《水污染控制工程》第三章 活性污泥法4

V

QcY Sa Se X V 1 Kdc
（3-35）
式中：
Q—曝气池的设计流量（m3/d）；
θ—设计污泥龄（d），高负荷时取值0.2~2.5;中负荷时为5~15，低负荷时
取值20~30；
Y—污泥产率系数，在200C时以BOD计，Y=0.4~0.8，如处理系统无初沉
池，Y值须通过试验确定；
关键在于正确选用a’、b ’值，求定方法：
（1）试验法 通过试验取得数据或归纳污水处理厂的运行数据，以
1
为横坐标，以 O2 为纵坐标。通过图解法求定。
NS
（2）经验值 QS r
曝气系统与空气扩散装置的计算与设计
曝气池的需氧量随BOD—污泥负荷率（Ns）而 变化，二者之间关系经验数据见下表。
曝气系统与空气扩散装置的计算与设计
曝气系统与空气扩散装置的计算与设计
空气管道计算，根据流量（Q）、流速（v）按排水工程下册附录2选定管径， 然后在核算压力损失，调整管径。
在计算确定BOD—污N泥S 负0荷.0率12的95基S础e1.1上918，（还3必-3须2）进一步复核相应的污
泥指数SVI是否在正常运行的允许范围内
生活污水
一般而言，对于城市污水BOD—污泥负荷率多取值为 0.3~0.5kgBOD5/（kgMLSSd），BOD5的去除率可达到90%以上， 污泥吸附性能和沉降性能较好，SVI值在80~150之间。
Kd值应按当地冬季和夏季的污水温度加以修正，修正公式为：
式中：
KdT Kd20
T 20 T
KKdd2T0——T200C0C时时的的KKd值d值（（d-d1）-1） θT—温度系数，取值1.02~1.06，一般为1.04。
剩余污泥量的计算
根据污泥表观产率系数计算
X
YobsQ Sa
率也不同，有机物降解效果也不同。因此确定BOD污泥负荷率，
应根据处理后出水BOD5值（Se）考虑。 完全混合式：
根据式（2-38）得：
因


Sa Sa
Sa Se X vt
Se 故
K2Se
Sa Sa


Se
（3-32）第二章P99 （3-33）
因
f MLVSS X v MLSS X
Xr

10 6 SVI
r
（3-33）
式中：
Xr——回流污泥浓度，mg/L; SVI ——污泥容积指数，mL/g;
r——考虑污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥厚度 等因数的有关系数，一般为1 .2左右。
混合液污泥浓度（X）的确定
（2）混合液污泥浓度
V, Se, X Q
曝气池
S0
忽略在曝气池中的增长
r
R——污泥回流比；
（3-34）
根据污泥回流比R 确定污泥浓度X 或根据污泥浓度X
X——曝气池混合液污泥浓度，mg/L;
确定污泥回流比R
Xr——回流污泥浓度，mg/L。
曝气池（区）容积的计算
曝气池（区）容积按污泥龄（θ c）进行计算
依据式（2-56）得：
Xa

cY S0 Se t1 Kdc
第四节 活性污泥法的设计计算
第3模块：阐释活性污泥法降解有机物工艺问题
第3章 污水的好氧生物处理—活性污泥法
活性污泥法的基本概念和流程 气体传递、曝气池和曝气设备 活性污泥法的设计计算及运行
活性污泥法的基本概念 评价活性污泥的重要指标 活性污泥法降解有机物的过程 活性污泥工艺的发展与演变
双膜理论 氧转移原理 需氧量的计算 供氧量及供气量的计算
2.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（干管、支管及分支管）。 鼓风曝气系统设计的主要内容：空气扩散装置的选定，并对其进 行布置空气管道布置与计算，鼓风机型号与台数的确定，鼓风机 房的设计。
（1）空气扩散装置的选定与布置 主要考虑如下因素： ①应具有较高的氧利用率（EA）和动力效率（EP）； ②不易堵塞，出现故障易排除，便于维护管理； ③构造简单，便于安装，造价及成本低； ④污水水质、地区条件及曝气池池型、水深等。
在寒冷地区修建的活性污泥法系统，曝气池应采用较低的BOD— 污泥负荷率，一般不宜高于0.2kgBOD5/（kgMLSSd），以在一 定程度上补偿由于水温低对生物反应带来的不利影响。
混合液污泥浓度（X）的确定
（1）回流污泥浓度
回流污泥来自二沉池，混合液在量筒中沉淀30min后形成的污 泥基本可以代表混合液在二沉池中形成的污泥。
O2 a'QS r b'VX V
见（3-27）
O2

QS0 Se
0.68

1.42XV
见（3-29）
由（3-27）得：
O2 QSr
O2
a'
b' NS'
（3-37）
式中：△O2—去除1kgBOD5的需氧量； NS ‘—BOD-污泥去除负荷率。
曝气系统与空气扩散装置的计算与设计
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
流程选择是活性污泥设计中的首要问题，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。
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
SXK和eVd—夏——处季衰混理的减合水污系液的水数挥B温（发O度d性D-1值加悬）（以浮，m修固20g正0体/CL，平时）修均的；正浓常公度数式（值为m为g：0/.L0）4~；0.075。Kd值应按当地冬季
KdT Kd20
T 20 T
式中：
KKdd2T0——T200C0C时时的的KKd值d值（（d-1d）-1） θT—温度系数，取值1.02~1.06.
BOD—污泥负荷率具有微生物对有机物代谢方面的含义，容积 负荷率则纯属经验数据； 正确、合理和适度确定BOD-污泥负荷率（NS）和混合液污泥 浓度（X）（MLSS）是计算曝气池（区）的关键。
BOD—污泥负荷率（NS）的确定 （1）按处理后水BOD5值（Se）计算
污泥负荷率实质为F：M值。微生物增殖期不同，污泥负荷
故 X X v （3-34）
f
将（3-32）、（3-33）、（3-34）代入（3-30）得：
Ns
QS a XV
Sa Se f
X vt

K2Se f

（3-35）
BOD—污泥负荷率（NS）的确定
K2值的确定： 完全混合式曝气池：
城市污水：K2=0.0168~0.0281 工业废水：
根据计算出的总供气量和每个空气扩散装置的通气量、服务面积、 曝气池池底面积等数据，计算确定空气扩散装置的数目，并进行 布置。
曝气系统与空气扩散装置的计算与设计
（2）空气管道系统的计算与设计 ①一般规定 空气管道系统是从鼓风机出口到空气扩散装置的空气输送 管道，一般使用焊接钢管。 小型污水处理站的空气管道系统一般为枝状，而大、中型 污水处理厂则宜联成环状，以安全供气。 空气管道一般敷设在地面上，接入曝气池的管道，应高于 池水面0.5m以免产生回水现象。 空气管道的流速：干、支管为10~15m/s，通向空气扩散装 置的竖管、小支管为4~5m/s。 ②空气管道的计算 空气管道和空气扩散装置的压力损失，一般控制在14.7kPa （1.5m）以内，其中空气管道的总损失控制在4.9kPa（0.5m） 以内，空气扩散装置的阻力损失为4.9~9.8kPa（0.5~1.0m）。
曝气池容积计算方法
剩余污泥量的计算方法
曝气系统与空气扩散装置 的计算与设计
设计及运行中的重要问题
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；
V＝200×4.5=900m3
剩余污泥量的计算
1.根据污泥产率或表观产率系数计算
根据污泥产率系数计算
X Y Sa Se Q KdVXV
式中：
见（2-48）
△X——每日增长（排放）的挥发性污泥量（VSS），kg/d;
Q（Sa-Se）——每日的有机物降解量，kg/d;
VXV——曝气池内混合液挥发性悬浮固体总量，kg；XV=MLVSS； Y——污泥产率系数（kgVSS/kgBOD5），200C为0.4~0.8； Kd ——衰减系数（污泥自身氧化率）， kgVSS/kgVSSd或d-1， 200C为0.04~0.075。
曝气池容积计 算方法
污泥负荷法 污泥龄法
水力停留时间
曝气池（区）容积的计算
BOD—污泥负荷率： 曝气池内单位重量（干重）的活性污泥，在单位时间内能够 接受，并将其降解到某一规定额数的BOD5重量值。
式中：
Ns

QSa XV
V QS a XN S
（3-30）
NS—BOD—污泥负荷率，kgBOD5/（kgMLSSd）； Q—污水设计流量，m3/d； Sa—原污水的BOD5值，mg/L或kg/m3; X—曝气池内混合液悬浮固体浓度（MLSS），mg/L或kg/m3; V—曝气池容积，m3。