活性污泥系统工艺选择,设计以及控制

污水处理工艺设计之前首先要明确污水处理的目标,及出水标准,这个标准不仅要考虑相关法律规定,也要考虑环境容量以及对环境造成的直接及间接的影响。为数众多的污水处理工艺都有各自的特点,因此在工艺选择的时候应当做到科学必选,选择比较适合的工艺模式。

活性污泥工艺构筑物选择的一般考虑


1. Treatment needs

2. Future treatment needs

3. Sludge settability

4. the fact of reaction kinetics

5. Wastewater characteristics

6.Local environmental 

7. Toxic or inhibitory substrates

8. Spaces

9. COST

活性污泥工艺设计需要考虑的因素


受水处理技术发展水平及经济等社会因素的影响,活性污泥工艺的选择受多种因素影响,如

1. 活性污泥系统工艺组合,反应器形式The type of activated sludge process and reactor configuration

2.活性污泥反应过程中的动力学参applicable kinetic relationship

动力学参数主要用以表征微生物增值速率,基质利用速率等,其具体参数会对系统的设计产生重要影响。

3.污泥停留时间及负荷。Solid retention time and loading

SRT是活性污泥系统设计和工艺运行的最重要的参数,SRT的大小直接影响了曝气池尺寸,污泥产量以及溶解氧的需求。对于仅去除BOD的系统,一般SRT取3到5左右,具体取值因mixed liquor temperature而变。18到25度之间SRT的取值为3左右,这样的设计可以避免因为硝化而引起的不必要的溶解氧需求。为了降低系统中硝化反应的发生,有些系统甚至设计SRT为1d左右。10度左右的条件下,SRT取5到6d较为常见。下表是一个常见的SRT的总结。

硝化反应系统除了考虑温度的影响外还需要考虑inhibitory substrate。一般情况下硝化系统的设计时,一般在通过动力学参数及出水氨氮要求的技术上计算的理论最低污泥停留时间的基础上乘以一个安全系数。一个原因是让系统运行和操作控制SRT时更具有弹性,另一个原因是增加系统中的硝化细菌以便系统可以应对TKN的峰值。典型的系统安全系数safety factor与TKN的变化系数相同,即


4. 污泥产率Sludge production rate

污泥处理在污水处理厂的投资和运营中占有相当大一部分的比例,其设计即运行设计时首先要考虑的时污泥产率。其计算通常利用观察产率系数方法或根据废水特征的方法计算。

                                              

上面的式子就简单粗暴的选取一个观察产率系数然后进行计算,在静态系统中有较好的利用。

                 

上式计算得是水处理过程中VSS得产率,但系统排泥得时候排得是TSS,不是VSS,因此要降VSS转化为TSS计算

5。 需氧量及氧气的传递oxygen demand and transfer

上式中第三部分指硝化需要的溶解氧量,NOx指进水中被氧化为nitrate的TKN的量。

6. 营养需求,nutrient requirements

氮磷的比例要合理,还要考虑微量元素,工业废水因为污染物浓度很高,怀疑是不是要增加一些微量元素。

7. 其它化学物质需求 Other chemical requirements

8。活性污泥沉降特点Activated sludge settling characteristics

9.固液分离以及回流液体liquid/solids separation of mixed liquor

10. 出水水质指标effluent characteristics

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