活性污泥處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)

4.9 活性污泥處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì),4.9.1 概述 4.9.2 曝氣池（區(qū)）容積的計(jì)算 4.9.3 曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置的計(jì)算與設(shè)計(jì) 4.9.4 污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與剩余污泥處置,4.9.1 概述,應(yīng)把整個系統(tǒng)作為整體來考慮，包括曝氣池、二沉池、曝氣設(shè)備、回流設(shè)備等，甚至包括剩余污泥的處理處置。,1、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1） 工藝流程選擇； （2） 曝氣池容積和構(gòu)筑物尺寸的確定； （3）二沉池澄清區(qū)、污泥區(qū)的工藝設(shè)計(jì)； （4） 供氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)； （5）污泥回流設(shè)計(jì)。,3應(yīng)確定的主要參數(shù) 1） Ns MLSS（MLVSS） R SVI SV 2） K2 Y Kd a b,2、原始資料與數(shù)據(jù) 1） 水量：曝氣時間t6h，曝氣池設(shè)計(jì)流量為Q平均日；曝氣時間t36h，曝氣池設(shè)計(jì)流量為KdQ平均日（最大平均日）；曝氣時間t2h，曝氣池設(shè)計(jì)流量為KzQ平均日； 2）進(jìn)出水水質(zhì)：BOD5、BODu、COD、SS、TN、TP,工藝流程的選擇,需要調(diào)查研究和收集的基礎(chǔ)資料： 1. 污水的水量水質(zhì)資料 水量關(guān)系到處理規(guī)模，多種方法分析計(jì)算，注意收集率和地下水滲入量； 水質(zhì)決定選用的處理流程和處理程度。 2. 接納污水的對象資料 3. 氣象水文資料 4. 污水處理廠廠址資料 廠址地形資料；廠址地質(zhì)資料。 5. 剩余污泥的出路調(diào)研,4.9.2 曝氣池（區(qū)）容積的計(jì)算 方法一 （按BOD-污泥負(fù)荷）,（4-12）,（4-93）,1Ns的確定 1）完全混合式曝氣池,（4-41）,式中：K20.01680.0281, 而工業(yè)廢水K2值見表-17（P170）。 對于城市污水：Ns0.30.5（kgBOD5/kgMLSSd）,則90，SVI80150,如何確定？,2）推流式曝氣池,按經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式計(jì)算,根據(jù)Ns值，復(fù)核SVI值是否在恰當(dāng)范圍。 如果要求硝化，則應(yīng)復(fù)核使c3d,（4-96）,(4-25),1供氧的經(jīng)濟(jì)性與可能性 X太高，粘滯性，O2的擴(kuò)散阻力增大，擴(kuò)散器的動力費(fèi)用,X太高，需氧量太大，擴(kuò)散器的供氧能力活性污泥的需氧，滿足不了活性污泥對氧的需要。 X太高，既不經(jīng)濟(jì)也不可能,2活性污泥的凝聚沉淀性能 XXr，而Xr與活性污泥的沉淀性能、濃縮時間有關(guān), Xr與SVI成反比，當(dāng)SVI100， 則Xr在800012000mg/L之間,2X的確定 X高 V小，但X不能太高。X大小應(yīng)考慮以下三個因素,3二沉池與污泥回流設(shè)備的造價 X太高，二沉池負(fù)荷大，二沉池造價高 X太高，RQ回流污泥量大，回流污泥設(shè)備的造價與動力費(fèi)用,X的確定 （1） 進(jìn)入二沉池的污泥量應(yīng)等于從二沉池流出的污泥量：,（4-98）,（4-99）,不同工藝典型值見表418 P172,勞麥法,曝氣池（區(qū)）容積的計(jì)算 方法二 根據(jù)污泥齡（C）,C 高負(fù)荷0.22.5d，中負(fù)荷515d，低負(fù)荷2030d； Y0.40.8 Kd0.040.075，注意溫度修正,根據(jù)某種工藝的經(jīng)驗(yàn)停留時間和經(jīng)驗(yàn)去除率，確定曝氣池的水力停留時間。,例如：流量200m3/h，曝氣池進(jìn)水BOD濃150mg/L, 出水要求為15mg/L，采用多點(diǎn)進(jìn)水，求曝氣池容積。 多點(diǎn)進(jìn)水經(jīng)驗(yàn)去除率：85%90 經(jīng)驗(yàn)停留時間：35h 取停留時間為4.5h，則曝氣池容積： V2004.5m3=900m3,曝氣池（區(qū)）容積的計(jì)算（工程上） 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)水力停留時間（t）,1活性污泥需氧量（RO2）與曝氣設(shè)備供氣量（Gs）的計(jì)算 1）需氧量計(jì)算 （1） 日平均需氧量,（2） 最大時需氧量（O2）max,2）供氣量（Gs）計(jì)算 （1） 計(jì)算Csb,4.9.3 曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置的計(jì)算與設(shè)計(jì),（2）求曝氣設(shè)備在標(biāo)準(zhǔn)條件下脫氧清水中的供氧量R0 日平均供氧量R0,最大時供氧量（R0）max,（4-84）,（3）求曝氣設(shè)備供氣量Gs 平均時供氣量,（m3/h）,（4-70）,最大時供氣量（Gs）max,（m3/h）,1）空氣擴(kuò)散裝置（曝氣器）的選定與布置：要求EA、EP較高，且不易堵塞 2）空氣管道系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì) （1）經(jīng)濟(jì)流速： 主干管、干管：1015 m/s 豎管、支管：45 m/s 然后根據(jù)Q、V查附錄二求出對應(yīng)的管徑 （2）阻力損失計(jì)算,KPa（1.5mH2O柱）,4.9 Kpa （4.99.8）KPa,式中：h1沿程阻力損失，查附錄三求出 h2局部阻力損失，換算成當(dāng)量長度L0來計(jì)算,2鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì),K是長度換算系數(shù)表（4-23）（P176）,由計(jì)算長度L來查附錄三，求出h管。,（4-102）,（3）鼓風(fēng)曝氣壓縮空氣的絕對壓力P,（4-104）,式中：h1管路沿程阻力損失（Pa） h2管路局部阻力損失（Pa） h3曝氣器的阻力損失（Pa） 查產(chǎn)品樣本 h4曝氣器安裝深度（9.8103 Pa） h5所在地區(qū)的大氣壓（Pa） （4）空壓機(jī)所需壓力H,估算空壓機(jī)所需壓力P=,（5）鼓風(fēng)機(jī)的選擇,同型號：3臺 備用1臺 4臺 備用2臺,1.5mH2O柱,3 機(jī)械曝氣裝置的設(shè)計(jì) 1）選擇葉輪型式 2）確定葉輪直徑與軸功率,3）其它要求,葉輪速度和淹沒深度應(yīng)可調(diào),（1）回流污泥量的計(jì)算（QR）,（4-105）,SVI、X、Xr三者之間關(guān)系見 (表4-24) SVI會在一定范圍內(nèi)變化，要維持一定的X，則R就應(yīng)加以調(diào)整變化 同時X也需要根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷的變化而加以調(diào)整，為調(diào)整X也需要調(diào)整R,（4-106）, 設(shè)計(jì)按Rmax設(shè)計(jì)，并有能在較小R條件下工作的可能性，使R可以調(diào)整,4.9.4 污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與剩余污泥處置,1、污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì),（2）污泥提升設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì) 污泥泵（主要是軸流泵） 效率高、運(yùn)行穩(wěn)定，不會破壞活性污泥絮體。設(shè)回流污泥泵站，適用于大、中型污水廠, 空氣提升器 設(shè)在二沉池排泥井或曝氣池進(jìn)口處的污泥井內(nèi) 一座污泥回流井設(shè)一臺空氣提升器，并只接受一座二沉池污泥斗來的污泥 升液筒在井內(nèi)的最小淹沒水深h1（mm）見（圖4-86）,（4-107）,式中：n密度系數(shù)，一般為22.5 h2需提升的高度, 空氣用量Qu（35）Qmax提升污泥量 （查設(shè)計(jì)手冊）, 螺旋泵,優(yōu)點(diǎn)： 效率高，節(jié)省能耗，應(yīng)用廣泛 不堵塞，維護(hù)管理方便 轉(zhuǎn)速較慢，不會打碎活性污泥絮體 無其它附屬設(shè)備，直接設(shè)在曝氣池與二沉池之間 變速控制流量 缺點(diǎn)：占地較大,(1) 剩余污泥量,（4-21）,（4-112）,（4-113）,2、剩余污泥及其處置, 將含水率為99的剩余污泥送入濃縮池濃縮成含水率為（9697）的污泥，再與初沉池污泥一起去進(jìn)行厭氧消化 剩余污泥（99）濃縮與初沉池污泥相混合，并投加混凝劑后采用機(jī)械脫水。 ,(2) 剩余污泥的處置,5. 二沉池的設(shè)計(jì),2) 特點(diǎn) (1) 同時具有泥水分離和污泥濃縮的二種功能，要求池表面積A較大 (2) 進(jìn)入的混合液污泥濃度高，且具有絮凝性，屬于成層沉淀 (3) 因?yàn)榛钚晕勰噘|(zhì)輕，出流堰負(fù)荷比初沉池小，為1.7L/ms， 初沉池為2.9 L/ms,1),同時,5mm/s 7mm/s,二沉池進(jìn)水口,(4) 靜水壓力排泥的靜水頭0.9mH2O柱,3),(1) 沉淀池表面積 A,式中：u成層沉淀之沉速，0.20.5mm/s,查（表4-25）(P181),（4-114）,(2) 澄清區(qū)水深H1,式中：t水力停留時間（h），一般為11.5h,（4-115）,(3) 污泥區(qū)容積V,設(shè)計(jì)二沉池貯泥時間為2h,(4) 圓筒部分污泥區(qū)高度H2,(5) 池邊水深（有效水深）H H H1 + H2 + h2 H1H20.3 澄清區(qū) 污泥區(qū) 緩沖層,(6) 池總高度H總 H總 H + h1 + h3 + h4 池邊水深 超高 池中心與池邊落差 污泥斗高度 6. 曝氣沉淀池各部分尺寸的確定 1) 池體 （1） D20m（一般15m），受充氧能力和攪拌能力的限制D不能過大 （2） H水深5m，太深，攪拌不好，池底易于積泥 結(jié)構(gòu)尺寸的要求： （3） h3（沉淀區(qū)水深）12m，過小就會影響上升水流的穩(wěn)定 （4） 曝氣筒保護(hù)高度0.81.20m （5） 曝氣筒直壁段高度h2導(dǎo)流區(qū)高度h1 且（h2h1）0.414B（B為導(dǎo)流區(qū)寬度）,h3,H,h1,h2,V2,V3,V4,V1,2) 回流窗,回流窗總長度為曝氣筒周長的30，其調(diào)節(jié)高度為50150mm 3) 導(dǎo)流區(qū),4) V42040mm/s,確定回流縫的寬度b，b一般取值為150300mm，順流圈長度L0.40.6m。該結(jié)構(gòu)形式為防止曝氣區(qū)混合液和氣泡竄入污泥回流區(qū)，干擾沉淀；同時要使回流污泥順利回流入曝氣區(qū)。,5) 池底斜壁與水平呈45 6) 結(jié)構(gòu)容積系數(shù)為（35）, 回流縫設(shè)計(jì)： 先確定回流縫的寬度b（150300mm） 確定順流圈長度L0.40.6m 校核回流縫內(nèi)流速V4（2040mm/s）,則,1)出水總的BOD5溶解性BOD5非溶解性BOD5 （Se） 2)出水中SS Ce 2030mg/L （Xe）,3),（4-116）,式中：Ce出水中SS濃度（mg/L） Xa活的微生物在出水SS中所占比例,b微生物自身氧化率（Kd）：0.050.10 kg/kgd（d1）,7. 處理水的水質(zhì),1.42氧化1g微生物體所需氧量1.42g C5H7NO2 + 5O2 5CO2 + NH3 + 2H2O,113 160 1 X,5五天的BOD培養(yǎng)期,4) 處理出水中總BOD5值：, Se值是從濾后水樣測出的，則出水總的BOD5值應(yīng)按（4-117） 計(jì)算得出 Se值是從靜沉的水樣測出，則Ce值從靜沉下污泥中測 出，總的BOD5按（4-117）計(jì)算得出 Se值是從攪拌過的水樣中測出，則測出的Se值即為總的BOD5,（4-117）,