,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,五节、活性污泥系统的工艺设计,一、工艺设计基础资料,二、工艺流程的选择与确定,三、曝气池的工艺设计,四、,曝气系统的工艺设计,五、二沉池的工艺设计,六、污泥回流及处理,第五节、活性污泥系统的工艺设计一、工艺设计基础资料,1,一、工艺设计基础资料,废水的水量、水质及其变化规律；,对处理后出水的水质要求；,对处理中产生的污泥的处理要求；,设计所需要的原始资料,污泥负荷；,混合液浓度与污泥回流比。,设计所需的基础数据,生活污水或城市污水,设计规范,试验确定设计参数,工业废水,一、工艺设计基础资料废水的水量、水质及其变化规律；生活污水,2,工艺设计的主要内容:,活性污泥系统由,曝气池,、,曝气系统,、,二沉池,及,污泥回流设备,等组成。,工艺计算与设计主要包括：,l,工艺流程的选择；,l,曝气池的计算与设计；,l,曝气系统的计算与设计；,l,二沉池的计算与设计；,l,污泥回流系统的计算与设计；等。,工艺设计的主要内容:活性污泥系统由曝气池、曝气系统、二,3,二、工艺流程的选择与确定,废水的水量、水质及变化规律；,对处理后出水的水质要求；,对处理中所产生的污泥的处理要求；,工艺技术的可行性、先进性,以及经济上的可能性、合理性等；,当地的地理位置、地质条件、气候条件等；,进行多种工艺流程的技术经济比较。,二、工艺流程的选择与确定 废水的水量、水质及变化规律；,4,三、曝气池的工艺设计,1、曝气池的类型；,2、曝气池的构造；,3、曝气池体积的计算；,4、曝气池池体的设计计算.,三、曝气池的工艺设计 1、曝气池的类型；,5,1、曝气池的类型,根据曝气池内的,流态,，可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种；,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,鼓风曝气池；,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；,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。,1、曝气池的类型 根据曝气池内的流态，可分为推流式、完全,6,（1）推流式曝气池,从池首到池尾，其F/M值、微生物的组成与数量、基质的组成与数量等都在连续地变化；,有机物的降解速率、耗氧速率也都连续地变化；,活性污泥在池内按增长曲线的一个线段进行增长；,适用于进水水质稳定、处理效果要求高的大型城市污水处理厂。,（1）推流式曝气池从池首到池尾，其F/M值、微生物的组成与数,7,（2）完全混合式曝气池,废水进入曝气池，即与池内原有混合液充分混合,混合液组成、F/M值、微生物组成与数量等均匀一致；,有机物的降解速率、耗氧速率等在池内各部位相同；,微生物在曝气池内的增殖速率是一定的，在增殖曲线上的位置是一个点。,优点：,稀释作用，能够承受高浓度废水，抗冲击负荷；,需氧在整个池内的要求相同，能够节省动力；,可与沉淀池合建，无需污泥回流系统，易于运行管理。,（2）完全混合式曝气池 废水进入曝气池，即与池内原有混合液,8,（3）循环混合式曝气池,氧化沟,在短时间内呈现推流式，在沿池长方向形成好氧、缺氧和厌氧条件；一般混合液的环流量为进水量的数百倍以上，长时间内呈完全混合特征；,属于延时曝气法，负荷低，曝气时间长，处理效果稳定，出水水质较好；,泥龄长，微生物处于内源呼吸期，剩余污泥少；,可以不设初沉池，节约占地。,（3）循环混合式曝气池氧化沟在短时间内呈现推流式，在沿池,9,2、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，,曝气池的构造取决于曝气方式和所采用的曝气装置。,2、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，,10,（1）采用鼓风曝气系统的曝气池的构造,多为,廊道型的推流式曝气池,曝气池的数目、规模与廊道组合；,廊道的长度与宽度：廊道长度以50,70m为宜，,长与宽之比为5,10:1，宽与深之比为1,2:1；,廊道的横断面与深度：,尽量共用空气管道和布水槽；,池深3,5m，超高0.5m；,距池底1/2或1/3处设排水管，以备培养活性污泥用；,池底设放空管及0.2%的坡度，坡向放空管；,进水多采用淹没孔口形式，出水多采用平顶堰形式。,（1）采用鼓风曝气系统的曝气池的构造多为廊道型的推流式曝,11,（2）采用机械曝气装置的曝气池的构造,采用叶轮曝气器的曝气池,a.,完全混合式,：,表面为圆形或方形,b.,曝气沉淀池,：,将曝气和沉淀过程结合在一个构筑物内完成；,曝气区，导流区，沉淀区,c.,兼具推流和完全混合的曝气池,：,由一系列正方形单元连接而成的廊道式曝气池；,每一单元设一台叶轮曝气器，每个单元是完全混合的。,（2）采用机械曝气装置的曝气池的构造 采用叶轮曝气器的曝气,12,采用叶轮曝气的完全混合式曝气池,合建式曝气沉淀池,分建式,兼具推流和完全混合的曝气池,采用叶轮曝气的完全混合式曝气池合建式曝气沉淀池分建式兼具推流,13,（2）采用机械曝气装置的曝气池的构造,采用曝气转刷（盘）的曝气池的构造,环槽形曝气池（氧化沟）,平面呈环形跑道状；,沟槽的横断面可为方形、梯形；,水深较浅，早期一般为1.01.5m，现在多为34m；,混合液在沟内的流速不应小于0.4m/s，沟底流速不小于0.3m/s。,（2）采用机械曝气装置的曝气池的构造采用曝气转刷（盘）的曝,14,采用转刷或转碟曝气的氧化沟,进水,回流污泥,出水,采用转刷或转碟曝气的氧化沟进水回流污泥出水,15,3、曝气池,体积的计算,主要的计算方法：,有机负荷法,污泥龄法,数学模型法,3、曝气池体积的计算主要的计算方法：有机负荷法污泥龄法,16,3、曝气池,体积的计算,有机负荷法,Q曝气池设计流量，m,3,/d；,S,0,/S,e,曝气池进/出水BOD,5,值,mg/L；,X曝气池内混合液悬浮固体平均浓度,mg/L；,Ns 曝气池内BOD,5,污泥负荷,kg BOD,5,/kgMLSSd。,3、曝气池体积的计算 有机负荷法Q曝气池设计流量，,17,3、曝气池,体积的计算,污泥龄法,Q曝气池设计流量，m,3,/d；,S,0,/S,e,曝气池进/出水BOD,5,值,mg/L；,X,v,曝气池内混合液挥发性悬浮固体平均浓度,mg/L；,Y,污泥产率系数,，,kgVSS/kgBOD,5,，根据试验资料确定，或取为0.40.8；,Kd污泥自身氧化系数，d,-1,，20,o,C取值为0.040.075；,c设计污泥泥龄，d，取值为0.215。,3、曝气池体积的计算污泥龄法Q曝气池设计流量，m3,18,3、曝气池,体积的计算,设计参数的选择,BOD,污泥负荷；,混合液污泥浓度；,水力停留时间；,污泥龄。,3、曝气池体积的计算设计参数的选择BOD 污泥负荷；,19,BOD污泥负荷的选择,城市污水污泥负荷一般为0.20.5kgBOD,5,/kgMLSSd；,对于完全混合式，BOD污泥负荷可按下式计算：,选择BOD污泥负荷的考虑因素：,必须考虑污泥的凝聚、沉淀性能，复核污泥指数SVI值；,如果要求进入硝化阶段，污泥负荷一般采用0.3；,剩余污泥不便处理处置的污水处理厂，应采用低值（0.2）;,寒冷地区也应采用较低值，补偿低温的不利影响。,对于推流式，可按完全混合式近似计算，或按照下式计算：,BOD污泥负荷的选择城市污水污泥负荷一般为0.20.5k,20,混合液污泥浓度的选择,传统曝气池中混合液污泥浓度20003000mg/L。,选择MLSS的考虑因素：,供氧：高MLSS要求高供氧量，而氧的利用率下降，造成供氧困难；,污泥凝聚沉淀性能：高MLSS不利于污泥在沉淀池中的沉降，影响出水水质及污泥回流；,沉淀池与污泥回流系统：高MLSS增加二沉池的负荷，增加造价；高MLSS要求的污泥回流量大，增加污泥回流系统的造价与运行成本。,混合液污泥浓度的选择传统曝气池中混合液污泥浓度200030,21,水力停留时间,一般水力停留时间为48h，至少3h以上；,如果实现硝化处理，应保持足够的水力停留时间；,水力停留时间较长时可以降低剩余活性污泥量，,但是曝气池容积增大。,污泥龄,一般污泥龄为515d；,如果希望实现硝化处理，应保持足够长的污泥龄；,通常活性污泥系统的污泥龄约为水力停留时间的20倍，延时曝气系统的比例为3040：1，高负荷系统比例接近10：1。,水力停留时间一般水力停留时间为48h，至少3h以上；污泥龄,22,4、曝气池池体的设计,单元数：不小于2组；,廊道数：不少于3个；,廊道长、宽、高：长=(5,10)宽，深度为4,5米，超高0.5米；,进出水及污泥回流方式的设计；,其它附属物的设计(消泡管等)。,4、曝气池池体的设计 单元数：不小于2组；,23,四、曝气系统的计算与设计,(只介绍鼓风曝气系统的计算与设计),鼓风曝气系统包括：,鼓风机；,空气输送管道；,曝气装置（曝气头）。,主要内容有：,需氧量和供气量的计算;,确定鼓风机的型号及台数；,计算空气管道；,选择曝气装置，并对其进行布置。,四、曝气系统的计算与设计(只介绍鼓风曝气系统的计算与设计,24,1、需氧量与供气量的计算,（,kgO,2,/h,）,(2),供气量,：供气量应按,鼓风曝气,或,机械曝气,两种情况分别求定。,但应注意：日平均供气量(G,s,)；,最大时供气量(G,s,),max,：(O,2,),max,(R,0,),max,(G,s,),max,；,最小时供气量(G,s,),min,：一般(G,s,),min,=0.5G,s,；,最大时需氧量(O,2,),max,：,(1)需氧量：,（,kgO,2,/d,）,1、需氧量与供气量的计算（kgO2/h）(2)供气量：,25,氧转移速率的计算：,供气量的计算：,氧转移速率的计算：供气量的计算：,26,2、曝气装置的选定及布置：,a、一般要求：,具有较高的氧利用率(,E,A,)和动力效率(,E,p,)，节能效果好；,不易堵塞和破损，出现故障时易于排除，便于维护管理；,结构简单，工程造价低。,还应考虑：废水水质、地区条件及曝气池的池型、水深等。,2、曝气装置的选定及布置：,27,b.计算所需曝气装置的数目：,根据总供气量以及每个曝气装置的通气量、服务面积以及曝气池的池底总面积，即可求得。,c.曝气装置的布置：,沿池壁的一侧布置；,相互垂直呈正交式布置；,呈梅花形交错布置。,b.计算所需曝气装置的数目：,28,3.空气管道的计算与设计,a.一般规定：,小型废水处理站的空气管道系统一般为,枝状,，而大、中型废水处理厂则宜采用,环状管网,，以保证安全供气；,空气管道可敷设在地面上，接入曝气池的管道应高出池水面0.5,m,，以免发生回水现象；,空气管道的设计流速，干、支管为10,15,m/s,，竖管、小支管为4,5,m/s,。,3.空气管道的计算与设计,29,b.空气管道的计算步骤：,根据流量,(Q),、流速,(v),选定管径,(D),计算和校核压力损失；,再调整管径；,重复上述步骤。,对于空气管道的阻力损失的基本要求：,空气通气管道和曝气装置的总阻力损失一般要求控制在14.7,kP,a,（1.5mH,2,O柱）以内，其中：,管道的总损失控制在4.9,kP,a,（0.5mH,2,O柱）以内，,曝气装置的阻力损失为4.9,9.8,kP,a,（0.51.0mH,2,O柱）,。,b.空气管道的计算步骤：,30,C.鼓风机所需的压力,(H),：,H=h,1,+h,2,+h,3,+h,4,式中:,h,1,空气管道的沿程阻力，,mmH,2,O,；,h,2,空气管道的局部阻力，,mmH,2,O,0.5mH,2,O柱,0.51.0mH,2,O柱,4.04.5mH,2,O柱,h,4,曝气装置的阻力,，,mmH,2,O,。,h,3,曝气装置的安装深度,，,mm,；,C.鼓风机所需的压力(H)：0.5mH2O柱0.51,31,d.鼓风机的选择及鼓风机房的设计,根据设计风量和风压来选择鼓风机：,罗茨鼓风机,：,噪音大，必须采取消声措施，适用于中、小型污水厂；,离心式鼓风机,：,噪音较小，效率