序批式活性污泥法计算机辅助设计

序批式活性污泥法(SBR )计算机辅助设计从目前的污水好氧生物处理的研究、应用及发展趋势来看，序批式活性污泥法能称得上是一 种简易、快速且低耗的污水处理工艺，非常适用于水质水量变化大的中小城镇的生活污水处 理，以及易生物降解的工业废水处理。因此，SBR工艺是一种适合我国国情的处理工艺，具 有很大的发展潜力和应用前景。近年来，计算机辅助设计(CAD)已渗透到水处理专业，并被专业人员接受和使用。但目前 建筑给排水CAD软件应用广泛，污水处理工程设计CAD系统则研究较少。SBR艺计算机辅助 设计系统的开发，不仅能够提高设计效率及设计质量，也是计算机技术同污水处理技术有机 结合的积极实践，对促进当前污水处理工程CAD的进一步发展具有积极的意义。1 SBR工艺设计计算SBR工艺设计计算包括SBR反应池容积的确定以及需氧量、污泥量的计算。SBR工艺设计方法主要分两大类：经验设计法。动力学模式设计法1。经验设计法指污泥 负荷率法，污泥负荷率是影响曝气反应时间的主要参数，污泥负荷率的大小关系到SBR反应 池容积的大小。这种方法在目前的工程设计中应用较广泛。动力学模式设计法则是根据进水、 出水和SBR系统的各种参数条件，建立数学模型后进行设计。由于动力学模式设计方法用于 工程设计还有待进一步研究、优化，因此本系统在开发过程中针对生活污水的处理仍沿用经 验设计法。1.1参数选取污泥负荷率与SBR反应池内的混合液污泥浓度是SBR设计与运行的重要参数2。 对生活污水，污泥负荷普遍采用BOD污泥负荷，其参数值为：高负荷运行时取0.2 0.4kg BOD5 / (kg MLSSd)，低负荷运行时选用0.03-0.07kg BOD5 / (kg MLSS .d)。 反应池内的污泥浓度(MLSS)可考虑取值3000-5000mg/L。 SVI 值取 90-150mL/g。 每周期运行时间一般tr=4.812h。1.2设计计算步骤 确定一个运行周期内曝气时间所占的比例e，根据BOD污泥负荷Ns，计算所需污泥量M；Ns = QS0/eXV (1)M=XV=QS0/eNs (2)式中：X混合液中活性污泥浓度(MLSS)，mg/L；Q平均日污水量，m3/d;S0进水基质浓度，mg/L；V反应池总有效容积，m3。 根据SVI值和污泥量，计算沉淀时所需的污泥体积Vm；Vm=SVI«M (3) 确定SBR反应池的个数山引入每周期运行时间tR，计算每周期所需处理污水的体积Vw；V=Q/nX(24/tr)(4) 计算SBR反应池单个池有效容积VO。VO=VW+Vm/n (m3)(5)1.3其他参数的确定计算出反应池有效容积后，可以确定工艺设计所需的其它数据，如反应池长、宽、池深等， 同时根据水质水量可以确定需氧量、污泥量等。此外，根据污水性质与工艺设计计算结果， 还应对处理工艺中配套的构筑物如格栅、沉砂池等作相应的设计计算。计算方法与传统活性 污泥法类似。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。2 SBR工艺计算机辅助设计系统分析与设计对于水处理专业的设计者来讲，其适应计算机的能力是有限的。要提高SBR艺计算机辅助 性及系统的适应性，必须在系统的开发设计中充分考虑到设计者的特点，以解决CAD系统适 应用户需要的问题。因此系统必须体现和突出专业内容，用户界面友好，使用方便，符合水 处理工程设计者的设计习惯。2.1 系统分析和设计本系统是集工程计算、数据管理、图形生成、打印输出的功能为一体的工程应用系统。系统 的研究与开发完全基于软件工程的思想。图1是SBR计算机辅助设计系统的结构形式。输入教据文仔确定构薮物布丑形成A强CAD接口丈件熟H囹屏素显示围1系统姑构形式2.2系统的实现方法 系统中控制平台的主要模块及数据的输入、输出、贮存、修改等功能应用了开发工具Visual Basic5.0； AutoCAD中图形程序用AUTOLISP语言编写。采用数据文件共享型接口方式，实 现了不同语言程序模块之间的参数化传递和数据共享，并充分利用各种语言输人输出格式的 灵活性，从而使系统形成协调、统一的整体。AutoCAD作为开发平台，有效地利用AutoCAD原有的功能，同时，系统留有与AutoCAD或其 他水处理CAD软件的接口，可以用AutoCAD R14或其他相关软件的功能来补充和完善工程 设计。2.3各功能子模块简介在系统的设计过程中，将系统按功能划分为各个独立的模块，当要修改某一模块时，只涉及 该模块本身，而不引起其它模块的变更，可以避免相互间的于扰。各模块相互独立又有机的 结合，给程序的编制、维护和升级提供了方便。本系统分3个模块。工艺流程模块和设计计算模块用Visual Basic语言实现，绘图模块以 R14为开发平台，充分利用了 AutoCAD的二次开发功能。 工艺流程模块在进行污水处理工艺设计前，需要了解与工程相关的设计资料。污水处理工艺流程的选定是 一项比较复杂的系统工程，在系统中输人工程设计中常用的水质指标及污水排放标准，根据 这些指标，设计者可以作初步的水质分析、工艺流程选择及技术经济分析。 设计计算模块本系统中工艺计算采用经验设计法，工艺流程中除核心部分SBR反应池的计 算外，还包括其它配套构筑物的计算。设计人员根据工艺计算界面选择所需要的构筑物进行 计算。设计计算模块提供必备的资料、数表以及专家经验。在进行设计计算时，设计人员采用人一 机交互方式逐一输人计算所需的数据，数据输人完成后，按（显示计算结果）按钮进行计算 并保存计算结果。在计算过程中如果显示一对话框提示参数不满足要求，需重新设置参数， 否则，按（取消）按钮退回工艺计算界面。 绘图模块通过计算机辅助绘制专业图，是系统的一个重要环节。针对SBR工艺专业绘图的特点，本系 统主要采用DWG形式图形库和hP形式图形库。在进行工程CAD设计之前，要先进行绘图环 境的初始化。进行图形绘制时，绘图模块从计算模块中获得所需的数据，在启动进人AutoCAD 的同时启动AUTOLISP程序，调用下拉菜单中相应的命令，并按紧接着的提示输人绘图所需 的一些参数及基点坐标，即可绘制出所需的构筑物施工图。推备敷弗W掉枳ft计算血沙油计案S8R酒计* 拷避燃岫壤%报成玫据文件!F筒工囹埃制1F|帮成4冲§笛件:.考虑到工程设计的多样性、构筑物具体应用中不可缺少的文字说明等，图形绘制完成后， 计人员可以对图形进行必要的修改，实现自动化计算、参数化绘图的全过程。系统流程如图2所示。