1、第四章 活性污泥法第三节 活性污泥法数学模型基础第四节 气体传递原理和曝气设备活性污泥法的影响因素：活性污泥法的影响因素：活性污泥法污水处理设备就是要创造有利于微生物生理活动的环境条件，充分发挥活性污泥微生物的代谢功能，必须充分考虑影响活性污泥活性的环境因素，主要包括以下几点：(1)有机负荷污泥负荷FW 每千克活性污泥每日所承担的降解有机物的千克数，计算公式如下：FW=QS/（NWV）Q 曝气池的设计流量，采用最高日平均流量；S 曝气池进水底物浓度；NW 曝气池混合液污泥（MLSS）浓度；V 曝气池有效容积。容积负荷Fr 每立方米曝气池每日所承担的有机物的千克数。Fr=QS/V 污泥负荷是影响
2、活性污泥增长、有机物降解、污泥沉淀性能以及需氧量的重要因素，也是进行工艺设计的主要参数。污泥膨胀与污泥负荷有重要关系，一般在低负荷和高负荷都不会出现污泥膨胀，而在1.0左右的中间负荷时SVI值很高，属于污泥膨胀区，在设计或运行时避免采用这一区域的负荷值。（2）水温 微生物酶系统酶促反应的最佳温度范围是2030之间，水温上升有利于混合、搅拌、沉淀等物理过程，但不利于氧的传递，一般将活性污泥反应过程的最高和最低的温度分别控制在35和10。（3）溶解氧 好氧活性污泥法中微生物都是好氧菌，溶解氧与有机物的降解速率和微生物的增长密切相关，工程中将曝气池出口处的溶解氧浓度控制在2 mg/L以上。（4）pH
3、值 活性污泥微生物最适宜的pH范围是6.58.5。活性污泥处理系统对酸碱度具有一定的缓冲作用：在活性污泥的培养、驯化过程中pH值可以在一定范围内逐渐适应；在运行中，pH值急变的冲击负荷，将严重损害活性污泥，使得净化效果急剧恶化。（5）营养物质（6）有毒物质 大多数的化学物质都可能对微生物生理功能有毒害作用，有毒物质大致包括重金属、硫化物等无机物质和氰、酚等有机物质，它们对细菌的毒害作用是破坏细胞某些必要的物理结构或抑制细菌的代谢过程，它们的破坏程度取决于其在污水中的浓度。活性污泥法主要工艺及运行特点活性污泥法数学模型主要包括两个方面：底物降解速率与底物浓度、生物量等因素之间的关系；微生物增殖速
4、率与底物浓度、生物量等因素之间的关系。模型建立的依据：动力学及物料平衡一、建立模型的假设 曝气池处于完全混合状态；进水中的微生物浓度与曝气池中的活性污泥微生物浓度相比很小，可假设为零。全部可生物降解的底物都处于溶解状态。系统运行稳定，处于稳定状态（稳态假设）。二沉池中没有微生物的活动。二沉池中没有污泥积累，泥水分离良好。系统中不含有毒物质和抑制物质。二、劳伦斯和麦卡蒂模型污泥泥龄：即生物固体停留时间（solids retention time，SRT),在处理系统（曝气池）中微生物的平均停留时间，实质就是曝气池中的活性污泥全部更新一次所需要的时间。X 曝气池中污泥浓度，g/m3;V 曝气池容积
5、，m3;Q 进水流量，m3/d；QW 剩余污泥排放流量，m3/d；Xe 出水中的污泥浓度，g/m3;XR 排出的剩余污泥中的污泥浓度，g/m3。一般二沉池沉淀效果良好时，出水中的SS小于15 mg/L,因此，随出水排出的污泥量对污泥泥龄的影响相比剩余污泥对污泥泥龄的影响小很多，一般可以忽略，因而污泥泥龄可简化为：上式可用于计算剩余污泥量：X 剩余污泥量，gVSS/d。如果剩余污泥是从曝气池直接排放的，那么上式中污泥浓度是一样的，故：c=V/QW（1）推导出水水质与污泥泥龄的关系在稳态条件下，由系统活性污泥的物料守恒，有：X0 进水中微生物浓度，gVSS/m3；Xe 出水中的污泥浓度，g/m3;
6、XR 排出的剩余污泥中的污泥浓度，g/m3；X 曝气池中污泥浓度，gVSS/m3;V 曝气池容积，m3;Q 进水流量，m3/d；QW 剩余污泥排放流量，m3/d；(dX/dt)g 活性污泥的净增长速率，gVSS/（m3 d）。进水中的微生物浓度可以忽略，因此，前式可变为：将微生物增长基本方程代入式可得：根据微生物净增长速率和底物利用速率之间的关系，式可改写为：将劳-麦方程代入式可得：从上式中解出Se，得：上式说明活性污泥法系统的出水有机物浓度只是污泥泥龄的函数，与进水有机物浓度无关。（2）推导曝气池内微生物浓度与污泥泥龄的关系：在稳态条件下，根据曝气池底物的物料平衡，有：整理得：将式代入式可得
7、：从上式解出X并整理得：V/Q=t，上式中Q/V可替换成1/t 从上式可以看出，曝气池中的活性污泥浓度与进出水水质、污泥泥龄和曝气时间等都相关。（3）推导回流比R与污泥泥龄c的关系：对曝气池内生物量进行物料衡算：（曝气池内生物量的净变化率）=（生物量进入曝气池的速率）-（生物量离开曝气池的速率）将微生物增长的基本方程代入上式有：将(dS/dt)u=KXS（在KS远大于S的情况下）代入上式：将(dS/dt)u=KXS（在KS远大于S的情况下）代入式有：将上式代入式c=V/QW并解得c：上式表明，污泥泥龄是XR/X和回流比R的函数，而XR/X又是活性污泥沉降效率的函数。当二沉池运行正常时，可用下式
8、估计回流污泥的最高浓度：(XR)max=106/SVI （4）动力学参数的测定：以上模型中包含了动力学参数如rmax、KS、Kd、Y，如何测定这些参数？由式可得：将上式取倒数的得：上式中V/Q为水力停留时间，用t表示，则上式变为：气体传递原理和曝气设备（一）曝气方式及原理曝气类型：鼓风曝气、机械曝气（表面曝气、潜水曝气、卧轴式曝气）、鼓风机械曝气鼓风曝气：将鼓风机提供的压缩空气，通过管道系统送入 曝气池中空气扩散装置上，并以气泡形式扩散 到混合液中。（例如：微气泡扩散器）鼓风机械曝气：采用鼓风装置将空气送入水下，用机械搅 拌的方法使空气和污水充分混合，本方法 适用于有机物浓度较高的污水。机械曝
9、气：曝气装置的转动，把大量混合因为以液幕、液滴抛向空中，增大接触面，液面呈剧烈的搅 动状，将空气卷入；曝气器转动产生提升作 用，使混合液连续地上、下循环流动，气、液 界面不断更新，将空气中的氧转移到液体内；曝气器转动，在其后侧形成负压区，吸入部 分空气。表面曝气：通过安装在曝气池表面上的叶轮或转刷的转 动，剧烈地搅拌水面，不断更新液面并产生强 烈的水跃，从而使空气中的氧与水滴的界面充 分接触而转移到混合液中。（竖轴式曝气器）潜水曝气：通过水下高速旋转的叶轮产生负压，将空气引 入水下，再通过叶轮的高速剪切运动，将吸入 的空气切割成小气泡扩散到水中。卧轴式曝气：通过叶轮转动搅动水面溅成水花，空气中
10、的 氧通过气液界面转移到水中，同时也推动氧 化沟中的污水。（二）曝气设备1、鼓风曝气设备组成 空气过滤器（防止灰尘进入扩散器内部造成阻塞）鼓风机（风量：满足生化反应所需的氧量，同时保证能使混合液悬浮固体呈悬浮状态；风压：满足克服管道系统和扩散器的摩擦损失以及扩散器上部的静水压）两种鼓风机：罗茨鼓风机：适用于中小型污水厂，噪声大，必须采取消音、隔音措施 离心式鼓风机：噪声小，效率高，适用于大中型污水厂 空气输配管系统 扩散器（将空气分散成小气泡）（1）微气泡型空气扩散装置 典型的微气泡型空气扩散装置是由微孔材料（陶瓷、钛粉、氧化铝、氧化硅或尼龙）制成的扩散板、扩散盘或扩散管等，所产生的气泡直径在
11、2 mm以下。优点：氧利用率高（15%25%)、动力效率高缺点：易堵塞、空气需要净化、扩散阻力大（2）小气泡扩散器 采用多孔材料（如陶瓷、沙砾、塑料等）制成的扩散板或扩散管，分散气泡直径可小于1.5mm。（3）中气泡扩散器 中气泡扩散器常用穿孔管和纱纶管。穿孔管由管径介于25mm至50mm之间的钢管或塑料管制成，在管壁两侧向下呈45度角方向开有直径为23mm的孔眼，两边错开排列。纱纶管以多孔金属管为骨架，管外缠绕纱纶绳。金属管上开有许多小孔，压缩空气从小孔逸出后，从绳缝中以气泡的形式挤入混合液。空气之所以能从绳缝中挤出，是由于纱纶富有弹性。优点：不易堵塞，阻力小缺点：气泡大，氧利用率低微孔曝气
12、设备微孔曝气设备安装 2、机械曝气设备（1）竖轴式曝气器泵型叶轮曝气机 a、叶轮外缘最佳线速度应在4.55.0 m/s的范围内；b、叶轮在水中浸没深度应不大于40 mm，过深影响曝气量，过浅易于引起脱水，运行不稳定；c、叶轮不能反转。K型叶轮曝气机 最佳运行线速度在4.0 m/s左右，浸没深度为 010 mm，叶轮直径与曝气池直径或正方形边长之比大致为1：61：10.倒伞形叶轮曝气机 结构简单，易于加工。平板型叶轮曝气机 由叶片与平板组成，叶片与平板的角度在025度之间，结构简单，加工方便，线速度一般在4.054.85 m/s之间。（2）卧轴式曝气器 目前应用的主要是水平推流式表面曝气机，适用
13、于氧化沟。由水平轴和固定在轴上的叶轮组成，转轴带动叶片旋转搅动水面溅起水花，空气中的氧通过气液界面转移到水中，同时也推动氧化沟中的污水流动。优点：负荷调节方便、维护管理简单、动力效率高。（3）潜水曝气机 该类曝气机由叶轮、混合室、底座、进气管以及消音器等组成。进气管上端为空气入口，位于水面以上，下端与混合室连通，由于叶轮旋转产生的高速水流在混合室形成负压，空气被吸入并与液体混合，混合液从周边流出，完成对液体的充氧。优点：结构紧凑、占地面积小、安装方便；除吸气口外，其余部分在水下，噪音小；产生气泡多而细、溶氧率高；采用潜污泵技术，叶轮采用无堵塞式，运行安全可靠推流式曝气池平面布置l 推流式曝气池
14、的长宽比一般为510；l 进水方式不限；出水用溢流堰。横断面布置推流式曝气池的池宽和有效水深之比一般为12。根据横断面上的水流情况，可分为l 平流推移式l 旋流推移式完全混合曝气池池形：圆形、方形、矩形（三）气体传递原理 在曝气过程中，空气中的氧从气相传递到液相，是个传质过程，由于物质传递是借助于扩散作用从一相到另一相的，故传质过程实质上是个扩散过程，主要是由于界面两侧物质存在着浓度差值而产生。浓度梯度：扩散中单位路程长度上的浓度变化值，以dc/d表 示，c为物质浓度，为扩散路程长度。vd 物质的扩散速率，以单位时间内通过单位截面积的物质数量 表示;D 扩散系数，表明物质在介质中的扩散能力，主
15、要与扩散物 质和介质的特性及温度有关。上式即为菲克定律，是扩散过程的基本定律，表明物质组分在静止或层流状态的介质中进行分子扩散的规律。dM/dt 单位时间内通过界面扩散的物质数量；A 界面面积。曝气过程中的双膜理论基本论点：(1)膜两侧两相均处于紊流状态，紊流程度越高层流膜越薄。(2)气液相主体的浓度是均匀的，所有的传质阻力只存在两层流膜中。(3)界面上不存在传质阻力。(4)传质阻力主要存在于液膜上。设液相主体体积为V(m3)，上式同除以V得：（1）加大紊流程度以降低液膜厚度，加速气液面更新以提高溶 液氧浓度梯度，采用微孔曝气以增大接触面积。（2）提高氧分压以提高溶液饱和溶解氧浓度，延长曝气时
16、间。（四）氧转移的影响因素1、污水水质 传质修正系数：（表面活性物质的影响）饱和溶解氧修正系数：（溶解盐类的影响）、修正系数值均可通过对污水和清水的曝气充氧试验测定。对于鼓风曝气，值取0.40.8，对于机械曝气取0.61.0；值约在0.70.98之间变化，通常取0.95。2、水温水温正向影响：水温上升，水的黏度降低，液膜厚度减小，扩散系 数提高；KLa(T)=KLa(20)1.024(T-20)KLa(T)水温为T 时的氧总传质系数；KLa(20)水温为20 时的氧总传质系数；T 设计计算温度；1.024温度系数。负向影响：水温升高，氧的饱和溶解度cs降低。总的影响：水温降低有利于氧的转移。3
17、、氧分压氧分压压力修正系数：（氧分压越大，饱和溶解氧越高）对于鼓风曝气池，安装在池底的空气扩散装置出口处的氧分压最大，cs值也最大；但随气泡上升至水面，气压逐渐降低，降至一个大气压，而且气泡中的一部分氧已转移到液相中，氧分压更低。综上，氧转移的影响因素有：l 气液接触面积（气泡越小比表面积越大，传质系数越大）l 紊流程度（气泡越大，紊流程度越高，液膜越薄）l 氧分压（氧分压越高，饱和溶解氧越高）l 液相中氧的浓度梯度（液面更新越快，氧转移越快）l 接触时间l 水温l 污水性质（五）氧转移速率与供气量的计算 在稳定条件下，氧的转移速率应等于活性污泥微生物的需氧速率（Rr）：F 曝气扩散设备堵塞系
18、数，通常取0.50.9，其他参数同前。设备供应商提供空气扩散装置的氧转移参数是在标准条件下测定的，标准条件是指：水温20、大气压力为1.013105Pa、测定用水是脱氧清水。标准需氧量：在标准条件下，转移到一定体积脱氧清水中总氧量（OS，单位：kg/h）为：OS=KLa(20)cs(20)V 实际需氧量：而实际条件下，同样的曝气系统设备，能够转移到同样体积曝气池混合液的总氧量（O2，单位：kg/h）为：O2为曝气池的实际需氧量，可以通过生化过程的设计计算，而OS可以通过联解上两式求得，再由根据氧利用效率计算供气量或根据机械曝气的性能参数选择曝气设备。选择鼓风机台数时须留有余地，以备用，且应有风
19、量调节选择鼓风机台数时须留有余地，以备用，且应有风量调节装置以根据实际工况调节供气量。装置以根据实际工况调节供气量。鼓风机的选型应根据使用的风压、单机风压、控制方式、鼓风机的选型应根据使用的风压、单机风压、控制方式、噪声和维护管理等条件确定。噪声和维护管理等条件确定。鼓风机风压计算：p=H+hd+hfp 鼓风机出口风压，kPa；H 扩散设备的淹没深度，换算成压力单位kPa；1mH2O压力 相当于9.8 kPa；hd 扩散设备的风压损失，kPa，与充氧设备形式有关，一般 取35 kPa；hf 输气管道的总风压损失，kPa，包括沿程风压损失和局部 风压损失，可以通过计算确定。一般需留有23 kPa
20、的富余安全压力。机械曝气时：先确定曝气池的实际需氧量O2；根据实际需氧量与标准需氧量的关系求出标准需氧量OS；在标准条件下脱氧清水中的充氧量QS即为标准需氧量OS；由公式QS=0.379v2.8 D1.88 K，确定机械曝气设备的型号。v 叶轮线速度，m/s；D 叶轮直径，m；K 池型修正系数。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。求标准条件下
21、，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。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。比较各种曝气设备性能的主要指标 曝 气 设
22、 备 性 能 指 标 氧转移率：单位为mg（O2）/（Lh）。充氧能力（或动力效率）：即每消耗1kWh动力能传递到水中的氧量（或氧传递速率）,单位为kg（O2）/（kWh）。氧利用率：通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧的比例，单位为。第五节 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；X 曝气池混合污泥浓度，MLSS或MLVSS
23、，mg/L或kg/m3；V 曝气池容积。容积负荷已知的条件下：V=Q（S0-Se）/LvLv 容积负荷，kg BOD5/(m3 d)。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400 mg/L，要求出水COD60 mg/L，BOD5/COD=0.6。若设计 为完全混合式，求曝气池体积。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400 mg/L，要求出水COD35时,即可认为碳源充足；二是外加碳源，多采用甲醇（CH3OH），因为甲醇被分解后的产物为CO
24、2和H2O，不留任何难降解的中间产物；三是利用微生物组织进行内源反硝化。l 硝化菌在反应器内的停留时间，即生物固体平均停留时间（污泥龄）SRTn，必须大于其最小的世代时间，否则将使硝化菌从系统中流失殆尽，一般认为硝化菌最小世代时间在适宜的温度条件下为3d。SRTn 值与温度密切相关，温度低，SRTn取值应相应明显提高。1、三段生物脱氮工艺特点：将有机物氧化、硝化及反硝化三段独立开来，每一部分都 有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。优点：便于各阶段条件的控制；处理效率高缺点：占地面积大，基建费用高2、二段生物脱氮工艺特点：与三段式相比，除碳和硝化在同一个反应池中进行，设 计的污泥负荷要低，
25、水力停留时间和污泥龄要长。3、前置缺氧-好氧生物脱氮工艺特点：反硝化池在前，无需外加碳源，直接利用原污水中的有机 物进行反硝化反应；曝气池在后，曝气池混合液含有大量 硝酸盐，通过内循环回流到反硝化池。前置缺氧-好氧生物脱氮工艺优缺点：优点：反硝化产生碱度补充硝化反应所需，约可补偿消化反 应中所消耗碱度的50%左右，减少碱试剂用量；反硝化菌利用原污水中的有机物，无需外加碳源；缺氧呼吸中利用硝酸盐作为电子受体处理进水中有机 污染物，这不仅可以节省后续曝气量，而且反硝化菌对 碳源的利用更加广泛，甚至包括难降解有机物；前置缺氧缺氧池可以有效控制污泥膨胀。流程简单；总之，基建费用和运行费用低。缺点：脱氮
26、效率稍低；二沉池中易出现反硝化现象，造成污泥 上浮。4、Bardenpho 生物脱氮工艺特点：设立两个缺氧段，第一段利用原水中的有机物为碳源和第 一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。为进一步提高脱氮效率，废水进入第二段反硝化反应器，利用内源呼吸碳源进行反硝化。曝气池用于吹脱废水中的氮气，提高污泥的沉降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。二、生物除磷工艺 普通活性污泥法剩余污泥中磷含量约占微生物干重的1.5%2.0%，通过同化作用可去除磷12%20%。生物强化除磷工艺可以使得系统排除的剩余污泥中磷含量占到干重5%6%。如果还不能满足排放标准，就必须借助化学法除磷。l（1）厌氧环境条
27、件：（a）溶解氧浓度：厌氧区如存在溶解氧，兼性厌氧菌就不会启动其发酵代谢，不会产生脂肪酸，也不会诱导放磷，好氧呼吸会消耗易降解有机质；（b）NOx-浓度：产酸菌利用NOx-作为电子受体，抑制厌氧发酵过程，反硝化时消耗易生物降解有机质。l（2）有机物浓度及可利用性：碳源的性质对吸放磷及其速率影响极大。l（3）污泥龄：污泥龄影响着污泥排放量及污泥含磷量，污泥龄越长，污泥含磷量越低，去除单位质量的磷须同时耗用更多的BOD。Rensink和Ermel研究了污泥龄对除磷的影响，结果表明：SRT=30d时，除磷效果40%；SRT=17d时，除磷效果50%；SRT=5d天时，除磷效果87%。同时脱氮除磷系统
28、应处理好泥龄的矛盾。l（4）pH：与常规生物处理相同，生物除磷系统合适的pH为中性和微碱性，不合适时应调节。l（5）温度：在适宜温度范围内，温度越高释磷速度越快；温度低时应适当延长厌氧区的停留时间或投加外源VFA。1、AP/O生物除磷工艺2、Phostrip生物除磷工艺三、生物脱氮、除磷工艺 1、A2/O工艺优点：流程简洁；污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替运 行，丝状菌不能大量繁殖，污泥沉降性能好。缺点：进入沉淀池的混合液需保持一定的氧浓度，以防止二 沉池中发生反硝化和污泥厌氧释磷，但这导致回流污 泥和回流混合液中存在一定的溶解氧；回流污泥中存在的硝酸盐对厌氧释磷过程也存在 一定影响；系统排放
29、的剩余污泥中，仅有一部分是经历了完整 的厌氧和好氧过程，影响了污泥的充分吸磷；系统污泥泥龄因为兼顾硝化菌的生长而不能太 短，导致除磷效果难于进一步提高。倒置A2/O工艺特点：采用较短时间的初沉池，使进水中的细小有机悬浮固体 相当一部分进入生物反应器，以满足反硝化菌和聚磷菌 对碳源的需要;活性污泥都完整地经历了厌氧和好氧的过 程，因此排放的剩余污泥能充分吸收磷；避免了回流污 泥中的硝酸盐对厌氧释磷的影响；由于反应器中污泥浓 度高，从而促进了好氧反应器中的同步硝化、反硝化，因此可以用较少的总回流达到较好的总氮去除效果。2、改良Bardenpho工艺优点：脱氮除磷效果好缺点：池体较多，基建和运行成本
30、较高。3、UCT及改良UCT工艺改良UCT工艺4、SBR工艺四、常用生物脱氮除磷工艺设计参数和特点第八节 二次沉淀池一、沉淀池分类二、沉淀池构造及工作原理 沉淀池由五个部分组成，即：进水区、出水区、沉淀区、贮泥区及缓冲区。进出水区：使水流的进入与流出保持均匀平稳，以提 高沉淀效率；沉淀区：进行悬浮物分离的场所；缓冲区：介于沉淀区与贮泥区之间，避免已沉污泥被 水流搅起带走以及缓解冲击负荷；贮泥区：存放沉淀污泥的地方，起到贮存、浓缩与排 放的作用。竖流式沉淀池二、沉淀池的一般设计原则及设计参数1、设计流量 按最大流量作为设计流量，沉淀时间应不小于30min。2、沉淀池数量 不少于2座。3、沉淀池的
31、经验设计参数4、沉淀池的构造尺寸超高：不应小于0.3 m；有效水深：2.04.0 m；缓冲层高度：非机械排泥0.5 m；机械排泥，刮泥板高+0.3 m；贮泥斗斜壁倾角：方斗60，圆斗55；底板坡度：平流式大于0.01，辐流式大于0.05。5、沉淀池出水部分出水堰最大负荷：初沉池，2.9 L/(s m)；二沉池1.7 L/(s m)。6、贮泥斗容积初沉池：小于2 d二沉池：活性污泥，小于2 h，生物膜法，小于4 h。平流式沉淀池设计设计要点及要求:(1)沉淀区表面积 A=Qmax/q(q 根据实验获得，或者按经验选取）(2)沉淀区有效水深 h2=qt（h2通常为2.04.0 m）(3)沉淀区有效
32、容积 V=Qmaxt(4)沉淀池长度L=vt（v一般为57 mm/s，长深比不小于8）(5)沉淀区的总宽度 B=A/L（每座或每格沉淀池的宽度为总宽度除以沉淀池座数或格数，池长宽比不小于4）(6)实际产生的污泥量 VW=SNT 或 VW=Qmax(c0 c1)T 100/(100-p0)平流式沉淀池设计例：某城市污水排放量为10000 m3/d,悬浮物浓度c0为250 mg/L。试设计一平流式沉淀池，使处理后污水中悬浮 物浓度不超过50 mg/L，污泥含水率为97%。通过实验 得到下图所示的沉淀曲线。解：求沉淀效率 =（250-50）/250100%=80%根据图1得出下沉速率q=0.41mm
33、/s=1.48m/h，即表面负荷 为q0=1.48 m3/(m2 h)。根据图2得出去除率为80%时，沉淀时间为75min。为使设 计留有余地，将设计沉淀时间适当放大，设为100min。求最大设计流量 由题意知，Q=10000/24=416.67 m3/h，考虑到最大流量大 于平均流量，将平均流量放大1.2倍，作为最大设计流 量，Qmax=416.671.2=500 m3/h。沉淀池总表面积 A=Qmax/q0=500/1.48=337.84 m2 采用两座沉淀池，则每座沉淀池的表面积为170 m2，处理 量为208.35 m3/h。沉淀池的有效水深h2 h2=qt=1.48（100/60）=
34、2.47 m（在24 m之间，符合要求）沉淀池长度L 设最大流量时的水平流速为5mm/s，即v=18 m/h，则L=vt =18(100/60)=30 m。长深比为30/2.47=12.148,基本符合要求。沉淀池宽度b b=A/L=170/30=5.67 m 长宽比为L/b=30/5.67=5.294，符合要求。污泥斗容积V 每日产生的污泥量为 每个沉淀池的污泥量W/2，即为33.3 m3。取污泥斗高度h4为3.0 m，则污泥斗容积为即每个污泥斗可容纳1天的污泥量,两个污泥斗可贮存2天的污泥量。沉淀池总高度H（采用机械刮泥设备）H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.47+0.6+3.0=6
35、.37 m竖流式沉淀池设计竖流式沉淀池设计例：某污水处理厂最大污水量为100 L/S，由沉淀试验确 定设计上升流速为0.7 mm/s，沉淀时间为1.5 h。试 设计沉淀池的各部分尺寸。解：由题意知，最大污水流量为100 L/S=360 m3/h，采用4 个沉淀池，则每池最大设计流量为Qmax=360/4=90 m3/h。设中心管内流速v0=0.3 m/s，则中心管面积为 A1=Qmax/v0=0.83 m2 中心管直径为 喇叭口直径为d1=1.35d0=1.35 m 反射板直径为d2=1.3d1=1.31.35=1.76 m 沉淀池有效水深，即中心管高度 h2=vt=0.71000-31.53
36、600=3.78 m中心管喇叭口至反射板之间的间隙高度（v1取0.02 m/s)沉淀池总面积及沉淀池直径每个沉淀池沉淀区面积 A2=Qmax/v=90/3600/0.0007=35.7 m2每个沉淀池总面积 A=A1+A2=0.83+35.7=36.5 m2每个沉淀池直径为D取D=7.0 m污泥斗高度及污泥斗容积取污泥斗圆锥下部直径为0.4 m，污泥斗倾角为45，则h5=(1/2D-1/2d0)/tan45=3.3 m污泥斗容积为沉淀池的总高度 H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.78+0.3+0.3+3.3=8.08 m辐流式沉淀池设计设计要点及要求:(1)沉淀池表面积 A1=Qm
37、ax/nq0(q0 根据试验确定，若无实验数据，则按经验选取，一般初沉池为24 m3/(m2h)，二沉池为1.53.0 m3/(m2h)）(2)沉淀池直径（计算与竖流式相同）(3)有效水深 h2=q0t（一般初沉池沉淀时间为12 h，二沉池为1.52.5 h，池径与水深比宜在612之间。）(4)沉淀池总高度例：某城市污水处理厂的最大设计流量为Qmax=2450 m3/h，设计人口为N=34 万，采用机械刮泥，试 设计普通辐流式沉淀池。解：采用两座沉淀池，则每座沉淀池的最大设计流量为 1225 m3/h，试设表面负荷q0=2 m3/(m2 h)A1=Qmax/q0=612.5 m2 沉淀池直径为
38、 取D=8.0 m。沉淀池有效水深 取沉淀时间t=1.5h h2=q0 t=21.5=3.0 m径深比为 D/h2=9.3，符合要求。沉淀池总高度每池每天的污泥量为式中S取0.5L/（人d），采用机械刮泥，污泥在斗内贮存时间取t=4h。污泥斗高度为坡底落差为h4=（R-r1)0.05=(14-2)0.05=0.6 m污泥斗容积为池底可贮存污泥的体积为沉淀池共可贮存污泥体积为V1+V2=156 m3 14.2 m3，符合要求。沉淀池总高度为H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.0+0.5+0.6+1.73=6.13 m沉淀池周边处的高度为H=h1+h2+h3=0.3+3.0+0.5=3.8 m第九节 活性污泥法处理系统的设计、运行于管理活性污泥法中对系统运行和管理产生影响的有：1、水力负荷2、有机负荷3、微生物浓度4、曝气时间5、污泥泥龄6、氧传递速率7、回流污泥浓度8、污泥回流比9、曝气池的构造10、pH和碱度11、溶解氧浓度12、污泥膨胀及其控制
