§12-5 活性污泥法过程设计
• 三、需氧量设计计算 • 2.微生物对有机物的氧化分解需氧量 微生物对有机物的氧化分解需氧量 • 污水中可生物降解的有机物量常以 污水中可生物降解的有机物量常以BOD5表示，如近似以 表示，如近似以BODL代 替bCOD，折算为有机物完全氧化的需氧量 ，折算为有机物完全氧化的需氧量BODL，耗氧系数为 0.1时, BOD5＝0.68BODL,(BOD5约占总 时 约占总BOD的70%) 则： 的
C 5 H 7 NO 2 + 5O 2 → 5CO 2 + NH 3 + 2 H 2 O
113
5 × 32
1
x
5 × 32 x= = 1.42 113
• 进水总 进水总COD分为活性生物体 分为活性生物体COD和有机基质 和有机基质COD。活性生物体 分为活性生物体 和有机基质 。 包括自养菌、异养菌和聚磷菌。 包括自养菌、异养菌和聚磷菌。 有机基质依据其生物可降解性分为可生物降解BCOD和不可生物 和不可生物 有机基质依据其生物可降解性分为可生物降解 降解UBCOD。UBCOD进一步划分为溶解性惰性组分 和颗粒性 。 进一步划分为溶解性惰性组分S1和颗粒性 降解 进一步划分为溶解性惰性组分 惰性组分X1。 在活性污泥系统中不发生变化 直接流出系统， 在活性污泥系统中不发生变化， 惰性组分 。S1在活性污泥系统中不发生变化，直接流出系统， X1能够被污泥捕集，通过剩余污泥排放去除。 能够被污泥捕集，通过剩余污泥排放去除。 能够被污泥捕集 BCOD分为快速易降解 分为快速易降解RBCOD（SS）和慢速降解 分为快速易降解 （ ）和慢速降解SBCOD （XS）。速率相差约1个数量级。这种划分对设计方案脱氮除磷 ）。速率相差约 个数量级。 ）。速率相差约 个数量级 功能的预测和控制策略开发非常重要。 由细小颗粒物 由细小颗粒物、 功能的预测和控制策略开发非常重要。XS由细小颗粒物、胶体 和溶解性有机大分子组成，生活污水主要是前两者。 和溶解性有机大分子组成，生活污水主要是前两者。由于胶体物 质能够被活性污泥很快吸附而从液相中去除， 质能够被活性污泥很快吸附而从液相中去除，其归宿与颗粒物相 联系， 联系，因此模拟生物反应器可以把所有的胶体和颗粒性可降解 COD归为 。 归为XS。 归为
§12-5 活性污泥法过程设计
• 一、曝气池容积设计计算 • 2.池型的选择 2.池型的选择 • 推流理论上优于完全混合，由于充氧设备能力限制及纵向混合的 推流理论上优于完全混合， 存在，实际上推流和完全混合处理效果相近。若能克服上述缺点， 存在，实际上推流和完全混合处理效果相近。若能克服上述缺点， 则推流比完全混合好。 则推流比完全混合好。 • 完全混合抗冲击负荷的能力强。 完全混合抗冲击负荷的能力强。 • 根据进水负荷变化情况、曝气设备的选择、场地布置、设计者的 根据进水负荷变化情况、曝气设备的选择、场地布置、 经验综合确定。 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 在可能条件下，曝气池的设计要既能按推流方式运行， 全混合方式运行，或者两种运行方式结合，增加运行灵活性。 全混合方式运行，或者两种运行方式结合，增加运行灵活性。
• 高BOD5负荷下，泥龄较短，降解单位质量的 负荷下，泥龄较短，降解单位质量的BOD5需氧量就低。 需氧量就低。 因为一部分被吸附而未被摄入体内的有机物随剩余污泥排出； 因为一部分被吸附而未被摄入体内的有机物随剩余污泥排出；同 时，微生物内源代谢弱，需氧也较低。 微生物内源代谢弱，需氧也较低。 • 低BOD5负荷时，泥龄较长，有机物降解较彻底，内源代谢作用 负荷时，泥龄较长，有机物降解较彻底， 时间长，降解单位质量 需氧量就高。 时间长，降解单位质量BOD5需氧量就高。
§12-5 活性污泥法过程设计
• 一、曝气池容积设计计算 • 1.工艺流程的选择 工艺流程的选择 • 工艺流程的选择是设计关键问题 详细调查基础上进行技术、经 工艺流程的选择是设计关键问题, 详细调查基础上进行技术、 济比较，得到合理流程。 济比较，得到合理流程。 • 主要调查研究和收集的基础资料： 主要调查研究和收集的基础资料： • ①污水水量水质条件:水量 处理规模，注意收集率和地下水渗入 水量-处理规模 污水水量水质条件 水量 处理规模， 水质决定流程和处理程度。 量;水质决定流程和处理程度。 水质决定流程和处理程度 • 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 厂址地形资料； 污水处理厂厂址资料 厂址地形资料 • ⑤剩余污泥出路
∆X v = Y ( S0 − Se ) Q − K dVX V
∆X V = Yobs ( S0 − Se ) Q
• ∆XV-每日增长的挥发性活性污泥量 kg/d 每日增长的挥发性活性污泥量, 每日增长的挥发性活性污泥量
§12-5 活性污泥法过程设计
• 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
§12-5 活性污泥法过程设计
• 一、曝气池容积设计计算 • 3. 池容积设计计算 • (1)有机负荷法 有机负荷法 • ①活性污泥负荷法 • 活性污泥负荷率(Ls)： 活性污泥负荷率 ： • 反应池体积为： 反应池体积为：
Q ⋅ S0 F (基质量) Ls = = M (微生物总量) X ⋅V
Q ⋅ S0 V= X ⋅ Ls
§12-5 活性污泥法过程设计
• 三、需氧量设计计算 • 2.微生物对有机物的氧化分解需氧量 微生物对有机物的氧化分解需氧量
O2 = Q ( bCOD0 − bCODe ) − 1.42∆X
• bCOD-污水的可生物降解基质浓度 污水的可生物降解基质浓度; 污水的可生物降解基质浓度 • 1.42-污泥的氧当量系数， 污泥的氧当量系数， 污泥的氧当量系数 • 假定细胞组成 5H7NO2, 氧化单位质量微生物需氧量： 假定细胞组成C 氧化单位质量微生物需氧量：
§12-5 活性污泥法过程设计 • 一、曝气池容积设计计算 • 二、剩余污泥量计算 • 三、需氧量设计计算
பைடு நூலகம்
§12-5 活性污泥法过程设计
• 过程设计计算 对象：曝气池、二沉池、曝气设备、回流设备等 对象：曝气池、二沉池、曝气设备、 及污泥处理处置。 及污泥处理处置。 • 设计主要依据：水质水量资料 设计主要依据： • 生活污水或生活污水为主的城市污水：成熟设计经验 生活污水或生活污水为主的城市污水： • 工业废水：试验研究设计参数 工业废水： • 主要设计内容： 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 二沉池澄清区、 • 4. 供氧系统设计 • 5. 污泥回流设备设计
§12-5活性污泥法过程设计 12• 二、剩余污泥量计算 • 1.按污泥龄计算 按污泥龄计算
∆X = XV
θc
• ∆X-每天排出的总固体量，g(vss)/d; 每天排出的总固体量， 每天排出的总固体量
§12-5 活性污泥法过程设计
• 二、剩余污泥量计算 • 2.根据污泥产率系数或表观产率系数计算 根据污泥产率系数或表观产率系数计算
§12-5 活性污泥法过程设计
• 例12-1 • (2)计算曝气池的体积 计算曝气池的体积 • ①按污泥负荷计算 • 参考表12-1(p118)，污泥负荷取 ， 参考表 0.25kg(BOD5)/kg(MLSS)·d,按平均流量计算： 按平均流量计算： 按平均流量计算
X ⋅ Ls
• 室外排水设计规范体积公式：V = Q ⋅ ( S0 − Se ) 室外排水设计规范体积公式： • Q—与曝气时间相当的平均进水流量 与曝气时间相当的平均进水流量 • S0—曝气池进水的平均 曝气池进水的平均BOD5值 曝气池进水的平均
§12-5 活性污泥法过程设计
• 一、曝气池容积设计计算 • 3. 池容积设计计算 • ②容积负荷法 • 容积负荷：单位容积曝气区单位时间内所能承受的 容积负荷： Q ⋅ S0 BOD5量，即： LV = V • 曝气池容积： 曝气池容积：
§12-5 活性污泥法过程设计
• 例12-1 • 处理污水量为 600m3/d，初沉后 处理污水量为21 ，初沉后BOD5为200mg/L，希望经生物 ， 处理后出水BOD5小于 小于20mg/L。该地区大气压为标准压力，确定 处理后出水 。该地区大气压为标准压力， 曝气池体积，剩余污泥量和需氧量。相关参数按下列条件 曝气池体积，剩余污泥量和需氧量。相关参数按下列条件: • ①曝气池污水温度为20℃； 曝气池污水温度为 ℃ • ②曝气池中MVLSS同MLSS之比为 。 之比为0.8。 曝气池中 同 之比为 • ③回流污泥SS浓度为 000mg/L； 浓度为10 回流污泥 浓度为 ； • ④曝气池中的MLSS为3 000mg/L； 曝气池中的 为 ； • ⑤设计的θc为10天； 设计的 为 天 • ⑥出水中含有12mg/L的TSS，其中 可生化)占 出水中含有 的 ，其中VSS(可生化 占65%。 可生化 。 • ⑦污水中含有足够的生化反应所需的氮、磷和其它微量元素； 污水中含有足够的生化反应所需的氮、磷和其它微量元素；
Q ⋅ ( S0 − Se ) BODL = 0.68
Q ( S0 − Se ) O2 = − 1.42∆X V 0.68
BODL与BOD5
§12-5 活性污泥法过程设计
• 三、需氧量设计计算 • 2.微生物对有机物的氧化分解需氧量 微生物对有机物的氧化分解需氧量 • 空气中氧含量23.2%，氧密度1.201kg/m3。将氧量除以 空气中氧含量 ，氧密度 氧密度和空气中氧含量，既为所需空气量。 氧密度和空气中氧含量，既为所需空气量。 • 目前推流式和完全混合式曝气池实际效果差不多，完全 目前推流式和完全混合式曝气池实际效果差不多， 混合的计算模式也可用于推流曝气池的计算。 混合的计算模式也可用于推流曝气池的计算。