第八讲活性污泥处理系统的工艺设计
李春杰
选定工艺流程；
曝气池（区）容积的计算及曝气池的工艺设计；
计算需氧量、供气量以及曝气系统的计算与设计；
计算回流污泥量、剩余污泥量与污泥回流系统的设计；
二次沉淀池池型的选定与工艺计算、设计。
应处理的原污水的日平均流量（m3/d）、最大时流量（m3/h）、最低时流量（m3/h）。
原污水和经一级处理工艺处理后的主要各项水质指标
?BOD5、BODu（溶解性、悬浮性）
?COD（溶解性、悬浮性）
?TOC
?SS（非挥发性、挥发性）；
?总固体（溶解性、非溶解性）；
?总氮（有机氮、游离氮、硝酸氮、亚硝酸氮、氨氮）；
?总磷（有机磷、无机磷）等
处理水的出路及各项指标应达到的数据，其中主要的是
BOD和COD的去除率及处理水浓度。
对所产生的污泥的处理与处置的要求。
原污水中所含有的有毒有害物质、浓度，微生物对其有无驯化的可能。
BOD—污泥负荷率（COD污泥负荷率）
混合液污泥浓度（MLSS、MLVSS）
污泥回流比。
BOD污泥负荷率（或COD污泥负荷率）与处理效果以及处理水BOD值（COD值）之间的关系，确定K2值；
BOD污泥负荷率（或COD污泥负荷率）与污泥沉
降、浓缩性能的关系，确定SV（％）与SVI；
BOD污泥负荷率（或COD污泥负荷率）与污泥增长率的关系，确定Y及Kd（即a和b值）
BOD污泥负荷率（或COD污泥负荷率）与需氧量、
需氧率之间的关系，确定a9和b9值。
综合考虑现场的地理位置、地区条件、气候条件以及施工水平等客观因素，综合分析本工艺在技术上的可行性和先进性以及经济上的合理性等。
对那些工程量较大，投资额较高的工程，需要进行多种工艺流程方案的比较，以期使所确定的工艺系统是优化的。
对工程量较大的污水处理工程，一般都采取工程招标方法，并组织有关专家评审，选定其中技术合理、经济适宜的最佳方案实施。
kgBOD5/(kgMLSS.d)
kgBOD5/(m3.d)
式中：Ns为BOD-污泥负荷率；Nv为容积负荷；Q为污水设计流量m3/d；Sa为原污水的BOD5值（mg/L或kg/m3）；X为曝气池混合液悬浮固体浓度（MLSS）（mg/L或kg/m3）；V为曝气池容积（m3）
根据
求得
污泥负荷率在微生物对有机污染物降解方面的实质即为F/M值。微生物增殖期不同，污泥负荷率也不同，有机物降解效果也不同。因此，确污泥负荷率，首先定必须结合处理水的BOD5值（Se）考虑。
对完全混合式的曝气池（区），污泥处在减速增长期，污泥负荷率Ne与处理水BOD浓度（Se）之间的关系通过下列数学推导过程确定。
Nf=K2.Se/η
一般，对于城市污
水，BOD-污泥负荷多取0.3～0.5kgBOD5/（kgMLSS.d），SVI在80－150mL/g之间
式中
因此
因为
故得
根据污泥负荷
采用较高的活性污泥浓度（MLSS）能够减少曝气池的有效容积，是经济的，但是，污泥浓度过高会对系统带来不利影响。
其一，污泥浓度高增加了混合液的粘滞性，扩散阻力增加，供氧利用率下降；
其二，污泥浓度过高，影响二沉池污泥的沉降时间和性能，SVI较高，污泥回流浓度（Xr）降
低，反过来影响混合液浓度（降低）；
其三，污泥浓度的提高，会增加二沉池的负荷，使其造价提高，同时，污泥回流量也越大，使污泥回流设备的造价和动力费用增加。
根据物料衡算
所以
因此，可以计算曝气池的容积
采用完全混合活性污泥法处理城市污水。其流量为10000m3/d，BODu=200mg/L，要求出水
BODu≤6mg/L。已知：MLVSS＝0.8MLSS，
K=0.1L/mg.d，Kd=0.1d-1，YT=0.5，SVI＝96。计算所需曝气池容积运行的生物固体停留时间和生物量浓度，决定合适的污泥回流比。
需氧量及供气量的计算
鼓风曝气系统的计算与设计
机械曝气装置的设计
活性污泥系统的日平均需氧量按照下式计算
O2=aQSr+bVX
生活污水的a9介于0.42－0.53，b9介于0.188－0.11之间。其
值的确定根据下式：
供气量计算
空气扩散装置的选定与布置
?空气扩散装置应具有较高的氧利用率和动力效率，具有较好的节能效果；
?不易堵塞，便于维护管理；构造简单，便于安装，工