给排水工程污水处理与处置：解决问题示例 活性污泥工艺和扩展曝气系统

传统活性污泥处理厂的平均运行数据如下：问题1、常规活性污泥处理厂平均运行数据如下：决定：(i)曝气时间（小时）。(ii)F/MkgBOD每d/kgMLSS。(iii)BOD去除效率百分比。(iv)污泥龄（天）。解决方案：(i)曝气时间(0)（以小时为单位）：(ii)F/M比：(iii)BOD去除效率百分比：(iv)污泥龄（天）（θc）：2.对于上述数据，确定(i)曝气周期，(ii)F/M比，(iii)BOD去除效率，(iv)污泥龄。解决方案：(i)曝气时间(ii)F/M比(iii)BOD去除效率百分比(四)泥龄3.设计一个常规活性污泥厂，采用扩散空气曝气系统处理沉淀生活污水，数据如下。i)人口-1,20,000ii)人均污水排放量-160lpcdiii)沉淀污水BOD5-200mg/liv)要求废水BOD5-15mg/l。解决方案：步骤2：曝气池的容积。步骤3：检查HRT（液压保留时间）。步骤4：检查体积负载。步骤5：回流污泥比例。第6步：水箱尺寸。假设深度=3m，宽度=4.5m。曝气池长度=容积/深度x宽度6400/3x4.5=474m。提供带有六个挡板的连续通道，7段长度=68m。总长度，L=7x68=476m。每个挡板的厚度=0.25m。总宽度=(7x4.5)+(6x0.25)=33m。提供自由板=0.5m。储罐内部整体尺寸=68mx33mx3.5m。步骤7：空气需求和散流板的布置。所需空气=100立方米/天每千克BOD（已去除）。100（200-15）×19.2/24×60=250m3/分钟。选择尺寸为0.3m×0.3mx25mm的标准扩散板，通过1.2m3的空气/min/m2，孔径为0.3毫米。所需板数=250/0.3×0.3×1.2=2315个提供2320板。在槽的前半部分额外提供30%的板浓度，以防止频繁发生第一个区域的板数=1.3x2320/2=1508。板排中心距=1.2m前半段长度(234m)的行数=234/1.2=195提供8块板，排成1.2m间距前234m长度提供的板=195行x每行8=1560。提供的平衡板=2320-1560=760。这些板的平衡长度为(476-234)242m。板间距：=242x8/760=2.55m(2.5m)。步骤8：检查最低可用空气量：下半场，760个扩散板提供空气=760x0.3×0.3x1.2=82.08m3/分钟。在242m长度中，每米通道长度可用空气=82.08/242=0.34m3/min/m长度>0.25m3/min/m长度。因此令人满意。4.根据以下数据，设计一个采用扩散空气曝气系统处理生活污水的传统活性污泥厂。人口-35,000。平均污水流量-180lpcd。污水的BOD-220毫克/升。初级处理中BOD去除-30%。所需的总体BOD减少量-85%。解决方案：(a)曝气池设计(i)每日污水流量Q=180lpcdx35000=6300x103l/d=6300m3/d。(ii)污水BOD=220毫克/升进入曝气池的污水BOD。Yo=220毫克/升的70%=154毫克/升。（在初级沉降中去除了30%BOD）。出水BOD，YE=15/100x220=33mg/l。（总体BOD去除率-85%）。ASP中的BOD去除率=154x100=79%。假设频率/M=0.35MLSS(X)=2000mg/L/ƞ在85-95%之间。(iii)求曝气池的容积。（在4到8小时的范围内，所以可以）(iv)检查通气时间（或）HRT(θ)。（在0.3至0.7kg/m3的允许范围内，因此可以）(v)检查体积负载。(vi)检查SRT(θc)。(vii)检查回流污泥比例。（SVI范围在50-150毫升/克之间，例如100毫升/克）（在25%至50%范围内）。因此可以然而，在SVI=125时提供33%的回流污泥。(viii)储罐尺寸。采用深度=3m、宽度=4.5m的曝气池。曝气池长度=容积/BxD=1386/4.5x3=105m。提供连续通道，有3个曝气室，每个曝气室长度为35m。总宽度=4.5x3+2x0.25=14m。总深度=3m+0.5m干舷=3.5m。曝气池外形尺寸=35mx14mX(ix)所需的空气供应率。假设空气需求=每去除一公斤BOD需要100立方米空气=(154-33)×6300×100/1000mg/lxm3xm3/kg风机容量=121×6300×100/1000=76230m3/d=76230/24×60m3/分钟。=53m3/分钟。假设提供了0.3mx0.3mx25mm尺寸的标准扩散板，其释放1.2m3空气/min/m2且具有0.3mm孔。所需板片总数=53/1.2m3/min/m2×0.3×0.3=491500（比如说）。水箱初始长度中有更多板。第一个三分之一长度-板的45%。第二个三分之一长度-板的30%。第三个三分之一长度-板的25%。第一室中的板-45%x500=225第二室中的板-30%×500=150第三室中的板-25%x500=125假设板间距为1.2m。在35m长的航道中，间距数=35/1.2=29个板数=29-1=28板。35m长的225个板=225/28=每排8个板。❖28排@1.2mC/C距离，每排8个板，第一个室中35m长度总共225个板。❖在第二个室中-150个板，每行8个板。间距=35mai(150/8)=1.8mC/C。第三室有125个盘子。间距=35m/(125/8)=2.25mC/C。(b)二沉池的设计。假设平均流量为6300m3/d时，SLR（表面负荷率）为20m3/d/m2。(i)所需表面积=对于2000mg/l的MLSS，采用125kg/d/m2的固体负荷[范围100至150kg/d/m2]。固体装载率=施加的总固体/罐体表面积kgSS/m2/d(ii)所需表面积=6300m3/dx2000mg/l/1000采用315m2的较高表面积。假设为圆形沉淀池。(c)污泥干燥床的设计。剩余废弃污泥量？二级污泥中悬浮物浓度为10kg/m3。二级污泥量过剩（送往污泥干化床）活性污泥处理系统。(i)常规工艺。(ii)锥形曝气工艺。(iii)分步曝气过程。(iv)接触稳定过程。(v)完全混合过程。(vi)改进的曝气工艺。(vii)延长曝气过程。

(i)传统ASP：•活塞流-这是一种废水沿着曝气池向下移动的系统，不与池中的其余内容混合。•曝气池顶部的O2（氧气）需求较高，从而缩短了初次搅拌时间。•使用多孔扩散器沿盆地长度均匀提供空气。这会导致初始区域缺氧（或在后续区域浪费空气）。•BOD去除率为85-95%。•活塞流是通过长而窄的曝气池实现的，其长度等于宽度的5至50倍。•局限性——曝气池容积较大。很难满足曝气池头部的高需氧量。(ii)锥形曝气工艺：•该系统克服了传统ASP的限制。•供应的空气量与微生物（BOD）的需求相匹配。维诺丁·博比翁卡尔·A•在曝气池顶部以高速率供应空气，以满足高需氧量，然后在其余长度处逐渐减少空气量，以匹配减少的需氧量。•这是通过改变曝气器的间距来实现的。•主要优点是最佳的空气供应。•另一优点是避免过度曝气。(iii)分步曝气过程：•沉降的污水沿着曝气池的长度分几步引入，而回流污泥则从曝气池的顶部引入。•进水排放Q分四个步骤Q1、Q2、Q3和Q4引入，同时回流污泥Q在池顶部引入。•由于污水分步添加，系统中的需氧量在曝气池的整个长度上是均匀的。•在不降低BOD去除效率的情况下减少曝气池容积。

(iv)接触稳定过程（吸收）：•此过程对来自最终澄清器（沉淀池）的返回活性污泥进行再曝气。•该工艺利用了活性污泥的吸收特性。•该方法使用较小的曝气池。•流入的污水与回流污泥在接触曝气池中曝气30-90分钟。这被称为吸收阶段，在此期间污泥吸收污水中的有机物。•然后将混合液沉降到二级澄清池中。•接触稳定过程对于去除胶体和悬浮有机物非常有效。•该方法非常适合处理新生活污水。

(v)完全混合过程：•完全混合过程将进入的废物和回流污泥均匀地分散在整个池中，从而获得完全混合的流态。•污水和回流污泥沿曝气池一侧均匀分布，曝气污水在另一侧均匀排出，实现完全混合。优点：•有机负荷变化较小，从而实现均匀的O、需求和均匀的出水水质。（我）•废水被稀释到整个水池体积中，从而减少冲击载荷的影响。•由于完全混合，始终保持最高效率。(vi)改良曝气工艺：•与传统工艺（或）锥形曝气工艺类似。•然而，该过程的特点是：(i)保留期短（1.5至3小时）(ii)高体积负荷(iii)高F/M比(iv)污泥回流率低(v)低浓度MLSS(vi)有机负荷高。(vii)空气需求较少•改进的曝气可促进分散的生物生长，不会絮凝并快速沉降。•BOD去除率为60%至75%。•用于需要中等质量污水的场合，如污水养殖。(vii)延长曝气过程：•完全混合工艺，水力停留时间长、泥龄高、MLSS浓度高、F/M比低。•BOD去除效率高。•由于在曝气池中滞留时间较长，固体得到很好的稳定。•剩余污泥无需单独消化，可直接在沙床上干燥。•剩余污泥产量也极低。•此过程所需空气量较高。ASP操作难点ASP的优点：(i)清澈的起泡废水。(ii)加工过程中无异味。(iii)无苍蝇滋扰或气味滋扰。(iv)高效-90%去除悬浮固体、BOD、细菌。(v)控制稳定程度。(vi)安装成本低。(vii)要求面积小。（八）剩余污泥具有较高的肥料价值。(