【正文】 滿足有效停留時(shí)間的要求。 SBR 反應(yīng)池 設(shè)計(jì)說(shuō)明 設(shè)計(jì)方法有兩種：負(fù)荷設(shè)計(jì)法和動(dòng)力設(shè)計(jì)法 [8]，本工藝采用負(fù)荷設(shè)計(jì)法。 根據(jù)工藝流程論證， SBR 法具有比其他好氧處理法效果好，占地面積小，投資省的特點(diǎn)，因而選用 SBR 法。 SBR 是序批式間歇活性污泥法的簡(jiǎn)稱。該工藝由按一定時(shí)間順序間歇操作運(yùn)行的反應(yīng)器組成。 其運(yùn)行操作在空間上是按序排列、間歇的。 污水連續(xù)按順序進(jìn)入每個(gè)池， SBR 反應(yīng)器的運(yùn)行操作在時(shí)間上也是按次序排列的。SBR 工藝的一個(gè)完整的操作過(guò)程，也就是每 個(gè)間歇反應(yīng)器在處理廢水時(shí)的操作過(guò)程，包括進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉淀期、排水排泥期、閑置期五個(gè)階段，如圖 33。這種操作周期是周而復(fù)始進(jìn)行的，以達(dá)到不斷進(jìn)行污水處理的目的。對(duì)于單個(gè)的 SBR 反應(yīng)器來(lái)說(shuō) ,在時(shí)間上的有效控制和變換，即達(dá)到多種功能的要求，非常靈活 [8]。 曝氣進(jìn)水 進(jìn)水期 反應(yīng)期 沉淀期 排水期 閑置期 圖 33 SBR 工藝操作過(guò)程 SBR 工藝特點(diǎn)是： ① 工程簡(jiǎn)單，造價(jià)低； ② 時(shí)間上有理想推流 式反應(yīng)器的特性； ③ 運(yùn)行方式靈活，脫 N 除 P 效果好； ④ 良好的污泥沉降性能； ⑤ 對(duì)進(jìn)水水質(zhì)水量波動(dòng)適應(yīng)性好； ⑥ 易于維護(hù)管理。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 SBR 工藝的操作過(guò)程如下： 1) 進(jìn)水期 進(jìn)水期是反應(yīng)池接納污水的過(guò)程。由于充水開始是上個(gè)周期的閑置期，所以此時(shí)反應(yīng)器中剩有高濃度的活性污泥混合液，這也就相當(dāng)于活性污泥法中污泥回流作用。 SBR 工藝間歇進(jìn)水，即在每個(gè)運(yùn)行周期之初在一個(gè)較短時(shí)間內(nèi)將污水投入反應(yīng)器，待污水到達(dá)一定位置停止進(jìn)水后進(jìn)行下一步操作。因此，充水期的 SBR 池相當(dāng)于一個(gè)變?nèi)莘磻?yīng)器?；旌弦夯|(zhì)濃度隨水量增加而加大。充水過(guò)程中 逐步完成吸附、氧化作用。 SBR 充水過(guò)程，不僅水位提高，而且進(jìn)行著重要的生化反應(yīng)。充水期間可進(jìn)行曝氣、攪拌或靜止。 曝氣方式包括非限制曝氣（邊曝氣邊充水）、限制曝氣（充完水曝氣）半限制曝氣（充水后期曝氣）。 2) 反應(yīng)期 在反應(yīng)階段，活性污泥微生物周期性地處于高濃度、低濃度的基質(zhì)環(huán)境中，反應(yīng)器相應(yīng)地形成厭氧 — 缺氧 — 好氧的交替過(guò)程。 雖然 SBR 反應(yīng)器內(nèi)的混合液呈完全混合狀態(tài)，但在時(shí)間序列上是一個(gè)理想的推流式反應(yīng)器裝置。 SBR 反應(yīng)器的濃度階梯是按時(shí)間序列變化的 。能提高處理效率，抗沖擊負(fù)荷，防止污泥膨脹。 3) 沉淀期 相當(dāng) 于傳統(tǒng)活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝氣攪拌后，污泥絮體靠重力沉降和上清液分離。本身作為沉淀池，避免了泥水混合液流經(jīng)管道，也避免了使剛剛形成絮體的活性污泥破碎。此外， SBR 活性污泥是在靜止時(shí)沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干擾小，沉降時(shí)間短，效率高。 4) 排水期 活性污泥大部分為下周期回流使用，過(guò)剩污泥進(jìn)行排放，一般這部分污泥僅占總污泥的 30%左右，污水排出，進(jìn)入下道工序。 5) 閑置期 作用是通過(guò)攪拌、曝氣或靜止使其中微生物恢復(fù)其活性，并起反硝化作用而進(jìn)行脫水。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 SBR 反應(yīng)池容積計(jì)算 處理要求 : 表 32 處理要求 項(xiàng)目 進(jìn)水水質(zhì) (mg/l) 出水水質(zhì) (mg/l) BOD COD SS NH3N 磷酸鹽 150 350 250 25 3 ≤20 ≤40 ≤20 ≤10 ≤ SBR 池設(shè)計(jì)的主要參數(shù)依據(jù)： 1）污泥容積負(fù)荷率 Nv一般為 (m3 d)， SVI在 100以下沉降性能好， 一般為90~100，這里取 90。 2） MLSS一般為 2021mg/L左右。 3）總需氧量的計(jì)算與普通活性污泥法相同。 4）剩余污泥量的計(jì)算與普通活性污泥法相同。 5）反應(yīng)池排水裝置 采用伸縮式浮動(dòng)排水口，其排水口距池底高度應(yīng)保證不讓沉淀污泥排走。 6）污泥泥齡 θc = 10 d. 設(shè) SBR 運(yùn)行每一周期時(shí)間為 8h，進(jìn)水 ，反應(yīng) (曝氣 )（ ~）取 4h，沉淀 ，排水（ ~）取 1h。 周期數(shù) : 24 38n?? 則周期進(jìn)水量為 30 142021= = = 5 9 1 6 .738mnN?? （ 323） 式中 Q—— 日進(jìn)水量， m3/d N—— 日運(yùn)行周期數(shù) N—— 反應(yīng)池?cái)?shù)， N 一般不小于 2，這里取 8 個(gè) 則反應(yīng)池有效容積為 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 300 3 59 16 .7 15 0= 76 07 .210 00 0. 35 10 00vnQ SVmN ?????? （ 324） 式中 S0—— 進(jìn)入反應(yīng)池的 BOD 濃度， gBOD5/m3 Nv—— 污泥容積負(fù)荷， kg/BOD5(m3 d) n—— 日運(yùn)行周期數(shù) SBR 池中有效水深一般為 ~，這里取 H=5m，超高取 所以反應(yīng)池的平面面積為 A=V/H=7607/5= SBR 反應(yīng)池為滿足運(yùn)行靈活及設(shè)備安裝需要，設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形，一端為進(jìn)水區(qū)，另一端為出水區(qū) 取反應(yīng)池寬 B=30m，池長(zhǎng) L=55m SBR 反應(yīng)池 有效容積 V應(yīng)等于周期進(jìn)水量和池內(nèi)最小水量 Vmin 之和。即： V=Qo + Vmin 最小水量 Vmin 是指沉淀與排水工序之后，其池內(nèi)污泥界面所對(duì)應(yīng)的反映池的容積。同時(shí)污泥界面的高度應(yīng)低于排水口的高度。 反應(yīng)池最小水量 Vmin 為 6 6 3m in = / 90 20 00 76 07 .2 / 13 69 .310 10SVI ML SS VVm? ? ? ? ? ? (325) Q0=＜ V－ Vmin=－ = 滿足要求 所以 SBR 反應(yīng)池的外形尺寸為 LBH=5530（ m） SBR 反應(yīng)池運(yùn)行時(shí)間與水位控制 SBR 池總水深 ,按平均流量考慮，則進(jìn)水前水深為 ，進(jìn)水結(jié)束后 ,排水時(shí)水深 ,排水結(jié)束后 。 水深中，換水水深為 ,存泥水深 ,保護(hù)水深 ,保護(hù)水深的設(shè)置是為避免排水時(shí)對(duì)沉淀及排泥的影響。 (見圖 34) 圖 34 SBR 池高程控制圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 進(jìn)水開始與結(jié)束由水位控制，曝氣開始由水位和時(shí)間控制，曝氣結(jié)束由時(shí)間控制，沉淀開始與結(jié)束由時(shí)間控制，排水開始由時(shí)間控制，排水結(jié)束由水位控制。 排泥量及排泥系統(tǒng) (1) SBR 產(chǎn)泥量 SBR 的剩余污泥主要來(lái)自微生物代謝的增值污泥，還有很少部分由進(jìn)水懸浮物沉淀形成 [10]。 SBR 生物代謝產(chǎn)泥量為 rrx a Q S b X V? ? ? ? ? ? ? = rr sQSa Q S b N?? ? ? ?= ()sra b N Q S?? (326) 式中 : a —— 微生物代謝增系數(shù)， kgMLVSS/kgBOD b—— 微生物自身氧化率， l/d 根據(jù)生活污泥性質(zhì)，參考 《環(huán)境工程學(xué)》中的 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè) a =， b =,則有： 30 . 0 5( 0 . 7 0 ) 1 4 2 0 0 0 1 3 0 1 00 . 4x ?? ? ? ? ? ?=(kg/d) 假定排泥含水率為 98%，則排泥量為 310 (1 )s xQ P?? ?? (327) = (1 98%)??=(m3/d) (P=98%) 或，3 1 0 6 1 4 .51 0 (1 9 9 .2 % )sQ ? ??=(m3/d) (P=%) 考慮一定安全系數(shù)，則每天排泥量為 1400m3/d。 (2)排泥系統(tǒng) 剩余污泥在重力作用下通過(guò)污泥管路排入集泥井。 需氧量及曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)需氧量計(jì)算 SBR 反應(yīng)池需氧量 O2計(jì)算式為 m a x 0()= 1000 ehQ K S SR ?? ? ? ? (328) 式中 : Qmax—— 最大設(shè)計(jì)流量 ， m3/h 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 Kh —— 污水時(shí)變化系數(shù) S0 —— 進(jìn)水 BOD5濃度， mg/L Se —— 出水 BOD5濃度 ， mg/L ε—— 去除 1kgBOD 的需氧， kg/h 《環(huán)境工程學(xué)》中污泥負(fù) 荷與去除單位 BOD 日平均需氧量的關(guān)系如下表所示： 表 33 污泥負(fù)荷與去除單位 BOD 日平均需氧量的關(guān)系 揮發(fā)性污泥負(fù)荷 / [kg(BOD)kg(MLSS)1d1] 平均需氧量 / [kg(O)kg(BOD)1] 最大需氧量 / [kg(O2)kg(BOD)1] ≥ SBR 處理污泥負(fù)荷設(shè)計(jì)為 kgB O D /( kgM L S S d )sN ?? 一般生活污水污泥的 MLVSS/MLSS=，所以揮發(fā)性污泥負(fù)荷為 Ns/=(BOD)kg(MLSS)1d1 從表 33 選定去除 1kgBOD 的需氧量為 ，則最大時(shí)需氧量為 259 16 .7 2 ( 15 0 20 )= 9 68 ( ) /1000R k g O h? ? ? ?? (2)供氣量計(jì)算 設(shè)計(jì)采用塑料 SX1 型空氣擴(kuò)散器，敷設(shè) SBR 反應(yīng)池池底，淹沒深度 H=。 SX1型空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率為 EA=8%。 查表知 20℃ ， 30℃ 時(shí)溶解氧飽和度分別為 ( 20 ) ? ， (30 ) ? 空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力 Pb 為： Pb= 10 10 H? ? ? ? = 10 10 ? ? ? ?= 10? (Pa) (329) 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 空氣離開曝氣池時(shí)，氧的百分比為 Ot= 21(1 )79 21(1 )A AE E???= 21(1 8%)79 21(1 8%)???=% (330) 曝氣池中溶解氧平均飽和度為：（按最不利溫度條件計(jì)算） ( 3 0 ) ( 3 0 ) 5()2 . 0 6 6 1 0 4 2bts b s POCC??? =( 5 54 10 66 10 42? ??)=? =(mg/L) (331) 水溫 20℃ 時(shí)曝氣池中溶解氧平均飽和度為： (20)sbC =? =(mg/L) 20℃ 時(shí)脫氧清水充氧量為： ( 2 0 )0 20[ ( ) ] 1 .0 2 4sb Ts b jRCR C T C? ? ???? ? ? ? ? (332) 式中 : ? —— 污水中雜質(zhì)影響修正系數(shù) ?—— 污水含鹽量影響修正系數(shù) jC —— 混合液溶解氧濃度 ?—— 氣壓修正系數(shù) ? = PP標(biāo)=1 α一般為 ~， 取 ， β一般為 ~， 取 ， 曝氣池中溶解氧在最大流量時(shí)不低于 ,即取 Cj=，則計(jì)算得： 0 ( 3 0 2 0 )1 0 . 7 30 . 8 ( 0 . 9 1 . 0 1 0 . 7 3 2 . 0 ) 1 . 0 2 4RR ??? ? ? ? ? ? ==? =(kgO2/h) SBR 反應(yīng)池供氣量 sG 為 : sG =