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生化處理中一般采用活性污泥法,其主要的工藝流程包括:預(yù)處理>初次沉淀>混合>曝氣>二次沉淀,曝氣是活性污泥法處理廢水的重要環(huán)節(jié),曝氣在曝氣池中完成。因此曝氣池池容的設(shè)計在整個生化處理工藝設(shè)計中也就占到十分重要的地位。
計算曝氣區(qū)容積,常用的是有機負荷計算法。負荷有兩種表示方法,即污泥負荷和容積負荷。一般采用污泥負荷,計算過程如下:
(1)確定污泥負荷
污泥負荷一般根據(jù)經(jīng)驗值確定,可以參照有關(guān)成熟經(jīng)驗中的數(shù)值。
表1:部分活性污泥工藝參數(shù)和特點
工藝類型 |
污泥齡/d |
污泥負荷kgBOD5/kgMLSS |
容積負荷kgBOD5/m3.d |
MLSSmg/L |
水力停留時間/h |
回流比 |
BOD5去除率/% |
備注 |
傳統(tǒng)活性污泥法 |
5--15 |
0.2—0.4 |
0.3—0.8 |
1500--3000 |
4--8 |
0.25—0.75 |
85--95 |
用于低濃度生活污水、易受沖擊負荷的影響 |
完全混合法 |
5--15 |
0.2—0.6 |
0.6—2.4 |
2500--4000 |
3--5 |
0.25—1.0 |
85--95 |
可用于一般污水,耐沖擊負荷;易發(fā)生絲狀菌膨脹 |
階段進水 |
5--15 |
0.2—0.4 |
0.4—1.4 |
2000--3500 |
3--5 |
0.25—0.75 |
85—95 |
應(yīng)用范圍廣泛 |
改良曝氣 |
0.2—0.5 |
1.5—5.0 |
0.2—2.4 |
200--1000 |
1.5--3 |
0.05—0.25 |
60--75 |
用于中等濃度的污水,出水中可能含有細胞組織 |
接觸穩(wěn)定 |
5--15 |
0.2—0.6 |
0.9—1.2 |
(1000—3000)注(4000—10000)釋 |
(0.5—1.0)(3—6) |
0.5—1.5 |
80--90 |
用于現(xiàn)有處理系統(tǒng)的改擴建和小型處理廠 |
延時曝氣 |
20--30 |
0.05—0.15 |
0.15—0.25 |
3000--6000 |
18—36 |
0.5—1.5 |
75--95 |
工藝靈活,適用于小城鎮(zhèn)、小型處理廠和需要消化的場合 |
高負荷法 |
5--10 |
0.4—1.5 |
1.6--16 |
4000-10000 |
2--4 |
1.0—5.0 |
75--90 |
適用于用渦輪曝氣機供氧且控制絮體大小的一般污水處理廠 |
純氧曝氣 |
3--10 |
0.25—1.0 |
1.6--.3.2 |
2000--5000 |
1--3 |
0.25—0.5 |
85--95 |
適用于高濃度廢水且可用空間狹窄的地方,能抵抗沖擊負荷 |
氧化溝 |
10--30 |
0.05—0.30 |
0.1—0.2 |
3000--6000 |
8--36 |
0.75—1.5 |
75--95 |
適用于小城鎮(zhèn),有大片可用土地,供氧靈活 |
SBR |
/ |
0.05—0.3 |
0.1—0.24 |
1500—5000.備注 |
12--50 |
/ |
85--95 |
適用于小城鎮(zhèn),可用土地較小的地方,供氧靈活 |
深井曝氣 |
/ |
0.5—5.0 |
/ |
/ |
0.5--5 |
/ |
85--95 |
適用于一般的高濃度廢水,該工藝可抵抗沖擊負荷 |
合并硝化工藝 |
|
0.10—0.25(0.02—0.20)解 |
0.1—0.32 |
2000-2500 |
6--15 |
0.5—1.5 |
85--95 |
常用的生物脫氮工藝 |
單獨硝化工藝 |
|
0.05—0.20(0.04—0.15) |
0.05—0.16 |
2000--3500 |
3--6 |
0.50—2.00 |
85--95 |
適用于現(xiàn)有處理系統(tǒng)的升級及氮的排放標準嚴格的地方 |
注:接觸池 釋:污泥穩(wěn)定池 解:TKN/MLVSS 備注:MLVSS/m變化決定于運行周期 |
(2)確定所需要微生物的量
微生物的量(XV)是由所要處理的有機物的總量和單位微生物在單位時間內(nèi)處理有機物的能力(即污泥負荷)決定的。
根據(jù)污泥負荷的定義:Ns=Q(SO-Se)/(XV),可得公式如下:
(XV)= Q(SO-Se)/ Ns
式中:
V——曝氣池容積,m3
Q——進水設(shè)計流量,m3/d
SO——進水的BOD5濃度, mg/L
Se——出水的BOD5濃度, mg/L
X——混合液揮發(fā)性懸浮固體,(MLVSS)濃度 mg/L
Ns——污泥負荷,kgBOD5/(kgMLVSS.d)
(3)計算曝氣池的有效池容
確定了微生物的總量后,需要有污泥濃度的數(shù)值才能計算曝氣池的容積。污泥濃度根據(jù)所用工藝的污泥濃度的經(jīng)驗值選擇,一般在3000—6000mg/L之間。經(jīng)過實驗或其他方式確定了回流比、SVI值后也可以根據(jù)下式計算:
X=Rrf106/SVI(1+R)
式中:
R——污泥回流比,%
r——二次沉淀池中污泥綜合系數(shù),一般為1.2左右
f——MLVSS/MLSS
曝氣池容積的計算公式如下:
V=(VX)/X=Q(SO-Se)/(XNS)
式中:
Q——廢水量,m3/d
Q(SO-Se)——每天的有機基質(zhì)降解量,kg/d
V——曝氣池有效容積,m3
(4)確定曝氣池的主要尺寸
主要確定曝氣池的個數(shù)、池深、長度以及曝氣池的平面形式等。按照每日的處理量來確定池體的個數(shù),同時,由于工藝的不同,曝氣池的式樣和個數(shù)各不相同,因此在實際的設(shè)計中需要我們有現(xiàn)場的實際地形圖和整體效果圖來做依據(jù),這樣設(shè)計出來的池體才可以滿足工藝處理需要,并且與周圍的環(huán)境和諧一致。
也可用動力學方法計算曝氣池的容積。計算過程如下:
(1)確定所需的動力學常數(shù)的值
包括Y、Kd、Ks、umax,在沒有實驗數(shù)據(jù)時可以根據(jù)表2、表3 選擇適當?shù)臄?shù)值。
表2:生活污水的Y、Kd值
產(chǎn)率系數(shù)(Y) |
衰減系數(shù)(Kd) |
0.4—0.8mgVSS/mgBOD50.25—0.45mgVSS/mgCOD |
0.0020—0.0029h-1 |
表3:幾種工業(yè)廢水的Y、Kd值
工業(yè)廢水名稱 |
Y |
Kd |
工業(yè)廢水名稱 |
Y |
Kd |
合成纖維廢水 |
0.38 |
0.10 |
紙漿和造紙廢水 |
0.76 |
0.016 |
亞硫酸鹽漿粕廢水 |
0.55 |
0.13 |
制藥廢水 |
0.77 |
/ |
含酚廢水 |
0.70 |
/ |
釀造廢水 |
0.93 |
/ |
(2)確定污泥齡
根據(jù)公式1/θmin= (Y×umax×SO/ SO+Ks)-Kd可以確定θmin 值。
θmin=1/(Y×umax-Kd)
式中:umax——基質(zhì)達到飽和濃度時,微生物的最大比增殖速率,d-1
實際活性污泥處理系統(tǒng)工程中所采用的θC(污泥齡.d)值,應(yīng)大于θmin值,實際取值按公式1/θmin= Y×umax-Kd乘以安全系數(shù)。安全系數(shù)一般在2—20。也可以根據(jù)經(jīng)驗進行取值,參照表1數(shù)據(jù)。
(3)確定所需的微生物量
根據(jù)公式1/θC=[Y×umax×(SO-Se)/ (SO-Se)+KsIn SO/ Se]-Kd來確定微生物的量,可以得到微生物量的計算公式:
(XV)=QθCY(SO-Se)/(1+KdθC)
(4)確定曝氣池的容積
首先確定微生物濃度,其方法與前面的負荷設(shè)計法相同。
V=(VX)/X
根據(jù)有關(guān)公司對出水濃度進行校核;或者根據(jù)污泥負荷的定義對污泥負荷進行校核。這兩種方法取其中一種就可以。
來源:環(huán)保工程師