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污水處理硝化容積負荷

發布時間:2022-01-22 06:25:08

1. 請教污泥負荷與容積負荷

SBR反應池池容計算系指傳統的序批式活性污泥反應池,而不包括其他SBR改進型的諸多反應池(如ICEAS、CASS、MSBR等)池容的計算。
現針對存在的問題提出一套以總污泥量為主要參數的綜合設計方法,供設計者參考。

1 現行設計方法

1.1 負荷法
該法與連續式曝氣池容的設計相仿。已知SBR反應池的容積負荷或污泥負荷、進水量及進水中BOD5濃度,即可由下式迅速求得SBR池容:
容積負荷法 V=nQ0C0/Nv (1)
Vmin=〔SVI·MLSS/106]·V
污泥負荷法 Vmin=nQ0C0·SVI/Ns (2)
V=Vmin+Q0
1.2 曝氣時間內負荷法
鑒於SBR法屬間歇曝氣,一個周期內有效曝氣時間為ta,則一日內總曝氣時間為nta,以此建立如下計算式:
容積負荷法 V=nQ0C0tc/Nv·ta (3)
污泥負荷法 V=24QC0/nta·MLSS·NS (4)
1.3 動力學設計法
由於SBR的運行操作方式不同,其有效容積的計算也不盡相同。根據動力學原理演算(過程略),SBR反應池容計算公式可分為下列三種情況:
限制曝氣 V=NQ(C0-Ce)tf/[MLSS·Ns·ta] (5)
非限制曝氣 V=nQ(C0-Ce)tf/[MLSS·Ns(ta+tf)] (6)
半限制曝氣 V=nQ(C0-Ce)tf/[LSS·Ns(ta+tf-t0)] (7)
但在實際應用中發現上述方法存有以下問題:
① 對負荷參數的選用依據不足,提供選用參數的范圍過大〔例如文獻推薦Nv=0.1~1.3kgBOD5/(m3·d)等〕,而未考慮水溫、進水水質、污泥齡、活性污泥量以及SBR池幾何尺寸等要素對負荷及池容的影響;
② 負荷法將連續式曝氣池容計算方法移用於具有二沉池功能的SBR池容計算,存有理論上的差異,使所得結果偏小;
③ 在計算公式中均出現了SVI、MLSS、Nv、Ns等敏感的變化參數,難於全部同時根據經驗假定,忽略了底物的明顯影響,並將導致各參數間不一致甚至矛盾的現象;
④ 曝氣時間內負荷法與動力學設計法中試圖引入有效曝氣時間ta對SBR池容所產生的影響,但因其由動力學原理演算而得,假定的邊界條件不完全適應於實際各個階段的反應過程,將有機碳的去除僅限制在好氧階段的曝氣作用,而忽略了其他非曝氣階段對有機碳去除的影響,使得在同一負荷條件下所得SBR池容驚人地偏大。
上述問題的存在不僅不利於SBR法對污水的有效處理,而且進行多方案比較時也不可能全面反映SBR法的工程量,會得出投資偏高或偏低的結果。
針對以上問題,提出了一套以總污泥量為主要參數的SBR池容綜合設計方法。

2 總污泥量綜合設計法

該法是以提供SBR反應池一定的活性污泥量為前提,並滿足適合的SVI條件,保證在沉降階段歷時和排水階段歷時內的沉降距離和沉澱面積,據此推算出最低水深下的最小污泥沉降所需的體積,然後根據最大周期進水量求算貯水容積,兩者之和即為所求SBR池容。並由此驗算曝氣時間內的活性污泥濃度及最低水深下的污泥濃度,以判別計算結果的合理性。其計算公式為:
� TS=naQ0(C0-Cr)tT·S (8)
� Vmin=AHmin≥TS·SVI·10-3 (9)
� Hmin=�Hmax-ΔH� (10)
� V=Vmin+ΔV� (11)
式中�TS——單個SBR池內干污泥總量,kg
tT·S——總污泥齡,d
A——SBR池幾何平面積,m2
� Hmax、Hmin——分別為曝氣時最高水位和沉澱終了時最低水位,m
ΔH——最高水位與最低水位差,m
� Cr——出水BOD5濃度與出水懸浮物濃度中溶解性BOD5濃度之差。其值為:
� Cr=Ce-Z·Cse·1.42(1-ek1t) (12)
式中�Cse——出水中懸浮物濃度,kg/m3
� k1——耗氧速率,d-1
� t——BOD實驗時間,d
� Z——活性污泥中異養菌所佔比例,其值為:
� Z=B-(B2-8.33Ns·1.072(15-T))0.5� (13)
� B=0.555+4.167(1+TS0/BOD5)Ns·1.072(15-T)� (14)
Ns=1/a·tT·S� (15)
式中�a——產泥系數,即單位BOD5所產生的剩餘污泥量,kgMLSS/kgBOD5,其值為:
� a=0.6(TS0/BOD5+1)-0.6×0.072×1.072(T-15)1/〔tT·S+0.08×1.072(T-15)� (16)
式中TS、BOD5——分別為進水中懸浮固體濃度及BOD 5濃度,kg/m3
�T——污水水溫,℃
由式(9)計算之Vmin系為同時滿足活性污泥沉降幾何面積以及既定沉澱歷時條件下的沉降距離,此值將大於現行方法中所推算的Vmin。
必須指出的是,實際的污泥沉降距離應考慮排水歷時內的沉降作用,該作用距離稱之為保護高度Hb。同時,SBR池內混合液從完全動態混合變為靜止沉澱的初始5~10min內污泥 仍處於紊動狀態,之後才逐漸變為壓縮沉降直至排水歷時結束。它們之間的關系可由下式表示:
� vs(ts+td-10/60)=ΔH+Hb (17)
� vs=650/MLSSmax·SVI� (18)
由式(18)代入式(17)並作相應變換改寫為:
〔650·A·Hmax/TS·SVI〕(ts+td-10/60)=ΔV/A+Hb (19)
式中 �vs——污泥沉降速度,m/h
� MLSSmax——當水深為Hmax時的MLSS,kg/m3�
ts、td——分別為污泥沉澱歷時和排水歷時,h
式(19)中SVI、Hb、ts、td均可據經驗假定,Ts、ΔV均為已知,Hmax可依據鼓風機風壓或曝氣機有效水深設置,A為可求,同時求得ΔH,使其在許可的排水變幅范圍內保證允許的保護高度。因而,由式(10)、(11)可分別求得Hmin、Vmin和反應池容。

3 工程算例 �

3.1 設計基本條件
某城鎮平均污水處理量為10000m3/d,進、出水質見表1。

表1 設計進、出水質 項目 CODCr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) NH3-N(mg/L) NO3-N(mg/L) TP(mg/L) 水溫(℃) pH 進水 380 200 200 40 0 4 15 出水 60 20 20 5 5 0.5 6~9
3.2 SBR池容計算
按前述設計方法及推薦採用的參數,以及提出的總污泥量綜合計演算法和相應的參數推求公式,依表1的要求進行SBR池容計算。為便於結果比較,該工程設SBR池2座,交替分批進水,周期長6h,Hmax=4.2m,變化系數k2=1.2,計算結果見表2。

表2 單個SBR池參數及結果比較 設計參數一法二法三法四法新法 Nv〔kgBOD5/(m3·d)〕 0.50 0.24 Nv〔kgBOD5/(kgMLSS·d〕 0.255 (0.074) (0.074) 0.074 SVI(mL/g) 90 150 (120) (120) 120 MLSSmax(mg/L) 3000 (3235) (3235) 3235 a〔kgMLSS/(kgBOD5·d)〕 0.906 tT·S(d) 15 TS(kg) (12571) (12571) 12571 Z(%) 0.302 ta(h) (3.0) (3.0) ts+td(h) 1.0+1.0 A(m2) 476 438 1984 1798 925 ΔH(m) 3.07 2.85 2.57 2.57 1.62 Vmin(m3) 540 588 3234 2931 2386 V(m3) 2000 1838 8333 7550 3886 ΔV(m3) 1460 1250 5099 4619 1500 HRT(h) 9.6 8.8 40.0 36.2 18.7 註:①一法至四法依次指:容積負荷法、總污泥負荷法、曝氣時間內負荷法、動力學設計法,新法系指總污泥量綜合設計法;
②前四種方法中參數 A、ΔH值系由V及Hmax反推而得,列出目的是為便於比較;
③一法和二法中Ns、Nv、SVI值系直接引用相應參考文獻中採用的數據,其他方法中凡帶( )者為文中假定或移用新法推算值。

4 設計方法評價

根據表2結果進行合理性分析,對SBR池容設計的各種方法作綜合評價如下:
① 曝氣時間內負荷法和動力學設計法所得池容明顯偏大,停留時間過長,ΔH已超出允許范圍,實際的MLSSmax僅為1508 mg/L和1655mg/L,要達到假定的活性污泥濃度必須使總污泥齡達30d左右,這樣則污泥負荷過小,不利於除磷脫氮。故該兩法若用於目前的設計,尚有待改進和完善,但其設想及動力學的理論原理和對SBR池容設計的進步將具有一定的研究價值。
② 容積負荷法和總污泥負荷法實質上系屬同一種方法,當採用相應參考文獻中的設計參數時所得池容偏小、停留時間過短、ΔH也已超出允許范圍;當負荷參數採用總污泥量綜合設計法的公式推算值時,則所得SBR池容趨於合理、偏差縮小,但仍然存有ΔH、Hmax等參數與沉降速度、沉澱面積及保護高度之間的關系相脫節的缺陷,最終將影響處理效果。
因此該兩法宜謹慎採用,特別是對公式中的負荷參數應以通過計算代替假設,但對式(15)應進行修正,以與該兩法的計算公式相適應。
③ 總污泥量綜合設計法中所考慮的因素及出發點均與SBR反應池的功能特性密切結合,避免了前幾種方法中所存在的問題及缺陷。通過包括硝化、反硝化和厭氧三個反應階段所需反應歷時及階段污泥齡的校核計算(方法略)得三個階段的反應歷時分別為2.1、1.4、0.5h;所需污泥齡分別為5、8及10d。而本算例假定總污泥齡為15d,其SBR池容完全能滿足進行除磷脫氮的需要,且維持了合理的負荷及活性污泥濃度。
④ 從有關參數得知:總污泥量綜合設計法SBR池容合理;ΔH在允許范圍內;MLSSmax=3235mg/L,在3000~4000mg/L之間;Ns=0.074kgBOD5/(kgMLSS·d),在0.06~0.10kgBOD5/(kgMLSS·d)范圍內;Nn=0.013kgNH3-N/(kgMLSS·d),符合除磷脫氮負荷要求;MLSSmin=5269mg/L近似於6000mg/L;ΔV/V=38.6%≤40%,符合最佳充水比。
該法在所有設計參數中除SVI、ts、td按經驗假定外,均依據進水水質由公式推算而得,不會產生與其他現行方法的矛盾。同時在推求池容過程中確定了SBR池的幾何尺寸,這是其他方法所不及的。

電 話:(0571)88821434 88072824×6910
收稿日期:2002-03-22

2. 一般來說硝化負荷是多少

AO工藝通常是在常規的好氧活性污泥法處理系統前,增加一段缺氧生物處理過程。在好氧段,好氧微生物氧化分解污水中的BOD5,同時進行硝化反應,有機氮和氨氮,在好氧段轉化為硝化氮並迴流到缺氧段,其中的反硝化細菌利用化和態氮和污水中的有機碳進行反硝化反應,使化合態氮變成分子態氮,同時去除碳和氫的效果。這里著重介紹生物脫氮原理。

(1)生物脫氮的基本原理:
傳統的生物脫氮機理認為:脫氮過程一般包括氨化、硝化和反硝化三個過程。
①氨化( Ammonification):廢水中的含氮有機物,在生物處理過程中被好氧或厭氧異養型微生物氧化分解為氨氮的過程。
②硝化( Nitrification):廢水中的氨氮在硝化菌(好氧自養型微生物)的作用下被轉化為NO2二和NO3的過程。
③反硝化( Denitrification):廢水中的NO2和NO3在缺氧條件下以及反硝化菌(兼性異養型細菌)的作用下被還原為N2的過程,其中硝化反應分為兩步進行:亞硝化和硝化。硝化反應過程方程式如下所示:
①亞硝化反應:NH4++1.5O2→NO2-+H2O+2H+
②硝化反應:NO2-+0.5O2→NO3-
③總的硝化反應:NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+
反硝化反應過程分三步進行,反應方程式如下所示(以甲醇為電子供體為例):
第一步:3NO3-+CH3OH→3NO2+2H2O+CO2
第二步:2H++2NO2-+CH3OH→N2+3H2O+CO2
第三步:6H++6NO3-+5CH3OH→3N2+13H2O+5CO2
除了上述脫氮原理外,還有一種短程反硝化作用可以脫氮,即氨氮在O池中未被完全硝化生成NO3-,而是生成了大量的NO2-N,但在A池NO2同樣被作為受氫體而進行脫氮(上述第二步可知);再者在A池NO2-同樣也可和NH4+進行脫氮,即短程反硝化的過程可以表示為:NH4++NO2→N2+2H2O。
(2)A/O脫氮工藝主要特徵
將脫氮池設置在去碳硝化過程的前端,一方面使脫氮過程能直接利用進水中的有機碳源而可以省去外加碳源;另一方面,則通過消化池混合液的迴流而使其中的NO3-在脫氮池中進行反硝化,且利用了短程硝化-反硝化以及短程硝化厭氧氨氧化等工藝特點。
因此工藝內迴流比的控制是較為重要的,因為如內迴流比過低,則將導致脫氮池中B

3. 做污水處理方案,停留時間和污泥容積負荷怎麼確定各位幫幫忙實在不會了。

實際工程的話,
主要對兩方面進行測試
1、污泥沉降速度
2、污泥沉降比
3、污染物處理前後的濃度要求,
4、污泥處理前後實際污染物的實際濃度變化

4. 生活污水用接觸氧化設計,缺氧反硝化容積負荷是多少

小城鎮生活污水,流量大概1000M3/d、想用接觸氧化結合脫氮除磷,基本構想是專前端缺氧,然後好氧,然後再屬輔以化學除磷。缺氧池及好氧池都安裝填料。查了一些資料,設計時基本上都是採用容積負荷來確定池子大小,但是缺氧池反硝化的容積負荷參數卻沒有,有沒有哪位大俠知道此參數啊,跪求!

5. 污水處理負荷怎麼計算

運行負荷率=每日實際進水量/每日設計處理量。 一般要求運行負荷率不低於60%,2010年,雖然內全國城鎮污水處容理廠平均運行負荷率已接近80%,有的甚至超過100%,但國家規定運行負荷率不能超過設計處理量的120%。

6. 污染負荷 容積負荷 水力負荷 對系統有什麼影響

首先,污水處理上沒有污染負荷一說,不知道你是從哪裡聽來的;
其次,容積負回荷過大會導致出水答水質不達標,系統處理效果不佳,容積負荷過小,會導致污泥長時間出在內源呼吸期,其效果類似氧化溝的處理工藝。
最後,水力負荷是關繫到沉澱池沉澱效果的一個指標,簡單的講水力負荷大,處理效果好。

7. 《生物接觸氧化法污水處理工程技術規范》中缺氧池反硝化容積負荷范圍

可參考《室外排水設計規范》,20℃的Kde值可採用0.03~0.06 [(kgNO3-N/(kgMLSS•d)]。

8. 曝氣池 污泥負荷 容積負荷如何確定

污泥負荷(Ns)是指單位質量的活性污泥在單位時間內所去除的污染物的量。污泥負荷在微生物代謝方面的含義就是F/M比值,單位kgCOD(BOD)/(kg污泥.d)
在污泥增長的不同階段,污泥負荷各不相同,凈化效果也不一樣,因此污泥負荷是活性污泥法設計和運行的主要參數之一。污泥負荷在0.3~0.5kg/(kg.d)范圍內時,BOD5去除率可達90%以上,SVI為80-150,污泥的吸附性能和沉澱性能都較好。
污泥負荷的計算方法:
Ns=F/M=QS/(VX)
式中Ns ——污泥負荷,kgCOD(BOD)/(kg污泥.d)
Q ——每天進水量,立方米/d。
S ——COD(BOD)濃度,mg/L。
V ——曝氣池有效容積,立方米。
X ——污泥濃度,mg/L。

容積負荷:每立方米池容積每日負擔的有機物量,一般指單位時間負擔的五日生化需氧量公斤數(曝氣池,生物接觸氧化池和生物濾池)或揮發性懸浮固體公斤數(污泥消化池)。其計量單位通常以kg/(立方米·d)表示。容積負荷Fr 單位曝氣池容積,在單位時間內所能去除的污染物重量。
Fr=Fw×NW ,kgBOD5/(立方米·d)或kgCOD/(立方米·d)
式中:FW——污泥負荷,kgBOD5/(kgMLSS·d)
NW——混合液污泥濃度(即MLSS),g/L或kg/立方米
FW=(Lq/NW)×T 式中:
Lq——單位體積污水中擬去除的污染物,kgBOD5/立方米 T
——曝氣時間(按進水量計),d 簡化後可按下式計算:
Fr=[(q1-q2)×24]/1000V
式中: q1——進水濃度,mg/L
q2——出水濃度,mg/L
V——曝氣池池容,立方米。
用容積負荷來評價生化裝置的實際處理負荷及在相同條件下的操作管理的優劣是比較簡便而直觀的。在焦化系統中,採用容易檢測的COD容積負荷作為綜合評價指標尤其如此。
Nv=QS/V
Nv——曝氣池容積負荷kgBOD5/立方米·d
Q ——曝氣池進水流量,立方米。
S ——BOD、COD的濃度mg/L
V ——曝氣池體積,立方米。

9. 污水處理中容積負荷、停留時間怎麼判斷

一般情況下,負荷和水力停留時間都是污水處理池體設計的重要參數,而負荷版又分為污泥負荷,容積負荷,表面權負荷等等。 通常情況下根據經驗按照水力停留時間就可以確定池體大小,而根據流量、水力停留時間、容積等又可以確定響應的污泥負荷

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