城市污水處理流量 立方米每天的活性污泥法曝氣池設(shè)計

1、目 錄1前言 1 1.1 活性污泥法中曝氣池研究背景及意義1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢22活性污泥33曝氣池的型式與構(gòu)造4 3.1曝氣池的類型4 3.2曝氣池的流態(tài)4 3.3曝氣池的構(gòu)造44工藝計算與設(shè)計的主要內(nèi)容5 4.1設(shè)計參數(shù)5 4.2池體結(jié)構(gòu)設(shè)計7 4.3曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算85活性污泥異?，F(xiàn)象與對策12 5.1污泥沉淀12 5.2污泥上浮12 5.3污泥解體126 總結(jié)12參考文獻13II 城市污水處理流量：10000 m3/d的活性污泥法曝氣池設(shè)計 摘要：回顧了活性污泥法的發(fā)展歷程，介紹了近年來活性污泥法在具體廢水應(yīng)用方面的進展，及特殊因子對活性污泥活性的影響，以期為未來活性污

2、泥法在我國的發(fā)展提供參考。指出針對不同類型廢水研究相應(yīng)的活性污泥法處理工藝，及與各學(xué)科配合開發(fā)新型活性污泥工藝方面有較好前景。關(guān)鍵詞：活性污泥法 污水處理 特殊因子 Abstract the history of the activated sludge process, introduced in recent years, activated sludge in wastewater application progress, and the influence of special factors on the activity of activated sludge, in order

3、 to provide a reference for the future of activated sludge in the development of our country. Points out that the activated sludge treatment process of different types of wastewater corresponding, and with each subject with the development of new activated sludge process have good prospects. Keyword

4、s: activated sludge wastewater treatment of special factors01 1前言1.1 活性污泥法中曝氣池研究背景及意義 活性污泥處理工藝自1914年被A1dern和Leekett發(fā)明之后,由于其經(jīng)濟、可靠的優(yōu)勢而得到廣泛應(yīng)用。所謂活性污泥法，是指將空氣連續(xù)鼓入大量溶解有機污染物的廢水中，經(jīng)過一段時間，水中形成絮凝體活性污泥。在活性污泥上棲息、生活著大量的好氧微生物，這些微生物以溶解性有機物為食料，獲得能量，并不斷增長，使廢水得以凈化處理。目前，活性污泥法是生活污水、城市污水以及有機性工業(yè)廢水處理中最常用的工藝之一。 在將近90年的歷史中，隨著

5、實際生產(chǎn)上的廣泛應(yīng)用和技術(shù)上的不斷革新改進，特別是近幾十年來，有關(guān)生物處理專家和技術(shù)工作者就活性污泥的反應(yīng)機理、降解功能、運行方式、工藝系統(tǒng)等方面進行了大量的研究工作，是活性污泥處理系統(tǒng)在凈化功能和工藝系統(tǒng)方面取得了顯著的進展，出現(xiàn)了多種能夠適應(yīng)各種條件的工藝流程。 在凈化功能方面，改變過去以去除有機污染物為主要功能的傳統(tǒng)模式。在工藝系統(tǒng)方面，開創(chuàng)了多種旨在提高充氧能力、增加混合液污泥濃度、強化活性污泥微生物的代謝功能的高效活性污泥法處理。例如，間歇式活性污泥法（簡稱SBR法），SBR按周期運行，每個循環(huán)包括進水、反應(yīng)、沉淀、排放、閑置五個工序。進水階段：此時，池內(nèi)活性污泥濃度最高，對進水負荷

6、有強大的抗沖擊力，廢水中有機污染物被吸附或降解。反應(yīng)階段：開啟曝氣系統(tǒng)充氣，使污染物進行生化分解，反應(yīng)池中開成厭氧-缺氧-好氧交替過程，能很好的去除廢水中COD、BOD，同時，對廢水中N、P也有很好的去除效果，此階段，反應(yīng)所需時間直接影響到廢水處理工藝的運行周期。沉淀階段：停止充氣和攪拌，反應(yīng)池靜止，活性污泥重力沉降和上清液分離，沉淀時間短，沉淀效率高。排水排泥階段：排出上清液和過剩的活性污泥，恢復(fù)反應(yīng)器有效容積。閑置階段：目的是讓活性污泥恢復(fù)活性，為下個周期創(chuàng)造良好的初始條件。完全混合法，在分步曝氣的基礎(chǔ)上，進一步大大增加進水點，同時相應(yīng)增加回流污泥并使其在曝氣池中迅速混合。入流出現(xiàn)沖擊負荷

7、時，池液的組成變化也較小，因為驟然增加的負荷可為全池混合液所分擔，而不是像推流中僅僅由部分回流污泥來承擔。完全混合池是一個大的緩沖器和均和池，在工業(yè)污水的處理中有一定優(yōu)點。延時曝氣法，是活性污泥在時間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，曝氣時間很長，達24 h甚至更長，MLSS達到3 0006 000 mg/L，剩余污泥少而穩(wěn)定，無需消化，可直接排放?；钚晕勰嘣跁r間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥少而穩(wěn)定，無需消化，可直接排放。另外，還有淺層曝氣，深層曝氣，高負荷曝氣或變形曝氣，克勞斯法，接觸穩(wěn)定法，純氧曝氣，活性污泥生物濾池（ABF工藝），吸附生物降解工藝（AB法）等。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及

8、發(fā)展趨勢 傳統(tǒng)工藝系連續(xù)流運行方式，且從曝氣池前端進水。運行方式的早期改進是多點進水工藝。多點進水最初的目的是平衡沿池的污泥負荷及需氧量，但后來被漸減曝氣工藝所取代。當采用串級反硝化工藝時，多點進水被用來補充各缺氧段的碳源。多點進水運行方式的另一個新用途是緩沖水力沖擊負荷。當雨季進入活性污泥系統(tǒng)的流量增大時，改為多點進水運行可有效防止污泥流失。 SBR是間歇運行的活性污泥工藝，曝氣和沉淀在同一池內(nèi)完成，省去了二沉池和回流系統(tǒng)，使運行簡單化。最初的SBR系間歇進水間歇出水運行。后來，在反應(yīng)器內(nèi)加入前置區(qū)，實現(xiàn)了連續(xù)進水間歇出水運行。這一改進的目的是為脫氮除磷過程補充碳源，另外兼有抑制絲狀菌增長的

9、作用。對應(yīng)的工藝有CASS和ICEAS。CASS為周期循環(huán)活性污泥系統(tǒng)，是Trausenviro公司的專利工藝。ICEAS為間歇循環(huán)延時曝氣系統(tǒng)，是ABJ公司的專利工藝。這兩種工藝的本質(zhì)特征都是連續(xù)進水間歇出水，屬同一種工藝。另外還有多種SBR工藝，如Aqua SBR、Om Niflo SBR、BPAS、Fluidyne等。所有這些工藝都是在曝氣設(shè)備和潷水器上作了改進，運行方式上與最初SBR一致。T型氧化溝是另外一種間歇運行方式，兩個邊溝周期性地處于曝氣和沉淀狀態(tài)，因此也省去了二沉池和回流系統(tǒng)。合理調(diào)整運行周期和程序，T型氧化溝也可以進行硝化和反硝化。 T型氧化溝的缺點是轉(zhuǎn)刷利用率太低，脫氮效

10、率也不高。為此，Kruger公司又開發(fā)了De型氧化溝。該種氧化溝屬半間歇式運行，設(shè)有二沉池及回流系統(tǒng)。兩個溝為一組，交替處于硝化反硝化狀態(tài)。只脫氮的De氧化溝稱之為Biodenitro工藝；在氧化溝外設(shè)厭氧池，實現(xiàn)除磷時，稱之為Biodenpho工藝。由于增設(shè)了二沉池及回流系統(tǒng)，DE溝的轉(zhuǎn)刷利用率明顯提高。 間歇運行一個最新的改進是Seghers公司的Unitank工藝。該工藝的運行方式類似于T型氧化溝，但運行程序似乎更趨優(yōu)化。2活性污泥（activated sludge）可分為好氧活性污泥和厭氧顆粒活性污泥，不論是哪一種，活性污泥都是由各種微生物、有機物和無機物膠體、懸浮物構(gòu)成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的肉

11、眼可見的 絨絮狀微生物共生體。這樣的共生體有很強的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解很多的污染物，可以達到處理和凈化污水的目的。3 曝氣池的型式與構(gòu)造3.1 曝氣池的類型 根據(jù)混合液在曝氣池內(nèi)的流態(tài)，可分為推流式、完全混合式和循環(huán)混合式三種； 根據(jù)曝氣方式，可分為鼓風(fēng)曝氣池、機械曝氣池以及二者聯(lián)合使用的機械 根據(jù)曝氣池的形狀，可分為長方廊道形、圓形、方形以及環(huán)狀跑道形等四種； 根據(jù)曝氣池與二沉池之間的關(guān)系，可分為合建式（即曝氣沉淀池）和分建式兩種。3.2 曝氣池的流態(tài) 推流式曝氣池 完全混合式曝氣池 循環(huán)混合式曝氣池：氧化溝3.3 曝氣池的構(gòu)造曝氣池在構(gòu)造上應(yīng)滿足曝氣充氧、混合的要求，因此，曝

12、氣池的構(gòu)造首先取決于曝氣方式和所采用的曝氣裝置，如進口曝氣管的鋪設(shè)。在活性污泥法中，曝氣的作用主要有： 充氧：向活性污泥中的微生物提供溶解氧，滿足其在生長和代謝過程中所需的氧量。 攪動混合：使活性污泥在曝氣池內(nèi)處于懸浮狀態(tài)，與廢水充分接觸。 進行活性污泥系統(tǒng)的工藝計算和設(shè)計時，首先應(yīng)比較充 分地掌握與廢水、污泥有關(guān)的原始資料并確定設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要有：廢水的水量、水質(zhì)及其變化規(guī)律；對處理后出水的水質(zhì)要求；對處理中產(chǎn)生的污泥的 處理要求；污泥負荷率與BOD5的去除率；混合液濃度與污泥回流 比。¾¾以上屬于設(shè)計所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。對生活污水和城市污水以及與其類似的工業(yè)廢水

13、，已有一套成熟和完整的 設(shè)計數(shù)據(jù)和規(guī)范，一般可以直接應(yīng)用；對于一些性質(zhì)與生活污水相差較大的工業(yè)廢水或城市廢水，一般需要通過試驗來確定有關(guān)的設(shè)計參數(shù)。4 工藝計算與設(shè)計的主要內(nèi)容活性污泥系統(tǒng)由曝氣池、二次沉淀池及污泥回流設(shè)備等組成。其工藝計算與設(shè)計主要包括：1)工藝流程的選擇主要依據(jù)：廢水的水量、水質(zhì)及變化規(guī)律；對處理 后出水的水質(zhì)要求；對處理中所產(chǎn)生的污泥的處理要求；當?shù)氐牡乩砦恢谩⒌刭|(zhì)條件、氣候條件等；當?shù)氐氖┕に揭约疤幚韽S建成后運行管理人員的技術(shù)水 平等；工期要求以及限期達標的要求；綜合分析工藝在技術(shù)上的可行性和先進性以及經(jīng)濟上的可能性和合理性等；對于工程量大、建設(shè)費用高的工程，則應(yīng)進

14、行多種工藝流程的比較后才能確定；2)曝氣池的計算與設(shè)計；3)曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計；4)二次沉淀池的計算與設(shè)計；5)污泥回流系統(tǒng)的計算與設(shè)計。 4.1 設(shè)計參數(shù) 日設(shè)計生活污水流量：10000 m3/d，時變化系數(shù)1.4；BOD5：300mg/L；處理后出水BOD5：25 mg/L。 處理效率E式中 La進水BOD5濃度，kg/m3, La=0.3kg/m3 Lt出水BOD5 濃度，kg/m3，Lt0.025kg/m3 Lr去除的BOD5濃度，kg/m3Lr=0.30.025=0.275kg/m3污水負荷NS的確定選取NS0.3 kgBOD5kgMLVSSd污泥濃度的確定（1）混合液污泥濃度（混

15、合液懸浮物濃度）X (MLSS)式中 SVI污泥指數(shù)。根據(jù)NS值，取SVI=120 r二沉池中污泥綜合指數(shù)，取r=1.2R污泥回流比。取R=50%kg/m3（2）混合液揮發(fā)性懸浮物濃度X (MLVSS)XfX式中 f系數(shù)，MLVSS/MLSS，取f=0.7X0.73.32.3 kg/m3（3）污泥回流濃度Xr核算污泥回流比RR49%，取50%容積負荷NvNvXNs2.30.30.69 kgBOD5/m3d曝氣池容積V式中 Q設(shè)計流量，m3/d。水力停留時間（1）名義水力停留時間tm（2）實際水力停留時間ts剩余污泥量XXa Q LrbVX式中 a污泥產(chǎn)率系數(shù)，取a0.6b污泥自身氧化率，取b0

16、.05Xa Q LrbVX0.61200240.18-0.0575132.32246.6 kg/d污泥齡C4.2 池體結(jié)構(gòu)設(shè)計采用推流式鼓風(fēng)曝氣(1)曝氣池積設(shè)計5曝氣池，每組容積V1=46666.7/5=9333.34m設(shè)計曝氣池深6m每組曝氣池面積S1=V/H=9333.34/6=1555.56 m2(2)曝氣池寬度取池寬6米(3)曝氣池長度(4)曝氣池平面形式設(shè)計其為三廊道式，則每廊道長L1=259.26/3 90m，如圖 圖4.2 曝氣池平面圖 4.3 曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算（1）需氧量計算日平均需氧量 O2aQLr + bVX式中 a微生物氧化分解有機物過程中的需氧率； b污泥自身氧化需氧

17、率。 取a= 0.5 b= 0.15 O20.51400000.23+0.1546666.72.3=32200.01kg/d=1341.67kg/h去除每公斤BOD5需氧量O2最大需氧量O2maxO2maxaQLrK + bVX 取最大需氧量變化系數(shù)K=1.4O2max=0.51400000.231.4+0.1546666.72.3=38640.01kg/h=1610kg/h（2）供氧量計算 采用膜片式微孔曝氣裝置，距池底0.2m，故淹沒水沉為5.8m，最高水溫采用30溶解氧飽和度CS查三廢P500表得：水溫20時，CS（20）=9.17mg/L水溫30時，CS（30）=7.63mg/L曝氣器

18、出口絕對壓力PbPb = P + 9.8103H式中 P標準大氣壓，P=1.013105Pa H曝氣器安置深度Pb =1.013105+9.81035.8=1.5814105Pa空氣離開曝氣池面時，氧的百分比Ot式中 EA氧轉(zhuǎn)移率，%，對膜片式微孔曝氣器，選EA=18% 曝氣池混合液平均飽和濃度Csb(T) 按最不利溫度考慮 T=30 20條件下，脫氧清水充氧量R0 式中 R實際條件下充氧量， 廢水液相傳質(zhì)系數(shù)KLa的修正系數(shù)，取=0.8 廢水CS的修正系數(shù)，取=0.9 壓力修正系數(shù)，取=1 C氧實際濃度，取C = 2 mg/L 最大時需氧的充氧量R0max 曝氣池平均時供氣量GS 最大時供氣

19、量GSmax 去除每公斤BOD5的供氣量 每m3污水的供氣量（3）空氣管計算 按曝氣池平面圖布置空氣管道，在相鄰兩個廊道的隔墻上設(shè)一根空氣干管，共八根干管。在每根干管上設(shè)九對配氣豎管，共18條配氣豎管。全曝氣池共設(shè)135條配氣豎管。 每根豎管的供氣量 空氣擴散器總數(shù) 曝氣池平面面積9090=8100m2 取微孔曝氣器服務(wù)面積1m2曝氣器總數(shù)：8100個 每根豎管上安設(shè)的曝氣器數(shù)目 8100/135=60個每個曝氣器的配氣量 49367.41/8100=6.09空氣管路計算表4.1 空氣管路計算表管 段編 號管段長度L(m)流量m3/h空氣流速(m/s)管徑D(mm)配 件（個）管道當量長度L0

20、(m)管道計算長度L+L0壓力損失ih1+h217161615151414131312121111101099887766554433221總計0.50.50.50.50.251.86.455.55.55.55.55.517.810530100.83.677.3411.0114.6818.3536.7110.1220.2440.4660.6880.8110113222643.93965.87931.57931.55.194.008.0015.5810.3413.859.7411.6914.9711.4613.8623232323235010010010015015020020025035045

21、0彎頭1三通1三通1三通1三通1三通1異形管1閘門1彎頭3四通1異形管1三通1四通1四通1異形管1四通1四通1異形管1彎頭2四通1三通1異形管1三通1異形管1三通1異形管10.451.191.191.191.192.148.584.652.103.993.425.6312.8720.2930.3941.090.951.691.691.691.443.9415.0314.087.69.498.9211.1330.6730.2935.3971.090.651.303.7266.3169.6691.0440.2490.9683.5821.1501.6840.6010.8461.0260.3970.4

22、140.612.166.1710.4613.644.033.6713.3626.6810.6914.726.5625.4330.4613.7728.84211.25空氣管總壓頭損失為567.6919.8=6.8KPa 膜片式曝氣頭壓力損失為5KPa 總壓頭損失為11.8 KPa，取12 KPa（4）鼓風(fēng)機選用總風(fēng)量確定最大時：GSTmax=3Gsmax=349367.41m3/h=148102.23 m3/min平均時：GST=3Gs=341139.63m3/h=123418.89m3/min風(fēng)壓確定H = (h1 + h2 + h3 + h4) 9.8式中 h1空氣管道沿程損失，mH2Oh2空氣局部阻力，mH2O h3曝氣頭安置深度h4空氣擴散阻力（曝氣裝置）H鼓風(fēng)機所需壓力 H = (h1 + h2 + h3 + h4) 9.8=（6-0.2+1.0）9.8=66.64KPa選型號選用高速空氣懸浮離心鼓風(fēng)機5臺，風(fēng)機風(fēng)壓為70KPa，風(fēng)量15萬m3/min，正常條件下3臺工作2臺備用。5 活性污泥系統(tǒng)的異?，F(xiàn)象與對策5.1污泥沉淀現(xiàn)象：活性污泥呈灰黑色、污泥發(fā)生厭氧反應(yīng)，污泥中出現(xiàn)硫細菌，出水水質(zhì)惡化；原因：1)負荷量增高；2)曝氣不足；3)工業(yè)廢水的流入等；對策：1)控制負荷量；2