㈠ 污水在曝气池的停留时间t和当前生化系统的污泥负荷Ns;
给你上传一张图片。其中有计算公式
㈡ CASS工艺计算书
1.2 目前CASS工艺设计计算方法 CASS工艺属于活性污泥法范畴,但由于其运行方式独特,与传统活性污泥法又有很大的差别。在同一周期内,池内的污水体积、污染物的浓度、DO和MLSS时刻都在发生变化,是一种非稳态的反应过程。目前CASS工艺设计采用污泥负荷法,该方法不考虑反应池内基质浓度、MLSS和DO含量在时间上的变化,只考虑进出水有机物的浓度差,并忽略同一反应周期内沉淀、滗水和闲置阶段的生物降解作用,采用与传统活性污泥法基本相同的计算公式。CASS工艺采用污泥负荷法进行设计时,除反应池容积计算与传统活性污泥法不同,其它如反应池DO和剩余污泥排放量等计算方法与传统活性污泥工艺相同,因此,本节着重介绍CASS工艺反应池容积的计算方法。1.2.1 计算BOD-污泥负荷(Ns)BOD-污泥负荷是CASS工艺的主要设计参数,其计算公式为: (1)式中: Ns——BOD-污泥负荷,kgBOD5/(kgMLSS·d),生活污水取0.05~0.1kgBOD5/(kgMLSS·d),工业废水需参考相关资料或通过试验确定; K2——有机基质降解速率常数,L/(mg·d); Se——混合液中残存的有机物浓度,mg/L;
η——有机质降解率,%; �0�6——混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值,一般在生活污水中,�0�6=0.75。 (2)式中: MLVSS——混合液挥发性悬浮固体浓度,mg/L; MLSS——混合液悬浮固体浓度,mg/L;1.2.2 CASS池容积计算CASS池容积采用BOD-污泥负荷进行计算,计算公式为: (3)式中:V——CASS池总有效容积,m3; Q——污水日流量,m3/d; Sa、Se——进水有机物浓度和混合液中残存的有机物浓度,mg/L;X——混合液污泥浓度(MLSS),mg/L; Ns——BOD-污泥负荷,kgBOD5/(kgMLSS·d); �0�6——混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值。1.2.3 容积校核 CASS池的有效容积由变动容积和固定容积组成。变动容积(V1)指池内设计最高水位和滗水器排放最低水位之间的容积;固定容积由两部分组成,一部分是安全容积(V2),指滗水水位和泥面之间的容积,安全容积由防止滗水时污泥流失的最小安全距离决定;另一部分是污泥沉淀浓缩容积(V3),指沉淀时活性污泥最高泥面至池底之间的容积。 CASS池总的有效容积: V=n1×(V1+V2+V3) (4)式中:V——CASS池总有效容积,m3;V1——变动容积,m3;V2——安全容积,m3;V3——污泥沉淀浓缩容积,m3;n1——CASS池个数。设池内最高液位为H(一般取3~5m),H由三个部分组成:H=H1+H2+H3 (5)式中:H1——池内设计最高水位和滗水器排放最低水位之间的高度,m; H2——滗水水位和泥面之间的安全距离,一般取1.5~2.0m;H3——滗水结束时泥面的高度,m;其中: (6)式中: A——单个CASS池平面面积,m2; n2——一日内循环周期数;H3=H×X×SVI×10-3 (7)式中:X——最高液位时混合液污泥浓度,mg/L; 污泥负荷法计算的结果,若不能满足H2≥H-(H1+H3),则必须减少BOD-污泥负荷,增大CASS池的有效容积,直到条件满足为止。1.2.4 设计方法分析从上述设计方法的描述中可以看出,现行的CASS工艺设计具有以下几个方面的特点:1、设计方法简单,设计参数单一,在传统的以污泥负荷为主要设计参数的活性污泥设计法基础上,采用容积进行校核,以保证滗水过程中的污泥不流失。2、设计只针对主反应区容积,而生物选择区容积则是按照主反应区容积的5%设计。3、污泥负荷法设计重点针对有机物质的降解,对脱氮未加考虑,难以满足污水排放对于氮的要求,故此方法具有片面性,难以满足高氨氮污水处理后达标排放。2 CASS工艺设计方法改进CASS工艺目前广泛应用的设计方法是污泥负荷法,污泥负荷法立足于有机物的去除,对系统脱氮效果则未加考虑,而对于高氨氮污水,脱氮效果的考虑更为重要,因此需结合目前已有的CASS工艺设计方法,加入脱氮工艺设计,对传统的CASS工艺设计方法进行改进。2.1 CASS工艺设计方法改进的思路高氨氮的污水脱氮设计的改进思路如下:1、设计采用静态法。设计方法不追踪CASS反应池内基质和活性污泥浓度在时间上的变化过程,而是着重于在某一进水水质条件下经系统处理后能达到的最终处理效果。对于同步硝化反硝化,由于其机理还处在进一步研究阶段,在设计中不加考虑。对于沉淀和滗水阶段的生物反应,其作用并不明显,因此在设计中对这两个阶段的生物反应不加考虑。2、将主反应区和预反应区分开设计,主反应区主要功能为有机物降解和硝化,而预反应区的功能主要为生物选择和反硝化脱氮。3、主反应区采用泥龄法设计,而将污泥负荷作为导出参数,结合试验研究的结论,通过污泥负荷对设计结果进行校核。4、反应池的尺寸通过进水量和污泥沉降性能确定。2.2 主反应区容积设计主反应区设计采用泥龄法,并用污泥负荷进行校核,其设计步骤如下:1、计算硝化菌的最大比增长速率当污水pH和DO都适合于硝化反应进行时,计算亚硝酸菌的比增长速率公式为: (8)式中:μN,max——硝化菌的最大比增长速率,d-1;T——硝化温度,℃;2、计算稳定运行状态下的硝化菌比增长速率 (9)式中:μN——硝化菌的比增长速率,d-1;N——硝化出水的NH3-N浓度,mg/L;KN——饱和常数,设计中一般取1.0mg/L。3、计算完成硝化反应所需的最小泥龄 (10) 式中: ——最小泥龄,d;μN——硝化菌的比增长速率,d-1。4、计算泥龄设计值 本处采用Lawrence和McCarty在应用动力学理论进行生物处理过程设计时提出的安全系数(SF)概念,SF可以定义为:SF= / (11)式中: ——设计泥龄,d;SF使生物硝化单元在pH值、溶解氧浓度不满足要求或者进水中含有对硝化有抑制作用的有毒有害物质时仍能保证达到设计所要求的处理效果。美国环保局建议一般取1.5~3.0。5、计算以VSS为基础的含碳有机物(COD)的去除速率活性异养菌生物固体浓度X1可用下式计算: (12)式中:X1——活性异养菌生物固体浓度,mg/L;YH——异养菌产率系数,gVSS/gCOD或gVSS/gBOD; bH——异养菌内源代谢分解系数,d-1; S0——进水有机物浓度,mgCOD/L或mgBOD/L; S1——出水有机物浓度,mgCOD/L或mgBOD/L; ——设计泥龄,d; t——水力停留时间,d; 活性生物固体表观产率系数,YH,NET将含碳有机物的去除速率定义为: (13)则可以得到下式:1/ =YH,NET·qH (14) 曝气池混合液VSS由三部分组成:活性生物固体、微生物内源代谢分解残留物和吸附在活性污泥上面不能为微生物所分解的进水有机物,VSS浓度可以表示为: (15) 式中:X——VSS浓度,mg/L; △S——基质浓度变化,mgCOD/L或mgBOD/L; YH——以VSS为基础的产率系数,gVSS/gCOD或gVSS/gBOD; b——以VSS为基础的活性污泥分解系数,d-1;以VSS为基础的(浓度为X)的有机物去除速率可以表示为:1/ =YH,NET·qOBS (16)6、计算生化反应器水力停留时间t (17)7、主反应区容积:VN=Q t (18)式中:VN——主反应区容积,m3;Q——进水流量,m3/d;8、有机负荷校核有机负荷F/M: (19)式中:�0�6——MLVSS/MLSS,一般取0.7。根据相关试验结论,若F/M不在0.18~0.25 kgCOD/(kgMLSS·d),则需改变泥龄,进行重新设计。10、氨氮负荷校核氨氮负荷SNR: (20)式中:N——主反应区产生NO3-N总量TKN,mg/L。根据相关试验结论,若SNR>0.045 kg NH3-N/(kgMLSS·d),则需增大泥龄,进行重新设计。2.3 预反应区容积设计 预反应区的功能设计为反硝化,其设计步骤如下: 1、计算反硝化速率SDNR反硝化速率可以根据试验结果或文献报道值确定,也可以按下面的方法计算:温度20℃时:SDNR ( 2 0) =0.3F/M+0.029(21)温度T℃时: SDNR (T)= SDNR (2 0) ·θ( T- 2 0 ) (θ为温度系数,一般取1.05) (22)2、缺氧池的MLVSS总量为:LA=QND/ SDNR (T) (23)式中:ND——反硝化去除的NO3-N,kgN/d。3、缺氧池的容积:VAN=1000LA/X�0�6 (24)4、缺氧池的水力停留时间:tA=VAN/Q (25)5、系统的总泥龄: (26)2.4 反应器尺寸的确定CASS反应器尺寸的确定主要是确定反应器的高度和面积,以满足泥水分离和滗水的需要。由于预反应区始终处于反应状态,不存在泥水分离的问题,且预反应区底部通过导流孔与主反应区相连,其水面高度与主反应区平齐,因此计算出主反应区的设计高度也同时计算出了预反应区的水面高度。所以反应区尺寸的确定主要是主反应区尺寸的确定。CASS池的泥水分离和SBR相同,生物处理和泥水分离结合在CASS池主反应区中进行,在曝气等生物处理过程结束后,系统即进入沉淀分离过程。在沉淀过程初期,曝气结束后的残余混合能量可用于生物絮凝过程,至池子趋于平静正式开始沉淀一般持续10min左右,沉淀过程从沉淀开始后一直延续至滗水阶段结束,沉淀时间为沉淀阶段和滗水阶段的时间总和。污泥泥面的位置则主要取决于污泥的沉降速度,污泥沉速主要与污泥浓度、SVI等因素有关,在CASS系统中,污泥的沉降速度vS可简单地用下式计算:vS=650/(XT×SVI) (27)式中:vS——污泥沉速(m/h);XT——在最高水位时浓度(kg/m3),为安全计,采用主反应区中设计值 X,一般取3000~4200 mg/L;SVI——污泥沉降指数(mL /g)。为避免在滗水过程中将活性污泥带出系统,需要在滗水水位和污泥泥面之间保持一最小的安全距离HS。为保持滗水水位和污泥泥面之间的最小安全距离,污泥经沉淀和滗水阶段后,其污泥沉降距离应≥ΔH+HS,期间所经历的实际沉淀时间为(ts+td-10/60)h,故可得下式:vS×(ts +td -10/60)=ΔH+HS (28) 式中:ΔH——最高水位和最低水位之间的高度差,也称滗水高度(m),ΔH一般不超过池子总高的40%,与滗水装置的构造有关,一般其值最大在2.0~2.2m左右;ts——沉淀时间;td——滗水时间。联立式(6.47)和(6.48)即可得: (29) 式中:ΔV——周期进水体积(m3);A——池子面积(m2);HT——最高水位(m);式中沉淀时间ts、滗水时间td可预先设定,根据水质条件和设计经验可选择一定的SVI值,安全高度HS一般在0.6~0.9m左右。ΔV由进水量决定,这样式(29)中只有池子高度HT和面积A未定。根据边界条件用试算法即可求得式(29)中的池子高度和面积。高度HT和面积A的确定方法为:先假定某一池子高度HT,用式(29)求得面积A,从而可求得滗水高度ΔH,如滗水高度超过允许的范围,则重新设定池子高度,重复上述过程。在求得HT和池子面积A后,即可求得最低水位HB: HB=HT-△H=HT-ΔV/A(30)最高水位时的MLSS浓度XT已知,最低水位时的MLSS浓度则可相应求得:XB=XT×HT /HB(31)最低水位时的设计MLSS浓度一般应不大于6.0kg/m3。2.5 剩余污泥计算每日从系统中排出的VSS重量为L:L=X�0�6 (VAN+VN) / θ (32)式中:L——每日从系统中排出的VSS重量,kg/d。2.6 需氧量计算1、BOD的去除量:O1=Q (S0-S1)/1000(33)2、氨氮的氧化量:O2=QN/1000 (34)3、生物硝化系统,含碳有机物氧化需氧量与泥龄和水温有关系,每去除1kgBOD需氧1.0~1.3kg,一般取1.1,则碳氧化和硝化需氧量为:O3=1.1O1+O2(35)4、每还原1kg NO3-N需2.9kgBOD,由于利用水中的BOD作为碳源反硝化减氧需要量为:O4=2.9 NDQ/1000(36) 实际需氧量:O= O3-O4(37
㈢ 污水处理厂污泥的损失怎么算污泥流量怎么计算
按《室外排水设计规范》中要求计算生化剩余污泥+沉淀池(如有)去除的悬浮内物的量+气浮隔油(容如有并与生化泥共同处置)产生油泥量。原则上会根据含水率来计算损失,如在污泥浓缩池中含水率的变化、压滤时产生的含水率变化和最终产泥的含水率共同计算。如详细说明太复杂,还是有时间多看看规范等类似的书籍,会有帮助。
㈣ 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
㈤ 污水处理NS是什么
(ns)污泥负荷,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)
㈥ NS-FC型生活污水处理原理
污水处理 为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求,并对其进行净化回的过程.
按污水来源分答类,污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理.生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等,而生活污水就是日常生活产生的污水,是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物