第五节活性污泥处

第五节活性污泥处理系统的设计回流污泥二次沉淀池废水曝气池初次沉淀池出水空气剩余活性污泥原理：活性污泥、微生物学机理、动力学模型、工艺流程应用：设计、运行与调试、管理曝气系统回流系统回流系统曝气池二沉池工艺流程理论分析、地理位置、气候条件、地区条件、施工水平等类型、容积需氧量、曝气设备、管网污泥量、回流比表面积、水深、泥斗一、设计的内容二、所需的资料资料废水量及性质日平均流量、最大时流量、最小时流量、BOD浓度、COD浓度处理水出路及要求排入水体、回用污泥处理的要求填埋、厌氧制气其它关键参数污泥龄、回流比、MLSS、MLVSS三、获取资料的方法方法实测经验类比四、曝气池设计1、曝气池选型推流式、沟渠式（适应性差、出水水质好）方形、圆形（适应性好、出水水质差）（1）综合考虑多种因素：进水负荷、曝气设备、场地等。（2）留有余地：既能按推流方式运行，也能按其它方式运行，根据实际运行确定恰当方式。VXSQMFLs0)()(微生物的总量基质的总投加量XLSQVs0XLSSQVse)-0（《室外排水设计规范》2、曝气池容积的计算有机物负荷法微生物生长阶段取决于基质量（F）和微生物量（M），活性污泥负荷有机负荷法依据工程实践，污泥泥龄法从生化反应动力学角度计算曝气池容积活性污泥负荷（污泥负荷）污泥泥龄法单位容积曝气池在单位时间所能接纳的BOD5量曝气池容积负荷（容积负荷）VLSQV0VSQLV0)1()(0cdVceKXSSYQV五、剩余污泥量计算dSdXYXVXccVXX1、按污泥龄计算2、按污泥产率系数3、按表观产率系数VdeVVXKQSSYX)(0dSXdYobsQSSYXeobsV)(0六、需氧量计算1、有机物降解需氧率和内源代谢需氧率vrXVbSQaO''2氧化、分解有机物的需氧量微生物内源代谢需氧量a′、b′值的确定•经验、类比废水种类aˊbˊ生活污水0.420.530.110.19石油化工废水0.750.16合成纤维废水0.550.142含酚废水0.56－制浆与造纸废水0.380.092制药废水0.350.354酿造废水0.93－漂染废水0.50.60.065炼油废水0.550.12亚硫酸浆粕废水0.400.185a′、b′值的确定•实测5''''2srBODrvrLbaSQXVbaSQO''''52bLabXVSQaXVOsrBODvrvvrXVbSQaO''2LsrBOD(kgBODr/kgVSS.d)O2/VXv(kgO2/kgVSS.d)＋＋＋＋＋aˊbˊ''''52bLabXVSQaXVOsrBODvrv六、需氧量计算2、微生物对有机物的氧化分解需氧量veXbCODbCODQO42.102）（全部被转化有机物的需氧量CODbCOD合成微生物去除耗氧量-实际：可生物降解COD一部分被氧化分解，一部分用于合成细胞耗氧不耗氧以C5H7NO2表示细胞分子，氧化一单位需1.42单位氧假设（1）用BOD5作为污水中可生物降解有机物浓度；（2）以BODL代替bCOD（3）20℃，K1=0.1BOD5=0.68BODLVeXSSQO2.41-8.60(02）例：某污水处理厂处理规模为21600m3/d，经预处理沉淀后BOD5为200mg/L，希望经过生物处理后出水BOD5小于20mg/L。设计曝气池的体积、剩余污泥量和需氧量。相关参数：（1）曝气池污水温度为20℃；（2）MLVSS/MLSS=0.8；（3）回流污泥悬浮固体浓度取10000mg/L；（4）曝气池中的MLSS取3000mg/L；（5）污泥龄取10天；（6）二沉池出水中含有12mg/L总悬浮固体（TSS），其中VSS占65%；（7）污水中含有足够的生化反应所需的氮、磷和其它微量元素。思路（1）根据已知条件选择简单的计算方法；（2）多种方法可相互验证；（3）把公式列出来，找参数值。例：某污水处理厂处理规模为21600m3/d，经预处理沉淀后BOD5为200mg/L，希望经过生物处理后出水BOD5小于20mg/L。要求设计曝气池的体积、剩余污泥量和需氧量。相关参数：（1）曝气池污水温度为20℃；（2）MLVSS/MLSS=0.8；（3）回流污泥悬浮固体浓度取10000mg/L；（4）曝气池中的MLSS取3000mg/L；（5）污泥龄取10天；（6）二沉池出水中含有12mg/L总悬浮固体（TSS），其中VSS占65%；（7）污水中含有足够的生化反应所需的氮、磷和其它微量元素。XLSQVs0XLSSQVse)-0（VLSQV0)1()(0cdVceKXSSYQV1、曝气池容积30576030005.2020021600mXLSQVs3043201000120021600mLSQVVMLSS=3000LS=0.25kgBOD5/(kgMLSS·d)LV=1kgBOD5/(m3·d)LS、LV—表12-1XLSSQVse)-0（二沉池出水中含有12mg/L总悬浮固体（TSS），其中VSS占65%；出水BOD5小于20mg/L。可生物降解SeBODL12×0.65=7.8mg/L7.8×1.42=11mg/LBOD511×0.68=7.5mg/L7.5+Se≤20,Se≤12.5mg/L溶解性有机物（Se）+悬浮固体中的可生物降解有机物≤20mg/L30540030005.20.512-20021600)-mXLSSQVse）（（)1()(0cdVceKXSSYQV表12-2，20℃Y=0.6kgMLVSS/kgBOD5Kd=0.08d-1305625108.001.803000.512-2001021600.60)1()(mKXSSYQVcdVce）（）（305760mXLSQVs304320mLSQVV305400)-mXLSSQVse（305625)1()(mKXSSYQVcdVce为保证足够空间，取大V=5760m3hQVt4.6216002457602、水力停留时间3、剩余污泥量cVXXVdeVVXKQSSYX)(0QSSYXeobsV)(0cdobsKYY13、剩余污泥量dkgVXXc/17281010300057603-dkgVXKQSSYXVdeV/13241000.80300057608.00-21600.512-200.60)(0）（dkgX/1655.801324）总排泥量（33.30108.001.601cdobsKYYdkgQSSYXeobsV/5.613481021600.512-20033.30)(3-0）（dkgX/1686.805.61348）总排泥量（16861655干污泥量1728?排泥设施按最大污泥量设计数值接近，方法、结果可靠实际排泥量按污水污泥处理情况定湿污泥量剩余污泥含水率99%dmdt/173/17310%99-%100172833-湿污泥4、污泥回流比依据：物料平衡（进出曝气池的悬浮固体相等）曝气池二沉池出水排泥污水（Q）回流污泥（QR）（Q+QR）×MLSSQR×回流污泥悬浮固体浓度%43)(300010000QQRQQQRRR5、需氧量vrXVbSQaO''2VeXSSQO2.41-8.60(02）15.0;5.0badkgO/.64098101349576015.010)5.12200(216005.03-3-2dkgO/40415.613482.41-10008.60.512200(216002）为保证足够曝气量，取大4100kg/d七、二次沉淀池的设计（一）沉淀池功能澄清（固液分离）污泥浓缩（提高回流污泥的含固率）出水水质回流污泥浓度（二）基本原理一悬浮颗粒沉淀的类型自由沉淀絮凝沉淀成层沉淀压缩沉淀二三四颗粒性质不变颗粒凝聚成层整体颗粒挤压SS浓度不高SS浓度不高SS浓度较高SS浓度很高（三）构造四区两面絮凝区：进水被池水稀释，固体浓度大大降低清水区：最上层泥水界面成层沉降区：固体浓度和沉速基本不变压缩界面污泥压缩区：固体浓度最高进水：布水均匀，污泥絮凝出水：防止污泥絮体被水挟走，出水堰最大负荷≤1.7L/(s·m)浮渣：收集、清除、输送和处置二沉池与初沉池结构相似，但有自身特点，原因是存在活性污泥二沉池构造特点污泥斗：考虑污泥浓缩，浓缩时间≤2h（四）二沉池设计►设计的内容选型污泥区容积沉淀池面积和水深1、选型按水流方向分：平流式、竖流式、辐流式适应能力强，排泥不便。适用于地下水位较高、地质较差的地区；大、中、小型污水厂平流式排泥方便，适应能力差。适用于小型污水厂竖流式排泥方便，效果较差。适用于地下水位较高地区；大、中型污水厂辐流式怎么选？根据优缺点和适用条件Isee2、沉淀池表面积计算流量为最大时设计流量不包括回流污泥量进水管、配水区、中心管、中心导流筒的设计应包括回流污泥量表面负荷法qQA3、二沉池有效水深澄清区水深不影响沉淀效率，但影响流态t:1.5～4hH:2～4m两种方法qtAQtH4、二沉池污泥区容积VS：污泥斗容积R:最大污泥回流比ts:污泥在二沉池中的浓缩时间sSRQtV5、二沉池常用设计数据二沉池类型表面水力负荷m3/(m2·h)沉淀时间h污泥含水率%固体通量负荷kg/(m2·d)生物膜法后1～21.5～496～98≤150活性污泥法后0.6～1.21.5～499.2～99.6≤150