城市污水处理流量10000 立方米每天的活性污泥法曝气池设计

I目录1前言……………………………………………………………………11.1活性污泥法中曝气池研究背景及意义………………………11.2国内外研究现状及发展趋势…………………………………22活性污泥·······················33曝气池的型式与构造···················43.1曝气池的类型···················43.2曝气池的流态···················43.3曝气池的构造···················44工艺计算与设计的主要内容················54.1设计参数····················54.2池体结构设计···················74.3曝气系统设计计算·················85活性污泥异常现象与对策················125.1污泥沉淀···················125.2污泥上浮···················125.3污泥解体···················126总结························11参考文献·······················1211城市污水处理流量：10000m3/d的活性污泥法曝气池设计摘要：回顾了活性污泥法的发展历程，介绍了近年来活性污泥法在具体废水应用方面的进展，及特殊因子对活性污泥活性的影响，以期为未来活性污泥法在我国的发展提供参考。指出针对不同类型废水研究相应的活性污泥法处理工艺，及与各学科配合开发新型活性污泥工艺方面有较好前景。关键词：活性污泥法污水处理特殊因子Abstractthehistoryoftheactivatedsludgeprocess,introducedinrecentyears,activatedsludgeinwastewaterapplicationprogress,andtheinfluenceofspecialfactorsontheactivityofactivatedsludge,inordertoprovideareferenceforthefutureofactivatedsludgeinthedevelopmentofourcountry.Pointsoutthattheactivatedsludgetreatmentprocessofdifferenttypesofwastewatercorresponding,andwitheachsubjectwiththedevelopmentofnewactivatedsludgeprocesshavegoodprospects.Keywords:activatedsludgewastewatertreatmentofspecialfactors21前言1.1活性污泥法中曝气池研究背景及意义活性污泥处理工艺自1914年被A1dern和Leekett发明之后,由于其经济、可靠的优势而得到广泛应用。所谓活性污泥法，是指将空气连续鼓入大量溶解有机污染物的废水中，经过一段时间，水中形成絮凝体——活性污泥。在活性污泥上栖息、生活着大量的好氧微生物，这些微生物以溶解性有机物为食料，获得能量，并不断增长，使废水得以净化处理。目前，活性污泥法是生活污水、城市污水以及有机性工业废水处理中最常用的工艺之一。在将近90年的历史中，随着实际生产上的广泛应用和技术上的不断革新改进，特别是近几十年来，有关生物处理专家和技术工作者就活性污泥的反应机理、降解功能、运行方式、工艺系统等方面进行了大量的研究工作，是活性污泥处理系统在净化功能和工艺系统方面取得了显著的进展，出现了多种能够适应各种条件的工艺流程。在净化功能方面，改变过去以去除有机污染物为主要功能的传统模式。在工艺系统方面，开创了多种旨在提高充氧能力、增加混合液污泥浓度、强化活性污泥微生物的代谢功能的高效活性污泥法处理。例如，间歇式活性污泥法（简称SBR法），SBR按周期运行，每个循环包括进水、反应、沉淀、排放、闲置五个工序。①进水阶段：此时，池内活性污泥浓度最高，对进水负荷有强大的抗冲击力，废水中有机污染物被吸附或降解。②反应阶段：开启曝气系统充气，使污染物进行生化分解，反应池中开成厌氧-缺氧-好氧交替过程，能很好的去除废水中COD、BOD，同时，对废水中N、P也有很好的去除效果，此阶段，反应所需时间直接影响到废水处理工艺的运行周期。③沉淀阶段：停止充气和搅拌，反应池静止，活性污泥重力沉降和上清液分离，沉淀时间短，沉淀效率高。④排水排泥阶段：排出上清液和过剩的活性污泥，恢复反应器有效容积。⑤闲置阶段：目的是让活性污泥恢复活性，为下个周期创造良好的初始条件。完全混合法，在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合。入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小，因为骤然增加的负荷可为全池混合液所分担，而不是像推流中仅仅由部分回流污泥来承担。完全混合池是一个大的缓冲器和均和池，在工业污水的处理中有一定优点。延时曝气法，是活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，曝气时间很长，达24h甚至更长，MLSS达到3000～6000mg/L，剩余污泥少而稳定，3无需消化，可直接排放。活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放。另外，还有浅层曝气，深层曝气，高负荷曝气或变形曝气，克劳斯法，接触稳定法，纯氧曝气，活性污泥生物滤池（ABF工艺），吸附－生物降解工艺（AB法）等。1.2国内外研究现状及发展趋势传统工艺系连续流运行方式，且从曝气池前端进水。运行方式的早期改进是多点进水工艺。多点进水最初的目的是平衡沿池的污泥负荷及需氧量，但后来被渐减曝气工艺所取代。当采用串级反硝化工艺时，多点进水被用来补充各缺氧段的碳源。多点进水运行方式的另一个新用途是缓冲水力冲击负荷。当雨季进入活性污泥系统的流量增大时，改为多点进水运行可有效防止污泥流失。SBR是间歇运行的活性污泥工艺，曝气和沉淀在同一池内完成，省去了二沉池和回流系统，使运行简单化。最初的SBR系间歇进水间歇出水运行。后来，在反应器内加入前置区，实现了连续进水间歇出水运行。这一改进的目的是为脱氮除磷过程补充碳源，另外兼有抑制丝状菌增长的作用。对应的工艺有CASS和ICEAS。CASS为周期循环活性污泥系统，是Trausenviro公司的专利工艺。ICEAS为间歇循环延时曝气系统，是ABJ公司的专利工艺。这两种工艺的本质特征都是连续进水间歇出水，属同一种工艺。另外还有多种SBR工艺，如AquaSBR、OmNifloSBR、BPAS、Fluidyne等。所有这些工艺都是在曝气设备和滗水器上作了改进，运行方式上与最初SBR一致。T型氧化沟是另外一种间歇运行方式，两个边沟周期性地处于曝气和沉淀状态，因此也省去了二沉池和回流系统。合理调整运行周期和程序，T型氧化沟也可以进行硝化和反硝化。T型氧化沟的缺点是转刷利用率太低，脱氮效率也不高。为此，Kruger公司又开发了De型氧化沟。该种氧化沟属半间歇式运行，设有二沉池及回流系统。两个沟为一组，交替处于硝化反硝化状态。只脱氮的De氧化沟称之为Biodenitro工艺；在氧化沟外设厌氧池，实现除磷时，称之为Biodenpho工艺。由于增设了二沉池及回流系统，DE沟的转刷利用率明显提高。间歇运行一个最新的改进是Seghers公司的Unitank工艺。该工艺的运行方式类似于T型氧化沟，但运行程序似乎更趋优化。2活性污泥（activatedsludge）可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥，不论是哪一种，活性污泥都是由各种微生物、有机物和无机物胶体、悬浮物构成的结构复杂的肉眼可见的绒絮状微生物共生体。这样的共生体有很强的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解4很多的污染物，可以达到处理和净化污水的目的。3曝气池的型式与构造3.1曝气池的类型①根据混合液在曝气池内的流态，可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种；②根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械③根据曝气池的形状，可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种；④根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建式（即曝气沉淀池）和分建式两种。3.2曝气池的流态①推流式曝气池②完全混合式曝气池③循环混合式曝气池：氧化沟3.3曝气池的构造曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合的要求，因此，曝气池的构造首先取决于曝气方式和所采用的曝气装置，如进口曝气管的铺设。在活性污泥法中，曝气的作用主要有：①充氧：向活性污泥中的微生物提供溶解氧，满足其在生长和代谢过程中所需的氧量。②搅动混合：使活性污泥在曝气池内处于悬浮状态，与废水充分接触。进行活性污泥系统的工艺计算和设计时，首先应比较充分地掌握与废水、污泥有关的原始资料并确定设计的基础数据，主要有：①废水的水量、水质及其变化规律；②对处理后出水的水质要求；③对处理中产生的污泥的处理要求；④污泥负荷率与BOD5的去除率；⑤混合液浓度与污泥回流比。¾¾以上属于设计所需的基础数据。对生活污水和城市污水以及与其类似的工业废水，已有一套成熟和完整的设计数据和规范，一般可以直接应用；对于一些性质与生活污水相差较大的工业废水或城市废水，一般需要通过试验来确定有关的设计参数。4工艺计算与设计的主要内容活性污泥系统由曝气池、二次沉淀池及污泥回流设备等组成。其工艺计算与设计主要包括：1)工艺流程的选择主要依据：①废水的水量、水质及变化规律；②对处理后出水的水质要求；③对处理中所产生的污泥的处理要求；④当地的地理位置、地质条件、气候条件等；⑤当地的施工水平以及处理厂建成后运行管5理人员的技术水平等；⑥工期要求以及限期达标的要求；⑦综合分析工艺在技术上的可行性和先进性以及经济上的可能性和合理性等；⑧对于工程量大、建设费用高的工程，则应进行多种工艺流程的比较后才能确定；2)曝气池的计算与设计；3)曝气系统的计算与设计；4)二次沉淀池的计算与设计；5)污泥回流系统的计算与设计。4.1设计参数日设计生活污水流量：10000m3/d，时变化系数1.4；BOD5：300mg/L；处理后出水BOD5：25mg/L。处理效率E%100%100LaLrLaLtLaE－式中La——进水BOD5浓度，kg/m3,La=0.3kg/m3Lt——出水BOD5浓度，kg/m3，Lt＝0.025kg/m3Lr——去除的BOD5浓度，kg/m3Lr=0.3－0.025=0.275kg/m3%7.91%1003.0025.03.0E污水负荷NS的确定选取NS＝0.3kgBOD5／kgMLVSS·d污泥浓度的确定（1）混合液污泥浓度（混合液悬浮物浓度）X(MLSS)SVI1103RrRX式中SVI——污泥指数。根据NS值，取SVI=120r——二沉池中污泥综合指数，取r=1.2R——污泥回流比。取R=50%3.35.01120102.15.03Xkg/m3（2）混合液挥发性悬浮物浓度X＇(MLVSS)X＇＝fX式中f——系数，MLVSS/MLSS，取f=0.7X＇＝0.7×3.3＝2.3kg/m3（3）污泥回流浓度Xr333kg/m102.11201010rSVIXr核算污泥回流比R6RRXXr1RR)1(3.310R＝49%，取50%容积负荷NvNv＝X＇Ns＝2.3×0.3＝0.69kgBOD5/m3·d曝气池容积V3m75133.03.218.0241200'NsXLrQV式中Q——设计流量，m3/d。水力停留时间（1）名义水力停留时间tmh26.6d26.02412007513QVtm（2）实际水力停留时间tsh08.4d17.0241200)5.01(7513)1(QRVts剩余污泥量△X△X＝aQLr－bVX＇式中a——污泥产率系数，取a＝0.6b——污泥自身氧化