活性污泥法污泥产量计算

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／1000FwNw=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。

污泥负荷法的另一个问题是单位容易混淆，譬如我国设计规范中Fw的单位是kgBOD/ (kgMLSS·d)，但设计手册中则是kgBOD/(kgMLVSS·d)，这两种单位相差很大。MLSS是包括无机悬浮物在内的污泥浓度，MLVSS则只是有机悬浮固体的浓度，对于生活污水，一般MLVSS=0.7MLSS，如果单位用错，算出的曝气池容积将差30%。这种混淆并非不可能，例如我国设计手册中推荐的普通曝气的Fw为0.2～0.4kgBOD/(kgMLVSS·d)［2］，其数值和设计规范完全一样，但单位却不同了。设计中经常遇到不知究竟用哪个单位好的问题，特别是设计经验不足时更是无所适从，加上近年来污水脱氮提上了日程，当污水要求硝化、反硝化时，Fw、Fr取多少合适呢?

污泥负荷法最根本的问题是没有考虑到污水水质的差异。对于生活污水来说，SS和B OD浓度大致有数，MLSS与MLVSS的比值也大致差不多，但结合各地的实际情况来看，城市污水一般包含50%甚至更多的工业废水，因而污水水质差别很大，有的SS、BOD值高达300～400 mg/L，有的则低到不足100 mg/L，有的污水SS/BOD值高达2以上，有的SS值比BOD值还低。污泥负荷是以MLSS为基础的，其中有多大比例的有机物反映不出来，对于相同规模、相同工艺、相同进水BOD浓度的两个厂，按污泥负荷法计算曝气池容积是相同的，但当SS/BOD值差异很大时，MLVSS也相差很大，实际的生物环境就大不相同，处理效果也就明显不同了。

综上所述，污泥负荷法有待改进。因此，国际水质污染与控制协会(IAWQ)组织各国专家，于1986年首次推出活性污泥一号模型(简称ASM1)［3］，1995年又推出了活性污泥二号模型(简称ASM2)［4、5］。

2数学模型法

数学模型法在理论上是比较完美的，但在具体应用上则存在不少问题，这主要是由于污水和污水处理的复杂性和多样性，即使是简化了的数学模式，应用起来也相当困难，从而阻碍了它的推广和应用。到目前为止，数学模型法在国外尚未成为普遍采用的设计方法，而在我国还没有实际应用于工程，仍停留在研究阶段。

数学模型法的主要问题是模型中有很多系数和常数，ASM1中有13个，ASM2中有1 9个，它们都需要设计人员根据实际污水水质和处理工艺的要求确定具体数值，其中多数要经过大量监测分析后才能得出，而且不同的污水有不同的数值。由于污水水质多变，确定这些参数很困难，如果这些参数有误，就直接影响到计算结果的精确性和可靠性。国外已经提出了这些参数的数值，但我国的污水成分与国外有很大差别，特别是污水中的有机物成分差别很大，盲目套用国外的参数值肯定是不行的。因此，要将数学模型法应用于我国的污水处理设计，必须组织力量监测分析各种污水水质，确定有关参数，才有可能把数学模型实用化。然而，从我国目前情况看，数据分析和积累恰恰是最大的薄弱环节之一，我国已运转的城市污水处理厂有上百座，至今连一些最基本的数据都难以确定，更不用说数学模型法所需的各种数据了，显然，要在我国应用数学模型法还需做大量的工作，还需要相当长的时间。

3泥龄法

3.1泥龄法的计算式

设计规范中提出了按泥龄计算曝气池容积的计算公式［1］

V=［24QθcY(Lj-Lch)／1 000Nwv(1+Kdθc)(2)

设计规范对式中几个关键参数提出了推荐值

Y=0.4～0.8(20℃，有初沉池)

Kd=0.04～0.075(20℃)

当水温变化时，按下式修正：

Kdt=Kd20(θt)t-20(3)

式中θt——温度系数，θt=1.02～1.06

θc——高负荷取0.2～2.5，中负荷取5～15，低负荷取20～30

可以看出，它们的取值范围都很宽，Y值的变化幅度达100%，Kd值的变化幅度达87. 5%，θc值的变化幅度从50%到几倍，实际计算时很难取值，这也是泥龄法在我国难以推广的原因之一。

为了使泥龄计算法实用化，笔者根据自己的设计体会，建议采用德国目前使用的ATV 标准中的计算公式，并对式中的关键参数取值结合我国具体情况适当修改。实践证明，按该公式计算概念清晰，特别便于操作，计算结果都能满足我国规范的要求，不失为一种简单、可信而又十分有效的设计计算方法。其基本计算公式为

V=24QθcY(Lj-Lch)／1000Nw(4)

式中Y——污泥产率系数(kgSS/kgBOD)

Q、Lj、Lch值是设计初始条件，是反映原水水量、水质和处理要求的，在设计计算前已经确定。

泥龄θc是指污泥在曝气池中的平均停留时间，其数值为

θc=VNw／W(5)

式中W——剩余污泥量，kgSS/d

W=24QY(Lj-Lch)／1000(6)

根据以上计算式，采用泥龄法设计计算活性污泥工艺时，只需确定泥龄θc、剩余污泥量W(或污泥产率系数Y)和曝气池混合液悬浮固体平均浓度Nw(MLSS)即可求出曝气池容积V。与污泥负荷法相比，它用泥龄θc取代Fw或Fr作为设计计算的最基本参数，与数学模型法相比，它只需测定一个污泥产率系数Y，而不需测定13或19个参数数据。

3.2泥龄的确定

泥龄是根据理论同时又参照经验的累积确定的，按照处理要求和处理厂规模的不同而采用不同的泥龄，德国ATV标准中单级活性污泥工艺污水处理厂的最小泥龄数值见表1。

表1德国标准中活性污泥工艺的最小泥龄

d 处理目标处理厂规模≤5 000 m3/d≥25 000 m3/d无硝化54有硝化(设计温度：10 ℃)108有硝化、反硝化(10 ℃)VD/V=0.2

VD/V=0.3

VD/V=0.4

VD/V=0.512

13

15

1810

11

13

16有硝化、反硝化、污泥稳定25不推荐注VD/V为反硝化池容与总池容之比。

表中对规模小的污水厂取大值，是考虑到小厂的进水水质变化幅度大，运行工况变化幅度大，因而选用较大的安全系数。

泥龄反映了微生物在曝气池中的平均停留时间，泥龄的长短与污水处理效果有两方面的关系：一方面是泥龄越长，微生物在曝气池中停留时间越长，微生物降解有机污染物的时间越长，对有机污染物降解越彻底，处理效果越好；另一方面是泥龄长短对微生物种群有选择性，因为不同种群的微生物有不同的世代周期，如果泥龄小于某种微生物的世代周期，这种微生物还来不及繁殖就排出池外，不可能在池中生存，为了培养繁殖所需要的某种微生物，

选定的泥龄必须大于该种微生物的世代周期。最明显的例子是硝化菌，它是产生硝化作用的微生物，它的世代周期较长，并要求好氧环境，所以在污水进行硝化时须有较长的好氧泥龄。当污水反硝化时，是反硝化菌在工作，反硝化菌需要缺氧环境，为了进行反硝化，就必须有缺氧段(区段或时段)，随着反硝化氮量的增大，需要的反硝化菌越多，也就是缺氧段和缺氧泥龄要加长。上述关系的量化已体现在表1中。

无硝化污水处理厂的最小泥龄选择4～5 d，是针对生活污水的水质并使处理出水达到BOD=30 mg/L和SS=30 mg/L确定的，这是多年实践经验的积累，就像污泥负荷的取值一样。

有硝化的污水处理厂，泥龄必须大于硝化菌的世代周期，设计通常采用一个安全系数，以确保硝化作用的进行，其计算式为

θc=F（1／μo）(7)

式中θc——满足硝化要求的设计泥龄，d

F——安全系数，取值范围2.0～3.0，通常取2.3

1/μo——硝化菌世代周期，d

μo——硝化菌比生长速率，d-1

μo=0.47×1.103(T-15)(8)

式中T——设计污水温度，北方地区通常取10 ℃，南方地区可取11～12 ℃

代入式(8)得：

μo=0.47×1.103(10-15)=0.288/d

再代入式(7)得：

θc=2.3×1／0.288=7.99 d

计算所得数值与表1中的数值相符。

表1是德国标准，但它的理论依据和经验积累具有普遍意义，并不随水质变化而改变，因此笔者认为可以在我国设计中应用。

在污泥负荷法中，污泥负荷是最基本的设计参数，泥龄是导出参数。而在泥龄法中，泥龄是最基本的设计参数，污泥负荷是导出参数，两者呈近似反比关系：

θcFw=Lj／Y(Lj-Lch)(9)

式中污泥产率系数Y是泥龄θc的函数。

3.3污泥产率系数的确定

采用泥龄法进行活性污泥工艺设计计算时，准确确定污泥产率系数Y是十分重要的，从式(4)中看出，曝气池容积与Y值成正比，Y值直接影响曝气池容积的大小。

式(6)给出了Y值和剩余污泥量W的关系，剩余污泥量是每天从生物处理系统中排出的污泥量，它包括两部分：一部分随出水排除，一部分排至污泥处理系统，其计算式为：W=24QNch／1000+QsNs(10)

式中Nch——出水悬浮固体浓度，mg/L

Qs——排至污泥处理系统的剩余污泥量，m3/d

Ns——排至污泥处理系统的剩余污泥浓度，kg/m3

剩余污泥量最好是实测求得。从式(10)可以看出，对于正常运行的污水处理厂，Q、Nc h、Qs及Ns值都不难测定，这样就能求出W和Y值。问题在于设计时还没有污水处理厂，只有参照其他类似污水处理厂的数值。由于污水水质不同，处理程度及环境条件不同，各地得出的Y值不可能一样，特别是很多城市污水处理厂由于资金短缺等原因，运行往往不正常，剩余污泥量W的数值也测不准确，这势必影响设计的精确性和可靠性。

从理论上分析，污泥产率系数与原水水质、处理程度和污水温度等因素有关。首先，污泥产率系数本来的含义是一定量BOD降解后产生的SS。由于是有机物降解产物，这里的S S应该是VSS，即挥发性悬浮固体，但污水中还有相当数量的无机悬浮固体和难降解有机悬浮固体，它们并未被微生物降解，而是原封不动地沉积到污泥中，结果产生的SS将大于真正由BOD降解产生的VSS，因此在确定污泥产率系数时，必须考虑原水中

无机悬浮固体和难降解有机悬浮固体的含量。其次，随着处理程度的提高，污泥泥龄的增长，有机物降解越彻底，微生物的衰减也越多，这导致剩余污泥量的减少。至于水温，是影响生化过程的重要因素，水温增高，生化过程加快，将使剩余污泥量减少。对于各种因素的影响，可根据理论分析通过实验建立数学方程式，其计算结果如经受住实践的检验，就可用于实际工程。德国已经提出了这样的方程式，按这个方程式计算出的Y值已正式写进ATV标准中。

Y=0.6(Nj／Lj+1)-0.072×0.6θc×FT／1+0.08θc×FT(11)

F=1.072(T-15)(12)

式中Nj ——进水悬浮固体浓度，mg/L

FT——温度修正系数

T——设计水温，与前面的计算取相同数值

可以看出，Nj/Lj值反映了污水中无机悬浮固体和难降解悬浮固体所占比重的大小，如果它们占的比重增大，剩余污泥量自然要增加，Y值也就增大了。θc值影响污泥的衰减，θc值增长，污泥衰减得多，Y值相应减少。温度的影响体现在FT值上，水温增高，FT值增大，Y值减小，也就是剩余污泥量减少。

这个方程式对我国具有参考价值。由于我国的生活习惯与西方国家差异很大，污水中有机物比重低，有机物中脂肪比例低，碳水化合物比例高，因而产泥量也不会完全相同。根据国内已公布的数据和笔者的经验，我国活性污泥工艺污水处理厂的剩余污泥产量比西方国家要少，因此，式(11)中须乘上一个修正系数K

Y=K×0.6(NjLj+1)-［（0.072×0.6θc×FT）／（1+0.08θc×FT）(13)

一般取K＝0.8～0.9。

在目前缺乏我国自己的Y值计算式的情况下，笔者认为采用式(13)计算Y值是可行的。

3.4MLSS的确定

不管采用哪种设计计算方法，都需要合理确定MLSS。在其他条件不变的情况下，ML SS增大一倍，曝气池容就减小一倍；MLSS减小一倍，曝气池容就增大一倍。它直接影响基建投资，因此需要慎重确定。

在设计规范和手册中，对MLSS值推荐了一个选用范围，如普通曝气是1.5～2.5 kg/m3，延时曝气是2.5～5.0 kg/m3，变化幅度都比较大，设计时不好操作。为了选定合适的MLSS 值，有必要弄清影响它的因素。

MLSS不能选得过低，主要有三个原因：

①MLSS过低，曝气池容积V就要相应增大，在经济上不利。

②MLSS过低，曝气池中容易产生泡沫，为了防止泡沫，一般需保持2 kg/m3以上的污泥浓度。

③当污泥浓度很低时，所需氧量较少，如MLSS过低，池容增大，单位池容的供气量就很小，有可能满足不了池内混合的要求，势必额外增加搅拌设备。MLSS也不能选得过高，主要是因为：

①要提高MLSS，必须相应增加污泥回流比，降低二沉池表面负荷，加长二沉池停留时间，这就要求增大二沉池体积和回流污泥能耗。把曝气池、二沉池和回流污泥泵房作为一个整体来考虑，为使造价和运行费用总价最低，污泥回流比通常限制在150%以内。对于一般城市污水，二沉池的回流污泥浓度通常为4～8 kg/m3，若按最高值约8 kg/m3计，回流比为150%时的曝气池内MLSS为4.8kg/m3，实际设计中MLSS最高一般不超过4.5kg/m3。

②污水的性质和曝气池运行工况对MLSS有巨大影响，如果污水中的成分或曝气池的工况有利于污泥膨胀，污泥指数SVI值居高不下(如SVI＞180 mL/g)，回流污泥浓度就会大大降低，MLSS就必须选择低值。

根据以上分析，在选定MLSS时要照顾到各个方面：

①泥龄长、污泥负荷低，选较高值；泥龄短、污泥负荷高，选较低值；同步污泥好氧稳定时，选高值。

②有初沉池时选较低值，无初沉池时选较高值。

③SVI值低时选较高值，高时选较低值。

④污水浓度高时选较高值，低时选较低值。

⑤合建反应池(如SBR)不存在污泥回流问题，选较高值或高值。

⑥核算搅拌功率是否满足要求，如不满足时要进行适当调整。

德国ATV标准对MLSS值规定了选用范围，有硝化和无硝化时其MLSS值是一样的，这不完全符合我国具体情况。我国城市污水污染物浓度通常较低，在无硝化(泥龄短)时如果MLSS值过高，有可能停留时间过短，不利于生化处理，故将无硝化时的MLSS值降低0.5 kg/m3，推荐的MLSS值列于表2。

表2推荐曝气池MLSS取值范围

kg/m3 处理目标MLSS有初沉池无初沉池无硝化2.0～3.03.0～4.0有硝化(和反硝化)2.5～3.53.5～4.

5污泥稳定 4.5

3.5泥龄法的优缺点

①泥龄法是经验和理论相结合的设计计算方法，泥龄θc和污泥产率系数Y值的确定都有充分的理论依据，又有经验的积累，因而更加准确可靠。

②泥龄法很直观，根据泥龄大小对所选工艺能否实现硝化、反硝化和污泥稳定一目了然。

③泥龄法的计算中只使用MLSS值，不使用MLVSS值，污泥中无机物所占比重的不同在参数Y值中体现，因而不会引起两者的混淆。

④泥龄法中最基本的参数——泥龄θc和污泥产率系数Y都有变化幅度很小的推荐值和计算值，操作起来比选定污泥负荷值更方便容易。

⑤泥龄法不像数学模型法那样需要确定很多参数，使操作大大简化。

⑥计算污泥产率系数Y值的方程式是根据德国的污水水质和实验得出的，结合我国情况在应用时需乘以一个修正系数。

4结论

①活性污泥工艺的设计计算方法有必要从污泥负荷法逐步向泥龄法过渡，最终过渡到数学模型法。在数学模型法实用化之前，泥龄法将发挥重要作用。

②按泥龄法计算用式(4)，该式与设计规范中的计算式相比，Nw与Nwv的转换和污泥衰减的影响在Y值的计算中考虑，这样理论意义更加清晰，使用起来更加方便。

③德国ATV标准中推荐的泥龄选用数据(见表1)是根据有机物降解和微生物生长规律结合实

际经验产生的，不涉及污水的具体水质变化，在我国有实用价值。

④污泥产率系数Y值的计算式(11)有充分的理论依据，但它是用德国污水实验得出的，为了适用于我国，须乘以修正系数，修正后的计算式(13)可用于实际设计计算。

⑤MLSS的取值在设计规范中有规定，但范围较大，不太好操作，建议参照表2中的数据选用，相互对比检验。

⑥建议对我国有一定代表性的城市污水进行实验研究，推出自己的Y值计算方程式，使泥龄法的实用基础更加扎实可靠。

参考文献：

［1］GBJ 14—87，室外排水设计规范［S］.

［2］给排水设计手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1986.

［3］陈立.EFOR程序的仿真模拟功能应用研究［J］.中国给水排水，1998，14(5)：15-18.

［4］汪慧贞，吴俊奇.活性污泥数学模型的发展和使用［J］.中国给水排水，1999，15(5)：20-21.

［5］杨青，甘树应，陈季华，等.活性污泥3号模型(ASM3)简介［J］.

第十三章活性污泥法

第十三章活性污泥法 填空题： 1、活性污泥法有多种处理系统，如法、法、法、法、法。 （举出五种即可） 2、活性污泥法对营养物质的需求如下，：N ：P ＝。 3、对硝化反应的环境影响因素主要有、、、和有毒物质。 4、活性污泥微生物增殖分为以下四个阶段（期）、、、。 5、活性污泥系统中，和的出现，其数量和种类在一定程度上还能预示和指示出水水质，因此也常称其为“ 指示性微生物” 6、活性污泥法处理系统运行中的异常情况：、、（写出三种即可）。 7、对生物脱氮反应的反硝化过程的环境影响因素主要有以下6个、、、 、、。 8、活性污泥由四部分物质组成：1. 2. 3. 4.。 名词解释： 1、污泥沉降比 2、MLVSS 3、氧转移效率 (E A) 4、BOD 污泥负荷率（标明公式，单位） 5、污泥容积指数（标明单位及计算公式） 6、MLSS 7、活性污泥的比耗氧速率（标明单位） 8、泥龄（标明单位） 9、污泥回流比 10、BOD—容积负荷率（标明单位） 11、污泥解体 12、污泥膨胀 13、污泥上浮 14、氧垂曲线同步驯化法 问答题：> 1、什么是活性污泥法？活性污泥法正常运行必须具备哪些条件？ 2、试指出污泥沉降比、污泥浓度、污泥容积指数在活性污泥法运行中的重要意义。 3、试讨论影响活性污泥法运行的主要环境因素。 4、衡量曝气设备效能的指标有哪些？什么叫充氧能力？什么叫氧转移效率？ 5、列出8种活性污泥工艺及其主要优点和缺点，每种系统应在什么时候使用？ 6、为什么多点进水活性污泥法的处理能力比普通活性污泥法高？ 7、说明吸附再生法的工艺特定和适用条件？ 8、什么叫污泥膨胀？什么情况下容易发生污泥膨胀？ 9、如果从活性污泥曝气池中取混合液500ml盛于500ml的量筒内，半小时后的沉淀污泥量为150ml，试计算活性污泥的沉降比。如果曝气池的污泥浓度为3000mg/L，求污泥指数。根据计算结果，你认为曝气池的运行是否正常？

自来水厂污泥产生量计算

自来水厂排泥水处理污泥量的确定方法 实施自来水厂排泥水处理，首先需要确定自来水厂的污泥量，就此将污泥量分为排泥水量和干污泥量。排泥水量可根据沉淀池排泥运行方式和滤池反冲洗运行方式来确定。对于干污泥量的确定介绍了计算法和物料平衡分析法，物料平衡分析法可作为计算法的补充，对计算法 的结果进行校核。 实施排泥水处理，首先必须确定合理的污泥量，因为污泥量的确定直接影响整个排泥水处理工程的设计规模，从而影响到设备配置和投资规模。自来水厂的污泥量受多种因素影响，包括原水水质、水处理药剂投加量、采用的净水工艺和排泥的方式等。污泥量确定包括两方面内容：一是排泥水总量，它决定浓缩池规模；二是总干泥量，确定污泥脱水设备的规模。污泥量确定一般需要较长时间数据的统计结果，因此即使目前没有建设排泥水处理工程计划的自来水厂，着手进行有关水厂污泥产量资料的收集工作仍然是明智之举。 1排泥水总量确定 排泥水总量可分为沉淀池(或澄清池，下同)排泥水量和滤池反冲洗废水量两部分。 通常可以认为自来水厂一泵房取水量和二泵房出水量之间的差值即为自来水厂排泥水的总量。但它不能分别确定出沉淀池排泥水量和滤池反冲洗废水量，且这一估算方法不够准 确。 已投产的自来水厂，根据水厂的有关运行参数可以较准确地计算出沉淀池排泥水量和滤池反冲洗废水量。水厂沉淀池采用人工定时排泥，只需根据每天排泥次数、每次排泥历时和排泥流量以及沉淀池格数，就可以计算出沉淀池的排泥水量。同样道理，也可以根据滤池每天冲洗次数、每次冲洗历时、冲洗强度及单格滤池面积和格数，计算出滤池反冲洗废水量。如果沉淀池排泥和滤池反冲洗实现了自动化运行，则需要对水厂沉淀池排泥和滤池反冲洗进行现场观测，了解沉淀池排泥和滤池反冲洗流量、每次历时和统计每天排泥或冲洗的次数， 然后进行计算。 尚未建成或仍处在设计阶段的自来水厂，沉淀池排泥水量和滤池反冲洗废水量可根据沉淀池排泥和滤池反冲洗的设计参数进行估算，也可以参照已建成投产的、条件相近的自来水 厂实际运行资料进行估算。 排泥水总量的确定，最好能绘制出排泥水量在一天内的变化曲线。由于水厂沉淀池排泥和滤池反冲洗都是在较短的时间内完成，瞬间流量很大，绘出变化曲线，对确定排泥水截留 池和浓缩池设计规模有很大帮助。 2干污泥产量确定 2.1计算法 根据投加混凝剂在混凝过程中的化学反应、原水中悬浮固体对污泥量的贡献及其它污泥成份的来源，可以近似地计算出干污泥的产量。当硫酸铝用作混凝剂时，化学反应可简化为：

活性污泥法污水处理

水污染控制工程课程设计城镇污水处理厂设计 指导教师刘军坛 学号 130909221 姓名秦琪宁

目录 摘要 (3) 第一章引言 (4) 1.1设计依据的数据参数 (4) 1.2设计原则 (5) 1.3设计依据 (5) 第二章污水处理工艺流程的比较及选择 (6) 2.1 选择活性污泥法的原因 (6) 第三章工艺流程的设计计算 (7) 3.1设计流量的计算 (7) 3.2格栅 (9) 3.3提升泵房 (9) 3.4沉砂池 (10) 3.5初次沉淀池和二次沉淀池 (11) 3.6曝气池 (15) 第四章平面布置和高程计算 (25) 4.1污水处理厂的平面布置 (25) 4.2污水处理厂的高程布置 (26) 第五章成本估算 (27) 5.1建设投资 (27) 5.2直接投资费用 (28) 5.3运行成本核算 (29) 结论 (29) 参考文献： (30) 致谢 (30)

摘要 本设计采用传统活性污泥法处理城市生活污水，设计规模是200000m3/d。该生活污水氨氮磷含量均符合出水水质，不需脱氮除磷，只考虑除掉污水中的SS、BOD、COD。传统活性污泥法是经验最多，历史最悠久的一种生活污水处理方法。污泥处理工艺为污泥浓缩脱水工艺。污水处理流程为：污水从泵房到沉砂池，经过初沉池，曝气池，二沉池，接触消毒池最后出水；污泥的流程为：从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入贮泥池，经过浓缩的污泥再送至带式压滤机，进一步脱水后，运至垃圾填埋场。本设计的优势是：设计流程简单明了，无脱氮除磷的设计，节省了成本，该方法是早期开始使用的一种比较成熟的运行方式，处理效果好，运行稳定，BOD 去除率可达90%以上，适用于对处理效果和稳定程度要求较高的污水，城市污水多采用这种运行方式。 关键词：城市污水传统活性污泥法污泥浓缩

污泥量计算

污泥量计算 （1）污泥量计算 1初次沉淀污泥量和二次沉淀污泥量的计算公式： V=100C0ηQ/1000（100-p）ρ 式中：V——初次沉淀污泥量，m3/d； Q——污水流量，m3/d； η——去除率，%；（二次沉淀池η以80%计） C0——进水悬浮物浓度，mg/L； P——污泥含水率，%； ρ——沉淀污泥密度，以1000kg/m3计。 2剩余活性污泥量的计算公式： Qs=ΔX/fXr式中：Qs——每日从系统中排除的剩余污泥量，m3/d； ΔX——挥发性剩余污泥量（干重），kg/d； f=MLVSS/MLSS，生活污水约为0.75，城市污水也可同此； Xr——回流污泥浓度，g/L。 3消化污泥量的计算公式：见公式（8-3）。 （2）污水处理厂干固体物质平衡： 污水处理厂内部存在着固体物质的平衡问题，通过固体物质的平衡计算，有助于污泥处理系统的设计与管理。污水处理厂固体物质平衡的典型计算，可根据图8-1进行。设原污水悬浮物X0为100，初次沉淀池悬浮物去除率以50%计，二次沉淀池去除率以80%计，悬浮物总去除率总去除率为90%。各处理构筑物固体回收率为：浓缩池为r1=90%；消化池为r2=80%；悬浮物减量为rg=30%；机械脱水为r3=95%（预处理所加混凝剂的固体量略去不计）。因此其平衡式为： 进入污泥浓缩池的悬浮物量：X1=ΔX+XR （8-10） XR=Xˊ2+ Xˊ3+ Xˊ4 （8-11） 式中：X1——进入浓缩池的固体物量； ΔX——初次沉淀池排泥的悬浮物量加二次沉淀池剩余污泥中的悬浮物量； XR——等于浓缩池上清液含有的悬浮物量Xˊ2，消化池上清液悬浮物量Xˊ3，机械脱水上清液悬浮物量Xˊ4的总和。 进入消化池的悬浮物量：X2= X1 r1 （8-12） 浓缩池上清液悬浮物量：Xˊ2= X1（1- r1）（8-13） 消化池悬浮物减量：G= X2rg= X1 r1rg （8-14） 进入机械脱水设备的悬浮物量：X3=（X2-G）r2 （8-15） 消化池上清液悬浮物量：Xˊ3=（X2-G）（1- r2）（8-16） 脱水泥饼固体物量：X4= X3 r3 机械脱水上清液含有的悬浮物量：Xˊ4= X3（1- r3）（8-17） 回流至沉砂池前的上清液中所含悬浮物总量： XR=Xˊ2+ Xˊ3+ Xˊ4 = X1（1- r1rg-r1r2r3+r1r2r3rg） （X1- XR）/ X1= r1rg+r1r2r3-r1r2r3rg=ΔX/ X1 X1=ΔX/ r1[rg+r2r3（1-rg）] （8-18）

活性污泥系统的工艺计算与设计

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。

活性污泥法污泥产量计算

活性污泥工艺的设计计算方法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／1000FwNw=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。

污泥负荷法的另一个问题是单位容易混淆，譬如我国设计规范中Fw的单位是kgBOD/ (kgMLSS·d)，但设计手册中则是kgBOD/(kgMLVSS·d)，这两种单位相差很大。MLSS是包括无机悬浮物在内的污泥浓度，MLVSS则只是有机悬浮固体的浓度，对于生活污水，一般MLVSS=0.7MLSS，如果单位用错，算出的曝气池容积将差30%。这种混淆并非不可能，例如我国设计手册中推荐的普通曝气的Fw为0.2～0.4kgBOD/(kgMLVSS·d)［2］，其数值和设计规范完全一样，但单位却不同了。设计中经常遇到不知究竟用哪个单位好的问题，特别是设计经验不足时更是无所适从，加上近年来污水脱氮提上了日程，当污水要求硝化、反硝化时，Fw、Fr取多少合适呢? 污泥负荷法最根本的问题是没有考虑到污水水质的差异。对于生活污水来说，SS和B OD浓度大致有数，MLSS与MLVSS的比值也大致差不多，但结合各地的实际情况来看，城市污水一般包含50%甚至更多的工业废水，因而污水水质差别很大，有的SS、BOD值高达300～400 mg/L，有的则低到不足100 mg/L，有的污水SS/BOD值高达2以上，有的SS值比BOD值还低。污泥负荷是以MLSS为基础的，其中有多大比例的有机物反映不出来，对于相同规模、相同工艺、相同进水BOD浓度的两个厂，按污泥负荷法计算曝气池容积是相同的，但当SS/BOD值差异很大时，MLVSS也相差很大，实际的生物环境就大不相同，处理效果也就明显不同了。 综上所述，污泥负荷法有待改进。因此，国际水质污染与控制协会(IAWQ)组织各国专家，于1986年首次推出活性污泥一号模型(简称ASM1)［3］，1995年又推出了活性污泥二号模型(简称ASM2)［4、5］。 2数学模型法 数学模型法在理论上是比较完美的，但在具体应用上则存在不少问题，这主要是由于污水和污水处理的复杂性和多样性，即使是简化了的数学模式，应用起来也相当困难，从而阻碍了它的推广和应用。到目前为止，数学模型法在国外尚未成为普遍采用的设计方法，而在我国还没有实际应用于工程，仍停留在研究阶段。

污泥产生量计算

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%~%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。 通常含水率在85%以上时，污泥呈流态；65%~85%时呈塑态；低于60%时则呈固态。 2污泥体积、重量及所含固体物浓度之间的关系： V1/V2=W1/W2=（100-p2）/（100-p1）=C2/C1（8-1） 式中：p1、V1、W1、C1——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度； p2、V2、W2、C2——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度； 说明：式（8-1）适用于含水率大于65%的污泥。因含水率低于65%以后，体积内出现很多气泡，体积与重量不在符合式（8-1）的关系。 例题8-1：污泥含水率从%降低至95%时，求污泥体积。 解：由式（8-1） V2= V1（100-p1）/（100-p2）= V1（）/（100-95）=（1/2）V1 可见污泥含水率从%降低至95%时，污泥体积减少一半。

活性污泥法运算指标

2、活性污泥法运算指标 活性污泥法处理污水的关键是要有充足的供氧（曝气）及性能良好的活性污泥，活性污泥的性能应具有良好的聚凝结构和分解有机物能力，以及在（）时与水迅速分离，活性污泥性能可用下面几项指标来表示： （1）污泥沉降比（SV ） 污泥沉降比是指一定量的曝气池混合液，静置沉淀30min 后，沉淀物与原混合物与原混合液的体积比（以百分数表示）即 污泥沉淀比（％）=混合液体积 静置沉淀后污泥体积混合液经min 30 由于，污泥经沉淀30min 后，沉淀污泥可接近最大密度，因此以30min 为依据，沉淀比的大小与污泥凝聚与沉降性有关。若凝聚性差时，上清液混浊，污泥难以下沉。在通常情况下曝气池混合液宜保持沉淀比在20％--50％范围内。（一般表曝SV 高，射流曝气SV 低些）。 （2）污泥浓度（MLSS ） 污泥浓度是为IL 曝气池混合液所含悬浮固体（MLSS ）的重量，单位为g/L 或mg/L 。MLSS 值得大小，间接地反映出曝气池混合液中所含微生物的重量。保证适宜MLSS 的对处理效率有十分重要的影响。通常MLSS 控制在2-4g/L 为宜。 （3）污泥容积指数（SVI ） 是指曝气池混合液经30min 静置沉淀后，1g 干污泥所占沉淀污泥容积毫升数，其单位为mg/L ，其计算公式 g 1000污泥浓度（污泥沉降比（）?=SVI SVI 值能反映活性污泥凝聚性和沉降性。若 SVI 值过高，证明污泥颗粒松散，不是沉淀，将发生污泥膨胀或已经发生了污泥膨胀。如 SVI 值过低，证明污泥颗粒紧密、细小和吸附性也差。在正常情况下， SVI 值一般在50-100之间为宜。 SVI<100 沉淀性能好 SVI=100 沉淀性能一般 SVI>100 沉淀性能差 由于工业污水中成分各异，SVI 正常值也略有不同，若污水溶解性有机物含量大时，正常的SVI 值可能偏高。若污水中无机物含量大时，正常的SVI 值可能偏低。 3、活性污泥中的微生物及其变化规律 活性污泥是由细菌、真菌、原生动物和后生动物等不同种属的微生物组成的。在净化废水时，它们与废水中的有机营养物形成了极为复杂的食物链。最初担当净化任务的是异养型细菌和腐蚀性真菌。如在高糖、低pH 值、低磷以及某些特殊的有机物多时，会促使真菌的生长繁殖。大部分细菌形成菌胶团。原生动物吞食活的细菌，是细菌的一次捕食者。活性污泥中最常见的原生动物有鞭毛虫类、肉足虫类、纤毛虫类和吸管虫类。但这些原生动物并非同时出现，而是随条件及水质的变化而变化。一般在曝气的初期，肉足虫和鞭毛虫占优势；接着是自由游动性的纤毛虫（如豆形虫草履虫）占优势；随着活性污泥的逐渐成熟，固着型的纤毛虫（如纤维虫、盖纤虫、等枝虫、钟虫等）又相继占优势，特别是钟虫出现且数量较多时，则说明污泥成熟，所以原生动物的演替变化，可以用来评估活性污泥的质量及废水处理的情况。后生动物是细菌的二次捕食者。活性污泥中的后生动物像轮虫、线虫等，只能在氧气很充足的条件下才出现，所以后生动物的出现是水质处理相当好的标志。

活性污泥法曝气量有关计算(仅供参考)

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。

污泥相关系数的核定及其计算公式

(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。 通常含水率在85%以上时，污泥呈流态；65%~85%时呈塑态；低于60%时则呈固态。 2污泥体积、重量及所含固体物浓度之间的关系： V1/V2=W1/W2=（100-p2）/（100-p1）=C2/C1（8-1） 式中：p1、V1、W1、C1——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度； p2、V2、W2、C2——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度； 说明：式（8-1）适用于含水率大于65%的污泥。因含水率低于65%以后，体积内出现很多气泡，体积与重量不在符合式（8-1）的关系。 例题8-1：污泥含水率从97.5%降低至95%时，求污泥体积。 解：由式（8-1） V2= V1（100-p1）/（100-p2）= V1（100-97.5）/（100-95）=（1/2）V1可见污泥含水率从97.5%降低至95%时，污泥体积减少一半。 （2）挥发性固体（或称灼烧减重）和灰分（或称灼烧残渣）：挥发性固体近似地等于有机物含量；灰分表示无机物含量。 （3）可消化程度：表示污泥中可被消化降解的有机物数量。 消化对象：污泥中的有机物。一部分是可被消化降解的（或称可被气化，无机化）；另一部分是不易或不能被消化降解的，如脂肪、合成有机物等。 消化程度的计算公式：R d=[1-（p V2p S1）/（p V1p S2）]×100 （8-2） 式中：R d——可消化程度，%； p S1、p S2——分别表示生污泥及消化污泥的无机物含量，%； p V1、p V1——分别表示生污泥及消化污泥的有机物含量，%。 消化污泥量的计算公式：V d= V1（100-p1）/（100-p d）[（1- p V1/100）+ p V1/100（1- R d/100）] （8-3） 式中：V d——消化污泥量，m3/d； p d——消化污泥含水率，%，取周平均值； V1——生污泥量，m3/d； p1——生污泥含水率，%，取周平均值； p V1——生污泥有机物含量，%； R d——可消化程度，%，取周平均值； （4）湿污泥比重与干污泥比重： 湿污泥重量等于污泥所含水分重量与干固体重量之和。湿污泥比重等于湿污泥重量与同体积的水重量之比值。干固体物质包括有机物（即挥发性固体）和无机物（即灰分）。确定湿污泥比重和干污泥比重，对于浓缩池的设计、污泥运输及后续处理，都有实用价值。 经综合简化后，湿污泥比重（γ）和干污泥比重（γs）的计算公式分别为： γ=（100γs）/[γs p+（100-p）] （8-4）

计算剩余污泥量的四种公式

计算剩余污泥量的四种公 式 Prepared on 22 November 2020

计算剩余污泥量的四种公式 一、不考虑悬浮物的公式《水处理工程师手册》P329。 1、活性污泥泥龄和剩余污泥量准确地应按下式计算： （2）、活性污泥泥龄（SRT ）： 活性污泥系统内的总活性污泥量/每天从系统内排除的活性污泥量 SRT =（Ma+Mc+MR ）/（Mw+Me ） Ma ——为曝气池内的活性污泥量； Mc ——为二沉池内污泥量； MR ——为回流系统的污泥量； Mw ——为每天排放的剩余污泥量(kgss/d); Me ——为二沉池出水每天带走的污泥量。 上式为最准确的计算公式，在实际运行管理中，常根据不同的情况，采用不同的近似计算公式。 当不考虑回流系统和二沉池时，上述公式可简化为： SRT =Ma/Mw 2、 （2）、剩余污泥量（Mw ） Mw= Ma/SRT=SRT Xa V ? V-曝气池有效容积(m 3); Xa-曝气池悬浮固体浓度(mg/L); 2、行业标准：

中国工程建设标准化协会标准（CECS149：2003《城市污水生物脱氮除磷处理设计规范》 W=Si Xi ft bh c ft Yh bh Yh f Se Si Q ψθ+?+??-?-19.01000)(> 其中：W ——剩余污泥量（kg/d ） Q ——进水流量（m 3/d ） Si\Se ——反应池进、出水BOD 5浓度(mg/l)； f ——污泥产率修正系数，由试验确定；无试验条件时，取～. ft ——温度修正系数，取(t-15) ; t ——温度（℃）; k de ——反硝化速率，kgNO3-N/(kgMLSS ·d);通过试验确定，无试验条件，20℃时k de 值可 采用～ kgNO3-N/(kgMLSS ·d);并用4.0.4-3进行温度校正。即k de(t)=k de(20); ψ——反应池进水悬浮固体中不可水解/降解的悬浮固体比例，无测定条件时，取； b h ——异氧菌内源衰减系数（d -1）,取； Y h ——异氧菌产率系数(kgSS/kgBOD5),取； θd ——反应设计污泥龄值（d ）； Xi ——反应池进水中悬浮固体浓度（mg/L ）; 3、《污水处理新技术》 W=W 1-W 2+W 3 =aQLr-bVNw+(C 0-Ce)Q ×50% =aQ(Lj-Lch) -bVNw+( C 0-Ce)Q ×50% 曝气池的水力停留时间

活性污泥法污泥产量计算

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／1000FwNw=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。 污泥负荷法的另一个问题是单位容易混淆，譬如我国设计规范中Fw的单位是kgBOD/ (kgMLSS·d)，但设计手册中则是kgBOD/(kgMLVSS·d)，这两种单位相差很大。MLSS是包括无机悬浮物在内的污泥浓度，MLVSS则只是有机悬浮固体的浓度，对于生活污水，一般MLVSS=0.7MLSS，如果单位用错，算出的曝气池容积将差30%。这种混淆并非不可能，例如我国设计手册中推荐的普通曝气的Fw为0.2～0.4kgBOD/(kgMLVSS·d)［2］，其数值和设计规范完全一样，但单位却不同了。设计中经常遇到不知究竟用哪个单位好的问题，特别是设计经验不足时更是无所适从，加上近年来污水脱氮提上了日程，当污水要求硝化、反硝化时，Fw、Fr取多少合适呢? 污泥负荷法最根本的问题是没有考虑到污水水质的差异。对于生活污水来说，SS和B OD浓度大致有数，MLSS与MLVSS的比值也大致差不多，但结合各地的实际情况来看，城市污水一般包含50%甚至更多的工业废水，因而污水水质差别很大，有的SS、BOD值高达300～400 mg/L，有的则低到不足100 mg/L，有的污水SS/BOD值高达2以上，有的SS值比BOD值还低。污泥负荷是以MLSS为基础的，其中有多大比例的有机物反映不出来，对于相同规模、相同工艺、相同进水BOD浓度的两个厂，按污泥负荷法计算曝气池容积是相同的，但当SS/BOD值差异很大时，MLVSS也相差很大，实际的生物环境就大不相同，处理效果也就明显不同了。 综上所述，污泥负荷法有待改进。因此，国际水质污染与控制协会(IAWQ)组织各国专家，于1986年首次推出活性污泥一号模型(简称ASM1)［3］，1995年又推出了活性污泥二号模型(简称ASM2)［4、5］。 2数学模型法

污泥量计算公式

污水处理厂剩余污泥排放及用药计算 2009-12-10 18:11:24| 分类：工作日记| 标签：|举报|字号大中小订阅 城关污水处理厂剩余污泥排放及用药计算 设计每天产泥量2.9吨。（进水20000m3，BOD进水200mg/l，出水20mg/l。） PAM投配比3‰至5‰，取中间值4‰。 则PAM用量每天为2.9*4=11.6kg。 剩余污泥浓度7000mg/l。 则每天排放的剩余污泥体积为2.9*1000/7=414.28m3。 设计脱水机单台进泥量每小时40m3。 脱水机运行时间为414.28/40=10.357h，取11h。 则PAM溶液浓度为11.6/（1.2*11）=0.8787kg/m3。（设计说明书上推荐1kg/m3。） 实际运行情况 产泥系数按照0.85kgDS/kgBOD计算。 每天产生剩余污泥量：0.85*（41.48-5.36）*15106=463.78kg。（41.48、5.36为09年1月至8月进出水平均浓度，15106为平均进水量。） 目前厂内剩余污泥平均浓度3500mg/l左右。 排放的剩余污泥体积：463.78/3.5=132.5m3 脱水机单台进泥量不高于20m3每小时。 脱水机每天运行时间132.5/20=6.625，实际运行8小时。 PAM溶液浓度为0.75kg/m3。 用药量为0.75*8*1.2=7.2kg。 投配比为7.2/0.43678=15.524kg/m3，即15.5‰ 。 实际投配比是设计投配比的4倍左右。（分析其原因可能是：脱水机进泥量设计是实际的 2倍，污泥浓度设计是实际的2倍。） 若要控制投配比在4‰，则应该降低PAM溶液的浓度。 PAM投配比取4‰。 每天理论投加量为0.46378*4=1.86kg。

活性污泥工艺中剩余污泥量计算

关于活性污泥工艺中剩余污泥量计算的讨论 我国大部分城市(镇)污水处理厂采用的是传统活性污泥法或其变型工艺,其生物系统产生的剩余污泥量往往存在着设计值与实际值相差较为悬殊的现象,这在不设初沉池系统的活性污泥工艺,如Ａ/Ｏ法、Ａ2/Ｏ法、ＡＢ法、氧化沟、ＳＢＲ中更为普遍。究其根源,或是污泥产率系数的设计取值与实际运行有差距,或是没有考虑进水中不可降解及惰性悬浮固体对剩余污泥量的影响。本文就上述两个问题进行讨论。 1剩余污泥量计算方法 在活性污泥工艺中,为维持生物系统的稳定,每天需不断有剩余污泥排出。它们主要由两部分构成,一是由降解有机物ＢＯＤ所产生的污泥增殖,二是进水中不可降解及惰性悬浮固体的沉积。因此,剩余干污泥量可以用式(1)计算: ΔＸ=(Ｙ1+Ｋｄθｃ)Ｑ(ＢＯＤｉ-ＢＯＤｏ)+ｆＰＱ(ＳＳｉ-ＳＳｏ)(1) 式中ΔＸ———系统每日产生的剩余污泥量,ｋｇＭＬＳＳ/ｄ; Ｙ———污泥增殖率,即微生物每代谢1ｋｇＢＯＤ所合成的ＭＬＶＳＳｋｇ数; Ｋｄ———污泥自身氧化率,ｄ-1; θｃ———污泥龄(生物固体平均停留时间),ｄ; Ｙ1+Ｋｄθｃ———污泥净产率系数,又称表观产率(Ｙｏｂｓ); Ｑ———污水流量,ｍ3/ｄ; ＢＯＤｉ,ＢＯＤｏ———进、出水中有机物ＢＯＤ浓度,ｋｇＢＯＤ/ｍ3; ｆＰ———不可生物降解和惰性部分占ＳＳｉ的百分数; ＳＳｉ,ＳＳｏ———进、出水中悬浮固体ＳＳ浓度,ｋｇＳＳ/ｍ3。 德国排水技术协会(ＡＴＶ)制订的城市污水设计规范中给出了剩余污泥量的计算表达式[1]。此式与式(1)本质相同,只是更加细致,考虑了活性污泥代谢过程中的惰性残余物(约占污泥代谢量的10%左右)及温度修正。综合污泥产率系数ＹＢＯＤ(以ＢＯＤ计,包含不可降解及惰性ＳＳ沉积项)写作: ＹＢＯＤ=0 6×(1+ＳＳｉＢＯＤｉ)-(1-ｆｂ)×0 6×0 08×θｃ×ＦＴ1+0 08×θｃ×ＦＴ(2) ＦＴ=1 702(Ｔ-15)(3) 式中ｆｂ———微生物内源呼吸形成的不可降解部分,取值0 1; ＦＴ———温度修正系数。 比较(1),(2)两式,可知在ＡＴＶ标准中动力学参数Ｙ,Ｋｄ分别取值0．6和0．08ｄ-1,进水中不可降解及惰性悬浮固体(ｆＰ部分)占总进水ＳＳ的60%。由于剩余污泥中挥发性部分所占比例与曝气池中ＭＬＶＳＳ与ＭＬＳＳ的比值大体相当,因此剩余干污泥量也可以表示成下式: ΔＸ=ＹｏｂｓＱ(ＢＯＤｉ-ＢＯＤｏ)ｆ(4) 式中ｆ=ＭＬＶＳＳＭＬＳＳ;其他符号意义同前。 式(4)与式(1)是一致的,均需确定Ｙｏｂｓ。 2Ｙｏｂｓ的确定表观产率 Ｙｏｂｓ=Ｙ1+Ｋｄθｃ具有明确的物理含义,我国《室外排水设计规范》(ＧＢＪ14-87)第6 ．6．2条明确规定“在20℃,有机物以ＢＯＤ计时,污泥产率系数Ｙ其常数为0 ．4～0．8。如处理系统无初次沉淀池,Ｙ值必须通过试验确定。”同款还规定了Ｋｄ20℃的常数值0．04～0 ．075ｄ-1。从中可以看出,Ｙ值变化幅度达100%,Ｋｄ的变化幅度达87 5%。对于不设初沉池的活性污泥系统,常常将已有类似污水处理厂的运行经验,作为设计上的参考。表1是几种典型活性污泥工艺Ｙｏｂｓ(或Ｙ,Ｋｄ)取值情况。 对于运行中的污水处理厂,可通过长期运行工况参数,如θｃ,Ｆ(污泥负荷,ｋｇＢＯＤ/(ｋｇＭＬＶＳＳ·ｄ))求得Ｙｏｂｓ实际值,或回归出适用于该厂的Ｙ,Ｋｄ值。Ｙｏｂｓ用θｃ,Ｆ表示为:Ｙｏｂｓ=1θｃＦ(5)据实际运行参数并利用式(5)计算得出的北京市方庄污水处理厂(传统活性污泥工艺)和酒仙桥污水处理厂(氧化沟工艺)的污泥净产率系数,见表

活性污泥法处理生活污水实验实验方案

活性污泥法处理生活污水实验实验方 案

实验一：活性污泥的培养驯化 1. 实验目的： （1）了解SBR工艺原理。 （2）掌握活性污泥的培养、驯化（挂膜）过程； 2. 实验原理： 活性污泥是由具有活性的微生物、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上的不能被微生物降解的有机物组成。其中微生物是活性污泥的主要组成部分。一个生化系统的运行,必须要有活性污泥及与之相适应的生物相。活性污泥的培养、驯化, 就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件, 即营养物质、溶解氧、适宜的温度和酸碱度等, 在这种情况下, 经过一段时间就会有活性污泥形成, 而且在数量上逐渐增长, 并最后达到处理废水所需的污泥浓度。 3．实验设备与材料 （1）SBR模型，普通活性污泥处理生活污水模型 （2）活性污泥（取自污水处理厂） （3）生活废水（人工模拟配制） （4）100mL量筒 4. 实验步骤 第1天，投加30%活性污泥及生活污水，SBR、普通活性污泥处理生活污水模型内循环运转。

第3天，换水，增加污泥及污水量至50%。 第5天，换水，增加污泥及污水量至70%。 第7天，换水，增加污泥及污水量至100%。 每天观察活性污泥生长状况。 5.实验观察与数据整理。 每天记录： SBR、普通活性污泥处理生活污水模型内的活性污泥生长状况（每天测量SV30，方法见实验二，观察污泥量）。 6.结果分析 对2种类型工艺的污泥驯化过程进行讨论分析。

实验二：活性污泥性质测定实验 1. 实验目的： （1）了解活性污泥的培养、驯化完成的污泥性状； （2）加深对SBR、普通活性污泥处理生活污水模型等工艺活性污泥性能的理解； （3）掌握常规污泥性质（SV30、MLSS、SVI）的测定方法。 2. 实验原理： 活性污泥是人工培养的生物絮凝体，它是由好氧微生物及其吸附的有机物组成的。活性污泥具有吸附和分解废水中的有机物（也有些可利用无机物质）的能力，显示出生物化学活性。在生物处理废水的设备运转管理中，除用显微镜观察外，下面几项污泥性质是经常要测定的。这些指标反映了污泥的活性，它们与剩余污泥排放量及处理效果等都有密切关系。 SV30一般是描述污泥的沉降性能。SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度(活性)和凝聚、沉淀性能，一般在100左右有为宜。MLSS描述污泥浓度，跟活性污泥生长状况和活性有关。 参考污水厂活性污泥培养驯化过程，是否驯化完成一般综合有机物去除率、活性污泥浓度、污泥沉降比河微型动物情况等进行判断。当有机物(COD)去除率达到85％以上（数据参考实验三）,MLSS达到3000mg/L,SV30>30％, SVI在100左右。 3. 实验设备和试剂

污泥量计算公式

污水处理厂剩余污泥排放及用药计算 城关污水处理厂剩余污泥排放及用药计算 设计每天产泥量2.9吨。（进水20000m3，BOD进水200mg/l，出水20mg/l。） PAM投配比3‰至5‰，取中间值4‰。 则PAM用量每天为2.9*4=11.6kg。 剩余污泥浓度7000mg/l。 则每天排放的剩余污泥体积为2.9*1000/7=414.28m3。 设计脱水机单台进泥量每小时40m3。 脱水机运行时间为414.28/40=10.357h，取11h。 则PAM溶液浓度为11.6/（1.2*11）=0.8787kg/m3。（设计说明书上推荐1kg/m3。） 实际运行情况 产泥系数按照0.85kgDS/kgBOD计算。 每天产生剩余污泥量：0.85*（41.48-5.36）*15106=463.78kg。（41.48、5.36为09年1月至8月进出水平均浓度，15106为平均进水量。） 目前厂内剩余污泥平均浓度3500mg/l左右。 排放的剩余污泥体积：463.78/3.5=132.5m3 脱水机单台进泥量不高于20m3每小时。 脱水机每天运行时间132.5/20=6.625，实际运行8小时。 PAM溶液浓度为0.75kg/m3。 用药量为0.75*8*1.2=7.2kg。 投配比为7.2/0.43678=15.524kg/m3，即15.5‰ 。 实际投配比是设计投配比的4倍左右。（分析其原因可能是：脱水机进泥量设计是实际的 2倍，污泥浓度设计是实际的2倍。） 若要控制投配比在4‰，则应该降低PAM溶液的浓度。 PAM投配比取4‰。 每天理论投加量为0.46378*4=1.86kg。 加药泵的流量为1.2m3/h，每天运行8小时，则PAM溶液用量为1.2*8=9.6m3。

污泥量计算

污泥量计算 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

污泥量计算????????????????????????????污泥量计算 （1）污泥量计算 1初次沉淀污泥量和二次沉淀污泥量的计算公式： V=100C0ηQ/1000（100-p）ρ 式中：V——初次沉淀污泥量，m3/d； Q——污水流量，m3/d； η——去除率，%；（二次沉淀池η以80%计） C0——进水悬浮物浓度，mg/L； P——污泥含水率，%； ρ——沉淀污泥密度，以1000kg/m3计。 2剩余活性污泥量的计算公式： Qs=ΔX/fXr式中：Qs——每日从系统中排除的剩余污泥量，m3/d； ΔX——挥发性剩余污泥量（干重），kg/d； f=MLVSS/MLSS，生活污水约为0.75，城市污水也可同此； Xr——回流污泥浓度，g/L。 3消化污泥量的计算公式：见公式（8-3）。 （2）污水处理厂干固体物质平衡： 污水处理厂内部存在着固体物质的平衡问题，通过固体物质的平衡计算，有助于污泥处理系统的设计与管理。污水处理厂固体物质平衡的典型计算，可根据图8-1进行。设原污水悬浮物X0为100，初次沉淀池悬浮物去除率以50%计，二次沉淀池去除率以80%计，悬浮物总去除率总去除率为90%。各处理构筑物固体回收率为：浓缩池为r1=90%；消化池为r2=80%；悬浮物减量为rg=30%；机械脱水为r3=95%（预处理所加混凝剂的固体量略去不计）。因此其平衡式为： 进入污泥浓缩池的悬浮物量：X1=ΔX+XR （8-10） XR=Xˊ2+ Xˊ3+ Xˊ4 （8-11） 式中：X1——进入浓缩池的固体物量； ΔX——初次沉淀池排泥的悬浮物量加二次沉淀池剩余污泥中的悬浮物量；XR——等于浓缩池上清液含有的悬浮物量Xˊ2，消化池上清液悬浮物量 Xˊ3，机械脱水上清液悬浮物量Xˊ4的总和。 进入消化池的悬浮物量：X2= X1 r1 （8-12） 浓缩池上清液悬浮物量：Xˊ2= X1（1- r1）（8-13） 消化池悬浮物减量：G= X2rg= X1 r1rg （8-14） 进入机械脱水设备的悬浮物量：X3=（X2-G）r2 （8-15） 消化池上清液悬浮物量：Xˊ3=（X2-G）（1- r2）（8-16） 脱水泥饼固体物量：X4= X3 r3 机械脱水上清液含有的悬浮物量：Xˊ4= X3（1- r3）（8-17） 回流至沉砂池前的上清液中所含悬浮物总量： XR=Xˊ2+ Xˊ3+ Xˊ4 = X1（1- r1rg-r1r2r3+r1r2r3rg）