SBR设计说明书.docx
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SBR设计说明书
2设计说明书
2.1去除率计算
2.1.1BOD5的去除率
原污水BOD5值(S0)为200mg/L,出水BOD5为20mg/L,则BOD5的去除率为:
=
2.1.2CODCr的去除率
原污水CODCr为480mg/L,出水CODCr为100mg/L,则CODCr的去除率为:
SS的去除率
原污水SS为280mg/L,出水SS为20mg/L,则SS的去除率为:
氨氮的去除率
原污水水NH3-N为35mg/L,出水NH3-N为8mg/L,则NH3-N的去除率为:
2.2城市污水处理工艺选择
小区污水处理的目的是使之达标排放或污水回用于小区绿地灌溉、道路、冲洗汽车,以保护环境不受污染,节约水资源。
污水处理工艺流程的选择应遵循以下原则:
1.一般来说,不同小区对出水的要求差异较大。
应根据我国《地面环境质量标准》(GB3838—88)和《污水综合排放标准》(GB8978—96)的有关规定和当地环保部门的要求确定处理程度,以确保出水水质。
如果出水采用土地处理法处理,则按土地处理法的要求计算;
2.污水处理设施的设计和建设必须结合小区的整体规划和建筑特点,即外观设计上要与小区建筑环境相协调,以求美观;
3.在污水处理工艺上力求简单实用,以方便管理;
4.在高程布置上应尽量采用立体布局,充分利用地下空间。
平面布置上要紧凑,以节省用地;
5.污水处理厂位置应尽可能位于小区下风向,与其它建筑物有一定的距离,以减少对环境的影响;
6.设备化,定型化,模块化,施工安装方便,运行简易,设备性能稳定,适合分期建设;
7.处理程度高,污泥产量少,并尽可能采用节能处理技术;
8.处理构筑物对水力负荷和有机物负荷的适应范围较大,使系统有较好的经受冲击负荷的能力。
9.小区内的人口是逐渐增加的。
因此,小区污水处理厂应按可预期的发展规划作为流量设计的基础。
根据我国情况,可考虑采用20年的设计周期。
该居民小区污水处理厂的方案,既要考虑污水达到出水水质,又要考虑经济合理,人工劳动强度小,噪声小,占地面积小等因素,故本设计采用SBR法。
处理工艺流程如图1所示。
格栅
调节池
提升泵房
SBR池
氯消毒池
污泥泵房
污泥脱水间
进水
出水
泥饼外运
图1污水处理厂设计工艺流程图
Fig1Thedesignprocesschartofwastewatertreatmentplant
SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。
它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作。
SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。
优点:
(1)理想推流过程使生化反应推动力增大,效率提高,池内厌氧、好氧处于交替状态,净化效果好;
(2)运行效果稳定,污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好;
(3)耐冲击负荷,池内有滞留的处理水,对污水有稀释缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击;
(4)工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运行灵活;
(5)处理设备少、构造简单、便于操作和维护管理;
(6)反应池内存在DO、BOD5浓度梯度,有效控制活性污泥膨胀;
(7)脱氮除磷,通过适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效果;
(8)工艺流程简单、造价低。
主体设备只有一个序批式间歇反应器,无二沉池、污泥回流系统,调节池、初沉池也可省略,布置紧凑、占地面积省。
缺点:
(1)容积及设备利用率较低(一般低于50%);
(2)操作、管理、维护较复杂;
(3)自动化程度高,对工人素质要求较高;
(4)国内工程实例少;
(5)脱氮、除磷功能一般。
2.3污水厂总平面图的布置
本污水处理厂平面布置在满足工艺流程的前提下进行布置,大致分为生活区、污水处理区、污泥处理区三区,布置紧凑,进出水流畅。
其中,综合办公楼、宿舍楼、食堂、浴室等在入厂正门一侧附近,方便本厂职工办公和起居生活,同时也方便外来人员;格栅间气味大,锅炉房多烟尘,污泥区设在夏季主导风向的下风向;在脱水机房附近设有后门,以减少煤、灰、泥饼、栅渣外运时对环境的污染。
2.4处理构筑物设计流量(二级)
最高日最高时115吨
平均日平均时100吨
2.5污水处理构筑物设计
2.5.1格栅设计与选型
格栅是用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物,以减轻后续处理构筑物的负荷,并保证后续处理设施能正常运行的装置。
1.设计参数
设计流量:
Q=2400m3/d=27.778L/S
最大流量:
Qmax=Q×Kz=27.778×1.15≈32L/S
过栅流速:
V1=0.6m/s栅条宽度:
S=0.02m
栅前部分长度:
0.5m安装倾角:
α=30°
栅前水深:
h=0.4m栅条间隙:
e=5mm
栅条间隙数:
=18.35(取19条)
2.计算
计算草图如下图
1)设计采用两个并联的格栅(一用一备)
栅槽宽度:
2)格栅选择根据有效栅宽,选取GH-8000型链式旋转除污机,相关技术参数见下表。
GH-800型链式旋转格栅技术参数
栅槽宽度/mm
850
水流速度/(m/s)
<1
有效栅宽/mm
500
电动机功率/KW
0.75
有效间隙/mm
16
安装角度
60°
2)进水渠道流速若进水渠道宽度为B1=0.80m,渐宽部分展角α1=20°,此时进水渠道内德流速为
3)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
4)过栅水头损失(h1)因栅条边为矩形截面,取k=3,则
其中ε=β(s/e)4/3
h0:
计算水头损失
k:
系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍数,取k=3
ε:
阻力系数,与栅条断面形状有关,当为矩形断面时β=2.42
5)栅后槽总高度(H)取栅前渠道超高
,则
栅前槽总高度
栅后槽总高度
m
6)栅槽总长度
L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan60°=0.07+0.035+0.5+1.0+0.8/tan60°
=2.07m
7)每日栅渣量
:
平均日流量,m3/d;W1:
栅渣量(m3/103m3污水),取0.1-0.01本设计取0.09;
所以宜采用机械格栅清渣。
调节池设计计算
因居民小区污水量变化波动较大,为此,常在适当的位置设置调节池,以调节水质和水量,确保废水处理系统能正常运行。
此外,还可完成酸碱中和、平衡水温。
1.调节池容积
V=q×t=100×6=600m3q——在t时段内的污水的平均流量(m3/h);t——任一时段(h),取8h;
采用方形调节池,池长L=池宽B,取调节池有效水深2.1m,则池表面积为A=V/h=600/2.1=285.7m2则L=B=17m,在池底设集水坑,水池底以i=0.01坡度坡向集水坑。
2.搅拌设备选择:
为防止污水中的悬浮物的沉积和水质均匀,可采用专用搅拌设备进行搅拌。
根据调节池的有效容积,搅拌功率一般按1m3污水4~8W选配搅拌设备,该工程取5W。
则调节池配潜水搅拌机的总功率为800×5=4000W。
取一台4KW的潜水搅拌机,安装在调节池进水端。
2.5.3污水提升泵房
本设计采用干式矩形半地下式合建式泵房,它具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点。
集水池和机器间由隔水墙分开,只有吸水管和叶轮浸没在水中,机器间经常保持干燥,以利于对泵房的检修和保养,也可避免对轴承、管件、仪表的腐蚀。
在自动化程度较高的泵站,较重要地区的雨水泵站、开启频繁的污水泵站中,应尽量采用自灌式泵房。
自灌式泵房的优点是启动及时可靠,不需引水的辅助设备,操作简便;缺点是泵房较深,增加工程造价。
采用自灌式泵房时水泵叶轮(或泵轴)低于集水池的最低水位,在高、中、低三种水位情况下都能直接启动。
泵房剖面图如图所示。
1.集水间的设计
选择集水池与及器件合建的方型泵站,选三台水泵(两用一备),每台水泵的流量为Qmax=32/2=16L/S
集水间的容积计算V总=V有效+V死水
有效容积相当于一台水泵5min工作的出水量,也等于最高水位与最低水位的之间的调节容积V有效=0.016×5×60=4.8m3
死水容积为最低水位以下的容积,吸水喇叭口距离池底高度取0.4m,最低水位距喇叭口0.4m。
设有效水位高为1m,则集水间的面积为F=V有效/有效水位高=4.8/1=4.8m2
则V死水=4.8×(0.4+0.4)=3.84m3V总=V有效+V死水=4.8+3.84=8.64m3
集水池水位高为h1=1+0.4+0.4=1.8m
集水池总高为H=h1+h2=1.8+0.5=2.3m(h2:
超高取0.5m)
取宽度为1.5m,长度为4.4m。
2.水泵总扬程估算与选泵
提升水泵的总估算扬程为10m,根据设计流量115m3/h,采用3台MF系列污水泵,单台提升流量57.5m3/h。
采用MF系列污水泵(3MF-11A)3台,两用一备。
该泵提升流量60m3/h,扬程11.7m,转速1470r/min,功率45KW。
2.5.4SBR池
1.设计依据
(1)
BOD-污泥负荷率的取值范围是0.1~0.4kgBOD5/(kgMLSS·d);
(2)MLSS浓度X/(mg/L)的取值范围是1500~5000,本设计取值为3500,
(3)年平均气温9~14°C最热月平均气温度21.2~26.5℃,最冷月-5.0~-0.9℃;
(4)排出比1/m指每一周期的排水量与反应池容积之比,一般采用1/4~1/2之间,设计中取1/m=1/3。
2.设计计算
(1)取BOD-污泥负荷率:
Ns=0.3kgBOD5/(kgMLSS·d),混合液污泥浓度:
X=3500mgMLSS/L,排出比1/m=1/3,曝气池水深为:
H=5m,反应池数为:
N=2个,缓冲层高度为:
0.5m。
曝气池按BOD污泥负荷率确定。
(2)反应池运行周期各工序时间计算
曝气时间:
沉降时间:
停止曝气后,初期污泥界面沉降速度为
(MLSS在3000mg/l以上)
因此必要沉淀时间为:
取1.6h
排出时间:
当沉淀时间在1.6h,排出时间tD1.9h左右,与沉淀时间合计为3.5h。
进水时间:
反应池进水时间取t1=2.0h。
一个周期所需时间tC=tA+tS+tD+t1=2.5+1.6+1.9+2.0=8.0h
所以每天的周期数为n=24/tC=24/8=3
(3)反应池容积计算
每个反应池容积
(4)反应池的平面尺寸
每个反应池的面积A=V/H=1200/5=240m2设每个反应池的池宽12m,池长20m。
(5)反应池总高度
反应池的水深为5m,超高取0.5m,则曝气池的总高度H’=5+0.5=5.5m
3.曝气系统的计算与设计
(1)需氧量的计算
需氧量以1kgBOD5需要2kgO2计,则
每池每周期所需氧量
若以曝气时间2.5h计,每小时所需的氧量为:
(2)供气量的计算
本设计采用网状膜型中微孔空气扩散器,敷设于距池底0.2米处,淹没水深4.8米,计算温度定为20℃。
选用Wm-180型网状膜空气扩散装置,其特点不易堵塞,布气均匀,构造简单,便于维护和管理,氧的利用率较高。
每扩散器服务面积0.5m2,动力效率2.7~3.7kgO2/KWh,氧利用率12﹪-15﹪。
水中溶解氧饱和度Cs(20)=9.17mg/L,Cs(30)=7.63mg/L。
①空气扩散器出口的绝对压力(Pb):
Pb=P+9.8×103H
其中:
P---大气压力1.013×105Pa
H---空气扩散装置的安装深度,m
Pb=1.013×105Pa+9.8×103×4.8=1.48×105Pa
②空气离开曝气池面时,氧的百分比:
其中EA---空气扩散装置的氧转移效率,本设计EA取15%,代入得:
③曝气池混合液中平均氧饱和度(按最不利温度条件30℃),即:
其中,CS---大气压力下,氧的饱和度mg/L,得:
mg/L
④换算为在20℃的条件下,脱氧清水的充氧量,即:
取值а=0.85,β=0.95,C=1.875,ρ=1.0;
代入各值,得:
取230
。
⑤曝气池的平均时供氧量:
⑥每m3污水供气量:
m3空气/m3污水
(3)空气管系统计算
曝气池总平面面积为2×12m×20m,每个空气扩散装置的服务面积按0.5m3计,则所需空气扩散装置的总数为:
(2×12×20)/0.5=960个
为安全计,本设计采用1000个空气扩散装置。
每个空气扩散装置的配气量为:
。
根据经验值取管道的总压力损失为603.7Pa,网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa,则总压力损失为:
5880+603.7=6483.7Pa。
为安全考虑,设计取值9.8kPa。
空气扩散装置安装在距曝气池底0.2米处,因此,鼓风机所需压力为:
鼓风机供气量:
0.51×104m3/h。
根据所需压力和供气量,决定采用RF-350型鼓风机2台,1用1备。
3.1.6滗水器
污水进水量Q=2400m3/d,池数N=2,周期数n=3,则每池的排出负荷量为:
。
选2台BFR200型连杆式旋摆滗水器,出水管直径200mm,滗水高度2~5m,每池设置一台滗水器,排水时间为1.9h。
2.5.5氯接触池
1.接触池容积
每池的排水负荷6.7m3/min,设氯接触时间按15min计算,则池容积为
V=6.7×15=100.5m3,取101m3。
该池设计为1座3廊道式的接触池,有效水深2.5m,池宽4m,池长10.1m。
2.加氯间
1)加氯量氯量按每立方米污水投加5g计,则每天需要氯量
W=5×2400×10-3=12Kg
2)加氯设备选用2台ZJ-2型转子加氯机,1用1备,单台加氯量10kg/h,加氯机尺寸550x310x770mm
2.5.6排泥量及排泥系统
SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥,还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成,SBR生物代谢产泥量为
式中:
a——微生物代谢增系数,KgVSS/KgBOD;
B——微生物代谢自身氧化率,1/d;
根据生活污泥性质,参考类似经验数据,设a=0.7,b=0.05,则有:
假定排泥含水率为P=99.2%,则排泥量:
考虑一定安全系数,则每天排泥量30m3/d,选QW型潜污泵4台(2用2备)。
2.5.7污泥脱水间
选SC301型叠螺式污泥脱水机(3255×985×1600mm),它适用于低浓度污泥脱水,无需建设污泥浓缩池、贮泥池,降低建设成本。
叠螺式污泥脱水机连续处理能力大,工作人员少,操作简单,能满足小区污水处理要求。
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