2022年活性污泥工艺方案计算方法探讨 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用活性污泥工艺的设计运算方法探讨活性污泥工艺是城市污水处理的主要工艺,它的设计运算有三种方法: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,运算结果的精确度不同,直接关系到设计水平、基建投资和处理牢靠性;正由于如此,国内外专家都在进行大量细致的讨论,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,甚至是比较严峻的缺陷,影响了设计的精确性和可操作性;污泥负
2、荷法的运算式为1:1 是依据V=24LjQ1000FwNw=24LjQ 1000Fr 污泥负荷法是一种体会运算法,它的最基本参数Fw曝气池污泥负荷 和 Fr 曝气池容积负荷曝气的类别依据以往的体会设定,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畴,例如我国的规范对一般曝气举荐的数值为: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,假如其他条件不变,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,基建投资也就相差许多,在这个范畴内取值完全凭体会,对于体会
3、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简洁混淆,譬如我国设计规范中 Fw的单位是 kgBOD/kgMLSSd,但设计手册中就是 kgBOD/kgMLVSSd,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就只是有机悬浮固体的浓度,对于生活污水,一般 MLVSS=0.7MLSS,假如单位用错,算出的曝气池容积将差 30%;这种混淆并非不行能,例如我国设计手册中举荐的一般曝气的 Fw为 0.2 0.4kgBOD/kgMLVSSd2,其数值和设计规范完全一样,但单位却不同了;设计中常常遇到不知到底用哪个单位好的问题,特殊是设计体
4、会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 BOD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形来看,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 300400 mg/L ,有的就低到不足 100 mg/L ,有的污水 SS/BOD值高达 2 以上,有的 SS值比 BOD值仍低;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 BO
5、D浓度的两个厂,按污泥负荷法运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,处理成效也就明显不同了;名师归纳总结 综上所述,污泥负荷法有待改进;因此,国际水质污染与掌握协会IAWQ组织各国专家,于1986 年第 1 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用首次推出活性污泥一号模型 简称 ASM13, 1995 年又推出了活性污泥二号模型 简称 ASM24、5;2 数学模型法数学模型法在理论上是比较完善的,但在详细应用上就存在不少问题,这主要是由于污水和污水处理的
6、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纳的设计方法,而在我国仍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许多系数和常数,ASM1中有 13 个, ASM2中有 19 个,它们都需要设计人员依据实际污水水质和处理工艺的要求确定详细数值,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,假如这些参数有误,就直接影响到运算结果的精确性和牢靠性;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,特殊是污水中的有机物成分差
7、别很大,盲目套用国外的参数值确定是不行的;因此,要将数学模型法应用于我国的污水处理设计,必需组织力气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有用化;然而,从我国目前情形看,数据分析和积存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,明显,要在我国应用数学模型法仍需做大量的工作,仍需要相当长的时间;3 泥龄法3.1 泥龄法的运算式设计规范中提出了按泥龄运算曝气池容积的运算公式1:V= 24Q cYLj-Lch1 000Nwv1+Kd c 2 设计规范对式中几个关键参数提出了举荐值:Y=0.4 0.
8、820 ,有初沉池 Kd=0.04 0.07520 当水温变化时,按下式修正:Kdt=Kd20 tt-20 3 式中 t 温度系数, t=1.02 1.06 c高负荷取 0.2 2.5 ,中负荷取 5 15,低负荷取 2030 可以看出,它们的取值范畴都很宽,Y 值的变化幅度达 100%,Kd 值的变化幅度达 87.5%, c 值的变化幅度从 50%到几倍,实际运算时很难取值,这也是泥龄法在我国难以推广的缘由之一;为了使泥龄运算法有用化,笔者依据自己的设计体会,建议采纳德国目前使用的 ATV标准中的运算公式,并对式中的关键参数取值结合我国详细情形适当修改;实践证明,按该公式运算概念清楚,特殊便
9、于操作,运算结果都能满意我国规范的要求,不失为一种简洁、可信而又非常有效的设计运算方法;其基本运算公式为:名师归纳总结 V=24Q cYLj-Lch1000Nw 4 第 2 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 式中Y污泥产率系数kgSS/kgBOD 个人资料整理仅限学习使用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,在设计运算前已经确定;泥龄 c 是指污泥在曝气池中的平均停留时间,其数值为: c=VNwW 5 式中 W剩余污泥量,kgSS/d W=24QYLj-Lch 1000 6 依据以上运算式,采纳泥龄法设
10、计运算活性污泥工艺时,只需确定泥龄 c、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 NwMLSS即可求出曝气池容积 V;与污泥负荷法相比,它用泥龄 c 取代 Fw或 Fr 作为设计运算的最基本参数,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 泥龄的确定泥龄是依据理论同时又参照体会的累积确定的,依据处理要求和处理厂规模的不同而采纳不同的泥龄,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 4 8
11、10 11 13 16 不举荐无硝化5 有硝化 设计温度: 10 10 有硝化、反硝化10 VD/V=0.2 12 VD/V=0.3 13 VD/V=0.4 15 VD/V=0.5 18 有硝化、反硝化、污泥稳固25 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成效有两方面的关系: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完全,处理成效越好;另一方面是泥龄长短对微生物种群有挑选性
12、,由于不同种群的微生物有不同的世代周期,假如泥龄小于某种微生物的世代周期,这种微生物仍来不及繁衍就排出池外,不行能在池中生存,为了培育繁衍所需要的某种微生物,选定的泥龄必需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,就必需有缺氧段 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;上述关系的量化已表达在表1 中;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无
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