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1、第3章 设计计算 第3章 设计计算3.1 原始设计参数 原水水量 Q=5000m3/d=208.33m3/h=57.87L /s，取流量总变化系数 KT=1.72，设计流量 Qmax= KTQ=0.057871.72=0.1m3/s。3.2 格栅3.2.1 设计说明格栅一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去生活水中较大的悬浮物，它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到1015厘米时就该清洗。格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅（50100mm），中格栅（1040mm），细格栅（310mm）三种。
2、根据清洗方法，格栅和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类，当污染物量大时，一般应采用机械清渣，以减少人工劳动量。由于设计流量小，悬浮物相对较少，采用一组中格栅，既可达到保护泵房的作用，又经济可行，设置一套带有人工清渣格栅的旁通事故槽，便于排除故障。栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种。而其中迎水面为半圆形的矩形的栅条具有强度高，阻力损失小的优点。3.2.2 设计参数 （1）变化系数：KT=1.72；（2）平均日流量：Qd=5000m3/d；（3）最大日流量：Qmax=0.1 m3/s；（4）设过栅流速：v=0.9m/s；（5）栅前水深：h=0.4
3、m；（6）格栅安装倾角：=60。第3章 设计计算 3.2.3 设计计算 （1）格栅间隙数： （31）Qmax最大废水设计流量m3/s格栅安装倾角， 取60h栅前水深 mb栅条间隙宽度，取21mmv过栅流速 m/s （2）栅渠尺寸：B2=s(n-1)+nb=0.01(13-1)+130.021=0.403m （32）s栅条宽度 取0.01mB2格栅宽度 m （33）B1进水渠宽 mv进水渠道内的流速 设为0.78m/s栅前扩大段： （34）渐宽部分的展开角，一般采用栅后收缩段：L2=0.5L1=0.06m （35）通过格栅的水头损失h1： （36）栅后槽总高度H：设栅前渠道超高h2=0.3mH=
4、h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.8m （37）栅槽总长度L：L=L1+L2+1.0+0.5+ =0.12+0.06+1.0+0.5+=2.09m （38）（3）每日栅渣量W： （39）W1栅渣量（污水），取0.07宜采用机械清渣，选用NC300型机械格栅：设备宽度300mm，有效栅宽200mm，有效栅隙21mm，运动速度3m/min，电机功率0.18kw，水流速度1m/s，安装角度60，支座长度960mm，格栅地下深度500mm，格栅地面高度360mm，格栅进深250mm。生产厂商：上海南方环保设备有限公司、上海惠罗环境工程有限公司。3.3平流式沉砂池3.3.1设计说明平流式沉
5、砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动。平流式沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成。它具有截留无颗粒效果好、工作稳定、构造简单和排沉砂方便等优点。3.3.2设计参数（1）最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；（2）最大流量时停留时间不小于30s，一般采用3060s； （3）效水深应不大于1.2m，一般采用0.251m，每格宽度不宜小于0.6m；（4）水头部应采取消能和整流措施；（5）底坡度一般为0.010.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状。3.3.3设计计算（1）池子长度L：设最大设计流量时的流速v=0.25m/s，流行时间t=30sL=vt=0
6、.2530=7.5m （310）（2）水流断面积A： （311）（3）池子总宽度B：设n=2格，每格宽b=0.6mB=nb=1.2m （312）（4） 有效水深： （313） （5）砂池所需容积V：清除沉砂的时间间隔T=2d （314）X城市污水沉砂量(污水) 取30KT生活污水流量总变化系数（6）每个砂斗容积V0：设每个分格有两个沉砂斗 （315）（7） 沉砂斗各部分尺寸：设斗底宽a1=0.4m，斗壁与水平面的倾角70，斗高h3=0.3m沉砂斗上口宽： （316）砂斗容积： （317） （8）沉砂室高度h3：采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗 （318） （9）池总高度：设超高h1
7、=0.3mH=h1+h2+h3=0.3+0.33+0.48=1.11m （319）3.4 SBR反应池3.4.1设计说明设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法，本工艺采用负荷设计法。根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法。SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。 其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。 污水连续按顺序进入每个池，SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置
8、期五个阶段。这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活。（1）进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充
9、水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气）。（2） 反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧缺氧好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的 。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。（3）沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR
10、活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。（4）排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。（5）闲置期作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。3.4.2 SBR反应池容积计算设计参数：表31 处理要求项目进水水质mg/L 出水水质 mg/LCODcrBOD5NH3-NTPSS600300401012350602015120设SBR运行每一周期时间为6h，进水时间1.5h，反应时间2.0h，沉淀时间1.0h，排水时间1.5h：周期数：根据运行周期
11、时间安排和自动控制特点，SBR反应池设置4个。SBR处理污泥负荷设计为Ns=0.3，设f=0.85，SVI=90（SVI在100以下沉降性良好），则（1）污泥沉降体积为： （320）（2）每池的有效容积为： （321）（3）选定每池尺寸LBH=157.54.5=506.25m3436.25m3 （322）采用超高0.5m，故全池深为5.0m （4）池内最低水位： （323）找到相应的原始公式3.4.3排泥量及排泥系统（1）SBR产泥量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= （324）式中： a微生物代谢增系数，kgVSS/kgB
12、OD b微生物自身氧化率，l/d根据生活污泥性质，参考类似经验数据，设a=0.70，b=0.05,则有：（325）假定排泥含水率为P=99.2%，则排泥量为： （326）考虑一定安全系数，则每天排泥量为95m3/d。3.4.4需氧量及曝气系统设计计算（1）需氧量计算SBR反应池需氧量O2计算式为O2= （327）式中：a微生物代谢有机物需氧率，kg/kg b微生物自氧需氧率，l/dSr去除的BOD5(kg/m3)经查有关资料表，取a=0.50，b=0.190,需氧量为： （328） （2）供气量计算设计采用塑料SX-1型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度H=4.5m。SX-1型空气扩散
13、器的氧转移效率为EA=8%。查表知20，30时溶解氧饱和度分别为， 空气扩散器出口处的绝对压力Pb为： （329）空气离开反应池时，氧的百分比为：Ot=19.6% （330）反应池中溶解氧平均饱和度为：（按最不利温度条件计算）=7.63()=1.177.63=8.93(mg/) （331）水温20时曝气池中溶解氧平均饱和度为：=1.179.17=10.73(mg/L) （332）20时脱氧清水充氧量为： （333） 式中：污水中杂质影响修正系数，取0.8(0.780.99) 污水含盐量影响修正系数，取0.9(0.90.97) Cj混合液溶解氧浓度，取c=4.0 最小为2 气压修正系数=1反应池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/L,即取Cj=2.0，计算得：=1.38=1.3866.13=91.26(kgO2/h) （334）SBR反应池供气量Gs为:（335
