例：课程设计说明书(好氧

1、课程设计说明书第14页共15页活性污泥法的应用1.3活性污泥法的生物处理原理1.4城市污水可生化性分析例：供参考生活污水排放量90000mVd，采用普通活性污泥法处理，以格栅、曝气池、二沉池为主要处理设备对其工艺进行设计。1绪论1.1城市污水处理技术的发展趋势工艺名称污泥负荷(/(kg MLVSSkg BOD d)MLSS(mg/L)停留时间(h)特点传统工艺0.20.41500300048出水水质较好、污泥不稳定分段进水0.20.42000350035负荷适应性强、污泥不稳定吸附再生0.20.62000800035负荷适应性强、污泥不稳定氧化沟0.05 -0.330006000836耐负荷、

2、水质好、污泥较稳定序批池0.05 -0.31500500012 50耐负荷、水质好、污泥较稳定一体化池0.05 -0.31500500012 50耐负荷、水质好、污泥较稳定A/0法0.05 -0.220003500615水质好、耐负荷、污泥较稳定A/A/O 法0.10.2520003500612水质好、耐负荷、污泥较稳定AB法0.351500300035针对高浓度进水、污泥不稳定表几种不同污水处理工艺技术特点1.2废水处理过程中采用的工程菌为活性污泥絮凝体， 也称为生物絮凝体，其骨干部分是 由千万个细菌为主体结合形成的统称为 “菌胶团”的团粒。活性污泥内微生物处于内源呼 吸器或减衰增值期后段时

3、，运动性能微弱、动能较低，不能与范德华力相抗衡，摒弃贼布 朗运动作用下，菌体互相碰撞，结合形成活性污泥絮凝体。BODs城市生活污水的可生化性（ 竺竺）是不同的，（电唾）值越大，则可生化性越CODcrCODcr指标为:BODs不可生化BODs（5 ）在 20 30%CODCr难生化（廻2匹）在3060%CODcr可生化（COD：）60%易生化好，生化处理效率高，反之，可生化性差，生化处理效果亦差。本设计（CODBOD）=200/420=0.47属于可生化性范围内，说明本设计处理的废水可生Cr化性好，按给出的水质条件设计处理废水可以达到工艺要求。2水处理厂设计方案的确定与论证2.1设计任务生活污水

4、排放量90000mVd，采用普通活性污泥法处理，以格栅、曝气池、二沉池为 主要处理设备对其工艺进行设计。2.2设计依据主要依据以下规定、手册:1. 建设项目环境保护设计规定2. 给排水设计手册3. 给排水标准规范实施手册4. 给排水工程预算与经济评价手册5. GB-18918-2002城镇污水排放标准6.化工设备手册7.污水处理厂工艺设计手册2.3 设计原则污水处理厂的污水处理及污泥处理工艺方案选择原则如下:1.年运转中保证出水所要求的处理程度，处理效果稳定，技术成熟。2.基建投资和运行费用低、占地少、电耗省。以近可能少的投入取得尽可能大的效益。3.运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水

5、质调整运行方式和参数，最大限度的发挥处理装置和构筑物的处理能力。便于实现处理过程的自动控制，提高管理水平。2.4设计水量及水质2.4.1设计水量污水的平均处理量为Q平=104m3 /d =3750 m3 /h =1.043 /m /s；污水的最大处理量为Qmax 二1。.8*10 m /d =4500 m3 / h =1.25m3 / s水的最小处理量为QminAQQQ二7.5*10 m /d =3125m /h=0.868m /s。总变化系数取K总为仁。2.4.2设计水质设计水质如表所示。2.5设计要求和主要参数表设计水质情况56项目CODBOD5SS入水（mg/L）450300150出水（

6、mg/L）100W 30w 30去除率（%77.790801. 首先，必须确保污水厂处理后达到排放标准。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件），在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物 形式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度的满足污水厂功能的实现，使处理后污 水符合水质要求。2. 污水厂设计采用的各项设计参数必须可靠。设计师必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面的分析各种因素, 选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范， 保证必要的安全系数。对新 工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。

7、3. 污水处理厂设计必须符合经济的要求， 污水处理工程方案设计完成后，总体布置、 单体设计及药剂选用等要尽可能采取合理措施降低工程造价和运行管理费用。4.污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。5. 要根据当地自然、地形条件及土地与资源情况，因地制宜、综合考虑选择适合当地情况的处理工艺。要尽量少占农田或不占农田，充分利用河滩沼泽地、洼地或旧运河。6. 污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下设计适应为今后发展留有挖潜和 扩建的条件。7.

8、污水厂设计必须考虑安全运行的条件，土适当设计分流设施、超越管线、甲烷气的安全储藏等。8.污水长的设计在经济条件允许情况下，厂内布局、构(建)筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。9.施工和运行管理也是确定处理工艺应考虑的因素,如地下水较高、地质条件较差的地区，就不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。另外，也应考虑所确定处理工艺应运行简便、操作方便。10.设计时应尽可能的就地取材，应综合考虑水质,土壤性质，现场条件，施工方法等因素加以选择。主要设计参数1 m3污水曝气量/ m3空气0.150.3过栅流速/ m/S0.60.9沉砂池水平流速/ m/S0.060.12初沉池沉淀时间/ h表

9、面负荷/ m/(m3-h)1.51.52.5曝气池污泥负荷/ kg /( kg污泥浓度/(g/L )2.00.20.42.5污泥回流比/%3080微生物自身氧化率0.08污泥增殖系数0.50.8空气扩散器氧转移效率/%122.7设计方案的综合比较按照污水处理工艺设计依据和原则，经过对传统活性污泥法、延时曝气活性污泥法、AB法进行比选:方案一、传统活性污泥法工艺方案A工艺特征传统活性污泥法流程中主体构筑物是曝气池， 废水经适当的预处理后，进入曝气池与 池内活性污泥混合成混合液，并在池内充分曝气。一方面，活性污泥处在悬浮状态，废水与活性污泥充分接触;另一方面，通过曝气，向活性污泥供氧，保持好氧条件

10、，保证微生物的正常生长与繁 殖。废水中的有机物，在曝气池中被活性污泥吸附、吸收和氧化分解后，混合液进入二沉 池，进行固液分离，净化的废水排出。大部分二沉池的污泥回流入曝气池进口，与进入曝 气池的废水混合。污泥回流的目的是使曝气池内保持足够数量的活性污泥。通常情况时，参与分解废水中的有机物的微生物的增殖速度都慢于微生物在曝气池中的平均停留时间。因此，如果不 经浓缩的活性污泥回流到曝气池，则具有净化功能的微生物数量会减少。 污泥回流后，净 增殖的细胞物质将作为剩余污泥排入污泥处理系统。B方案主要特点1. 处理效率高。一般 BOD去除率为90%-95%2. 适用于处理要求高而水质比较稳定的废水3.

11、工艺设备容易设计4. 运行参数熟悉，操作简单5. 易于管理。6. 工艺十分成熟。设备费用低。方案二、AB活性污泥法工艺方案AB活性污泥法是活性污泥法的一种变形。此法B段投资和费用较高；另外，由于 A段去除了较多的BOD可能造成碳源不足，难以实现脱氮工艺.对于污水浓度较低的场合,B段运行较为困难，也难以发挥优势。方案三、传统活性污泥法工艺方案和延时曝气活性污泥法方案的主要优缺点进行比较。比较见下表可知延时曝气活性污泥法工艺存在反应器容积大、污泥沉降性能差、需氧量大，而传 统活性污泥法工艺成熟，设备容易设计，且成本较低，特别适合城市污水处理，完全可以 满足本设计的要求。综上所述，并结合实践表明，采

12、用传统活性污泥法工艺。表5I鼓风机房II加氯间I目录传统活性污泥法工艺方案延时曝气活性污泥法方案主要优点1.处理效果高，效果稳定出水水质好；2.流程简单，维护管理方便，运行灵活；3.工艺性能熟悉，容易预测3.剩余污泥稳定性好4.工艺和设备容易设计4.硝化程度咼5.运行参数熟悉，操作稳定6.应用广泛，适合处理城市污水7.投资和运行费用中等8.污泥沉降性能中等主要缺点1.硝化效果差1.反应器容积大2.污泥沉降性能差3. 需氧量大污粗泵细沉初曝出水_格房_格砂沉气沉触水1 1-1 栅1 1-1栅池池池池/TJa池-丄1槽贮砂池1回 流污 泥 控级 消级 消.1 n消制化化室池池脱 水 机 房回流污泥

13、泵房I沼气柜I干泥外运I事故干化场I图1传统活性污泥法3主要构筑物的选择及设计计算3.5 曝气池3. 6. 1曝气池设计说明本设计采用传统活性污泥法(又称普通活性污泥法)，该法对BOD的处理效果可达90%以上。传统活性污泥法按池形分为推流式曝气池和完混合曝气池。推流式曝气特点是：废水浓度自池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气池内存在这种 浓度梯度，废水降解反应的推动力较大，效率较高；推流式曝气池可采用多种运行方式； 对废水的处理方式较灵活；由于沿池长均匀供氧，会出现池首供气不足，池尾供气过量的 现象，增加动力费用的现象。完全混合式曝气池的特点是：冲击负荷的能力较强；由于全池需氧要求相同，能节省

14、动力；曝气池与沉淀池合建，不需要单独设置污泥回流系统，便于运行管理；连续进水、出水可能造成短路；易引起污泥膨胀；适于处理工业废水，特别是高浓度的有机废水。综上，根据各自特点本设计选择推流式活性污泥法。在运行方式上，以推流式活性污泥法为基础，辅以分段曝气系统运行。曝气系统采用鼓风曝气，选择其中的网状微孔空气 扩散器。共有2座曝气池，池型采用折流廊道式，分五廊道，池长为 71m高为5.7m宽8m，有效水深为5.2m,污泥回流比R=30%。3.6.2曝气池池体计算(1)水中非溶解性BOD5含量BOD5非BOD5非 =7.1bXaCe式中：b 微生物自身氧化率，据相关资料，一般在0.05-0.10之间

15、，取b =0.08；Xa 微生物在处理水中所占的比例，据相关资料，取Xa=0.4；Ce水中悬浮固体浓度，mg/L，据相关资料，取Ce=30mg/L。贝BOD5 非=7.1bXaCe =7.1x0.08x0.4X30 = 6.8mg/L出水中溶解性BOD5含量L.=BOD总-BOD5非式中：BOD总一一出水中BOD5的总含量，mg/L，取BOD总=30mgL则：Le = BOD - BOQ 2 0 -6. 8= 23.加 g LBOD5的去除率EL _LE = X100%La式中：E BOD5的去除效率,%；La进水BOD5的浓度,mg/L，取 La=225mg/L。贝E = La 丄0 0 唏

16、22La2252 3 2一久1 00%88珈符合要求 BOD5污泥负荷率NsK2Lef式中：Ns 污泥负荷，kgBOD5/kgMLSS”d ；K2 系数，据相关资料，取 2=0.0185;f 系数，据相关资料，一般为0.70.8,取f =0.75。则：Ns =KN f = 0.0 185 23.2 =0).7355 9g B OQ kg ml SS d89.7%Ns在0.20.4kgBOD5/kgMLSS”d之间，符合设计要求。(5)混合污泥浓度XR rx10X (1 +R) SVI式中：SVI污泥体积指数，mg/L ,据相关资料，取SVI =120mg L ; 一般为(100120)mg/L

17、R 污泥回流比，据相关资料，取 R=30%；r考虑污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数,R rX10630%X1.2X106取 r =1.2;则：X (1 +R)SVI (1 + 30%)x120 2307.7mgL(6)曝气池容积VNsX式中：Q进水设计流量,md，取 Q=9咒104m7d。则：V = QLa9 皿2252934 7m37NsX 0. 2 99 23 07. 7(7)单个池容积V.式中：n曝气池个数，共设1组曝气池，每组两座，共2座，n=2则：穹二14673%3(8)单个池面积A式中：H池深，m，h =5.2m。则：A 上= 1=2821.9m2h 5.2核

18、算宽深比,取池宽B =8.0m则:盼唏“54在12之间，符合设计要求。(9)池总长L则：LA 2821=352.7m8(10)单廊道长L.式中：m廊道条数，个，取m =5。则：,丄 352.7m取 LG = 71m(11)池总高H =h +h式中：h超高，m，据相关资料，取h=0.5m。则： H = h + h 5 2 +0 . 5= 5m7363曝气系统设计与计算(1)曝气池平均需气量0202 =aQLr +bVNWLr =LaLeNW =Nwfa氧化每公斤B O5D需氧公斤数，kgO2/kgBOD5， 取a = 0.5kgO/kgBOD5 ；b污泥自身氧化需氧率,kgO2/kgKLSSd，

19、取 b = 0.15 kgO?/kgKLSSS ；则:式中:则:Lr 去除的BOD5浓度,mg/L ；NW 混合液挥发性悬浮物浓度，kg/m3。Lr = La - Le=225 -2 3. 2 20rg8 LNW =Nwf =2307.7x0.75 = 1730.8mg/L 止 1731mg/LO2 =aQLr+bVNW=0.5% 9x10 X (225 -23.2)/1000 + 0.15咒 29347.7咒 1731/1000= 16696.7kg/d =695.7kg/h取大需氧量O2（max）O2(max)=KaQLr +bVNWK 变化系数，取K=1.2。O2(maX)KaQLr +

20、bVNW=1.2 X 0.5沢9咒 104 沢(225 -23.2)/1000 + 0.15咒 29237.7咒 1731/1000=1 85 1 7kg d二77k1g6h 每日去除BODs的量BODsrBO QLr e104r225 -23.2)=18162kg/d=756.8kg/h1000 1000(4)则去除每千克BOD5的需氧量aO2iO2 =02=16696.7 =0.92kgO2/kgBOD5B0D5r 18162.0(5)最大需气量与平均需氧量之比O2(max)/O202(max) /O2 =771.6695.7 = 1.11364供气量本设计采用网状模型微孔空气扩散器，敷设

21、于池底，距池底0.2m，淹没深度5.0m，计算温度定为30 C。查得水中溶解氧的饱和度 Cs(20)=9.17mg/L , Cs(30)=7.63mg/L。(1)空气扩散器出口处的绝对压力PbPb =Pg+P丄 Pg +9.8x103H式中：P空气大气压力，Pa,据相关资料，取Pq=1.013x105 Pa ；P曝气头在水面以下造成的压力损失，Pa ；曝气装置处绝对压力,Pa。则：+ P=P9. 81oh= 1.013 咒1O5 +9.8x103%5.0= 1.5O30 684 22 .068Csm(2 0rCsK 9 .2.0 684 22.0 6818.96 A=4)2 mgPL01 8

22、61rmg./8_242式中:一般为O2Csm(20)P _二PPCsm(t) -CF.024(sa 混合液中(KLa)值与水中(KLa)值之比,即(住)污/(住)清，据相关资料,0.80.85,取 a =0.82;(4)换算成20 C时，脱氧清水的充氧量为：RP混合液的饱和溶解氧值与清水的饱和溶解氧值之比，据相关资料，一般为0.90.97，取 P =0.95；则:C.混合液剩余DO值，据相关资料，一般采用2mg儿。O2CSM (20)R0 =5PPCsm(t)-C0N1.02420)695.7 X10.82R (max)O2(max)冥 RO2。0.820.95%1.09.00 -2X1.0

23、2410 j105.6kg/h相应的最大时需氧量R(max)则：备=瞥 g 籍505.6=1227.2kg/h(6)曝气池平均时供气量Gs点=産勺00则：Gs =-x1OO = 1105.6 dOO =3O711.1m7h0.3Ea0.3x12曝气池最大时供气量Gs(max)RG9s(max)Rmax) X1OO0.3Ea则：Gs(max)储0=會心40880.3x12(8)去除一千克BODs的供气量雪 2430711.V240.6m3 空气 / kgBOD5BOD5r18162(9)每m3污水的供气量9X104Gs%243O711.V28.2m3 空气/m3 污水365空气管道系统计算在曝气

24、池的两个相邻廊道的隔墙上布设一条空气干管，共5条空气干管。在每根干管上布设10对空气竖管，全曝气池共设5x6x2=60根空气竖管。则每根空气竖管供气量为Gs(max)34088.9 =568.2m3/h60曝气池总平面面积Aq贝Ag = 1_异 B X n = 71天 8X 5咒 2 = 5680m2每个扩散器的服务面积按S = 0.6m3/个计，则需空气扩散器的总数为 m =5680/0.6 =9467个，按m=10080个计，则每根竖管上安装100805% 6咒2 = 168个，采用14咒2咒6布置。10080则：每个扩散器的配气量 乞嗨二340輕 =3.38m3/h 个3.6.6 空压机的选择(1)曝气沉砂池所需空气量为1426.1m7h，则空压机总供气量最大时：30711.1+1426.1=32137.3m7h=535.62m7min 平均时：34088.9+1426.1=35515.1m3/h=591.92m3/min(2)空气扩散器安装在距池底0.2m处，因此空压机所需压PP = (5.2 -0.2 +1