.43 L0+L(m) 9 1.61 4.03 5.44 5. 55 5.55 7.01 7.01 10.15 10.15 10.15 10.15 21.42 31.04 31.04 61.32 77.03 9.8Pa/m 9.8Pa 11 2.74 12.896 19.968 11.176 13.97 9.606 10.309 20.477 20.805 21.791 25.185 56.977 23.084 77.69 17.58 126.162 447.332 10 1.7 3.2 3.2 1.76 2.2 1.23 1.32 1.87 1.90 1.99 2.3 2.66 0.725 2.44 0.283 1.621 2.2.9 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CO2、H2O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：4000m/d ②进水BOD:97.92mg/l

③水温：10～20℃ ④污泥负荷率：Ns取0.07kgBOD5/(kgMLSS?d) 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

3本设计SBR周期采用T=12h,则反应器一天内周期数：n=

24=2 12①进水时间：TF?T12??6h N2②反应时间：

TA?24S0 NsmX S0——进水平均BOD,mg/L

Ns——污泥负荷率，取0.07kgBOD5/(kgMLSS?d)

1/m——排水比，取1/4

X——反应期内混合液平均污泥浓度，mg/l

24?97.92=2.8h取3h

0.07?4?3000TA?③静沉时间：

Ts?H?(1/m)??

VmaxH——反应器的水深，取5m

?——活性污泥界面上的最小水深去0.5m Vmax——活性污泥界面上的初始沉降速度，m/h

Vmax=4.6?104?X0?1.26=4.6?104?3000?1.26=1.9m/h

Ts?5.5?(1/4)?0.5?0.99h取1h

1.9④排水时间：Td?2h （3）设计计算

①周期进水量：Q0?QT4000?12??1000m3/周期 24N24?2②反应池有效容积：

V?nQ0CTc? LvTAn——一天内的周期数，周期/天 Q0——周期进水量，m/周期

3 C——平均进水水质，kgBOD/m3 Lv——BOD容积负荷，去0.11kg/m3d

Tc——一个处理周期的时间，h TA——一个处理周期内反应的有效时间，h

2?1000?97.92?10?312V??=1958m3

0.43③反应池内最小水量：

Vmin?SVI?MLSS100?30003?V??1958?1587m 661010SVI?MLSS)V 610100?3000)?1958?1371（满足要求）

1063

④校核周期进水量：Q0?(1?Q0?(1?⑤反应池有效容积：V?Q0?Vmin=1371+587=1958m（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=6.0m

1958?356m2 5.5 b. SBR池的总面积：A? c. 设SBR池的长:宽=2:1则： SBR的池长：28m,池宽14m

(V?Q)(1958?1000)?=2.44m

L?B28?14 d. SBR池的最低水位：hmin? e. SBR反应池污泥高度：h?Vmin587??1.5m L?B28?14 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。 ⑦鼓风曝气系统 a.确定需氧量：

O2?a'Q(S0?Se)?b'XvV

a'——微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，kg,取0.5

Q——污水设计流量，m3/d

S0——进水BOD含量，mg/l Se——出水BOD含量，mg/l

b'——微生物通过内源代谢的自身氧化过程需氧率，kg,取0.15

Xv——单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体（MLSS）量，kg/m3

0.5?4000?(97.92?19.58)0.15?(0.75?3000)?12?1958?=1478.33kgO2/m3

10001000O2?供氧速率：R=

O21478.33?=61.6kgO2/m3 2424 b.供气量的计算

采用散流式曝气器，曝气口安装在距池底0.3m高处，淹没深度为5.2m，计算温度取

2.5℃。

该曝气器的性能参数为：

氧利用率：EA?8.2% 动力效率：EP?2.46kgO2/kwh

服务面积：2.5～4m2/个 外型尺寸：?600

查表知氧在水中饱和溶解度为：Cs(20)?9.17mg/l Cs(25)?8.38mg/l 扩散器出口处绝对压力：

Pb?P0?9.8?103?H P0——大气压力，1.013×105Pa

Pb?1.013?105?9.8?103?5.2?1.523?105Pa

空气离开反应池时氧的百分比：

Ot?21(1?EA)21(1?0.082)=Ot?=19.62%

79?21(1?0.082)79?21(1?EA)反应池中溶解氧的饱和度：

Csb(25)?Cs(25)(PbOt1.52319.62?)?8.38(?)?10.22mg/L

422.026?105422.026?105Csb(20)?Cs(20)(PbOt1.52319.62?)?9.17(?)?11.18mg/L

422.026?105422.026?10520℃时脱氧清水的充氧率：

R0?????Csb(25)?C??1.024RCsb(20)(25?20)

?——取0.85 ?——取0.92 ?——取1.0 C——取2.0

61.6?11.18?97.21kgO2/h

0.85?0.92?1.0?10.22?2??1.024(25?20)R0?供气量：Gs?R097.21??3951.63m3/min 0.3EA0.3?0.082 c.布气系统的计算

反应池的平面面积：28×14×2=784m2

784=280个，每个池子需140个。 2.8 每个扩散器的服务面积去2.8m2，则需曝气器

布气系统设计如下图

图8 SBR反应器布气系统计算图

d.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，在每根干

管上设七对配气竖管，共14条配气竖管。

则每根配气竖管的供气量：

3951.63?564.52m3/h 73951.63?28.23m3/h 140每个空气扩散器的配气量：

空气管道内的空气流速的选定为：干支管10～15m/s；通向空气扩散器的竖管、小支管

为4～5 m/s。

空气管路损失计算表2 e.排泥系统计算

每池每个运行周期应排放的剩余污泥量：

TV?MLSS19583000?10?6Xw?????0.24kg干污泥/周期

24Ts247SVI?MLSS100?3000)??H?5.5(1?)?0.5?3.35m 661010 最佳排水深度:h?H(1? 每池每个运行周期应排放的剩余污泥容积：

qw?TH?hV125.5?3.351958??????54.67m3/周期 24HTs245.57f.污泥产量计算

由进水SS产生的污泥量：

W1?100Q(CSS0?CSSe)100?4000(100.8?40.32)??12.1m3/d

?S(100??0)1000(100?98)接触氧化池的产泥量：

Q(C0?C1)4000(208.08?41.66)?10?3?0.06?1000W2???2.5

0.8?1000(100??0)0.8?1000(100?98) 则W?W1?W2?12.1?2.5?14.6m3/d

g.滗水器

由于SBR工艺是周期排水，且排水时池中水位是不断变化的，为了保证排水时不扰动池中各层清水，且排出的总是上层，同时为了防止水面上的浮渣溢出，排水堰口始终处于淹没流状态。因此，SBR工艺要求使用滗水器（浮动式排水堰）。

表6 空气管路损失计算表

管段 管段长空气流量 空气流速 管径 配件 管段当量长度 管段计算长度 压力损失 D(mm编度 号 L(m) 1 0～1 2 0.7 3 28.23 4 0.417 5 4.02 6 50 7 弯头1个 1～2 5.5 56.46 0.941 7.28 50 三通1个 2～3 2.0 56046 0.941 7.28 50 三通1个，弯头1个阀门1个，异型管1个 3～2.0 112.92 1.882 7.05 75 三3.55 5. 55 3.47 5.44 0.53 4.03 8 0.91 9 1.61 m/s ) h1?h2 m/h 3m/min 3L0(m) L0+L(m) 9.89.8Pa Pa/m 10 1.7 11 2.74 3.2 12.896 3.2 19.968 1.76 11.176 4 通1个，异型管1个 4～5 2.0 169.38 2.823 10.27 75 三通1个，异型管1个 3.55 5.55 2.2 13.97 5～6 2.0 225.84 3.764 7.99 100 三通1个，异型管1个 5.01 7.01 1.23 9.606 6～7 2.0 282.3 4.705 10.03 100 三通1个，异型管1个 5.01 7.01 1.32 10.309 7～8 2.0 338.76 5.646 5.12 150 三通18.15 10.15 1.87 20.477 个，异型管1个 8～9 2.0 395.22 6.587 6.24 150 三通1个，异型管1个 9～10 2.0 451.68 7.528 7.31 150 三通1个，异型管1个 10～11 2.0 508.14 8.469 7.99 150 三通1个，异型管1个 11～12 7.0 564.6 9.401 8.85 150 三通1个，14.42 21.42 2.66 56.977 8.15 10.15 2.3 25.185 8.15 10.15 1.99 21.791 8.15 10.15 1.90 20.805

异型管1个弯头2个 12～13 1.4 3105.3 51.755 5.51 450 三通1个，异型管1个 13～14 1.0 6210.6 103.51 10.46 450 三通1个，异型管1个 14～15 1.0 9315.9 155.265 5.07 800 三通1个，异型管1个 151.0 21737.1 362.285 11.9800 四76.43 77.03 1.621 126.1660.72 61.32 0.283 17.58 30.44 31.04 2.44 77.69 30.44 31.04 0.725 23.084 ～16 8 通1个，异型管1个 2 447.332

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