推荐一种新的sbr工艺设计计算方法

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1、推荐一种新的SBR工艺设计计算方法推荐一种新的SBR工艺设计计算方法周雹1,周丹2(1天津市市政工程设计研究院,天津300051;2中国市政工程华北设计研究院,天津300074)1国内目前的设计计算方法及评价SBR工艺正在我国城镇污水处理厂中迅速推广,目前在建和设计的遍布全国各地.由于SBR工艺是合建式,一个池子既要满足生化反应要求,又要实现沉淀分离功能,因此其计算比一般活性污泥工艺更为复杂.SBR工艺有多种类型,都是从国外引进的,是一些专业公司的专利,其设计计算方法也各不相同.目前国内在设计SBR工艺时,主要采用两种计算方法:一种是日本下水道事业团主编的《序批式活性污泥法设计指南

2、》(以下简称《指南方法》),另一种是按照泥龄和反应时间比计算池容的方法(以下简称《简化方法》).下面分别论述两种方法的特点及评价.1.1《指南方法》的特点及评价《指南方法》是以污泥负荷为基本设计参数,设计人员根据水量,原水水质,处理要求和环境条件,凭借自身经验,选定污泥负荷Fw,排出比1/m(每个周期排出水量与总池容之比),混合液污泥浓度MLSS,安全高度Hf(最低水位时活性污泥界面以上最小水深),反应池水深H及池数M,然后计算池容和其他参数.为了规范各项参数,《指南》推荐了参数的取值范围,如表1所示.表1选定参数取值范围负荷分类高负荷低负荷进水方式间歇进水间歇进水,连续出水污泥负

3、荷Fw(kgBOD/kgSS·d)0.1~0.40.03~0.1排出比1/m1/4~1/21/6~1/3混合液浓度MLSS(g/L)2(例)4(例)安全高度Hf(m)≥0.5≥0.5池水深H(m)4~64~6周期数N3~42~3适用范围(m3/d)Q>2000Q≤2000注:表中的周期数是指每天运行的周期次数,在《指南》中不是直接选定,而是经过计算后再选定,其他参都是直接选定.为了计算沉淀时间,《指南》对活性污泥界面的沉降速度推荐了两个计算公式:Vmax=7.4×104×T×Nw-1.7(Nw≤3000mg/L)(1)Vmax=4.6×104×Nw-1.26(Nw>3000mg/L

4、)(2)式中:T-设计水温,按设计最低水温计,℃;Nw-高水位时混合液污泥浓度MLSS,mg/L.《指南》是1990年针对日本的情况制定的,当时日本采用SBR工艺的城镇污水处理厂规模都很小,最大的3500m3/d,最小的才190m3/d.《指南》采用的是污泥负荷法,以污泥负荷为基本设计参数,各项设计参数都比较保守,例题中的设计水力停留时间高负荷时达20h(考虑流量变化后为24h),低负荷时达32h(考虑流量变化后为36h),安全水深分别是1.67m和1.11m,比要求的0.5m大得多,设计结果十分保守,只是池容和土建费用要大一些,但对于小型污水处理厂来说,增加的费用很有限,却省去了

5、初沉池,二沉池,回流污泥泵房等一系列处理构筑物,流程大大简化,管理工作量大大减少,为无人值班全自动运行创造了条件,具有明显的经济效益.因此,《指南》适合当时日本的情况.对我国来说,《指南》也具有很好的参考价值.《指南》对一些参数的推荐取值范围都是从实践中总结出来的,很多都可以借鉴.但如果照搬照套,完全按《指南方法》设计我国的SBR工艺城镇污水处理厂就不适宜了,这是因为时间,地点和处理要求都发生了变化.首先是时间又过了十多年,在这十多年中,SBR工艺在实践和理论上都有了长足的进展,设计计算方法可以更有理论基础,更便于操作,结果更接近实际,在保证处理效果的前提下更经济.其次是地点变了,

6、中国不同于日本,现在中国正处于大规模建设时期,要设计和建设的污水处理厂数量远远高于上世纪九十年代的日本,污水处理厂的规模也要大得多,就以SBR工艺来说,我国一般应用于规模几万立方米/日的城镇污水处理厂,小的也在几千立方米/日,比日本当时的规模大十倍以上.另一方面,日本早已经历过大规模建设污水处理厂的时期,技术力量较强,经验较丰富,即使采用比较粗旷的设计计算方法,也能有把握地进行设计,而我国刚进入大规模建设污水处理厂的时期,技术力量缺乏,各方面的经验都比较少,遇到的新问题多,当设计参数可供选择的范围较大时,准确掌握设计技巧就很困难,其结果将造成设计的明显误差.再次,处理要求也发生了变

7、化.十多年前生物脱氮要求还不是十分严格,现在要求越来越严,越来越具体了,不同的要求池容大小也不同,采用污泥负荷法就很难确定在什么条件下应该选取什么样的负荷值,旧的设计计算方法已不能满足工程的需要,开发新的更科学,更便于操作的设计计算方法势在必行.由于上述三方面的变化,我国当前应用《指南方法》计算SBR工艺存在以下几个问题:①操作困难.《指南方法》中推荐的污泥负荷取值范围高低相差3~4倍,排出比相差一倍,混合液浓度没推荐取值范围,只是在例题中给出了数值,高负荷时取2g/