2-6 活性污泥法的工艺流程在线视频

同学们好！我们今天来学习第二章的第六节

活性污泥法的工艺设计

首先，我们来看什么是"工艺设计"

对于一个废水处理工程来说，它从设计的角度来看

按专业的来分的话，我们可以分为

工艺设计，结构设计，电气和自控设计,以及建筑设计

加上给排水和通风设计等

工艺设计是其中的一个专业

其中的工艺设计主要包括如下的内容

第一要收集和确定工艺设计所需要的一些基础资料

第二是通过方案比较最终选择和确定具体的工艺流程

随后就需要分别对曝气池、曝气系统、二沉池

污泥回流系统进行细致的工艺设计和计算

有关工艺设计的基础资料主要有

设计所需要的一些原始资料，像废水的水质、水量，以及它的变化规律

还有就是对处理后的出水水质的要求

或者说我们通常说的它的排放标准应该执行什么样的标准

以及在这个污水处理过程中间必然会产生一些剩余污泥

我们对于污泥处理的要求

这些原始资料，有时需要通过细致的调查研究

或者是收集当地的历史资料

甚至需要现场的调研，取样测试这些手段才能够获得

其次，是在工艺设计以及将来运行过程中间

活性污泥系统的一些关键参数的确定

好比说，污泥负荷，或者是BOD5的去除效果或者COD的去除效果

曝气池中间混合液的浓度，以及污泥的回流比等等

对于生活污水和城市污水,或者是与其性质相近的一些废水

通常可以通过查阅国家有关的设计规范而获得这些关键的设计参数

但是对于一些特殊的工业废水

可能就需要通过一定的试验研究，才能够获得较为可靠的设计参数

因此我们来看工艺流程的选择

除了前面说的，废水的水量、水质和变化规律

以及对出水的水质要求和污泥的处理要求以外

还要结合当地的地理位置、地质条件、气候条件等

以及当地的施工的水平以及将来运行管理的人员的技术水平

在这些基础上，我们要考虑工艺技术的可行性、先进性

以及，它在经济上的可能性、合理性

最后，要对多种工艺流程进行技术经济的比较

最终才能够确定工艺流程

确定了工艺流程以后

在活性污泥法的工艺设计中间最重要的就是要计算曝气池的体积

我们有多种方法来进行曝气池体积的计算

但是通常用的是有机负荷法

有关的公式，我们可以看

第一个是关于曝气池的体积的计算

利用它的污泥负荷，我们就可以计算

在这个过程中间，跟它有关的

还会有，对污染物的去除的效率

还有水力停留时间

以及，曝气池中间，MLSS和MLVSS之间的比值

关于这个负荷的选择，我们也可以选择容积负荷和污泥负荷

关于处理的效率，我们可以看，COD的去除率，BOD的去除率

以及氨氮、总氮，甚至总磷的去除的效果

这个系统中间，还有一个关键的参数是污泥龄

或者是水力停留时间HRT、SRT，还有就是污泥浓度

所以这是设计中间的关键的参数

我们需要通过查阅设计规范

根据前面已经获得的设计经验，来确定具体的取值范围

随后，我们就要对这个曝气系统进行计算

首先，我们要计算它的需氧量和供气量的计算

我们在前面，第五节中间，已经具体的介绍了需氧量与供气量的计算的过程

我们在这简单的给出这个公式

首先，需氧量是可以用这样的一个公式来进行计算

同时，根据流量的变化的情况

我们可以计算得到在整个运行过程中间，最大时的需氧量

在这，我们可以看到了，是乘上了一个K

这个K我们有的时候是称为，污水处理厂的总变化系数

随后，有了供氧量以后

我们通过一系列的计算可以算出具体的需要的供气量

供气量需要根据到底是采用鼓风曝气

还是机械曝气来分别的进行求定

在这个过程中间，我们还要细致的计算

日平均的供气量，或者是最大时的供气量，最小时的供气量

并且考虑到选择合适的鼓风机的台数

来实现最大时的供气量和最小时的供气量

以及日平均的供气量

随后我们就来进行曝气系统的工艺设计

在这里，我重点介绍鼓风曝气系统的设计和计算

对于鼓风曝气系统来说

我们首先要确定选择鼓风机

不仅要选择鼓风机的类型或者型号

还要确定鼓风机的台数

然后就计算空气输送管道

以及选择和计算曝气装置，或者称为曝气头

所以，主要的计算内容

我们选择曝气头，进行空间位置的布置

然后计算空间管道，最终确定鼓风机的台数和型号

对于曝气头或者曝气装置

首先我们要选择具有较高的氧的利用率

也就是我们前面说的E_A

同时也具有很高的动力效率E_P

这样的话，它不仅有很好的充氧能力

而且也具有很好的节能的效果

而且还希望它不容易被堵塞，不容易破损

或者是出现故障时，非常容易的能够排除，便于维护管理

第三点，是希望这个曝气头要结构简单

工程的造价要比较低，或者说是它的价格比较低

在曝气头的选择过程中

我们还需要考虑废水的水质，它有什么样的特点

还有污水厂所在的地区它的特殊性

还有就是曝气池的池型和曝气池的水深

随后我们就来计算所需要曝气装置的数目

主要是根据这个总的曝气量以及每个曝气头的通气量

以及它的服务面积和结合曝气池的总的池底的面积，来进行计算

就可以求得所需要的曝气头的总的数量

然后就来开始设计这个曝气头的布置

我们通常，有几种方式

一种是沿着池壁的一侧来进行布置

或者是相互垂直呈正交型的布置，或者是呈梅花型的交错布置

对于空气管道来说，我们一般有一些要求

对于小型的污水处理站的空气管道系统来说，我们可以采用枝状网

而对于大型的污水处理厂，则应该采用环状网

能够保证安全的供气

空气管道一般可以敷设在地面上

直接接入曝气池的管道，应该高出池内的水面至少0.5m

防止发生回水的现象

对于空气干管和主要的空气支管来说

它的流速应该是10到15m/s

而对于一些竖管和比较小的支管来说

它的流速可以控制在4到5m/s

关于空气管道的阻力损失，我们在设计过程中，也需要遵循一定的基本要求

总体来说，空气管道加上曝气头的总的阻力损失

一般要控制在1.5m水柱以内

而其中，管道的总的阻力损失，希望控制在0.5m水柱以内

曝气头的阻力损失，一般会在0.5m到1.0m水柱

因此，鼓风机所需要的总的出口压力，就由这四部分组成

其中h1,h2分别是管道的沿程阻力和局部阻力

h3是曝气装置的安装的水深所产生的进水压

而h4是曝气头本身的阻力

这里面分别有它各自的要求

前两项加在一起，希望能够小于0.5m水柱

而h3因为是曝气头安装水深

一般是在4.0到4.5m水柱左右

而最后这一部分，是0.5到1.0

所以总体来说，鼓风机所需要的这个出口压力

有的时候，也就是称为它的出口风压

是在5m到6m,甚至有的时候会在7m水柱左右

随后我们就要来进行鼓风机的选择

以及鼓风机房的设计

根据设计风量和出口风压的要求来选择鼓风机

目前市场上可以选择的主要有这三类

一类是罗茨鼓风机，第二类的是离心鼓风机

第三是一种轴流式的通风机

通常来说呢，罗茨鼓风机噪音比较大

它在鼓风机房的设计中，必须采取消音的措施

一般适用于中小型的污水处理厂

而第二种离心式的鼓风机

它噪音比较小，而且效率比较高

适用于大型的、中型的这个污水厂

有的时候这个离心式鼓风机还可以做到变频调速

非常方便进行运行管理

第三种轴流式通风机

一般它的出口风压比较小，所以一般只是用于这种浅层曝气

在实际的设计过程中间

我们需要注意型号的选择，以及需要这个使、备用的台数

通常我们有一个基本的要求

当工作鼓风机的台数小于等于三台时，我们需要备用一台

这就是我们平常所说的三用一备

当工作鼓风机的台数大于四台时，我们就需要备用两台

在这个过程，我们还需要注意这个噪音或者噪声的防护

鼓风机房的设计，还有一些基本的要求

好比说它的基础设计，它的供电的要求，它的噪声的防护

还有其他的附属设施

我们在具体设计的时候，要全面的考虑

这些要求包括其中的机械间，值班室和配电室等

之后我们需要考虑二沉池的工艺设计

二沉池，我们在前面也讲过，是活性污泥中间的一个重要的组成部分

它主要的作用，是实现这个泥水分离，保证出水水质

同时，还能够浓缩活性污泥，保证回流污泥的浓度

这样的话，通过污泥的回流

才能够确保曝气池中间具有我们合适的这个污泥浓度

保证整个活性污泥的稳定运行

二沉池的特点，它接纳的活性污泥混合液是从曝气池中间过来的

它的悬浮物的浓度通常就很高

我们前面也学过初沉池，初沉池直接接纳的是原废水

原废水中间的悬浮物，也就是我们的SS的浓度，通常是在200~400mg/l

而在这，我们活性污泥混合液的悬浮物的浓度

通常会在3000~5000mg/l

而且这些活性污泥，还具有很好的凝聚性能

它的沉降在二沉池中间会属于所谓的成层沉淀

但是，活性污泥的质量通常都比较轻

在沉淀的过程中间容易产生异重流

因此我们要求在二沉池中间最大的允许的水力负荷

或者说，我们称为的上升流速，要低于甚至只有初沉池的一半

由于二沉池还起着污泥浓缩的作用

所以，我们要适当的增加污泥储存区的容积

对于二沉池的来说，我们可以选择的池型有平流式，竖流式和辐流式

通常在给水处理中间，我们有时候还会用到斜板或者斜管沉淀池

但是原则上我们在生物处理中特别在活性污泥系统中间的二沉池中间

我们不建议采用斜板或者斜管沉淀池

这主要的原因，是由于在二沉池中间我们需要沉淀的对象是活性污泥

活性污泥中间有大量的微生物

这些微生物有可能会在斜板或者斜管上附着生长，形成生物膜

影响这个沉淀效果

带有机械刮泥机或者是吸泥机以及排泥设施的

这种辐流式的沉淀池或者是平流式的沉淀池

比较适合于大型的污水处理厂

而方形的带有多斗式的这种辐流式沉淀池

通常适用于中小型的污水处理厂

而竖流式或者是多斗式的平流式沉淀池

多适用于小型的污水处理厂

最后一个环节是污泥的回流及处理

我们首先，要对污泥回流的设备进行选择和设计

常用的污泥提升设备是污泥泵

在大型的厂或者中型的污水处理厂中间

我们一般采用螺旋泵或者是轴流式的污泥泵

而在小型厂，有的时候我们采用这种空气型的提升装置

关于污泥的处理和处置，我们在后面会专门有一章来进行细致的介绍

在这我们就不多讲了

好，这一节内容就到这