某小城镇污水处理厂设计

题

毕业论文(设计)

目 某小城镇污水处理厂设计

学生姓名 学 号 1011044014

院 系 环境科学与工程学院 专 业 环境工程 指导教师

二Ｏ一Ｏ 年 五 月 二十八 日

目 录

1绪论 ................................................... 6 1.1前言 .............................................. 6 1.1.1我国水处理现状与发展 .......................... 6 1.2 设计原始资料...................................... 7 1.2.1设计参数...................................... 7 2工艺设计方案的确定及构筑物的选择 ........................ 8 2.1 污水处理厂的选址 .................................. 8 2.2 污水处理工艺流程的确定 ............................ 8 2.2.1 工艺比较分析 ................................. 8 2.2.2 工艺流程方案的确定 .......................... 10 2.3 主要构筑物的选择 ................................. 11 2.3.1 格栅 ........................................ 11 2.3.2 沉砂池 ...................................... 11 2.3.3 初沉池 ...................................... 11 2.3.4 曝气池 ...................................... 12 2.3.5 消毒接触池 .................................. 12 2.3.6 污泥浓缩池 .................................. 12 2.3.7 贮泥池 ...................................... 12 2.3.8 消化池 ...................................... 13 2.3.9 污泥脱水 .................................... 13 3污水处理系统工艺设计 ................................... 13

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3.1 粗格栅的计算 ..................................... 13 3.1.1 原始设计参数 ................................ 13 3.1.2 进水格栅设计 ................................ 13 3.2 曝气沉砂池的计算 ................................. 16 3.2.1 池体计算 .................................... 16 3.2.2 沉砂池尺寸计算 .............................. 17 3.2.3 排砂设备 .................................... 18 3.2.4 曝气系统设计计算 ............................ 18 3.3 辐流初沉池计算 ................................... 19 3.3.1 池体计算 .................................... 19 3.3.2 进出水设计 .................................. 22 3.4 SBR池的计算...................................... 24 3.4.1 池体计算 .................................... 25 3.4.2 曝气系统设计与计算 .......................... 29 3.4.3 供气量 ...................................... 30 3.4.4 空压机房 .................................... 31 3.4.5 滗水器 ...................................... 32 3.5 消毒接触池 ....................................... 32 3.5.1 接触池尺寸计算 .............................. 32 3.5.2 加氯间 ...................................... 33 3.5.3 排泥设施 .................................... 33 4 污泥处理系统工艺设计 .................................. 33

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4.1 污泥浓缩池 ....................................... 33 4.2 贮泥池 ........................................... 35 4.3 污泥消化池 ....................................... 36 4.4 脱水机房 ......................................... 36 5 污水处理厂总体布置 .................................... 37 5.1 平面布置及总平面图 ............................... 37 5.1.1 平面布置的一般规则 .......................... 37 5.1.2 各构筑物单元的平面布置 ...................... 37 5.2 污水处理厂高程布置 ............................... 38 5.2.1 污水处理构筑物的注意事项 .................... 38 5.2.2 污水水头损失计算 ............................ 38 5.2.3 污泥水头损失计算 ............................ 39 6 污水总泵站 ............................................ 40 6.1 概述 ............................................. 40 6.2 泵站设计 ......................................... 41 6.2.1 设计资料 .................................... 41 6.2.2 泵房形式 .................................... 41 6.3 泵站的设计计算 ................................... 41 6.3.1 选泵 ........................................ 41 6.3.2 泵房的平面布置 .............................. 42 7 结论 .................................................. 42 参考文献 ................................................ 43

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ABSTRACT ................................................ 44 致谢 .................................................... 45

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某小城镇污水处理厂设计

潘忠成

陕西理工学院化学与环境工程学院 723001

摘要：本次毕业设计的题目为某城市污水处理设计厂——SBR（序批式活性污泥法）工艺。主要任务是工艺流程选择及构筑物设计和计算。该污水处理厂工程，总规模达到10000吨/日。原污水中各项指标为：BOD浓度为220mg/L，COD浓度为450mg/L，SS浓度为250mg/L。要求处理后的排放水要严格达到国家一级排放标准，即：BOD≤10mg/L，COD≤50mg/L，SS≤10mg/L。该污水厂的污水处理流程为：从沉砂池进入SBR池，二沉池，最后出水。整个工艺具有节省费用、技术成熟、效果稳定、保证出水达到排放要求、工艺简单自动化程度高等优点。

关键词：SBR；消化池；工艺

1绪论

1.1 前言

水是人类的生命之源[1]。它孕育和滋养了地球上的一切生物,并从各个方面为人类服务.水的用途大致有以下几个方面:生活用水、工业用水、农业用水、渔业用水、交通运输用水等。但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53%[2]，而目前能供人类直接取用的淡水资源仅占0.22%，难以满足人们生活和工农业生产日益增长的需求，因此保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。

SBR工艺早在20世纪初已有应用[3]。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。

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[4]，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。

本课题就是针对中小城市污水处理厂处理的生活污水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）一级A标准的工程设计。

1.1.1 我国水处理现状与发展

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随着我国经济建设的迅猛发展[5]，各地城市建设和小城镇建设的步伐不断加快，市容市貌呈现出了日新月异的巨大变化。同时，我们也注意到，在城市建设迅猛发展的今天，作为城市基础建设重要组成部分的水处理体系，建设相对滞后；水处理体系存在着诸如规划不合理、水资源浪费、中水回用率低、排水管网陈旧等问题。国家环保总局“十五”计划要求到2005年城市生活污水集中处理率要达到45%。可是，截至2004年全国仍有一半以上的城市没有污水处理厂。所以，要加快污水处理厂建设进程。

1.2 设计原始资料

某城镇位于长江下游，现有常住人口15000人。该镇规划期为十年（2006-2015），规划期末人口为20000人，生活污水排放定额为300升/人?天，所有工业污水均处理达到国家排放下水道标准后再排放城镇下水道。污水厂设计规模为1万吨/日，污水处理厂排放标准为国标（GB8978-1996）中一级A排放标准。

全年平均气温为18.5℃,最高气温为42.0℃，最 低气温为-6.0℃ ；年平均1025.5mm，日最大273.3mm；最大积雪深度500mm， 最大冻土深度60mm；主要风向： 冬季——西北风，夏季-----东南风；风 速：历年平均为3.15m/s，最大为15.6m/s；城镇主干道下均敷设排污管、雨水管，雨污分流；污水处理厂厂址位于镇西北角，厂区地面标高为140米。 污水水质：CODC r 450mg/L，BOD5 220mg/L，SS 250 mg/L，NH3-N 20 mg/L，TN 30 mg/L，TP 1.5mg/L

1.2.1 设计参数

设计要求见表1。

表1 设计进出水质要求

项目 BOD COD SS NH3-N TN TP

进水水质（mg/L）

220 450 250 20 30 1.5

出水水质（mg/L）

≤10 ≤50 ≤10 ≤8 ≤15 ≤0.5

去除率(%)

96 89 96 77 67 67

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2工艺设计方案的确定及构筑物的选择

2.1 污水处理厂的选址

制定城市污水处理系统方案[6]，污水处理厂厂址的选择是重要的环节，它与城市的总体规划，城市排水系统走向布置处理后污水的出路密切相关。

当污水处理厂的厂址有多种方案可供选择时，应从管道系统泵站污水处理厂各处理单元考虑，进行综合的技术经济比较与最优化分析，并通过有关专家的反复论证后在行确定。

污水处理厂厂址的选择应遵循如下原则： (1) 与污水处理工艺相适应。 (2) 尽量少占用农田。

(3) 厂址必须位于集中给水水源的下游，并在城镇生活区下游300米以外，夏季主风向

的下风向。

(4) 处理后的污水回用时要与用户靠近，排放时应与受纳水体靠近。

(5) 厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼地带。尽量设在地质较好的地方，便于施工。 (6) 充分利用地形，应选择有自然坡度的地区，便于高程布置。 (7) 根据城市远期规划，考虑远期发展可能性，有扩建余地。

2.2 污水处理工艺流程的确定

2.2.1 工艺比较分析

（1）厌氧池＋氧化沟

工作流程：污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→厌氧池→氧化沟→二沉池→接触池→处理水排放

工作原理：氧化沟一般呈环形沟渠状[7]，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧池，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应，如除磷脱氮。

工作特点：

①在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。 ②对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。

③污泥龄较长，一般长达15－30天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮反应。

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④污泥产量低，且多已达到稳定。 ⑤自动化程度较高，使于管理。 ⑥占地面积较大，运行费用低。

⑦脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。

⑧氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。 （2）A/A/O法

优点：

①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面积少于其

它的工艺 。

②在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI

值一般均小于100。

③污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。

④运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。

缺点：

①除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值

高时更是如此 。

②脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运

行费用。

③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反应器的干扰。 （3）一体化反应池（一体化氧化沟又称合建式氧化沟）

一体化氧化沟集曝气，沉淀，泥水分离和污泥回流功能为一体[8]，无需建造单独得二沉池。基本运行方式大体分六个阶段。

主要特点：

①工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池，调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地少，管理简便。

②处理效果稳定可靠，其BOD5和SS去除率均在90％-95％或更高。COD得去除率也在85％以上，并且硝化和脱氮作用明显。

③产生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染。 ④造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少。

⑤固液分离效率比一般二沉池高，池容小，能使整个系统再较大得流量和浓度范围内稳定运行。

⑥污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。

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（4）SBR工艺

SBR法是序批式（间歇）活性污泥法的简称[9]，是由按一定顺序间歇操作运行的SBR反应器组成的；SBR工艺的一个完整操作过程，即每个SBR反应器在处理废水时的操作过程包括五个阶段：进水、反应、沉淀、出水、闲置。SBR法的运行2次以间歇操作为主要特征。

SBR法工艺流程见图1。

进水 反应 沉淀 排放 闲置

图1 SBR法工艺流程

该工艺具有以下特点[10]：

① 处理效果稳定，对水量、水质变化适应性强；耐冲击负荷； ② 理想的推流过程使生化反应推力大，效率高；

③ 污泥活性高，浓度高且具有良好的污泥沉降性能，附上污泥膨胀； ④ 脱氮除磷效果好；

⑤ 工艺简单，不需二沉池，回流及其设备，一般情况下不必设置调节池，多数情况下，可省去初沉池。因此工程造价及运行费用低，易于维护治理。

存在的问题：

① 间歇周期运行，对自控要求高； ② 变水位运行，电耗增大； ③ 污泥稳定性不如厌氧消化好。 适用于中小型污水处理厂。

该污水处理厂的建设规模为10000m3/d，10000m3/d（平均日流量）的污水处理厂属中小型污水厂。为了实现污水处理厂高效稳定运行和节省运行费用、建设费用[11]，要求选择的处理工艺技术成熟，处理效果稳定，保证出水达到排放要求；基建投资和运行费用低；运行管理方便；具备脱氮除磷功能；工艺简单自动化程度高。经过比较分析，最后选择SBR作为该处理厂的工程设计方案。

2.2.2 工艺流程方案的确定

该流程的一级处理是有格栅、沉砂池和初次沉淀池所组成，其作用是去除污水中的固体污染物质，从大块垃圾到颗粒粒径为数毫米的悬浮物。污水的BOD值通过一级处理能够去除20%~30%。

二级处理系统是该污水处理设计的核心，由SBR池、接触池等组成。由它的主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。通过二级处理，污水的BOD5值可降至20~30mg/L,一般可达到排放水体和灌溉农田的要求。

本设计主要流程见图2。

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Kz——生活污水总变化系数，1.29； r——污泥容重（t/m），取1.0； P0——污泥含水率（%），取97%。 （7）污泥斗容积V1

3V1??h53(r12?r1r2?r22)?3.14?1.73?(2.02?2.0?1.0?1.02)?12.7m3 3h5?(r1?r2)tan??(2.0?1.0)tan60??1.73m

式中：h5——污泥斗高度，m；

r1——污泥斗上部半径，m，取r1=2.0m； r2——污泥斗下部半径，m，取r2=1.0m；

?——污泥斗倾角，?，取?=60?。

（8）污泥斗以上圆锥部分污泥容积V2

V2??h43(R2?Rr1?r12)?3.14?0.775(17.52?17.5?2.0?2.02)?280.06m3

3D35h4?(R?r1)i?(?r1)i?(?2.0)?0.05?0.775m

22式中：h4——圆锥体高度，m；

R——池子半径，17.5m；

i——池底径向坡度，本设计取i=0.05。

（9）可贮存污泥总容积V，m3

V?V1?V2?12.7?280.06?292.76＞20.36m3 足够大

（10）沉淀池总高度H

H?h1?h2?h3?h4?h5?0.3?3?0.5?0.775?1.73?6.305m

式中：h1——超高，取h1=0.3m；

h2——有效水深，为3m；

h3——缓冲层高度，一般值为0.3—0.5，取h3=0.5m； h4——圆锥体高度，为0.775m； h5——污泥斗高度，为1.73m。

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（11）沉淀池池边高H?，则：

H??h1?h2?h3?0.3?3?0.5?3.8m

（12）排泥设计

排泥所选刮泥机性能见表2。

表2 ZBG-35型周边传动刮泥机性能表

项目 池径/m 电动机功率/kw 滚轮形式 轨道形式 周边线速m/min 性能

35

2.2

刚滚轮

钢板

3.2

池底接DN200排泥管，利用静水压力连续排泥。 （13）浮渣收集

浮渣用浮渣刮泥板收集，定期清渣，刮泥板装在刮泥机桁架的一侧，高出水面0.2m，在出水堰前设置浮渣挡板拦截浮渣，排渣管管径取为200mm。 （14）放空管

污泥斗中设放空管，管径300mm。

3.3.2 进出水设计

在两沉淀池中间设一座集配水井[16]，由沉砂池过来的输水管道直接进入内层套管，进行流量分配。

（1）集配水井

集配水井内径采用3m，来水由底部进入，上部出水经溢流堰至配水井，溢流堰筒直径采用2m，井内流速为0.01m/s。外径取为3.6m，中间墙壁厚300mm，上面设有阀门，井体高6m。

（2）沉淀池进水部分设计

污水自沉砂池出水井接DN1200铸铁管进入配水井，从配水井接DN900铸铁管，在初沉池前接闸门，后接DN800初沉池入流管，i=1.3‰，管内流速v=1.20m/s。

渐扩部分：下部直径D1=800mm 上部直径D2=1000mm 高度H=0.8m

进水采用潜孔入流，潜孔高度取h=1m，淹没水深0.3m，内径d1=D2=1m，外径 d2=1+2×0.3=1.6m，平均直径为d?d1?d21?1.6??1.3m。 22设八个对称布置的潜孔，每孔宽0.25m，则潜孔面积

F?8?0.25?1?2m2

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潜孔流速 v?Qmax0.15??0.038m/s nf2?2中心导流筒流速按规定取为v=0.1m/s，则导流筒有效面积为：

F?导流筒内径D

Qmax0.15??0.075m2 nv2?0.1114(F??d22)4(0.075??1.62)44D???0.95m

??为布水均匀，中心导流筒外设穿孔挡板，穿孔率取15%（10～20%），设穿孔挡板高h=3.0m，直径d=5m，穿孔尺寸b=20×30cm，f=0.06m2，穿孔挡板面积为

F??dh?29.85m2

则孔数

m?F29.85?15%??15%?74.63个 f0.06故设计为每排20个孔，共6排，均匀交错排列。 孔口流速

v?初沉池进口总水头损失

Qmax0.15??0.011m/s nmf2?118?0.06h?0.06?0.0034?0.0003?0.00507?0.069m

（3）沉淀池出水部分设计

采用倒等腰三角形薄壁堰出水，堰负荷q=4L/(ms)。 1）堰长为：

L?Qmax?10000.15?1000??18.75m

nq2?4远大于池径，故双侧集水。 2）出水堰

在距池壁内侧0.5m处设一道集水槽，流量为

Q?0.15?0.04m3/s 4设集水渠宽0.5m，深0.7m，则水流速

v?Q0.04??0.12m/s A0.5?0.7- 23 -

湿周

?=B+2h=0.5+2?0.7=1.9m

水力半径

R?水力坡度

A??0.5?0.7?0.184m 1.9i?(vnR)?0.35

水头损失

?232h?iL?0.35‰?130?0.0455m

3）总水头损失

设堰后自由落水0.2m，堰上水头0.04m，则总水头损失为

h??h?0.0455?0.2?0.04?0.2855m

4）初沉池出水

初沉池的出水设管道DN800mm。

3.4 SBR池的计算

设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法[17]，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。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，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水器、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段，如图4。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。

SBR工艺操作过程见图4。

图4 SBR工艺操作过程

SBR工艺的操作过程如下：

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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，但在实践序列上是一个理想的推流式反应期装置。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。

3.4.1 池体计算

（1）设计参数

1）污水处理程度的计算

原污水经过初次沉淀池的处理，SS按降低50%，BOD5按去除25%考虑，则进入曝气池污水的BOD5值（Sa）：Sa?201(?25%)?165/?mgL

COD值：Sc?450?(1?25%)?337.5mg/L

SS值为：Css?250(1?50%)?125mg/L

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其中，水中非溶解性BOD5含量

BOD5?7.1bXaCe?7.1?0.08?0.4?20?4.54mgL

式中： b——微生物自身氧化率，一般在0.05~0.10之间，取b=0.08；

Xa——活性微生物在处理水中所占的比例，取Xa=0.4； Ce——处理水中悬浮固体浓度，mgL，Ce=20mgL。

出水中BOD5的总含量10mgL，故处理水中溶解性BOD5含量Se

Se?BOD总?BOD5?10?4.54?5.46mg/L

2）BOD5—污泥负荷率Ns的确定

为保证曝气池在低温季节也能取得良好的处理效果，故拟定采用的BOD5—污泥负荷率为0.2kgBOD5kgMLSS?d，为稳妥计，应加以校核，公式为：

Ns?K2Sef??0.0180?5.46?0.75?0.2kgBOD5/(kgMLSS?d)

0.89式中：Ns——污泥负荷，kgBOD5kgMLSS?d；

，取K2=0.0180； K2——系数（0.0168～0.0281）

f——系数，MLVSS/MLSS，一般为0.7~0.8，取f=0.75。

Ns在0.2~0.4kgBOD5kgMLSS?d之间，符合设计要求。

3）硝化所需要的最低好氧污泥龄 θS,N (d)

?S,N?1??1.013(15?T)?fs?1?2.0?4.26d 0.47μ — 硝化细菌比生长速率（d-1），t= 15 ℃时，μ= 0.47 d-1。 fs — 安全系数，取fs= 2.0。 T — 污水温度，T= 15 ℃。

如果考虑硝化作用，出水氨氮计算采用动力学公式：

?N??MNKN?N

设出水氨氮Ne=N，将上式进行变换带入有关参数得，出水氨氮为：

Ne10?KN10?N10?m10??N10?0.28?0.0670.19?0.067?0.08

复核结果表明，出水水质可以满足要求。

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4）TN、TP的去除能力

根据SBR工艺实验研究结果表明[18]：曝气时间为5小时时，脱氮除磷效果最佳，TN和TP的去除率分别达到87.1%-90.8%、64.3%-70.2%。

故选择曝气时间为5小时，出水TN为4mg/L，TP为0.45mg/L，均满足出水要求。 5）系统所需要的反硝化能力（NO3-ND）/BOD5 kgN/kg BOD5

(NO3?ND)/BOD5?TNi?TNe?0.02?S0BOD5?0.005kgN/kgBOD5

TNi — 进水总氮浓度，TNi= 45 mg/l。 TNe — 出水总氮浓度，TNe= 15 mg/l。 S0 — 进水BOD5浓度，S0= 220 mg/l。

6）反硝化所需要的时间比例tan/(tan+ta)

一般认为约有75%的异氧微生物具有反硝化能力，在缺氧阶段微生物的呼吸代谢能力为好氧阶段的80%左右。

(NO3?ND)?2.9tanBOD5 ??0.015

(tan?ta)0.8?0.75?1.6 tan—缺氧阶段所经历的时间，h。

ta —好氧阶段所经历的时间，h。

7）确定混合液污泥浓度X

R?r?10650%?1.2?106X???3333mgL

(1?R)?SVI(1?50%)?120式中：SVI——污泥体积指数，mgL，一般为（100—120）mg/取SVI=120mgL；

R——污泥回流比，取R=50%；

r——考虑污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数，取

r=1.2；

（2）反应池运行周期各工序时间计算

1）曝气时间

TA?24Cs24?165??4h

Ns?m?CA0.2?2?3300式中：Cs——进水平均BOD5(mg/L)，165mg/L； CA——SBR池内MLSS浓度(mg/L)，3300mg/L； Ns——BOD污泥负荷，0.2kgBOD5kgMLSS?d； 1/m——排出比，设为1/2；

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2）沉淀时间 初期沉降速度

vmax?7.4?104?20?3300?1.7?1.54m/h

水温t=20℃，

因此，必要的沉降时间为

H?Ts?vmax1?sm

式中：H——反应池内水深，本设计取5m； s——超高，取为0.5m。 则：

H?Ts?3）排水时间

11?s5.0??0.5m2??1.62h vmax1.54沉淀时间在1.62h，排水时间在2h左右，与沉淀时间合计为4h，因此排水时间取为2h。 4）一个周期所需时间

Tc≥4+4.0=8h

取T=8h。

所以周期数为n=24/8=3 5）进水时间

Tp?式中：N——SBR反应池个数。 （3）反应池容积的计算

1）反应器容积

Tc8??1.3h N6V?Qs?式中 n—周期数；

m n?N1—排出比； mV?Qs?m10000?2.5?1041.7m3 =

n?N4?6 N—池的个数；

（4）SBR池的污泥产量

SBR池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增殖污泥还有很少部分由进水悬浮物沉

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淀形成，SBR池生物代谢产泥量为

△X?a?Q?Sr?b?Xr?V=a?Q?Sr?b?Q?a— 微生物代谢增殖系数，kgMLSS/kgBOD； b— 微生物自身氧化率，1/d；

Sr NsSr—每日的有机污染物降解量，kg/d，Sr?S0?Se； Q—每日挥发性悬浮固体（MLVSS）净增加量； 取a=0.8，b=0.05

a?Q?Sr?b?Q?0.05Sr=（0.8-）?10000?(165?10)?10?3=903kg/d 0.23Ns定排泥含水率为98%，则污泥量为Qs?3903?112.88m3/d考虑一定安310?(1?99.2%)全系数，则每天排泥量120 m/d。

3.4.2 曝气系统设计与计算

SBR池运行方式：本设计共设立6个曝气池，6座建在一起，所有池子从一侧进水，每池进水采用配水管配水使水分布均匀。出水采用一根出水管，污泥采用潜污泵提升设于每池的池尾[19]。 （1） 需氧量计算

SBR反应池需氧量O2计算式

O2=a'?Q?Sr?b'?X?V?a'?Q?Sr?b'?X?V

式中O2—混合液需氧量kgO2/d； a—微生物代谢有机物需氧率，kg/kg；

'b'—微生物自养需氧率，1/d；

（Sr?S0?Se） Sr—去除的BOD5，kg/m3，

经查有关资料表，取a=0.50，b=0.19，需氧量为 R=0.5?10000?(165?10)?10?0.19??3''1?10000?(165?10)?10?3 0.23- 29 -

=2055.4kgO2/d=85.6kgO2/h （2） 最大时需氧量计算

O2max=0.5?10000?1.29?(165?10)?10?3?0.19?=2280.2kgO2/d=95kgO2/h （3） 每日去除的BOD5的需氧量

BOD5=10000?(165?10)/1000=1550kg/d=64.58kg/h （4） 去除每kgBOD的需氧量

1?10000?(165?10)?10?3 0.23△O2=

2055.4=1.32 O2/kgBOD

1550（5） 最大时需氧量与平均时需氧量之比

Q2max95==1.47 64.58O2

3.4.3 供气量

采用WM-180型网状膜微孔空气扩散器，每个空气扩散器的服务面积0.5m，敷设于距池底0.2m处，淹没深度4.8m，计算温度定为30℃，查得20℃和30℃时，水中饱和溶解氧值为：Cs(20)?9.17mg/L，Cs(30)?7.63mg/L （1） 空气扩散器出口处的绝对压力（Pb）按下式计算 Pb=1.013×105+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4.8=1.48×105（Pa） （2）空气离开水面时氧的百分比：

2Qt?21??1?EA?21?(1?0.08)?100%??100%?19.6%

79?21?(1?EA)79?21?(1?0.08)（3）曝气池混合液中平均氧饱和度

PbQt1.48?10519.6Csb?Cs(?)?7.63?(?)?9.0(mg/L) 5542422.026?102.026?10（4）换算成20℃条件下脱氧清水的充氧量：

R0?RCs(20)T?20?????C?C?1.024(T)???85.6?9.17?115.26(kg/h)100.82?(0.95?1.0?9.0?2)?1.024- 30 -

式中?—污水中杂质影响修正系数，取0.82（0.78~0.99）； ； ?—污水含盐量影响修正系数，取0.92（0.9~0.97）c—混合液溶解氧浓度，取c=2；

?—气压修正系数?=1.0；

相应的最大时需氧量为R0max=1.17R0=1.17?115.26=134.85kg/h （5）曝气池平均时供气量： Gs?R0115.26??4802.m53(h /)0.3EA0.?30.08（6） 曝气池最大时供气量： Gs(Max)?R134.85??5618.75(m3/h)

0.3EA0.3?0.08（7）去除1KgBOD5的供气量：

4802.5×24/64.58=84.76（m3空气/KgBOD5） （8）1m3污水的供气量：

4802.5×24/10000=11.53（m3空气/ m3污水） （9）本系统空气总用量5618.75m/h

33.4.4 空压机房

（1）空压机的选择

空气扩散器安装在距曝气池池底0.2m处，因此，空压机所需压力为： P=(5-0.2+1)?9.8=56.84kPa

曝气沉砂池所需空气量为108m/h，则空压机供气量为： 最大时：5618.75+108=5726.75m/h=95.45m/min 平均时：4802.5+108=4910.5m/h=81.84m/min

根据所需压力和空气量，决定采用LG80型空压机7台，正常条件， 五台工作，两台备用,高负荷时，6台工作，1台备用。 （2）空压机房 1)双设电源。

2)每台空压机单设基础，间距1.5m以上。

3)机房包括机器间、配电室、进风室（设空气净化设备）、值班室。

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33333

4)空压机房内外应采取防止噪声的措施。 5)值班室和机器间之间应有隔墙设备和观察窗。

3.4.5 滗水器

现在的SBR工艺一般都采用滗水器排水。滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗 水 器排水口淹没在水下一定深度[20]。

目前SBR使用的滗水器主要有旋转式滗水器、套管式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用旋转式滗水器，该滗水器属于有动力式滗水器，应用广泛，适合大型污水处理厂使用。

3.5 消毒接触池

城市污水经过一级或二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒，特别是医院、生物制品以及屠宰场等有致病菌污染的污水，更应严格消毒。消毒的方法主要是向污水投加消毒剂，本次设计采用液氯消毒，该方法效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜。

本设计采用2座接触池（三廊道平流式）。

3.5.1 接触池尺寸计算

（1）接触池容积

设氯与污水的接触时间为 30min，则接触池的总容积为:

Vz?QzT?1?104?设两座消毒接触池，单池容积为：

30?208.29m3

60?24V?（2）接触池表面积

Vz208.29??104m3 22设有效水深 h1=1.0m，则接触池表面积:

A?（3）接触池长度

V104?104m2 =1h2设每廊道宽b为3.0m，则每池廊道总长

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Lz?每一廊道长

A104??35m b3Lz35??12m 33L?池总宽

B?3b?13.5m

长宽比

L12??4， b3在4～5之间，符合要求 （4）实际接触池容积

V?BLh2?13.5?12?3.0?486m3

（5）接触池高

设接触池保护高h2为 0.3m，池底坡度5%，坡向末端，则池高：

H?h1?h2?L?0.5%?3.0?0.3?12?5%?3.2m

3.5.2 加氯间

加氯量：查手册可知完全人工二级处理后的污水加氯量为5～10mg/L(取5mg/l)。 则每日加氯量为：5.0?10000?10?3?50Kg/d?2.1kg/h

3.5.3 排泥设施

在池底设i=0.05的底坡，坡向末端，并在池子的进水端设排泥斗及排泥管污泥由刮泥机刮至池进水端然后由排泥管送至污泥脱水机房。

4 污泥处理系统工艺设计

4.1 污泥浓缩池

降低污泥中的含水率[21]，可以采用污泥浓缩的方法来降低污泥中的含水率。本设计采用采用竖流式浓缩池，浓缩来自SBR池的剩余污泥，浓缩前的含水率为99.2%，浓缩后污泥含水率为97%，浓缩部分上升流速为0.1mm/s，浓缩时间t=12h，池数为n=2。

（1） 每个浓缩池的污泥量

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Q?（2）浓缩池有效水深

Qs120??60m3/d?0.7L/s 22h1?vt?0.0001?12?3600?4.32m

（3）中心管的计算

设中心管流速为 0.1m/s,则中心管面积f为：

Q0.7?10?3f???0.007m2

v0.1中心管管径d为：

d?则中心管流速为：

4f??4?0.007?0.3m，取300mm

3.144Q4?0.7?10?3v???0.001m/s

?d23.14?0.32（4）浓缩池分离出来的污水流量

q?Q?p1?p2?0.07??99.2?97???0.05L/s

100?p2100?97q0.05??0.5m2 v0.1（5）浓缩池有效面积

F?（6）浓缩池的直径

D?4?F?f???4??0.5?0.0365??2.7m

3.14（7）浓缩后的剩余污泥量

Q??Q?100?p1?0.07??100?99.2???0.02L/s?0.07m3/h

100?p2100?97（8）浓缩池污泥斗容积

设污泥斗夹角α=50o,斗底直径为 1m,则斗高为:

h2?容积

2.7?1?tan50??1.01m 2V??h23?R2?Rr?r2??3.14?1.01??2.92?2.9?0.125?0.1252??9.32m3 3（9）污泥在污泥斗中停留时间

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T?（10）池子总高

V9.32??2.67h ?Q3.49H?4.32?1.01?0.3?0.5?0.5?6.73m

式中 h1——污泥池有效水深（m），取 4.32m； h2——污泥斗高度（m），1.01m；

h3——保护高度（m），取 0.3m； h4——缓冲层高（m），取 0.5m； h5——中心管与反射板之间的高度,0.5m。

（11）进泥

来自SBR池的污泥经污泥提升泵提升后由浓缩池上部中心管进入,经过喇叭口,进入浓缩池，进泥管管径定为200mm。

（12）出水

水由上部的上清液排出管排出,因在投入污泥前必须先排除浓缩池已澄清的上清液,腾出池容,故在浓缩池上设上清液排出管,排出管管径定为 200mm。

（13）出泥

经过浓缩后的污泥由污泥斗下部的排泥管排出,排泥管管径定为200mm。

4.2 贮泥池

贮泥池可以调节来自初沉池及浓缩池的污泥量，以便及时将污泥提升至一级消化池。本设计采用矩形贮泥池，贮存来自初沉池和浓缩池的污泥，池数n=2。

（1）进入贮泥池的污泥量

按初沉池悬浮物去除 50%计,则来自初沉池的污泥量为:

Q1?来自污泥浓缩池的污泥量为:

3.37?24?20.22m3/d 4Q2?Q??24?0.07?24?1.68m3/d

则贮泥量

Q?Q1?Q2?20.22?1.68?21.9m3/d

（2）贮泥池尺寸

设贮泥池的贮存时间 t=8h,则贮泥池体积为:

Vz?单池体积为

Qs45.15??15.1m3 33- 35 -

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