传统活性污泥法

传统活性污泥法目录曝气池的设计二沉池的设计污泥回流系统活性污泥法的介绍曝气系统的设计活性污泥法的介绍••1.概述：活性污泥法又称传统活性污泥法。活性污泥废水生物处理系统的传统方式。系统由曝气池、二沉池和污泥回流管线及设备三部分组成。••2.分类：好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥••3.工艺原理：•初次沉淀后的废水与二沉池回流的活性污泥混合后进入曝气池，大约曝气6小时，进水与回流污泥通过扩散曝气或机械曝气作用进行混合。流动过程中，有机物经过吸附、絮凝和氧化作用等作用被去除。一般地，从曝气池流出的混合液在二沉池沉淀后，沉淀池内的活性污泥以进水量的25～50%返回曝气池（即污泥回流比为25～50%）。这种方法常用于低浓度生活污水处理，对冲击负荷很敏感。生化需氧量（BOD5）的去除率达85～95%。4.分类方法：按微生物对氧的要需求，生物法可分为好氧、厌氧、缺氧3类；按微生物的生长方式分悬浮生长、固着生长、混合生长3类；、按操作条件（负荷、温度、连续性）和用途分类。•5.影响因素•⑴入流水质水量：BOD5：N：P=100：5：1•⑵混合液悬浮固体浓度（MLSS）：包括活细胞、无活性又难降解的内源代谢残留物、有机物和无机物，前三类有机物约占固体的成分的75﹪～85﹪。•用挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）指标不包括无机物，更准确反映活性物质量，但测定较麻烦。对给定的废水，MLVSS/MLSS介于0.75～0.85之间。•⑶有机负荷：有进水负荷和去除负荷两种，前者指单位重量的活性污泥在单位时间内要保证一定的处理效果才能承受的有机物的量；后者指单位重量的活性污泥在单位时间内去除的有机物量。有时也用单位曝气池容积作为基准。•⑷剩余污泥排放量和污泥龄：微生物代谢有机物同时增值，剩余污泥排放量等于新净增污泥量。用新增污泥替换原有污泥所需时间称为泥龄θc。•⑸混合液溶解氧浓度•⑹水温：在一定范围内，随着温度升高，生化反应速率加快，增值速率也快；另一方面细胞组织入蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升并超过一定的限度时，会产生不可逆的破坏。•⑺pH值：一般好氧微生物的最适宜pH=6.5～8.05；pH﹤4.5时，真菌占优势，引起污泥膨胀；另一方面，微生物的活动也会影响混合液的pH值。•⑻曝气池和二沉池的水力停留时间•⑼二沉池的水力表面负荷、固体表面负荷和出水溢流堰负荷•6.活性污泥质量衡量指标•活性污泥法的处理效果取决于活性污泥的数量和性能。衡量活性污泥质量的指标主要有：•①污泥浓度；•②污泥沉降比SV；•③污泥体积指数SVI；•④活性污泥的耗氧速率；•⑤污泥的沉降速度；•⑥活性污泥的生物相；•⑦粒度和颜色等。•性能良好的活性污泥外观呈黄褐色，粒径0.02～0.2mm，比表面积20～100cm2/ml，含水率在99%以上，相对密度1.002～1.006，SV=15%～30%，SVI=50～150。.污水初次沉淀池曝气池二次沉淀池空气出水排放初次沉淀剩余污泥回流污泥曝气池概述：曝气池利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一般用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形和圆形等。曝气方法：有鼓风曝气和机械曝气•曝气设备：常用的曝气器有：微孔膜片曝气器、悬挂链曝气器、曝气头、曝气软管、曝气机、曝气盘，曝气管等•曝气原理：曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之，它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用，如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中，氧由气相向液相进行传质转移，这种传质扩散的理论，应用较多的是刘易斯和惠特曼提出的双膜理论。•工艺流程：污水进入水厂，经过格栅至集水间，由水泵提升到平流沉砂池经，经初沉池沉淀后，大约可去初SS45%,BOD25%.污水进入曝气池中曝气，可从一点进水，采用传统活性污泥法，也可采用多点进水的阶段曝气法。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。二沉池出水经加氯处理后，排入水体。曝气池的计算与设计•采用传统曝气法，即曝气池为廊道式•1.污泥负荷率的确定本曝气池采用的污泥负荷率Ns为0.3kg·BOD5/(kgMLSS·d)•2.污泥浓度的测定根据Ns值，SVI值在80－150之间，取SVI=110，另取r=1.1，R=50%，则曝气池的污泥浓度（X)为X=Rr×106/(1+R)SVI=0.5×1.1×106/(1+0.5)×110=3333mg/L•3.曝气池容积的确定•V=Q(S0-Se)/XNS=144000×150/3333×0.3≈21602(m³)•4.0曝气池主要尺寸的确定•4.1曝气池面积：设两座曝气池（n=2），池深(H)取5m，则每座曝气池的面积（F1）为：F1=V/n.H=21602/2×5≈2160(m³)•4.2曝气池宽度：设池宽（B）为8m,B/H=8/5=1.6,在1-2间符合要求5.曝气池长度：•L=F1/B=2160/8=270(m).L/B=270/8≈33(大于10)符合要求.6.曝气池的平面形式：设曝气池为五廊道式，则每廊道长L`=L/5=54（m）•长宽比较核：L`/B=54/8=6.75在5-10之间，符合设计规范要求.•取超高为0.5m.则池总高度H.=5+0.5=5.5（m）7.曝气时间：曝气时间T=V/Q×24≈3.6（h），符合4～8h辐流式二沉池的概述辐流式沉淀池，池体平面圆形为多，也有方形的。废水自池中心进水管进入池，沿半径方向向池周缓缓流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流出水渠。辐流式沉淀池多采用回转式刮泥机收集污泥，刮泥机刮板将沉至池底的污泥刮至池中心的污泥斗，再借重力或污泥泵排走。为了刮泥机的排泥要求，辐流式沉淀池的池底坡度平缓。辐流式沉淀池半桥式周边传动刮泥活性污泥法处理污水工艺过程中沉淀池的理想配套设备适用于一沉池或二沉池，主要功能是为去除沉淀池中沉淀的污泥以及水面表层的漂浮物。一般适用于大中池径沉淀池。周边传动，传动力矩大，而且相对节能；中心支座与旋转桁架以铰接的形式连接，刮泥时产生的扭矩作用于中心支座时即转化为中心旋转轴承的圆周摩擦力，因而受力条件较好；中心进水、排泥，周边出水，对水体的搅动力小，有利于污泥的去除。辐流式沉淀池特点优点：采用机械排泥，运行较好，设备较简单，排泥设备已有定型产品，沉淀性效果好，日处理量大，对水体搅动小，有利于悬浮物的去除。缺点：采用机械排泥，运行较好，设备较简单，排泥设备已有定型产品，沉淀性效果好，日处理量大，对水体搅动小，有利于悬浮物的去除。设计计算设计计算Q=6000m³/h，水力表面负荷q'=1.5m³/(㎡h)，变化系数kz=1.35池数N=2，污水停留时间T=3h。1、主要尺寸计算池表面积A=Q/q'=6000/1.5=4000㎡单池面积A'=A/N=4000/=2000㎡池径D=≈50.5m取D=51m沉淀部分有效水深h2=q'*T=1.5*3=4.5㎡径深比D/h2=36/4.5=8，符合6~12⑷缓冲层高度h3=0.5m，沉淀池超高h1=0.4m泥斗上口直径d1=4m，底部直径d2=2m泥斗壁倾斜角度60°，泥斗高h6=1.5m池底部圆台体高度h4=(D/2-d1/2)×i=(51/2-4/2)×0.05≈1.2m污泥部分所需容积Q0=Q/kz=6000/1.35=4444.44m³/h取SVI=100，r=1.5,R=50%XY=(1000000/SVI)×r=15000mg/LX=[R/(1+R)]×XY=[0.5/(1+0.5)]×15000=5000mg/LV1=[2(1+R)Q0X]/[½(X+XY)N]=(2×1.5×4444.44×15000)/(0.5×20000×2)≈10000m³池底部圆台体容积•V2=（π/3）*h4﹝（D/2）²+（D/2）*（d1/2）+（d1/2）﹞=（3.14/3）*1.2﹝（51/2）²+（51/2）*（4/2）+（4/2）²≈885.8m³污泥区高度•h5=（v1-v2）/A‵=（10000-885.8）/2000≈4.6m池周边水深•H0=h2+h3+h5=4.5+0.5+4.6=9.6m沉淀池总高度•H=H0+h1+h4+h6=9.6+0.4+1.2+1.5=12.7m2、进水部分计算•进水管计算Q进=Q单*（1+R）=4000*（1+50%）=6000㎡/h≈1.67㎡/s•管径取D1=800mm,进水速度V1=（4*Q进）/（π*D1²）=（4*1.67）/（3.14*0.8²）≈3.32m/s进水竖井计算•取直径D2=2.5m,配水口尺寸1*2.5㎡，共六个，沿井壁均匀分布•流速V1=Q进/（1*2.5㎡*6）=1.67/15≈0.111m/s﹤0.15～0.2m/s•孔距L=（πD2-1*6）/6=（3.14*2.5-1*6）/6=0.308m稳流筒计算•流速V3=0.02～0.03m/s,取0.02m/s•过流面积∮=Q进/V3=1.67/0.02=83.5㎡•直径D3=√（4∮/π）/D2=√（4*83.5/3.14）+2.5²≈10.6m取D3=11m3、出水部分计算•采用两个环形集水槽，池周边一个，池中央一个•单池流量Q单=Q/2=6000/2=3000m³/h≈0.833m³/s•每个槽内流量q集=Q单/2=0.833/2≈0.417m³/s池周边采用单侧集水槽•槽宽b1=0.9*（k*q集）0.4=0.9（1.4*0.417）0.4≈0.784m取b1=0.8mk为安全系数1.2～1.5，这里取k=1.4，曝气池后不应小于0.9m。•起点水深h1=0.75*b1=0.6m•终点水深h2=1.25*b1=1m•槽深取(0.6+1)/2+0.4=1.2m其中超高0.4m池中央采用双侧集水槽•槽宽取b2=0.8m，流速取V4=0.6m/s•起点水深h4=q集/（b2*V4）=0.417/(0.8*0.6)≈0.86m•hk=3√（α*q²集）/（g*b2²）=3√（1*0.417²）/（9.8*0.8²）≈0.3m•终点水深h3=3√2*hk³/h4+h4²=3√2*0.3³/0.86+0.86²≈0.929m注：式子中hk——槽内临界水深α—系数，一般采用1.0g—重力加速度•平均水深=（h4+h3）/2=(0.86+0.929)/2=0.8945m,取0.9m•槽深取(0.6+1)/2+0.4=1.2m其中超高0.4m池中央采用双侧集水槽•槽宽取b2=0.8m，流速取V4=0.6m/s•起点水深h4=q集/（b2*V4）=0.417/(0.8*0.6)≈0.86m•hk=3√（α*q²集）/（g*b2²）=3√（1*0.417²）/（9.8*0.8²）≈0.3m•终点水深h3=3√2*hk³/h4+h4²=3√2*0.3³/0.86+0.86²≈0.929m注：式子中hk——槽内临界水深α—系数，一般采用1.0g—重力加速度•平均水深=（h4+h3）/2=(0.86+0.929)/2=0.8945m,取0.9m水量校核•当水增加一倍时,q集=0.834m³/s，V·4=0.8m/s所以根据h4=q集/（b2*V4）得：h4≈1.3m,h3≈1.2m设计取环形槽内水深为0.6m，超高0.4m，总槽深1.0m出水堰设计•采用出水三角堰，开口90°，堰上水头H‵=0.05m,堰高0.15m•单堰流量qy=1.343*H‵2.47=0.0008213m³/s•三角堰个数n=Q单/qy=0.833/0.0008213=1014.2个，取n=1015个，池周边和池中央各分一半508个•三角堰的中心距（按池周边集水槽计算）L‵=π*（D-2b1）/508=3.14*(51-2*0.8)/508≈0.305m,取0.31m集水槽直径设计•池周边