【正文】 滿足有效停留時間的要求。 SBR 反應池 設計說明 設計方法有兩種：負荷設計法和動力設計法 [8]，本工藝采用負荷設計法。 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，因而選用 SBR 法。 SBR 是序批式間歇活性污泥法的簡稱。該工藝由按一定時間順序間歇操作運行的反應器組成。 其運行操作在空間上是按序排列、間歇的。 污水連續(xù)按順序進入每個池， SBR 反應器的運行操作在時間上也是按次序排列的。SBR 工藝的一個完整的操作過程，也就是每 個間歇反應器在處理廢水時的操作過程，包括進水期、反應期、沉淀期、排水排泥期、閑置期五個階段，如圖 33。這種操作周期是周而復始進行的，以達到不斷進行污水處理的目的。對于單個的 SBR 反應器來說 ,在時間上的有效控制和變換，即達到多種功能的要求，非常靈活 [8]。 曝氣進水 進水期 反應期 沉淀期 排水期 閑置期 圖 33 SBR 工藝操作過程 SBR 工藝特點是： ① 工程簡單，造價低； ② 時間上有理想推流 式反應器的特性； ③ 運行方式靈活，脫 N 除 P 效果好； ④ 良好的污泥沉降性能； ⑤ 對進水水質(zhì)水量波動適應性好； ⑥ 易于維護管理。 武漢理工大學畢業(yè)設計 19 SBR 工藝的操作過程如下： 1) 進水期 進水期是反應池接納污水的過程。由于充水開始是上個周期的閑置期，所以此時反應器中剩有高濃度的活性污泥混合液，這也就相當于活性污泥法中污泥回流作用。 SBR 工藝間歇進水，即在每個運行周期之初在一個較短時間內(nèi)將污水投入反應器，待污水到達一定位置停止進水后進行下一步操作。因此，充水期的 SBR 池相當于一個變?nèi)莘磻鳌；旌弦夯|(zhì)濃度隨水量增加而加大。充水過程中 逐步完成吸附、氧化作用。 SBR 充水過程，不僅水位提高，而且進行著重要的生化反應。充水期間可進行曝氣、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) 反應期 在反應階段，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，反應器相應地形成厭氧 — 缺氧 — 好氧的交替過程。 雖然 SBR 反應器內(nèi)的混合液呈完全混合狀態(tài)，但在時間序列上是一個理想的推流式反應器裝置。 SBR 反應器的濃度階梯是按時間序列變化的 。能提高處理效率，抗沖擊負荷，防止污泥膨脹。 3) 沉淀期 相當 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沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干擾小，沉降時間短，效率高。 4) 排水期 活性污泥大部分為下周期回流使用，過剩污泥進行排放，一般這部分污泥僅占總污泥的 30%左右，污水排出，進入下道工序。 5) 閑置期 作用是通過攪拌、曝氣或靜止使其中微生物恢復其活性，并起反硝化作用而進行脫水。 武漢理工大學畢業(yè)設計 20 SBR 反應池容積計算 處理要求 : 表 32 處理要求 項目 進水水質(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 池設計的主要參數(shù)依據(jù)： 1）污泥容積負荷率 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）總需氧量的計算與普通活性污泥法相同。 4）剩余污泥量的計算與普通活性污泥法相同。 5）反應池排水裝置 采用伸縮式浮動排水口，其排水口距池底高度應保證不讓沉淀污泥排走。 6）污泥泥齡 θc = 10 d. 設 SBR 運行每一周期時間為 8h，進水 ，反應 (曝氣 )（ ~）取 4h，沉淀 ，排水（ ~）取 1h。 周期數(shù) : 24 38n?? 則周期進水量為 30 142021= = = 5 9 1 6 .738mnN?? （ 323） 式中 Q—— 日進水量， m3/d N—— 日運行周期數(shù) N—— 反應池數(shù)， N 一般不小于 2，這里取 8 個 則反應池有效容積為 武漢理工大學畢業(yè)設計 21 300 3 59 16 .7 15 0= 76 07 .210 00 0. 35 10 00vnQ SVmN ?????? （ 324） 式中 S0—— 進入反應池的 BOD 濃度， gBOD5/m3 Nv—— 污泥容積負荷， kg/BOD5(m3 d) n—— 日運行周期數(shù) SBR 池中有效水深一般為 ~，這里取 H=5m，超高取 所以反應池的平面面積為 A=V/H=7607/5= SBR 反應池為滿足運行靈活及設備安裝需要，設計為長方形，一端為進水區(qū)，另一端為出水區(qū) 取反應池寬 B=30m，池長 L=55m SBR 反應池 有效容積 V應等于周期進水量和池內(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)污泥界面所對應的反映池的容積。同時污泥界面的高度應低于排水口的高度。 反應池最小水量 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 反應池的外形尺寸為 LBH=5530（ m） SBR 反應池運行時間與水位控制 SBR 池總水深 ,按平均流量考慮，則進水前水深為 ，進水結(jié)束后 ,排水時水深 ,排水結(jié)束后 。 水深中，換水水深為 ,存泥水深 ,保護水深 ,保護水深的設置是為避免排水時對沉淀及排泥的影響。 (見圖 34) 圖 34 SBR 池高程控制圖 武漢理工大學畢業(yè)設計 22 進水開始與結(jié)束由水位控制，曝氣開始由水位和時間控制，曝氣結(jié)束由時間控制，沉淀開始與結(jié)束由時間控制，排水開始由時間控制，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 的剩余污泥主要來自微生物代謝的增值污泥，還有很少部分由進水懸浮物沉淀形成 [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》中的 經(jīng)驗數(shù)據(jù)，設 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污泥管路排入集泥井。 需氧量及曝氣系統(tǒng)設計計算 (1)需氧量計算 SBR 反應池需氧量 O2計算式為 m a x 0()= 1000 ehQ K S SR ?? ? ? ? (328) 式中 : Qmax—— 最大設計流量 ， m3/h 武漢理工大學畢業(yè)設計 23 Kh —— 污水時變化系數(shù) S0 —— 進水 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》中污泥負 荷與去除單位 BOD 日平均需氧量的關系如下表所示： 表 33 污泥負荷與去除單位 BOD 日平均需氧量的關系 揮發(fā)性污泥負荷 / [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 處理污泥負荷設計為 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)性污泥負荷為 Ns/=(BOD)kg(MLSS)1d1 從表 33 選定去除 1kgBOD 的需氧量為 ，則最大時需氧量為 259 16 .7 2 ( 15 0 20 )= 9 68 ( ) /1000R k g O h? ? ? ?? (2)供氣量計算 設計采用塑料 SX1 型空氣擴散器，敷設 SBR 反應池池底，淹沒深度 H=。 SX1型空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移效率為 EA=8%。 查表知 20℃ ， 30℃ 時溶解氧飽和度分別為 ( 20 ) ? ， (30 ) ? 空氣擴散器出口處的絕對壓力 Pb 為： Pb= 10 10 H? ? ? ? = 10 10 ? ? ? ?= 10? (Pa) (329) 武漢理工大學畢業(yè)設計 24 空氣離開曝氣池時，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℃ 時曝氣池中溶解氧平均飽和度為： (20)sbC =? =(mg/L) 20℃ 時脫氧清水充氧量為： ( 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=1 α一般為 ~， 取 ， β一般為 ~， 取 ， 曝氣池中溶解氧在最大流量時不低于 ,即取 Cj=，則計算得： 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 反應池供氣量 sG 為 : sG =