SBR设计计算说明书

设计计算说明

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2020年4月19日

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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 进水

CODcr 500

BOD5 300

SS 360

NH3-N 35

TP 3

TN 40

pH 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- ）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 出水

CODcr 50

BOD5 10

SS 10

NH3-N 5

TP 0.5

TN 15

pH 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3 SBR脱氮除磷工艺的主要设计参数

项目 单位 参数值 2

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项目 BOD5污泥负荷Ls 反应池混合液悬浮固体平均浓度X 总氮负荷率 污泥产率系数Y 设初沉池 不设初沉池 单位 kgBOD5/(kg MLVSS·d) kgBOD5/(kg MLSS·d) kgMLSS/m3 kgTN/(kg MLSS·d) Kg VSS/kg·BOD5 Kg VSS/kg·BOD5 % 参数值 0.15~0.25 0.07~0.15 2.5~4.5 ≤0.06 0.3~0.6 0.5~0.8 5~10 厌氧水力停留时间占反应时间比例 缺氧水力停留时间占反应时间比例 好氧水力停留时间占反应时间比例 总水力停留时间 需氧量O2 活性污泥容积指数SVT 充水比m % h kgO2/kgBOD5 ML/g 75~80 20~30h 1.5~2.0 70~140 0.30~0.35 85～95（BOD5） 总处理效率 % 50～75（TP） 55～80（TN） % 10~15 3. 设计计算 （1）反应时间TR：

TR24S0m 1000LsX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，300

mg/L；

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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24S0m243000.3h4.5h

1000LsX10000.124.0取反应时间TR为4h。

（2）沉淀时间

TS：

当污泥界面沉降速度为 umax7.4104tX1.7(MLSS在3000mg/L及以下)

当污泥界面沉降速度为 umax4.6104X1.26(MLSS在3000mg/L以上)

umax4.610435001.261.57m/h

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：

H（1）5(13.0)0.5mtsh1.38h umax1.57取沉淀时间TS为：1 h。

（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 因此每天的周期数为：n=24/8=3 进水时间为：TFTC/N8/42h （4）反应池容积

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SBR 反应池容积，可按下式计算：

V24QS0

1000XLsTR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

Q2500833(m3/d)34.7(m3/h)； 3So —— 反应池进水五日生化需氧量，mg/L，300

mg/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。

V24QS0248333003100（m3)

1000XLsTR10004.00.124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：

LN24QS0124833400.016（kgTN/kgMLSS.d）

1000XVTR10004.031004<0.06 kgTN/(kgMLSS.d)，符合要求。

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（6） 校核总停留时间HRT20h~30h之间。

（7）两座SBR池运行时间

nV310029.8hQ104，符合要求HRT在

表4 四格SBR池运行时间

运行时间（h) 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 沉 淀 排 水 曝 气 A 进 水 曝 气 B C 沉 淀 排 水 沉 淀 排 水 进 水 进 水 曝 气 D 沉 淀 排 水 进 水 曝 气 进 水 曝 气 沉 淀 排 水 曝 气 沉 淀 排 水 沉 淀 排 水 进 水 曝 气 沉 淀 排 水 沉 淀 排 水 沉 淀 进 水 进 水 进 水 曝 气 进 水 沉 淀 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 曝 气 排 水 进 水 曝 气 沉 淀 排 水 进 水 曝 气 曝 气 6

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运行时间（h) 23-24 A 排 水 B C D

（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：

YQ(S0Se)KdVVfQ(SS0SSe)

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；

c—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；

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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：

YQ(S0Se)KdVVfQ(SS0SSe)0.82500(0.30.01)0.07525002.520.52500(0.360.01)580472.5437.5545(kg/d)

（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：

O20.001aQ(SoSe)cXVb[0.001Q(NkNke)0.12XV]0.62b[0.001Q(NtNkeNoe)0.12XV]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（kg O2/kgN）,取4.57； c—细菌细胞的氧当量，取1.42。

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故污水需氧量O2为：

O20.001aQ(SoSe)cXVb[0.001Q(NkNke)0.12XV]0.62b[0.001Q(NtNkeNoe)0.12XV]0.0011.472500(30010)1.42107.54.57[0.0012500(405)00.624.57[0.0012500(40510)0.12107.5]1065.75152.65340.992140.541113.5(kgO2/d)（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：

OSKoO2

其中：KO(CcmCs

Co)1.024(T20)CsmCsw(Pb10Ot) 2.06842Ot21(1EA)100

7921(1EA)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；

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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：

PbP9.8103H1.0131059.81035.21.51105Pa0.15(MPa)

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

Ot21(1EA)21(120%)100%100%17.5%7921(1EA)7921(120%)

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：

CsmCsw(Pb10Ot0.151017.5)8.38()9.57(mg/L)2.068422.06842

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KO(CsmCsCo)1.024(T20)9.171.440.82(0.939.572)1.024(2520)

O2K0.O21113.51.441603.4(kg/d)GsOs0.28EA1603.428632(m3/d)1193(m3/h)19.9(m3/min)

0.2820%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。

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