活性污泥法例题

[例] 原始数据：Q=10000 m3/d； BOD5=200 mg/L； X=2000 mg/L； MLVSS=0.8 MLSS；Se(BOD5)=10 mg/L； Y=0.5；R=30~40%； K=0.1L/(mg.d)；Kd=0.1 d-1
要求:采用完全混合活性污泥系统处理，经计算确定： ①所需完全混合式曝气池容积（V）； ②生物固体平均停留时间（θc）； ③当SVI在80~160间变化，而不调整运行的（ θc ）值 时，确定其对处理效果的影响。
例：宁夏某市，海拔高度为1 112m，大气压力为89.05kPa， 鼓风机淹没水深为4.2米，管路及扩散器压力损失之和为 7.89kPa。针对长沙鼓风机厂的产品，计算进行选型，确
定应选用的鼓风机在使用状态下所需的出口压力。
例：某污水处理厂处理规模为21 600 m3/d，经预处理沉淀后BOD5为200 mg/L，希望 经过生物处理后的出水BOD5小于20 mg/L。该地区大气压为标准大气压，要求设 计曝气池的体积、剩余污泥量和需氧量。相关参数按下列条件选取： （1）曝气池污水温度为20 ℃；
去除有机污染物的活性污泥法过程设计
（一）曝气池容积设计计算 1、有机负荷法 ①污泥负荷已知的条件下：
LS — 活性污泥负荷，kg BOD5 /(kg MLSS • d)或kg BOD5 /(kg MLVSS • d)； Q — 与曝气时间相当的平均进水流量， m3/d；
S0、Se — 曝气池进出水的平均BOD5值，mg/L或kg/m3；

例：某污水处理厂需采购一批鼓风机，现有三种供气量型号：1500 m3/h 、
2 400 m3/h、3 200 m3/h；已知每个曝气池的实际需氧量为4 039 kg/d，而 通过实验测定，污水实际充氧量仅为标准条件下脱氧清水充氧量的70%，
已知鼓风曝气机氧利用效率均为18%，问应采用哪种鼓风机。
1
qc
=
Xr Q 1 + R - R V X
MLVSS=0.8MLSS
106 XR = 0.8(mg / L) SVI
12500×0.8=10000
SVI
R
X (mg / L)
2342
80
0.3
80
160 160
0.4
0.3 0.4
12500×0.8=10000
6250×0.8=5000 6250×0.8=5000
解：（1）估算出水中溶解性BOD5浓度： 出水中悬浮固体可生物降解部分为12 mg/L X 0.65=7.8 mg/L 可生物降解悬浮固体最终BODL=7.8 X 1.42=11 mg/L
可生物降解悬浮固体BODL换算为BOD5=11 X 0.68=7.5 mg/L
经处理后出水中要求的溶解性有机污染物，即Se为： 7.5 mg/L + Se≤20 mg/L , Se≤12.5 mg/L
解：求标准条件下，脱氧清水的氧转移量： O2 = OS ×70% OS = 4 039/0.7 = 5 770 kg/d


求总的供氧量：
S = OS/EA=5 770/0.18 =32 056 kg/d 求总的供气量：


S = GS ×0.21 ×1.331 = 0.28GS
GS = 32 056 /0.28=114 486 m3/d=4 770 m3/h 若采用三台，一台备用，则应选择第二种。
试求：（1）曝气池的水力停留时间； （2）曝气池的F/M值、容积去除负荷及污泥去除负荷；


（3）剩余污泥的产量及体积；
（4）污泥龄； （5）所需要的氧量；
解：（1）曝气池的水力停留时间
× V 150000 t= = 24 = 7.2h; Q 500000
（2）曝气池的F/M值、容积去除负荷及污泥去除负荷；
500000 × 240 × (1 - 25 %) 0= F /M = VX 150000 × 3000 × 0 . 75 v = 0 . 267 KgBOD / KgVss .d ; 5 QS L = r= -BOD 5 vr V QS 500000 × [ 240 × (1 - 25 %) - 15 ] 150000 × 1000
解：①计算所需曝气池体积
NS = Q( S o - S e ) -1 = KS e = 0.1 10 = 1.0 kg BOD5 / kgMLSS d XV
V=
Q( S o - S e ) 10000 (200 - 10) = = 950m 3 X NS 2000 1.0
②计算运行的θc
初沉池对BOD5的去除率为25%，处理工艺为活性污泥法，要求处理出水的 BOD5为15mg/l，曝气池容积V=150000m3，曝气池中MLSS浓度为
3000mg/l，VSS/SS=0.75，回流污泥中的MLSS浓度为10000mg/l。有关参
数： a’=0.5KgO2/kgBOD5 ,b’=0.1KgO2/kgVSS.d; a=0.6KgVSS/kgBOD5 ,b=0.08d-1;
(2)计算曝气池容积：
①按污泥负荷计算：
取污泥负荷0.25 kg BOD5/ （ kg MLSS • d ）
1.42 — 污泥的氧当量系数，完全氧化1个单位的细胞（以 C5H7NO2表示细胞分子式），需要1.42单位的氧。
通常使用BOD5作为污水中可生物降解的有机物浓度，如果近 似以BODL代替bCOD ，则在20 ℃ 时， BOD5 = 0.68BODL ， 则上式可写为：
例 某污水处理厂，设计流量Q=500000m3，原废水的BOD5浓度为240mg/l，
∆Xv — 每日增长的挥发性活性污泥，kg/d； Y — 总产率系数，即微生物每代谢1 kg BOD5所合成的MLVSS的质 量， kg； （S0 - Se ）Q — 每日的有机物去除量， kg/d； VXv — 曝气池内挥发性悬浮固体总量，kg。 根据表观产率系数计算: ∆Xv= Yobs Q（S0 - Se ）
= aQS
- bVX
= V 剩余污泥 X
DX r
=
30000 10
= 3000 m 3 / d
（4）污泥龄；
q
C
=
VX
DX
=
150000
30000
×3000 ×1000
= 15 d ;
（5）所需要的氧量；
O = aQS + bVX 2 r v × × = 0 . 5 500000 [ 240 (1 25 %) 15 ] 1000 150000 × 3000 ×0 . 75 + 0 .1 × 1000 = 75000 KgO / d 2 ; = 3125 KgO / h 2
例：某污水处理厂每日进水量为6万吨，进水BOD5为450 mg/L，出水
为30 mg/L，曝气池2座，每座体积为240000 m3，池内MLSS为 3000 mg/L，求二沉池每日共计排出的剩余污泥量。
（三）需氧量设计计算 1、根据有机物降解需氧率和内源代谢需氧率计算 在曝气池内，活性污泥对有机污染物的氧化分解和其本身的内源代 谢都是好氧过程。 这两部分的需氧量为： O2= a Q（S0 - Se ）+b VXv O2 — 混合液需氧量，kg O2 /d； a — 活性污泥微生物氧化分解有机物过程中的需氧率，即活性 污泥微生物每代谢1 kg BOD5所 需要的氧量，kg O2 / kg ； Q — 处理污水流量， m3/d； b — 活性污泥微生物内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每 1 kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，kgO2 /(kg •d) ；
Xv — 曝气池内挥发性悬浮（MLVSS）浓度，kg/m3。
O2= a Q（S0 - Se ）+b VXv 若将上式两边同除以Q（S0 - Se ），则有
若将上式两边同除以VXv，则有
2、微生物对有机物的氧化分解需氧量
含碳可生物降解物质的需氧量可根据两方面确定： ①处理污水可生物降解COD的浓度，用bCOD表示;
2、污泥泥龄法
例：新城区欲建一座污水处理厂，经预先调查，污水处理场所负责的区域日均 污水排放量最大为6万吨，污水BOD5为200 mg/L，要求出水COD<60 mg/L， BOD5 /COD=0.6。若设计为完全混合式，污泥泥龄为10d，求曝气池体积。
（二）剩余污泥量计算 1、按污泥泥龄计算
2、根据污泥产率系数计算: ∆Xv= Y（S0 - Se ）Q - Kd VXv
2897
1171 1448
然后，求出在不同条件下的Se值 例如
X = 2342 m g/ L
时
Se = NS K
因为 N S = KS e
QS 0 - S e XV
所以
NS =
N NS Q S o - S 10000 200 0.1 K = = XV 2342 950
3
= 0 .55 KgBOD / m .d ; 5 = r= -BOD 5 VX sr 150000 ´ 3000 v = 0.18 KgBOD / Kgss .d ; 5
L
QS
500000 × [ 240 × (1 - 25%) - 15]
（3）剩余污泥的产量及体积；
DX
V
r v = 0 . 6 ×500000 × [ 240 ×(1 - 25 %) - 15 ] × 10 -3 - 0 . 08 × 150000 ×0 . 75 × 3000 × 10 -3 = 22500 KgVss / d = 30000 Kgss / d ;
原始数据：Q=10000m3; BOD5=200mg/L; MLVSS=0.8MLSS; Y=0.5; Kd=0.1d-1; K=0.1L/(mg.d); SVI=96; 处理水BOD5值应为6mg/L。 采用完全混合活性污泥系统处理，要求求定：