某sbr工艺污水厂毕业设计说明书.doc

Q=66000m3/d=2750 m3/h=0.763889 m3/s

水质情况
该城市污水来源为城市居民生活污水，根据水质化验报告，设计进水水质如下：BOD5＝180mg/L，COD＝350mg/L，pH＝6.5～8,TN=40mg/L, TP=8mg/L, SS＝250mg/L。
3. 处理水质要求
要求处理后水质达到如下城市污水排放二级标准：BOD5 ≤30mg/L，COD≤
120mg/L，pH＝6.5～7.5,NH4＋-N≤25mg/L, TP≤1.0mg/L, SS≤30mg/L。

Q=66000m3/d=2750 m3/h=0.763889 m3/s
总变化系数Kz=1.3
Qmax=Q*Kz=0.763889*1.3=0.993056 m3/s

污水处理程度计算：
1、 污水的SS处理程度计算
要求处理后水质达到城市污水排放二级标准
进水SS浓度C=250mg/L,出水SS浓度Cess =30 mg/L
SS处理程度 E1=(C-Cess)/C=（250-30）/250=0.88

2、 污水的BOD5处理程度计算
进水BOD5浓度L=180mg/L, 出水BOD5浓度LeBOD5=30mg/L，
BOD5处理程度 E2=(L- LeBOD5)/ L=(180-30)/180=0.833
3、 污水的TN处理程度计算

进水TN浓度C=40mg/L,出水TN浓度Cess =25mg/L mg/L
TN处理程度 E3=(C-CeTN)/C=（40-25）/40=0.375
4、 污水的TP处理程度计算
进水TP浓度C=8mg/L,出水TP浓度CeTP =1.0mg/L
TP处理程度 E4=(C- CeTP)/C=（8-1）/8=0.875
5、 污水的COD处理程度计算
进水TP浓度C=350mg/L,出水TP浓度CeCOD =120mg/L
处理程度 E5=(C- CeCOD)/C=（350-120）/350=0.657

工艺流程：
格栅---沉砂池---沉淀池---SBR反应池---出水

1、 格栅
设计中选择2组格栅，每组格栅单独设置，每组格栅的设计流量为Q‘=Qmax/2 =0.496528 m3/s
栅条的见系数：
设栅前水深h=0.7m,过栅流速V=0.9m/s，栅条间隙宽度b=0.02m，格栅倾角α=60。，
n= (Q‘(sinα)0.5)/bhv
=(0.496528*(sin60) 0.5)/(0.02*0.7*0..9)≈34个
格栅槽宽度
每根格栅条的宽度S=0.015m

B=S(n-1)+bn=0.015(34-1)+0.02*34=1.175m
进水渠道渐宽部分的长度：
设进水渠道宽B1=0.9m，其渐宽部分展开角度α1=20。
L1=(B- B1)/(2tgα1)= (1.175- 0.9)/(2tg20)=0.405m

出水渠道渐窄部分的长度：
L2=L1/2=0.405/2=0.203m

通过格栅的水头损失
设格栅断面为锐边矩形断面，格栅条的阻力系数β=2.42
格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数k=3,
h1=kβ(S/b)4/3(V2/2g)sinα
= 3*2.42*(0.015/0.02)4/3(0.92/2g) sin60=0.177m
栅后明渠的总高度
设栅前渠道超高h2=0.3m,
H=h+ h1 +h2=0.7+0.177+0.3=1.177m
格栅槽总长度
L=L1+L2+0.5+1.0+H1/ tgα
=0.405+0.203+0.5+1.0+(0.7+0.3)/ tg60=2.686m
每日栅渣量：
栅渣量为每1000m3污水产W1=0.06 m3
W=QmaxW1*86400/(KZ*1000)

= 0.496528*0.06*86400/(1.3*1000)
=1.98m3/d>0.2 m3/d
应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械渣打包机将栅渣打包，汽车运走。
进水与出水渠道：
设计中取进水渠道宽B1=0.9m，进水水深h1=h=0.7m
出水渠道B2=B1=0.9m，出水水深h2= h1=0.7m
设计中选择2组格栅，每组格栅单独设置，每组格栅的设计流量为Q‘=Qmax/2 =0.496528 m3/s
栅条的见系数：
设栅前水深h=0.7m,过栅流速V=0.9m/s，栅条间隙宽度b=0.005m，格栅倾角α=60。，
n= (Q‘(sinα)0.5)/bhv
=(0.496528*(sin60) 0.5)/(0.005*0.7*0..9)≈136个
格栅槽宽度
每根格栅条的宽度S=0.015m
B=S(n-1)+bn=0.015(136-1)+0.005*136=2.705m
进水渠道渐宽部分的长度：
设进水渠道宽B1=1.5m，其渐宽部分展开角度α1=20。
L1=(B- B1)/(2tgα1)= (2.705- 1.5)/(2tg20)=1.66m

出水渠道渐窄部分的长度：

L2=L1/2=1.66/2=0.83m

通过格栅的水头损失
设格栅断面为锐边矩形断面，格栅条的阻力系数β=2.42
格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数k=3,
h1=kβ(S/b)4/3(V2/2g)sinα
= 3*2.42*(0.015/0.005)4/3(0.92/2g) sin60=0.23m
栅后明渠的总高度
设栅前渠道超高h2=0.3m,
H=h+ h1 +h2=0.7+0.23+0.3=1.23m
格栅槽总长度
L=L1+L2+0.5+1.0+H1/ tgα
=1.66+0.83+0.5+1.0+(0.7+0.3)/ tg60=4.568m

2、 沉砂池
设计中选择2组平流式沉砂池，N=2组，分别与格栅连接，每组沉砂池设计流量为0.496528 m3/s
沉砂池长度：
设计中取设计流量时的流速V=0.25m/s,
设计流量时的流行时间t=30s
L=V*t=30*2.5=7.5m
水流过过水断面面积

A=Q/V=0.496528/0.25=1.986m2
沉砂池宽度:
每组沉砂池设2格，设计有效水深h2=0.8m
B=A/h2=1.986/2/0.8=1.241m
沉砂室所需容积：
设计中取清楚沉砂的间隔时间为T=2d，
城市污水沉砂量X=30m3/106m3污水
V=Q*X*T*86400/106=0.763889*30*2*86400/106=3.96 m3
每个沉砂斗容积
设计中每一个分格有2个沉砂斗，共有n=2*2*2=8个沉砂斗，
每个沉砂斗容积V0=3.96/8=0.496 m3
沉砂斗高度
沉砂斗高度应能满足沉砂斗储存沉砂的需求，设计中取沉砂斗上口面积f1=1.241m*1.241m,下口面积为f2=0.5m*0.5m,
h3’=3*V0/( f1+ f2+( f1 f2)0.5)
=3*0.496/(1.241m*1.241m+0.5m*0.5m+(1.2412*0.52)0.5)
=0.617
设计中取沉砂斗高度h3’=0.65m,
校核沉砂斗角度tgα=2 h3’/(1.241-0.5)=1.772,α=54
沉砂室高度：

采用池底坡度为0.03，坡向砂斗，
h3=h3’+0.03L2=0.65+0.03*0.5*(7.5-2*1.241)=0.725m
沉砂池总高度
超高h1=0.3m
H=h1+h2+h3=0.3+0.8+0.725=1.825m
验算最小流速：在最小流量时只用一格工作，最小流量Qmin=0.75Q=0.572917m3,最小流量时的过水断面面积Amin=0.5*1.986=0.993m2
Vmin=Qmin/(1*Amin)= 0.572917/(1*0.993)=0.58m/s>0.15m/s
进水渠道
格栅出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道，进水渠道宽度B1=1.0m,水深H1=0.8m,污水在渠道内的流速为：
V1=Q/ B1 H1=0.496528/(1.0*0.8)=0.62m/s
出水管道
出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为
H1=(Q/mb2)2/3=0.496528/(0.4*1.241*(2*9.8)0.5)2/3=0.23m
出水堰自由跌落0.1—0.15m后进入出水槽，出水槽宽1.0m，有效水深0.8m,出水流速0.62m,出水流入出水管道。出水管道采用钢管，管径DN800mm，管内流速V2=0.99m/s，水力坡
度0.146%。
排砂管道
采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm。
平面布置如下图
3、 平流沉淀池：
表面负荷q’=2 m3/(m2*h),
沉淀池表面积
A=Q*3600/ q’=0.496528*3600/2=893.75
沉淀池有效水深:沉淀时间t=1.5h
h2= q’*t=2*1.5=3m
沉淀部分有效容积V’=0.496528*1.5*3600=2681.251m3
沉淀池长度
设计流量时的水平流速V=5mm/s
L=V*t*3.6=5*1.5*3.6=27m
沉淀池的宽度B=A/L=893.75/27=33.1m
沉淀池格数：n1=B/b=33.1/4.8=6.9个取n=7个
B沉淀池分格每格宽度，设计中取b=4.8m
校核长宽比及长深比
长宽比L/b=27/4.8=5.6>4（符合长宽比大于4的要求，避免池内水流产生短流现象）
长深比L/h=27/3=9>8(符合长深比8—12的要求)
污泥部分所需容积
V=Q(C1-C2)*86400*T*100/( r(100-P0)n*106)
=0.763889(250-125)*86400*1*100/（1*（100-97）*2*106）
=137.5m3
每格沉淀池污泥部分所需容积V’=V/n1=137.5/7=19.64 m3
污泥斗容积
污泥斗设在沉淀池的进水端，采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部，为防止污泥斗底部积泥，污泥斗底部尺寸一般小于0.5m,倾角大于60
设计中取污泥斗上口边长a=4.8m,下口边长a1=0.5m,高度h4=2.4m
污泥斗容积
V1=1/3*(2.4*(4.8*4.8+0.5*0.5+4.8*0.5))=20.552>19.64
沉淀池总高度
H=h1+h2+h3+h4=0.3+3+0.3+2.622=6.222m
h1—沉淀池超高0.3m
h3—缓冲层高度0.3m
h4—污泥部分高度=2.4+0.01（27-4.8）=2.622m
进水配水井
沉淀池分2组，每组分7格，每组沉淀池进水端设进水配水井，污水在配水井内平均分配，然后流进每组沉淀池
配水井内中心管径
D’=（4Q/3.14*V2）0.5=(4*0.993056/3.14*0.7)0.5=1.34m

V2配水井内中心管上升流速，取0.7m/s
配水井内污水流速V3=0.3m/s
配水井直径D3=((4*0.993056/3.14*0.3)+1.342)0.5=2.45m
进水渠道
沉淀池分2组，每组沉淀池进水端设进水渠道，配水井接出的DN1000进水管从进水渠道中部汇入，污水沿进水渠道向两侧流动，通过潜孔进入配水渠道，然后由穿孔花墙流入沉淀池。
进水渠道宽度B1=1.0,水深H1=0.8m
水流流速V1=0.496528/(1.0*0.8)=0.62 m/s >0.4m/s
进水穿孔花墙
进水采用配水渠道通过花墙进水，配水渠道宽0.5m,有效水深0.8m,孔洞宽度B2=0.2m,孔洞高度h2=0.4m,数量n1=10个
过孔流速v2=0.496528/(10*0.2*0.4*7)=0.089m/s
出水堰
沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管道排走。出水堰采用矩形薄壁堰，堰后自由跌落水头0.15m,堰上水深H为
Q=m0bH(2*g*H)0.5
0.496528/7=0.45*4.8*H(2gH)0.5
得H=0.038m
则出水堰水头损失为0.188m

出水渠道
沉淀池出水端设出水渠道，出水管与出水渠道相连，将污水送至集水井。
出水渠道宽度B3=1.0m,水深H3=0.8m,
水流速V3=0.496528/1.0*0.8=0.62m/s>0.4m/s
出水管道采用钢管，管径DN=1000mm,管内流速V=0.64m/s
水力坡降i=0.0479%

排泥管
沉淀池采用重力排泥，排泥管直径DN300mm，排泥时间20min,
排泥管流速V4=0.82m/s,排泥管伸入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m,便于清通和排气。排泥静水压头采用1.2m。
4、 SBR反应池
一级处理对BOD的去除率为20%，则二级处理进水BOD浓度为Sa=144mg/L
BOD--污泥负荷率Ns=0.2kgBOD/(kgMLSS*d)
曝气池内混合液污泥浓度X=3000mg/L
排出比1/m=1/2
曝气时间TA=24*Sa/NsX m=24*144/0.2*2*3000=2.928h
设计中取TA=3.2h
沉淀时间
停止曝气后，初期沉降速度为Vmax=7.4*104*t*X-1.7

当水温为10时，Vmax=0.91m/h
沉淀时间Ts=(H/m+δ)/ Vmax=(6*0.5+0.5)/0.91=3.8h
排出时间TD=2.5h
进水时间TI=2.5h
一个周期所需时间
T= TA+Ts+TD+ TI=3.2+3.8+2.5+2.5=12h
曝气池个数N=T/T1=12/2.5=4.8=5个
每天周期次数n=24/T=2
每组曝气池的容积V=mQ/nN=2*66000/2*5=13200m3
曝气池平面尺寸:
F=V/H=13200/6=2200m2
每个曝气池宽25m，则池长度88m。
SBR池的平面布置如下图
曝气池的总高度
水深6m，超高0.5m,
则总高度H‘=6.5m
曝气池的设计运行水位如图
进出水系统
SBR池的进水设计
沉砂池的来水通过DN1200的管道送入SBR反应池，管道内的水流最大流速为0.88m/s。在每一组SBR池进水管道上设电动阀门，以便于控制每池的进水量，进水管直接将来水送
入曝气池内。
SBR池的出水设计
SBR池采用滗水器出水。由于水量，本设计中采用旋转式滗水器，出水负荷为40L/(m*s),滗水深度为3.0m。出水总管管径为DN1200mm。

曝气系统工艺计算
需氧量
平均时需氧量O2=0.5*66000*(144-30)/1000+0.15*
消毒设施计算
本设计采取加氯消毒
加氯量计算：
液氯投量采用q0=8.0mg/L，
每日加氯量
q=q0*Q*86400/1000=8.0*0.993056*86400/1000=686.4kg/d
加氯设备
液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计2台，采用1用1备。每小时加氯量：686.4/24=28.6kg/h
设计中采用ZJ-1型转子加氯机
平流式消毒接触池
本设计采用2个3廊道平流式消毒接触池，单池设计计算如下：

消毒接触池容积V=Q*t=0.496528*30*60=893.75m3
消毒接触池表面积F=V/h2=893.75/2.5=357.5m2
消毒接触池长L’=F/B=357.5/5=71.5m
消毒接触池采用3廊道，消毒接触池长
L=L’/3=71.5/3=23.83m,取24m
校核长宽比L‘/B=71.5/5=14.3>10, 合乎要求
池高H=0.3+2.5=2.8m
进水部分
每个消毒接触池的进水管管径D=800mm，v=1.0m/s
混合
采用管道混合方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接D=800mm的静态混合器。
出水部分
H=（0.496528/2*0.42*5.0*(2*9.8)0.5）2/3=0.14m
污泥处理计算
初沉池污泥量计算
按去除水中悬浮物计算：
V=0.763889*3600*(0.25-0.25*0.4)*4*100/(1000*(100-97)*2)=27.5m3,
初沉池污泥量Q=2*6*27.5=330m3/d=27.5m3/次
以每次排泥时间30min计，每次排泥量55m3/h=0.015278m3/s

剩余污泥量计算
曝气池内每日增加的污泥量
曝气池进水BOD浓度Sa=144mg/L
出水BOD浓度Se=30
污泥自身氧化率Kd=0.06
污泥产率系数 Y=0.6
每日增长污泥量为
△X=0.6*（144-30）*66000/1000+0.06*13200*3000/1000
=2138.4kg/d
曝气池每日排出的剩余污泥量
回流污泥浓度Xr=12000mg/L
Q2=2138.4/(0.75*12000/1000)=237.6m3/d=0.00275m3/s
污泥浓缩池
采用辐流浓缩池，进入浓缩池的剩余污泥量0.00275m3/s
采用2个浓缩池
则单池流量Q=0.001375 m3/s=4.95m3/h
沉淀部分有效面积F=QC/G=4.95*10/1=49.5m2
式中C—流入浓缩池的剩余污泥浓度，采用10kg/m3
固体通量G=1.0kg/(m2/h)
沉淀池直径D=（4F/3.14）0.5=7.9m,设计中取8m
浓缩池容积V=QT=0.001375*3600*16=59.4m3
式中T—浓缩池浓缩时间，取16h

沉淀池有效水深h2=V/F=79.2/49.5=1.6m
浓缩后剩余污泥量
Q1=Q*((100-P)/(100-P0))= 0.001375*((100-99)/(100-97))
=0.00045833 m3/s=39.6 m3/d
池底高度
辐流池采用中心驱动刮泥机，池底需做成1%坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。
池底高度h4=i*D/2=0.01*8/2=0.04m
污泥斗容积：
污泥斗上口半径a=1.25m,底部半径b=0.25m,泥斗倾角55
h5=tan55*(1.25-0.25)=1.43m
污泥斗容积V1=1/3*3.14*h5(a2+ab+b2)=2.9m3
污泥斗中污泥停留时间
T=V/3600Q1=2.9/(3600*0.00045833)=1.75h
超高h1=0.3m,缓冲层高度h3=0.3m
浓缩池总高度
h= h1+ h2+ h3+ h4+ h5=0.3+1.6+0.3+0.04+1.43=3.67m
设计中取3.70m
浓缩后分离出的污水量
q=Q*((P-P0)/(100-P0))
= 0.001375*((99-97)/(100-97))=0.00092m3/s
贮泥池

本设计采用2座贮泥池
贮泥池设计进泥量
Q=Q1+Q2=330+39.6*2=409.2m3
贮泥池容积V=Q*t/24n=409.2*8/(2*24)=68.2 m3
污泥贮池边长a=4.0m,污泥斗底边长b=1.0m,污泥斗倾角60
贮泥池有效深度h2=3.2m
贮泥池设计容积V=a2h2+1/3h3(a2+ab+b2)
h3=tan60(a-b)/2=2.6m
V=51.2+18.2=69.4m3>68.2
贮泥池高度h= h1+ h2+ h3=0.3+3.2+2.6=6.1m
管道部分
每个贮泥池中设DN150mm的吸泥管一根，2个贮泥池互相连通，连通管DN200mm。
污泥消化池
一级消化池容积
投配率P=0.05，采用4个一级消化池
V=Q/nP=409.2/(4*0.05)=2046m3
消化池直径D=16m
集气罩直径采用d1=2m
池底锥底直径d2=2m
集气罩高度h1=2m
上锥体倾角20

上椎体高度h2=tan20(D-d1)/2=2.6m
消化池主体高度h3=9m
下锥体倾角10
下椎体高度h4=tan10(D-d2)/2=1.3m
消化池总高度H= h1+ h2+ h3+ h4=2+2.6+10+1.3=15.9
H/D=15.9/16=0.99(符合0.8-1的要求)
各部分容积
集气罩容积V1=1/4*3.14*d12*h1=6.28m3
弓形部分容积
V2=3.14/6*2.6*[3(D/2)2+3(d1/2)2+h22]=274.53
圆柱部分容积V3=3.14/4*D2*h3=1808.64
下锥部分容积
V4=3.14/3*h4*[(D/2)2+D*d2/4+(d2/2)2]=93.886
消化池有效容积为V0= V2+ V3+ V4=2177.054m3>2046
二级消化池容积
二级消化池投配率P=0.1,采用2个
V=Q/(0.1*2)= 409.2/(2*0.1)=2046m3
由于二级消化池单池容积与一级消化池相同，因此二级消化池各部分尺寸与一级消化池相同。
一级消化后污泥量
V2=406m3,P2=97.76%
单池排泥量406/4=101.5m3

二级消化后污泥量
消化浓缩后污泥含水率由一级消化前的97%降至二级消化后的95%，每日二级消化池排除污泥
V3=(100-97)/(100-95)*409.2*(1-0.65*0.5)=165.726m3/d
单池排泥量82.863m3/d
二级消化池上清液排放量
V’=V1P1-V3P3=409.2*0.97-165.726*0.95=239.48 m3/d
单池上清液排放量为119.74 m3/d
高程布置
构筑物水头损失表
名称
水头损失

格栅
0.2

沉砂池
0.2

初沉池
0.5

反应池
0.4

接触池
0.3