活性污泥法设计计算
脱氮除磷活性污泥法计算
3247.6 m3/h 10 m/s
管径d= 4 Q v
0.339 m
取DN=
350 mm
10、缺氧池设备选 择 缺氧池分三格串 联，每格内设一台 机械搅拌器。所需 功率按
每个缺氧池有效容 积V单缺＝
混合全池污水所需 功率N＝ 11、污泥回流设备 选择 污泥回流比R＝
污泥回流量QR＝
设回流污泥泵房1 座，内设
座缺氧 池，每 2 座容积V 单＝ V/n=
8、进出水口设计
（1）进水管。两
组反应池合建，进
水与回流污泥进入
进水竖井，经混合
后经配水渠、
进水潜孔进入缺氧
池。
单组反应池进水管
设计流量Q1＝
(
mb
q
2g
)
2
/
3
进水管设计流速
v1=
0.347 m3/s 0.8 m/s
3725.96 m3
4m 931.49 m2
＝
混合液悬浮固体浓 度X（MLSS）＝
污泥回流比R＝X/ （XR-X)=
（2）混合液回流 比R内计算
总氮率ηN＝（进水 TN-出水TN）/进水
TN＝
混合液回流比R内＝
η/(1η)=
6、剩余污泥量 （1）生物污泥产 量
8000
mg/L(r为考虑污泥在沉淀池中停留时间、池深、污 泥厚度等因素的系数，取
1.2
4000 mg/L
100%
(一般取50 ～100％）
62.50% 167%
PX
YQ(S0 S) 1 Kdc
(2)非生物污泥量PS
PS＝Q（X1-Xe）＝
(3)剩余污泥量ΔX
ΔX＝PX+PS＝
CAST设计计算
CAST的工作原理与设计计算循环式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge Technology，简称CAST)是由美国Goronszy教授开发出来的，该工艺的核心为间歇式反应器，在此反应器中按曝气与不曝气交替运行，将生物反应过程与泥水分离过程集中在一个池子中完成，属于SBR工艺的一种变型。
该工艺投资和运行费用低、处理性能高，尤其是优异的脱氮除磷效果，已广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理中。
1 工作原理CAST反应池分为生物选择区、预反应区和主反应区，如图1所示，运行时按进水-曝气、沉淀、撇水、进水-闲置完成一个周期，CAST的成功运行可将废水中的含碳有机物和包括氮、磷的污染物去除，出水总氮浓度小于5mg/L。
1-生物选择器；2-预反应区；3-主反应区图1循环活性污泥技术1)生物选择器设在池子首部，不设机械搅拌装置，反应条件在缺氧和厌氧之间变化。
生物选择区有三个功能：a．絮体结构内底物的物理团聚与动力学和代谢选择同步进行；b．选择器被隔开，保证初始高絮体负荷，以及酶快速去除溶解底物；c.通过选择器的设计，还可以创造一个有利于磷释放的环境，这样促进聚磷菌的生长[1]。
生物选择区的设置严格遵循活性污泥种群组成动力学的有关规律，创造合适的微生物生长条件，从而选择出絮凝性细菌。
活性污泥的絮体负荷S0/X0(即底物浓度和活性微生物浓度的比值)对系统中活性污泥的种群组成有较大的影响，较高的污泥絮体负荷有助于絮凝性细菌的生长和繁殖。
CAST工艺中活性污泥不断地在生物选择器中经历高絮体负荷阶段，这样有利于絮凝性细菌的生长，提高污泥活性，并通过酶反应快速去除废水中的溶解性易降解底物，从而抑制了丝状细菌的生长和繁殖，避免了污泥膨胀的发生。
同时当生物选择器处于缺氧环境时，回流污泥存在的少量硝酸盐氮(约为N3-N=20mg/L)可得到反硝化，反硝化量可达整个系统硝化量的20%[2]。
当选择器处于厌氧环境时，磷得以有效地释放，为生物除磷做准备。
第12章 活性污泥法2-0
Kd——内源代谢系数，h-1 。
dX dt
y
dS dt
KdX
上式表明曝气池中的微生物的变化是由合成和内源代谢两方面综 合形成的。不同的运行方式和不同的水质，y和Kd值是不同的。活性污
泥法典型的系数值可参见下表：
dX dt
y
dS dt
KdX
也 可 以 表 达 为
dX dt
y obs (
c c
( X )T ( X / t )T XV (Q Q w ) X e Q w X R
θc ——污泥泥龄（SRT），d； （X）T ——曝气池中总的活性污泥质量，kg； （∆X/∆t）T ——每天从曝气池中排出的活性污泥质量，包括从排泥 管线排出污泥和随出水流失的污泥量，kg； X0 ——进水中微生物浓度，gVSS/m3； Xe——出水中微生物浓度，gVSS/m3； X——曝气池中微生物浓度，gVSS/m3； XR——回流污泥浓度，gVSS/m3； V ——曝气池容积； Q ——进水流量，m3/d； Qw ——剩余污泥排放量，m3/d。
1.估计出水中溶解性BOD5的浓度
解
出水中总的BOD5＝出水中溶解性的BOD5＋出水中悬浮固体的BOD5
确定出水中悬浮固体的BOD5 ：
(a)悬浮固体中可生化的部分为0.65×12 mg/L =7.8mg/L
(b)可生化悬浮固体的最终BODL ＝ 0.65×12×1.4 2mg/L ＝11mg/L (c)可生化悬浮固体的BODL为BOD5＝0.68×11mg/L＝7.5mg/L
S0——曝气池进水的平均BOD5值，mg/L；
X——曝气池中的污泥浓度，mg/L。
容积负荷
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：
活性污泥法公式
反应器最大体积和 分格化的反应器
UASB<2000m3 ； EGSB<500m3 ； AF<2000m3；接触工艺<5000m3。
多个反应器利于布水，便于维修。
配水孔口负荷、配水方式（一管一点、一管多孔、分支式）、三相分离器、管道设计、出水
收集设备、排泥设备（泥床上部、偶尔底部）、建筑材料、加热保温。
TA
=
24.Cs Ls .m.C A
Qs、Cs—进水量(m3/d)、BOD5(mg/L)； CA—曝气池内MLSS浓度，mg/L； V—曝气池容积，m3； e—曝气时间比； n—周期数，周期/天； TA—个周期的曝气时间，h。 1/m—排出比； 注：充入比事实上和排出比差不多是同一概念，指的是每个周期进
接触时间/(Min) 沉淀速度/(mm/s)
剩余量/(mg/L) 备注
消毒《考试教材》P112、384
液氯
二氧化氯 臭氧
一级排放时：20-30
二级排放时：5-10
2~5
30
10~20
15
1-1.3
>0.5
0.4
高 pH>氯 >氯
NH2Cl
缺氧/好氧（ANO）工艺动力学计算公式《教材三》P250
项目
−
. 760 DA) P
Vmax = 4.6×104 ×CA−1.26 TD—排水时间，h
(MLSS≥ 3000mg/ L)
N—池的个数，个
r—一个周期的最大进水量变化比（变化系数）
ΔQ’—在沉淀和排水期中可接纳的污水量，m3； （1）为安全量留在高度方向时 （2）为安全量留在宽度方向时
OD—每小时的需氧量，kg/h； CSW—清水T1(℃)的氧饱和浓度，mg/L； CS—清水T2(℃)的氧饱和浓度，mg/L; T1—以曝气装置的性能为基点的清水温度，℃； T2—混合液水温，℃； DA—混合液的DO，mg/L； α—高负荷法取 0.83，低负荷法取 0.93； β—高负荷法取 0.95，低负荷法取 0.97； P—处理厂大气压，mmHg 绝对大气压。
学委出品水污染工程复习,重点掌握+掌握
学委：重点掌握：P139 活性污泥法设计1.曝气池容积计算：（1）有机物负荷法 活性污泥负荷——Ls与曝气时间相当的平均进水量——Q曝气池进水BOD 值——So曝气池混合液污泥浓度——X曝气池容积——V V X S Q L S **0= X L S Q V S ··0=（2）泥龄法 活性污泥的产率系数——Y污泥泥龄——C θ内源代谢系数——Kd )1()(0c d Ce K X S S YQ V θθ+-=2.剩余污泥计算：（1）泥龄法 每天排出总固体量——X ∆ C VXX θ=∆（2）污泥产率系数法 每日增长的污泥量——X ∆产率系数——Y曝气池内挥发性悬浮固体总量——V VXV d e VX K Q S S Y X--=∆)(0 3.需氧量设计计算：（1）有机物降解需氧率和内源代谢需氧率 混合液需氧量——2O微生物氧化分解有机物需氧率——a`微生物内源代谢需氧率——b`XV b QS a O ``2+=（2）微生物对有机物的氧化需氧量 进水可生物降解COD ——bCODo出水可生物降解COD ——bCODe污泥氧当量系数——1.42()X bCOD bCOD Q O e ∆--=42.102P228 生物接触氧化法的工作原理和设计计算工作原理：池内设置填料，填料淹没在污水中，填料表面长满生物膜，污水与生物膜接触时，水中有机物被生物膜吸附，氧化分解，并转化为新的生物膜。
脱落的生物膜到了二沉池被去除。
空气通过在池底的布气设备进入水体随着气泡上升为微生物提供氧气。
设计计算：1.生物接触氧化池容积：()Ve L S S Q V -=0 填料容积负荷——Lv2.生物接触氧化池总面积和水池数0h VA = 1A A N =填料高度——h0 一般采用3.0米每座池子的面积——A1 小于等于25平方米3.水池深度3210h h h h h +++=超高——h1，0.5~0.6米填料上层水深——h2，0.4~0.5米填料到池底的高度——h3，0.5米4.有效停留时间QV t = 5.供气量和空气管道系统计算Q D D 0=每立方米污水需气量——D0，一般取15~20掌握：P1 污水性质与指标BOD ：生化需氧量，水中有机物被好氧微生物分解时所需要的氧量COD ：化学需氧量，用化学氧化剂氧化水中有机污染物消耗的氧化剂量固体物质：水中所有残渣的总和成为总固体（TS ），可分为溶解性固体（DS ）和悬浮固体（SS ） 重金属：汞 镉 铅 铬 镍 等生物毒性显著的金属 以及一定毒害性的 锌 铜 钴 锡无机非金属有毒有害物：总砷 含硫化合物 氰化物P34 沉砂池的分类特点分类：1.平流式沉砂池 2.曝气沉砂池 3.旋流式沉砂池特点：①平流式沉砂池：截留无机颗粒效果较好，构造简单，流速不易控制，沉沙中有机物含量高，排沙需要洗砂处理。
活性、剩余污泥量的计算方法
活性污泥法剩余污泥量的计算随着氮磷去除要求的不断提高，污泥泥龄已成为活性污泥法设计和运行的关键参数，而如何计算剩余污泥量是计算污泥泥龄的关键。
国内的计算方法，无论是动力学法还是经验法，都只考虑由降解有机物BOD5所产生的污泥增殖，没有考虑进水中惰性固体对剩余污泥量的影响，计算所得剩余污泥量往往偏小。
本文介绍德国废水工程学会(ATV)和美国Eckenfelder等人提出的剩余污泥量计算方法。
1 国外剩余污泥量计算方法1.1 德国排水工程学会的剩余污泥计算模式 德国排水工程学会颁布的活性污泥法设计规范(1991)将剩余污泥分为： ①由降解有机物而引起的异养性微生物的污泥增殖量(不计自养性微生物的增殖)； ②活性污泥代谢过程惰性残余物(约占污泥代谢量的10%左右)； ③曝气池进水中不能水解/降解的惰性悬浮固体，其量约占悬浮固体浓度的60%左右。
因此，剩余污泥量可表达为： 式中 X=(Y H·Q·BOD5,i-b H·X·MLSS·V·f T,H)/SP (2) 由于 SP=MLSSV/Θc (3) 联立式(1)、(2)、(3)即可求得剩余污泥量： SP=Y H·Q·BOD5,i+0.6·Q·SS-0.9·b H·Y H·Q·BOD5·f T,H/[1/Θc+b H·f T,H] (4) 折算到每去除1kgBOD5的污泥产量SP t为： SP t=Y H-0.9·b H·Y H·f T,H/[1/Θc+b H·f T,H]+0.6·SS i/BOD5 (5) 式中 Q——进水流量，m3/d X——异养性微生物在活性污泥中所占的比例 V——曝气池容积，m3 Θc——污泥泥龄，d YH——异养性微生物的增殖率，kgDS/kgBOD5,Y H=0.6 bH——异养性微生物的内源呼吸速率（自身氧化率），bH=0.08L/d fT,H——异养性微生物生长温度修正系数，fT,H=1.072(T-15）（T为温度，℃） SSi——瀑气池进水悬浮SS浓度，kg/m3 BOD5，i——进水BOD5浓度，kg/m3 MLSS——污泥浓度，kg/m3 通常YH=0.6、hH=0.08L/d，公式可写成： 从式(6)可以看出，剩余污泥产率(每去除1kgBOD5产生的剩余污泥量)取决于曝气池进水SS/BOD5值、水温、污泥泥龄等因素。
SBR工艺设计及计算
1、普通SBR
SBR工艺的优化
1.反应池数量与运行周期的优化 对反应池数量（原则上大于2座）、运行周期、排水比 进行核算
2.曝气系统的优化 控制各组反应池的曝气时间，尽可能实现交替曝气， 提高风机的利用率
3.出水的优化 控制出水时间和周期，实现均匀出水，提高后续设备 的利用率
1、普通SBR 主要设备
组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造 处理后出水水质好
良好的自控系统，良好的脱氮除磷效果
1、序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process, SBR）
局限性：
①由于工艺过程对自控系统要求较高，所以自控仪表、元件 质量的好坏直接影响到工艺的正常运行，并对操作和维护人 员的技术水平要求很高；
SBR工艺设计及计算
目录
一、SBR工艺介绍 二、预处理段设计 三、生化阶段设计
一、 SBR工艺介绍
1、序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process, SBR）
1.1 概述
1914年，由英国学者Ardern和Locket发明。是一种 比较成熟的污水处理工艺。
2、 常见SBR工艺的变种
2.4 DAT—IAT工艺------连续和间歇曝气工艺
200-400%
3h
连续
连续 溶氧1.5-2.5mg/L
间歇
2、 常见SBR工艺的变种
2.5AICS工艺------交替式内循环活性污泥法
沉淀区负荷宜在1.52.5m3/(m2.h)
2、 常见SBR工艺的变种
沉淀区负荷宜在1.02.0m3/(m2.h)
同步好氧污泥稳定的活性污泥法设计计算
无硝 化
４０ ．
含硝 化 含 脱氨 Ｖ ＾Ｂ ０２ Ｄ， ． 日
Ｖ ／Ｂ＝ ． Ｄｖ Ｂ ０３
８０ ．
６６ ．
厂 能够正常运行 ，确保污水处理效果 ； （ ）使有害有 ２
毒 物 质 得 到妥 善处 理 或 利 用 ： （ ）使 容 易腐 化 发 臭 的 ３ 有 机 物 质得 到 稳 定 处 理 ； （ ）使 有 用 物质 能够 得 到 综 ４
三 、剩 余污 泥产量
剩 余 污 泥 产 量 和 进 水 悬 浮 固 体 （ 。 ， 进 水 ｔ ） Ｓ Ｂ Ｄ， 以及 泥 龄 （ ｒ ０ ｔｓ 关 ，见 表２ ）有 ：
表 ２ 剩余 污泥产量 （ ｇ Ｓｋ Ｂ ｋ Ｔ ／ｇ ＯＤ５ ）
（ 二）同步好氧污泥稳定工艺流程
圈
ＴＪ Ｓ
Ｂ ＯＤ５ ４ ８
１ ． ００
１ ． １４
８３ ．
９４ ．
Ｖ ＾自＝ ． Ｄ ， ０４ Ｂ
Ｖ ，Ｂ＝ ． Ｄｖ Ｂ ０５
１． ３３
１ ． ６０
１． １Ｏ
１ ． ３２
合利用 ，变害为利 。总之 ，污泥处理 的 目的是减量 、
稳 定 、无 害化 及 综合 利 用 。
一
污泥稳定
２． ５０
、
污泥 稳定 工艺
污泥稳定的 目的就是减少有机物含量，减少产生异
表 中 ：Ｖ— — 反硝 化 容积 ； Ｖ — — 活性 污 泥池 总容 积 ； 好 氧 稳 定和 硝 化ｔ ≥２ ｄ ０； ． 好 氧 稳 定 、硝 化和 反硝 化 ｔ ≥２ ｄ ５； 当温 度 总是 高 于 １＂ ，泥龄 ｔ。 ： ２ Ｃ时 为
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
将（7）代入（8）得：
R 106 X r 1 R SVI
（9）
2．供气量的计算
Sa——原污水的平均BOD5值，mg/L；
X——曝气池中的污泥浓度，mg/L V——曝气池有效容积，m3
容积负荷率：是指单位容积曝气区在单位时间内所能承受的BOD5量，即：
NV QSa V
（3）
式中：Nv—容积负荷率，kgBOD5/m3· d 将（2）代入（1）得：
NV XNs
（4）
将（1）代入（4）可得出：
本章主要介绍有机物负荷率法
有机物负荷率通常有两种表示方法： ① 活性污泥负荷率(简称污泥负荷) ② 曝气区容积负荷率(简称容积负荷)。 （1）基本公式
污泥负荷率：是指单位重量活性污泥在单位时间内所能承受的BOD5量，即： （1） QS a Ns XV （2） QSa V 式中： Ns——污泥负荷率，(kgBOD5/kgMLSS· d) XN s Q——污水设计进水流量，m3/d；
— 曝气池BOD去除效率
对于城市污水，K值为0.0168～0.0281。
（3） 混合液污泥浓度的确定
a. 回流污泥浓度Xr经验公式
106 Xr r SVI
（7 ）
式中： 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，一般取1.2左右
b. 混合液污泥浓度X与回流比R的关系
第四节 活性污泥法设计计算
一、曝气池的设计计算内容 根据已知条件,确定以下内容:
1. 选定工艺流程
2. 曝气区容积的计算及曝气池的工艺设计
3. 计算需氧量、供气量及曝气系统的计算与设计
4. 计算回流污泥量、剩余污泥量与回流系统的设
计
5. 二沉池的设计
二、原始资料与数据
1. 原污水的日平均流量、最大时流量、最小时流量
当曝气池的水力停留时间在6小时以上时,按日平均流量计 算; 当曝气池的水力停留时间较短(2小时左右)时,按最大SS 总氮(主要包括有机氮和氨氮)、总磷(有机
磷、无机磷)
3. 对污泥处理和处置的要求
三、确定主要设计参数
1. 有机负荷率(包括污泥负荷或容积负荷)
V QSa NV
（5）
从（2）可得出：曝气池有效容积V与污泥浓度X和污泥负荷率Ns直接相关。
为计算曝气池有效容积V，必须先确定污泥浓度X和污泥负荷率Ns。
（2）污泥负荷率Ns的确定 污泥负荷率具有微生物对有机物代谢方面的含义，并有以下理论公式存 在：
NS KS e f
（6）
其中：K—与微生物降解有关的系数； Se— 曝气池出水有机物浓度 f— 活性污泥（MLSS）中挥发性有机物（MLVSS）的含量
但由于充氧设备能力的限制，以及纵向混合的存在，实际上推 流和完全混合的处理效果差不多。若能克服上述缺点，则推流
比完全混合好。而完全混合抗冲击负荷的能力强。究竟选择哪
一类型，要根据进水的负荷变化情况，曝气设备的选择，场地 布置，以及设计者的经验，综合确定。在可能条件下，曝气池 的设计要既能按推流方式运行，也能按完全混合方式运行，或 者两种运行方式的结合，以增加运行的灵活性，在运行过程中 探索恰当的运行方式。
五、曝气池的计算
1．曝气池容积的计算 曝气池的设计计算，正在由经验方法向理论方法过渡，提
出了各种计算方法。由于废水水质的复杂性，往往要通过试验
来确定设计参数，这样就降低了理论方法的使用价值。但是， 理论方法能深刻地揭示活性污泥法的本质，加深对它的认识和 理解，这对做好设计是极为重要的。可以说，目前曝气池的设 计计算是处于经验和理论相结合的状态。 目前工程中常用的计算方法为有机物负荷率法，也可按照 劳伦斯(Lawronce)和麦卡蒂(McCarty)法以及麦金尼(McKinney) 法等理论方法计算。
2.
3.
混合液污泥浓度
污泥回流比 对于城市生活污水,上述设计参数比较成熟,可参
考类似规模厂或从设计手册上选取；对于工业废水, 应根据试验确定设计参数。
四、确定处理工艺流程
根据上述要求和数据，根据所在地实际气象、地理位置和 地质条件确定处理工艺流程。
例如：曝气池的选型，从理论上分析，推流优于完全混合，