SBR设计计算说明书

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COD cr BOD5SS NH3-N TP TN pH 进水500 300 360 35 3 40 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》（GB8978-2002）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COD cr BOD5SS NH3-N TP TN pH 出水50 10 10 5 0.5 15 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
kgBOD5/(kg MLVSS·d) 0.15~0.25 BOD5污泥负荷L s
kgBOD5/(kg MLSS·d) 0.07~0.15
反应池混合液悬浮固体平均
kgMLSS/m3 2.5~4.5 浓度X
总氮负荷率kgTN/(kg MLSS·d) ≤0.06
项目单位参数值
污泥产率系
数Y
设初沉池Kg VSS/kg·BOD50.3~0.6 不设初沉池Kg VSS/kg·BOD50.5~0.8
厌氧水力停留时间占反应时
间比例
% 5~10 缺氧水力停留时间占反应时
间比例
% 10~15 好氧水力停留时间占反应时
间比例
% 75~80 总水力停留时间h 20~30h 需氧量O2 kgO2/kgBOD5 1.5~2.0 活性污泥容积指数SVT ML/g 70~140 充水比m 0.30~0.35
总处理效率% 85～95（BOD5）50～75（TP）55～80（TN）
3. 设计计算
（1）反应时间TR：
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；
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。

取反应时间TR为4h。

（2）沉淀时间TS：
当污泥界面沉降速度为(MLSS在3000mg/L及以下)
当污泥界面沉降速度为(MLSS在3000mg/L以上)
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：
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
所以每天的周期数为：n=24/8=3
进水时间为：
（4）反应池容积
SBR 反应池容积，可按下式计算：
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；
So ——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。

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：
<0.06 kgTN/(kgMLSS.d)，符合要求。

（6）校核总停留时间，符合要求HRT在20h~30h之间。

（7）两座SBR池运行时间
表4 四格SBR池运行时间
运行时间（h) A B C D
0-1
进水
曝气沉淀
1-2 排水
2-3
曝气沉淀
进水
3-4 排水
4-5 沉淀
进水
曝气5-6 排水
6-7 沉淀
进水
曝气
7-8 排水
8-9
进水
曝气沉淀
9-10 排水
10-11
曝气沉淀
进水
11-12 排水
12-13 沉淀
进水
曝气13-14 排水
14-15 沉淀
进水
曝气
15-16 排水
16-17
进水
曝气沉淀
17-18 排水
18-19
曝气沉淀
进水
19-20 排水
20-21 沉淀
进水曝气21-22 排水
运行时间（h) A B C D 22-23 沉淀
进水曝气
23-24 排水
（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：
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；
—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；
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：
（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：
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。

故污水需氧量O2为：
（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：
其中：
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；
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：
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
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：
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。