设计参数选择

2021年1月21日发(作者：费淞)
设计参数选择（生活污水）



1
、集水井设计：容积 的确定，按大于日处理量之
5
分钟之容积。根据现场
安排尺寸设置水深，
根据 水深度确定截面积。
提升泵选择？选择流量及数量应满
足一小时排空集水井。

2
、调节池设计：容积的确定，按日处理量之
35%-50%
确定。底部设一定坡< br>度（大于
0.05
）坡向积水坑可设微孔曝气，曝气量确定：按
5-6 m3/ (m2.h)
设计或
气水比
4/1
确定。容积校验根据，停留时间：
V/Q
即有效容积
/
流量，一般在
8
小
时左右。
泵 的选择考虑流量及扬程。
空气搅拌气水比
（
1-3
）
：
1< br>。
消毒池
V=30min
以上量，卤消毒
5-8mg/L
。中 水池
V
日水量之
25%-35%
。

3
、接触氧化 池：容积的确定，一般按照前调节池容积之
1/2
计，根据现场确
定池深及截面积。< br>容积之校验，
有效容积之停留时间
T=V/Q
一般时间按水之
BOD< br>浓度计生活污水按大于等于
3
小时保险系数计算。内设半软性填料，超高按
0. 3
米，具体填料高度可以按照设计之池子高度确定。长宽比控制在
2/1~1/1
有效 面
积不宜大于
100m2

校验按照单位体积填料消耗
BOD5值来计算
（依据填料之布置计算填料体积）
进水
BOD5
值为
A mg/l,
出水
BOD5
值取
Bmg/l
，则
BOD5的消减量为：（
A-B
）
*Q kg/d,
单位体积填料消耗
BOD5
值应＜
1.0 kg/d

校验按照填料的容积负荷：
Fr=0.2881×
L0.7246
应＜
3
㎏
/(m3.d)
，

L
为生物
接触氧化系统出水
BOD5
值。

校验按 照污水与填料需要的接触时间：
t=24Lj/(1000Fr),Lj
为生物接触氧化系统进水
BOD5
值。污水与填料的实际接触时间
t
停＝
V
有效
/Q
应该＞
t

接触氧化池曝气量的确定：接触氧化池曝气强度宜采用
10-20 m3/(m2.h)
，同
时参考《建筑中水设计规范》（
GB50336-2002
）可知，接触氧化池 曝气量可按
BOD5
的去除负荷计算，一般为
40
～
80m3/kg BOD5
风机风压高于出水层
0.5-1
米

接触氧化高度确认： 由下至上包括构造层、填料层、稳水层、超高。一般构
造层高度控制在
0.6m~1.2m添料层高度控制在
2.5m~3.5m
稳水层高度控制在
0.4m~0.5m超高控制不小于
0.5
米

其他：接触氧化池底部应设放空管道，布气系统设于池底

4
、二级接触氧化参看一级处理。

5
、
曝气生物滤池：< br>容积确定，
深度处理根据滤池表面负荷设计一般选择
2
～
6m3/m2 .h (
负荷选取低保险系数高
)
举例：处理量按
Q
＝
10 000m3/d
，
BOD
容积负
荷介于
0.2
～
0 .3kg/
（
m3.d
）；曝气生物滤池座数不宜少于
2
座，最高座 数以
8
～
12
座为宜；
曝气生物滤池单池表面面积以不高于
50 m2
为宜；
滤料粒径以介于
3
～
20mm
之间为宜。 滤池总面积：
416.3/
（
2
～
6
）＝
208< br>～
69m2
。本工程取
144 m2
即每座平面尺寸：
6×
6 m2
，共
4
座。

容积校验根据
BOD
容积负荷校核：
10000×
（
20- 10
）
/
（
144×
3.3×
103
）＝
0.21
kg/
（
m3.d
）
，
在要求范围内。
计算结果：
4
座平面尺寸为
6.0×
6.0m
滤料高度
3. 3m
的曝气生物滤池。滤料粒径取
3
～
5
，
4
～< br>6mm
。前者为滤层，高度为
2.5m
；后者
为接触层，高度为
0.8m
。滤池高度：配水区高度
1.2m
，滤板厚
0.1m
，承 托层高
度
0.4m
，滤料高度
3.3m
，清水区高度
1.0 m
，超高
0.5m
。滤池总高度
6.5m
。

曝气 量与鼓风机：曝气生物滤池气水比宜为（
1
～
3
）：
1
或根 据下面计算在
曝气生物滤池这样的生物膜法反应器中，生物膜耗费的溶解氧总量一般为
1
～
3mg/l
。为使滤料表面的好氧菌膜维持良好的生物相，通过滤料层后的剩余溶解
氧应保持在
2
～
3 mg/l
，这样要求污水进入滤料层前的溶解氧为
4
～
6 mg/l
左右。
微生物需氧量
R
包括合成用氧量和内源呼吸用氧量两部分，即
R=1. 46ΔBOD+0.18P
＝
328 kg/d
。式中
R
为微生物膜 的需氧量，
kg/d
；
ΔBOD
为滤
池单位时间内去除的
B OD
量，
kg/d
；
P
为活性生物膜数量。
曝气装置氧转移 效率
一般在
5
％～
15
％，本工程设计值选取
20
％；空气密度
ρ
为
1.293kg
空气
/m3
；
空 气中氧含有重量
OW
为
0.232 kgO2/kg
空气；每天所需空气量：
GS= 328/
（
0.2×
0.232×
1.293
）＝
5467 m3
鼓风机风量
Q= GS/
（
24×
60
）＝
3.8 m3/min
鼓风
机风压
P
＝
h1+ h2+h3+h4+h5＝
2+1+45+8+1.0
＝
57KPa
，本工程鼓风机风压选用59KPa
。其中
h1
为空气管道的沿程损失；
h2
为空气管道 的局部阻力损失；
h3
为
空气扩散装置扩散深度；
h4
为空气扩散装 置的阻力；
h5
为所在地区大气压。每
座曝气生物滤池由一台鼓风机单独供风，
四座曝气生物滤池共需四台鼓风机，
一
台鼓风机作为四台鼓风机的备用风机，即工艺曝气鼓风 机共
5
台。

反吹系统：曝气生物滤池反冲洗时，先气洗（
2
倍曝气量，气水比
3.7
：
1
）
5min
，反冲线速度宜 为
0.4
～
0.8 m3/()
；再气、水联合反洗
5min
（气洗反
冲线速度宜为
0.4
～
0.8 m3/()
，水洗反冲洗强度为
8
～
16 l/(m2.s
）
..
进水之
1.5-2
倍）；最后水洗
5min
，反冲洗强度为< br>8
～
16 l/(m2.s
），完成后进入正常运
行状态。曝气风速主 管
15
米
/
秒，支管
25
米
/
秒

6
、
SBR
池设计计算公式：

A
、反应池数及排 出比（
1/m
），池数一般大于
2
个当设计水量小于
500 m3/ d
时可以设
1
座，排出比取
1/m=1/2~1/5
。
< br>B
、设计负荷
Ls
及污泥浓度
MLSS(X)
，标准负荷选取
0.2~0.4
kgBOD5/kgMLSS.d
，延时负荷选取
0.05~0.1 kgBOD5/ kgMLSS.d
，污泥浓度选取
2000~5000mg/l
，
X
的选取与负荷成反比。反应池水深
4~6
米。

C
、
容积及 周期的确定，
总容积
V=QS/LsEX
式中
Q
为最大日处理量（
m3/d
）
。
S
为进入
SBR
池的
BOD5
浓度
（
mg/l
）
，
Ls
为设计负荷，< br>E
为曝气反应比
=(nTA)/24
其中
n
为每日周期数，< br>TA
为曝气时间。
X
为污泥浓度。
曝气时间的确定
TA=（
24S
）
/
（
LsXm
）式中
m
为 排出比倒数。沉淀及排泥时间分别各取
1
小时。容积确定
V=mQ/n
D
、需氧量的确定，经验数据标准负荷选取
0.5~1.5kg
氧气
/k gBOD,
延时负荷
取
1.5~2.5
。曝气量的确定，供氧量一般为需氧量 的
1.4
倍。

E
、产泥量的确定，污泥干固体量（
kg/ d
）
=Q*SS*Y/1000
式中
Q
污水流量
m3/d< br>，
SS
进水悬浮物含量
mg/l,Y
产率，高负荷（
0.2~ 0.4 kgBOD5/kgMLSS.d
）
取
Y=1.0
；低负荷（
0.05~0.1 kgBOD5/kgMLSS.d
）取
Y=0.75.

7
、电解槽的工艺设计：根据废水流量及污染物种类和浓度，选定的板水比、
极距、电流密度 、电解时间等参数确定电解槽尺寸及整流器的容量。

有效容积根据设计流量及停留时间确定< br>V=Q*T
，
T
电解时间的确定，
对于连
续电解一般取经验数 据停留
20~30
分钟，对于间歇操作，
T
为轮换周期，包括注
水时 间沉淀排空时间和电解时间，一般为
2~4
小时。

阳电极面积
A< br>可由选定的板水比和已求出的电解槽有效容积推得，
也可由选
定的电流密度
i< br>和电流
I
推得。

电流
I
应根据废水情况和要求的处 理程度由试验确定。
对六价
Cr
废水，
也可
用下式计算：
I =KQC/S
式中
K
——
每克六价铬还原成
3
价铬所需的电 量一般取
4.5Ah/gCr
左右，
C
——
废水含六价铬浓度，mg/l
，
S
——
电极串联数，在数值上
等于串联电极板数减< br>1
。

电压
V
电解槽的槽电压等于极间电压和导线上的电压 降之和，
V=SV1+V2
式中
V1
——
极间电压，一般
3 ~7.5V
。
V2
导线上的电压降，一般为
1~2V
。
< br>选择整流器设备时，电流和电压值应分别比计算值大
30%~40%
，用以补偿
极板的钝化和腐蚀等原因引起的整流器效率降低。

电解槽长宽比取
5~6
：
1
，深宽比取
1~1.5
：
1
。电解槽进出水端要设配水和 稳
流措施，
以均匀布水并维持良好流态。
内置空气搅拌，
空气量为
0 .1~0.3
方
/
分钟。
空气入池前要除油。

阳极在氧化 剂和电流作用下，
会形成一层钝化膜，
可以通过投加适量的
Nacl
，
整加水流速度或采用机械去膜以及电极定期换向等方法防止钝化。

8
、反渗透设备的部分国家标准：

该标准进水要求含盐率小于
10000mg/l
。

反渗透膜：用特 定的高分子材料制成，具有选择性半透性能的薄膜，能在一
定压力作用下使水溶液中的水分子和某些组分 透过，以达到纯化、浓缩目的。

反渗透组件：
按一定技术要求将反渗透膜元件与外壳 等其他部分组装在一起
的组合构件。

脱盐率、原水回收率、渗透水、浓缩水、保安过 滤：保安过滤，由过滤精度
小于或等于
5mm
的微滤滤芯构成的过滤器装载反渗透设备 前段，保证反渗透设
备的进水水质满足设备要求。

产品型号：

R O-J
（卷式膜）
/B
（板式膜）
/Z
（中空膜）
/G（管式膜）
——
S
（小型）
/M(
中型
)/L
（大型）
——
1
（一级反渗透）
/2
（二级反渗透）
/3< br>（三级反
渗透）

设备性能指标：设备脱盐率
≥95%
（用户有特殊要求的除外）


原水回收率：小型
≥30%
，中型
≥ 50%
，大型
≥70%

操作温度：温度为影响产水量的主要指标，通常复合 膜用
4
℃
~45
℃
；乙酸纤
维素膜适用
4
℃
~35
℃
。

操作压力：根据工艺要求，操作压力一般不大于
3.5MPa.

9
、

水解酸化池的设计，适用于较低
COD
值，特别适 用于难降解有机物的
好氧预处理。


参数选择，水力负荷选择
0.5~2.5 m3/(m2.h)
，有机负荷选择
1.95~8.8
kgCOD/(m2.d)< br>。
停留时间一般根据
COD
确定，
每
100mg/l
的
COD
选择停留
1
小
时。

容积确定，容积等于流量与停留时间的乘积。

10
、有关术语

污水：指在生产与生活活动中排放的水的总称。

排水量：指在生产过程中直接用于工 艺生产的水的排放量。不包括间接冷却
水、厂区锅炉、电站排水。

一切排污单位：指本标准适用范围所包括的一切排污单位。

其他排污单位：指在某一控制项目中，除所列行业外的一切排污单位。

BOD
生化需氧量。
COD
化学需氧量。
TOC
总有机碳。
TOD
总需氧量。
SS
悬浮物。

TS
总固。
TN
总氮 。
TP
总磷。
MLSS
污泥浓度。
SV
污泥沉降比。
SVI
污泥
体积指数。

污泥负荷：单位时间内单位活性污泥所消耗的有机物的量。

滤料容积负荷：每方滤料每天所承受进水中污染物的能力。

滤料水力负荷：每方滤料每天通过的污水的体积。

表面负荷：单位时间单位面积构筑物所能承受处理的污水体积。

SBR
是序列间歇式活性污泥法（
Sequencing Batch Reactor Activated Sludge
Process
）
的简称，< br>是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，
又称
序批式活性污泥法。

与传统污水处理工艺不同，
SBR
技术采用时间分割

的操作< br>方式替代空间分割的操作方式，
非稳定生化反应替代稳态生化反应，
静置理想沉
淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，
SBR
技
术的 核心是
SBR
反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，
无污泥回流 系统。正是
SBR
工艺这些特殊性使其具有以下优点：

1
、

理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧 、好氧
处于交替状态，净化效果好。

2
、

运行 效果稳定，
污水在理想的静止状态下沉淀，
需要时间短、
效率高，
出水水质好 。


3
、

耐冲击负荷，池内有滞留的处理水， 对污水有稀释、缓冲作用，有效
抵抗水量和有机污物的冲击。

4
、

工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。

5
、

处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。

6
、
< br>反应池内存在
DO
、
BOD5
浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。
7
、

SBR
法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和
改造。


8
、

脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、 厌氧状态交替，具
有良好的脱氮除磷效果。

9
、

工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二
沉池、污泥回流系统，调节池、初 沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。

SBR
系统的适用范围


由于上述技术特点，
SBR
系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期
的技术条件，
SBR
系统更适合以下情况：

1)
中小城镇生活 污水和厂矿
企业
的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化
较大的地方。

2)
需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有
机物， 还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。


3)
水资源紧缺的地方。
SBR
系统可在生物处理后进行物化处理，
不需要增加
设施，便于水的回收利 用。

4)
用地紧张的地方。

5)
对已建连续流污水处理厂的改造等。

6)
非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。

SBR
设计要点、主要参数

SBR
设计要点

1
、

运行周期（
T
）的确定

SBR
的运行周期由充水时间、反应时间、沉淀时间、排水排泥时间和闲置时
间来确定。充 水时间（
tv
）应有一个最优值。如上所述，充水时间应根据具体的
水质
< br>及运行过程中所采用的曝气方式来确定。当采用限量曝气方式及进水中污
染物的浓度较高时，充水时间应适当取长一些；
当采用非限量曝气方式及进水中
污染物的浓度较低时，充水时间 可适当取短一些。充水时间一般取
1
～
4
ｈ。反
应时间（
t R
）是确定
SBR
反应器容积的一个非常主要的工艺设计参数，其数值
的确 定同样取决于运行过程中污水的性质、
反应器中污泥的浓度及曝气方式等因
素。
对于生 活污水类易处理废水，
反应时间可以取短一些，
反之对含有难降解物
质或有毒物质的废 水，反应时间可适当取长一些。一般在
2
～
8h
。沉淀排水时间
（< br>tS+D
）一般按
2
～
4h
设

计。闲置时间（
tE
）一般按
2h
设计。

一个周期所需时间
tC≥tR
﹢
tS
﹢
tD

周期数

n
﹦
24
／
tC

2
、

反应池容积的计算


假设每个系列的污 水量为
q
，则在每个周期进入各反应池的污水量为
q/n·
N
。各反应池的容积为：

V
：各反应池的容量


1/m
：排出比


n
：周期数（周期
/d
）

N
：每一系列的反应池数量

q
：每一系列的污水进水量（设计最大日污水量）（
m3/d
）

3
、

曝气系统


序批式活性污泥法中，曝气装置的能力应是在规定的曝气时间内能供给的需
氧量，在设计中，高负荷运行时每单位进水BOD
为
0.5
～
1.5kgO2/kgBOD
，低负
荷运行时为
1.5
～
2.5kgO2/kgBOD
。

在序 批式活性污泥法中，由于在同一反应池内进行活性污泥的曝气和沉淀，
曝气装置必须是不易堵塞的，同时考虑反应池的搅拌性能。
常用的曝气系统有气
液混合喷射式、机械搅拌式、穿孔曝气管 、微孔曝气器，一般选射流曝气，因其
在不曝气时尚有混合作用，同时避免堵塞。


4
、

排水系统



⑴
上清液排除出装置应能在设定的排水时间内，活性污泥不发生上浮的情
况下排出上清液，排出方式有重力 排出和水泵排出。



⑵
为预防上清液排出装置的故障，应设置事故用排水装置。




⑶
在上清液排出装置中，应设有防浮渣流出的机构。

序批式活性 污泥的排出装置在沉淀排水期，应排出与活性污泥分离的上清
液，并且具备以下的特征：


1)
应能既不扰动沉淀的污泥，又不会使污泥上浮，按规定的流量排出上< br>清液。（定量排水）



2)
为获得分离后清澄的 处理水，集水机构应尽量
*
近水面，并可随上清液
排出后的水位变化而进行排水。（追 随水位的性能）



3)
排水及停止排水的动作应平稳进 行，动作准确，持久可
*
。（可
*
性）

排水装置的结构形 式，根据升降的方式的不同，有浮子式、机械式和不作升
降的固定式。



5
、排泥设备



设计污泥干固体量
=< br>设计污水量
×
设计进水
SS
浓度
×
污泥产率／
1000

在高负荷运行（
0.1
～
0.4 kg- BOD/kg-ss·
d)
时污泥产量以每流入
1 kgSS
产生
1
kg
计算，在低负荷运行（
0.03
～
0.1 kg- BOD/kg-ss·
d)
时以每流入
1 kgSS
产生
0.75
kg
计算。



在反应池中设置简易的污泥浓缩槽 ，
能够获得
2
～
3%
的浓缩污泥。
由于序
批式活性 污泥法不设初沉池，易流入较多的杂物，污泥泵应采用不易堵塞的泵
型。



SBR
设计主要参数



序批式活性污泥法的设计 参数，必须考虑处理厂的地域特性和设计条件
（用地面积、维护管理、处理水质指标等）适当的确定。< br>

用于设施设计的设计参数应以下值为准：



项

目

参

数



BOD-SS
负荷
(kg-BOD/kg-ss·
d) 0.03
～
0.4


MLSS(mg/l) 1500
～
5000


排出比
(1/m) 1/2
～
1/6


安全高度
ε(cm)(
活性污泥界面以上的最小水深
) 50
以上



序批式活性污泥法是一种根据有机负荷的不同 而从低负荷
（相当于氧化沟
法）到高负荷（相当于
标准
活性污泥法）的范围内 都可以运行的方法。序批式活
性污泥法的
BOD- SS
负荷，
由于将曝气时间作为反应时间来考虑，
定义公式如下：

QS
：污水进水量（
m3/d
）



CS
：进水的平均
BOD5(mg/l)


CA
：曝气池内混合液平均
MLSS
浓度
(mg/l)


V
：曝气池容积



e
：曝气时间比

e=n·
TA/24


n
：周期数

TA:
一个周期的曝气时间

序批式 活性污泥法的负荷条件是根据每个周期内，
反应池容积对污水进水量
之比和每日的周期数来决定 ，
此外，
在序批式活性污泥法中，
因池内容易保持较
好的

MLSS
浓度，所以通过
MLSS
浓度的变化，也可调节有机物负荷。进一步
说，由于曝气时间容易调节，故通过改变曝气时间，也可调节有机物负荷。



在脱氮和脱硫为对象时，
除了有机物负荷之外，
还必须对排出比、
周期数、< br>每日曝气时间等进行研究。



在用地面积受限制的设施中，
适宜于高负荷运行，
进水流量小负荷变化大
的小规模设施中，
最好是低负荷运 行。
因此，
有效的方式是在投产初期按低负荷
运行，而随着水量的增加，也可按高负荷 运行。



不同负荷条件下的特征



有机物负荷条件（进水条件）


高负荷运行


低负荷运行




间歇进水


间歇进水、连续



运行条件

BOD-SS
负荷（
kg- BOD/kg-ss·
d
）

0.1
～
0.4
0.03
～
0.1


周期数


大（
3
～
4
）


小（
2
～
3
）


排出比


大


小



处理特性

有机物去除

处理水
BOD<20mg/l
去除率比较高



脱氮


较低


高



脱磷


高


较低



污泥产量


多


少



维护管理

抗负荷变化性能比低负荷差

对负荷变化的适应性强，运行的灵
活性强



用地面积

反应池容积小，省地

反应池容积较大



适用范围

能有效地处理中等规模以上的污水，适用于处 理规模约为
2000m3/d
以上的设施

适用于小型污水处理厂，处理规模 约为
2000m3/d
以下，
适用于不需要脱氮的设施



SBR
设计需特别注意的问题



（一）主要设施与设备



1
、设施的组成