表2-21 采用氧化沟（SBR）后处理工艺参数和主要构筑物计算 项 目 进水浓度 /（mg/L） 出水浓度 /（mg/L） 集水井 沉砂池 水解池 氧化沟 需氧量 集泥池 浓缩池 污泥脱水 水解-氧化沟（SBR）工艺 COD=400 BOD=200 SS=200 COD=100 BOD=20 SS=20 HRT=5min HRT=45s HRT=2.5h HRT=4.0h（或负荷） 不考虑污泥稳定 HRT=18h 脱水能力200kg/(m.h) 水解-氧化沟（SBR）设计依据 水解污泥龄>20d，污泥水解率=25%-50%；X=20g/L；好氧负荷Ns=0.2-0.4kgBOD5/（kgMLSS2d），MLSS浓度=3-5g/L；气水比5：1；污泥产率=0.3kgMLSS/kgBOD5去除率 V有效=450m3 V有效=68 m3 V有效=13564m3 V有效=30952m3 V有效=700m3 2台2m带式机（工作12h） V总=600m3 V总=80m3 V总=16120m3 V总=40320m3 15000kgO2/d V总=990m3 V总=742m3 300m2 设计结果 HRT=24h（污泥产量15.9t/d） V有效=820m3 3.建设费用、运行费用概算（见表2-22）

表2-22 水解-好氧工艺建设费用、运行费用概算

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 工程和费用名称 工程总投资 土地征用费 建设期贷款利息 流动资金 年总成本 年经营成本 动力费 电耗 药剂费 工资福利 固定资产折旧 大修基金 日常维修费 管理、其他费用 资产摊销费用 指标值/万元 7579.34 480 161.7 165 1965.90 900.3 396

792（kW2h） 80 72.00 460.12 210.89 95.86 256.46 151.17 单位指标/（元/m） 758 48 16.2 16.5 0.478 0.25 0.12

3

0.240（kW2h）/m 0.022 0.020 0.128 0.058 0.027 0.070 0.042 3

注：投资包括土建、设备、仪器仪表、厂区总平面、附属设施等，未包括厂外污水管线。

概算根据示范工程设计的范围和内容进行编制，设备价格参考有关厂家现行报价，并采用《给排水预算与经济评价手册》（1993年版）的有关数据。

通过计算，10万t/d规模的城市污水处理厂的建设投资单位为760元/m3。从污水处理厂建成后的直接运行和电耗成本分析，水解-好氧工艺晕有较大的优越性。

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第十节 水解-好氧生物处理工艺设计指南

一、预处理设施

预处理的目的之一是去除粗大固体物以及无机可沉固体，这对配水有特殊要求的水解池尤为重要。另外，不可生物降解的固体在水解反应器内的积累会占据大量的池容，反应器池容的减少最终将导致系统完全失效。一般预处理系统包括去除大的固体、较小颗粒的格栅和水力筛及去除砂和砾石的沉砂池。

（1）格栅

格栅是污水预处理的通用设施。为保证水解池布水系统不被堵塞，建议采用固定式格栅或回转筛、水力筛作补充处理。

（2）除砂池

对小型污水处理厂，由于污水流量变化较大，沉砂池设计的难点需要在变化的水量条件下保持系统中液体流速有相对不变的数值。因为较高的流速会降低无机固体在渠道中的去除效果，而较低的流速导致有机物与砂一起沉积。对于有一定规模的污水处理厂，可以考虑采用平流式沉砂池。在存在较多的砂和有机物共同沉淀的情况下，可采用体外洗砂装置，如螺旋洗砂器或水力固体螺旋洗砂器。考虑到后续水解处理工艺，一般不用曝气沉砂池作为预处理装置。

二、水解池的详细设计要求

1.反应器池体

水解池一般可采用矩形或圆形结构。对于圆形反应器，在同样的面积下其周长比正方形的少12%，但是圆形反应器的这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。当建立两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用公用壁。对于采用公共壁的矩形反映器，池型的长宽比对造价也有较大的影响，因此如果不考虑地形和其他因素，这是一个在设计中需要优化的参数。水解池依据水力停留时间进行设计时，反应器体积可根据停留时间计算。

2.反应器的几何尺寸 （1）反应器的高度

选择适当高度的原则应从运行上的要求和经济方面综合考虑。从运行上选择反应器的高度要考虑如下影响因素：

1）高流速增加系统扰动，因此增加污泥与进水有机物之间的接触；

2）过高的流速会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而反应器的高度也就会受到限制；

3）土方工程随池深（或深度）增加而增加，但占地面积则相反；

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4）高程选择应该使得污水（或出水）可以不用提升或降低提升高度； 5）考虑气候和地形条件，池子建造在半地下可减少建筑费用和保温费用； 6）反应器的经济高度（深度）一般是在4-6m之间，在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。

（2）反应器的面积和反应器的长、宽度 高度确定后，可以计算出反应器的截面积。

在确定反应器的容积和高度后，对矩形池必须确定反应器的长和宽。

在反应器面积一定的条件下，正方形池周长比矩形池小，从而矩形反应器需更多的建筑材料；从布水均匀性和经济性考虑，单个矩形池的长/宽比在2：1以下较为合适。长/宽比在4：1时费用增加十分显著；采用公用壁的（或多组）矩形池，池的长宽比对造价有较大的影响，但是影响因素相应增加，这是一个在设计中需要优化的参数。从目前的实践看，反应器的宽度<10m（单池）是成功的。反应器长度在采用渠道或管道布水时不受限制。

（3）反应器的升流速度

1）反应器的高度与上升流速（v）之间的关系表示如下： v=Q/A=V/（HRT2A）=H/HRT

式中V、A表示反应器的容积和截面积。 2）水解反应器的上升流速v=0.5-1.8m/h

3）最大上升流速在持续时间超过3h的情况下vmax≤1.8m/h （4）反应器的分格

采用分格的反应器对运行操作和管理是有益的。首先分格的反应器的单元尺寸减小，可避免单体过大带来的布水均匀性问题；同时多池有利于维护和检修，可放空一池进行检修而不影响整个厂的运行。

三、反应器的配水系统

1.配水孔口负荷

水解池良好运行的重要条件之一是保障污泥和废水之间的充分接触，因此系统底部的布水系统应该尽可能地均匀。水解反应器进水管的数量是一个关键的设计参数，为了使反应器底部进水均匀，有必要采用将进水均匀分配到多个进水点的分配装置。一个进水点服务的最大面积是应该进行深入研究的问题。

表2-23是Lettings等人根据UASB反应器的大量实践，对于处理主要含溶解性COD废水时推荐的进水管口负荷。由于UASB反应器与水解池存在一定的差别（主要是水解池不产生沼气），其混合程度较差，表2-23仅作为考虑问题时的参考。对于低浓度城市污水，主要设计参数是停留时间而不是有机负荷。

表2-23 采用UASB处理主要含溶解性COD废水时进水管口负荷

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污泥状态 凝絮状污泥干固体（DS）含量 >40kg/m3 中等浓度絮状污泥 120～40kg/m3 每个进水口负荷面积/m2 0.5～1 1～2 2～3 1～2 2～5 COD负荷/【kg/（m3/d）】 <1.0 1～2 >2 <2 >2 哥伦比亚Cali市第一个建成城市污水生产性的UASB处理厂，UASB反应器的规模是64m3，进水为未经沉淀的污水，分别由16个进水管进入UASB反应器底部（相当于1m2/个布水口），使进水在底部平面分布均匀。Lettings等人通过对停留时间的分析，认为系统的流态条件很好，进水口可进一步减少为4-6m2/个。在印度Kanpur的UASB反应器的实践表明，布水口密度对污水处理效果无大的影响，可以认为每3.7m2设置一个布水口已经可提供较均匀的布水。

2.配水方式

适当设计的进水分配系统对于一个运转良好的水解系统是至关重要的。水解池进水系统有多种形式，进水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为了保证这两个功能的实现，需要满足如下原则：

1）确保各单位面积的进水量基本相同，以防止短路等现象发生； 2）尽可能满足水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速混合； 3）很容易观察到进水管的堵塞状况； 4）当发现的色后，很容易被清除。 （1）一管一孔配水方式

为了确保进水可以等量分布在反应器截面，每个进水管线仅仅与一个进水点相连是最为理想的情况，如图2-25所示为一种专利布水装置。这种配水系统的特点是一根配水管只服务于一个配水点，只要保证每根配水管流量相等，即可取得等流量的配水要求，为了保证每一个进水点达到其应得的进水流量，建议采用高于反应器的水箱式（或渠道式）进水分配系统。这种情况下的一个好处是可以容易用肉眼观察堵塞状况。这类配水方式很容易通过在进水管或渠道与分配箱之间的三角堰来保证等量的进水，在恰当地调整每箱中三角咽水位后获得均匀的流量分配。

配水系统的形式确定后，就可进行管道布置、计算管径和水头损失，根据水头损失

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