活性污泥法的工艺设计
按进度分类：
项目申请、立项申请；
方案设计；
初步设计；
扩初设计；
施工图设计；
竣工图等
其中，方案设计、初步设计、扩初设计合称为工艺设计。
工艺设计基础资料
①废水的水量、水质及其变化规律；
②对处理后出水的水质要求；
③对处理中产生的污泥的处理要求；
——设计所需要的原始资料
④污泥负荷与BOD5的去除率；
⑤混合液浓度与污泥回流比。
——设计所需的基础数据
生活污水或城市污水——根据设计规范
工业废水——实验确定设计参数
工艺设计的主要内容
活性污泥系统由曝气池、曝气系统、二沉池及污泥回流设备等组成。
工艺计算与设计主要包括：
工艺流程的选择；
曝气池的计算与设计；
曝气系统的计算与设计；
二沉池的计算与设计；
污泥回流系统的计算与设计等。
工艺流程的选择与确定
①废水的水量、水质及变化规律
②对处理后出水的水质要求
③对处理中所产生的污泥的处理要求
④当地的地理位置、地质条件、气候条件等
⑤当地的施工水平及运行管理人员的技术水平等
⑥工期要求以及限期达标的要求
⑦工艺技术的可行性、先进性以及经济上的可能性、合理性等
⑧进行多种工艺流程的技术经济比较
曝气池的工艺设计
曝气池的类型
根据曝气池内的流态，可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种；
根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械-鼓风曝气池；
根据曝气池的形状，可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种；
根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建式（即曝气沉淀池）和分建式两种。
推流式曝气池
呈长方形；廊道的长度可达100m，但以50?70m之间为宜；长度应是宽度的5~10倍；
从池首到池尾，其F/M值、微生物的组成与数量、基质的组成与数量等都在连续地变化；
有机物的降解速率、耗氧速率也都连续地变化；
活性污泥在池内是按增长曲线的一个线段进行增长；
一般呈廊道型，可有单廊道、双廊道、三廊道和五廊道等。
完全混合式曝气池
废水一进入曝气池，即与池内原有混合液充分混合；
混合液组成、F/M值、微生物组成与数量等完全均匀一致；
有机物的降解速率、耗氧速率等在池内各部位都是不变的；
微生物在曝气池内的增殖速率是一定的，在增殖曲线上的位置是一个点。
优点：
①稀释作用，能够承受高浓度废水，抗冲击负荷；
②需氧在整个池内的要求相同，能够节省动力；
③可与沉淀池合建，无需污泥回流系统，易于运行管理。
循环混合式曝气池
曝气池的构造
曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合的要求
曝气池的构造取决于曝气方式和所采用的曝气装置
（1）采用鼓风曝气系统的曝气池的构造——多为廊道型的推流式曝气池
① 曝气池的数目、规模与廊道组合
② 廊道的长度与宽度：
（廊道长度以50~70m为宜，长与宽之比为5~10 : 1）
③ 廊道的横断面与深度：
尽量共用空气管道和布水槽；
池深3~5m，超高0.5m（氧转移和出口风压）；
距池底1/2或1/3处设排水管，以备培养活性污泥用；
池底设放空管及0.2%的坡度，坡向放空管；
进水多采用淹没孔口形式，出水多采用平顶堰形式
（2）采用机械曝气装置的曝气池的构造
① 采用叶轮曝气器的曝气池
a. 完全混合式：
表面为圆形或方形
b. 曝气沉淀池：
将曝气和沉淀过程结合在一个构筑物内完成；
曝气区，导流区，沉淀区
c. 兼具推流和完全混合的曝气池：
由一系列正方形单元连接而成的廊道式曝气池；
每一单元设一台叶轮曝气器，每个单元是完全混合的。
②采用曝气转刷（盘）的曝气池的构造——环槽形曝气池（氧化沟）
平面呈环形跑道状；
沟槽的横断面可为方形、梯形；
水深较浅，早期一般为1.0~1.5m，现在多为3~4m；
混合液在沟内的流速不应小于0.4m/s，沟底流速不小于0.3m/s。
采用转刷或转碟曝气的氧化沟
曝气转刷
曝气转碟
曝气池体积的计算
需氧量与供气量的计算
曝气池池体的设计计算
单元数：不小于2组；
廊道数：不少于3个；
廊道长、宽、高：长=(5?10)宽，深度为4?5米，超高0.5米；
进出水及污泥回流方式的设计；
曝气装置的安装方式与位置；
其它附属物的设计(消泡管等)。
曝气系统的计算与设计
鼓风曝气系统包括：
鼓风机；
空气输送管道；
曝气装置（曝气头）
主要内容有：
选择曝气装置，并对其进行布置；
计算空气管道；
确定鼓风机的型号及台数。
1、曝气装置的选定及布置：
a.一般要求：
具有较高的氧利用率(EA)和动力效率(Ep)，节能效果好；
不易堵塞和破损，出现故障时易于排除，便于维护管理；
结构简单，工程造价低。
还应考虑：废水水质、地区条件及曝气池的池型、水深等。
b.计算所需曝气装置的数目：
根据总供气量以及每个曝气装置的通气量、服务面积以及曝气池的池底总面积，即可求得。
c.曝气装置的布置：
①沿池壁的一侧布置；
②相互垂直呈正交式布置；
③呈梅花形交错布置。
2.空气管道的计算与设计
a.一般规定：
小型废水处理站的空气管道系统一般为枝状，而大、中型废水处理厂则宜采用环状管网，以保证安全供气；
空气管道可敷设在地面上，接入曝气池的管道应高出池水面0.5m，以免发生回水现象；
空气管道的设计流速，干、支管为10~15m/s，竖管、小支管为4~5m/s。
b.空气管道的计算步骤：
①根据流量(Q)、流速(v)选定管径(D)
②计算和校核压力损失；
③再调整管径；
④重复上述步骤。
对于空气管道的阻力损失的基本要求：
空气通气管道和曝气装置的总阻力损失一般要求控制在14.7kPa（1.5mH2O柱）以内，其中：
管道的总损失控制在4.9kPa（0.5mH2O柱）以内，
曝气装置的阻力损失为4.9~9.8kPa（0.5~1.0mH2O柱）。
d.鼓风机的选择及鼓风机房的设计
①根据设计风量和风压来选择鼓风机：
罗茨鼓风机：
——噪音大，必须采取消声措施，适用于中、小型污水厂；
离心式鼓风机：
——噪音较小，效率较高，适用于大、中型污水厂；
——变速离心风机可自控；
轴流式通风机：
——风压较小(<1.2m以下)，一般用于浅层曝气。>
②注意型号选择与备用：
——当工作鼓风机≤3台时，备用1台；
当工作鼓风机≥?4台时，备用2台。
③噪音防护：
——在鼓风机的进风和送风的管道上，安装消声器；
④鼓风机房的设计：
平面布置；基础设计；供电；防噪声措施；
其它附属设施——机器间、值班室、配电室等。
二沉池的计算与设计
二沉池的作用是：
泥水分离；混合液澄清（保证出水水质）
浓缩活性污泥（保证回流污泥浓度）
与初沉池相比，二沉池的特点：
①活性污泥混合液的浓度较高，且具有絮凝性能，其沉降属于成层沉淀；
②活性污泥的质量较轻，易产生异重流，因此，其最大允许的水力负荷（m3/m2.h）应低于初沉池；
③由于二沉池还起着污泥浓缩的作用，所以需要适当增大污泥区的容积。
二沉池池型的选择：
平流式、竖流式、辐流式；
斜板（管）沉淀池——原则上不建议采用；
带有机械吸泥及排泥设施的辐流式沉淀池，比较适合于大型污水厂；
方形多斗辐流式沉淀池常用于中型污水厂；
竖流式或多斗式平流式沉淀池，则多用于小型污水厂。
污泥回流及处理
污泥回流设备的选择与设计
常用的污泥提升设备是污泥泵；
大、中型厂，一般采用螺旋泵或轴流式污泥泵；
小型厂，一般采用小型潜污泵或空气提升器。
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