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课 程 设 计
题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师
33000m³/d生活污水处理厂
设计
资源与环境工程学院
环境工程 环工2012 覃练 方继敏、李柏林
(完整word版)SBR工艺污水处理厂设计计算
2015 年 6 月 21 日
(完整word版)SBR工艺污水处理厂设计计算
课程设计任务书（环境工程1202班,学号10）
设计（论文)题目:33000m3/d生活污水处理厂工艺设计
设计（论文）主要内容及技术参数
1．污水类别为城市污水,设计流量33000m3/d;
2．要求完成污水处理厂主要工艺设计与计算说明书的编写; 3．绘制两张单元构筑物的图纸。
要求完成的主要任务及达到的技术经济指标
1．按照指导书的深度进行设计与计算说明书的编写； 2．绘制两个单元构筑物的图纸(两张1号) 3.个人加上自己的进水和出水水质
工作进度要求
课程设计为期一周，时间安排如下:
1．课程设计的讲授1天,设计准备（设计资料、手册、绘图工具准备）1天
2．课程设计的计算部分3天
3．课程设计的图纸绘制部分2天
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指导教师(签名）____________系(教研室)主任(签名）____________
评定成绩_____________ 年 月 日
课程设计指导教师意见书
指导教师(签名）______________
年 月 日
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摘要：
本设计是33000m³/d城市污水处理厂工艺设计，处理工艺采用了SBR工艺.SBR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。本工艺的主要构筑物包括格栅、污水泵房、沉淀池、SBR、接触消毒池、浓缩池、污泥脱水机房等。污水进入污水处理厂经过粗格栅后经污水泵房进入到细格栅，再进入平流沉砂池沉砂，再进入SBR池反应,然后进入接触消毒池消毒,污水达到水质要求,经过计量槽后排出污水.SBR的剩余污泥含水量减少再进入贮泥池，随后进入污泥脱水车间进行脱水，脱水后的污泥外运。
SBR的主要工艺特征是在运行商的有序和间歇操作，SBR工艺的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能与一池，无污泥回流系统.经过该废水处理工艺的废水可达到设计要求,可以直接排放。产生的污泥经过浓缩，压滤等处理后，进行堆肥产生一定的经济效益。
本设计书的主要内容为设计资料、污水污泥处理工艺的选择。污水污泥的计算等。
关键词:城市污水处理；SBR工艺；脱氮除磷；污泥
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目录
1基本资料 ............................................................................................................................ 1 1.1设计任务 .................................................................................................................... 1 1.2设计目的 .................................................................................................................... 1 1。3 设计原则 ................................................................................................................. 1 1。4 设计依据 ................................................................................................................. 2 1。5设计要求 ................................................................................................................. 3 1。6设计基础资料 ......................................................................................................... 3 2. 设计说明 .......................................................................................................................... 3 2。1城市污水概论 ......................................................................................................... 3 2。2废水特性与水质分析 ............................................................................................ 4 2.2。1 废水特性 ......................................................................................................... 4 2.2.2 水质分析 ............................................................................................................ 5 2.3工艺流程比选 ............................................................................................................ 7 2.3.1工艺流程选取原则............................................................................................. 7 2。3.2工艺方案分析 .................................................................................................. 8 2.4 SBR工艺流程 ......................................................................................................... 13 2。5 SBR工作原理及基本运行操作 ......................................................................... 13 2。6 SBR 工艺优点 ..................................................................................................... 15 3污水处理构筑物计算 ..................................................................................................... 16
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3。1粗格栅 ................................................................................................................... 16 3。2提升泵房 ............................................................................................................... 17 3。3细格栅 ................................................................................................................... 18 3。4平流沉砂池 ........................................................................................................... 20 3。5SBR反应池 ............................................................................................................ 22 3.5。1SBR工艺各工序的时间计算 ....................................................................... 22 3。5。2污泥日产量计算 ........................................................................................ 23 3。5。3所需空气量计算 ........................................................................................ 26 3.5。4SBR反应池构造尺寸 .................................................................................... 27 3。5.5SBR反应池运行时间与水位控制 ............................................................... 27 3。5。6曝气装置 ..................................................................................................... 27 4污泥构筑物计算 ............................................................................................................. 28 4.1.集泥井 ....................................................................................................................... 28 4。2。浓缩池 ................................................................................................................ 28 4.3.贮泥池 ....................................................................................................................... 29 4。4污泥脱水计算 ....................................................................................................... 30 5构筑物高程计算 ............................................................................................................. 31 参考文献 ............................................................................................................................. 35 致谢...................................................................................................................................... 36
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33000m³/d生活污水处理厂工艺设计 1基本资料
1。1设计任务
(1）根据原始资料（城市基础资料、水量规模、进出水水质等)选择确定污水处理厂工艺流程（包括污水和污泥处理)。
（2）对各构筑物进行工艺计算，确定其形式、数目和尺寸，选择设备； （3)进行各处理构筑物的总体布置和污水与污泥处理流程的高程设计； （4）完成平面布置图和高程图的绘制； （5）编写设计说明书
1.2设计目的
本学期学习了《水污染控制工程》这门课程，为了使我们更好的掌握该课程的基础理论知识并将其运用于实际生活,以郑州市污水排放量为基准进行了该课程设计，通过课程设计中一些基础设备的选取，尺寸计算，工艺流程的选择以及污水处理流程平面高程图的绘制,使我们对学习的理论知识的理解更加深刻，也对污水处理流程的掌握更加全面。
1.3 设计原则
（1）要符合处理后污水的排放标准的要求及经济与现实条件。首先确保污水厂处理后达到排放标准，考虑现实的技术和经济条件，以及当地的具体情况(如施工条件），在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构(建)筑物型式、主要设备、设计标准和数据等,应最大限度
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地满足污水厂功能的实现，使处理后污水符合水质要求.
（2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件,如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。
(3）污水处理厂(站）设计必须符合经济的要求.污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，
（4）污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要,尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。
(5）污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置放空管、超越管线、沼气的安全储存等。
（6）污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等,其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件。
1.4 设计依据
设计依据包括：
1。GBJ14—87 《室外排水设计规范》； 2。GB8978—1996 《污水综合排放标准》；
3.GB18918-2002 《城镇污水处理厂污染物排放标准》; 4。CJ3082—99 《污水排入城市下水道水质标准》;
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5.《给水排水设计手册》
1。5设计要求
（1）设计说明书1份；
（2）设计图纸2张(A1或A2规格.要求手绘）：包括污水厂总体布置图1张、污水流程和污泥流程高程图1张。
1。6设计基础资料
进水和出水水质表
水量（万学生序号 m3/d） BOD(mg/L） CODSS(mg/L） （mg/L） NH3—NTN(mg/L） （mg/L) TP（mg/L） 设计进水水量和水10 质 出水水质 20 60 20 8 3。3 130 260 175 26 34 3 2. 设计说明
2.1城市污水概论
城市污水主要包括生活污水和工业污水，由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。
城市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净化能力,确定污水的处理程度及相应的处理工艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或是回灌补充地下水，都必须符合国家颁发的有关水质标准.
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现代污水处理技术,按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺.污水一级处理应用物理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。污水二级处理主要是应用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质.生物处理对污水水质、水温、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三级处理是在一、二级处理的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求。
污水一级处理为预处理，二级处理为主体，处理后的污水一般能达到排放标准。三级处理为深度处理，出水水质较好,甚至能达到饮用水质标准，但处理费用高,除在一些极度缺水的国家和地区外,应用较少.目前我国许多城市正在筹建和扩建污水二级处理厂，以解决日益严重的水污染问题。
2。2废水特性与水质分析 2。2。1 废水特性
城市污水是排入城市排水系统中各类废水的总称，主要由城市生活污水和生产污水以及其他排入城市排水管网的混合污水。在合流制排水系统中还包括雨水，在半分流制的排水系统中还包括初期雨水.城市污水中的污染物质,按化学性质来分，可分为无机性污染物质（如无机酸，碱、盐及重金属元素）和有机性污染物质（如腐殖质、脂肪等）；按物理形态来分，可分为悬浮固体、胶体和溶解物质，不同城市的污水中所含物质总类与形态不同，城市生活污水和工业废水的比例不同，其污水性质亦不同。
城市污水的性质主要是其物理性质，包括水温，颜色，气味,氧化还原电位等. 1。水温
由于城市下水道系统是敷设于地下的,因此城市污水的水温具有相对稳定的特征,一般在10～20℃之间,冬季比气温高，夏季比气温低.城市污水水温突然变化很可能是工业废水造成的，而水温的明显降低可能是由于大量雨水排入造成的。
2。颜色
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城市污水的正常颜色为灰褐色,但实际上其颜色通常变化不定，这取决于城市下水道的排水条件和排入的工业废水的影响,大的管网系统由于污水在下水道停留时间过长，可能会发生厌氧反应，输入到污水处理厂的污水的颜色会变暗或显黑色。绿色、蓝色和橙色通常是由于电镀废水的排入造成的，白色则是洗衣废水造成的，而红色、蓝色和黄色等则多为印染废水所致。
3.气味
正常的城市污水具有发霉的臭位，在大管网系统或维护不好的下水道系统，城市污水将会有臭鸡蛋气味，这标志城市污水在下水道已经发酵，产生了硫化氢和其他产物.由于硫化氢气体危及人身安全，在下井下池作业时应严格按照防毒气安全操作规程进行。城市污水中有汽油、溶剂、香味等,可能是有工业废水排入.
4.氧化还原电位
正常的城市污水约+100mV的氧化还原电位，小于+40mV的氧化还原电位说明污水已经进入厌氧发酵或有工业还原剂的大量排入。氧化还原电位超过+300mV，指示有工业氧化剂废水排入。
2。2。2 水质分析
水质分析主要是城市污水的化学指标: 1.pH值
城市污水的pH值呈中性，一般为6。5~7。5。pH值的微小降低可能是由于城市污水在下水道中发酵所致.雨季较大时的pH值降低往往是城市酸雨造成的，这种情况在合流制排水系统中尤其突出.PH值的突然大幅度变化通常是工业废水的大量排入造成的.
2.生化需氧量（BOD)
生化需氧量是反映污水中有机污染物浓度的综合指标，是通过测定在指定的温度和指
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定的时间段内，微生物分解，氧化水中有机物所需氧量的数量来确定的。微生物的好氧分解速度很快,约至5天后其需氧量即达到完全分解需氧量的70%左右，因此，在实际操作中，用BOD5来衡量污水中有机物的浓度.城市污水BOD5在100~3000mg/L之间。
3.化学需氧量(COD）
城市污水的COD一般大于BOD5，两者的差值可反映城市污水中存在难以被降解的有机物的多少。BOD5/ COD比值常用来分析污水的可生化性,可生化性好的废水BOD5/ COD〉0。3，小于此值的污水应考虑生化技术以外的污水处理技术,或对一般生化处理工艺进行试验改革。
COD是用化学方法测定的有机物浓度，它不像BOD5那样反映生化需氧量，另外，会有部分的无机物被氧化,使结果产生误差。在城市污水分析时，二者同时使用。
4。总有机碳(TOC）
总有机碳的分析主要是为解决快速测定和自动控制而发展起来的。总有机碳是用总有机碳仪在900℃高温下将水中有机物燃烧氧化计算出的总有机碳。
TOC与BOD5,COD有一定的关系，由TOC可推断出BOD5,COD值。 5。固体物质（SS，DS）
城市污水中的固体物质按其化学性质可分为有机物和无机物，按其物理组成可分为悬浮固体SS和溶解固体DS。
SS是污水的一项重要指标，包括漂于水面的漂浮物如油脂,果核等，悬于水中的悬游物如奶、乳化油等,还有沉于底部的沉淀物,悬浮固体是将污水过滤,把截流在过滤材料上的物质通过烘干,称重而测的。
6。总氮（TN），氨氮(NH3—N），总磷（TP）
氮、磷是污水中的营养物质,在城市污水生化过程中需要一定的氮、磷以满足微生物的新陈代谢，但这仅是污水中氮、磷的一小部分，大部分氮、磷仍将随水排到水体中,从而导
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致水体中藻类超量生长，造成富营养化问题。因此，除磷脱氮也是污水处理的任务之一。
总氮是污水中有机氮和无机氮的综合，氨氮是无机氮的一种。总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。
7。重金属
城市污水中的重金属是指达到一定浓度时通常会对人体，生物造成危害的那些重金属，其中危害较大的有汞、镉、铬、铝、铜、锌等。汞极易沉底，易被生物甲基化而加剧毒性，可通过食物链引起疾病；镉易被生物富集,可导致骨损伤病症；铬通过食物链被人摄取可导致慢性中毒，铜、锌是人体需要的微量元素，但大量的铜、锌将抑制微生物的新陈代谢作用，最终威胁人身安全。
以上的这些化学指标大部分可以在城市污水处理过程中得到降解，其中85％以上的SS,BOD5，TOC，NH3—N可以通过污水处理得到去除,但重金属等一些有毒物质往往需要在工业企业通过处理控制.
2。3工艺流程比选 2。3。1工艺流程选取原则
城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用于农田灌溉、城市景观和工业生产等，以保护环境不受污染，节约水资源.污水处理工艺流程的选择应遵循以下原则：
(1)污水处理应达到的处理程度是选择工艺的主要依据。
（2）污水处理工艺的投资和运行费用合理，工程投资和运行费用也是工艺流程选择的重要因素之一。根据处理的水质、水量，选择可行的几种工艺流程进行全面的技术经济比较，确定工艺先进合理、工程投资和运行费用较低的处理工艺。
（3）根据当地自然、地形条件及土地与资源利用情况，因地制宜、综合考虑选择适合当地情况的处理工艺.尽量少占农田或不占农田，充分利用河滩沼泽地、洼地或旧河道.
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（4）考虑分期处理与排放利用情况。例如根据当地城市规划，先建一期工程,再建二期工程。
（5)施工与运行管理：如地下水位较高、地质条件较差的地区，就不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物.也应考虑所确定处理工艺运行简单、操作方便，便于实现自动控制等。
2.3。2工艺方案分析
一．在本项目污水处理的特点为：
1。污水以有机污染为主, BOD/COD=0。50，可生化性较好，重金属及其它难以降解的有毒有害污染物一般不超标；
2.污水中主要污染物指标BOD5、CODcr、SS值比一般城市污水高80％左右； 3. 污水处理厂投产时，周围的多数重点污染源智力工程已投入运行。
二．污水处理工艺的选择与污水的原污水水质、出水要求、污水厂规模、当地温度、用地面积、发展余地、管理水平、工程投资、电价和环境影响等因素有关。
针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理的特点，以下有几种处理方法供我选择：
1．A／0系统
用以往的生物处理工艺进行城市污水三级处理，旨在降低污水中以BOD、COD综合指标表示的含泼有机物和悬浮固体购浓度。一般情况7，去除串COD可达70％以上，BOD可达90，6以上SS可达85％以上,但氮的去除串只有2096左离嚼的去除串就更他因A,二级处理出水中除含有少量合碳有机物尔还合有氮(氨氮和有机氮）和碘(溶解性露和有规蘑）。这掸的出水排到封闭水域的湖泊、河流及内海，仍会增匆水体中的营养成久从而引起水体中浮游生物和藻类的大量繁S,造成水体的富营养化对饮用水源、水产业、工业用水带8
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来很大的危害.在水泥缺乏的地区，欲将基级出水作为第二水6,用于工业冷却水的补充九必须冉经脱氮、除碘等三级处理，还要增加较多的基逮物乃运行答硼酸。
优点：
(1）流程简单，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，基建费用低； （2）反硝化池不需要外加碳源，降低了运行费用；
(3）A/O工艺的好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除,提高出水水质；
（4）缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌利用，可降低其后好氧池的有机负荷。同时缺氧池中进行的反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。
缺点：
(1)构筑物较多； (2）污泥产生量较多. 2. 传统A2/O法
传统A2/O工艺即厌氧-缺氧—好氧法，其三个阶段是以空间来划分的，是在具有脱N功能的缺氧—好氧法的基础上发展起来的具有同步脱N除P的工艺。
该工艺在系统上是最简单的同步脱N除P工艺，其总的水力停留时间一般要小于其它同类工艺（如Bardenpho工艺).在经过厌氧、缺氧、好氧运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般小于100,处理后的泥水分离效果好.
该工艺在运行时厌氧和缺氧段需轻缓搅拌,以防止污泥沉积，由于生物处理池与二次沉淀池分开建设，占地面积也较大，该工艺在大型污水处理厂中采用较多，本次设计不予推荐。
3。传统的SBR工艺
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传统的SBR工艺是完全间隙式运行，即周期进水、周期排水及周期曝气。
传统SBR工艺脱N除P大致可分为五个阶段:阶段A为进水搅拌，在该阶段聚磷菌进行厌氧放磷；阶段B为曝气阶段，在该阶段除完成BOD5分解外，还进行着硝化和聚磷菌的好氧吸磷；阶段C为停止曝气、混合搅拌阶段,在该阶段内进行反硝化脱氮；阶段D为沉淀排泥阶段，在该阶段内既进行泥水分离，又排放剩余污泥；阶段E为排水阶段。在阶段E后，有的根据水质要求还设有闲置阶段。
以下是SBR的优缺点: 优点：
(1)其脱氮除磷的厌氧、缺氧和好氧不是由空间划分,而是用时间控制的； （2）不需要回流污泥和回流混液，不设专门的二沉池，构筑物少； （3）占地面积少。 缺点:
(1)容积及设备利用率较低(一般低于50%）； （2）操作、管理、维护较复杂； (3)自动化程度高，对工人素质要求较高; （4）国内工程实例少； (5）脱氮、除磷功能一般。 4。 氧化沟工艺
氧化沟是活性污泥法的一种变形，它把连续环式反应池作为生化反应器,混合液在其中连续循环流动。随着氧化沟技术的不断发展,氧化沟技术已远远超出最初的实践范围，具有多种多样的工艺参数、功能选择、构筑物形式和操作方式.如卡鲁塞尔（Carrousel 2000）氧化沟、三沟式（T型）氧化沟、奥贝尔(Orbal）氧化沟等.
卡鲁塞尔氧化沟是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后在沟内做不停的循环
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运动。污水和会流污泥在第一个曝气区中混合。由于曝气器的泵送作用，沟中流速保持在0。3m/s.水流在连续经过几个曝气区后，便流入外边最后一个环路，出水从这里通过出水堰排出，出水位于第一曝气区的前面。
卡鲁塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组狗渠安装一个，均安装在同一端，因此形成靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区.这不仅有利于生物凝聚，还使活性污泥易于沉淀。BOD去除率可达95%～99%,脱氮效率约为90%，除磷率为50％.
在正常的设计流速下，卡鲁塞尔氧化沟渠道中混合液的流量是进水流量的50～100倍，曝气池中的混合液平均每天5~20min完成一个循环。具体循环时间取决于渠道长度、渠道流速及设计负荷。这种状态可以防止短流，还通过完全混合作用产生很强的耐冲击负荷力。
以下是氧化沟的优缺点: 优点:
（1)用转刷曝气时，设计污水流量多为每日数百立方米。用叶轮曝气时，设计污水流量可达每日数万立方米。
(2）氧化沟由环形沟渠构成，转刷横跨其上旋转而曝气,并使混合液在池内循环流动，渠道中的循环流速为0.3~0.6m／s，循环流量一般为设计流量的30~60倍。
（3)氧化沟的流型为循环混合式，污水从环的一端进入，从另一端流出，具有完全混合曝气池的特点。
(4）间歇运行适用于处理少量污水.可利用操作间歇时间使沟内混合液沉淀而省去二沉池，剩余污泥通过氧化沟内污泥收集器排除。连续运行适用于处理流量较大的污水，需另没二沉池和污泥回流系统.
（5）工艺简单，管理方便，处理效果稳定，使用日益普通。
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(6)氧化沟的设计可用延时曝气油的设计方法进行.即从污泥产量W0＝0出发，导出曝气池的体积，而后按氧化沟的工艺条件布置成环状循环混合式。
缺点：
（1）处理构筑物较多；
(2)回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响； （3)容积及设备利用率不高。 5. 污水生化处理
污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样,可分成活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘法和土地处理法等四大类。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法.生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用,完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的气体产物（CO2）、液体产物（水）以及富含有机物的固体产物（微生物群体或称生物污泥）；多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离，从净化后的污水中除去。
由此可见，污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离，在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中,包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体,而且极易腐败发臭，很容易造成二次污染，消除污染的任务尚未完成.污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响，必须重视。如果污泥不进行处理，污泥将不得不随处理后的出水排放，污水厂的净化效果也就会被抵消掉.
综上所述,能够满足脱氮除磷的污水处理工艺很多，其基本原理都是相同的，每一种工艺均各有特点，分别适用于各种不同场合，应该具体问题具体分析后加以采用。根据本工程特点，采用SBR法。
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2。4 SBR工艺流程
图2.1 工艺流程示意图
2。5 SBR工作原理及基本运行操作
SBR工艺处理污水，其核心处理设备是一个序批式间歇反应器( SBR反应器) , SBR 省去了许多处理构筑物， 所有反应器都在一个SBR 反应器中运行， 通过时间控制来使SBR 反应器实现各阶段的操作目的， 在流态上属于完全混合式， 实现了时间上的推流， 有机污染物随着时间的推移而降解。
SBR 工艺整个运行周期由进水、反应、沉淀、出水和闲置5 个基本工序组成， 都在一个设有曝气或搅拌的反应器内依次进行。在处理过程中,周而复始地循环这种操作周期， 以实现污水处理目的。现将整个工艺的操作要点与功能阐述如下。 （1）进水工序
污水注入之前， 反应器处于待机状态, 此时沉淀后的上清液已经排空， 反应器内还储存着高浓度的活性污泥混合液, 此时反应器内的水位为最低.注入污水， 注入完毕再进行反
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应， 从这个意义上说, 反应器又起到了调节池的作用, 所以SBR法受负荷变动影响较小, 对水质、水量变化的适应性较好. （2）反应工序
当污水达到预定高度时， 便开始反应操作， 可以根据不同的处理目的来选择相应的操作。例如控制曝气时间可以实现BOD 的去除、消化、磷的吸收等不同要求， 控制曝气或搅拌器强度来使反应器内维持厌氧或缺氧状态, 实现消化、反硝化过程. （3）沉淀工序
本工序中SBR 反应池相当于二沉池， 停止曝气和搅拌， 使混合液处于静止状态， 活性污泥进行重力沉淀和上清液分离。SBR 反应器中的污泥沉淀是在完全静止的状态下完成的， 受外界干扰小.此外， 静止沉淀还避免了连续出水容易带走密度轻、活性好的污泥的问题。因此， SBR 工艺沉降时间短、沉淀效率高， 能使污泥保持较好的活性.沉淀时间依据污水类型以及处理要求具体设定, 一般为1 h～2 h. （4) 出水工序
排出沉淀后的上清液， 恢复到周期开始时的最低水位， 剩下的一部分处理水， 可以起到循环水和稀释水的作用。沉淀的活性污泥大部分作为下个周期的回流污泥作用， 剩余污泥则排放。 (5) 闲置工序
SBR 池处于空闲状态, 微生物通过内源呼吸复活性， 溶解氧浓度下降， 起到一定的反硝化作用而进行脱氮, 为下一运行周期创造良好的初始条件。由于经过闲置期后的微生物处于一种饥饿状态, 活性污泥的表面积更大, 因而在新的运行周期的进水阶段， 活性污泥
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便可发挥其较强的吸附能力对有机物进行初始吸附去除.另外, 待机工序可使池内溶解氧进一步降低， 为反硝化工序提供良好的工况。
2。6 SBR 工艺优点
( 1) 工艺流程简单， 运转灵活， 基建费用低。SBR 工艺中主体设备就是一个SBR 反应器, 从上面的分析也可以看出， 一个SBR 池扮演了多个角色: 调解混合池、反应池( 厌氧、缺氧和好氧三种） 、沉淀池和部分浓缩池.基本上所有的操作都在这样一个反应器中完成, 在不同的时间内进行泥水混合, 有机物的氧化、消化、脱氮, 磷的吸收与释放以及泥水分离等.它不需要设二沉池和污泥回流设备, 一般情况下也不用设调节池和初沉池。所以, 采用SBR 工艺的污水处理系统大大减少构筑物的数量, 节约了基建费用， 而且往往具有布置紧凑、节省占地的优点。
( 2) 处理效果良好, 出水可靠。从反应动力学角度分析， SBR 反应器有其独具的优越性。根据活性污泥反应动力学模型， 目前连续流生物处理反应器主要有完全混合和推流式两种流态， 在连续流的推流式反应器中, 曝气池的各断面上只有横向混合, 不存在纵向的“返混”。基质浓度从进水处的最高逐渐降解至出水处的最次浓度, 提供了最大的生化反应推动力.在运行的曝气反应阶段， 反应器内的混合液虽然处于完全混合状态， 但其基质和微生物的浓度随时间而逐渐降低, 相当于一种时间意义上的推流状态。所以SBR 反应器实现了连续流中两种反应器的特点.
( 3） 较好的除磷脱氮效果。除磷脱氮是一个相对复杂的过程， 需要在处理过程中提供厌氧、缺氧、好氧各阶段, 以实现硝化反硝化脱氮和吸收释放磷的目的。在SBR 法中, 在一个单一的反应器就可达到不同目的。因为在SBR 法通过5 个工序时间上的安排， 较容易
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地实现厌氧、缺氧与好氧状态交替出现, 可以最大限度地满足生物脱氮除磷理论上的环境条件。
( 4） 污泥沉降性能良好。活性污泥膨胀是活性污泥处理过程中常常发生的问题。污泥膨胀问题90％以上是丝状菌污泥膨胀, 由于丝状菌过度繁殖， 菌胶团的生长繁殖受到抑制, 很多丝状菌伸出污泥表面之外， 使得絮状体松散， 沉淀性恶化.SBR 法可以有效控制丝状菌的过度繁殖， 污泥SVI 较低, 是一种污泥沉降性能较为良好的工艺。
( 5) 对水质水量比变化的适应性强。处理效果会受到水质水量的影响, 主要是因为它会改变处理环境, 而微生物对其生存环境条件的要求往往比较严格。所以, 从理论上分析， 完全混合式反应器比推流式反应器有更强的耐冲击负荷的能力。SBR 工艺虽然对于时间来说是理想的推流式处理过程， 但反应器构造上保持了典型的完全混合式的特性.因此能承受较大的水质水量的波动, 具有较强的耐冲击负荷的能力。
3污水处理构筑物计算
3。1粗格栅
我国过栅流速一般采用0.6-1.0m/s。此次设计采用0。9m/s. 格栅前渠道内的水流速度，一般采用0.4-0.9m/s。本设计取0.9m/s
机械清除格栅的安装角度宜为60°—90°，人工清除格栅的安装角度宜为30°—60°。本设计采用60°
（1）栅条的间隙数
设栅前水深h=0.5m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙宽度b=0。06m，格栅倾角α=60° 则
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=17.1 取n=18
（2）栅槽宽度
设栅条宽度S=0。01m 则
B=S(n-1)+bn=0.01*（18—1)+0.06＊18=1。25
（3）本设计在栅槽进出水渠道不设渐宽渐窄 （4)通过栅格的水头损失
设栅条断面为锐边矩形断面，其阻力系数β=2.42
=0.024
（5）栅后槽总高度
设栅前渠道超高=0.3m 则
H=h+
+=0.5+0。024+0.3=0。83m
（6）栅槽总长度为
L=
+1.0+=1.98m
（7)每日栅渣量W，
/d
格栅间隙为60mm，取栅渣量=0。02/10
=0.66/d＞0.20/d
采用机械清渣。
3。2提升泵房
（1）设计说明
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本设计采用工艺系统,污水处理系统简单，只考虑一次提升.污水经过提升后再过细格栅 设计流量：
=0.55
/s
1）泵房进水角度不大于45°
2)相邻两机组突出部分的间距，一级机组突出部分与墙壁的间距，应保证水 泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8.如电动机容量大于55kW时，则不得小于1。0m,作为主要通道宽度不得小于1.2m
3）泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式. 4）水泵为自灌式。
（2）设计计算
根据污水流量，泵房设计为LXB=10X5m. 提升泵选型:
采用300WQ800—12—45型潜污泵。 转速：980r/min 流量:800
/h
扬程：12m 功率：45kW
购买4台,3台工作，1台备用。
实际流量
Q'==/s=660/h
3。3细格栅
细格栅设2组，一组备用，按两组同时工作设计
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栅前流速0.40—0。90m/s，取=0。60m/s 每个格栅流量Q=
=0。275/s
取栅格倾角α=60°,栅格间隙b=0.01m (1）栅条的间隙数 设栅前水深h=0.5m 则
=85.3 取n=86
（2）栅槽宽度
设栅条宽度S=0.01m 则
B=S（n—1）+bn=0。01＊（86—1）+0.01＊86=1.71m（3)本设计在栅槽进出水渠道不设渐宽渐窄 (4）通过栅格的水头损失
设栅条断面为锐边矩形断面，其阻力系数β=2.42
=0。116m
(5）栅后槽总高度
设栅前渠道超高=0.3m 则
H=h+
+=0。5+0.116+0.3=0。92m
（6)栅槽总长度为
L=
+1。0+=2。03m
(7）每日栅渣量W,
/d
格栅间隙为10mm，取栅渣量
=0。12/10
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=1.98/d＞0。20/d
采用机械清渣。
3.4平流沉砂池
污水处理厂最大流量
=0。55/s
设计该沉砂池有两个分格，每个分格有两个沉砂斗。 （1）长度
设v=0.25m/s，t=30s，则
L=vt=0.25X30=7。5m
(2）水流断面面积
A=
==2.2
（3）池总宽度
设n=2格，每格宽b=1。2m，则
B=nb=2X1。2=2。4m
(4）有效水深
==0.92m
（5）沉砂室所需容积 设T=2d，则
=1。98
式中
——城镇污水沉砂量,一般采用30m³/
m³
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—-清除沉砂的间隔时间，d
—-生活污水流量总变化系数，=1。44
（6）每格沉砂斗容积
每个分格有两个沉砂斗，则
=
=0。50
(7)沉砂斗各部分尺寸
设斗底宽=0。5m,斗壁与水平面的倾角为55°，斗高=0。5m 则沉砂斗上口宽为
=1。2m
沉砂斗容积为
=0。58＞0.50
（8）验算最小速度
平流沉砂池允许的最小流速为0。15m/s 本设计最小流量数据未给出，根据最大流量速=0.550/s,平均流量
Q=0.382/s，取最小流量
=0。23/s
在最小流量时，只用一格工作（n=1）,则
=0.19m/s＞0。15m/s
式中
—-最小流量时沉砂池中的水流断面面积,m³.
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3.5SBR反应池
设计基础资料: 设计水量:33000/d
设计进水水质：
=130mg/L
COD=260 mg/L SS=175 mg/L
—N=26 mg/L
TN=34 mg/L TP=3 mg/L 设计出水水质：20 mg/L COD60 mg/L SS20 mg/L
—N
8 mg/L
3.5.1SBR工艺各工序的时间计算
本设计反应池数量n=4,均为并联设计 （1）确定总变化系数
平均日流量
根据室外排水设计规范，由内插法得
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（2）设计最大流量
（3)假定每天运行周期
每个周期进水量
(4）假定m=0.5 ，X=4。0g/L，=0.22Kg/(KgMLSS·d)
反应时间
取
（5)沉淀时间宜为1h.
（6）滗水时间宜为1。0h~1.5h，本设计取1.5h. (7）进水时间计算
（8)一个周期所需时间
（9)反应池有效反应容积计算
每个反应池有效容积
3.5.2污泥日产量计算
（1)硝化所需要的最低好氧污泥龄 θS。N （d)
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μ=0.47 T=15 fs=2。5 θS。N =(1/μ)×1.103（15—T）×fs=5.32d 式中
μ— 硝化细菌比生长速(d—1）t=15℃时,µ=0.47 d—1。 fs — 安全系数,取fs=2。3~3.0. T — 污水温度。
(2）系统所需要的反硝化能力(NO3-ND）/BOD5 kgN/kg BOD5 TNi — 进水总氮浓度. TNi=34 mg/L TNe — 出水总氮浓度。 TNe=20 mg/L S0 — 进水BOD5浓度. S0=130 mg/L
TNi—TNe—0.04×S0=8.8mg/L
(
（3)反硝化所需要的时间比例
)/
/(
=0.0677 kgN/kgBOD5
+）
一般认为约有75％的异氧微生物具有反硝化能力，在缺氧阶段微生物的呼吸代谢能力为
好氧阶段的80%左右.
—缺氧阶段所经历的时间，h。 —好氧阶段所经历的时间，h.
/(+)= [(）/×2。9]/（0.8×0.75×1.6）=0。2045
(4)硝化反硝化的有效污泥龄θS.R（d)
θS.R(d）= θS。N ＊[(
(5）总污泥龄 θS。T（d)=16。0d
+）/ ］=9。31d
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（6)污泥产率为：
式中
Y——污泥产率，KgSS/Kg
——污泥产率修正系数，取f=0.85
-—异养菌产率系数，KgSS/Kg--异养菌内源衰减系数,—-温度修正系数,取——反应池总泥龄值，d
——反应池进水悬浮固体中不可水解/降解的悬浮固体比例,
，无
,取0。08
，取0。6
资料时， 取度,mg/L.
=0.6,为进水挥发性悬浮固体浓度,mg/L，为进水悬浮固体浓
——进水浓度，mg/L
（7）每天的排泥量
—-排泥量，Kg/d
Y——污泥产率，KgSS/Kg ——污水日处理量，
—-进水
/d
浓度,mg/L
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—-出水浓度,mg/L
每天排泥体积
594.7
（P=99.2％)
考虑一定安全系数，则每天排泥量为600
。
3。5。3所需空气量计算
（1）活性污泥代谢需氧量
kgO2/d
a’ —异养需氧率0.42—0.53kgO2/kgBOD5.d ，a'=0。42 b' —自养需氧率0.11—0。188kgO2/kgMLSS.d ，b'=0.11
=*ta/TN=3168
=a’× ×(—）+b’×MLSS×n× =6048.5Kg/d（2）反硝化所需要氧量Ro2,N kg/d
d -反硝化需氧率 d=4.6kg/kgNH4-N —进水氨氮浓度，=0。026Kg/
—出水氨氮浓度，
=0.008 Kg/
=d＊ ＊（ — )=3934。7 Kg/d
（3）硝化产生的氧量R' kg/d
d’ —硝化产氧率,d' =2。6 kg/kg-N
=0。02Kg/
R'=d'＊
＊
=2471。0 Kg/d
（4）标准状况下的所需空气量
/d
采用微孔曝气，氧转移效率EA =25%
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氧气质量比=0。23
空气密度ρ=1.29 Kg/
=［（ + - R’）/(EA* )]＊(288/273）/ρ=106841/d
3.5。4SBR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反应池数为4个
设每个SBR反应池平面（净）尺寸为45mX25m（长宽比在1：1~2:1） 水深为5.0m，池深5。5m，其中超高为0。5m
单个反应池容积V=45*25*5.5=6187。5保护容积为=45＊25*0.5=562.5总容积4V=4*45*25*5=22500
3。5.5SBR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2。5m，进水结束后5。0m，排水时水深5.0m,排水结束后2。5m。
5.0水深中，换水水深为2。5m，存泥水深1.5m，保护水深1m，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。
3。5。6曝气装置
采用膜片式微孔曝气器，每个服务面积Af=0。5m³,则曝气头个数
27
(完整word版)SBR工艺污水处理厂设计计算
N=n*AO/Af=7380个
则每个反应池1845个。
4污泥构筑物计算
4。1。集泥井
(1）集泥井容积的计算
根据前面计算可知，有以下构筑物排泥. SBR反应池排泥600
考虑构筑物的每日排泥量为60010min的体积
，需在2.0h内抽完,集泥井容积定为污泥泵提升流量的
=50
(2）集泥井尺寸的计算
设有效泥深为4m，平面面积15
，设计尺寸LXB=5X3=15,集泥井为地下式，池顶加
盖,有潜污泵抽送污泥，池底相对标高-4。5m,最高泥位—0。5m，最低泥位-4.0m。
4.2。浓缩池
本设计中采用间歇式重力浓缩池。 进入竖流浓缩池的剩余污泥量为600量为：
=0.0035
=0.00695
，设计中选用2座浓缩池，单池流
。设计中浓缩前污泥含水率为P=99。2％，浓缩后污泥含水率为
=97％。
运行周期22h,其中进泥2。0h，浓缩15.h，排水和排泥3.0h，闲置2。0h。 （1）容积计算
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浓缩15.0h后，污泥含水率为=97%，则浓缩后污泥体积为
=160
则污泥浓缩池所需要的容积应不小于160+600=760
（2）工艺构造尺寸
设计污泥浓缩池2个，单池容积不应小于380
。
设计浓缩池平面尺寸为8X8㎡，则面积为64㎡。
设计浓缩池上不柱体高度为5。0m，其中泥深为4。0m，超高1m,柱体部分污泥容积为320m³。
浓缩池下部为锥斗，上口尺寸8X8㎡,下口尺寸为1X1㎡，锥斗高为4.0m，则污泥斗容积为＊4*（
)=97。42m³
则单个浓缩池有效容积为320+97.42=417。42m³＞380m³ 满足要求。
4。3.贮泥池
贮泥池用来贮存来自浓缩池的污泥,浓缩后排出污泥1601座贮泥池,贮泥池采用竖流沉淀池构造。 （1）贮泥池的容积
/d。由于泥量不大，本设计采用
=53.4m³
式中
t——贮泥时间，一般采用8～12h，设计中取t=8h.
贮泥池设计容积
=4。76
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=81。35 m³＞53。4m³
式中：
--贮泥池设计容积，m³
a—-污泥贮池边长,m；取a=4.5m
b—-污泥斗边长，m；污泥斗为正方形,边长b=1。0m
—-贮泥池有效水深，m；取=2.0m ——污泥斗高度，m
α-—污泥斗倾角，一般采用60° (2）贮泥池高度计算
H=
式中
=0.3+2.0+4.76=7.06m
-—贮泥池超高，m；设计中取=0.3m.
4。4污泥脱水计算
污水处理过程中所产生的污泥，一般是带水的颗粒或絮状疏松结构。污泥经浓缩后，尚有97%的含水率，体积仍然庞大。因此，为了综合利用最终处理，需要对污泥进行干化和脱水处理，使污泥含水率降到85%以下,以缩减污泥体积。 （1）脱水后污泥量
=160m³/d *
脱水后干污泥重量为
=19.2 m³/d
M=q(1-)＊1000=4800Kg/d=200Kg/h
（2)加药量计算
30
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本设计中用带式压滤机脱水的污泥，采用聚丙烯酰胺絮凝剂，对于混合污水污泥投加量按干污泥重的0.15%~0.5~计算，设计中取0。4%计算.
W=0。4%M=0。004＊4800=19。2Kg/d
（3）脱水机型号的选择
设计中选用2台DY—3000型带式压滤机，1用1备,带式压滤机的主要技术指标为： 湿泥处理量12～22m³/h，取20m³/h计算 泥饼含水率66~81%，取75%计算 工作周期定为12小时。
则每次处理的泥量为：m=20＊12=240m³/d(浓缩池处理后泥量为160m³/d）
5构筑物高程计算
（1）设计资料
场平为0，进水-5。0m，出水口离污水厂红线距离100m，洪水高程—1m，常水位—1。8m；
(2）构筑物高程布置计算
在污水处理工程中，为简化计算一般认为水流是均匀流。管道水头损失主要有沿程水头损
31
(完整word版)SBR工艺污水处理厂设计计算
失和局部水头损失。 沿程水头损失按下式计算
式中
-—沿程水头损失,m
L——管段长度，m R--水力半径,m v-—管内流速，m/s C——谢才系数 局部水头损失为
式中 -—局部阻力系数。
（1）构筑物水头损失
由于各构筑物的水头损失比较多,计算起来比较繁琐，本设计中所在设计计算过程中计算了的就用计算的结果,若在设计计算过程中没计算的就用经验数值。
构筑物对应水头损失
构筑物名称-—水头损失（m）
粗格栅—-0。024 细格栅——0。116 沉砂池——0。2 SBR反应池——0。3
32
(完整word版)SBR工艺污水处理厂设计计算
接触池—-0。3 巴氏计量槽——0。13
(2）管渠水力计算
管道入口=0.48，出口=0。973，有一个弯头=0.63 计量槽至出水,局部阻力系数为：0。973
接触池至计量槽,局部阻力系数为：0.48+0.973=1。453 SBR至接触池，局部阻力系数为：0.48+0.973=1。453 配水井至SBR，局部阻力系数为：0.48+0.63+0.973=2.083
平流沉砂池至配水井，局部阻力系数为：0。48+2X0.63+0。973=2.713 细格栅至平流沉砂池，局部阻力系数取为：0。48+0.973=1。453 粗格栅至泵房，局部阻力系数取为：0。973 进水口至粗格栅,局部阻力系数:0。48
管渠水力损失计算表
管渠及构 筑物名称 出水口至计量槽 计量槽至接触池 接触池至SBR SBR至配水井 配水井至沉砂池 流量 （L/S） 550 550 550 550 275 管渠设计参数 D（mm） I（‰） 800 800 800 800 600 3 3 3 3 3 v(m/s） 1。71 1。71 1。71 1.71 1。52 L（m） 107.6 沿程 水头损失（m) 局部 合计 0.711 0。25 0.393 0.439 0.462 0.567 0。144 0.215 9。5 0。035 135 30 17 0.178 0。215 0.131 0。308 0.145 0。317 33
(完整word版)SBR工艺污水处理厂设计计算 沉砂池至细格栅 细格栅至泵房 泵房至粗格栅 粗格栅至进水口 275 184 550 550 600 400 800 800 3 3 3 1。52 1.49 1。43 1。43 1 0.029 0。116 0.145 6 0。044 0。1 0。144 0.028 0.041 1 0。004 0。024 7 0。005 0.036
污水处理高程计算表
管渠及构筑物 名称(m) 出水口至计量槽 计量槽 计量槽至接触池 接触池 接触池至SBR SBR SBR至配水井 配水井至沉砂池 沉砂池 沉砂池至细格栅 水面上游 标高（m） 0 0。13 0。38 0.68 1.08 3。58 4.02 4.48 4。68 4。83 水面下游 标高（m） —1 0 0.13 0。38 0.68 1.08 3。58 4.02 4。48 4。68 构筑物水面 标高（m） 地面 标高（m） 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0。13 0.68 3.58 4.68 34
(完整word版)SBR工艺污水处理厂设计计算 细格栅 细格栅至泵房 提升泵房 粗格栅 粗格栅至进水口 4.95 5。1 -6.23 -5 —5 4。83 4.95 5.1 —5。03 —5 4。95 0 0 0 0 0 —6.23 -5
参考文献
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(完整word版)SBR工艺污水处理厂设计计算
社.2000,321-326
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致谢
首先感谢校方给予我这样一次机会，能够独立地完成一个课程设计，并在这个过程当
中，给予我们各种方便,使我们在这学期快要结束的时候，能够将学到的知识应用到实践中,增强了我们实践操作和动手应用能力,提高了独立思考的能力。
我要特别感谢李柏林老师对我的悉心指导，在我的课程设计过程中给了我大量的帮助
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和指导，为我理清了设计思路和设计方法,并对我所做的项目提出了有效的改进方案，对李柏林老师表示衷心的感谢。在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力.
另外，我还要感谢我的同学和朋友对我的关心与支持，完成这项课程设计离不开他们的帮助
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(完整word版)SBR工艺污水处理厂设计计算
本科生课程设计成绩评定表
姓 名 专业、班级 课程设计题目：33000m3/d课程设计答辩或质疑记录: 覃练 性 别 男 环工1202 生活污水处理厂工艺设计 1．SBR工艺的优点有哪些? 优点:（1）其脱氮除磷的厌氧、缺氧和好氧不是由空间划分，而是用时间控制的；(2）不需要回流污泥和回流混液，不设专门的二沉池,构筑物少；(3）占地面积少。 2。 传统SBR工艺脱氮除磷有哪些阶段？ 传统SBR工艺脱N除P大致可分为五个阶段:阶段A为进水搅拌，在该阶段聚磷菌进行厌氧放磷；阶段B为曝气阶段,在该阶段除完成BOD5分解外,还进行着硝化和聚磷菌的好氧吸磷；阶段C为停止曝气、混合搅拌阶段，在该阶段内进行反硝化脱氮;阶段D为沉淀排泥阶段，在该阶段内既进行泥水分离，又排放剩余污泥；阶段E为排水阶段。在阶段E后，有的根据水质要求还设有闲置阶段。 成绩评定依据： 38
(完整word版)SBR工艺污水处理厂设计计算 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定) 指导教师签字:
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