活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計

水處理工程技術(shù)活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計蘇少林副教授知識點主要內(nèi)容本知識點主要講授:一、曝氣池設(shè)計二、曝氣系統(tǒng)設(shè)計三、污泥回流設(shè)備設(shè)計四、二沉池設(shè)計活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計一、曝氣池設(shè)計活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計曝氣池設(shè)計

設(shè)計要求：

在進行曝氣池容積計算時，應(yīng)在一定范圍內(nèi)合理地確定污泥負(fù)荷（Ns）和污泥濃度（X）值，此外，還應(yīng)同時考慮處理效率、污泥容積指數(shù)（SVI）和污泥齡等參數(shù)。設(shè)計方法：

設(shè)計參數(shù)的來源主要有兩個途徑，一是經(jīng)驗數(shù)據(jù)，另一個是通過試驗獲得。以生活污水為主體的城市污水，主要設(shè)計參數(shù)已比較成熟，可以直接取用于設(shè)計，但是對于工業(yè)廢水，則應(yīng)通過試驗和現(xiàn)場實測以確定其各項設(shè)計參數(shù)。在工程實踐中，由于受試驗條件的限制，一般也可根據(jù)經(jīng)驗選取。活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計1.曝氣池容積的設(shè)計計算采用污泥負(fù)荷，根據(jù)污泥負(fù)荷的定義：Ns=QSa/XV，可以求得曝氣池的容積（m3）由上式可見，正確、合理和適度地確定污泥負(fù)荷值（Ns）和混合液污泥濃度（X）是正確確定曝氣池容積的關(guān)鍵?；钚晕勰喾üに囅到y(tǒng)設(shè)計污泥負(fù)荷一般根據(jù)經(jīng)驗確定。但需加以校核，校核公式如下：式中Se——處理水中BOD5濃度，mg/L或kg/m3；f——曝氣池混合液揮發(fā)性懸浮固體與混合液懸浮固體比值，即MLVSS/MLSS，對于城市污水一般在0.75～0.85之間；η——原污水BOD5去除率，％，即（Sa－Se）/Sa；K2——系數(shù)，對于城市污水一般在0.0168～0.0281之間。（1）污泥負(fù)荷的確定活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計一般回流污泥的濃度可近似地按下式計算：（mg/L）式中r

為二次沉淀池中污泥綜合系數(shù)，一般取值1.2左右?；旌弦何勰酀舛龋╔）和污泥回流比（R）以及回流污泥的濃度（Xr）之間的關(guān)系為：由上面兩式可得出估算混合液污泥濃度的公式：（2）混合液污泥濃度的確定活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計（1）需氧量活性污泥法處理系統(tǒng)的需氧量一般可由下列公式求得：污水的a'、b'值可以從表中選取。2.需氧量和供氣量的計算活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計（2）供氣量①影響氧轉(zhuǎn)移的因素A.氧的飽和濃度（Cs）氧轉(zhuǎn)移效率與氧的飽和濃度成正比，不同溫度下飽和溶解氧的濃度也不同?；钚晕勰喾üに囅到y(tǒng)設(shè)計B.水溫在相同的氣壓下，溫度對氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)（KLa）和Cs也有影響。溫度升高，有利于氧分子的轉(zhuǎn)移，KLa值隨著上升，而Cs值則下降。溫度對KLa值的影響，一般可通過下式校正：活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計C.污水性質(zhì)

a.污水中含有的各種雜質(zhì)對氧的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生一定的影響，將適用于清水的KLa用于污水時，需要用系數(shù)α進行修正。污水的KLa=α·清水的KLa修正系數(shù)α值可通過試驗確定。一般α值為0.8～0.85。

b.污水中的鹽類也影響氧在水中的飽和度（Cs），污水Cs值用清水Cs值乘以β值來修正，β值一般介于0.9～0.97之間。

活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計

c.大氣壓影響氧氣的分壓，因此影響氧的傳遞，進而影響Cs。氣壓增高，Cs值升高。對于大氣壓不是1.013×105Pa的地區(qū)，Cs值應(yīng)乘以壓力修正系數(shù)ρ，ρ=所在地區(qū)的實際氣壓/（1.013×105Pa）。

d.對于鼓風(fēng)曝氣池，空氣壓力還與池水深度有關(guān)。鼓風(fēng)曝氣池內(nèi)的Cs值應(yīng)是擴散裝置出口和混合液表面兩處溶解氧飽和濃度的平均值，按下式計算：活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計

另外，氧的轉(zhuǎn)移還和氣泡的大小、液體的紊動程度、氣泡與液體的接觸時間有關(guān)。空氣擴散裝置的性能決定氣泡直徑的大小。氣泡越小，接觸面積越大，將提高KLa值，有利于氧的轉(zhuǎn)移；但另一方面不利于紊動，從而不利于氧的轉(zhuǎn)移。氣泡與液體的接觸時間越長，越利于氧的轉(zhuǎn)移。氧從氣泡中轉(zhuǎn)移到液體中，逐漸使氣泡周圍液膜的含氧量飽和，因而，氧的轉(zhuǎn)移效率又取決于液膜的更新速度。紊流和氣泡的形成、上升、破裂，都有助于氣泡液膜的更新和氧的轉(zhuǎn)移。從上述分析可見，氧的轉(zhuǎn)移效率取決于氣相中氧分壓梯度、液相中氧的濃度梯度、氣液之間的接觸面積和接觸時間、水溫、污水的性質(zhì)和水流的紊動程度等因素?；钚晕勰喾üに囅到y(tǒng)設(shè)計②供氣量的計算在標(biāo)準(zhǔn)條件下，轉(zhuǎn)移到曝氣池混合液的總氧量（R0）為：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是指：水溫20℃，大氣壓為1.013×105Pa，測定用水是脫氧清水。在式（a）中引入各項修正系數(shù)，可得在實際條件下，轉(zhuǎn)移到曝氣池混合液的總氧量（R）：（a）

(b)活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計聯(lián)立式（a）和式(b)可得：(c)R根據(jù)公式求定。R0值可以由式(c)求出活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計

在一般情況下，R/R0=1.33~1.61，即在實際工程中所需的空氣量比標(biāo)準(zhǔn)條件下多33％～61％。氧轉(zhuǎn)移效率（氧利用效率）為：活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計對鼓風(fēng)曝氣，各種空氣擴散裝置在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，EA是廠商提供的，因此，供氣量可以通過下式計算，即：對機械曝氣，各種葉輪的充氧量與葉輪直徑和葉輪線速度的關(guān)系，也是廠商通過實際測定確定并提供的。如泵型葉輪的充氧量可按下列經(jīng)驗公式計算：活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計二、曝氣系統(tǒng)設(shè)計活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計1.空氣擴散裝置目前應(yīng)用較多的是微孔曝氣器。微孔曝氣器直徑為215～260mm，服務(wù)面積為0.3～0.8m2/個。曝氣系統(tǒng)設(shè)計活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)曝氣池池底面積和曝氣器的服務(wù)面積，可以計算出所需曝氣器的數(shù)量。

微孔曝氣器的曝氣量為1.5～5.0m3/(個·h)，曝氣池的工作氣量應(yīng)與按需氧量計算出的供氣量相匹配，否則應(yīng)進行調(diào)整。微孔曝氣器一般安裝于曝氣池池底，膜片距池底約200～250mm活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計2.曝氣器管網(wǎng)設(shè)計曝氣器的一般采用回環(huán)式管網(wǎng)布置，可使每個曝氣器的進氣壓力相等，達到沿池面均勻曝氣的效果?？諝飧晒芰魉僖话闳?0～15m/s，支管流速取5m/s。曝氣池外采用焊接鋼管，池內(nèi)采用ABS管連接?；钚晕勰喾üに囅到y(tǒng)設(shè)計3.鼓風(fēng)機的選擇中、小型污水處理廠（站）一般選用羅茨鼓風(fēng)機，大、中污水處理廠還可選用離心鼓風(fēng)機。鼓風(fēng)機的升壓（H）≥微孔曝氣器的膜片距曝氣池液面的距離（H0）+阻力損失（Σhf）。在缺少數(shù)據(jù)的情況下，也可按H≥H0+1(m)估算。在同一供氣系統(tǒng)中，應(yīng)盡量選擇同一型號的鼓風(fēng)機。當(dāng)工作鼓風(fēng)機≤3臺時，備用1臺；工作鼓風(fēng)機≥4臺時，備用2臺。鼓風(fēng)機選好后，再按鼓風(fēng)機的實際流量校核管網(wǎng)系統(tǒng)的流速和阻力，并進行適當(dāng)調(diào)整?；钚晕勰喾üに囅到y(tǒng)設(shè)計三、污泥回流設(shè)備的設(shè)計活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計污泥回流設(shè)備的設(shè)計首先確定回流污泥濃度，可按下式計算：式中，r為綜合系數(shù)，一般取為1.2。污泥回流比的計算公式如下：在進行污泥回流設(shè)備的設(shè)計時，應(yīng)按最大回流比設(shè)計，并使其具有在較小回流比時工作的可能性，以便使回流污泥量可以在一定幅度內(nèi)變化?；钚晕勰喾üに囅到y(tǒng)設(shè)計

活性污泥的回流設(shè)備有提升設(shè)備和輸泥管渠等，常用的污泥提升設(shè)備是污泥泵和空氣提升器。污泥泵的型式主要有螺旋泵和軸流泵，其運行效率較高，可用于各種規(guī)模的污水處理工程。選擇污泥泵時，應(yīng)首先考慮的因素是不破壞污泥的特性，且運行穩(wěn)定可靠等。設(shè)回流污泥泵站，適用于大、中型污水廠。活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計

空氣提升器結(jié)構(gòu)簡單、管理方便，并可在提升過程中對污泥進行充氧，但效率較低，因此，常用于中、小型鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。設(shè)在二沉池排泥井或曝氣池進口處的污泥井內(nèi)。一座污泥回流井只設(shè)一臺空氣提升器，并只接受一座二沉池污泥斗來的污泥。活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計四、二沉池設(shè)計活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計

二沉池設(shè)計二次沉淀池設(shè)計的主要內(nèi)容包括：池型的選擇；沉淀池的面積；有效水深的計算；污泥區(qū)容積計算；污泥排放量計算等。帶有刮吸泥設(shè)施的輻流式沉淀池，比較適合大、中型污水處理廠；小型污水處理廠則多采用豎流式沉淀池或多斗式平流式沉淀池。1.二次沉淀池池型的選擇活性污泥法工藝系統(tǒng)設(shè)計2.二次沉淀池面積和有效水深計算二次沉淀池面積和有效水深的計算公式如下：二次沉淀池面積以最大時流量作為設(shè)計流量，而不計回流污泥量。但中心管的計算，則應(yīng)包括回流污泥量在內(nèi)?；钚晕勰喾üに囅到y(tǒng)設(shè)計3.污泥斗容積的計算污泥斗的作用是貯存和濃縮沉淀污泥，由于活性污泥因缺氧而失去活性和腐敗，所以污泥斗容積不宜過大。對于分建式二次沉淀池，一般污泥斗的貯泥時間為2h。可采用下列公式計算污泥斗容積?；钚晕勰喾üに囅到y(tǒng)設(shè)計4.污泥排放量的計算二次沉淀池中的污泥部分作為剩余污泥排放，其污泥排放量應(yīng)等于污泥增長量（ΔX）可用下式確定去除單