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污水处理硝化容积负荷

发布时间:2022-01-22 06:25:08

1. 请教污泥负荷与容积负荷

SBR反应池池容计算系指传统的序批式活性污泥反应池,而不包括其他SBR改进型的诸多反应池(如ICEAS、CASS、MSBR等)池容的计算。
现针对存在的问题提出一套以总污泥量为主要参数的综合设计方法,供设计者参考。

1 现行设计方法

1.1 负荷法
该法与连续式曝气池容的设计相仿。已知SBR反应池的容积负荷或污泥负荷、进水量及进水中BOD5浓度,即可由下式迅速求得SBR池容:
容积负荷法 V=nQ0C0/Nv (1)
Vmin=〔SVI·MLSS/106]·V
污泥负荷法 Vmin=nQ0C0·SVI/Ns (2)
V=Vmin+Q0
1.2 曝气时间内负荷法
鉴于SBR法属间歇曝气,一个周期内有效曝气时间为ta,则一日内总曝气时间为nta,以此建立如下计算式:
容积负荷法 V=nQ0C0tc/Nv·ta (3)
污泥负荷法 V=24QC0/nta·MLSS·NS (4)
1.3 动力学设计法
由于SBR的运行操作方式不同,其有效容积的计算也不尽相同。根据动力学原理演算(过程略),SBR反应池容计算公式可分为下列三种情况:
限制曝气 V=NQ(C0-Ce)tf/[MLSS·Ns·ta] (5)
非限制曝气 V=nQ(C0-Ce)tf/[MLSS·Ns(ta+tf)] (6)
半限制曝气 V=nQ(C0-Ce)tf/[LSS·Ns(ta+tf-t0)] (7)
但在实际应用中发现上述方法存有以下问题:
① 对负荷参数的选用依据不足,提供选用参数的范围过大〔例如文献推荐Nv=0.1~1.3kgBOD5/(m3·d)等〕,而未考虑水温、进水水质、污泥龄、活性污泥量以及SBR池几何尺寸等要素对负荷及池容的影响;
② 负荷法将连续式曝气池容计算方法移用于具有二沉池功能的SBR池容计算,存有理论上的差异,使所得结果偏小;
③ 在计算公式中均出现了SVI、MLSS、Nv、Ns等敏感的变化参数,难于全部同时根据经验假定,忽略了底物的明显影响,并将导致各参数间不一致甚至矛盾的现象;
④ 曝气时间内负荷法与动力学设计法中试图引入有效曝气时间ta对SBR池容所产生的影响,但因其由动力学原理演算而得,假定的边界条件不完全适应于实际各个阶段的反应过程,将有机碳的去除仅限制在好氧阶段的曝气作用,而忽略了其他非曝气阶段对有机碳去除的影响,使得在同一负荷条件下所得SBR池容惊人地偏大。
上述问题的存在不仅不利于SBR法对污水的有效处理,而且进行多方案比较时也不可能全面反映SBR法的工程量,会得出投资偏高或偏低的结果。
针对以上问题,提出了一套以总污泥量为主要参数的SBR池容综合设计方法。

2 总污泥量综合设计法

该法是以提供SBR反应池一定的活性污泥量为前提,并满足适合的SVI条件,保证在沉降阶段历时和排水阶段历时内的沉降距离和沉淀面积,据此推算出最低水深下的最小污泥沉降所需的体积,然后根据最大周期进水量求算贮水容积,两者之和即为所求SBR池容。并由此验算曝气时间内的活性污泥浓度及最低水深下的污泥浓度,以判别计算结果的合理性。其计算公式为:
� 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——单个SBR池内干污泥总量,kg
tT·S——总污泥龄,d
A——SBR池几何平面积,m2
� Hmax、Hmin——分别为曝气时最高水位和沉淀终了时最低水位,m
ΔH——最高水位与最低水位差,m
� Cr——出水BOD5浓度与出水悬浮物浓度中溶解性BOD5浓度之差。其值为:
� Cr=Ce-Z·Cse·1.42(1-ek1t) (12)
式中�Cse——出水中悬浮物浓度,kg/m3
� k1——耗氧速率,d-1
� t——BOD实验时间,d
� Z——活性污泥中异养菌所占比例,其值为:
� 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——产泥系数,即单位BOD5所产生的剩余污泥量,kgMLSS/kgBOD5,其值为:
� 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——分别为进水中悬浮固体浓度及BOD 5浓度,kg/m3
�T——污水水温,℃
由式(9)计算之Vmin系为同时满足活性污泥沉降几何面积以及既定沉淀历时条件下的沉降距离,此值将大于现行方法中所推算的Vmin。
必须指出的是,实际的污泥沉降距离应考虑排水历时内的沉降作用,该作用距离称之为保护高度Hb。同时,SBR池内混合液从完全动态混合变为静止沉淀的初始5~10min内污泥 仍处于紊动状态,之后才逐渐变为压缩沉降直至排水历时结束。它们之间的关系可由下式表示:
� vs(ts+td-10/60)=ΔH+Hb (17)
� vs=650/MLSSmax·SVI� (18)
由式(18)代入式(17)并作相应变换改写为:
〔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——当水深为Hmax时的MLSS,kg/m3�
ts、td——分别为污泥沉淀历时和排水历时,h
式(19)中SVI、Hb、ts、td均可据经验假定,Ts、ΔV均为已知,Hmax可依据鼓风机风压或曝气机有效水深设置,A为可求,同时求得ΔH,使其在许可的排水变幅范围内保证允许的保护高度。因而,由式(10)、(11)可分别求得Hmin、Vmin和反应池容。

3 工程算例 �

3.1 设计基本条件
某城镇平均污水处理量为10000m3/d,进、出水质见表1。

表1 设计进、出水质 项目 CODCr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) NH3-N(mg/L) NO3-N(mg/L) TP(mg/L) 水温(℃) pH 进水 380 200 200 40 0 4 15 出水 60 20 20 5 5 0.5 6~9
3.2 SBR池容计算
按前述设计方法及推荐采用的参数,以及提出的总污泥量综合计算法和相应的参数推求公式,依表1的要求进行SBR池容计算。为便于结果比较,该工程设SBR池2座,交替分批进水,周期长6h,Hmax=4.2m,变化系数k2=1.2,计算结果见表2。

表2 单个SBR池参数及结果比较 设计参数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 注:①一法至四法依次指:容积负荷法、总污泥负荷法、曝气时间内负荷法、动力学设计法,新法系指总污泥量综合设计法;
②前四种方法中参数 A、ΔH值系由V及Hmax反推而得,列出目的是为便于比较;
③一法和二法中Ns、Nv、SVI值系直接引用相应参考文献中采用的数据,其他方法中凡带( )者为文中假定或移用新法推算值。

4 设计方法评价

根据表2结果进行合理性分析,对SBR池容设计的各种方法作综合评价如下:
① 曝气时间内负荷法和动力学设计法所得池容明显偏大,停留时间过长,ΔH已超出允许范围,实际的MLSSmax仅为1508 mg/L和1655mg/L,要达到假定的活性污泥浓度必须使总污泥龄达30d左右,这样则污泥负荷过小,不利于除磷脱氮。故该两法若用于目前的设计,尚有待改进和完善,但其设想及动力学的理论原理和对SBR池容设计的进步将具有一定的研究价值。
② 容积负荷法和总污泥负荷法实质上系属同一种方法,当采用相应参考文献中的设计参数时所得池容偏小、停留时间过短、ΔH也已超出允许范围;当负荷参数采用总污泥量综合设计法的公式推算值时,则所得SBR池容趋于合理、偏差缩小,但仍然存有ΔH、Hmax等参数与沉降速度、沉淀面积及保护高度之间的关系相脱节的缺陷,最终将影响处理效果。
因此该两法宜谨慎采用,特别是对公式中的负荷参数应以通过计算代替假设,但对式(15)应进行修正,以与该两法的计算公式相适应。
③ 总污泥量综合设计法中所考虑的因素及出发点均与SBR反应池的功能特性密切结合,避免了前几种方法中所存在的问题及缺陷。通过包括硝化、反硝化和厌氧三个反应阶段所需反应历时及阶段污泥龄的校核计算(方法略)得三个阶段的反应历时分别为2.1、1.4、0.5h;所需污泥龄分别为5、8及10d。而本算例假定总污泥龄为15d,其SBR池容完全能满足进行除磷脱氮的需要,且维持了合理的负荷及活性污泥浓度。
④ 从有关参数得知:总污泥量综合设计法SBR池容合理;ΔH在允许范围内;MLSSmax=3235mg/L,在3000~4000mg/L之间;Ns=0.074kgBOD5/(kgMLSS·d),在0.06~0.10kgBOD5/(kgMLSS·d)范围内;Nn=0.013kgNH3-N/(kgMLSS·d),符合除磷脱氮负荷要求;MLSSmin=5269mg/L近似于6000mg/L;ΔV/V=38.6%≤40%,符合最佳充水比。
该法在所有设计参数中除SVI、ts、td按经验假定外,均依据进水水质由公式推算而得,不会产生与其他现行方法的矛盾。同时在推求池容过程中确定了SBR池的几何尺寸,这是其他方法所不及的。

电 话:(0571)88821434 88072824×6910
收稿日期:2002-03-22

2. 一般来说硝化负荷是多少

AO工艺通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前,增加一段缺氧生物处理过程。在好氧段,好氧微生物氧化分解污水中的BOD5,同时进行硝化反应,有机氮和氨氮,在好氧段转化为硝化氮并回流到缺氧段,其中的反硝化细菌利用化和态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应,使化合态氮变成分子态氮,同时去除碳和氢的效果。这里着重介绍生物脱氮原理。

(1)生物脱氮的基本原理:
传统的生物脱氮机理认为:脱氮过程一般包括氨化、硝化和反硝化三个过程。
①氨化( Ammonification):废水中的含氮有机物,在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的过程。
②硝化( Nitrification):废水中的氨氮在硝化菌(好氧自养型微生物)的作用下被转化为NO2二和NO3的过程。
③反硝化( Denitrification):废水中的NO2和NO3在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌)的作用下被还原为N2的过程,其中硝化反应分为两步进行:亚硝化和硝化。硝化反应过程方程式如下所示:
①亚硝化反应:NH4++1.5O2→NO2-+H2O+2H+
②硝化反应:NO2-+0.5O2→NO3-
③总的硝化反应:NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+
反硝化反应过程分三步进行,反应方程式如下所示(以甲醇为电子供体为例):
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
除了上述脱氮原理外,还有一种短程反硝化作用可以脱氮,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同样被作为受氢体而进行脱氮(上述第二步可知);再者在A池NO2-同样也可和NH4+进行脱氮,即短程反硝化的过程可以表示为:NH4++NO2→N2+2H2O。
(2)A/O脱氮工艺主要特征
将脱氮池设置在去碳硝化过程的前端,一方面使脱氮过程能直接利用进水中的有机碳源而可以省去外加碳源;另一方面,则通过消化池混合液的回流而使其中的NO3-在脱氮池中进行反硝化,且利用了短程硝化-反硝化以及短程硝化厌氧氨氧化等工艺特点。
因此工艺内回流比的控制是较为重要的,因为如内回流比过低,则将导致脱氮池中B

3. 做污水处理方案,停留时间和污泥容积负荷怎么确定各位帮帮忙实在不会了。

实际工程的话,
主要对两方面进行测试
1、污泥沉降速度
2、污泥沉降比
3、污染物处理前后的浓度要求,
4、污泥处理前后实际污染物的实际浓度变化

4. 生活污水用接触氧化设计,缺氧反硝化容积负荷是多少

小城镇生活污水,流量大概1000M3/d、想用接触氧化结合脱氮除磷,基本构想是专前端缺氧,然后好氧,然后再属辅以化学除磷。缺氧池及好氧池都安装填料。查了一些资料,设计时基本上都是采用容积负荷来确定池子大小,但是缺氧池反硝化的容积负荷参数却没有,有没有哪位大侠知道此参数啊,跪求!

5. 污水处理负荷怎么计算

运行负荷率=每日实际进水量/每日设计处理量。 一般要求运行负荷率不低于60%,2010年,虽然内全国城镇污水处容理厂平均运行负荷率已接近80%,有的甚至超过100%,但国家规定运行负荷率不能超过设计处理量的120%。

6. 污染负荷 容积负荷 水力负荷 对系统有什么影响

首先,污水处理上没有污染负荷一说,不知道你是从哪里听来的;
其次,容积负回荷过大会导致出水答水质不达标,系统处理效果不佳,容积负荷过小,会导致污泥长时间出在内源呼吸期,其效果类似氧化沟的处理工艺。
最后,水力负荷是关系到沉淀池沉淀效果的一个指标,简单的讲水力负荷大,处理效果好。

7. 《生物接触氧化法污水处理工程技术规范》中缺氧池反硝化容积负荷范围

可参考《室外排水设计规范》,20℃的Kde值可采用0.03~0.06 [(kgNO3-N/(kgMLSS•d)]。

8. 曝气池 污泥负荷 容积负荷如何确定

污泥负荷(Ns)是指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量。污泥负荷在微生物代谢方面的含义就是F/M比值,单位kgCOD(BOD)/(kg污泥.d)
在污泥增长的不同阶段,污泥负荷各不相同,净化效果也不一样,因此污泥负荷是活性污泥法设计和运行的主要参数之一。污泥负荷在0.3~0.5kg/(kg.d)范围内时,BOD5去除率可达90%以上,SVI为80-150,污泥的吸附性能和沉淀性能都较好。
污泥负荷的计算方法:
Ns=F/M=QS/(VX)
式中Ns ——污泥负荷,kgCOD(BOD)/(kg污泥.d)
Q ——每天进水量,立方米/d。
S ——COD(BOD)浓度,mg/L。
V ——曝气池有效容积,立方米。
X ——污泥浓度,mg/L。

容积负荷:每立方米池容积每日负担的有机物量,一般指单位时间负担的五日生化需氧量公斤数(曝气池,生物接触氧化池和生物滤池)或挥发性悬浮固体公斤数(污泥消化池)。其计量单位通常以kg/(立方米·d)表示。容积负荷Fr 单位曝气池容积,在单位时间内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——污泥负荷,kgBOD5/(kgMLSS·d)
NW——混合液污泥浓度(即MLSS),g/L或kg/立方米
FW=(Lq/NW)×T 式中:
Lq——单位体积污水中拟去除的污染物,kgBOD5/立方米 T
——曝气时间(按进水量计),d 简化后可按下式计算:
Fr=[(q1-q2)×24]/1000V
式中: q1——进水浓度,mg/L
q2——出水浓度,mg/L
V——曝气池池容,立方米。
用容积负荷来评价生化装置的实际处理负荷及在相同条件下的操作管理的优劣是比较简便而直观的。在焦化系统中,采用容易检测的COD容积负荷作为综合评价指标尤其如此。
Nv=QS/V
Nv——曝气池容积负荷kgBOD5/立方米·d
Q ——曝气池进水流量,立方米。
S ——BOD、COD的浓度mg/L
V ——曝气池体积,立方米。

9. 污水处理中容积负荷、停留时间怎么判断

一般情况下,负荷和水力停留时间都是污水处理池体设计的重要参数,而负荷版又分为污泥负荷,容积负荷,表面权负荷等等。 通常情况下根据经验按照水力停留时间就可以确定池体大小,而根据流量、水力停留时间、容积等又可以确定响应的污泥负荷

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