利用COD指标进行活性污泥法系统的设计 朱明权 (Schueffl & Forsthuber Consulting) 摘要阐述了利用COD指标进行活性污泥法系统设计的主要思想和过程，并建立一套用于硝化和反硝化的活性污泥法COD设计方法。大量实际运行结果表明，利用该法对系统剩余污泥量和耗氧量以及活性污泥的组成计算所得的结果要较传统的BOD 5 方法更为精确。 关键词COD 活性污泥法设计剩余污泥量需氧量硝化 反硝化 活性污泥法是目前废水生物处理的最主要方法，长期以来活性污泥 法均根据污水处理厂的进、出水BOD 5指标进行设计。由于BOD 5 指标测定 精度低、费时耗力、其值也仅仅反映部分较易降解的有机物含量，故利 用BOD 5 指标不能对整个处理系统建立物料平衡。随着污水处理厂处理要求的不断提高，活性污泥法系统的设计污泥龄将逐渐提高，故难降解和部分颗粒性有机物的水解程度也将有所提高，污水处理厂中实际所降解 的有机物含量明显高于进水BOD 5 所反映的含量。与之相比，COD指标测定简单、精度高且具可比性，能反映污水中所含的全部有机物，故利用COD指标可以进行物料衡算。 虽然COD指标不能说明污水中有机物的生物可降解性，但对污水厂出水或将水样和活性污泥经混合后进行较长时间曝气所得过滤液的COD 以及对活性污泥增殖情况进行分析，可以基本反馈入流污水COD中可降解和难降解物质的含量比例，这就为利用COD指标进行污水厂的设计和运行提供了可能。据此，国际水质协会(IAWQ)所建立的活性污泥1号和2号动态模型也均采用COD指标为基础。随着现代分析技术的飞速发展，快速COD测定方法以及在线COD测定仪(on-line)不断应用，对进水COD 各个组分的分析技术及其在活性污泥法系统中动力学转化机理的认识不断提高，尤其是活性污泥法过程动态模拟方法不断普及，可以认为利用COD指标进行活性污泥法系统的设计将呈不断上升的趋势。 1 活性污泥法的COD设计方法 1.1进水水质组成及其转化过程 在利用COD指标进行活性污泥法系统设计前，应首先对进水水质进行分析。主要包括测定水样经混合后的总COD浓度、水样经过滤后(滤纸孔隙直径为0.45 μm)滤液的COD浓度(即水样的溶解性COD浓度)、SS 和VSS、进水氮和磷浓度等。 一般城市污水的水质组成及其在活性污泥法系统中的转化过程如图1所示。 根据图1，进水总COD和各个组分之间的关系可用下式表示：
活性污泥法中曝气池的设计 参考资料：https://www.doczj.com/doc/d1337338.html,/esite/detail10000633.htm 活性污泥（activated sludge）可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥，不论是哪一种，活性污泥都是由各种微生物、有机物和无机物胶体、悬浮物构成的结构复杂的肉眼可见的绒絮状微生物共生体。这样的共生体有很强的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解很多的污染物，可以达到处理和净化污水的目的。 曝气池的型式与构造 1、曝气池的类型 ①根据混合液在曝气池内的流态，可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种； ②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 ③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； ④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。 2、曝气池的流态 ①推流式曝气池 ②完全混合式曝气池 ③循环混合式曝气池：氧化沟 3、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，因此，曝气池的构造首先取决于曝气方式和所采用的曝气装置，如进口曝气管的铺设。 在活性污泥法中，曝气的作用主要有：①充氧：向活性污泥中的微生物提供溶解氧，满足其在生长和代谢过程中所需的氧量。②搅动混合：使活性污泥在曝气池内处于悬浮状态，与废水充分接触。 进行活性污泥系统的工艺计算和设计时，首先应比较充分地掌握与废水、污泥有关的原始资料并确定设计的基础数据，主要有：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；④污泥负荷率与BOD5的去除率；⑤混合液浓度与污泥回流比。¾¾以上属于设计所需的基础数据。对生活污水和城市污水以及与其类似的工业废水，已有一套成熟和完整的设计数据和规范，一般可以直接应用；对于一些性质与生活污水相差较大的工业废水或城市废水，一般需要通过试验来确定有关的设计参数。 工艺计算与设计的主要内容 活性污泥系统由曝气池、二次沉淀池及污泥回流设备等组成。其工艺计算与设计主要包
活性污泥系统的工艺计算与设计 一、设计应掌握的基础资料与工艺流程的选定 活性污泥系统由曝气池、二次沉淀池及污泥回流设备等组成。其工艺计算与设计主要包括5方面内容，即 ①工艺流程的选择； ②曝气池的计算与设计； ②曝气系统的计算与设计； ④二次沉淀池的计算与设计； ⑤陌泥回流系统的计算与设计。 进行活性污泥处理系统的工艺计算和设计时，首先应比较充分地掌握与废水、污泥有关的原始资料并确定设计的基础数据。主要是下列各项： 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对处理中所产生污泥的处理要求； ④污泥负荷率与BOD5去除率： ⑤混合液浓度与污泥回流比。 对生活污水和城市废水以及性质与其相类似的工业废水，人们已经总结出一套较为成熟和完整的设计数据可直接应用。而对于一些性质与生活污水相差较大的工业废水或城市废水，则需要通过试验来确定有关的设计数据， 选定废水和污泥处理工艺流程的主要依据就是的前述的①、②、③各项内容和据此所确定的废水和污泥的处理程度。 在选定时，还要综合考虑当地的地理位置、地区条件、气候条件以及施工水平等因素，综合分析本工艺在技术上的可行性和先进性及经济上的可能性和合理性等。特别是对工程量大、建设费用高的工程，需要进行多种工艺流程比较之后才能确定，以期使工程系统达到优化。 二、曝气池的计算与设计 曝气他的计算与设计主要包括：①曝气池（区）容积的计算；②需氧量和供气量的计算； ③池体设计等几项。 1．曝气池（区）容积的计算 （1）计算方法与计算公式 计算曝气区容积，常用的是有机负荷计算法。也称BOD5负荷计算法。负荷有两种表示方法，即污泥负荷和容积负荷。曝气池（区）容积计算公式列于表3—17—19中。
课程设计 题目城镇污水处理厂工艺设计 （活性污泥法） 学院环境与生物工程学院 专业环境工程 班级环境工程一班 学生姓名张琼 指导教师谭雪梅 2012 年12 月7 日
目录 目录 (1) 第一章设计任务 (4) 1.1 设计任务及要求 (4) 1.1.1 设计任务 (4) 1.1.2 设计要求 (4) 第二章总体设计 (5) 2.1 处理构筑物选择 (5) 2.2 污水处理厂选址 (5) 2.3 核心工艺比较 (6) 2.3.1 氧化沟工艺 (6) 2.3.2 A/O法 (6) 2.3.3 SBR法 (7) 2.3.4 曝气生物滤池（BAF） (7) 2.3.5 MBR工艺 (7) 2.4 设计流量 (9) 2.5 污水、污泥处理工艺流程图 (9) 第三章格栅 (9) 3.1 设计草图 (10) 3.2 设计参数 (10) 3.3 设计计算 (10) 3.3.1 中格栅的设计计算 (10) 3.3.2 细格栅的设计计算 (12) 第四章沉砂池 (14) 4.1 设计草图 (15) 4.2 设计参数 (15) 4.3 设计计算 (15) 第五章初级沉淀池 (17) 5.1 设计草图 (17) 5.2 设计计算 (17)
第六章曝气池 (20) 6.1 污水处理程度的计算及曝气池的运行方式 (20) 6.1.1 污水处理程度的计算 (20) 6.1.2 曝气池的运行方式 (20) 6.2 曝气池的计算与各部位尺寸的确定 (21) 6.3 曝气系统的计算与设计 (23) 6.4 供气量计算 (24) 6.5 空气管系统计算 (26) 6.6 空压机的选定 (27) 第七章二次沉淀池 (27) 7.1 设计草图 (28) 7.2 设计参数 (28) 7.3 设计计算 (28) 第八章其他构筑物 (31) 8.1 集水井 (31) 8.2 污水提升泵房 (32) 8.3 接触池 (33) 8.4 液氯投配系统 (33) 8.5 计量堰 (34) 8.6 污泥回流泵房 (34) 8.7 污泥浓缩池 (35) 8.8 污泥脱水间 (35) 第九章构筑物高程布置计算及水力损失 (35) 9.1平面布置 (35) 9.2构筑物水头损失计算 (36) 9.2.1 污泥管道水头损失 (37) 9.2.2 污水管渠水力计算 (38) 9.3 污泥高程计算 (38) 第十章污水厂运行成本及其构成 (40) 10.1 污水处理厂的处理成本构成 (40) 10.2 运行成本分析 (40)
曝气池设计计算..
第二部分：生化装置设计计算书 说明： 本装置污水原水为石油炼制污水、生活污水，要求脱氮。污水处理时经隔油、LPC除油、再进行生化处理，采用活性污泥工艺。根据处 曝气池设计计算备注 一、工艺计算（采用污泥负荷法计 算） 理要求选用前置反硝工艺——缺氧（A）、一级好氧（O1）、二级好氧（O2）三级串联方式，不设初沉池。 本设计的主要内容是一级好氧装置的曝气池、二沉池及污泥回流系统。 曝气池设计计算部分
曝气池设计计算部分 1．处理效率E %100%100?=?= La Lr La Lt La E － 式中 La ——进水BOD 5浓度，kg/m 3, La=0.2kg/m 3 Lt ——出水BOD 5 浓度，kg/m 3，Lt ＝0.02kg/m 3 Lr ——去除的BOD 5浓度，kg/m 3 Lr=0.2－0.02=0.18kg/m 3 %90%1002 .002.02.0=?-=E 2．污水负荷N S 的确定 选取N S ＝0.3 kgBOD 5／kgMLVSS ·d 3．污泥浓度的确定 （1）混合液污泥浓度（混合液悬浮物浓度）X (MLSS) ()SVI 110 3 R r R X +?= 式中 SVI ——污泥指数。根据N S 魏先勋 305页 BOD 去除率 E ＝ 90％ N S ＝0.3 三 废 523页
值，取SVI=120 r——二沉池中污泥综合 指数，取r=1.2 R——污泥回流比。取 R=50% 曝气池设计计算备注 曝气池设计计算部分
曝气池设计计算部分 () 3 .35.01120102.15.03=+???=X kg/m 3 （2）混合液挥发性悬浮物浓度X ＇ (MLVSS) X ＇＝f X 式中 f ——系数，MLVSS/MLSS ， 取f =0.7 X ＇＝0.7×3.3＝2.3 kg/m 3 （3）污泥回流浓度Xr 3 33 kg/m 102.1120 10 10=?=?=r SVI Xr 4．核算污泥回流比R ()R R X Xr += 1 R R )1(3.310+?= R ＝49%，取50% 5．容积负荷Nv Nv ＝X ＇Ns ＝2.3×0.3＝0.69 X ＝ 3.3kg/ m 3 魏先勋 305页 X ＇ =3.3kg /m 3 高俊发 137页 Xr ＝10 kg/m 3
曝气池设计计算
第二部分：生化装置设计计算书 说明： 本装置污水原水为石油炼制污水、生活污水，要求脱氮。污水处理时经隔油、LPC除油、再进行生化处理，采用活性污泥工艺。根据处 曝气池设计计算备注 一、工艺计算（采用污泥负荷法计 算） 理要求选用前置反硝工艺——缺氧（A）、一级好氧（O1）、二级好氧（O2）三级串联方式，不设初沉池。 本设计的主要内容是一级好氧装置的曝气池、二沉池及污泥回流系统。 曝气池设计计算部分
曝气池设计计算部分 1．处理效率E %100%100?=?= La Lr La Lt La E － 式中 La ——进水BOD 5浓度，kg/m 3, La=0.2kg/m 3 Lt ——出水BOD 5 浓度，kg/m 3，Lt ＝0.02kg/m 3 Lr ——去除的BOD 5浓度，kg/m 3 Lr=0.2－0.02=0.18kg/m 3 %90%1002 .002.02.0=?-=E 2．污水负荷N S 的确定 选取N S ＝0.3 kgBOD 5／kgMLVSS ·d 3．污泥浓度的确定 （1）混合液污泥浓度（混合液悬浮物浓度）X (MLSS) ()SVI 110 3 R r R X +?= 式中 SVI ——污泥指数。根据N S 魏先勋 305页 BOD 去除率 E ＝ 90％ N S ＝0.3 三 废 523页
值，取SVI=120 r——二沉池中污泥综合 指数，取r=1.2 R——污泥回流比。取 R=50% 曝气池设计计算备注 曝气池设计计算部分
曝气池设计计算部分 () 3 .35.01120102.15.03=+???=X kg/m 3 （2）混合液挥发性悬浮物浓度X ＇ (MLVSS) X ＇＝f X 式中 f ——系数，MLVSS/MLSS ， 取f =0.7 X ＇＝0.7×3.3＝2.3 kg/m 3 （3）污泥回流浓度Xr 3 33 kg/m 102.1120 10 10=?=?=r SVI Xr 4．核算污泥回流比R ()R R X Xr += 1 R R )1(3.310+?= R ＝49%，取50% 5．容积负荷Nv Nv ＝X ＇Ns ＝2.3×0.3＝0.69 X ＝ 3.3kg/ m 3 魏先勋 305页 X ＇ =3.3kg /m 3 高俊发 137页 Xr ＝10 kg/m 3
某居住区人口10000人，每人每日平均排污水量300L。每人每日排出BOD5量60g，SS为75g。 则此区的日平均污水量为3000m3/d 即125m3/h 0.035m3/s 污水的BOD5浓度=60/300=200mg/L 污水的SS浓度=75/300=250(mg／L) (3)采用推流式曝气池，曝气池BOD负荷按下式计算：根据书本表12-1，取污泥负荷0.3kgBOD5/（kgMLSS·d） SVI=353Ls0.983=108 取X＝2000mg／L，则回流比r为： 代入数据约为0.28 回流污泥量： Qr=r×Q=3000×0.28=840m3/d 回流污泥浓度： Xr=10^6/108=9259.3mg/l
(4)曝气池容积计算： V=3000×150/（0.3×2000） =750m3 曝气池有效水深取3m ，则曝气池表面积为： F=750/3=250m 2 宽取3.5m ，则池长L ＝250／3.5＝71.4(m)。采用4廊道，则每廊道长＝71.4／4＝17.9(m)。所以，曝气池尺寸为： 17.9×(3.5)×3=187.9(m 3)，共三个为750 m 3。 (5)曝气时间 对原废水： T=V/Q=750/3000=0.25（d ）=6h 对混合液： T1=750/（3000+840）=0.195d=4.7h (6)污泥量 二沉池去除的SS 量为： 3000×250×（1—0.3）×0.8×10-3=420（kg/d ） 曝气池因去除BOD5而增殖的污泥量根据下式计算： Y r d X QS k VX ?=-
取Y=0.73，kd ＝0.075，MLVSS ／MLSS ＝0.8，则 ： =0.73×3000×（200*0.75*0.9）×10-3—0.075×750×2000×0.8×10^-3 =295.6 -90=205.6(kg ／d) 污泥最大增量为：420＋205.6＝625.6(kg ／d) 由于回流污泥浓度Xr ＝9259mg ／L ，则产生污泥体积为： 625.6/9259*1000=67.6m3/d (7)曝气系统平均需氧量 平均需氧量按下式计算： 取a ’＝0.5，b ’＝0.12，则： =0.5×3000×0.135+0.12×750×2×0.8=346.5（kg/d ）=14.4（kg/h ） 设计参数： ①穿孔管距池底0.3m(淹没水深2.7 m)； ②工作水温20℃，Cs ＝9.2mg ／L ； Y r d X QS k VX ?=-''2r O aQS bVX =+
活性污泥法课程设计 (D O C)
学号：2010122140 课程设计 题目城镇污水处理厂工艺设计 （活性污泥法） 学院环境与生物工程学院 专业环境工程 班级环境工程一班 学生姓名张琼 指导教师谭雪梅 2012 年12 月7 日
目录 目录 0 第一章设计任务 (3) 1.1 设计任务及要求 (3) 1.1.1 设计任务 (3) 1.1.2 设计要求 (3) 第二章总体设计 (4) 2.1 处理构筑物选择 (4) 2.2 污水处理厂选址 (4) 2.3 核心工艺比较 (5) 2.3.1 氧化沟工艺 (5) 2.3.2 A/O法 (5) 2.3.3 SBR法 (6) 2.3.4 曝气生物滤池（BAF） (6) 2.3.5 MBR工艺 (6) 2.4 设计流量 (8) 2.5 污水、污泥处理工艺流程图 (8) 第三章格栅 (9) 3.1 设计草图 (9) 3.2 设计参数 (9) 3.3 设计计算 (9) 3.3.1 中格栅的设计计算 (9) 3.3.2 细格栅的设计计算 (11) 第四章沉砂池 (14) 4.1 设计草图 (14) 4.2 设计参数 (14) 4.3 设计计算 (15) 第五章初级沉淀池 (16) 5.1 设计草图 (17) 5.2 设计计算 (17)
第六章曝气池 (19) 6.1 污水处理程度的计算及曝气池的运行方式 (20) 6.1.1 污水处理程度的计算 (20) 6.1.2 曝气池的运行方式 (20) 6.2 曝气池的计算与各部位尺寸的确定 (20) 6.3 曝气系统的计算与设计 (23) 6.4 供气量计算 (24) 6.5 空气管系统计算 (27) 6.6 空压机的选定 (27) 第七章二次沉淀池 (28) 7.1 设计草图 (28) 7.2 设计参数 (29) 7.3 设计计算 (29) 第八章其他构筑物 (32) 8.1 集水井 (32) 8.2 污水提升泵房 (32) 8.3 接触池 (33) 8.4 液氯投配系统 (34) 8.5 计量堰 (34) 8.6 污泥回流泵房 (35) 8.7 污泥浓缩池 (36) 8.8 污泥脱水间 (36) 第九章构筑物高程布置计算及水力损失 (36) 9.1平面布置 (36) 9.2构筑物水头损失计算 (37) 9.2.1 污泥管道水头损失 (38) 9.2.2 污水管渠水力计算 (38) 9.3 污泥高程计算 (39) 第十章污水厂运行成本及其构成 (40) 10.1 污水处理厂的处理成本构成 (40) 10.2 运行成本分析 (41)
第一章设计概论 1.1 设计依据和任务 (1)原始依据 设计题目: 6万m3/d城镇污水推流式曝气池处理工程设计 设计基础资料： 原始数据: Q=60000m3/d 进水水质： BOD5=140mg/l COD=200mg/l SS=200mg/l NH3-N=30mg/l 出水水质：BOD5<20mg/l COD<60mg/l SS<20mg/l NH3-N<15mg/l (2.2 工艺流程的选择 本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD =0.75,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。 针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最 -N出水浓度排放为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH 3 要求较低，不必完全脱氮。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“A2/O活性污泥法”。 具体工艺流程：
第三章 工艺流程设计计算 3.1 设计流量的计算 平均流量：a Q =60000t/d ≈60000m 3/d=2500 m 3/h=0.694 m 3/s 总变化系数：Z K = 0.11 Qa 7 .2 (a Q －平均流量，L/s) 0.112.7 0.6941.31 = = ∴设计流量max Q ： max Z a Q K Q =?=1.31×60000=78600 m 3/d=3275 m 3/h=0.9097 m 3/s 3.2 设备设计计算 3.2.1 格栅 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分粗细两道格栅。 格栅型号：链条式机械格栅 设计流量33max 78600/0.9097/Q m d m s == 栅前流速10.7/v m s =，过栅流速20.9/v m s = 栅前部分长度0.5m ,格栅倾角60α=?，单位栅渣量330.07m m 3栅渣/10污水 (1) 确定栅前水深 1B 1.61m == 则1 0.822 B h m = =
20世纪后期，我国许多城市饱尝了供水不足和水质污染的双重苦果；21世纪初期，更多的城市将面临水危机的严峻挑战。为此，各界人士纷纷建言献策，以寻找化解水危机的“灵丹妙药”，这显然是个跨世纪的难题，因为导致水危机的原因及过程非常复杂，化解水危机便成了一项更加复杂的系统工程。目前我们主要从两个方面着手处理水污染和供水不足的问题：一是加强保护现有的淡水资源，进行节水工程改建项目，将使用水的量控制在最小化，大力发展中水回用技术；二是加强污水处理力度，维持越来越紧缺的水资源，这就需要坚强污水处理工艺的设计和研究，强化处理效果。由于一般的物理处理或者化学出理，对于污染物质的降解效果十分有限，并且还经常带来二次污染，因此生化处理方式将是污水处理方式发展的方向，并且由于基本没有二次污染因此值得大力推广。 生化处理中一般采用活性污泥法，其主要的工艺流程包括：预处理——初次沉淀——混合——曝气——二次沉淀，曝气是活性污泥法处理废水的重要环节，曝气在曝气池中完成。因此曝气池的设计在整个生化处理工艺设计中也就占到十分重要的地位。 按照曝气的方式不同，曝气池的分类也各不相同，一般情况下，我们可以分为推流式曝气池和完全混合型曝气池两种，各种不同的曝气方式设计的参数也是不相同的，这主要是根据实际条件来进行相应的调整。曝气设备的选择则是经济效益和运行成本控制的关键。 曝气池的设计计算主要包括：①曝气池容积的计算；②池体设计；③需氧量和供氧量的计算。 （一）曝气池容积的计算 计算曝气区容积，常用的是有机负荷计算法。负荷有两种表示方法，即污泥负荷和容积负荷。一般采用污泥负荷，计算过程如下： （1）确定污泥负荷 污泥负荷一般根据经验值确定，可以参照有关成熟经验中的数值。 表1：部分活性污泥工艺参数和特点
目录 1 总论 (2) 1.1曝气分类 (2) 1.1.1鼓风曝气 (2) 1.1.2机械曝气 (2) 1.1.3深井曝气 (3) 1.1.4纯氧曝气 (3) 1.2曝气设备 (3) 1.3 曝气原理 (3) 二曝气池设计计算 (4) 2.1 工艺计算 (4)
某城市14×104m3/d污水处理厂设计 曝气池设计 1 总论 曝气池（aeration tank）利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一般用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形和圆形等。 1.1曝气分类 1.1.1鼓风曝气 又称压缩空气曝气,主要由曝气风机及专用曝气器组成。采用这种方法的曝气池，多为长方形混凝土池，池内用隔墙分为几个单独进水的隔间，每一隔间又分成几条廊道。污水入池后顺次在廊道内流动，至另一端排出。空气是用空气压缩机通过管道输送到设在池底的空气扩散装置，成为气泡弥散逸出，在气液界面把氧气溶入水中。扩散装置有多孔管、固定螺旋曝气器、水射器和微孔扩散板等四种不同型式。 1.1.2机械曝气 一般是利用装在曝气池内的机械叶轮转动，剧烈搅动池内废水，使空气中的氧溶入水中。叶轮装在池内废水表面进行曝气的，称为表面曝气。这种装置通过叶轮的提水作用,促使池内废水不断循环流动,不断更新气液接触面以增大吸氧量。叶轮旋转时在周缘形成水跃，可有效地裹入空气；叶片后侧产生负压，可吸入空气，所以充气效果较好。叶轮浸水深度和转速可以调节，以保证最佳效果。典型的机械曝气池有圆形表面加速曝气池、标准型加速曝气池、IO型加速曝气池和方形加速曝气池等。鼓风曝气和机械曝气两种方法有时也可联用，以提高充氧能力，这适用于有机物浓度较高的污水。
氧的传递与转移 一、双膜理论与氧总转移系数 （1）气、液两相接触的界面两侧存在着处于层流状态的气膜和液膜，在其外侧则分别为处于紊流状态的气相主体和液相主体。气体分子以分子扩散方式从气相主体通过气膜和液膜而进入液相主体。（2）气、液两相主体的物质浓度基本上是均匀的，不存在浓度差，也不存在传质阻力，气体向液相主体的传递，阻力仅存在于气、液两层膜中。（3）在气膜中存在氧的分压梯度，在液膜中存在氧的浓度梯度，它们是氧转移的推动力。（4）氧难溶于水，氧转移决定性的阻力集中在液膜上，因此，氧分子通过液膜是氧转移过程的控制步骤。 V A X D K f L a L =()C C K dt dC s La -= KLa 小，则氧转移过程中阻力大；KLa 大，则氧转移过程中阻力小。1/KLa 的单位为h ，表示曝气池中溶解氧浓度从C 提高到Cs 所需要的时间。KLa ——氧总转移系数是评价空气扩散装置的重要参数。 二、提高氧转移效率的方法： （1）提高KLa 值。要加强液相主体的紊流程度，降低液膜厚度，加速气、液面的更新，增大气、液接触面积等（气泡细小）。 什么是液膜呢?你一定知道肥皂泡沫吧，它就是最常见的液膜，它的分子一端亲水，一端亲油，在水中遇到油，亲油的一端向油，亲水的一端向外，就成为包围着油的泡沫。这种液膜不稳定，一吹就破。 （2）提高Cs 值。可提高气相中的氧分压，如采用纯氧曝气或高压下曝气如深井曝气等。 三、影响氧转移的因素 （1）污水性质 污水中存在着溶解性有机物，特别是表面活性物质，如短链脂肪酸和乙醇，是一种两亲分子，极性端亲水羧基COOH －或羟基－OH －插入液相，而非极性端疏水的碳基链则伸入气相中。由于两亲分子聚集在气液界面上，阻碍氧分子的扩散转移，增加了氧转移过程的阻力→KLa ↓，引入一个小于1的因子α来修正表面活性物质对KLa 的影响 α=KLa ’(污水）/KLa(清水） KLa ’(污水）=α*KLa(清水） （2）污水中含有盐类，因此，氧在水中的饱和度也受水质的影响。引入小于1的系数β因子来修正。 β=Cs ’(污水）/Cs(清水） Cs ’(污水）=β*Cs(清水） （3）水温 水温降低有利于氧的转移。30-35℃的盛夏情况不利。 KLa （T)=KLa （20）*1.024（T-20） （3）氧分压 Cs 值受氧分压或气压的影响。气压降低 ，Cs 降低，反之则提高。在当地气压不是一个标准大气压时，C 值应乘以如下修正系数： ρ=所在地区实际压力（Pa)/101325(Pa) 主要影响因素：气相中氧分压梯度、液相中氧浓度梯度、气液之间的接触面积（气泡大小）和接触时间、水温、污水性质、水流的紊流程度。
传统活性污泥法系统在工艺设计 已知：流量Q=7000m 3/h 即日污水排放量为：168000m 3/d k=1.17 进水水质为：BOD 5=180mg/L 设计要求：出水水质BOD 5≤30mg/L （1）负荷设计方法 ①工艺流程的选择 进水 曝气池 二沉池 出水 回流污泥 剩余污泥 a. 废水的处理程度 % 83180 30180=-= -= So Se So E b. 活性污泥法的运行方式 根据提供的条件，采用传统曝气法，即曝气池为廊道式，二次沉淀池为辐流式沉淀池，采用螺旋泵回流污泥。 ②曝气池及曝气系统的计算与设计 a. 曝气池的计算与设计 （a) 污泥负荷率的确定 本曝气池采用的污泥负荷率Ns 为0.3kg ·BOD 5/(kgMLSS ·d) (b) 污泥浓度的测定 根据Ns 值，SVI 值在80－150之间，取SVI=120，另取r=1.2，R=50%，则曝气池的污泥浓度（X)为 L mg SVI R Rr X /3333120 )5.01(10 2.15.0)1(10 6 6 =?+??= +?=
(c) 曝气池容积的确定 )(252033 .03333150168000) (3 0m XN S S Q V s e ≈??= -= (d) 曝气池主要尺寸的确定 曝气池面积：设两座曝气池（n=2），池深(H)取5m ，则每座曝气池的面积（1 F ）为： ) (3.25205 2252032 1m H h V F =?= ?= 曝气池宽度：设池宽（B ）为8m,B/H=8/5=1.6,在1-2间符合要求 曝气池长度：曝气池长度 5 .398/316/),(3168/3.2520/1==≈==B L m B F L （大于10）， 符合要求 曝气池的平面形式：设曝气池为五廊道式，则每廊道长 ) (2.635/3165// m L L === 长宽比较核：9.78/2.63/1==B L ,在5-10之间，符合设计规范要求 取超高为0.5m ，则池总高度) (5.55.00.5/ m H =+=， 曝气时间：曝气时间（ m t ）为) (6.3168000 242520324h Q V t m ≈?= ?= b 、曝气系统的计算与设计 （a ） 日平均需氧量 f V b S S Q a Q e ?+-=/ 0' 2)( []1000 /75.033332520315.0)30180(168000 5.0???+-??= h kg d kg /8.918)/(2.2205==
设计计算书 1.污水处理厂处理规模 1.1处理规模 污水厂的设计处理规模为城市生活污水平均日流量与工业废水的总和：近期1.0万m3/d，远期2.0万m3/d。 1.2污水处理厂处理规模 污水厂在设计构筑物时，部分构筑物需要用到最高日设计水量。最高日水量为生活污水最高日设计水量和工业废水的总和。 Q设= Q1+Q2 = 5000+5000 = 10000 m3/d 总变化系数：K Z=K h×K d=1.6×1=1.6 2.城市污水处理工艺流程 污水处理厂CASS工艺流程图 3.污水处理构筑物的设计 3.1泵房、格栅与沉砂池的计算 3.1.1 泵前中格栅 格栅是由一组平行的的金属栅条制成的框架，斜置在污水流经的渠道上，或泵站集水井的井口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。在污水处理流程中，格栅是一种对后续处理构筑物或泵站机组具有保护作用的处理设备。 3.1.1.1 设计参数：
（1）栅前水深0.4m ，过栅流速0.6~1.0m/s ，取v=0.8m/s ，栅前流速0.4~0.9 m/s ； （2）栅条净间隙，粗格栅b= 10 ~ 40 mm, 取b=21mm ； （3）栅条宽度s=0.01m ； （4）格栅倾角45°~75°，取α=65° ,渐宽部分展开角α1=20°； （5）栅前槽宽B 1=0.82m ，此时栅槽内流速为0.55m/s ； （6）单位栅渣量：W 1 =0.05 m 3栅渣/103m 3污水； 3.1.1.2 格栅设计计算公式 （1）栅条的间隙数n ，个 max Q n bhv = 式中， max Q －最大设计流量，3/m s ； α－格栅倾角，（°）； b －栅条间隙，m ； h －栅前水深，m ； v －过栅流速，m/s ； （2）栅槽宽度B ，m 取栅条宽度s=0.01m B=S （n －1）＋bn （3）进水渠道渐宽部分的长度L 1，m 式中，B 1－进水渠宽，m ； α1－渐宽部分展开角度，（°）； (4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L 2，m (5)通过格栅的水头损失h 1，m 式中：ε—ε=β（s/b ）4/3； h 0 — 计算水头损失，m ； k — 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3； 1 112tga B B L -= 1 25.0L L =αε sin 22 01g v k kh h ==
活性污泥法工艺的设计与运行管理 一、曝气池设计 在进行曝气池容积计算时，应在一定范围内合理地确定污泥负荷（Ns ）和污泥浓 度（X ）值，此外，还应同时考虑处理效率、污泥容积指数（SVI）和污泥龄等参数。 设计参数的来源主要有两个途径，一是经验数据，另一个是通过实验获得。以生 活污水为主体的城市污水，主要设计参数已比较成熟，可以直接取用于设计，但是对于工业废水，则应通过实验和现场实测以确定其各项设计参数。在工程实践中，由于受实验条件的限制，一般也可根据经验选取。 1.曝气池容积的设计计算 （1）污泥负荷的确定 （2）混合液污泥浓度的确定 2.需氧量和供气量的计算 （ 1 ）需氧量 （ 2 ）供气量 ①影响氧转移的因素 A.氧的饱和浓度 B.水温 C. 污水性质 a.污水中含有的各种杂质对氧的转移产生一定的影响，将适用于清水的KLa用于 污水时，需要用系数a进行修正。 污水的KLa = a清水的KLa 修正系数a值可通过实验确定。一般a值为0.8?0.85。 b.污水中的盐类也影响氧在水中的饱和度（Cs），污水Cs值用清水Cs值乘以3
值来修正，3值一般介于0.9?0.97之间。 c?大气压影响氧气的分压，因此影响氧的传递，进而影响Cs。气压增高，Cs值升高。对于大气压不是 1.013 xi05Pa的地区，Cs值应乘以压力修正系数p p =所在地区的实际气压/ （1.013 xi05Pa ）。 d. 对于鼓风曝气池，空气压力还与池水深度有关。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。但随着气泡的上升，气压逐渐降低，在水面时，气压为1.013 X105Pa （即1大气压），气泡上升过程中一部分氧已转移到液体中。鼓风曝气池内的Cs 值应是扩散装置出口和混合液表面两处溶解氧饱和浓度的平均值。 另外，氧的转移还和气泡的大小、液体的紊动程度、气泡与液体的接触时间有关。空气扩散装置的性能决定气泡直径的大小。气泡越小，接触面积越大，将提高KLa 值，有利于氧的转移；但另一方面不利于紊动，从而不利于氧的转移。气泡与液体的接触时间越长，越利于氧的转移。 氧从气泡中转移到液体中，逐渐使气泡周围液膜的含氧量饱和，因而，氧的转移效率又取决于液膜的更新速度。紊流和气泡的形成、上升、破裂，都有助于气泡液膜的更新和氧的转移。 从上述分析可见，氧的转移效率取决于气相中氧分压梯度、液相中氧的浓度梯度、气液之间的接触面积和接触时间、水温、污水的性质和水流的紊动程度等因素。 ②供气量的计算 1.空气扩散装置 空气扩散装置的类型较多，目前应用较多的是微孔曝气器。该类型曝气器氧利用率高，阻力损失小，混合效果好，不易堵塞，并且联接部位具有可靠、有效的密封性能。 微孔曝气器直径为215?260mm，服务面积为0.3?0.8m2/个。根据曝气池 池底面积和曝气器的服务面积，可以计算出所需曝气器的数量。
XX建设标准化协会标准 鼓风曝气系统设计规程 Design standard of aeration blowing system CECS 97 : 97 主编单位：XX 建筑工程学院 审查单位：XX建设标准化协会工业给水排水委员会 批准日期：1997 年12 月30 日 前言 现标准《鼓风曝气系统设计规程》CECS 97：97 为XX建设标准化协会标准，推 荐给有关单位使用。在使用过程中，请将意见及有关资料寄交XX和平街北口中国X X工程公司XX建设标准化协会工业给水排水委员会（邮编：100029），以便修订时参 考。 本规程主编单位：XX建筑工程学院 主要起草人：XX、XX XX建设标准化协会 1997 年12 月30 日 1 总则 1.0.1 为使生物处理曝气系统设计满足工程建设需要，特制定本规程。 1.0.2 本规程包括曝气器、供风管道、风机的选型及机房设计。 1.0.3 本规程适用于新建、扩建、改建的城市污水处理工程或工业污水处理工 程中的生物处理鼓风曝气系统的设计计算。 1.0.4 鼓风曝气系统设计除按本规程执行外，尚应符合现行有关的国家标准的规定。
2 术语 2.0.1 曝气器aerator 用于水中充氧兼搅拌的基本器具或设备。 2.0.2 微孔曝气器fine bubble aerator 空气通过多孔介质，在水中产生气泡直径小于3mm的高效曝气器。 2.0.3 中大气泡曝气器middle and large air bubble aerator 空气通过曝气器在水中产生气泡直径大于3mm以上的曝气器。 2.0.4 可张中、微孔曝气器openable middle and fine bubble aerator 空气通过具有弹性材质的微孔曝气器或软管时，其上孔缝张开，停止供气 时孔缝闭合的一种曝气器。 2.0.5 双环伞型曝气器double rings umbrella aerator 一种具有双环类似伞状的，在水中产生中大气泡的曝气器。 2.0.6 曝气器标准状态充氧性能oxygenc transfer performance 指单个曝气器在大气压力为、水温为20℃时，对清水的充氧性能。 2.0.7 鼓风曝气系统aeration blowing system 指由风机、管路、曝气器、除尘器为主组成的系统。 3 鼓风曝气器 一般规定 3.1.1 根据污水性质、环境要求、管理水平、经济核算，工程设计中可选用鼓 风曝气、机械表面曝气、射流曝气等方式，一般宜选用鼓风曝气式。 3.1.2 选用鼓风曝气系统时曝气器应符合下列要求： 1 、在某一特定曝气条件下，既能满足曝气池污水需氧要求，又能达到混 合搅拌，池内无沉淀的要求；
5 曝气氧化池 本设计采用常规曝气的推流式曝气池。 5.1 曝气氧化池体积计算 5.1.1 曝气池进水五日生化需氧量 S 0指扣除预处理及一级处理后的五日生化需氧量(流沉砂去除率为15%估算）； S 0=180×(1?15%)mg/L =135mg/L 5.1.2 曝气池出水五日生化需氧量 根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的4.2.1.1中的表1得五日生化需氧量（BOD 5）的一级标准的A 类标准为10mg/L ，B 类标准20mg/L ，本次设计采用一级标准的B 类标准，因此Se=20mg/L 。 5.1.3 污泥去除负荷 e 2rs S K q N == 式中N rs ，q ——BOD —污泥去除负荷，mg/L ； K 2——有机基质降解速率常数，L/(mg ·d)； S e ——处理水中残留的有机污染物量（BOD 5值），mg/L ； 查《排水工程下册》（第四版）第170页得，对城市污水，完全混合式曝气池的K 2 值介于0.0168~0.0281之间，在实际应用上，推流式曝气池可以近似地使用通过完全混合式推导的计算式，因此本次设计取0.0224，且S e =20mg/L ； N rs =q =K 2S e =0.0224×20mg /L =0.448mg /L 5.1.4 去除率 e 0ηS S S -= 式中η——有机底物降解率，%； S 0——原污水中有机污染物（BOD 5）的浓度，mg/L ； S e ——处理水中残留的有机污染物量（BOD 5值），mg/L ； η= S 0?S e S 0=135?10 135 ×100%=85.19% 5.1.5 污泥负荷 η f S K Ns e 2= 式中 N s ——BOD —污泥负荷，BOD —SS 负荷率，mg/L ；
曝气池容积计算方法分析 曝气池是活性污泥处理系统中的核心构筑物，其容积的大小不仅关系到整个处理系统的净化效果，同时还关系到建造费用的问题。因此，有必要对曝气池容积的计算方法进行分析，从而得到较佳的设计取值。长期以来，曝气池容积的计算，采用较普遍的是按BOD—污泥负荷率法，但近来也有人建议采用污泥龄法。那么，二者之间有何异同，是否有某种内在的联系、可否将二者有机地结合起来呢？本文就此进行如下的分析讨论。 1 BOD—污泥负荷率(Ns)曝气池容积计算法 1.1 BOD—污泥负荷率(Ns)的物理概念 曝气池内单位重量(千克)的活性污泥，在单位时间内能够接受并将其降解到某一规定额数的BOD5重量值，被称为BOD—污泥负荷率(Ns)。即[1][2]： ⑴ 式中 Ns——BOD—污泥负荷率, kg BOD5/kgMLSS·d Q——污水设计流量，m3/d Sa——原污水的BOD5值，mg/l
X——曝气池内混合液悬浮固体浓度 (MLSS),mg/l V——曝气池容积，m3 1.2 曝气池物料平衡方程式 如图1为完全混合活性污泥系统的物料平衡图[1][4]。 在稳定条件下，对于系统中的有机物进行物料平衡，则有： ⑵ 整理得： ⑶由莫诺(Monod)方程式的推论知[1][4] ： ⑷代入式⑶，并整理得： ⑸ 或
⑹又 ⑺代入式⑹得： ⑻ 或 ⑼式中 X V——曝气池混合液挥发性悬浮固体 浓度(MLVSS),mg/l S e——处理水出水有机物浓度，mg/l ——有机物降解速度， K2——有机物降解常数。 1.3 曝气池容积计算 由式⑴有：
⑽ 将式⑼代入式⑽得： ⑾ 式⑽即为按BOD—污泥负荷率法计算曝气池容积得计算公式，式⑾为经变换后得计算公式。 2 污泥龄(θc)曝气池容积计算法 2.1 污泥龄(θc)的物理概念 曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比，称为污泥龄(θc)。也即劳伦斯—麦卡蒂(Lawrence—McCayty)的“生物固体平均停留时间” [1]。即： ⑿ 式中θc——污泥龄，d ΔXv——曝气池内每日增加的挥发性 污泥量(Vss)，kmg/l 其它——同前
南昌市青山湖污水处理厂曝气沉砂池施工方案 编制：__________ 审核: __________ 北京城建三南昌公司 二00三年六月
一工程概况 本工程为南昌青山湖污水处理厂一期的曝气沉砂池，分号03，位于污水处理厂的西侧，系污水处理的第三道环节。池体外围尺寸为21.3×36.7m。 曝气沉砂池为现浇钢筋混凝土工程，结构混凝土标号为C25,抗渗等级S6，底板厚450㎜，池壁、墙厚度为350㎜、400㎜、200㎜三个尺寸，池壁高4.39m。池体中间设一道30㎜宽东西向伸缩缝。 曝气沉砂池斜墙多，预留洞口多；工程量虽小，但结构复杂，墙体模板的配制与支设、墙体混凝土的浇筑具有一定的难度，故一定要细心操作。 二施工布署 1 施工目标 1）工程质量目标 工程合格率100%，优良率95%，确保市优工程，争创国优工程。 2）安全文明施工目标 无重大伤亡事故，争创江西省安全文明工地。 3）工程工期目标 本工程计划工期天数为140天。 2施工组织机构 1）针对本工程技术含量高，质量要求标准高的特点，本工程项目部组织机构中的各位成员均为具有丰富管理、施工经验，业务水平过硬的优秀人才组成。 项目部组织机构详见附图。 2）施工劳动力安排 本分项工程主要工种包括：钢筋工、模板工、混凝土工、架子工、电焊工
等，考虑与氧化沟穿插作业，高峰期计划投入80人。 3、流水段的划分 曝气沉砂池从施工缝处分为2个施工流水段。 4、施工现场平面布置图详见附图。 5、施工进度计划网络图详见附图。 6、材料组织：钢筋采用现场加工，模板采用现场配制的竹胶模板，垫层混凝土为现场搅拌，结构混凝土采用场外大型搅拌站预拌。 三施工技术方案 本工程施工顺序为：施工准备→测量放线→基坑开挖→砼垫层→水池底板→池壁、墙、▽19.56m平台→走道板→试水→C10素混凝土腋角、焦渣混凝土→回填土→散水。 （一）施工准备 1、现场准备 曝气沉砂池西边紧临已修筑到位的主施工道路，钢筋加工棚、木工房、现场办公室等均已具备。故曝气沉砂池开工前主要应做的是将水、电引至施工现场及施工现场的场地平整。水自搅拌站处主水管引入，电从钢筋加工棚处主配电箱引入，施工现场场地平整主要为将基坑西、北、东三面平整到位及向基坑以外找坡，三面均沿基坑上口设1.5m宽，0.4m高挡水坝，沿坝外沿设0.3m×0.3m的排水明沟，阻止地表水流入基坑，粗格栅及进水提升泵房范围以外的原水塘全部用土填平。 2、测量准备 主要是现场导线点和高程点的布设，接桩后先复核上级导线桩和高程点，