活性污泥法的設計計算...ppt

9 4活性污泥法的設計計算 曝氣池的設計計算主要是根據進水情況和出水的要求 選擇曝氣池的類型 所需的供氧量和排除的剩余活性污泥量等 一 有機物負荷率法 1 污泥負荷指單位重量活性污泥在單位時間內所能承受的BOD5量去除負荷指單位重量活性污泥在單位時間內所去除的BOD5量 2 容積負荷是指單位容積曝氣區(qū)在單位時間內所能承受的BOD5量LV QS0 VLV r Q S0 Se V 曝氣池體積的計算 V QS0 V Q S0 Se LV r 一 有機物負荷率法 污泥生成量的計算 Y 微生物增長常數 即每消耗單位底物所形成的微生物量 一般為0 35 0 8mgMLVSS mgBOD5 kd 微生物自身氧化率 一般為0 05 0 1d 1 x aLrVx bVx x 每天污泥增加量 kg d a 污泥合成系數 一般a 0 30 0 72 平均為0 52 b 污泥自身氧化系數 d 1 一般b 0 02 0 18 平均為0 07 一 有機物負荷率法 污泥需氧量的計算 一般a 0 25 0 76 平均為0 47 b 0 10 0 37 平均為0 17 污泥負荷與處理效率的關系 在底物濃度較低時 比底物降解速率為 ds xvdt Q S0 Se xVV KSe 一 有機物負荷率法 污泥負荷對活性污泥特性的影響 一 有機物負荷率法 高負荷 1 5 2 0kgBOD kgMLSS d中負荷 0 2 0 4kgBOD kgMLSS d低負荷 0 03 0 05kgBOD kgMLSS d 水溫對污泥負荷的影響 在一定的水溫范圍內 提高水溫 可以提高BOD的去除速度和能力 有利于活性污泥絮體的形成和沉淀 水溫較高時 可降低回流比 減小污泥濃度 從而相對提高了污泥負荷 污泥負荷對營養(yǎng)比的影響一般負荷 BOD N P 100 5 1延時曝氣法 BOD N P 100 1 0 5 二 勞倫斯和麥卡蒂 Lawrence McCarty 法 一 細胞平均停留時間 細胞平均停留時間 c也稱泥齡 表示微生物在曝氣池中的平均培養(yǎng)時間 也即曝氣池內活性污泥平均更新一遍所需的時間 細胞平均停留時間時比生長速度的倒數 c 1 x dx dt c V Qw 二 勞倫斯 麥卡蒂 Lawrence McCarty 法 細胞平均停留時間 二 勞倫斯 麥卡蒂法1 勞倫斯和麥卡蒂根據莫諾特方程提出了曝氣池中基質去除速率和微生物濃度的關系方程 dS dt KS x Ks S 2 微生物的增長和基質的去除關系方程 dx dt y dS dt Kd x或dx dt yobs dS dt 二 勞倫斯 麥卡蒂 Lawrence McCarty 法 勞倫斯 麥卡蒂法 穩(wěn)態(tài)時 dx dt 0 并假定x0 0 則 因此 曝氣池內污泥濃度 曝氣池體積V cYQ S0 Se x 1 kd c 對系統(tǒng)進行微生物量衡算 二 勞倫斯 麥卡蒂 Lawrence McCarty 法 勞倫斯 麥卡蒂法 對系統(tǒng)進行底物衡算 穩(wěn)態(tài)時 ds dt 0 而且 代入 則 得 二 勞倫斯 麥卡蒂 Lawrence McCarty 法 排除的剩余活性污泥量計算 dx dt yobs dS dt 1 c Yds dt kd 所以 剩余活性污泥量 以揮發(fā)性懸浮固體表示 x YobsQ S0 Se 所需的空氣量計算 理論耗氧量 有機物氧化的耗氧量 轉化為剩余污泥的有機體的有機物耗氧量 有機物氧化的耗氧量 有機物完全氧化的需氧量BODu Q S0 Se 10 3 0 68 kg d 轉化為剩余污泥的有機體的有機物耗氧量 1 42 x kg d 其中 BOD5 0 68BODu氧化1kg微生物所需的氧量為1 42kg 則系統(tǒng)每天的需氧量為O2 Q S0 Se 10 3 0 68 1 42 x 二 勞倫斯 麥卡蒂 Lawrence McCarty 法 二 勞倫斯 麥卡蒂 Lawrence McCarty 法 c對活性污泥系統(tǒng)運行的影響 二 勞倫斯 麥卡蒂 Lawrence McCarty 法 二 勞倫斯 麥卡蒂 Lawrence McCarty 法 回流比R Qr Q 0 78 9 5活性污泥法的發(fā)展和演變 一 普通曝氣法 全池呈推流型 停留時間為4 8h 污泥回流比20 50 池內污泥濃度2 3g L 剩余污泥量為總污泥量的10 左右 優(yōu)點在于因曝氣時間長而處理效率高 一般BOD去除率為90 95 特別適用于處理要求高而水質比較穩(wěn)定的廢水 9 5活性污泥法的發(fā)展和演變 二 漸減曝氣 9 5活性污泥法的發(fā)展和演變 三 階段曝氣法 9 5活性污泥法的發(fā)展和演變 四 完全混合法 9 5活性污泥法的發(fā)展和演變 五 延時曝氣法曝氣時間長 約24 48h 污泥負荷低 約0 05 0 2kgBOD5 kgVSS d 曝氣池中污泥濃度高 約3 6g L 微生物處于內源呼吸階段 剩余污泥少而穩(wěn)定 無需消化 可直接排放 BOD去除率75 95 運行是對氮 磷的要求低 適應沖擊的能力強 六 氧化溝當用轉刷曝氣時 水深不超過2 5m 溝中混合液流速0 3 0 6m s 9 5活性污泥法的發(fā)展和演變 七 接觸穩(wěn)定 吸附再生 法 可提高池容積負荷 適應沖擊負荷的能力強 最適于處理含懸浮和膠體物質較多的廢水 如制革廢水 焦化廢水等 八 純氧曝氣在密閉的容器中 溶解氧飽和濃度可提高 氧溶解的推動力提高 氧傳遞速率增加 污泥的沉淀性能好 曝氣時間短 約1 5 3 0h MLSS較高 約4000 8000mg L 九 活性生物濾池 ABF 工藝 塔高4 6m 設計負荷率為3 2kg m3 d 去除率65 塔的出流含氧率達6 8mg L 混合液需氧速率可達30 300mg L h 十 吸附 生物降解工藝 AB A級以高負荷或超高負荷運行 污泥負荷大于2 0kgBOD5 kgMLSS d B級以低負荷運行 污泥符合一般為0 1 0 3kgBOD5 kgMLSS d A級曝氣池停留時間短 30 60min B級停留2 4h 十一 序批式活性污泥法 SBR法 9 6活性污泥法系統(tǒng)的運行管理 一 活性污泥的培養(yǎng)與馴化 一 活性污泥的培養(yǎng) 二 活性污泥的馴化 二 活性污泥運行中常見的問題 一 污泥膨脹廣義地把活性污泥的凝聚性和沉降性惡化 以及處理水混濁的現象總稱為活性污泥的膨脹 描述污泥膨脹程度的指標有30min沉降比 污泥容積指數 污泥膨脹可大致區(qū)分為絲狀體膨脹和非絲狀體膨脹兩種 當絲狀體過多 長出一般絮體的邊界而伸入混合液時 其架橋作用妨礙了絮體間的密切接觸 致使沉降較饅 密實性差和SVI高 這叫做絲狀菌性膨脹污泥 當發(fā)生非絲狀菌性污泥膨脹時 同樣SVI高 污泥在沉淀池內難以沉淀 壓縮 此時的處理效率仍很高 上清液也清澈 造成絲狀菌性污泥膨脹的原因 1 溶解氧濃度絲狀菌能在低溶解氧條件下生長良好 甚至能在厭氧條件下殘存而不受影響 所以城市污水廠的曝氣池溶解氧最低應保持在2mg L左右 2 沖擊負荷如果曝氣池內有機物超過正常負荷 污泥膨脹程度提高 使絮體內部溶解氧消耗提高 導致了內部絲狀體的發(fā)展 3 進水營養(yǎng)條件的變化一般細菌在營養(yǎng)為BOD5 N P 100 5 1的條件下生長 但若磷含量不足 C N升高 這種營養(yǎng)情況適宜絲狀菌生活 其二是硫化物的影響 過多的化糞池的腐化水及糞便廢水進入活性污泥設備 會造成污泥膨脹 含硫化物的造紙廢水 也會產生同樣的問題 一般是加5 10mL L氯加以控制或者用預曝氣的方法將硫化物氧化成硫酸鹽 其三是碳水化合物過多會造成膨脹 還有pH值和水溫的影響 絲狀菌易在高溫下生長繁殖 而菌膠團則要求溫度適中 絲狀菌宜在酸性環(huán)境 pH值 4 5 6 5 中生長 菌膠團宜在pH值 6 8的環(huán)境中生長 造成非絲狀菌性污泥膨脹的原因經研究 非絲狀菌性膨脹污泥含有大量的表面附著水 細菌外面包有黏度極高的粘性物質 這種粘性物質是有葡萄糖 甘露糖 阿拉伯糖 鼠李糖 脫氧核糖等形成的多糖類 非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在污水水溫較低而污泥負荷太高時 此時 細菌吸取了大量營養(yǎng)物 但代謝速度慢 就積貯起大量高粘性的多糖類物質 使活性污泥的表面附著水大大增加 致使SVI升高 形成污泥膨脹 解決污泥膨脹的辦法概括起來就是預防和抑制 預防就要加強管理 及時監(jiān)測水質 曝氣池污泥沉降比 污泥指數 溶解氧等 發(fā)現異常情況 及時采取措施 污泥發(fā)生膨脹后 要針對發(fā)生膨脹的原因 采取相應的制止措施 當進水濃度大和出水水質差時 應加強曝氣提高供氧量 最好保持曝氣池溶解氧在2mg L以上 加大排泥量 提高進水濃度 促進微生物新陳代謝過程 以新污泥置換老污泥 曝氣池中含碳高而且碳氮比失調時 投加含氮化合物 加氯可以起凝聚和殺菌雙重作用 在回流污泥中投加漂白粉或液氯可抑制絲狀菌生長 加氯量按干污泥的0 3 0 4 估計 調整pH值 二 污泥上浮1 污泥脫氮上浮硝化 曝氣池負荷小而供氧量過大時 硝化 二沉池中長時間處于缺氧狀態(tài) N2使污泥上浮防止污泥脫氮上浮的方法 減少曝氣 防止硝化出現 及時排泥 增加回流量 減少污泥在沉淀池中的停留時間 減少曝氣池進水量 以減少二沉池中的污泥量 2 污泥腐化上浮沉淀池內污泥由于缺氧而產生厭氧分解 產生大量甲烷及二氧化碳氣體附著在污泥體上 污泥比重變小而上浮造成污泥腐化的原因有 二沉池內污泥停留時間過長 局部區(qū)域污泥堵塞 解決腐化的措施是 加大曝氣量 以提高出水溶解氧含量 疏通堵塞 及時排泥 二 活性污泥運行中常見的問題 三 污泥的致密與減少污泥容積指數減少會使污泥失去活性 引起污泥致密的原因有 進水中無機懸浮物突然增多 環(huán)境條件惡化 有機物轉化率降低 有機物濃度減少 造成污泥減少的原因有 有機物營養(yǎng)減少 曝氣時間過長 回流比小而剩余污泥排放量大 污泥上浮而造成污泥流失等 解決方法 投加營養(yǎng)料 縮短曝氣時間或減少曝氣量 調整回流比和污泥排量 防止污泥上浮 提高沉淀效果 四 泡沫問題當廢水中含有合成洗滌劑及其它起泡物質時 就會在曝氣池