活性污泥处理系统的工艺设计

1、4.9 4.9 活性污泥处理系统的工艺设计活性污泥处理系统的工艺设计4.9.1 4.9.1 概述概述 应把整个系统作为整体来考虑，包括曝气池、二沉池、曝气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处理处置。 1、主要设计内容主要设计内容 （1） 工艺流程选择； （2） 曝气池容积和构筑物尺寸的确定； （3）二沉池澄清区、污泥区的工艺设计； （4） 供氧系统设计； （5）污泥回流设计。 3 3应确定的主要参数应确定的主要参数 1） ns mlss（mlvss） r svi sv 2） k2 y kd a b 2、原始资料与数据原始资料与数据 1） 水量：曝气时间t6h，曝气池设计流量为q平均日；曝气时

2、间t36h，曝气池设计流量为kdq平均日（最大平均日）；曝气时间t2h，曝气池设计流量为kzq平均日； 2）进出水水质：bod5、bodu、cod、ss、tn、tp工艺流程的选择 需要调查研究和收集的基础资料： 1. 污水的水量水质资料 水量关系到处理规模，多种方法分析计算，注意收集率和地下水渗入量； 水质决定选用的处理流程和处理程度。 2. 接纳污水的对象资料 3. 气象水文资料 4. 污水处理厂厂址资料 厂址地形资料；厂址地质资料。 5. 剩余污泥的出路调研d)lss(kgbod/kgm )(0vxssqnes4.9.2 4.9.2 曝气池（区）容积的计算曝气池（区）容积的计算 方法一方法

3、一 （按（按bod-bod-污泥负荷）污泥负荷）（4-12）（4-93）e2veasktxss由eaaaeassssssfxx,xxmlvssmlssfvv1 1n ns s的确定的确定1）完全混合式曝气池 （4-41）fsktxfssvxfqssne2veaveas式中：k20.01680.0281, 而工业废水k2值见表-17（p170）。 对于城市污水：ns0.30.5（kgbod5/kgmlssd）,则90，svi80150如何确定？ )(0xnssqvsefskne2s计算按完全混合式曝气池来1918. 1ess01295. 0n fnfsknrse2sdrscxrskyn1fnn代

4、入1 3 crsdynk求出d2）推流式曝气池按经验计算式计算 根据ns值，复核svi值是否在恰当范围。如果要求硝化，则应复核使c3d （4-96）(4-25)1供氧的经济性与可能性 x太高，粘滞性，o2的扩散阻力增大，扩散器的动力费用x太高，需氧量太大，扩散器的供氧能力活性污泥的需氧，满足不了活性污泥对氧的需要。 x太高，既不经济也不可能2活性污泥的凝聚沉淀性能 xxr，而xr与活性污泥的沉淀性能、浓缩时间有关1.2 r ： 106一般为式中rsvixr xr与svi成反比，当svi100， 则xr在800012000mg/l之间2 2x x的确定的确定 x高 v小，但x不能太高。x大小应考

5、虑以下三个因素 3二沉池与污泥回流设备的造价 x太高，二沉池负荷大，二沉池造价高 x太高，rq回流污泥量大，回流污泥设备的造价与动力费用ewrwrxqqxqrqxxrqq0xqq0xewerwrxqrqxxrqqr1rr1qqrrqqqrqxxwwr0,qqqqwwrxr1rxx x的确定的确定（1） 进入二沉池的污泥量应等于从二沉池流出的污泥量：（4-98）rsvi10x6rrsvirrx6101 （4-99）不同工艺典型值见表418 p172劳麦法 曝气池（区）容积的计算 方法二根据污泥龄（c）caedc()(1)vqy ssvxkc 高负荷0.22.5d，中负荷515d，低负荷2030d

6、；y0.40.8kd0.040.075，注意温度修正 根据某种工艺的经验停留时间和经验去除率，确定曝气池的水力停留时间。 例如：流量200m3/h，曝气池进水bod浓150mg/l, 出水要求为15mg/l，采用多点进水，求曝气池容积。 多点进水经验去除率：85%90 经验停留时间：35h 取停留时间为4.5h，则曝气池容积： v2004.5m3=900m3曝气池（区）容积的计算（工程上）根据经验水力停留时间（t）vexcssaqor)(001. 002vehxcssqako)(001. 00max21活性污泥需氧量（ro2）与曝气设备供气量（gs）的计算1）需氧量计算（1） 日平均需氧量（2

7、） 最大时需氧量（o2）max)pa(h108 . 910013. 1p35b%100e12179e121oaat2）供气量（gs）计算（1） 计算csb42o10206. 2pcct5bssb4.9.3 4.9.3 曝气系统与空气扩散装置的计算与设计曝气系统与空气扩散装置的计算与设计 20200024. 1ttsbsccrcr 2020max2max024. 1ttsbsocccor（2）求曝气设备在标准条件下脱氧清水中的供氧量r0 日平均供氧量r0最大时供氧量（r0）max （4-84）（3）求曝气设备供气量gs 平均时供气量10028. 00aserg（m3/h）（4-70）最大时供气量

8、（gs）max10028. 0max0maxaserg （m3/h）1）空气扩散装置（曝气器）的选定与布置：要求ea、ep较高，且不易堵塞2）空气管道系统的计算与设计（1）经济流速： 主干管、干管：1015 m/s 竖管、支管：45 m/s 然后根据q、v查附录二附录二求出对应的管径（2）阻力损失计算总h 管h扩散器h7 .14 kpa（1.5mh2o柱） 4.9 kpa （4.99.8）kpa21hhh管式中：h1沿程阻力损失，查附录三附录三求出 h2局部阻力损失，换算成当量长度l0来计算2鼓风曝气系统的计算与设计) m ( 5 .55l 2 . 10kd当量长度0 ( m )lll设计计算

9、长度 k是长度换算系数表（4-23）（p176）由计算长度l来查附录三，求出h管。 （4-102）（3）鼓风曝气压缩空气的绝对压力p554321hhhhhhp（4-104）4321hhhhh321hhhkpa 8 . 9h5 . 1h4台数来确定鼓风机的型号与根据 hhhhhgq 4321s式中：h1管路沿程阻力损失（pa） h2管路局部阻力损失（pa） h3曝气器的阻力损失（pa） 查产品样本 h4曝气器安装深度（9.8103 pa） h5所在地区的大气压（pa）（4）空压机所需压力h估算空压机所需压力p= （5）鼓风机的选择同型号：3台 备用1台 4台 备用2台1.5mh2o柱 20200

10、024. 1ttssccrcr188. 18 . 20oskdv379. 0rq208. 23kdv0804. 0n 3 机械曝气装置的设计1）选择叶轮型式2）确定叶轮直径与轴功率 531741：倒伞型叶轮平板型叶轮：泵型叶轮：池叶轮dd5241hd水深叶轮3）其它要求 叶轮速度和淹没深度应可调vexcssaqor)(001. 002qrqrr 1 ) 98-4 ( 推出污泥回流比式由rxrrxxxxrr（1）回流污泥量回流污泥量的计算（qr）（4-105） svi、x、xr三者之间关系见 (表4-24) svi会在一定范围内变化，要维持一定的x，则r就应加以调整变化 同时x也需要根据进水负荷

11、的变化而加以调整，为调整x也需要调整r （4-106） 设计按rmax设计，并有能在较小r条件下工作的可能性，使r可以调整4.9.4 4.9.4 污泥回流系统的设计与剩余污泥处置污泥回流系统的设计与剩余污泥处置1 1、污泥回流系统的设计、污泥回流系统的设计（2）污泥提升设备污泥提升设备的选择与设计 污泥泵（主要是轴流泵） 效率高、运行稳定，不会破坏活性污泥絮体。设回流污泥泵站，适用于大、中型污水厂 空气提升器 设在二沉池排泥井或曝气池进口处的污泥井内 一座污泥回流井设一台空气提升器，并只接受一座二沉池污泥斗来的污泥 升液筒在井内的最小淹没水深h1（mm）见（图4-86）1nhh2min1 （4

12、-107）式中：n密度系数，一般为22.5 h2需提升的高度5 . 0hhh ：211在一般情况下 空气用量qu（35）qmax提升污泥量 （查设计手册）h10.2mh2回 流 污 泥 液 面回 流 污 泥 泵 底来 自 二次 沉 淀 池空 气图 4 - 8 6 空 气 提 升 器 构 造 示 意 图 螺旋泵图 4-87 螺旋提升泵的基本构造优点： 效率高，节省能耗，应用广泛 不堵塞，维护管理方便 转速较慢，不会打碎活性污泥絮体 无其它附属设备，直接设在曝气池与二沉池之间 变速控制流量缺点：占地较大) d/vsskg ( vxkyqsxvdr ( vsskg/d )wrxq fx 75. 0x

13、xmlssmlvssfrvr3 (m /d)wrxqfx(1) 剩余污泥量 （4-21）（4-112） （4-113）2 2、剩余污泥及其处置、剩余污泥及其处置n 将含水率为99的剩余污泥送入浓缩池浓缩成含水率为（9697）的污泥，再与初沉池污泥一起去进行厌氧消化n 剩余污泥（99）浓缩与初沉池污泥相混合，并投加混凝剂后采用机械脱水。n (2) 剩余污泥的处置污泥浓缩澄清泥水分离功能5. 二沉池的设计2) 特点 (1) 同时具有泥水分离和污泥浓缩的二种功能，要求池表面积a较大 (2) 进入的混合液污泥浓度高，且具有絮凝性，属于成层沉淀 (3) 因为活性污泥质轻，出流堰负荷比初沉池小，为1.7l

14、/ms， 初沉池为2.9 l/ms1)（二沉池）水平 maxv（初沉池）水平 maxv32同时 5mm/s 7mm/s二沉池进水口二沉池进水口(4) 静水压力排泥的静水头0.9mh2o柱0.5m50i1h 沉淀池静水压力排泥 1-排泥管；2-集泥斗2固体通量法表面负荷法二沉池设计方法)(m u6 . 3qqqa23)(1) 沉淀池表面积 a式中：u成层沉淀之沉速，0.20.5mm/s,查（表4-25）(p181) （4-114）(2) 澄清区水深h1tqaqth1式中：t水力停留时间（h），一般为11.5h （4-115）rrxxxqr14xx21xqr12vvvv圆筒污泥区锥体污泥斗锥体污泥

15、斗锥体污泥斗圆筒污泥区vvxxxqr14vvvvr(3) 污泥区容积v设计二沉池贮泥时间为2h(4) 圆筒部分污泥区高度h2avh2圆筒污泥区(5) 池边水深（有效水深）h h h1 + h2 + h2 h1h20.3 澄清区 污泥区 缓冲层 (6) 池总高度h总h总 h + h1 + h3 + h4 池边水深 超高 池中心与池边落差 污泥斗高度 6. 曝气沉淀池各部分尺寸的确定 1) 池体 （1） d20m（一般15m），受充氧能力和搅拌能力的限制d不能过大 （2） h水深5m，太深，搅拌不好，池底易于积泥 结构尺寸的要求： （3） h3（沉淀区水深）12m，过小就会影响上升水流的稳定 （4

16、） 曝气筒保护高度0.81.20m （5） 曝气筒直壁段高度h2导流区高度h1 且（h2h1）0.414b（b为导流区宽度） bbh2hh1h2v2v1d3d2d1 l图 4-88 曝 气 沉 淀 池 各 部 位 图 示d4d5dh3hh1h2v2v3v4v1nvrqfv116 . 31 ) ( 200mm/s 100过窗流速f )( s/mm15v2导流区面积导流区下降流速23221 ; ()3.6qrfvvv n导流区出口流速沉淀区面积导流区面积曝气区面积321fff回流缝面积每个回流窗孔面积回流窗孔总面积21fff2) 回流窗 回流窗总长度为曝气筒周长的30，其调节高度为50150mm3

17、) 导流区 4) v42040mm/s 确定回流缝的宽度b，b一般取值为150300mm，顺流圈长度l0.40.6m。该结构形式为防止曝气区混合液和气泡窜入污泥回流区，干扰沉淀；同时要使回流污泥顺利回流入曝气区。s/mm4020s/mm15s/mm20010042321vvvvvbhhhh414. 01212且5) 池底斜壁与水平呈456) 结构容积系数为（35） 回流缝设计：先确定回流缝的宽度b（150300mm）确定顺流圈长度l0.40.6m校核回流缝内流速v4（2040mm/s）41. 1bldbf 42先求回流缝过水面积 则s/mm4020nf6 . 3qrv24 1)出水总的bod5溶解性bod5非溶解性bod5 （se）2)出水中ss ce 2030mg/l （xe）55 1.427.1 aeaebodbx cbx c 每日氧化掉的微生物量非溶解性3)（4-116）式中：ce出水中ss浓度（mg/l） xa活的微生物在出水ss中所占比例 4 . 0x1 . 0x8 . 0xaaa其它活性污泥法延时曝气高负荷率b微生物自身氧化率（kd）：0.0