德国ATV131标准中文版修改.docx

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德国ATV131标准中文版修改

德国ATV-DVWK规范及标准

ATV标准ATV-DVWK-A131E

单段活性污泥污水处理厂的设计

2000年5月ISBN3-9*****-**-*

发行：

GFA出版公司，ATV-DVWK的水，污水及垃圾

Theodor-Heuß-Allee17D-53773HennefPostfach1165D-53758Hennef

电话：

+49-2242/872-120Telefax:

+49-2242/872-100

E-mail:

**********************Internet:

http:

//www.gfa-verlag.de

预备

本ATV标准是由ATV-DVWK专家委员会KA5和KA6精心制作的。

KA5专家委员会“沉淀工艺”有以下成员：

Prof.Dr.-Ing.Günthert,München（C主席）

Prof.Dr.-Ing.Billmeier,Köln

Dipl.-Ing.Born,Kassel

Dr.-Ing.AndreaDeininger,Weyarn

Dr.-Ing.Grünebaum,Essen

Dr.-Ing.Kalbskopf,Dinslaken

Dr.-Ing,Resch,Weissenburg

Prof.Dr.-Ing.Rosenwinkel,Hannover

Dr.-Ing.Rölle

Dr.-Ing.Schulz,Essen

Prof.Dr.-Ing.Seyfried,Hannover

Dr.-Ing.Stein,Emsdetten

KA6专家委员会“好氧生物污水处理工艺”有以下成员：

Prof.Dr.-Ing.Kayser,Braunschweig（主席）

Dipl.-Ing.Beer,Cottbus

Dr.-Ing.Bever,Oberhausen

Prof.Dr.-Ing.Bode,Essen

Dr.-Ing.Boll,Hannover

Prof.Dr.-Ing.Gujer,Zürich

Prof.Dr.rer.nat.Huber,München

Prof.Dr.-Ing.E.h.Imhoff,Essen

Prof.Dr.-Ing.Krauth,Stuttgart

Dr.Lemke,Leverkusen

Dr.HildeLemmer,München

Prof.Dr.-Ing.Londong,Wuppertal

Prof.Dr.Matsché,Wien

Dipl.-Ing.Peter-Fröhlich,Berlin

Prof.Dr.-Ing.Rosenwinkel,Hannover

Dipl.-Ing.Schleypen,München

Dr.-Ing.Teichgreber,Essen

Dipl.-Ing.Ziess,Haan-Gruiten

DieDeutscheBibliothek[德国图书馆]–CIP-Einheitsaufnahme

ATV-DVWK标准

A131E.单段活性污泥污水处理厂的设计.–2000

ISBN3-***********

保留所有的权利，特别是翻译成其他语种的权利。

没有出版者的书面同意，本标准的任何部分不能以影印，微缩拍摄或其他别的方法出现－或者是用于机械设备上的语言，特别是数据工艺机械。

ÓGFA-GesellschaftzurFörderungderAbwassertechnike.V

（ATV-DVWK出版公司,水，污水，垃圾）,Hennef2000）

原始德国版由DCM,Meckenheim出品。

预备……………………………………………………………………………2

注意事项

本ATV-DVGW标准是荣誉的，根据应用原理产生的科学技术和经济的结合结果。

（法令，ATV和ATV标准ATV-A400的工艺规范）。

因此，根据这些，设定为它原文技术正确，并已被普遍承认。

本标准的应用对每个人都是开放的。

然而，法令或行政规章可以禁止它的使用，如合同或其他的合法原因。

本规范是重要的，但不是正确的解决问题的唯一的信息来源。

在使用过程中任何人不能推卸由于自己的行动或规范条例的不正确应用的责任；特别是本标准中旁注的正确应用。

前言

在编制前一版本的ATV标准（1988-90）时，只有少量活性污泥处理厂具有脱氮除磷功能，根据这些污水厂的运行结果信息可以推演其它处理厂的设计和运行。

因此，带着很多问题，我们只能依赖于研究结果。

与此同时，进行的大量的此类实验研究结果以及从实践中获得的经验使我们可以建立更广泛的数据库来修正设计标准。

与1991年2月ATV标准（ATV-A131）相比，本标准有以下重要变化：

对任何规模的活性污泥处理厂的有效性（至今为止5,000总居住者和人口当量）。

设计流量和负荷的出处这一章减掉了，因为单独的ATV标准应是为所有类型的污水处理工艺而制定的。

根据附录1——德国污水条例（AbwV）（以前是T=10°C）的要求，假设生物反应池可灵活设计，脱氮的设计温度为T=12°C。

综合生物除磷设计。

修正反硝化能力。

要求氧转移量的确定方法的变化。

好氧选择池的综合设计。

基于COD的设计方案的选择。

二沉池允许污泥容积负荷率的增加。

关于二沉池局部深度的设计的修正和二沉池的浓缩和污泥移除区深度的决定的一些修改。

二沉池中污泥移除系统（刮砂机）的综合设计。

工艺技术的解释来源于ATV手册“生物及高级污水处理”［1］及“机械污水处理厂”［2］。

文中引用的数字参见手册的章节。

1应用领域

导言

污水管网中及污水处理厂中的雨水的处理形成了对地表水的保护。

因为污水处理厂的设计及规划期内的雨水溢流应相互匹配。

规划期不应超过25年。

目的

运用本标准中推荐的设计值，采用单段活性污泥处理厂处理城市污水时，出水可以满足的最低的排放要求，即符合或者低于99年2月9日签署的《德国污水条例》（AbwV）附录1及相关取样规范的要求。

如果排放了含有大量慢速生物降解物质和／或惰性有机物质的商业或工业污水，出水会比处理生活污水出水产生更高的剩余COD。

同样，低水消耗及低渗透率的地区，惰性COD浓度会提高。

本技术规范是特别为去除碳和脱氮、除磷的大部分实际工艺的选择，以及污水厂必需的构件及设施服务的。

本标准中没有涉及到曝气设备的设计。

由于本标准在德国国外也应用，而当地可能会有更严格的要求，不一定绝对的按照《德国污水条例》（AbwV）附录1中的出水要求执行。

根据水法的要求、结构和操作要求及地表水的敏感度，计划通过平行单体、备用设备等的设置来保证适度的操作安全系数。

根据本标准的规划，污水厂的安全运行的首要条件是有足够的有质资的，培训的，有长久技术支持的人员能被雇佣，并在整个工艺中操作。

见ATV咨询活页ATV-M271„PersonalbedarffürdenBetriebkommunalerKläranlagen“［市政污水处理厂操作人员要求］。

范围

本规范基本服务于单段活性污泥处理厂的设计。

由于较小的污水处理厂的特点，应注意ATV标准中的ATV-A122E和ATV-A126E以及DIN4261。

本标准一般适用于生活污水。

从商业及工业目的的工厂排放出来的污水，只要污水的危害性可以通过与生活污水相同的生物工艺处理方法降低，也可以使用。

2符号

AST

m2

二沉池的表面积

a

-

圆形沉淀池里刮砂片的数量

Bd,BOD

kg/d

日BOD5负荷

Bd,XXX

kg/d

另一参数XXX的日负荷

BR,BOD

kg/（m3·d）

BOD5容积负荷率

BR,XXX

kg/（m3·d）

另一参数XXX的容积负荷率

BSS,BOD

kg/（kg·d）

BOD5污泥负荷率

BSS,XXX

kg/（kg·d）

另一参数XXX的污泥负荷率

b

d-1

衰减系数

CS

mg/l

某温度和局部压力条件下的饱和溶解氧浓度

CX

mg/l

曝气池中溶解氧的浓度（DO）

DST

m

二沉池的直径

DSV

l/m3

稀释的污泥体积，沉淀30分钟，（待定，如果一般情况中，SV30高于250L/m3）

FT

-

内源呼吸的温度系数

FC

-

碳呼吸的峰值系数

FN

-

氨氧化的峰值系数

FSR

-

污泥移除系数，根据污泥刮砂机的类型

H1

m

二沉池清水区的深度

H2

m

二沉池分离区／回流区的深度

H3

m

二沉池密度流和储存区的深度

H4

二沉池污泥浓缩和移出区的深度

Hln

m

二沉池进口的中心深度（水面以下）

HSR

m

刮砂机片或刮砂机梁的高度

Htot

m

二沉池总水深

LFS

m

矩形池中行走刮砂机的长度（LFSLST）

LRW

m

矩形池中刮砂桥走道的长度（LRWLST）

LSL

m

矩形池中刮砂机片移除的污泥层的长度（LSL~15·hSR）

LSR

m

矩形二沉池中刮砂机片或刮砂机梁的长度（LSRWST）

LST

m

矩形二沉池的长度

MSS,AT

kg

生物反应池／曝气池中悬浮固体的质量

OC

kg/h

Cx=0,T=20°C及气压p=1013hPa条件下清洁水中的曝气设施的氧气交换量

OC

kg/h

Cx=0,T=20°C及气压p=1013hPa条件下活性污泥系统中曝气设施的氧气交换量

OUC,BOD

kg/kg

碳氧化的耗氧量，以BOD5为标准

OUd,C

kg/d

每日碳氧化所消耗的氧气量

OUd,D

kg/d

每日包括反硝化反应中的除碳所消耗的氧气量

OUd,N

kg/d

每日反硝化所消耗的氧气量

OUh

kg/h

耗氧率（每小时）

PTXXX

I

参数XXX（BOD5,COD值等）相应的人口总数和人口当量

Q

m3/h

流量，进水流量，过流流量

QDW,d

m3/d

的日污水量

QDW,h

m3/h

旱季小时污水流量（每两小时平均）

QWW,h

m3/h

雨季合流及分流污水系统的设计峰值流量

QRS

m3/h

回流污泥（活性的）流量

QIR

m3/h

反硝化工艺中前置缺氧区的内回流量

QRC

m3/h

反硝化工艺中前置缺氧区的总流量（QRS+QIR）

QSHORT

m3/h

二沉池中短流污泥流量

QSR

m3/h

污泥去除率

QWS,d

m3/d

每日剩余活性污泥量

qA

m/h

二沉池表面溢流率

qSV

l/（m2·d）

二沉池污泥容积表面负荷

RC

-

反硝化反应中前置缺氧区的总循环流量（RC=QRC/Qh,DW）

RS

-

污泥回流比（RS=QRS/Qh,DWorQRS/Qh,WW）

SF

-

硝化作用的安全系数

SPd

kg/d

日剩余活性污泥产量（固体）

SPd,C

kg/d

每日除碳产生的污泥量

SPd,P

kg/d

除磷每日产生的污泥量

SSC,BOD5

kg/kg

除碳每日产生的与BOD5有关的污泥量

SSAT

kg/m3

生物反应池/曝气池中的悬浮固体浓度（MLSS）

SSAT,STEP

kg/m3

生物反应池逐步反硝化的平均悬浮固体浓度（SSAT,Step>SSEAT）

SSBS

kg/m3

二沉池底泥的悬浮固体浓度

SSEAT

kg/m3

生物反应池/曝气池出水的悬浮固体浓度（一般SSEAT=SSAT）

SSRS

kg/m3

回流污泥的悬浮固体浓度

SSWS

kg/m3

剩余污泥的悬浮固体浓度

SVI

l/kg

污泥体积指数

T

°C

生物池/曝气池的温度

TER

°C

生物反应池中的温度，应使出水中氮达标

TDim

°C

生物反应池/曝气池中的温度，以此为基础进行设计

TW

°C

冬季生物反应池中的温度,TW

tD

h,d

间歇工艺的反硝化反应时间

tN

h,d

间歇工艺的硝化反应时间

tR

h,d

停留时间（如tR=VAT:

Qh,DW）

ts

h

提起、放下刮泥机的时间

tSR

h

除泥间歇时间（刮泥机一圈的时间周期）

tSS

d

与VAT有关的污泥龄

tSS,dim

d

设计使用的污泥龄

tSS,aerob

d

与VN有关的好氧污泥龄

tSS,aerob,dim

d

硝化反应设计使用的好氧污泥龄

tT

h

间歇工艺的循环时间（tT=tD+tN）

tTh

h

二沉池污泥的浓缩时间

VAT

m3

生物反应池/曝气池的体积

VBioP

m3

生物除磷厌氧混合池的体积

VD

m3

反硝化池的体积

VN

m3

硝化池的体积

VSel

m3

好氧选择池的体积

VST

m3

二沉池的体积

vret

m/h

刮泥桥的往返速度

vSR

m/h

刮泥桥速度（外围圆形池处）

WST

m

矩形二沉池的宽度

Y

mg/mg

产率系数（每mg可生物降解的COD产生的的生物质mg（COD））

-

活性污泥及清洁水中的氧转移比

化学参数及浓度:

CXXX

mg/l

均质样品中参量XXX的浓度

SXXX

mg/l

过滤样品中参量XXX的浓度（0.45m滤膜）

XXXX

mg/l

过滤固体残渣中参量XXX的浓度，XXXX=CXXX-SXXX

常用参数:

CBOD

mg/l

均质样品中BOD5的浓度

CCOD

mg/l

均质样品中COD的浓度

CCOD,deg

mg/l

生物可降解的COD的浓度

CN

mg/l

均质样品中的总氮浓度（以N计）

CP

mg/l

均质样品中的磷的浓度（以P计）

CTKN

mg/l

均质样品的凯氏氮浓度（CTKN=CorgN+SNH4）

CorgN

mg/l

均质样品的有机氮浓度（CorgN=CTKN-SNH4orCorgN=CN-SNH4-SNO3-SNO2）

SALK

mmol/l

碱度

SBOD

mg/l

0.45m滤膜过滤的样品的BOD5浓度

SCOD

mg/l

0.45m滤膜过滤的样品的COD浓度

SCOD,deg

mg/l

溶解的，可生物降解的COD浓度

SCOD,inert

mg/l

溶解的，惰性的COD浓度

SCOD,Ext

mg/l

作为反硝化外加碳源的溶解性COD浓度

SinorgN

mg/l

无机氮的浓度（SinorgN=SNH4+SNO3+SNO2）

SNH4

mg/l

过滤的样品的氨氮浓度（以N计）

SNO3

mg/l

过滤样品中的硝酸盐氮浓度（N）

SNO2

mg/l

过滤样品中的亚硝酸盐氮浓度（N）

SNO3,D

mg/l

将反硝化的硝酸盐氮浓度

SNO3,D,Ext

mg/l

需外加碳源反硝化的硝酸盐氮浓度

SNH4,N

mg/l

将硝化的氨氮浓度

SPO4

mg/l

磷酸盐浓度（溶解性）（以P计）

XCOD,BM

mg/l

生物质的COD浓度

XCOD,deg

mg/l

颗粒性、可生物降解COD浓度

XCOD,inert

mg/l

颗粒性、惰性COD浓度

XorgN,BM

mg/l

生物质中的有机氮的浓度

XP,BM

mg/l

生物质中的磷的浓度

XP,Prec

mg/l

共沉淀去除的磷的浓度

XP,BioP

mg/l

生物除磷去除的磷的浓度

XSS

mg/l

污水中的悬浮固体的浓度（0.45m滤膜过滤、105°C干燥）

Xorg,SS

mg/l

污水中有机悬浮固体的浓度

XinorgSS

mg/l

污水中无机悬浮固体的浓度

取样位置或目的指标

I

污水处理厂入口处的取样

IAT

生物反应池入口处的取样，如果可能，厌氧混合池入口处的取样，如CCOD,IAT

EAT

生物反应池出口处的取样，如SNO3,EAT

EDT

反硝化池出口处的取样，如SNO3,EDT

ENT

硝化池出口处的取样，如SNH4,ENT

EST

二沉池出口处的取样，如CBOD,EST,XSS,EST

WS

剩余污泥的取样

RS

回流污泥的取样

ER

出水排放要求（以定义的取样程序）

3工艺描述和设计步骤

3.1概述

活性污泥工艺是包括，好氧设备的生物反应器（活性污泥反应池）及二沉池，他们都与回流污泥连接。

活性污泥的沉淀，以污泥体积指数（SVI）及混合液悬浮固体浓度（SSAT）表征，这两个参数影响二沉池及生物反应池的体积。

污水的特性和生物反应池构造，以及处理目的都影响SVI。

生物反应池是完全混合池，通常会导致较高的SVI，往往比有浓度梯度的池（如推流式）更会促进丝状菌的生长。

对含有高浓度易生物降解有机物质的污水，采用上流式选择池会更有帮助，生物除磷的上流式厌氧混合池也有类似作用，见图1。

此图给出了术语，但并不是说活性污泥处理厂必须采用曝气池或选择池。

然而有一点应指出，使用选择池并不是在所有情况下都能控制丝状菌的生长。

图1:

具有脱氮作用的活性污泥处理厂的流程图

（在如图1所示前置反硝化工艺中，几乎所有的反硝化工艺和只是除有机碳的曝气池，都可以用好氧选择池或厌氧混合池。

好氧选择池的体积（VSel）或除磷的厌氧混合池的体积（VBioP）不是生物反应池的一部分（VBB）。

在只是除碳的污水厂里，好氧选择池可以作为曝气池的一部分。

泥龄（tSS）与生物反应池的设计有关，大约与生物反应池中污泥的停留时间相符。

它可定义为生物反应池中（干）活性污泥（VAT·SSAT）与每日剩余活性污泥的比值。

如果生物反应池有反硝化的厌氧区（VD），好氧泥龄（tSS,aerob）可定义为生物反应池中好氧部分的干污泥（VN=VAT-VD）每日剩余活性污泥的比值。

二沉池排出物中的剩余物质，大部分是溶解的物质和胶质，部分是悬浮固体活性污泥。

这都取决于二沉池的效率。

二沉池出水每1mg/lSS增加:

CBOD-0.3到1.0mg/l

CCOD-0.8到1.4mg/l

CN-0.08到0.1mg/l

CP-0.02到0.04mg/l以上

3.2生物反应池

使用活性污泥工艺的污水处理，考虑到工艺技术，操作及经济原因，在生物反应池（曝气池）应满足以下要求：

:

足够的生物絮体，活性污泥的混合液悬浮物浓度（SSAT）的简化测量；

足够的氧转化以满足需氧量，并控制其满足不同的操作及荷载情况的需要；

充分搅拌以防止污泥在池底的永久沉淀；在曝气池通过曝气保证，如果需要用混合设施配合；可在底部以外的面积处以底速度为指导，安装扩散曝气设施。

曝气池池底流速:

0.15m/s（轻污泥）,0.3m/s（重污泥）。

缺氧或厌氧区搅拌的功率是由搅拌设备保证的，一般为1到5W/m3,根据池型和池大小。

没有讨厌的气味，烟雾，噪声和振动。

为反硝化可用各种反应池构筑物及操作方法，如图2所示（比较[1]5.2.5及5.3.2）。

同时应注意观察以上的要求也能很好的满足：

厌氧区反硝化工艺：

污水，回流污泥及内循环流在反硝化池中混合。

反硝化池和硝化池都可以做成喷流。

为使操作灵活，从水流方向，反硝化池的最后部分也可以曝气。

应把内循环流降到所需的最低量以减少与反硝化池中高含量的溶解氧的不良冲突。

Fig.2:

反硝化过程

阶式进给反硝化工艺：

两个或更多的生物反应池，每个都由厌氧区或同时反硝化，互相串连。

污水分步送到反硝化池。

通过这点分配内循环流。

从硝化池到以下的反硝化池的很高的含氧量的转换有损于反硝化作用。

反硝化工艺与厌氧区反硝化工艺是平衡的。

由于污水的分阶进给第一个池子中混合液的浓度比到二沉池的出口处的浓度高，参见[1]5.2.5.4。

同时反硝化工艺：

实际中只是在循环池（传送带）中应用。

循环水流过池中的反硝化区和硝化区。

我们可以认为同时反硝化工艺是一种有高循环率的厌氧区反硝化。

曝气的自动控制，如根据硝酸盐含量，氨含量，氧化还原电位势的削弱或者耗氧率的氧含量，都是必须的。

考虑到稀释，循环池近似于彻底混合池。

交互反硝化工艺（BioDenitro）:

两个独立的间歇曝气池交替使用，水流从没有曝气的池子到另一个曝气的池子，再流到二沉池。

每个池子的曝气时间，反硝化周期及硝化期，一般是用计时器控制的。

硝化期的较高的含氧量损害了反硝化作用。

混合行为取决于彻底混合和栓塞流之间的协调。

间歇反硝化工艺：

在同一个反应池中硝化过程和反硝化过程交换进行。

每一个阶段的持续时间由计时器控制或自动控制，如根据氮含量，氨含量，氧化还原电位势或需氧率的变化。

硝化期末的高含氧量有损于反硝化作用。

间歇反硝化工艺的反应池一般认为是完全混合池。

后期反硝化工艺：

如果污水的C/N比值很低可以采用本工艺，但必须添加外部的碳。

反硝化池在硝化池的下游；为保证安全，就应用后期反硝化工艺。

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

译者注：

在硝化池及间歇工艺的硝化期中，曝气一般是自动控制的，以得到足够溶解的氧浓度。

（DO）

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

除了以上给出的工艺过程，还有一些局部有专利的特殊的反硝化工艺，参见[1],5.2.5。

按序批量的活性污泥处理厂（SBR处理厂）也适用于反硝化。

详细内容见ATV咨询活页ATV-M210及[1],5.3.3。

在很多脱磷活性污泥处理厂中可以看到明显的额外生物除磷，甚至没有上游的厌氧池。

对额外的生物除磷，可在每个单体生物反应池或一组生物反应池的上游设置污水及回流污泥的厌氧混合池（参见[1],5.2.6及5.3.2），图1。

如果厌氧池是喷流的效率会提高。

，回流污泥中含有的氮可以在某一部分移除，在另一部分可以得到完全厌氧的条件。

注意参见[1],5.2.6中的特殊工艺。

很多厂子通过生物除磷提供同时磷的沉淀。

沉淀剂的剂量应尽可能的使曝气池出口的控制系统的自动控制可用。

如果污泥泥龄tSS至少是2到3天，活性污泥处理厂中的额外生物除磷也可只是为除碳设计。

3.3二沉池

二沉池主要目的是从生物处理污水中分离出活性污泥。

活性污泥处理厂的载荷能力是主要是由活性污泥的固体悬浮物浓度（SSAT）和曝气池的体积决定的。

固体悬浮物的浓度基本依赖于二沉池在浮动的水压输送下的运行能力，污泥体积指数及污泥移除，还有回流污泥率及废弃固体的移除。

二沉池的确定，设计及装备必须满足以下目标：

使活性污泥从污水中沉淀分离；

使沉淀的活性污泥浓缩并回流到生物反