SBR设计计算说明书.doc
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SBR设计计算说明书.doc
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SBR设计说明书
1.设计水质
1.1进水水质
参照国内类似城市污水水质,并结合当地经济发展水平,确定污水厂的进水水质如表1所示。
表1污水厂进水水质指标单位:
mg/L
指标
CODcr
BOD5
SS
NH3-N
TP
TN
pH
进水
500
300
360
35
3
40
6~9
1.2出水水质
出水水质要求满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB8978-2002)一级A准,其水质如表2所示。
表2污水厂出水水质指标单位:
mg/L
指标
CODcr
BOD5
SS
NH3-N
TP
TN
pH
出水
50
10
10
5
0.5
15
6~9
1.3设计水温
设计最低水温T1=8℃,平均水温T2=20℃,最高水温T3=25℃。
2.SBR(脱氮除磷)主要设计参数
表3SBR脱氮除磷工艺的主要设计参数
项目
单位
参数值
BOD5污泥负荷Ls
kgBOD5/(kgMLVSS·d)
0.15~0.25
kgBOD5/(kgMLSS·d)
0.07~0.15
反应池混合液悬浮固体平均浓度X
kgMLSS/m3
2.5~4.5
总氮负荷率
kgTN/(kgMLSS·d)
≤0.06
污泥产率系数Y
设初沉池
KgVSS/kg·BOD5
0.3~0.6
不设初沉池
KgVSS/kg·BOD5
0.5~0.8
厌氧水力停留时间占反应时间比例
%
5~10
缺氧水力停留时间占反应时间比例
%
10~15
好氧水力停留时间占反应时间比例
%
75~80
总水力停留时间
h
20~30h
需氧量O2
kgO2/kgBOD5
1.5~2.0
活性污泥容积指数SVT
ML/g
70~140
充水比m
0.30~0.35
总处理效率
%
85~95(BOD5)
50~75(TP)
55~80(TN)
3.设计计算
(1)反应时间TR:
式中:
TR——反应时间,h;
m——充水比,取0.30;
So——反应池进水五日生化需氧量,mg/L,300mg/L;
LS——反应池的五日生化需氧量污泥负荷,kgBOD5/(kgMLSS·d),取0.12kgBOD5/(kgMLSS·d);
X——反应池内混合液悬浮固体(MLSS)平均浓度,kgMLSS/m3取4.0kgMLSS/m3。
取反应时间TR为4h。
(2)沉淀时间TS:
当污泥界面沉降速度为(MLSS在3000mg/L及以下)
当污泥界面沉降速度为(MLSS在3000mg/L以上)
设反应池的有效水深h取5.0m,缓冲层高度ε取0.5m。
因此必要沉淀时间为:
取沉淀时间TS为:
1h。
(3)运行周期T:
设排水时间TD为1h,反应池数N=4,
则一个周期所需要的时间为:
Tc≥TR+TS+TD=(4+1+1)h=6h
所以每天的周期数为:
n=24/8=3
进水时间为:
(4)反应池容积
SBR反应池容积,可按下式计算:
式中:
V——反应池有效容积,m3;
Q’——每个周期进水量,m3,每个周期进水量为;
So——反应池进水五日生化需氧量,mg/L,300mg/L;
LS——反应池的五日生化需氧量污泥负荷,kgBOD5/(kgMLSS·d),取0.12kgBOD5/(kgMLSS·d);
X——反应池内混合液悬浮固体(MLSS)平均浓度,kgMLSS/m3取4.0kgMLSS/m3;
TR——每个周期反应时间,h。
设计SBR池2座,单座池体容积为1550m3,池体有效水深为5.5m,则表面积S1=1550/5.5≈282m2,SBR单池长度20m,宽14m。
每座SBR池分为两格。
(5)校核总氮负荷:
<0.06kgTN/(kgMLSS.d),符合要求。
(6)校核总停留时间,符合要求HRT在20h~30h之间。
(7)两座SBR池运行时间
表4四格SBR池运行时间
运行时间(h)
A
B
C
D
0-1
进水
曝气
沉淀
1-2
排水
2-3
曝气
沉淀
进水
3-4
排水
4-5
沉淀
进水
曝气
5-6
排水
6-7
沉淀
进水
曝气
7-8
排水
8-9
进水
曝气
沉淀
9-10
排水
10-11
曝气
沉淀
进水
11-12
排水
12-13
沉淀
进水
曝气
13-14
排水
14-15
沉淀
进水
曝气
15-16
排水
16-17
进水
曝气
沉淀
17-18
排水
18-19
曝气
沉淀
进水
19-20
排水
20-21
沉淀
进水
曝气
21-22
排水
22-23
沉淀
进水
曝气
23-24
排水
(8)剩余污泥量
根据《室外排水设计规范》要求可按污泥产率系数、衰减系数及不可生物降解和惰性悬浮物进行计算:
式中,⊿X—剩余污泥量,kgSS/d;
V—生物反应池容积;
X—生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度,gMLSS/L;
—污泥泥龄,d;
Y—污泥产率系数,kgVSS/kgBOD5,20℃时为0.3~0.8,取Y=0.8kgVSS/kgBOD5;
Q—设计平均日污水量,m3/d;
So—生物反应池进水五日生化需氧量,kg/m3;
Se—生物反应池出水五日生化需氧量,kg/m3;
Kd—衰减系数(d-1),20℃的数值为0.04~0.075,取0.075;
XV—生物反应池内混合液挥发性悬浮固体平均浓度,gMLVSS/L,3.0×0.7=2.1gMLVSS/L;
f—SS的污泥转化率,已根据实验资料确定,无试验资料时可取0.5~0.7gMLSS/gSS,取0.5gMLSS/gSS;
SSo—生物反应池进水悬浮物浓度,kg/m3;
SSe—生物反应池出水悬浮物浓度,kg/m3。
因此:
(9)生物反应池中好氧区的污水需氧量
根据去除的五日生化需氧量、氨氮的硝化和除氮等要求,宜按下列公式计算:
式中,O2—污水需氧量,kgO2/d;
Q—污水设计流量,m3/d;
S0—反应池进水五日生化需氧量,mg/L;
Se—反应池出水五日生化需氧量,mg/L;
⊿XV—排出反应池系统的微生物量,kg/d;
Nk—反应池进水总凯式氮浓度,mg/L;
Nt—反应池进水总氮浓度,mg/L,40mg/L;
Nke—反应池出水总凯式氮浓度,mg/L,5mg/L;
Noe—反应池出水硝态氮浓度,mg/L,10mg/L;
a—碳的氧当量,当含碳物质以BOD5计时,取1.47;
b—氧化每公斤氨氮所需氧量(kgO2/kgN),取4.57;
c—细菌细胞的氧当量,取1.42。
故污水需氧量O2为:
(c)标准状态下污水需氧量
根据《厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范》中规定污水需氧量按下列公式计算:
其中:
式中,OS—标准状态下污水需氧量,kgO2/d;
Ko—需氧量修正系数;
O2—设计污水需氧量,kgO2/d;
Cs—标准状态下清水中饱和溶解氧浓度,mg/L,取9.17;
α—混合液中总传氧系数与清水中总传氧系数之比,一般取0.80~0.85,取0.85;
β—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0.90~0.97,取0.95;
CSW—T℃时清水表面饱和溶解氧浓度,mg/L;
Co—混合液剩余溶解氧,mg/L,一般取2mg/L;
Csm—T℃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,mg/L;
T—设计水温,℃,取最高水温T3=25℃;
Ot—曝气池移出气体中含氧,%;
Pb—曝气装置出口处的绝对压力,MPa,其值根据下式计算;
P—大气压力,P=1.013×105Pa;
H—空气扩散装置的安装深度,m;
EA—空气扩散装置的氧转移效率。
微孔曝气头安装在距池底0.3m处,淹没水深5.2m,故其绝对压力Pb为:
本设计选择微孔曝气器,其氧转移效率较高,约在20%左右。
求得
而水温25℃时,清水氧的饱和度CSW=8.38mg/L,曝气池内平均溶解氧饱和度为:
选择风量为Q=20.87m3/min,风压为P=58.8kPa,N=37kW的三叶罗茨鼓风机。
8
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