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常规活性污泥法课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解活性污泥法的定义、原理及常规活性污泥法的工艺流程；2. 掌握活性污泥法中污泥浓度、污泥龄、容积负荷等关键参数的计算与控制；3. 了解活性污泥法在污水处理中的应用及发展趋势。
技能目标：1. 能够分析活性污泥法的运行状况，诊断并解决常见问题；2. 能够运用所学知识进行活性污泥法的工艺设计与优化；3. 能够通过实际操作，掌握活性污泥法的关键运行参数的测定方法。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对环保事业的热爱和责任感，认识到活性污泥法在环境保护中的重要性；2. 培养学生的团队合作精神，学会在实验和工艺设计中相互协作、共同进步；3. 激发学生的创新意识，鼓励他们在活性污泥法的工艺改进中提出新思路、新方法。
本课程针对高年级环境工程及相关专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。
通过本课程的学习，使学生能够系统地掌握活性污泥法的理论知识，具备实际操作和工艺设计能力，同时培养他们的环保意识和团队协作精神，为我国环保事业贡献自己的力量。
二、教学内容1. 活性污泥法基本原理：讲解活性污泥法的起源、发展过程，重点阐述其基本原理及微生物代谢过程；参考教材章节：第三章“活性污泥法的原理与代谢过程”2. 常规活性污泥法工艺流程：介绍活性污泥法的工艺流程、主要构筑物及其功能；参考教材章节：第四章“活性污泥法工艺流程及构筑物”3. 活性污泥法关键参数控制：详细讲解污泥浓度、污泥龄、容积负荷等关键参数的计算、控制方法及其对处理效果的影响；参考教材章节：第五章“活性污泥法运行参数及其控制”4. 活性污泥法应用与优化：分析活性污泥法在实际工程中的应用，探讨工艺优化策略及发展趋势；参考教材章节：第六章“活性污泥法的应用及优化”5. 实际操作与工艺设计：组织学生进行活性污泥法实验操作，培养实际操作能力；结合案例，指导学生进行工艺设计与优化；参考教材章节：第七章“活性污泥法的实际操作与工艺设计”6. 活性污泥法问题诊断与解决：分析活性污泥法运行中常见问题，探讨解决方法；参考教材章节：第八章“活性污泥法运行问题及对策”教学内容按照以上安排进行，确保学生能够系统地掌握活性污泥法的相关知识，为后续课程学习和实际工作打下坚实基础。
综合实验活性污泥法的二级污水厂课程设计系别：应用化学与环境工程系专业（班级）：环境科学2013级（环境污染控制）作者（学号）：孙承强（51305032035）指导教师：贺冉冉完成日期： 2016年6月20日蚌埠学院教务处制目录1. 引言 02. 设计概论 02.1 设计资料 02.2 设计水质水量 02.3 设计工艺选择 02.4 工艺流程图 (2)3. 设计工艺的计算 (2)3.1 格栅 (2)中格栅 (2)细格栅 (5)3.2 沉砂池: (7) (10)设计条件 (11)3.4 二沉池 (16)设计参数 (16)污泥浓缩池 (18)设计参数 (18)设计计算 (19)3.6 机房脱水 (20)4. 污水处置厂的平面布置 (20)参考文献 (21)1. 引 言进入21世纪以来，城市建设和农业生产迅速进展，既给人类带来了日趋丰硕的物质文化生活，同时也给周围的环境和资源带来了庞大压力。
水资源和水环境作为与人类社会进展最为紧密的资源、环境条件之一，也面临总量欠缺和水体污染严峻等难题，在许多国家和地域，水资源匮乏、水污染正成为制约其经济和社会进展的瓶颈。
本文初步设计探讨了简单污水处置厂的设计方案和各环节的设计计算，较系统深切地熟悉接触了专业所学，设计进程中收成甚多，为往后的学习与工作积存了宝贵的体会。
2. 设计概论2.1 设计资料该城市污水处置厂设计规模：平均处置日水量d /m 400003=Q ，水量总转变系数Kz=1.3，效劳人口约25万，计算水温20℃。
2.2 设计水质水量设计进水水质： L BOD /mg 3005=，L SS /mg 200=。
设计出水水质：L BOD /mg 205=，L SS /mg 20=。
2.3 设计工艺选择当前流行的污水处置工艺有：AB 法、SBR 法、氧化沟法、一般曝气法、A/A/O 法、A/O 法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。
（1） AB 法(Adsorption —Biooxidation)该法由德国Bohuke教授第一开发。
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)10.2.1 人员费 (40)10.2.2 动力费 (41)10.2.3 维修费 (42)10.2.4 药剂费 (42)10.3 运行成本 (42)参考文献 (43)第一章设计任务1.1 设计任务及要求1.1.1 设计任务城市日处理水量5万错误！未找到引用源。
污水厂污泥计算污泥是水处理过程的副产物，包括筛余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。
污泥体积约占处理水量的0.3%~0.5%左右，如水进行深度处理，污泥量还可能增加0.5~1倍。
是使污泥减量、稳定、无害化及综合利用。
（1）确保水处理的效果，防止二次污染；（2）使容易腐化发臭的有机物稳定化；（3）使有毒有害物质得到妥善处理或利用；（4）使有用物质得到综合利用，变害为利。
（1）按成分不同分：污泥：以有机物为主要成分。
其主要性质是易于腐化发臭，颗粒较细，比重较小（约为1.02~1.006），含水率高且不易脱水，属于胶状结构的亲水性物质。
初次沉淀池与二次沉淀池的沉淀物均属污泥。
沉渣：以无机物为主要成分。
其主要是颗粒较粗，比重较大（约为2左右），含水率较低且易于脱水，流动性差。
沉砂池与某些工业废水处理沉淀池的沉淀物属沉渣。
（2）按来源不同分：初次沉淀污泥（也称生污泥或新鲜污泥）：来自初次沉淀池。
剩余活性污泥（也称生污泥或新鲜污泥）：来自活性污泥法后的二次沉淀池。
腐殖污泥（也称生污泥或新鲜污泥）：来自生物膜法后的二次沉淀池。
消化污泥（也称熟污泥）：生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后的污泥。
化学污泥（也称化学沉渣）：用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物。
例如，用混凝沉淀法去除污水中的磷；投加硫化物去除污水中的重金属离子；投加石灰中和酸性污水产生的沉渣以及酸、碱污水中和处理产生的沉渣等均称为化学污泥。
（3）城市污水厂污泥的特性见表8-1(1)污泥含水率：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。
1污泥中水的存在形式有：空隙水，颗粒间隙中的游离水，约70%，可通过重力沉淀（浓缩压密）而分离；毛细水，是在高度密集的细小污泥颗粒周围的水，由毛细管现象而形成的，约20%，可通过施加离心力、负压力等外力，破坏毛细管表面张力和凝聚力的作用力而分离；颗粒表面吸附水和内部结合水，约10%。
表面吸附水是在污泥颗粒表面附着的水分，起附着力较强，常在胶体状颗粒，生物污泥等固体表面上出现，采用混凝方法，通过胶体颗粒相互絮凝，排除附着表面的水分；内部结合水，是污泥颗粒内部结合的水分，如生物污泥中细胞内部水分，无机污泥中金属化合物所带的结晶水等，可通过生物分离或热力方法去除。
活性污泥法系统设计一、水力负荷流向污水厂的流量变化：一天内的流量变化，随季节的流量变化，雨水造成的流量变化，泵的选择不当造成的流量变化水力负荷的变化影响活性污泥法系统的曝气池和二次沉淀池。
当流量增大时，污水在曝气池内的停留时间缩短，影响出水质量，同时影响曝气池的水位。
若为机械表面曝气机，由于水面的变化，它的运行就变得不稳定。
对二次沉淀池为水力影响。
二、有机负荷率N曝气区容积的计算，设计中要考虑的主要问题是如何确定污泥负荷率N 和MLSS 的设计值。
✧ 污泥负荷率N 和MLSS 的设计值采用得大一些，曝气池所需的体积可以小一些。
✧ 但出水水质要降低，而且使剩余污泥量增多，增加了污泥处置的费用和困难，同时，整个处理系统较不耐冲击，造成运行中的困难✧ 设计时污泥负荷率一般不大于0.5，如果要求N 素转入硝化阶段，一般采用0.3。
✧ 为避免剩余污泥处置上的困难和保持污水处理系统的稳定可靠，可以采用低的污泥负荷率（<0.1），把曝气池建得很大，这就是延时曝气法。
三、微生物浓度在设计中采用高的MLSS 并不能提高效益，原因如下：其一，污泥量并不就是微生物的活细胞量。
曝气池污泥量的增加意味着泥龄的增加，泥龄的增加就使污泥中活细胞的比例减小。
其二，过高的微生物浓度使污泥在后续的沉淀池中难以沉淀，影响出水水质。
其三，曝气池污泥的增加，就要求曝气池中有更高的氧传递速率，否则，微生物就受到抑制，处理效率降低。
采用一定的曝气设备系统，实际上只能够采用相应的污泥浓度，MLSS 的提高是有限度的。
四、曝气时间在通常情况下，城市污水的最短曝气时间为3h 或更长些，这和满足曝气池需氧速率有关。
当曝气池做得较小时，曝气设备是按系统的负荷峰值控制设计的。
这样，在非高峰时间，供氧量过大，造成浪费，设备的能力不能得到充分利用。
若曝气池做得大些，可降低需氧速率，同时由于负荷率的降低，曝气设备可以减小，曝气设备的利用率得到提高。
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)10.2.1 人员费 (41)10.2.2 动力费 (42)10.2.3 维修费 (43)10.2.4 药剂费 (43)10.3 运行成本 (44)参考文献 (44)第一章设计任务1.1 设计任务及要求1.1.1 设计任务城市日处理水量5万污水处理厂工艺设计1.污水处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定,各单体构筑物的工艺设计。
2.污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的工艺设计计算。
包括工艺流程的确定，单体构筑物的工艺设计；3.污水泵站的工艺设计。
可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。
包括选泵、泵站工艺设计计算和泵站工艺图的绘制；4.污水处理厂的平面布置。
包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的平面布置图及工艺平面图绘制；5.污水处理厂竖向布置及高程计算。
1.1.2 设计要求1)对主要构筑物选型作说明。
2)主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算（附必要的计算草图）。
3)污水处理厂平面和高程布置。
4)编写设计说明计算书。
第二章总体设计2.1 处理构筑物选择污水处理构筑物形式多样，在选择时，应根据其适应条件和所在城市应用情况选择。
选用平流沉砂池，平流式沉淀池，传统的推流式曝气池，平流式消毒接触池，巴士计量槽，采用带式压滤机进行污泥脱水。
2.2 污水处理厂选址未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展发展和生态环境，危及国计民生。
所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。
而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。
最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。
在设计污水处理厂时，选择厂址是一个重要环节。
厂址对周围环境、基建投资及运行管理都有很大影响。
选择厂址应遵循如下原则：1．为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。
2．厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。
3．厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。
4．要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。
5．厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。
6．厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。
7．厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。
2.3 核心工艺比较2.3.1 氧化沟工艺氧化沟主要特点是：进出水装置简单；污水的流态可看成是完全混合式，由于池体狭长，又类似于推流式。
优点：BOD负荷低，处理水质良好；污泥产率低，排泥量少；污泥龄长，具有脱氮的功能。
缺点：氧化沟工艺与SBR和普通活性污泥工艺比较，能耗高，且占地面积较大。
2.3.2 A/O法即厌氧—好氧污水处理工艺，生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
优点：1)生物活性高；2)较高的微生物浓度；3)泥产量低；4)出水水质好且稳定；5)动力消耗低；6)不产生污泥膨胀；7)挂膜方便，可间歇运行；8)工艺运行简单，操作方便，抗冲击负荷能力强；9)积负荷高，停留时间短，节约占地面积。
缺点：池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象，尚待改进。
研究的方向是针对不同的进水负荷控制曝气强度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形状、尺寸和材质合适的填料。
2.3.3 SBR法SBR运行特点是各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。
优点：出水水质较好；不产生污泥膨胀；除磷脱氮效果好。
缺点：池容和设备利用率低，占地面积较大、运行管理复杂，自控水平要求高。
2.3.4 曝气生物滤池（BAF）曝气生物滤池是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池 ( 二沉池 )。
优点：1)总体投资省，包括机械设备、自控电气系统、土建和征地费；2)占地面积小，通常为常规处理工艺占地面积的80% ，厂区布置紧凑，美观；3)处理出水质量好，可达到中水水质标准或生活杂用水水质标准；4)工艺流程短，氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水的电耗低5)过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺；缺点：曝气生物滤池运行维护较复杂，尤其是填料的反洗与更换，从而导致运行费用也较高。
2.3.5 MBR工艺膜-生物反应器工艺是利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。
优点：1)出水水质好2)工艺参数易于控制，能实现HRT与SRT的完全分离3)设备紧凑，省掉二沉池，占地少4)剩余污泥产量少5)有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖6)克服了常规活性污泥法中容易发生污泥膨胀的弊端7)系统可采用PLC控制，易于实现全程自动化缺点：MBR工艺造价相对较高，为普通污水处理工艺的1.5-2.0倍。
国产膜片质量较差、使用时间较短，进口膜片价格过高，运行维护及更换费用较高。
以下为各种好氧生物处理工艺方法的技术经济指标比较生物膜法>=90 <100 <100 约100稳定简便适应适用于小型污水厂为了降低投资和运行成本，因地制宜地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必要的。
进行多种工艺方案的比较，包括投资费用、运行费用、占地面积、出水水质、后期管理等各方面进行工艺方案的优化抉择，本设计采用传统活性污泥法。
2.4 设计流量平均日流量变化系数最大日流量2.5 污水、污泥处理工艺流程图城镇集水池粗格栅提升泵房细格栅沉砂池初沉池曝气池二沉池污泥回流泵房浓缩池污泥脱水接触池鼓风机房加氯间计量排放泥饼外运砂水分离器砂砾外运第三章格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。
3.1 设计草图3.2 设计参数(1)栅前水深;(2)过栅流速;（过栅流速一般为0.6~1.0m/s）(3)格栅间隙;(4)格栅安装倾角3.3 设计计算3.3.1 中格栅的设计计算1)栅条间隙数：式中：n中—中格栅间隙数；—最大设计流量，；e—栅条间隙，取30mm；1h—栅前水深，取1.0m；1v—过栅流速，取0.8m/s；α—格栅倾角度；2)栅槽宽度：式中：B—栅槽宽度，m；S—格条宽度，取0.01m ；，取1.2m ；3)中格栅珊前进水渠道渐宽部分长度：若进水渠宽，减宽部分展开角，则此进水渠道内的流速4)格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度：5)过栅水头损失：式中：h中—中格栅水头损失，m；—系数，当栅条断面为矩形时取2.42；k—系数，一般取k=3；6)栅前槽总高度：取栅前渠道超高栅前槽高7)栅后槽总高度栅槽总长度：. 取.8)栅槽总高度：式中：L—栅槽总长度；0.5—中格栅距格栅前进水渠减宽部分长度；1.0—中格栅距格栅后出水渠减窄部分长度；—格栅距出水渠连接处减宽部分长度；L1L—格栅距出水渠连接处减窄部分长度；29)每日栅渣量：式中：w—每日栅渣量，m3/d；—栅渣量m3/103m3污水，一般为0.1—0.01 m3/103m3，中栅取0.03 wm3/103m3；. 故用机械清渣。
3.3.2 细格栅的设计计算1)栅条间隙数：式中：n中—中格栅间隙数；—最大设计流量，；e—栅条间隙，取30mm；1h—栅前水深，取1.2m；1v—过栅流速，取1.0m/s；α—格栅倾角度；2)栅槽宽度：式中：B—栅槽宽度，m；S—栅条宽度，取0.01m；，取1.4m3)中格栅珊前进水渠道渐宽部分长度：若进水渠宽，减宽部分展开角，则此进水渠道内的流速4)格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度：5)过栅水头损失：式中：h细—细格栅水头损失，m；—系数，当栅条断面为矩形时取2.42；k—系数，一般取k=3；6)栅前槽总高度：取栅前渠道超高栅前槽高7)栅后槽总高度栅槽总长度：. 取.8)栅槽总高度：式中：L—栅槽总长度，0.5—中格栅距格栅前进水渠减宽部分长度；1.0—中格栅距格栅后出水渠减窄部分长度；—格栅距出水渠连接处减宽部分长度；L1L—格栅距出水渠连接处减窄部分长度。
