其中，水中非溶解性BOD5含量
BOD5?7.1bXaCe?7.1?0.08?0.4?20?4.54mgL
式中： b——微生物自身氧化率，一般在0.05~0.10之间，取b=0.08；
Xa——活性微生物在处理水中所占的比例，取Xa=0.4； Ce——处理水中悬浮固体浓度，mgL，Ce=20mgL。
出水中BOD5的总含量10mgL，故处理水中溶解性BOD5含量Se
Se?BOD总?BOD5?10?4.54?5.46mg/L
2）BOD5—污泥负荷率Ns的确定
为保证曝气池在低温季节也能取得良好的处理效果，故拟定采用的BOD5—污泥负荷率为0.2kgBOD5kgMLSS?d，为稳妥计，应加以校核，公式为：
Ns?K2Sef??0.0180?5.46?0.75?0.2kgBOD5/(kgMLSS?d)
0.89式中：Ns——污泥负荷，kgBOD5kgMLSS?d；
，取K2=0.0180； K2——系数（0.0168～0.0281）
f——系数，MLVSS/MLSS，一般为0.7~0.8，取f=0.75。
Ns在0.2~0.4kgBOD5kgMLSS?d之间，符合设计要求。
3）硝化所需要的最低好氧污泥龄 θS,N (d)
?S,N?1??1.013(15?T)?fs?1?2.0?4.26d 0.47μ — 硝化细菌比生长速率（d-1），t= 15 ℃时，μ= 0.47 d-1。 fs — 安全系数，取fs= 2.0。 T — 污水温度，T= 15 ℃。
如果考虑硝化作用，出水氨氮计算采用动力学公式：
?N??MNKN?N
设出水氨氮Ne=N，将上式进行变换带入有关参数得，出水氨氮为：
Ne10?KN10?N10?m10??N10?0.28?0.0670.19?0.067?0.08
复核结果表明，出水水质可以满足要求。
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4）TN、TP的去除能力
根据SBR工艺实验研究结果表明[18]：曝气时间为5小时时，脱氮除磷效果最佳，TN和TP的去除率分别达到87.1%-90.8%、64.3%-70.2%。
故选择曝气时间为5小时，出水TN为4mg/L，TP为0.45mg/L，均满足出水要求。 5）系统所需要的反硝化能力（NO3-ND）/BOD5 kgN/kg BOD5
(NO3?ND)/BOD5?TNi?TNe?0.02?S0BOD5?0.005kgN/kgBOD5
TNi — 进水总氮浓度，TNi= 45 mg/l。 TNe — 出水总氮浓度，TNe= 15 mg/l。 S0 — 进水BOD5浓度，S0= 220 mg/l。
6）反硝化所需要的时间比例tan/(tan+ta)
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。
(NO3?ND)?2.9tanBOD5 ??0.015
(tan?ta)0.8?0.75?1.6 tan—缺氧阶段所经历的时间，h。
ta —好氧阶段所经历的时间，h。
7）确定混合液污泥浓度X
R?r?10650%?1.2?106X???3333mgL
(1?R)?SVI(1?50%)?120式中：SVI——污泥体积指数，mgL，一般为（100—120）mg/取SVI=120mgL；
R——污泥回流比，取R=50%；
r——考虑污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数，取
r=1.2；
（2）反应池运行周期各工序时间计算
1）曝气时间
TA?24Cs24?165??4h
Ns?m?CA0.2?2?3300式中：Cs——进水平均BOD5(mg/L)，165mg/L； CA——SBR池内MLSS浓度(mg/L)，3300mg/L； Ns——BOD污泥负荷，0.2kgBOD5kgMLSS?d； 1/m——排出比，设为1/2；
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2）沉淀时间 初期沉降速度
vmax?7.4?104?20?3300?1.7?1.54m/h
水温t=20℃，
因此，必要的沉降时间为
H?Ts?vmax1?sm
式中：H——反应池内水深，本设计取5m； s——超高，取为0.5m。 则：
H?Ts?3）排水时间
11?s5.0??0.5m2??1.62h vmax1.54沉淀时间在1.62h，排水时间在2h左右，与沉淀时间合计为4h，因此排水时间取为2h。 4）一个周期所需时间
Tc≥4+4.0=8h
取T=8h。
所以周期数为n=24/8=3 5）进水时间
Tp?式中：N——SBR反应池个数。 （3）反应池容积的计算
1）反应器容积
Tc8??1.3h N6V?Qs?式中 n—周期数；
m n?N1—排出比； mV?Qs?m10000?2.5?1041.7m3 =
n?N4?6 N—池的个数；
（4）SBR池的污泥产量
SBR池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增殖污泥还有很少部分由进水悬浮物沉
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淀形成，SBR池生物代谢产泥量为
△X?a?Q?Sr?b?Xr?V=a?Q?Sr?b?Q?a— 微生物代谢增殖系数，kgMLSS/kgBOD； b— 微生物自身氧化率，1/d；
Sr NsSr—每日的有机污染物降解量，kg/d，Sr?S0?Se； Q—每日挥发性悬浮固体（MLVSS）净增加量； 取a=0.8，b=0.05
a?Q?Sr?b?Q?0.05Sr=（0.8-）?10000?(165?10)?10?3=903kg/d 0.23Ns定排泥含水率为98%，则污泥量为Qs?3903?112.88m3/d考虑一定安310?(1?99.2%)全系数，则每天排泥量120 m/d。
3.4.2 曝气系统设计与计算
SBR池运行方式：本设计共设立6个曝气池，6座建在一起，所有池子从一侧进水，每池进水采用配水管配水使水分布均匀。出水采用一根出水管，污泥采用潜污泵提升设于每池的池尾[19]。 （1） 需氧量计算
SBR反应池需氧量O2计算式
O2=a'?Q?Sr?b'?X?V?a'?Q?Sr?b'?X?V
式中O2—混合液需氧量kgO2/d； a—微生物代谢有机物需氧率，kg/kg；
'b'—微生物自养需氧率，1/d；
（Sr?S0?Se） Sr—去除的BOD5，kg/m3，
经查有关资料表，取a=0.50，b=0.19，需氧量为 R=0.5?10000?(165?10)?10?0.19??3''1?10000?(165?10)?10?3 0.23- 29 -
=2055.4kgO2/d=85.6kgO2/h （2） 最大时需氧量计算
O2max=0.5?10000?1.29?(165?10)?10?3?0.19?=2280.2kgO2/d=95kgO2/h （3） 每日去除的BOD5的需氧量
BOD5=10000?(165?10)/1000=1550kg/d=64.58kg/h （4） 去除每kgBOD的需氧量
1?10000?(165?10)?10?3 0.23△O2=
2055.4=1.32 O2/kgBOD
1550（5） 最大时需氧量与平均时需氧量之比
Q2max95==1.47 64.58O2
3.4.3 供气量
采用WM-180型网状膜微孔空气扩散器，每个空气扩散器的服务面积0.5m，敷设于距池底0.2m处，淹没深度4.8m，计算温度定为30℃，查得20℃和30℃时，水中饱和溶解氧值为：Cs(20)?9.17mg/L，Cs(30)?7.63mg/L （1） 空气扩散器出口处的绝对压力（Pb）按下式计算 Pb=1.013×105+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4.8=1.48×105（Pa） （2）空气离开水面时氧的百分比：
2Qt?21??1?EA?21?(1?0.08)?100%??100%?19.6%
79?21?(1?EA)79?21?(1?0.08)（3）曝气池混合液中平均氧饱和度
PbQt1.48?10519.6Csb?Cs(?)?7.63?(?)?9.0(mg/L) 5542422.026?102.026?10（4）换算成20℃条件下脱氧清水的充氧量：
R0?RCs(20)T?20?????C?C?1.024(T)???85.6?9.17?115.26(kg/h)100.82?(0.95?1.0?9.0?2)?1.024- 30 -