系统设计考虑

必须考虑的因素在设计传统好氧消化器包括操作方法、油箱体积和停留时间,柜设计、曝气和搅拌设备。典型的设计标准需氧消化展示在表4.1。

操作方法的两个主要运作模式的传统好氧消化器是分批或连续操作,指上层清液的方式是退出过程。图4.3显示了消化器的横截面两种操作模式。批处理操作通常用于小容量消化系统相对简单的操作。连续模式允许常规操作而不中断的氧化和混合设备。尽管挡板和蒸煮器内的静水井可以合并上层清液中分离出来,如图4.3,一个单独的沉降槽建议,如图4.2所示,由于mixing-induced气流携带进入静水井。设计独立的沉降盆地相似的设计重力增稠剂或浮选增稠剂。重力增稠剂,表面负荷利率从25到50公斤/ m2-d(5到10磅/ ft2-d)。浮选增稠剂,高得多的加载率50到100公斤/ m2-d(10至20磅/ ft2-d)是允许的。

表4.1为好氧消化池设计标准

国际标准单位

美国常用单位

参数

价值

单位

价值

单位

SRTa 20°C 15°C挥发性固体装载细胞组织应用的BOD氧气需求主要的污泥毁灭能量要求混合机械限空气扩散混合溶解氧气残留液体减少VSS

40 60

20 - 40

38-50

d d•d千瓦/公斤/立方米103立方米m3 / m3•h mg / L %

40 60

公斤O2 /公斤VSS2公斤O2 BOD 1.6 - -1.9 /公斤

38-50

d d磅/ ft3-d磅O2 /磅VSS磅O2 /磅BOD

惠普/ 103发生cfm / 103发生

来源:改编自麦特卡尔夫&艾迪,2003。

“以满足减少病原体需求(PSRP) 40 CFR 503部分的规定。b与完整的硝化作用。

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

温度°C x污泥的年龄,天

图4.5减少挥发性固体与液体温度和污泥的年龄。

罐的罐体积体积和滞留时间有氧蒸煮器是由必要的停留时间来达到预期的减少挥发性固体。固体破坏已被证明是主要的直接功能液体温度蒸煮器和SRT(污泥年龄),如图4.5所示。这个数字是减少挥发性固体的情节与参数温度单位(温度x污泥年龄)和来自数据取自试点和全面研究城市污水污泥的几种类型。在过去,好氧消化器被设计为一个停留时间从10到20天达到38%减少挥发性固体。然而,达到减少病原体要求40 CFR 503部分规定,40天的SRT标准20°C和60天15°C(见表4.1)优先于向量的吸引力减少挥发性固体标准38%。

在一些扩展曝气污水处理设施与过度的滞留时间,减少挥发性固体可能不是38%可以实现的。在这种情况下,向量的吸引力减少耗氧的消化污泥可以证明,在503年规定,通过耗氧消化部分的消化污泥消化池有固体浓度的2%或更少在实验室小型单位30天在20°C。向量的吸引力减少实现如果挥发性固体减少不到15%从头到30天内结束。此外,向量的吸引力减少,还基于部分503规定,可以通过使用特定的摄氧率(酸)标准小于1.5毫克氧气每小时每克总固体的温度20°C。

好氧消化池的体积可以确定使用方程(论坛,1998)

X (KdPv + 1 / SRT) v '

在哪里

V =好氧消化池,m3(发生)

气=平均流量消化池,m3 / d(发生/ d)ξ=影响悬浮固体,mg / L

Y =部分支流BOD组成的主要固体,% S =入渗BOD, mg / L

X =蒸煮器悬浮物,mg / L Kd =反应速率常数,d 1 Pv =挥发部分消化池的悬浮物,% SRT =固体保留时间d

YSt可以无视这个词如果没有初级污泥消化池中包含负载。如果好氧消化过程操作在一个配置有两个或三个坦克系列,总SRT应该划分阶段大致相等。

坦克设计好氧消化器可以用矩形设计,圆形或环形几何。在通风管空气混合使用的圆形坦克,坦克的底坡通常范围从1:12 - 1:4。消化器空气扩散器是用于混合和氧化,地板一般是平坦的,虽然一个缓坡可能会提供一个小油底壳促进有机固体残取消或排水坦克如果需要。一边水深类似提供活性污泥系统,但在干舷超过1米(3英尺)含有过多的泡沫可能发生的。应提供至少两个坦克允许排水和设备修理。多个单位尤为重要在批处理操作系统提供蒸煮器能力上层清液流量和有机固体去除循环。

好氧消化器通常是发现了坦克的混凝土施工。钢坦克通常用于小型工厂。最近的一些设施包括了坦克,特别是极度寒冷地区,考虑随温度而变的自然的过程。

曝气和搅拌设备若干类型的曝气设备已成功地用于提供氧化和混合有氧消化器的要求。其中包括空气扩散、机械表面曝气、机械水下涡轮机,通风管曝气,射流曝气和混合系统。

空气扩散系统的设计中使用的类似曝气盆地在传统活性污泥系统。Coarse-bubble orifice-type扩散器可以位于一个储罐罐底附近的矩形的坦克产生一个螺旋或斜辊模式。底座上的网格系统与粗——或者fine-bubble扩散器也可以使用。空气扩散系统的优点包括控制氧气的能力转移通过不同送风速度,并增加热量从压缩空气进入蒸煮器产生的生物活性的速度增加。然而,空气扩散系统可以有重复出现的堵塞问题,尤其是在批处理系统中固体可以解决。

机械表面的每个主要用于大型坦克。他们通常漂浮,pontoon-mounted设备低收入或高速设计。低速设计更常见。机械表面限有相对较高的氧转移效率和保养设备。主要的缺点是缺乏控制的氧化率和潜在破坏固体絮体结构的能力。

机械淹没限结合几个优点和消除一些缺点的空气扩散和表面曝气设备。通风管曝气设备类似于气体混合设备用于厌氧消化器。它们用于圆形坦克。射流曝气设备有点氧传输效率高于水下涡轮机。然而,设备发生堵塞的问题在过去还没有大到足以通过液体流动路径的固体通常存在于好氧消化器。结合系统的空气扩散和潜水搅拌机可能需要在消化器高固体concentra保持固体悬浮。此外,潜水搅拌机在这样一个系统可以作为一个搅拌机操作,从而促进反硝化作用。

4.1设计实例设计batch-operated有氧蒸煮器系统治疗废弃活性污泥4000磅/ d(1814公斤/ d)固体达到至少40%的挥发性固体在冬天减少。连续流系统进行比较。假设以下操作参数:

冬天最低蒸煮器液体温度:15°C在夏天最高蒸煮器液体温度:23°C的浓度增厚是重力浓缩机:2.5%的VSS给水污泥:78%的饲料TSS污泥反应速率常数Kd: 0.06 d 1 15°C平均固体浓度的液体消化池:

批处理操作系统:70%的饲料污泥浓度连续操作系统倾析o和回收):3%

忽略了污泥的比重。

4000磅/天

1。浓缩污泥流量=

(8.34磅/加仑)(0.025)= 19184加仑日= 2565发生/ d (73 m3 / d)

2。SRT必须至少60天达到减少病原体要求(见表4.1);因此,需要消化池体积=(2565发生/ d) (60 d)

使用方程(4.10)计算所需的体积。

使用较大的两卷,153900发生(4359立方米)。提供两个坦克76950发生(2179立方米),直径70英尺(21.3米),20英尺(6.1米)在sidewater深度3英尺(0.9米)的干舷;或62英尺(19.0米)广场和20英尺(6.1米)在sidewater深度3英尺(0.9米)的干舷。

3所示。VSS减少:冬季条件下,温度单位= (15°C) (60 d) = 900度日。从图4.5中,900年的VSS还原温度单位= 45%。超过40%的冬季需求,因此好的。

夏季条件下,温度单位= (23°C) (60 d) = 1380度日。从图4.5中,1380年的VSS还原温度单位= 49%。

4所示。VSS的质量减少:

= 3120磅/ d(1415公斤/ d) VSS在冬天减少=(3120磅/ d) (0.45)

= 1404磅/ d(677公斤/ d)减少VSS在夏天=(3120磅/ d) (0.49)

5。氧要求:从表4.1,2磅(2公斤)O2 / 1 b(公斤)的VSS应用是必需的。

注意:一些设计师使用2.0到2.3磅/磅(2.0 - 2.3公斤/公斤)代替VSS应用VSS摧毁。然而,这不会给足够的混合能源。如果初级污泥消化器也包含在提要,额外的空气氧化有机固体所需主要的污泥。在这种情况下,所需的总空气应该比最大混合能源需求,应该相应地调整。

O2要求=(3120磅/ d)(2磅/ lb-d) = 6240磅/ d(2831公斤/ d)

6。空气要求:

6240磅/ d =标准空气

(0.075磅/发生)(0.232)= 358621发生/ d (10156 m3 / d)

环境温度,使植物海拔修正后,和一个和p系数,假设10%的氧转移效率:

。fl t 358621发生/ d气流速度= '

气流速率/单位体积=

(0.1)(1440分钟/ d) = 2490 cfm (71 m3 / min) 2490 cfm

153900 ft3/1000 = 16 cfm / 103发生(0.02立方米/ m3•敏)

Qt = 19184加仑日

图4.6质量平衡和减压回收。

注意:这是小于表4.1中列出的最低要求。因此,必须提供额外的空气或补充混合设备混合蒸煮器内容正确。咨询设备制造商为混合设备的类型和所需的马力。假设每103发生补充0.5 hp混合,混合能量需要40 hp的两个消化器。另一种方法是提供机械限氧转移和混合代替空气扩散。消化器时遇到的这个问题通常是设计为60天的SRT 20°C / 503的部分规定。7所示。设计一个连续流消化系统、质量平衡和减压回收(图4.6)应该准备如下:

non-VSS饲料污泥=(4000 - 3120)磅/ d = 880磅/ d总饲料固体没有摧毁=(3120 * 0.6 + 880)磅/ d

从质量平衡图,

(8.34 q cs) + (Qd 8.34 cd) = soids不毁灭

假设TSS 300 mg / L值在上层清液和消化污泥浓度3.5%的收益率

公式(1)乘以0.0025了

0.2669 qd = 2703

2752年

分数的饲料固体没有摧毁= -

4000年

让消化池固体浓度= C,让回收比率R = Qr / Qf。然后

C = QfCf (0.67) + QrCr

因此,应该是265%,增厚的回收有机或35流量在一个连续的基础上,保持60天的SRT。从图4.1,VSS减少40%,所需温度单位= 475

SRT需要冬天= - ^ j =总固体消化池SRT = - 32天

总固体量从蒸煮器/天=总固体量在消化池总固体量移除/天+固体迷失在上层清液/天

(消化池的体积V) 60 =(固体浓度在蒸煮器)

V = 714000加= 95455发生(2703立方米)

提供两个坦克47728发生(1352立方米),55英尺(16.7米)的直径和一个20英尺(6.1米)sidewater深度3英尺(0.9米)的干舷;或50英尺(15.2米)广场和20英尺(6.1米)的sidewater深度3英尺(0.9米)的干舷。

空气一样需要计算之前,也就是2490 cfm(35立方米/ m3•min)。

气流速率/单位体积= 2490 cfm

= 26 cfm / 103发生(0.03立方米/ m3。分钟)

注意:根据表4.1,气流速度对混合来说是足够的。结论:消化池体积减少38%,连续流与回收蒸煮器。8。60天要求遵循503年部分规定减少病原体要求。然而,仅需要32天40%的SRT VSS减少15°C。总量要求82075这种情况发生(2324立方米),这是只有53%的60天的SRT的体积要求。然而,达到减少病原体要求、测试要求如4.1节所述。

继续阅读:操作注意事项

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