生物处理(9-2)

1、4 污水的生物处理（一）污水的生物处理（一）活性污泥法活性污泥法Activated Sludge Processes4 污水的生物处理（一） 活性污泥法活活性性污污泥泥法法处处理理新新工工艺艺活活性性污污泥泥法法处处理理系系统统活活性性污污泥泥法法的的影影响响因因素素活活性性污污泥泥法法的的基基本本原原理理概概述述活活性性污污泥泥法法曝曝气气系系统统曝曝气气池池活活性性污污泥泥法法系系统统工工艺艺设设计计活活性性污污泥泥法法系系统统维维护护管管理理4.9 活性污泥处理系统的工艺设计n概述概述n曝气池容积的计算曝气池容积的计算n曝气系统与空气扩散器的计算与设计曝气系统与空气扩散器的计算与设计n污

2、泥回流系统的设计与剩余污泥的处置污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置n二次沉淀池二次沉淀池n处理水的水质处理水的水质n设计举例设计举例4.9.4 污泥回流系统的设计与剩余污泥处置n污泥回流系统的设计污泥回流系统的设计n剩余污泥及其处置剩余污泥及其处置（1）污泥回流系统的设计n设计内容n污泥提升装置n污泥输送的管道系统n计算内容n回流污泥量的计算n污泥提升设备的选择和设计回流污泥量的计算n回流污泥量的计算公式nR值的计算公式nX混合液污泥浓度；nXr回流污泥浓度。n表4-24为SVI、X及Xr之间的关系n实际运行时，SVI有所波动，故应按最大回流污泥量计算，又能确保在最低回流污泥量时能正常工作。R

3、QQRXXXRr污泥提升设备的选择与计算n污泥提升设备的种类n污泥泵：主要采用轴流泵，一般将回流污泥集中到污泥井，再用泵送至曝气池，要考虑备用泵n空气提升器：利用升液管内外的液体密度差提升污泥n升液管在回流井中最小淹没深度h1(min)的计算：n一般情况下,有式：n空气用量一般为提升污泥量的3-5倍，也可以式4-108计算（P178）12(min)1nhh5 . 0211hhh密度系数n =2-2.5n螺旋提升泵n特征n效率高，稳定；n可直接安装在曝气池与二沉池之间，无需辅助设备；n无堵塞，维护方便；n转速慢，保持污泥活性n最佳转速的计算n工作转速应在最佳转速的0.6-1.1倍之间。min)/

4、( 5032rDvjD螺旋泵的外缘直径，m4.9.4 污泥回流系统的设计与剩余污泥处置n污泥回流系统的设计污泥回流系统的设计n剩余污泥及其处置剩余污泥及其处置LgXdkgXdmQMLSSMLVSSfrS/75. 03回流污泥浓度，重），挥发性剩余污泥量（干剩余污泥量，剩余活性污泥量:处置: 浓缩、脱水、处置rSrsfXXQfXQX 4.9 活性污泥处理系统的工艺设计n概述概述n曝气池容积的计算曝气池容积的计算n曝气系统与空气扩散器的计算与设计曝气系统与空气扩散器的计算与设计n污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置n二次沉淀池二次沉淀池n处理水的水质处理水的水质n设

5、计举例设计举例4.9.5 二次沉淀池n二沉池的特点二沉池的特点n二沉池的计算与设计二沉池的计算与设计二沉池的特点n原则上，初沉池都可以作为二沉池n大、中型污水厂n多采用机械吸泥的辐流式沉淀池；n中型污水厂n采用多斗平流式沉淀池；n小型污水厂n主要采用竖流式沉淀池。n有别于初沉池的特点n除泥水分离外，还有进行污泥浓缩与暂时储存污泥的作用；故其面积大于初沉池；n进入二沉池的混合液浓度高，有絮凝性能，属成层沉淀；n污泥质轻（絮状体），易于被水带走，故设计流速比初沉池小一半；n为便于气水分离，中心管的下降流速应小于0.03m/s，导流区的下降流速应为0.015m/s左右；n因污泥质轻，采用静水压力排泥

6、时，其静水头可降至0.9m，污泥斗底坡与水平夹角应大于504.9.5 二次沉淀池n二沉池的特点二沉池的特点n二沉池的计算与设计二沉池的计算与设计二沉池的计算与设计污泥区容积：按贮泥时间2h计算 对于合建沉淀池，二沉池的池深和面积确定后，按坡度要对于合建沉淀池，二沉池的池深和面积确定后，按坡度要求即可确定，无需另外计算求即可确定，无需另外计算表面负荷法： 沉淀池表面积计算： u值可查表4-25（P181） u值随混合液浓度变化smmuhmmqhmQ/)2/(3/3的沉速，正常活性污泥成层沉淀表面负荷，污水最大时流量，uqqQA6 . 3沉淀池有效水深 t-水力停留时间，1-1.5h；qtAQtH

7、4.9 活性污泥处理系统的工艺设计n概述概述n曝气池容积的计算曝气池容积的计算n曝气系统与空气扩散器的计算与设计曝气系统与空气扩散器的计算与设计n污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置n二次沉淀池二次沉淀池n处理水的水质处理水的水质n设计举例设计举例4.9.7 处理水的水质n处理水要求达到的BOD值为溶解性BOD和非溶解性BOD之和；n活性污泥系统的净化功能是去除溶解性BOD，因此处理水中BOD应为总BOD减去非溶解性BOD的差值；n非溶解性BOD可由下式求得：n式中，b-微生物自身氧化率；取值0.050.1 Xa-活性微生物的比例，一般处理系统为0.4 Ce-悬

8、浮固体浓度 n处理水中总BOD5含量aaAaCbXCbXBOD1 . 7)42. 1 (55aaeCbXSBOD1 . 754.9 活性污泥处理系统的工艺设计n概述概述n曝气池容积的计算曝气池容积的计算n曝气系统与空气扩散器的计算与设计曝气系统与空气扩散器的计算与设计n污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置n二次沉淀池二次沉淀池n处理水的水质处理水的水质n设计举例设计举例4.9.8 设计举例n例题4-3n某城市日排污水量30000m3，时变化系数1.4，原污水BOD5= 225mg/L，要求处理水BOD5=25mg/L，处理方法为活性污泥法。n计算、确定曝气池主要

9、部位的尺寸n计算、设计鼓风曝气系统第一步：污水处理程度的计算：第一步：污水处理程度的计算：由题目所给，由题目所给，原污水的BOD值：S0=225mg/L，以初沉池处理后降低25%计，进入曝气池的污水的BOD5值（Sa）为：75.168%)251 (225aS对处理水而言，要求对处理水而言，要求BOD5=25mg/l，其非溶解性，其非溶解性BOD5可可由公式由公式4-116求得：求得：4 . 639. 6254 . 009. 01 . 71 . 75eaCbXBOD。XblmgCee4 . 009. 01 . 005. 0/25 的比例；一般为活性微生物在处理水中；之间，取微生物自身氧化率，在；

10、，处理水中悬浮固体浓度则处理水中溶解性则处理水中溶解性BOD5为：为：6 .184 . 625计算去除率：计算去除率：90. 0889. 075.16815.15075.1686 .1875.168第二步：确定曝气池运行方式：第二步：确定曝气池运行方式： 为使曝气池运行方式具有灵活性，采用传统活性污泥法为使曝气池运行方式具有灵活性，采用传统活性污泥法为基础，又可调整为阶段曝气或再生为基础，又可调整为阶段曝气或再生-曝气方式运行。曝气方式运行。第三步：曝气池尺寸的计算第三步：曝气池尺寸的计算 方法：采用方法：采用BOD-污泥负荷法计算污泥负荷法计算 BOD-污泥负荷率可直接取值0.3kgBOD5

11、/(kgMLSSd) ，但需要进行校核，校核公式为式4-95：fSKNes2k2取值0.0185 Se=18.6mg/L75. 090. 0MLSSMLVSSf)/(30. 0 )/(29. 090. 075. 06 .180185. 055dkgMLSSkgBODdkgMLSSkgBODNs计算结果证实，取值0.3正确确定混合液污泥浓度确定混合液污泥浓度 混合液污泥浓度的计算公式为：根据Ns值，查图4-7得相应SVI值为100-120，取SVI=120；则rSVIRRX6101与污泥在二沉池中的停留时间、池深及污泥厚度有关的系数，一般取1.2左右污泥回流比，一般为50%左右LmgLmgSVI

12、RrRX/3300/333120105 . 012 . 15 . 0)1 (1066n确定曝气池容积，按式4-93计算nSa（污水中的BOD5值）已知，为168.75mg/L，取整=169mg/L；得XNQSVsa35121990507000033003 . 016930000mV确定曝气池各部位的尺寸确定曝气池各部位的尺寸设两组曝气池，则每组容积为：设两组曝气池，则每组容积为：3256025121m池深取4.2m，则每组曝气池的面积为：29 .6092 . 42560mF池宽取4.5m，宽:高比=4.5/4.2=1.07，符合控制在1-2之间；则池长为。BL符合规定,10305 . 45 .

13、135设5廊道式曝气池，则每个廊道长为mmLL271 .2755 .13551取超高0.5m，则池的总高为4.2+0.5=4.7m根据计算尺寸进行工艺布置n在曝气池面对初沉池和二沉池的一侧，各设横向配水渠道（见图），在池的中部设纵向配水渠，并与横向配水渠道相连；在两侧横向配水渠道上设进水口，每组曝气池共5个进水口；n在面对初沉池的前侧，在每组曝气池的一端，廊道I进水口处设回流污泥井，井内设污泥空气提升器，回流污泥井污泥泵站送入污泥井，经空气提升器回流曝气池n若按图中配置，该曝气系统可以有多种运行方式：污水、污泥均从前端进入，是为传统活性污泥系统污泥从I进入，污水从五个廊道分别进入，是为阶段曝气

14、污泥法污泥从I进入，污水从廊道II的后侧进入，是为再生曝气系统第四步：曝气系统的设计与计算第四步：曝气系统的设计与计算拟采用鼓风曝气系统，则拟采用鼓风曝气系统，则平均时需氧量按式4-26计算a=0.42-0.53，取0.5；b=0.188-0.11，取0.15，代入公式最大时需氧量：时变化系数为1.4，则K=1.4vrVXbQSaO2hkgdkgO/170/4 .408010002500512115. 0)100025169(300005 . 02hkgdkgO/0 .20524/4 .492010002500512115. 0)100025169(4 . 1300005 . 0(max)2已

15、被降解的有机物量Sr=Sa-Se混合液活性污泥浓度，取值2500mg/l计算单位需氧量计算单位需氧量每日去除的BOD5值去除每kgBOD的需氧量最大需氧量与平时需氧量之比dkgBODr/42301000)25169(30000kdBODkgOO/95. 0945. 043204 .4080222 . 10 .1700 .2052(max)2OO供气量的计算采用网状膜型中微孔空气扩散器（参见图4-55），敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.0m，计算温度定为30。查除录1，得：水中溶解氧饱和度：空气扩散器出口处的绝对压力（Pb）按式（4-79）计算，即：7.63mg/LC ;/17. 9s(30

16、)20(LmgCs(Pa) 108 . 910013. 135HPb代入各值，得：Pa10405. 1100 . 48 . 910013. 1535bP空气离开曝气池水面时，氧的百分比，按式（4-80）计算：式中，EA空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气扩散器，取值12%。%100)1 (2179)1 (21AAtEEO%43.18%100)12. 01 (2179)12. 01 (21tO空气中氧含量曝气池混合液中平均氧饱和度按式（4-78）计算：4210026. 25)(tbsTsbOPCC最不利温度条件，按30考虑，代入各值，得LmgCsb/54. 8 4243.1810026.

17、 210405. 163. 755)30(大气压力条件下溶解氧饱和度535310405. 10 . 4108 . 910013. 1108 . 9HPPb曝气装置的安装深度大气压力换算为20条件下，脱氧清水的充氧量，按式（4-84）计算：取值=0.82；=0.95；C=2.0；=1.0；代入各值，得：（、：与好氧速率有关的系数，在0.78-0.9之间取值；C：氧饱和度，一般为2.0）相应的最大时需氧量为20)()20(0024. 1TTsbsCCRCRhkgR/250 024. 10 . 254. 80 . 195. 082. 017. 9170)2030(0hkgR/303 024. 10

18、. 254. 80 . 195. 082. 017. 90 .205)2030(max)0计算的平均需氧量K=1.4的需氧量20时的溶解氧量曝气池平均时供气量，按式（4-87）计算，即代入各值，得曝气池最大时供气量1003 . 00AsERGhmGs/6946100123 . 02503hmGs/8418100123 . 03033(max)去除每kgBOD5的供气量kgBODm/60.3824432069463空气每m3污水的供气量：污水空气33/56. 524300006946mm氧转移效率：厂家提供每日去除的BOD5本系统的空气总用量：总需气量：除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污

19、泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比R取值60%，这样，提升回流污泥所需空气量为：hm /600024300006 . 083hm /14418600084183n按图4-89所示的曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管。在每根干管上设5对配气竖管，共10对配气竖管。全曝气池共设50条配气竖管。每根竖管的供气量为：n曝气池平面面积为：n每个空气扩散器的服务面积按0.49m2计，则所需空气扩散器的总数为n为安全计，本设计采用2500个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：hm /1685084183212154527m个247949. 01215个50502500n每个空气扩散器的配气量为n将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图（参见图4-90及图91），用以进行计算。n选择从鼓风机房开始的管路作为计算管路，在流量变化处设计计算节点，统一编号，列表计算（表4-26）；n各种管径按空气量和流速查附录2确定，结果列于表26第6项；n局部阻力损失的计算结果列于表26第8、9项；n沿程损失查附录3，计算结果列于表的第10项；n9项与10项相乘，得压力损失h1+h2，结果列于表11项；n将表4-26中11项各值累加，得空