序批式活性污泥法设计指南日本Word文档格式.docx

1、e. 处理厂养护管理条件等序批式活性污泥法，由于污水进水量的变动程度，反应池的安全容量、排出装置能力有所差异，故予先掌握污水进水量的变动图式是必要的。2. 基本事项的讨论和设定根据处理厂的基本条件、基本数据，研究设定设计的基本事项。各基本事项，除本指南外，也可参照其他城市的实例来决定。3. 反应池的设计序批式活性污泥法反应池的容量，与设施运行方法密切相关，运行方法的讨论与反应池的设计应一起考虑。关于构造尺寸的决定，必须注意处理厂的配置计划，水位的设定必须注意处理厂整体的高程及水位的设计。4. 评价所设计的设施，不仅要满足功能需要，而且必须考虑处理厂整体的合理性和经济上优越，以及养护管理、初期对

2、策等方面的要求。在概念设计阶段应进行上列方面的评价，必要时还应按本章2再研究设定设计的基本事项。5. 设施设计主要设施有反应池，接触池，曝气装置和排出装置等设计。开始 基本条件的掌握1. 设计污水量（现在，将来）2. 进水水质，处理水质目标3. 污水进水量的变化图式4. 处理厂的场地条件5. 处理厂的养护管理条件基本事项的讨论和设定1. 处理流程图2. 系列数、反应池数3. 进水方式、排出比4. 设计负荷、MLSS5. 反应池的水深、安全高度反应池的设计1. 暖气时间2. 沉淀时间 一周期时间3. 排出时间4. 循环周数5. 反应池容量、安全容量6. 构造尺寸7. 水位设定（低水位、高水位、最

3、高水位） 评 价 用地条件、养护管理 否 经济性、初期对策设施设计容量计算、水利计算配置计划形式、机种的决定结束图3-1 设计步骤第4章 设计污水量及进水水质1. 设计污水量a. 污水处理设施所用的设计污水量，就是设计最大日污水量。b. 计划目标年的设计污水量，可参考各排污源的单位水量，决定整体计划、第一期计划、使用开始时的污水量。c. 污水进水量的逐时变化，须进行讨论研究。【解说】（1） 用于设计的设计污水量对于设计污水量，水处理设施以设计最大日污水量计，输水设施以最大时污水量计为原则。在水处理设施中，反应池流入处的瞬时污水量，由于受中途泵站间歇进水的影响，有必要对此能力或有关水力学的问题作

4、讨论。此外排出管、接触池、放空管，必须根据排出装置的能力，考虑决定设施的设计能力。（2） 设计污水量的决定设计污水量应根据处理区域自然的、社会的条件，计划人口以及单位污水量来决定，但是对于给水现状、水源的给水能力、供水计划，也要充分调查以调整设计值。此外，为了推敲设施的分期建设计划和开始使用时的运转计划，必须掌握实施年的逐年流入污水量及其管渠等的准备计划。平均日污水量、最大日污水量、最大时污水量的讨论，以小规模下水道规划、设计指南（草案）为准。（3） 污水进水量的逐时变化一般来水小规模的下水道，由于管渠的长度短，生活图式相类似，污水进水量白天的逐时变化大。为使本法在污水进水负荷变化时能够比较稳

5、定地处理，关于反应池的安全高度、排出装置的能力，可根据入流污水逐时变化来决定。有必要预先对这种变化的模式进行研究讨论。此外，宜就服务区域的污水排出源、有中途泵站的情况，泵的排水能力和运行时间，作必要的考虑。2. 设计进水水质2设计进水水质a. 设计进水水质，按规定年内排污源的污染负荷量，参考其原单位量来决定，并考虑负荷的变动。b. 水质应掌握BOD,SS,以及其它有关的氮、磷等的水质项目。（1）设计进水水质，随服务区特性而不同，必须作充分研究。尤其是游览区等，季节和时间不同，进水负荷量的变动。进水水质，原则上宜根据排污源的负荷量来确定。又要考虑服务区的特性，可参考现有类似处理厂的入流水质推定。

6、（2）水质项目设计进水水质，以BOD5（以下简称为BOD），SS等的有机物作为水质项目。此外，在排放至湖泊或封闭性水域，规定设计水质目标有氮、磷等目标值的情况下，这些项目亦应调查。分流制下水道的家庭污水，一般污水进水水质指标如下：BOD.SS 200mg/l总氮 3040mg/l磷 46mg/l第5章 主要的设施与设备1、设施的组成1.1设施的组成a. 本法的设施应由配备有曝气装置、上清液排出装置以及其他附属设备的单一反应池所组成。b. 本法原则上不设流量调节池。 【解说】（1） 设施的组成本法原则上不设初次沉淀池。该序批式活性污泥法应用于小型污水处理厂的主要原因是设施较简单和维护管理较为集中

7、。（2） 流量调节池为适应流量的变化，反应池的容积应留有余量或采用设定运行周期等方法。但是，对于游览地等流量变化很大的场合，应根据维护管理和经济的条件，研究流量调节池的设置。2、反应池21形状a. 反应池的形式 有完全混合型和循环水渠型。b. 完全混合型，水深约为46m，池宽与池长之比大约为1：11：2。循环水渠的形状，以氧化沟法设计指南（草案）为准。c. 进水装置与排水装置应做到不生产短流，必要时应设置防止短流的导流板。（1） 反应池的形式按照反应池的结构形式大致可分为（a）混合型（b）循环水渠型。完全混合型有下列特点：反应池十分紧凑，占地较少。由于池深较深，上清夜排出比的设定可较灵活。 图

8、5-1 反应池的形状另一方面，循环水渠在结构上与氧化沟法的反应池相同，还可适用于作为氧化沟法的初期运行措施，而省去二次沉淀池。（2） 反应池的形状完全混合型的反应池的形状以矩形为准，池宽与池长之比大致为1：另外，本法的反应池水深有下列特点。反应池水深过深，基于以下理由是不经济的。如果反应池的水深大，排出水的深度相应增大，则固液分离所必需的沉淀时间就会增加。由于在序批式活性污泥法中，专用的上清液排出装置受到结构上的限制，上清液排出水的深度不能过深。另一方面，反应池的水深过浅，基于以下理由也是不希望的。排水期间，由于受活性污泥界面以上的最小水深限制，排出比就不能设定的过大。序批式活性污泥法与其他的

9、BOD-SS负荷相同的处理方式相比，其优点是用地面积较少。考虑了以上各点，完全混合型的水深规定为46m。循环水渠型以氧化沟为准规定为13m。（3）进水及排水装置连续进水维护管理较为容易，但在沉淀和排水期间，由于污水的进入会使活性污泥上浮以及与处理后的出水相混合，因此，可能会造成出水水质的恶化。为了防止水质的恶化，必须采取设置导流等防止短流的措施。对于间歇进水式的设施中，逐时变化大的情况下，由于在沉淀和排水期时污水的进入，因此，也必须采用与连续式相同的措施。2.2池数反应池的数量原则上为2个以上。反应池的数量，考虑到清洗和检修等情况，原则上设2个以上。但水量的规模较小而设2个以上又变得不够经济时

10、（小于500m3/d），或者投产初期污水量较少时，也可建一个池。使用单个池进行运行时，原则上应采用低负荷连续进水的方式。另外，当在设施设计时，必须充分注意未预计水的渗入。2.3结构完全混合型的结构以钢筋混凝土建造为准。循环水渠型的结构以氧化沟设计指南（草案）为准。结构的确定应考虑：1. 抗外力的安全性；2. 水密性；3. 耐久性；4. 抗浮安全性等因素，但用完全混合型时，应以钢筋混凝土建造为 准。2.4设计参数序批式活性污泥法的设计参数，必须考虑处理厂的地域特性和设计条件（用地面积、维护管理、处理水质指标等），适当地确定。用于设施设计的设计参数应以下值为准。项目参数BOD-SS负荷（Kg-BO

11、D/Kg-SSd）0.030.4MLSS（mg/l）15005000排出比（l/m）1/21/6安全高度：（cm）（活性污泥界面以上的最小水深）50以上序批式活性污泥法是一种根据有机物负荷的不同而从低负荷（相当于氧化沟法）到高负荷（相当于标准活性污泥法）的范围内都可运行的方法。序批式活性污泥法的BOD-SS负荷，由于将曝气时间作为反应时间来考虑，所以，可如公式（1）那样来定义。BOD-SS负荷= （1）式中：Qs：污水进水量（m3/d） Cs：进水的平均BOD5（Mg/l） CA：曝气池内混合液平均MLSS浓度（Mg/l） V ：曝气池容积（m3）e : 曝气时间比 （一） n ：周期数 TA

12、：1个周期的曝气时间序批式活性污泥法的负荷条件是根据每个周期内，反应池容积对污水进水量之比和每日的周期数来确定的。此外，在序批式活性污泥法中，因池内容易保持较好的MLSS浓度，所以，通过MLSS浓度的变化，也可以调节有机物负荷。进一步说，由于曝气时间容易调节，故通过改变曝气时间，也可以调节有机物负荷。多 周期数 少大处理 高负荷运行 水 （脱磷） （促进硝化）的排 （硝化、脱氮） 低负荷运行比 （硝化、脱氮）小 图5-2 周期数与排出比的不同组合所获得的不同的有机物的负荷条件在以脱氮和脱磷为对象时，除了有机物负荷之外，还必须对排出比、周期数、每日曝气时间等进行研究。图5-2显示出不同周期数和排

13、出比的组合所产生的不同的负荷条件和处理特性。高负荷运行和低负荷运行的各种特性和适用性如表5-1所示。表5-1 不同负荷条件下的特征有机物负荷条件（进水条件）高负荷运行低负荷运行间歇进水间歇进水连续进水运行条件BOD-SS负荷0.10.4（KgBOD/KgSSd）0.030.1大（34）小（23）排出比大（1/41/2）小（1/61/3）处理特性有机物去除处理水BOD20mg/l与高负荷比较，去除率比较高参照图5-3脱氮比低负荷药低高参照图5-4脱磷比高负荷要低参照图5-5污泥产量多少维护管理抗负荷变化性能比低负荷差对负荷变化的适应性强，运行的灵活性高用地面积反应池容积小，省地反应池容积大，需较

14、大的用地适用范围能有效地处理中等规模以上的污水适用于处理规模约为2000 m3/d以上的设施适用于小型污水处理厂，处理规模约为2000 m3/d以下适用于需要脱氮的设施在用地面积受到限制的设施中，适宜于高负荷运行，而在进水流量少负荷变化大的小规模设施中，最好是低负荷运行。因此，有效的方式是在投产初期按低负荷运行，而随着进水量的增加，也可按高负荷运行。反应池设计的顺序如图5-6所示。BOD-SS负荷（Kg-BOD5/Kg-SSd） BOD-SS负荷（Kg-BOD5/Kg-SS图5-3 BOD-SS负荷与处理水的BOD5及其BOD5去除率的关系 BOD-SS负荷（Kg-BOD5/Kg-SS图5-4

15、 BOD-SS负荷与处理水的BOD5及其BOD5去除率的关系第2次报告书图5-5 BOD-SS负荷与处理水的T-P浓度与T-P去除率的关系 外部条件污水量的变化模式污水进水量（设计日最大污水量-m3/d） q污水进水BOD（mg/l） Cs水温（） t设定条件1个系列的反应池数量（池） N反应池水深（m） H排出比 l/mMLSS浓度（mg/l） CA处理水质的指标d） LS 活性污泥界面的沉降速度（对于处理水质设定的BOD-SS负荷） Vmax=7.4104tCA1.7 （ MLSS3000mg/l以下） 或曝气时间 Vmax=4.6CA1.28（TA） （MLSS3000mg/l以上）24

16、CSTA= LSmCA （小时）沉淀时间（Ts）H（l/m）Ts= Vmax （小时） （接下页）（接上页） 排水时间 （TD小时） 排水量 一个周期所需时间 排水装置的溢流负荷（TC小时） 可根据台数等求得TCTATSTD（n）n=24/TC 反应池容量（V-m3）mV= q nN 1个周期的最大 进水量比 （r）超过反应池容量污水进水量（qm3）r1q= V m 在沉淀和排水期中 可接纳的污水量 （q）反应池的必需安全容量（V）V =qq或V=m（qq）修正后的反应池容量（Vm3）V=V（V0时）V=VV（V0时） 结束 图5-6 序批式活性污泥法反应池容量计算的程序现就图5-6的程序作如

17、下的说明。（1）先决条件如图5-7所示，序批式活性污泥法的一个运行周期由进水、曝气、沉淀和排水等工序所组成，一个周期所需的时间就是上述各工序所需时间的总和。 进水 曝气 沉淀 排水 图5-7 1个周期内的各工序以1个系列几个池作为单元，连续地将污水流入池内，并依次地对各池的污水进行处理。假设在进水期中以不进行沉淀和排水为先决条件，那么各工需所需的时间必须满足下列条件：TTATST D （2）T F =T/N （3）TST DTT F （4）式中 T ：1个周期的所需时间（h） TF ：进水时间（h）TA ：曝气时间（h）TS ：沉淀时间（h）TD ：排出时间（h）N ：每1个系列的反应池数量（

18、2）各工序所需时间的计算根据公式（2），每1周期的最小所需时间为TATST D ，故在下面就有关TA、TS、T D的计算方法加以说明。1 曝气时间序批式活性污泥法的BOD-SS负荷（LS）列如公式（1），由于：故可用公式（5）来替代。 （5）由于曝气时间比，每1个周期的曝气时间（TA）可由公式（5）转化成公式（6）求得。 （6）式中 n ： 周期数（周期/日） CS：污水进水的平均BOD5（mg/l）LS：1/m：CA：反应池内混合液的平均MLSS浓度（高水位时）（mg/l）因此，如果给出BOD-SS负荷、排出比、进水BOD和MLSS的浓度，则每一周期的必需曝气时间可以由公式（6）求出。2 沉

19、淀时间关于活性污泥界面的沉降速度和MLSS浓度以及水温的关系，可用公式（7）（8）进行预测。Vmax=7.4CA-1.7（MLSS浓度3000mg/l） （7）Vmax=4.6CA-1.26（MLSS3000mg/l） （8）式中Vmax：活性污泥界面的初期沉降速度（m/h） t ：水温（） CA ：开始沉降时的MLSS浓度（mg/l） （9）必需的沉淀时间（TS）可用公式（9）求得。式中H：反应池的水深（m） 1/m：活性污泥界面上的最小水深（m） Vmax：公式（9）可在确定活性污泥界面的恒速沉降区间的排出比范围之内使用。3 排水时间在排水期中，就单次必需排出的处理水来说，每一周期的排水时

20、间可以通过增加排水装置的台数或扩大溢流负荷来缩短。另一方面，为了减少排水装置的台数和减小加氯混和池或排水槽的容量，必须将排水时间尽可能放长。排水 进水 进水No.1 1个周期 排水 进水 排水No.2图5-8 序批式活性污泥法的进水和排水关系（1个系列2池情况）在标准活性污泥法中，每单位时间的污水进水量和处理水量相同。但序批式活性污泥法中，如图5-8所示，由于每一周期的进水时间和排水时间不相同，故每单位时间的处理水的排出量与前者相比有很大的不同。假设加氯混合池和排水槽的容量与每单位时间的出水量成正比，那么，这些容量就应该如表5-8的实例那样，随排水的时间而变化。此外，采用处理水以贴近水面的排水

21、方式，可以将一部分沉淀期当作排水期或一部分排水期作为沉淀期。（3）反应池容量的计算假设每个系列的污水量为q，则在各个周期中进入反应池的污水量为q/nN。然而，各反应池的容量可按公式（10）求得。式中V：各反应池的容量（m3） n：周期数（周期/d） N：每1系列的反应池数量 q：每1系列的污水进水量（设计最大日污水量）（m3/d）由于1个周期的最小需要时间按TATSTD计算，故周期数n可由公式（11）进行设定。 （11）式中，周期数n最好是用1、2、3、4等整数值。（3） 对进水量变化的研究从已求得的一个周期所需时间和反应池数量可求出进水时间。污水进水量变化的图表是设定最小进水时间时相对应的各

22、周期进水量变化，从中计算出1个周期的最大进水量变化比。图5-9为计算最大进水量变化比的实例。图中，最大进水量变化比为各周期的平均污水量（设计最大日污水量1个周期的进水时间）对1个周期的最大污水量之比。由最大进水量变化和公式（10）计算的反应池容量（V）可以用公式（12）计算反应池容量V对超出该容量的q之比。图5-9 污水进水量的变化模式的实例 （舞鹤市野原污水处理厂） （12）式中q：超出反应池容量的污水进水量（m3）r：1个周期的最大进水量变化比：如将公式（12）制成图表，可如图5-10所示。 0.5 0.4=1 1 0.3 m 2 1 1 0.2 m 3m 5 0.1 m 4 1.0 1.

23、2 1.4 1.6 1.8 2.0 1个周期的流量变化比（r）图5-10 周期的变化比和设定水位溢流量的关系 （第2次报告书）对最大流量变化比，如果别的反应池在沉淀和排水期能接纳，则公式（10）所设定的反应池容量足够；当别的反应池在沉淀和排水期接纳有困难时，则必须在反应池的容积上加上安全量。反应池容积的必需安全量可用公式（14）计算。反应池的修正容量可用公式（15）计算。反应池的安全量可有留在高度方向和留在水平方向二种，如果沉降时间没有问题，选择缩小设施的容积，把安全量留在高度方向是较经济的。V=qq 安全量留在高度方向时 （13）（qq） 安全量留在水平方向时（14）V=VV （15）式中V

24、：各反应池修正后的容量（m3）V ：反应池的必须安全量（m3）q：在沉淀和排水期允许接纳的容量（m3）反应池设定水位的概念如图5-11所示。（5）连续进水式的场合以反应池为1个，可按照上述同样的设计方法进行设计，但所需时间应满足于公式（2）。还有，要去除生物营养盐类的场合，必须另作研究。 水池池顶 H.H.W.L（报警 溢流水位） h4 H.W.L（峰值水位） h3M.W.L（标准水位） h2 L.W.L（排水结束时水位） h1 污泥界面 hsL.W.L 通过排水装置将处理水排结束时的水位M.W.L 1个周期的平均污水进水量（最大日污水量的日平均进水量）进水结束后的水位。H.W.L 1个周期的最大污水进水量进水结束后的水位H.H.W.L 对应于超过1个周期设计最大污水进水量时的进水水位，当一达到这个水位就要报警，在别的池进行溢流。