活性污泥法污水处理设备.ppt

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1、3.3 活性污泥法水处理设备3.3.1 基 本 概 念 混合液悬浮固体浓度：MLSS评价活性污泥的重要指标 曝气池中污水和活性污泥混合后混合液悬浮固体的数量，单位：mg/l。取混合液100mL，以快速滤纸过滤，105烘箱内2小时烘干至恒重，称取其中固体物质的含量。按McKinney的分析：MLSS=Ma+Me+Mi+Mii式中：Ma具备活性细胞成分；Me内源代谢残留的微生物有机体；Mi未代谢的不可生化的有机悬浮固体；Mii吸附的无机悬浮固体。混合液挥发性悬浮固体浓度：MLVSS评价活性污泥的重要指标 指混合液悬浮固体中有机物的数量，单位：mg/l。取测定MLSS后的滤纸与固体物质一同放入焚烧炉

2、内，经600800 灼烧至残留物无黑色，称取残留物的含量，扣除滤纸的灰分后，即为NVSS，MLSS与NVSS的则为MLVSS。由于MLVSS中不包括Mii（吸附的无机悬浮固体），因此比MLSS更能够精确地代表活性污泥中活性生物的数量。污泥沉降比：SV30 SV30与SVI可以表示活性污泥的沉降浓缩性能，而SVI能够更确切地反应处活性污泥的松散程度和凝絮沉降性能。取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例（%）表示污泥沉降比。污泥体积指数：SVI 指曝气池出口处混合液经30分钟静止沉淀以后，1克干污泥所占的容积，简称污泥指数，单位为

3、mL/g。1L混合液沉淀30min的活性污泥体积（mL）SV(mL/L)SVI=1升混合液中悬浮固体干重（g）MLSS(g/L)评价活性污泥的重要指标污泥龄：TS评价活性污泥的重要指标 指曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥数量的比值，单位：日。由于在稳定运行时，剩余污泥量也就是新增长的污泥量，因此污泥龄就是污泥在曝气池中的平均停留时间，或污泥增长一倍平均所需要的时间。活性污泥法的基本流程 初沉池 去除污水中大颗粒的悬浮物质，根据废水的特性不同，有时可以省去。曝气池 活性污泥法的核心，是微生物吸附、代谢废水中有机污染物和部分无机物的主要场所。活性污泥法的基本流程二沉池 对活性污泥法

4、和已经处理过的废水进行固液分离，上层为已处理好的出水，排出沉淀池。下层为分离出的活性污泥，大部分由污泥回流系统送回曝气池（回流污泥），其余部分作为剩余污泥排除另行处理。曝气系统 以一定的的方法与设备，使空气中的氧（或纯氧）溶解于混合液中，并提供适当的搅拌。回流污泥 通过污泥提升设备将二沉池分离出来的活性污泥送回曝气池，维持曝气池中活性污泥的浓度。活性污泥法的基本流程活性污泥降解污水中有机物的过程 活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段：吸附阶段稳定阶段 由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的黏性物质，导致污水中的有机物转移到活性污泥上去。主要是转移到活性污泥

5、上的有机物为微生物所利用。曝 气 设 备 鼓风曝气机械曝气空气净化器 鼓 风 机 空气输配管系统 扩 散 器 竖式曝气机表面曝气机卧式曝气机鼓风曝气空气净化器 鼓 风 机 空气输配管系统 扩 散 器 空气净化器的目的是改善整个曝气系统的运行状态和防止扩散器阻塞。鼓风曝气空气净化器 鼓 风 机 空气输配管系统 扩 散 器 鼓风机供应压缩空气 风量要满足生化反应所需的氧量和能保持混合液悬浮固体呈悬浮状态。风压要满足克服管道系统和扩散器的摩阻损耗以及扩散器上部的静水压。罗茨鼓风机：适用于中小型污水厂，噪声大，必须采取消音、隔音措施离心式鼓风机：噪声小，效率高，适用于大中型污水厂鼓风曝气空气净化器 鼓

6、 风 机 扩 散 器 空气输配管系统 负责将空气输送到空气扩散器。要求沿程阻力损失小,曝气设备各点压力均衡,空气干管和支管流速符合设计要求，配备必要的手动阀和电动调节阀门。鼓风曝气空气净化器 鼓 风 机 扩 散 器 扩散器的作用是将空气分散成空气泡,增大空气和混合液之间的接触界面，把空气中的氧溶解于水中。空气输配管系统小气泡扩散器中气泡扩散器大气泡扩散器微气泡扩散器扩散器的类型微孔曝气设备微孔曝气盘 微孔曝气管 微孔曝气管微孔曝气设备测试 微孔曝气设备安装 微孔曝气设备的运行状况 穿孔曝气管膜片式微孔曝气器微孔曝气器实际安装情况微孔曝气器安装示意图双螺旋曝气器ZDB型振动曝气器KBB型可变微孔

7、曝气器机械曝气：表面曝气机 表面曝气机充氧原理：(1)曝气设备的提水和输水作用，使曝气池内液体不断循环流动,从而不断更新气液接触面,不断吸氧；(2)曝气设备旋转时在周围形成水跃，并把液体抛向空中，剧烈搅动而卷进空气；(3)曝气设备高速旋转时，在后侧形成负压区而吸入空气。机械曝气：表面曝气机 曝气的效率取决于：曝气机的性能曝气池的池形倒伞形平板形泵 形 这类曝气机的转动轴与水面平行,主要用于氧化沟。竖式曝气机卧式曝气刷泵 形倒伞形平板形表面曝气机倒伞形机械曝气器曝气转刷转刷曝气机测试中的曝气转碟沉水曝气机射流曝气器 曝 气 设 备 性 能 指 标 比较各种曝气设备性能的主要指标 氧转移率：单位为

8、mg（O2）/（Lh）。充氧能力（或动力效率）：即每消耗1kWh动力能传递到水中的氧量（或氧传递速率）,单位为kg（O2）/（kWh）。氧利用率：通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧的比例，单位为。曝 气 设 备 性 能 满足混合要求的曝气量满足混合要求的曝气量 满铺的小气泡扩散器：2.2m3/（m2 h）旋流的大中气泡扩散器：1.2m3/（m2 h）机械曝气：13W/m320()evOa SS Qb VX3.3.2 活性污泥法的设计计算 活性污泥系统工艺设计 应把整个系统作为整体来考虑，包括曝气池、二沉池、曝气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处理处置。主要设计内容：（1）工艺流程

9、选择（包括运行方式与曝气池型）；（2）曝气池容积和构筑物尺寸的确定；（3）需氧量、供气量的计算和供氧系统设计；（4）污泥回流量、剩余污泥量的计算与污泥回流设备设计。（5）二沉池的工艺设计；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：试验研究设计参数工艺流程的选择 需要调查研究和收集的基础资料：1.污水的水量水质资料 水量关系到处理规模，多种方法分析计算，注意收集率和地下水渗入量；水质决定选用的处理流程和处理程度。2.接纳污水的对象资料 3.气象水文资料 4.污水处理厂厂址资料 厂址地形资料；厂址地质资料。5.剩余污泥的出路调研 流程选择是活性污泥设计中的首

10、要问题，关系到日后运转的稳定可靠以及经济和环境效益，必须在详尽调查的基础上进行技术、经济比较，以得到先进合理的流程。曝气池的计算：纯经验方法劳伦斯（Lawronce）和麦卡蒂(McCarty)法有机物负荷率法麦金尼(McKinney)法 根据某种工艺的经验停留时间和经验去除率，确定曝气池的水力停留时间。例如：流量200m3/h，曝气池进水BOD浓150mg/L,出水要求为15mg/L，采用多点进水，求曝气池容积。多点进水经验去除率：85%90 经验停留时间：35h 取停留时间为4.5h，则曝气池容积：V2004.5m3=900m3经验水力停留时间：t有机物负荷率的两种表示方法活性污泥负荷率NS

11、（简称污泥负荷）曝气区容积负荷率NV（简称容积负荷）污泥负荷率是指单位质量活性污泥在单位时间内所能承受的BOD5量，即:式中：Ns污泥负荷率,kg BOD5/（kgMLVSSd）;qv与曝气时间相当的平均进水流量，m3/d；s0曝气池进水的平均BOD5值，mg/L；s曝气池中的污泥浓度，mg/L。污泥负荷率VqNXS0vS 容积负荷是指单位容积曝气区在单位时间内所能承受的BOD5量，即：式中：Nv容积负荷率，kg(BOD5)/(m3d)。容积负荷率XSS0vVNVqN根据上面任何一式可计算曝气池的体积，即:s0和qv是已知的，x和N可参考教材中选择。对于某些工业污水，要通过试验来确定x和N值。

12、污泥负荷率法应用方便，但需要一定的经验。VqNXS0vSXSS0vVNVqNVS0vXSS0vNqNqV 某城市污水处理厂，设计处理流量为30000m3/d，时变化系数为1.5，经沉淀后的BOD5为200mg/L，总氮为30mg/l，总磷为3mg/l，拟采用活性污泥法进行处理，希望处理后的出水BOD5为20mg/L。试计算与设计该活性污泥法处理系统。例解1.工艺流程的选择计算处理效率E：根据提供的条件，采用传统推流式活性污泥法，曝气池采用推流廊道式，运行时考虑阶段曝气法和生物吸附再生法运行的可能性，其流程如下：原废水 初沉池 曝气池 二沉池 处理出水 回流污泥 剩余污泥 90100200202

13、00E解(a)污泥负荷的确定：根据实验或经验以及所要求的处理效果，本曝气池采用的污泥负荷率（Ns）为：0.27kgBOD5/kgMLSS.d。（一般为0.20.4kgBOD5/kgMLSS.d）(b)污泥浓度的确定：根据Ns值，SVI值在80150之间，设计取SVI130，污泥回流比为35(50%左右)，经计算曝气池污泥的污泥浓度x为：2.曝气池的计算与设计lmgRRlmgSVIxwx/20007700)35.01(35.0)1(/77001301010wx66曝气池污泥浓度回流污泥浓度解(c)曝气池容积的确定：根据计算，曝气池有效容积V为：(d)曝气池停留时间的校合：2.曝气池的计算与设计小

14、时曝气池停留时间824300001000024QVT31000027.02000)20200(30000MNQVsxs解(e)曝气池主要尺寸的确定：曝气池的面积：设计2座曝气池（n=2），每座曝气池的有效的有效水深（H1）取4.0m，则每座曝气池的面积（F1）为：曝气池的宽度：设计曝气池的宽度（B）为6m，校合宽深比B/H6/4=1.5，在12之间，符合要求。曝气池的长度：LF1/B=1250/6=208m，设计取210m，校合长宽比L/B=210/6=3510，符合要求。曝气池的总高度：设计取超高（保护高度H2）为0.8m，则曝气池的总高度HH1H24.8m2.曝气池的计算与设计211250

15、42100001mHnVF解 曝气池的平面形式：设计曝气池为3廊道形式，则每廊道长L1=L/3=210/3=70m。则曝气池的平面尺寸为：曝气池长L1=70m；曝气池宽B1B36318m。2.曝气池的计算与设计解3.曝气系统的计算与设计 采用直径为300mm的圆盘式微孔曝气释放器，安装在距离曝气池的池底200mm处。据公式计算鼓风机的供气量。20()evOa SS Qb VX解4.二沉池的计算与设计 二沉池采用幅流式沉淀池，用表面负荷法计算，设计取表面负荷q=1.0m3/m2.h(一般为0.751.5)。（1）表面积：废水最大小时流量Qmax1.5Q/241.530000/24=1875m3/

16、h；沉淀池表面积AQmax/q=1875/1.0=1875m2；设计选择4座沉淀池（n=4），则每座二沉池的表面积A1为：A1A/n=1875/4=468.75m2：(2)二沉池直径：每座二沉池的直径设计取D125m;（3）有效水深：设计取分离澄清时间t为2小时（1.52.5h），则有效水深（H1）为：H1Qmaxt/A=18752/1875=2m。选用直径为25米的刮泥设备，取超高300mm，缓冲区高度300mm。根据刮泥设备的要求设计二沉池池底及泥斗部分。mAD4.2414.375.4684141解5.剩余污泥量的计算 每日污泥的增长量（剩余污泥量）为：式中：Y-污泥理论产率kg（生物量）/kg（降解的BOD5）：0.40.8 Kd-内源代谢系数d-根据实验或手册，取a值为0.6，b值为0.075，则剩余污泥量为：每天排放含水率为99.2%的剩余污泥量为：217.5吨。xdsesVKYQX)(0dtdgX/74.1/1740000200010000075.0)20200(300006.0解6.回流污泥系统的计算与设计 采用污泥回流比35，最大回流比为70，按最大回流比计算：污泥回流