49活性污泥处理系统的工艺设计
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§4.9 活性污泥处理系统的工艺设计
4.9.1 概述 4.9.2 曝气池（区）容积的计算 4.9.3 曝气系统与空气扩散装置的计算与设计 4.9.4 污泥回流系统的设计与剩余污泥处置
4.9.1 概述
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。
Qw Q
?
0????
R ? X ? 1? R Xr
?
（4-98）
?
106 Xr ? SVI ?r
X ? R ?106 ?r
1? R SVI
（4-99）
曝气池（区）容积的计算 方法二
根据污泥龄（θ C）
劳麦法
V ? Q? CY (Sa ? Se ) XV (1? Kd? C )
θC －－高负荷0.2－2.5d，中负荷5－15d，低负荷20－30d；
∴ Xr与SVI成反比，当SVI＝100±， 则Xr在8000～12000mg/L之间
3〉二沉池与污泥回流设备的造价 X太高，二沉池负荷大，二沉池造价高 X太高，RQ回流污泥量大，回流污泥设备的造价与动力费用↑
不同工艺典型值见 表4－18 P172
X的确定 （1） 进入二沉池的污泥量应等于从二沉池流出的污泥量：
?? Csb?T ?? C ?1.024?T ? 20?
（3）求曝气设备供气量Gs 平均时供气量
最大时G供s气? 量0.（2R8G0Es）A m?ax10（0 m3/h）
?Q ? RQ?X ? RQX r ? Q w X r ? ?Q ? Q w ?X e ? ?Q ? RQ ?X ? RQX r ? Qw X r
? Xe ? 0
?Q ? Q w ?X e ? 0
R ? Qw
? X ? RQ ? Q w ?
Q? R
X r Q ? RQ 1 ? R 1 ? R
????? Qw ?? Q, ?
1〉供氧的经济性与可能性 X太高，粘滞性↑，O2的扩散阻力增大，扩散器的动力费用↑
X太高，需氧量太大，扩散器的供氧能力＜活性污泥的需氧，满 足不了活性污泥对氧的需要。
∴ X太高，既不经济也不可能
2〉活性污泥的凝聚沉淀性能
X＜Xr，而Xr与活性污泥的沉淀性能、浓缩时间有关
Xr
?
106 SVI
?
r
式中： r 一般为 1.2
多点进水经验去除率：85%~90％ 经验停留时间：3~5h 取停留时间为4.5h，则曝气池容积：
V＝200×4.5m3=900m3
4.9.3 曝气系统与空气扩散装置的计算与设计
1．活性污泥需氧量（R＝O2）与曝气设备供气量（Gs）的计算
1）需氧量计算 （1） 日平均需氧量
R ? O2 ? 0.001aQ(S0 ? Se ) ? c? X v
2）进出水水质：BOD5、BODu、COD、SS、TN、TP
3．应确定的主要参数
1） Ns MLSS（MLVSS） R SVI SV％ 2） K2 Y Kd a′ b′
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
4.9.2 曝气池（区）容积的计算 方法一
（按BOD-污泥负荷）
如何确定？
?
Ns
?
Q(S0 ? VX
Se )
(kgBOD/kgMLSS?d)
? V ? Q(S0 ? Se)
（2） 最大时需氧量（O2）max
? ? O2 max ? 0.001aK hQ(S0 ? Se ) ? c? X v
2）供气量（Gs）计算 （1） 计算Csb
Pb ? 1.013 ? 105 ? 9.8 ? 103 ? H(Pa)
Ot
?
21?1 ? E 79 ? 21?1 ?
A?
EA
??
100%
C sb
1．Ns的确定 1）完全混合式曝气池
NS X
由 Sa ? Se XVt
?
K 2 Se
? ? ? Sa ? Se Sa
?
Sa
?
Sa
? ?
Se
? f ? MLSS ? X V , MLVSS X
Ns
?
?Sa ? Se ?Qf
? VX V
?
?Sa ? Se ?f
? tX V
?
K 2Sef ?
（4-12） （4-93） （4-41）
?
Cs
?? ?
Pb 2.206 ?
10
5
?
Ot 42
?? ?
（2）求曝气设备在标准条件下脱氧清水中的供氧量R0 日平均供氧量R0
? ? R0 ?
?
RCs?20?
?? Csb?T ?? C ?1.024?T ?20?
最大时供氧来自百度文库（R0）
max
? ? ? ? ? ? Ro
max ? ?
O2 max Cs?20?
Y－－0.4－0.8 Kd－－0.04－0.075，注意温度修正
曝气池（区）容积的计算（工程上）
根据经验水力停留时间（t）
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。
N s ? 0.01295Se1.1918
根据Ns值，复核SVI值是否在恰当范围。
如果要求硝化，则应复核使θ c＞3d
?
Ns
?
K 2Sef ?
?
N rs f ?
?
N rs
?
Nx? f
代入 1 ?C
?
YN rs
?
Kd
求出 ?C
?
1 YNrs ?
Kd
?
3d
（4-96） (4-25)
2．X的确定
X高 ? V小，但X不能太高。X大小应考虑以下三个因素
1、主要设计内容 （1） 工艺流程选择； （2） 曝气池容积和构筑物尺寸的确定； （3）二沉池澄清区、污泥区的工艺设计； （4） 供氧系统设计； （5）污泥回流设计。
2、原始资料与数据
1） 水量：曝气时间t＞6h，曝气池设计流量为Q平均日；曝 气时间t＝3～6h，曝气池设计流量为KdQ平均日（最大平均日）； 曝气时间t＝2h±，曝气池设计流量为KzQ平均日 ；
? X ? XV f
式中：K2——0.0168～0.0281, 而工业废水K2值见表４-17（P170）。 对于城市污水：Ns＝0.3～0.5（kgBOD5/kgMLSS?d）,则η ≥90％，SVI＝80～150
2）推流式曝气池
● 按完全混合式曝气池来 计算Ns
?
K 2Sef ?
● 按经验计算式计算
4.9.1 概述 4.9.2 曝气池（区）容积的计算 4.9.3 曝气系统与空气扩散装置的计算与设计 4.9.4 污泥回流系统的设计与剩余污泥处置
4.9.1 概述
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。
Qw Q
?
0????
R ? X ? 1? R Xr
?
（4-98）
?
106 Xr ? SVI ?r
X ? R ?106 ?r
1? R SVI
（4-99）
曝气池（区）容积的计算 方法二
根据污泥龄（θ C）
劳麦法
V ? Q? CY (Sa ? Se ) XV (1? Kd? C )
θC －－高负荷0.2－2.5d，中负荷5－15d，低负荷20－30d；
∴ Xr与SVI成反比，当SVI＝100±， 则Xr在8000～12000mg/L之间
3〉二沉池与污泥回流设备的造价 X太高，二沉池负荷大，二沉池造价高 X太高，RQ回流污泥量大，回流污泥设备的造价与动力费用↑
不同工艺典型值见 表4－18 P172
X的确定 （1） 进入二沉池的污泥量应等于从二沉池流出的污泥量：
?? Csb?T ?? C ?1.024?T ? 20?
（3）求曝气设备供气量Gs 平均时供气量
最大时G供s气? 量0.（2R8G0Es）A m?ax10（0 m3/h）
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1〉供氧的经济性与可能性 X太高，粘滞性↑，O2的扩散阻力增大，扩散器的动力费用↑
X太高，需氧量太大，扩散器的供氧能力＜活性污泥的需氧，满 足不了活性污泥对氧的需要。
∴ X太高，既不经济也不可能
2〉活性污泥的凝聚沉淀性能
X＜Xr，而Xr与活性污泥的沉淀性能、浓缩时间有关
Xr
?
106 SVI
?
r
式中： r 一般为 1.2
多点进水经验去除率：85%~90％ 经验停留时间：3~5h 取停留时间为4.5h，则曝气池容积：
V＝200×4.5m3=900m3
4.9.3 曝气系统与空气扩散装置的计算与设计
1．活性污泥需氧量（R＝O2）与曝气设备供气量（Gs）的计算
1）需氧量计算 （1） 日平均需氧量
R ? O2 ? 0.001aQ(S0 ? Se ) ? c? X v
2）进出水水质：BOD5、BODu、COD、SS、TN、TP
3．应确定的主要参数
1） Ns MLSS（MLVSS） R SVI SV％ 2） K2 Y Kd a′ b′
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
4.9.2 曝气池（区）容积的计算 方法一
（按BOD-污泥负荷）
如何确定？
?
Ns
?
Q(S0 ? VX
Se )
(kgBOD/kgMLSS?d)
? V ? Q(S0 ? Se)
（2） 最大时需氧量（O2）max
? ? O2 max ? 0.001aK hQ(S0 ? Se ) ? c? X v
2）供气量（Gs）计算 （1） 计算Csb
Pb ? 1.013 ? 105 ? 9.8 ? 103 ? H(Pa)
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1．Ns的确定 1）完全混合式曝气池
NS X
由 Sa ? Se XVt
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（2）求曝气设备在标准条件下脱氧清水中的供氧量R0 日平均供氧量R0
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最大时供氧来自百度文库（R0）
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O2 max Cs?20?
Y－－0.4－0.8 Kd－－0.04－0.075，注意温度修正
曝气池（区）容积的计算（工程上）
根据经验水力停留时间（t）
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。
N s ? 0.01295Se1.1918
根据Ns值，复核SVI值是否在恰当范围。
如果要求硝化，则应复核使θ c＞3d
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Ns
?
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?
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代入 1 ?C
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（4-96） (4-25)
2．X的确定
X高 ? V小，但X不能太高。X大小应考虑以下三个因素
1、主要设计内容 （1） 工艺流程选择； （2） 曝气池容积和构筑物尺寸的确定； （3）二沉池澄清区、污泥区的工艺设计； （4） 供氧系统设计； （5）污泥回流设计。
2、原始资料与数据
1） 水量：曝气时间t＞6h，曝气池设计流量为Q平均日；曝 气时间t＝3～6h，曝气池设计流量为KdQ平均日（最大平均日）； 曝气时间t＝2h±，曝气池设计流量为KzQ平均日 ；
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式中：K2——0.0168～0.0281, 而工业废水K2值见表４-17（P170）。 对于城市污水：Ns＝0.3～0.5（kgBOD5/kgMLSS?d）,则η ≥90％，SVI＝80～150
2）推流式曝气池
● 按完全混合式曝气池来 计算Ns
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● 按经验计算式计算