活性污泥法过程设计计算.ppt
12-5 活性污泥法过程设计,一、曝气池容积设计计算二、剩余污泥量计算三、需氧量设计计算,12-5 活性污泥法过程设计,过程设计计算 对象：曝气池、二沉池、曝气设备、回流设备等及污泥处理处置。设计主要依据：水质水量资料生活污水或生活污水为主的城市污水：成熟设计经验工业废水：试验研究设计参数主要设计内容：1.工艺流程选择2.曝气池容积和构筑物尺寸的确定3.二沉池澄清区、污泥区的工艺设计4.供氧系统设计5.污泥回流设备设计,12-5 活性污泥法过程设计,一、曝气池容积设计计算1.工艺流程的选择工艺流程的选择是设计关键问题,详细调查基础上进行技术、经济比较，得到合理流程。主要调查研究和收集的基础资料：污水水量水质条件:水量-处理规模，注意收集率和地下水渗入量;水质决定流程和处理程度。接纳污水的对象资料 气象水文资料污水处理厂厂址资料:厂址地形资料；厂址地质资料剩余污泥出路,12-5 活性污泥法过程设计,一、曝气池容积设计计算2.池型的选择推流理论上优于完全混合，由于充氧设备能力限制及纵向混合的存在，实际上推流和完全混合处理效果相近。若能克服上述缺点，则推流比完全混合好。完全混合抗冲击负荷的能力强。根据进水负荷变化情况、曝气设备的选择、场地布置、设计者的经验综合确定。在可能条件下，曝气池的设计要既能按推流方式运行，也能按完全混合方式运行，或者两种运行方式结合，增加运行灵活性。,12-5 活性污泥法过程设计,一、曝气池容积设计计算3.池容积设计计算(1)有机负荷法活性污泥负荷法活性污泥负荷率(Ls)：反应池体积为：室外排水设计规范体积公式：Q与曝气时间相当的平均进水流量S0曝气池进水的平均BOD5值,12-5 活性污泥法过程设计,一、曝气池容积设计计算3.池容积设计计算容积负荷法容积负荷：单位容积曝气区单位时间内所能承受的BOD5量，即：曝气池容积：Q、S0 已知，X、LS、LV 参考规范,12-5 活性污泥法过程设计,一、曝气池容积设计计算3.池容积设计计算(2)污泥龄法,12-5活性污泥法过程设计,二、剩余污泥量计算1.按污泥龄计算X-每天排出的总固体量，g(vss)/d;,12-5 活性污泥法过程设计,二、剩余污泥量计算2.根据污泥产率系数或表观产率系数计算XV-每日增长的挥发性活性污泥量,kg/d,12-5 活性污泥法过程设计,三、需氧量设计计算1.根据有机物降解需氧率和内源代谢需氧率计算a-分解有机物过程的需氧率kg(O2)/kg(BOD5)Sr-被降解有机物量(S0-Se)b-内源代谢需氧率，kg(O2)/kg(MLSS)d生活污水a为，b为,12-5 活性污泥法过程设计,三、需氧量设计计算1.根据有机物降解需氧率和内源代谢需氧率计算高BOD5负荷下，泥龄较短，降解单位质量的BOD5需氧量就低。因为一部分被吸附而未被摄入体内的有机物随剩余污泥排出；同时，微生物内源代谢弱，需氧也较低。低BOD5负荷时，泥龄较长，有机物降解较彻底，内源代谢作用时间长，降解单位质量BOD5需氧量就高。,12-5 活性污泥法过程设计,三、需氧量设计计算2.微生物对有机物的氧化分解需氧量bCOD-污水的可生物降解基质浓度;1.42-污泥的氧当量系数，假定细胞组成C5H7NO2,氧化单位质量微生物需氧量：,进水总COD分为活性生物体COD和有机基质COD。活性生物体包括自养菌、异养菌和聚磷菌。有机基质依据其生物可降解性分为可生物降解BCOD和不可生物降解UBCOD。UBCOD进一步划分为溶解性惰性组分S1和颗粒性惰性组分X1。S1在活性污泥系统中不发生变化，直接流出系统，X1能够被污泥捕集，通过剩余污泥排放去除。BCOD分为快速易降解RBCOD（SS）和慢速降解SBCOD（XS）。速率相差约1个数量级。这种划分对设计方案脱氮除磷功能的预测和控制策略开发非常重要。XS由细小颗粒物、胶体和溶解性有机大分子组成，生活污水主要是前两者。由于胶体物质能够被活性污泥很快吸附而从液相中去除，其归宿与颗粒物相联系，因此模拟生物反应器可以把所有的胶体和颗粒性可降解COD归为XS。,12-5 活性污泥法过程设计,三、需氧量设计计算2.微生物对有机物的氧化分解需氧量污水中可生物降解的有机物量常以BOD5表示，如近似以BODL代替bCOD，折算为有机物完全氧化的需氧量BODL，耗氧系数为0.1时,BOD50.68BODL,(BOD5约占总BOD的70%)则：,BODL与BOD5,12-5 活性污泥法过程设计,三、需氧量设计计算2.微生物对有机物的氧化分解需氧量空气中氧含量23.2%，氧密度1.201kg/m3。将氧量除以氧密度和空气中氧含量，既为所需空气量。目前推流式和完全混合式曝气池实际效果差不多，完全混合的计算模式也可用于推流曝气池的计算。,12-5 活性污泥法过程设计,例12-1处理污水量为21 600m3/d，初沉后BOD5为200mg/L，希望经生物处理后出水BOD5小于20mg/L。该地区大气压为标准压力，确定曝气池体积，剩余污泥量和需氧量。相关参数按下列条件:曝气池污水温度为20；曝气池中MVLSS同MLSS之比为0.8。回流污泥SS浓度为10 000mg/L；曝气池中的MLSS为3 000mg/L；设计的c为10天；出水中含有12mg/L的TSS，其中VSS(可生化)占65%。污水中含有足够的生化反应所需的氮、磷和其它微量元素；,12-5 活性污泥法过程设计,例12-1解：(1)估计出水中溶解性BOD5浓度出水中总BOD5=出水中溶解性BOD5+出水中悬浮固体中BOD5 悬浮固体中可生化部分:0.6512=7.8(mg/L)可生化悬浮固体的最终 BODL=120.651.4211(mg/L)可生化悬浮固体的BODL化为 BOD50.68117.5(mg/L)确定生物处理后要求的出水溶解性BOD5，即Se：Se+7.5mg/L 20mg L，Se 12.5mg/L,12-5 活性污泥法过程设计,例12-1(2)计算曝气池的体积按污泥负荷计算参考表12-1(p118)，污泥负荷取0.25kg(BOD5)/kg(MLSS)d,按平均流量计算：,12-5活性污泥法过程设计,例12-1(2)计算曝气池的体积按污泥龄计算：取Y=0.6kg(MLVSS)/kg(BOD5),Kd=0.08d-1,表12-2，p125。公式12-62，其中X为挥发性悬浮固体浓度：曝气池容积可以取5700m3,12-5活性污泥法过程设计,例12-1(3)计算曝气池水力停留时间停留时间：,12-5 活性污泥法过程设计,例12-1(4)计算每天排除的剩余活性污泥量按表观污泥产率计算：系统排除的以挥发性悬浮固体计的干污泥量(12-67式)计算总排泥量MLVSS/MLSS=80%：,12-5 活性污泥法过程设计,例12-1(4)计算每天排除的剩余活性污泥量 按污泥泥龄计算(12-63式)排放湿污泥量计算：剩余污泥含水率按99%计算，每天排放湿泥量(水比重1000kg/m3)：Vc=1710，1000V(1-99%)=1710,12-5活性污泥法过程设计,例12-1(5)计算回流污泥比假定从二沉池出水所挟带的活性污泥量、剩余污泥排放量及污泥增长量都可以忽略不计,在稳态下，单位时间进入二沉池的污泥量将等于二沉池的底流排泥量.,12-5 活性污泥法过程设计,例 12-1(6)计算曝气池需氧量根据12-73式：,12-5 活性污泥法过程设计,例12-1(7)空气量计算鼓风曝气池有效水深最小为3m,最大为9m，取6.0m，扩散器装于距池底0.2m，则扩散器上静水压5.8m。取0.7,取0.95,=1(p132),设曝气设备堵塞系数F取0.8(p132),采用微孔扩散设备，EA=18%，扩散压力损失4kPa(p133),20水中溶解氧饱和浓度9.17mg/L。扩散器出口绝对压力(p133)：,12-5 活性污泥法过程设计,例12-1(7)空气量计算空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数(p132):20时曝气池中平均氧饱和度(p131):,12-5 活性污泥法过程设计,例12-1(7)空气量计算将需氧量换算为标准条件下(20，脱氧清水)充氧量(p132)：曝气池供气量(p133):如选用三台风机，两用一备，则单机风量：3214m3/h(54m3/min).,12-5 活性污泥法过程设计,例12-1(8)鼓风机出口风压计算：选择一条最不利空气管路计算空气管的沿程和局部压力损失，如果管路压力损失5.5kPa，扩散器压力损失4kPa，则出口风压p(p133):,
