活性污泥法中污泥产率的计算定稿版
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城市生活污水处理厂污泥产量计算
城市生活污水处理厂产泥量计算
城市污水厂产生的污泥主要由栅渣、无机固体颗粒和浮渣组成。
化学沉淀污泥量可参考给水污泥量的计算方法。
污水处理过程中污泥的产生受多种因素影响。
初沉池污泥的产生量可通过以下公式计算:
V1=Q×C×η×(1-P1)/ρ 或者 V1=(SL×N×t)/1000.其中,Q为污水流量,C为进入初沉池污水中悬浮物浓度,η为初沉池沉淀效率,P1为污泥含水率,ρ为初沉池污泥浓度,SL为每人每日污泥量,N为设计人口数,t为初沉池两次排泥的间隔时间。
需要注意的是,V1是在污泥含水率为P1时计算的污泥量。
剩余污泥的产生量可通过以下公式计算:
V2=ΔXT/(Q×a×b×LR×f×XV)。
其中,ΔX为挥发性物质基污水厂剩余污泥流量,Q为平均体积流量,a和b为污泥产率系数和污泥自身氧率,LR为曝气池进水BOD5浓度差,f为曝气池挥发性悬浮固体和悬浮固体浓度值比,XV为曝气池混合液
挥发性悬浮物固体浓度,V为曝气池容积。
每日排除的剩余污泥干重ΔXT等于活性污泥系统中每日产生的活性污泥干质量。
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%~%左右,如水进行深度处理,污泥量还可能增加~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~),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。
计算值输入值平流沉砂池污泥量根据原污水悬浮物浓度及沉淀效率计算:W:初沉污泥量--湿泥16.00m3/d16000.00Kg/dW:初沉污泥量--干泥800.00Kg/dQ:平均日流量4000.00m3/dC:进入初沉池悬浮物浓度0.40g/Lη:初沉池沉淀效率50.00%一般取50%P1:污泥含水率95.00%污泥含水率为95%~97%ρ:初沉池污泥密度1000.001000kg/m3计剩余污泥量的计算--干泥1052.75Kg/d剩余污泥量的计算--湿泥21055.09Kg/d21.06m3/dX1:生物污泥的计算-干泥X1:降解有机物所产生的的污泥增值584.75Kg/dQ:平均日流量4000.00m3/dV:生物反应池容积1350.00m3S0-Se:每日有机污染物降解量0.34Kg/dXv:生物反应池混合液挥发性悬浮固体平均浓度 3.20g(MLVSS/L) 1.4-3.2,不同类型反应器取值不同Y:污泥产率系数0.60每代谢1kgBOD合成的MLVSSkg数,0.4~0.8 Kd:活性污泥微生物的自身氧化率(或衰减系数)0.05d-1S0:生物反应池进水五日生化需氧量0.35kg/m3Se:生物反应池出水五日生化需氧量0.01kg/m3K dT:设计温度时的衰减系数0.05K d20:20度时的衰减系数0.040.04~0.075θT:温度系数 1.06 1.02~1.06T:设计温度25.00℃X2:非生物污泥的计算-干泥X2=f p×Q×(SS0-SS e)468.00Kg/dfp:悬浮固体污泥转换率0.30无初沉池0.5,有初沉池0.3SS0:进水SS0.40Kg/m3Sse:出水SS0.01Kg/m3污泥脱水PAM投加量7.41Kg/d 4gPAM/1kg绝干泥污泥总量--干泥1860.17Kg/d污泥总量--湿泥37203.31Kg/d37.20m3/d污泥操作量--干泥0.12t/h污泥操作量--湿泥 2.33t/hVSSkg数,0.4~0.8。
活性污泥法的基本原理一.基本概念和工艺流程(一)基本概念1.活性污泥法:以活性污泥为主体的污水生物处理。
2.活性污泥:颜色呈黄褐色,有大量微生物组成,易于与水分离,能使污水得到净化,澄清的絮凝体(二)工艺原理1.曝气池:作用:降解有机物(BOD5)2.二沉池:作用:泥水分离。
3.曝气装置:作用于①充氧化②搅拌混合4.回流装置:作用:接种污泥5.剩余污泥排放装置:作用:排除增长的污泥量,使曝气也内的微生物量平衡。
混合液:污水回流污泥和空气相互混合而形成的液体。
二.活性污泥形态和活性污泥微生物(一)形态:1、外观形态:颜色黄褐色,絮绒状2.特点:①颗粒大小:0.02-0.2mm ②具有很大的表面积。
③含水率>99%,C<1%固体物质。
④比重1.002-1.006,比水略大,可以泥水分离。
3.组成:有机物:{具有代谢功能,活性的微生物群体Ma{微生物内源代谢,自身氧化残留物Me{源污水挟入的难生物降解惰性有机物Mi无机物:全部有原污水挟入Mii(二)活性污泥微生物及其在活性污泥反应中作用1.细菌:占大多数,生殖速率高,世代时间性20-30分钟;2.真菌:丝状菌→污泥膨胀。
3.原生动物鞭毛虫,肉足虫和纤毛虫。
作用:捕食游离细菌,使水进一步净化。
活性污泥培养初期:水质较差,游离细菌较多,鞭毛虫和肉足虫出现,其中肉足虫占优势,接着游泳型纤毛虫到活到活性污泥成熟,出现带柄固着纤毛虫。
☆原生动物作为活性污泥处理系统的指示性生物。
4.后生动物:(主要指轮虫)在活性污泥处理系统中很少出现。
作用:吞食原生动物,使水进一步净化。
存在完全氧化型的延时曝气补充中,后生动物是不质非常稳定的标志。
(三)活性污泥微生物的增殖和活性污泥增长四个阶段:1.适应期(延迟期,调整期)特点:细菌总量不变,但有质的变化2.对数增殖期增殖旺盛期或等速增殖期)细菌总数迅速增加,增殖表速率最大,增殖速率大于衰亡速率。
3.减速增殖期(稳定期或平衡期)细菌总数达最大,增殖速率等于衰亡速率。
活性污泥法中污泥产率的计算Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】活性污泥法中污泥产率的计算吴凡松彭永臻(中国市政工程华北设计研究院)(北京工业大学环境与能源工程学院)提要:根据IAWQ活性污泥模型确定的原理,推导出活性污泥系统中污泥产率的计算公式,并通过实例验证,当系统中设置初沉池或不设初沉池时应采用不同的计算公式。
关键词:IAWQ活性污泥模型 ATV A131标准污泥产率初沉池引言文中的污泥产率是指污泥的净产率,而非表观产率,它是生物处理系统产生的污泥量(MLSS)与进入生物系统的BOD5数量的比值。
对于按泥龄法设计的活性污泥系统,污泥产率是最重要的设计参数之一。
在泥龄和MLSS浓度确定的情况下,按照以下公式即可计算出生物池容积:V=Q·BOD5·Yt·θc/X式中: Q——生物处理系统设计流量,m3/d;BOD5—进入生物处理系统的BOD5浓度,kg/m3;Yt——污泥产率,kgMLSS/kgBOD5;θc——泥龄,d;X——混合液悬浮固体(MLSS)浓度,g/L;设计中污泥产率通常按公式法求算,有时也可按经验选取。
1 污泥产率公式的推导关于活性污泥产率的计算方法,可依据IAWQ活性污泥模型进行推导。
该模型中有机物和污泥挥发性组分均采用COD作为计量参数,考虑到习惯性问题和实用化,这里仍采用BOD5作为可生物降解有机物的计量参数,采用SS或VSS作为污泥的计量参数。
对于特定污水,这些参数与COD之间存在定量换算关系。
(1)根据IAWQ活性污泥模型确定的原理,来自进水中的固定性悬浮固体(FSS)和不可生物降解VSS将全部截留在活性污泥絮体内,由此产生的污泥量(XI)可由下式求得:XI=Q·SS·(1-fV+fV·fNV)(1)式中: fV——进水SS中挥发份所占比例,我国城市污水典型实测值为~;fNV——进水VSS中不可好氧生物降解部分所占比例,典型值为~。
活性污泥工艺的设计计算方法探讨摘要对活性污泥工艺的三种设计计算方法:污泥负荷法、泥龄法、数学模型法的优缺点进行了评述,建议现阶段推广采用泥龄法进行设计计算,并对泥龄法基本参数的选用提出了意见。
关键词活性污泥工艺泥龄法污泥负荷法数学模型法设计计算活性污泥工艺是城市污水处理的主要工艺,它的设计计算有三种方法:污泥负荷法、泥龄法和数学模型法。
三种方法在操作上难易程度不同,计算结果的精确度不同,直接关系到设计水平、基建投资和处理可靠性。
正因为如此,国内外专家都在进行大量细致的研究,力求找出一种精确度更高而又便于操作的计算方法。
1污泥负荷法这是目前国内外最流行的设计方法,几十年来,运用该法设计了成千上万座污水处理厂,充分说明它的正确性和适用性。
但另一方面,这种方法也存在一些问题,甚至是比较严重的缺陷,影响了设计的精确性和可操作性。
污泥负荷法的计算式为[1]V=24LjQ/1000Fw Nw=24LjQ/1000Fr(1)污泥负荷法是一种经验计算法,它的最基本参数Fw(曝气池污泥负荷)和Fr(曝气池容积负荷)是根据曝气的类别按照以往的经验设定,由于水质千差万别和处理要求不同,这两个基本参数的设定只能给出一个较大的范围,例如我国的规范对普通曝气推荐的数值为Fw=0.2~0.4 kgBOD/(kgMLSS·d)Fr=0.4~0.9 kgBOD/(m3池容·d)可以看出,最大值比最小值大一倍以上,幅度很宽,如果其他条件不变,选用最小值算出的曝气池容积比选用最大值时的容积大一倍或一倍以上,基建投资也就相差很多,在这个范围内取值完全凭经验,对于经验较少的设计人来说很难操作,这是污泥负荷法的一个主要缺陷。
引 言人类发展到今天,物质财富得到了空前的繁荣,人民生活水平得到极大的提高,人类进入了一个高度发达的文明社会。
全球化的通信网络,高度发达的信息技术,使人类从来没有生活得如此便利和富有,但这并不能说明人类比以往任何一个时期都生活得更加舒适和惬意。
人类在向自然界大肆索取的同时,也受到了应有的惩罚。
全球变暖,臭氧层破坏,物种灭绝等等,使人类的生存环境受到严重的威胁。
我国的水资源总量较丰富,但人均和亩均占有量少,且水资源时空分布不均,用水浪费的现象也很普遍。
其中水体污染现象严重,一直被受关注。
目前水污染控制技术在不断的提高。
传统的技术有物理处理法,化学处理法,生物处理法等,其中还有许多近年来发展起来的技术,虽然它们出现的时间还比较短,但许多技术都得到了很好的应用,有的技术的处理效果甚至比传统的要好得多。
鉴于水平有限,我们在这里就只介绍一种生物处理法——传统活性污泥法。
活性污泥法是处理城市污水最广泛的使用方法。
它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质。
无机盐类(磷和氮的化合物)也能部分地被去除。
类似的工业废水也可用活性污泥法处理。
活性污泥法既适用于大流量的污水处理,也适用于小流量的污水处理。
运行方式灵活,日常运行费用较低,但管理要求高。
活性污泥法本质上与天然水体(江湖)的自净过程相似,二者都为好氧生物过程,只是它的净化强度大,因而活性污泥法是天然水体自净作用的人工化和强化。
关键字:活性污泥 曝气池 污泥浓缩池一.格栅的计算Q=s m /2,分段面采用矩形,格栅前水深h=,通过格栅流速v=, 格栅斜面与水平成060倾角,栅条宽度s=10mm, 栅槽前后进水渠宽b=,展开角α=200。
解:)(249.04.0025.060sin 23.0bhv sina Qmax n 个=⨯⨯︒⨯== 1)S= m bn n s B 083.024025.0)124(01.0)1(=⨯+-⨯=+-= 2)进水渠深01120,4.0==αm b m tg B B l tg 59.02)(02024.083.0111==-=-α 3)渐窄部分 m l l 295.0212== 4)设锐边矩形端面m o g v ak b s h 077.08.929.0323)025.001.0(42.2sin )(23/423/41=⨯⨯⨯⨯⨯==β5)总高度m h h h H 777.03.0077.04.021=++=++=6)栅槽总长m tg tg H l l L 79.2603.04.00.15.0295.059.00.15.0021=+++++=++++=α 7)每日栅渣量格栅间距21mm 时 333.10071.0m m 污水d m kz W Q W /93.05.1100007.023.0864001000max 8640031=⨯⨯⨯== 采用机械清渣。
4430℃(Cs 30)mg·L —l 45空气离开生化池氧的百分比(O f )%4620℃(Csmf 20)mg·L —l 4730℃(Csmf 30)mg·L —l 480.82490.950脱氧清水最大充氧量(Gom')kg/h 51m 3/hm 3/h 52m 3/min m 3/min53气水比(Y)m 3气/m 3水54生化池池数(n)个55每个生化池充气量(Gom")m 3/min56生化池每个有效体积(V')m 357生化池有效水深(H 1)m3.5~6.058生化池超高(H 2)m0.3~0.559生化池总高(H)m60生化池总有效面积(S 总)m 261生化池每个有效面积(S)m 262生化池宽(b)m63污泥产率系数(a 0)kg/kgBOD 50.5~0.5564污泥自身氧化速率(b 0)d -10.075~0.0565NVSS占TSS的百分数(u)%50%66活性污泥产量(ω1)kg/d67剩余污泥干量(ω)kg/d68剩余污泥含水率(P)%99.2%~99.6%69剩余污泥容积量(q)m 3/d 70设计污泥龄(t s )???d>10???71污泥负荷率校核(Fs)kgBOD 5/(kgMLSS·d)72悬浮物浓度仪台73溶解氧仪台废水与清水中氧的总转移系数比值(a 1)废水与清水中氧的饱和浓度之比(β)仪表(a 0×(Bo-Be)×Q-b 0×O 2×Csmf20/(a1×(β×Csmf30-C L )×1.0供气量(Gs)溶解氧饱和浓度21×(1-ηA )/(79+21×生化池中溶解氧平均饱和浓度Cs 20×(Pb/(2.026×1000Cs 30×(Pb/(2.026×10000×(β(2030。
活性污泥法中污泥产率
的计算
HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
活性污泥法中污泥产率的计算
吴凡松彭永臻
(中国市政工程华北设计研究院)(北京工业大学环境与能源工程学院)
提要:根据IAWQ活性污泥模型确定的原理,推导出活性污泥系统中污泥产率的计算公式,并通过实例验证,当系统中设置初沉池或不设初沉池时应采用不同的计算公式。
关键词:IAWQ活性污泥模型 ATV A131标准污泥产率初沉池
引言
文中的污泥产率是指污泥的净产率,而非表观产率,它是生物处理系统产生的污泥量(MLSS)与进入生物系统的BOD5数量的比值。
对于按泥龄法设计的活性污泥系统,污泥产率是最重要的设计参数之一。
在泥龄和MLSS浓度确定的情况下,按照以下公式即可计算出生物池容积:
V=Q·BOD5·Yt·θc/X
式中: Q——生物处理系统设计流量,m3/d;
BOD5—进入生物处理系统的BOD5浓度,kg/m3;
Yt——污泥产率,kgMLSS/kgBOD5;
θc——泥龄,d;
X——混合液悬浮固体(MLSS)浓度,g/L;
设计中污泥产率通常按公式法求算,有时也可按经验选取。
1 污泥产率公式的推导
关于活性污泥产率的计算方法,可依据IAWQ活性污泥模型进行推导。
该模型中有机物和污泥挥发性组分均采用COD作为计量参数,考虑到习惯性问题和实用化,这里仍采用BOD5作为可生物降解有机物的计量参数,采用SS或VSS作为污泥的计量参数。
对于特定污水,这些参数与COD之间存在定量换算关系。
(1)根据IAWQ活性污泥模型确定的原理,来自进水中的固定性悬浮固体(FSS)和不可生物降解VSS将全部截留在活性污泥絮体内,由此产生的污泥量(XI)可由下式求得:
XI=Q·SS·(1-fV+fV·fNV)(1)
式中: fV——进水SS中挥发份所占比例,我国城市污水典型实测值为0.5~0.65;
fNV——进水VSS中不可好氧生物降解部分所占比例,典型值为0.2~0.4。
SS——进入生物处理系统的SS 浓度,kg/m3;
(2)活性污泥中的活性部分包括异养微生物和自养微生物。
异养微生物(XB·H)由可生物降解有机物转化而来,其产生量为:
XB·H=Q·BOD5·YH/(1+Θc·bH)(2)
式中:YH——异养微生物产率系数kgVSS/kgBOD5,典型取值范围0.6~0.75
bH——异养微生物内源衰减系数,15℃时取值0.08d-1,温度系数1.072。
如有硝化发生,可用下式求算硝化菌量(自养菌XB·A)
XB·A=Q·TKN·YA/(1+Θc·bA)(kgVSS/d)(3)
式中:TKN——在生物处理系统中,通过硝化作用去除的TKN浓度,kg/m3。
YA——硝化菌的产率系数,0.1kgVSS/kgNH
-N
3
bA——硝化菌衰减系数,20℃时取值0.04d-1,温度修正系数1.03
(3)微生物进入内源呼吸状态后产生的内源衰减残留物含量(XP),由下式求得:
Xp= fp·bHΘc·XB·H (kg VSS/d) (4)
式中:fp——微生物体不可生物降解部分所占比例
忽略微生物体的无机成份含量和硝化菌的内源残留物含量,生物处理系统的活性污泥产量XT为:
XT=XI+XB·H+XB·A+XP (5)
由于XB·A数值较小,XB·A/XT=2~3%,可以忽略,则
XT=XI+XB·H+XP (6)
把(1)、(2)、(4)式代入(6)式得:
XT=Q.SS.(1-fv+fv.fNV)+(1+fp.bH.θc)[(Q.BOD5.Yh)/1+θc.bH
(7)
用进水BOD
5总量除X
T
,可得到单位BOD
5
去除所产生的活性污泥量,即
Yt=(1+fp.bH.
θc
([YH/1+
θc
.bH)]+[SS/BOD
5
](1-fv+fv.f
NV
) (8)
对(8)式右边第一项进行变形得:
(1+fp.bH.θc )[YH/(1+
θc
.bH)]=YH-[(1-fp)
θc
.bH.YH]/(1+
θc
.bH) (9)
(8)式变为:
(10)
根据经验,f
p =0.1,b
H
=0.08×1.072T-15,Y
H
=0.6,因此,(10)式变为:
(11)
若令1-f
V +f
V
·f
NV
=0.6,则(11)式变为:
(12)
该式即为德国水污染控制联合会推荐的污泥产率计算公式(ATV A131标准),在设计的前期阶段可用于估算系统的污泥产率。
2 问题与讨论
从(11)式可以看出,系统污泥产率与温度和泥龄相关,温度升高、泥龄增大,微生物分解加剧,从而导致污泥产率降低。
污泥产率不仅同SS/BOD5的比值有关,还同悬浮物(SS)的组成有关。
若悬浮物中可生化组分比例高,则系统污泥产率低。
由于我国地域辽阔,生活污水水质相差较多,再加上污水厂进水中工业污水比例各不相同,因此若想准确预测污泥产率,除了掌握进水SS 和BOD5,尚需准确测定fV和fNV的值。
另外,系统中是否设置初次沉淀池,对生物处理系统污泥产率也有影响。
这一点通过下面的例子可以看出。
已知某城市污水,BOD5=200mg/L,SS=250mg/L,fV=0.6,fNV=0.3SS中可沉部分占50%,可沉部分fV=0.5,fNV=0.3,不可沉部分占50%,不可沉部分fV=0.7,fNV=0.3。
另外假设BOD5可沉部分占25%,系统设计水温10℃,设计泥龄17天。
分别计算有、无初沉池时生物系统的污泥产率。
(1)系统不设初沉池
按照ATV A131计算公式(即公式(12)):
Yt=1.09 kgMLSS/kgBOD5
按照公式(11):
1-fV+fV·fNV=1-0.6+0.6x0.3=0.58
Yt=1.07 kgMLSS/kgBOD5
系统设初沉池
按照ATV A131计算公式:
Yt=0.84 kgMLSS/kgBOD5
按照公式(11):
1-fV+fV·fNV=1-0.7+0.7·0.3=0.51
Yt=0.77 kgMLSS/kgBOD5
从上例可以看出,对城市污水,当系统不设初沉池时,可以直接用公式(12)估算污泥产率;但当系统中设有初沉池时,由于此时进入生物池的悬浮物中挥发性组分比例增高,按公式(12)计算的污泥产率偏大。
根据笔者经验,此时可采用如下的计算公式:
对公式(11),取(1-fV+fV·fNV)=0.5,得到:
(13)。