第 五 节、活性污泥法的工艺设计 第六节、活性污泥法的运行管理

1. 第五节、活性污泥法的工艺设计第六节、活性污泥法的运行管理第五节、活性污泥法的工艺设计第六节、活性污泥法的运行管理

2. 第五节、活性污泥法的工艺设计 • 什么是“工艺设计”？ • 什么是“设计”？

3. 设计——工程设计 • 按专业分类： l工艺设计； l结构设计； l电气、自控设计； l建筑设计； l给水排水、通风设计；等

4. 工艺设计 设计——工程设计 • 按进度分类： l项目申请、立项申请； l方案设计； l初步设计； l扩初设计； l施工图设计； l竣工图等

5. 第五节、活性污泥系统的工艺设计 一、工艺设计基础资料 二、工艺流程的选择与确定 三、曝气池的工艺设计 四、曝气系统的工艺设计 五、二沉池的工艺设计 六、污泥回流及处理

6. 一、工艺设计基础资料 ①废水的水量、水质及其变化规律； ②对处理后出水的水质要求； ③对处理中产生的污泥的处理要求； 设计所需要的原始资料 ④污泥负荷与BOD5的去除率； ⑤混合液浓度与污泥回流比。 设计所需的基础数据 • 生活污水或城市污水 ——设计规范 • 工业废水 ——试验确定设计参数

7. 工艺设计的主要内容  活性污泥系统由曝气池、曝气系统、二沉池及污泥回流设备等组成。  工艺计算与设计主要包括： l工艺流程的选择； l曝气池的计算与设计； l曝气系统的计算与设计； l二沉池的计算与设计； l污泥回流系统的计算与设计；等。

8. 二、工艺流程的选择与确定 ① 废水的水量、水质及变化规律 ② 对处理后出水的水质要求 ③ 对处理中所产生的污泥的处理要求 ④ 当地的地理位置、地质条件、气候条件等 ⑤ 当地的施工水平及运行管理人员的技术水平等 ⑥ 工期要求以及限期达标的要求 ⑦ 工艺技术的可行性、先进性 以及 经济上的可能性、合理性等 ⑧ 进行多种工艺流程的技术经济比较

9. 三、曝气池的工艺设计 1、曝气池的类型； 2、曝气池的构造； 3、曝气池体积的计算； 4、需氧量和供气量的计算; 5、曝气池池体的设计计算

10. 1、曝气池的类型 曝气池的分类： 根据曝气池内的流态，可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种；  根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械鼓风曝气池；  根据曝气池的形状，可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种；  根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建式（即曝气沉淀池）和分建式两种。

11. （1）推流式曝气池 呈长方形；廊道的长度可达100m，但以5070m之间为宜；长度应是宽度的510倍；   从池首到池尾，其F/M值、微生物的组成与数量、基质的组成与数量等都在连续地变化；   有机物的降解速率、耗氧速率也都连续地变化；   活性污泥在池内是按增长曲线的一个线段进行增长；   一般呈廊道型，可有单廊道、双廊道、三廊道和五廊道等。

12. （2）完全混合式曝气池 废水一进入曝气池，即与池内原有混合液充分混合； 混合液组成、F/M值、微生物组成与数量等完全均匀一致；  有机物的降解速率、耗氧速率等在池内各部位都是不变的；  微生物在曝气池内的增殖速率是一定的，在增殖曲线上的位置是一个点。   优点： ①稀释作用，能够承受高浓度废水，抗冲击负荷； ②需氧在整个池内的要求相同，能够节省动力； ③可与沉淀池合建，无需污泥回流系统，易于运行管理。

13. （3）循环混合式曝气池 氧化沟

14. 2、曝气池的构造 • 曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合的要求， • 曝气池的构造取决于曝气方式和所采用的曝气装置。

15. （1）采用鼓风曝气系统的曝气池的构造 ——多为廊道型的推流式曝气池 ① 曝气池的数目、规模与廊道组合 ② 廊道的长度与宽度： （廊道长度以5070m为宜，长与宽之比为510 : 1） ③ 廊道的横断面与深度：   尽量共用空气管道和布水槽；   池深35m，超高0.5m（氧转移和出口风压）；   距池底1/2或1/3处设排水管，以备培养活性污泥用；   池底设放空管及0.2%的坡度，坡向放空管；   进水多采用淹没孔口形式，出水多采用平顶堰形式。

16. （2）采用机械曝气装置的曝气池的构造 ① 采用叶轮曝气器的曝气池 a. 完全混合式： 表面为圆形或方形 b. 曝气沉淀池： 将曝气和沉淀过程结合在一个构筑物内完成； 曝气区，导流区，沉淀区 c. 兼具推流和完全混合的曝气池： 由一系列正方形单元连接而成的廊道式曝气池； 每一单元设一台叶轮曝气器，每个单元是完全混合的。

17. 采用叶轮曝气的完全混合式曝气池 合建式 ——曝气沉淀池 分建式

18. 采用倒伞形叶轮曝气的Carrousal氧化沟

19. （2）采用机械曝气装置的曝气池的构造 ②采用曝气转刷（盘）的曝气池的构造 ——环槽形曝气池（氧化沟） • 平面呈环形跑道状； • 沟槽的横断面可为方形、梯形； • 水深较浅，早期一般为1.0~1.5m，现在多为3~4m； • 混合液在沟内的流速不应小于0.4m/s，沟底流速不小于0.3m/s。

20. 采用转刷或转碟曝气的氧化沟 回流污泥 进水 出水

21. 曝气转刷

22. 采用转刷曝气的氧化沟

23. 曝气转碟

24. 3、曝气池体积的计算 (1)计算方法与计算公式 常用的是有机负荷法，有关公式有：

25. 3、曝气池体积的计算 (2）设计参数的选择 • 负荷：容积负荷、污泥负荷； • 处理效率：去除率； • 污泥龄与SRT： • 污泥浓度：

26. （kgO2/d） (1)需氧量： （kgO2/h） 4、需氧量与供气量的计算 • 最大时需氧量(O2)max： (2)供气量： 供气量应按鼓风曝气或机械曝气两种情况分别求定。 但应注意： ①日平均供气量(Gs)； ②最大时供气量(Gs)max：(O2)max (R0)max  (Gs)max； ③最小时供气量(Gs)min：一般(Gs)min = 0.5Gs；

27. 5、曝气池池体的设计计算 单元数：不小于2组；  廊道数：不少于3个；  廊道长、宽、高：长 = (510) 宽，深度为45米，超高0.5米；    进出水及污泥回流方式的设计；    曝气装置的安装方式与位置；    其它附属物的设计(消泡管等)。

28. 四、曝气系统的计算与设计 ——(只介绍鼓风曝气系统的计算与设计) 鼓风曝气系统包括： • 鼓风机； • 空气输送管道； • 曝气装置（曝气头） 主要内容有： • 选择曝气装置，并对其进行布置； • 计算空气管道； • 确定鼓风机的型号及台数。

29. 四、曝气系统的计算与设计 1、曝气装置的选定及布置： 一般要求： • 具有较高的氧利用率(EA)和动力效率(Ep)，节能效果好； • 不易堵塞和破损，出现故障时易于排除，便于维护管理； • 结构简单，工程造价低。 • 还应考虑：废水水质、地区条件及曝气池的池型、水深等。

30. 四、曝气系统的计算与设计 b.计算所需曝气装置的数目： 根据总供气量以及每个曝气装置的通气量、服务面积以及曝气池的池底总面积，即可求得。 c.曝气装置的布置： ①沿池壁的一侧布置； ②相互垂直呈正交式布置； ③呈梅花形交错布置。

31. 四、曝气系统的计算与设计 2.空气管道的计算与设计 a.一般规定： • 小型废水处理站的空气管道系统一般为枝状，而大、中型废水处理厂则宜采用环状管网，以保证安全供气； • 空气管道可敷设在地面上，接入曝气池的管道应高出池水面0.5m，以免发生回水现象； • 空气管道的设计流速，干、支管为1015m/s，竖管、小支管为45m/s。

32. 四、曝气系统的计算与设计 b.空气管道的计算步骤： ①根据流量(Q)、流速(v)选定管径(D) ②计算和校核压力损失； ③再调整管径； ④重复上述步骤。 对于空气管道的阻力损失的基本要求： • 空气通气管道和曝气装置的总阻力损失一般要求控制在14.7kPa（1.5mH2O柱）以内，其中： • 管道的总损失控制在4.9kPa （0.5mH2O柱）以内， • 曝气装置的阻力损失为4.99.8kPa （0.5~1.0mH2O柱）。

33. ≤ 0.5mH2O柱 4.0～4.5mH2O柱 0.5~1.0mH2O柱 四、曝气系统的计算与设计 C.鼓风机所需的压力(H)： H = h1 +h2+ h3 +h4 式中: h1空气管道的沿程阻力，mmH2O； h2空气管道的局部阻力，mmH2O h3曝气装置的安装深度，mm； h4曝气装置的阻力，mmH2O/m。

34. 四、曝气系统的计算与设计 d.鼓风机的选择及鼓风机房的设计 ①根据设计风量和风压来选择鼓风机： 罗茨鼓风机： ——噪音大，必须采取消声措施，适用于中、小型污水厂； 离心式鼓风机： ——噪音较小，效率较高，适用于大、中型污水厂； ——变速离心风机可自控； 轴流式通风机： ——风压较小(<1.2m以下)，一般用于浅层曝气。

35. 四、曝气系统的计算与设计 ②注意型号选择与备用： ——当工作鼓风机 3台时，备用1台； 当工作鼓风机 4台时，备用2台。 ③噪音防护： ——在鼓风机的进风和送风的管道上，安装消声器； ④鼓风机房的设计： 平面布置； 基础设计； 供电； 防噪声措施； 其它附属设施机器间、值班室、配电室等。

36. 保证出水水质 保证回流污泥的浓度 五、二沉池的计算与设计 二沉池的作用是： • 泥水分离 • 混合液澄清 浓缩活性污泥

37. 五、二沉池的计算与设计 • 与初沉池相比，二沉池的特点： ①活性污泥混合液的浓度较高，且具有絮凝性能，其沉降属于成层沉淀； ②活性污泥的质量较轻，易产生异重流，因此，其最大允许的水力负荷（m3/m2.h）应低于初沉池； ③由于二沉池还起着污泥浓缩的作用，所以需要适当增大污泥区的容积。

38. 五、二沉池的计算与设计 二沉池池型的选择： • 平流式、竖流式、辐流式； • 斜板（管）沉淀池——原则上不建议采用； • 带有机械吸泥及排泥设施的辐流式沉淀池，比较适合于大型污水厂； • 方形多斗辐流式沉淀池常用于中型污水厂； • 竖流式或多斗式平流式沉淀池，则多用于小型污水厂。

39. 六、污泥回流及处理 1、污泥回流设备的选择与设计 • 常用的污泥提升设备是污泥泵； • 大、中型厂，一般采用螺旋泵或轴流式污泥泵； • 小型厂，一般采用小型潜污泵或空气提升器。 2、污泥的处理与处置

40. 第六节、活性污泥法的运行管理 一、活性污泥法的启动与试运行 二、活性污泥法的运行与管理 三、活性污泥法的常见问题与对策

41. 一、启动与试运行 (1)、活性污泥的培养与驯化 • 接种污泥： ①同类污水厂的剩余污泥； ②粪便污水等。 • 培养方法： ①间歇培养法； ②流量分阶段直接培养法； ③全流量连续直接培养法；  驯化方法： ①异步驯化法； ②同步驯化法

42. 一、启动与试运行 (2)、活性污泥系统的试运行 试运行的目的是确定最佳的运行条件； • 作为变数考虑的因素： ①MLSS、空气量、废水注入方式； ② N、P的投加； ③如是吸附再生法，则吸附与再生的时间比； 根据上述各种参数的组合运行结果，找出最佳运行条件。

43. 二、运行与管理 1、曝气池的运行管理 (1)、曝气池的常规监测项目： ① 水温：1530C， 一般要求不高于35C或低于10C； ② pH值：6.58.5，最佳7.27.4，一般不能>9.5和<4.0； ③ DO：入口处不低于0.5 mg/L，出口处应高于2.0 mg/L； ④ SV： ⑤ MLSS、MLVSS： ⑥ Xr：用于确定回流和剩余污泥量，约700012000mg/L； ⑦ SVI：沉降性能，60150； ⑧ LsrBOD和LvrBOD： ⑨ 污泥龄（c）： ⑩ HRT：

44. 1、曝气池的运行管理 (2)、对活性污泥进行镜检观察： 主要镜检对象是原（后）生动物——指示性生物。 ①活性污泥生长正常、净化功能强，出水水质良好时，主要是有柄着生型的纤毛虫，如钟虫等； ②活性污泥生长不好、有机负荷高，DO含量低，细菌多以游离状态存在时，出现的原生动物则主要是游泳型的纤毛虫，如草履虫、肾形虫等； ③DO不足时，可能出现的原生动物数量较少，主要有扭头虫等，它们的出现说明已出现厌氧反应，产生了H2S气体； ④曝气过度时，活性污泥絮体呈细小分散状，出现的原生动物主要是一些小型变形虫。

45. 1、曝气池的运行管理 (3)、对溶解氧及供气量的调节：  供气电耗占全厂电耗的一半以上（5060%）；  保证充氧——出口处的DO ≥ 2mg/L；  保证足够的混合搅拌；  气水比  对于水质、水量相对稳定的大型废水处理厂，每年春秋各调节一次。

46. 1、曝气池的运行管理 （4）、SV及SVI的测定与调节  维持稳定的MLSS值；  以SV值作为评定MLSS值的指标；  最佳SV值；  通过调节剩余污泥的排放量来控制SV值；  一般要求每班测一次，每天34次；  结合MLSS 则可得出SVI值。  剩余污泥量与回流污泥量的调节与控制

47. 2、二沉池的运行管理 主要的水质管理监测项目： ①pH值：略低于曝气池出水，一般6.87.2； ②透明度：一般在30度以上，水质较好时可高于50度； ③SS：低于30mg/L； ④BOD5（COD）：BOD5<30mg/L,，COD<100mg/L； ⑤DO：略低于2mg/L; ⑥表面水力负荷(q) ：1.01.5m3/m2.h ⑦出水堰水力负荷：1.5~2.9L/m.s； ⑧HRT：1.52.5h； ⑨大肠菌值：应小于1000个/ml

48. 三、常见问题与对策 1、污泥腐化； 2、污泥上浮； 3、污泥解体； 4、泥水界面不清； 5、污泥膨胀； 6、泡沫

49. 三、常见问题与对策 1、污泥腐化 • 现象：活性污泥呈灰黑色、污泥发生厌氧反应，污泥中出现硫细菌，出水水质恶化； • 原因： ① 混合液DO不足，负荷量增高； ② 曝气不足； ③ 工业废水的流入等； • 对策： ① 控制负荷量； ② 增大曝气量； ③ 切断或控制工业废水的流入。

50. 三、常见问题与对策 2、污泥上浮：——SV值异常 • 现象：污泥沉淀3060分钟后呈层状上浮，且多发生在夏季； • 原因：硝化作用导致在二沉池中被还原成N2，引起污泥上浮； • 对策： ① 减少污泥在二沉池中的停留时间； ② 减少曝气量。