水污染控制工程课程论文

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BOD SS NH3-N 250 300 20 ≤30 ≤30 ≤25

设计处理流量V=20000m3/d=833.3m3/h BOD5/COD=250/500=0.5

设SBR运行周期为8h,进水1.0h,反应(曝气)(4.0h-5.0h)取4h,沉淀2.0h,排水(0.5h-1.0h)取1h。

周期数:n=24/8=3

SBR处理污泥负荷设计为Ns=0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)

根据运行周期时间安排和自动控制特点,SBR反应池设置2个。 (1) 污泥量计算 SBR反应池所需污泥量为

MLSS=MLVSS/0.75=Q*Sr/0.75Nt=105*(250-30)*10-3(/0.75*0.4)= 22000/0.3 =7 3333.33 [kg(干)] =73.3(t)

设计沉淀池后污泥的SVI(污泥容积指数)=90ml/g,(SBR工艺中一般取80-150)SVI在100以下沉降性能良好[12]。

则污泥体积为:Vs=1.2*SVI*MLSS=1.2*90*10-3*73333.33=7920m2 (2) SBR反应容积

SBR反应池容积 V=Vsi+VF+Vb 式中

Vsi——代谢反应所需污泥容积m3 VF——反应池换水容积(进水容积)m3 Vb——保护容积m3 则VF=20000/24*1.0=833.3m3

Vs=7920m3,则单池污泥容积为Vsi=Vs/2=3960m3 则V=3960+833.3+Vs

(3) SBR反应池构造尺寸

SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要,设计为长方形,一端为进水区,另一端为出水区

SBR反应池单池平面(净)尺寸为50*25m2(长宽比在1/1-2/1之间)

水深为5.0m,池深5.5m 单池容积为V=50*25*5=6250m3 则保护容积为V=1456.7m3

2个池总容积∑V=2*V=2*6250=12500m3 3.3 SBR反应池运行时间与水位控制

SBR池总水深5.0m,按平均流量考虑,则进水前水深为3.2m,进水结束后5.0m,排水时水深5.0m,排水结束后3.2m。

5.0m水深中,换水水深为1.8m,存泥水深2.0m,保护水深1.2m,保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。

进水开始与结束由水位控制,曝气开始由水位和时间控制,曝气结束由时间控制,沉淀开始与结束由时间控制,排水开始由时间控制,排水结束由水位控制。 5.4排水口高度和排水管管径

(1)排水口高度

为保证每次换水V=833.3 m3的水量及时快速排出,以及排水装置运行的需要,排水口应在反应池最低水位之下约0.5~0.7m,设计排水口在最高水位之下2.5m。

(2)排水管管径

每池设自动排水装置一套,出水口一个,排水管1根;固定设于SBR墙上。排水管管径DN1000mm。

设排水管排水平均流速为1.5m/s,则排水量为: q=π/4*d2*v=π/4*0.32*1.5=0.106 (m3/s)=360.4(m3/h) 则每周期(平均流量时)所需排水时间为: V/(12.q)=833.3/(12*360.4)=0.193≈0.2h 5.5排泥量及排泥系数

(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[13]。SBR生物代谢产泥量为

Δx=a*Q*Sr-b*Xr*V

=a*Q*Sr-b*Q*Sr/Ny=(a-b/Ny)Q*Sr

式中:a——微生物代谢增系数,kgVSS/kgBOD; 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: Δx=(0.7-0.05/0.4)*2*105*170*10-3=1995(kg/d) 假定排泥含水率为98%,则排泥量为 Q=Δx/(2*103*(1-P))

=9775/(2*103*(1-98%))=97.75m3/d(P=98%) 或Q=Δx/(2*103*(1-P))

=9775/(2*103*(1-99.2%))=244.38m3/d(P=99.2%) 考虑一定安全系数,则每天排泥量为300m3/d。 (2)排泥系统

剩余污泥在重力作用下通过污泥管路排入集泥井。 5.6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=a’*Q*Sr+b*X*V=a’*Q*Sr+b’(Q*Sr/Ny) 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/d Sr——去除的BOD5(kg/m3),Sr=S0-Sr

经查有关资料表,取a′=0.50,b′=0.190,需氧量为: O2=0.50*20000*170/1000+0.19/0.4*20000*170/1000 =3315 kgO2/d=138.125 kgO2/h (2)供气量的计算

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Cs(20)=9.17mg/L,Cs (30) =7.63mg/L空气扩散器出口处的绝对压力Pb为:

Pb=1.013*10000+9.8*1000*H

=1.013*10000+9.8*1000*4.5=1.454*105Pa 空气离开曝气池时,氧的百分比为 Qt=21(1-EA)/(79+21(1-EA)) =21(1-8%)/(79+21(1-8%))=19.6%

曝气池中溶解氧平均饱和度为:(按最不利温度条件计算) Csb(30)=Cs(Pb/(2.066*10000)+Ot/42)

=7.63*(1.454/2.066)+19.6/42=1.17*7.63=8.93mg/L 水温20℃时曝气池中溶解氧平均饱和度为: Csb(20)=1.17×9.17=10.73(mg/L) 20℃时脱氧充氧量为

R0=R* Csb(20)/(α(β*ρ* Csb(T)- Cj)*1.024T-20) α——污水中杂质影响修正系数,取0.8(0.78~0.99) β——污水含盐量影响修正系数,取0.9(0.9~0.97) ——混合液溶解氧浓度,取c=4.0最小为2 ρ——气压修正系数ρ=P/P标=1

曝气池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/L,即取Cj=2.0,则计算得 R0=1.38O2=1.38*138.125=190.6kgO2/h SBR反应池供气量Gx为:

Gx=R0/(0.3*EA)=190.6/(0.3*0.08)=7942.2m3/h 每立方污水供气量为:

Gs/ Vf=7942.2/833.33=9.83(m3空气/m3污水) Vf——反应池进水容积(m3/h) 去除每千克BOD5的供气量为:

Gs/(Vf*Sr)=7942.2/(833.33*0.17)=56.1m3空气/kgBOD5 Sr——去除的BOD5( kg/m3 ) 去除每千克BOD5的供氧量为

R0/(Vf*Sr)=190.6/(833.33*0.17)=1.35 kgO2//kgBOD5

选用SX-I 型盆形曝气器,氧转移效率6~9%,氧动力效率1.5~2.2kg/(kW·h),供气量20~25m3/h,服务面积1~2m2/个。 6.鼓风机房

鼓风机房要给曝气沉砂池和SBR池供气,选用TS系列罗茨鼓风机。 选用TSD-150型鼓风机两台,工作一台,备用一台。 设备参数: 流量20.40m3/min

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