德国ATV131标准中文版修改.docx

1、德国ATV131标准中文版修改德国ATV-DVWK规范及标准ATV标准ATV-DVWK-A 131E单段活性污泥污水处理厂的设计2000年5月ISBN 3-9*-*-*发行：GFA出版公司， ATV-DVWK的水，污水及垃圾Theodor-Heu-Allee 17 D-53773 Hennef Postfach 11 65 D-53758 Hennef电话： +49-2242/872-120 Telefax: +49-2242/872-100E-mail: * Internet: http:/www.gfa-verlag.de预备本 ATV标准是由 ATV-DVWK 专家委员会 KA 5 和

2、KA 6精心制作的。 KA 5 专家委员会“沉淀工艺” 有以下成员：Prof. Dr.-Ing. Gnthert, Mnchen (C主席)Prof. Dr.-Ing. Billmeier, KlnDipl.-Ing. Born, Kassel Dr.-Ing. Andrea Deininger, WeyarnDr.-Ing. Grnebaum, EssenDr.-Ing. Kalbskopf, DinslakenDr.-Ing, Resch, WeissenburgProf. Dr.-Ing. Rosenwinkel, HannoverDr.-Ing. RlleDr.-Ing. Schulz

3、, EssenProf. Dr.-Ing. Seyfried, HannoverDr.-Ing. Stein, EmsdettenKA 6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, CottbusDr.-Ing. Bever, OberhausenProf. Dr.-Ing. Bode, EssenDr.-Ing. Boll, HannoverProf. Dr.-Ing. Gujer, ZrichProf. Dr. rer. nat. Huber, MnchenProf. Dr

4、.-Ing. E.h. Imhoff, EssenProf. Dr.-Ing. Krauth, StuttgartDr. Lemke, LeverkusenDr. Hilde Lemmer, MnchenProf. Dr.-Ing. Londong, WuppertalProf. Dr. Matsch, WienDipl.-Ing. Peter-Frhlich, BerlinProf. Dr.-Ing. Rosenwinkel, HannoverDipl.-Ing. Schleypen, MnchenDr.-Ing. Teichgreber, EssenDipl.-Ing. Ziess, Ha

5、an-GruitenDie Deutsche Bibliothek 德国图书馆 CIP-EinheitsaufnahmeATV-DVWK 标准A 131E. 单段活性污泥污水处理厂的设计. 2000ISBN 3-*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。 GFA-Gesellschaft zur Frderung der Abwassertechnik e.V (ATV-DVWK出版公司, 水，污水，垃圾), Hennef 2000)原始德国版由DCM, Mecken

6、heim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-A 400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

7、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-A 131）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

8、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、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

10、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-M 271 Personalbedarf fr den Betrieb kommunaler Klranlagen“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-A 122E 和 ATV-A 126E以及 DIN 4261。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ASTm2二

11、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,XXXkg/d另一参数XXX的日负荷BR,BODkg/(m3 d)BOD5容积负荷率BR,XXXkg/(m3 d)另一参数XXX的容积负荷率BSS,BODkg/(kg d)BOD5 污泥负荷率BSS,XXXkg/(kg d)另一参数XXX的污泥负荷率bd-1衰减系数CSmg/l某温度和局部压力条件下的饱和溶解氧浓度CXmg/l曝气池中溶解氧的浓度(DO)DSTm二沉池的直径DSVl/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 250 L/m3）FT-内源呼吸的温度系数FC-碳呼吸

12、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H1m二沉池清水区的深度H2m二沉池分离区回流区的深度H3m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Hlnm二沉池进口的中心深度（水面以下）HSRm刮砂机片或刮砂机梁的高度Htotm二沉池总水深LFSm矩形池中行走刮砂机的长度 (LFS LST)LRWm矩形池中刮砂桥走道的长度 (LRW LST)LSLm矩形池中刮砂机片移除的污泥层的长度(LSL 15hSR)LSRm矩形二沉池中刮砂机片或刮砂机梁的长度(LSR WST)LSTm矩形二沉池的长度MSS,ATkg生物反应池曝气池中悬浮固体的质量OCkg/h

13、Cx = 0, T = 20 C 及气压 p = 1013 hPa条件下清洁水中的曝气设施的氧气交换量 OCkg/hCx = 0, T = 20 C及气压 p = 1013 hPa条件下活性污泥系统中曝气设施的氧气交换量OUC,BODkg/kg碳氧化的耗氧量，以BOD5为标准 OUd,Ckg/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,Nkg/d每日反硝化所消耗的氧气量OUhkg/h耗氧率 (每小时)PTXXXI参数 XXX （BOD5, COD 值等）相应的人口总数和人口当量Qm3/h流量，进水流量，过流流量QDW,d m3/d的日污水量QD

14、W,hm3/h旱季小时污水流量（每两小时平均）QWW,hm3/h雨季合流及分流污水系统的设计峰值流量QRSm3/h回流污泥（活性的）流量QIRm3/h反硝化工艺中前置缺氧区的内回流量QRCm3/h反硝化工艺中前置缺氧区的总流量 (QRS + QIR) QSHORTm3/h二沉池中短流污泥流量QSRm3/h污泥去除率QWS,dm3/d每日剩余活性污泥量qAm/h二沉池表面溢流率qSVl/(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,DW or QRS/Qh,WW)SF-硝化作用的安全系数SP

15、dkg/d日剩余活性污泥产量（固体）SPd,Ckg/d每日除碳产生的污泥量SPd,Pkg/d除磷每日产生的污泥量SSC,BOD5kg/kg除碳每日产生的与 BOD5 有关的污泥量SSATkg/m3生物反应池/曝气池中的悬浮固体浓度 (MLSS)SSAT,STEPkg/m3生物反应池逐步反硝化的平均悬浮固体浓度(SSAT,Step SSEAT)SSBSkg/m3二沉池底泥的悬浮固体浓度SSEATkg/m3生物反应池/曝气池出水的悬浮固体浓度(一般SSEAT = SSAT)SSRSkg/m3回流污泥的悬浮固体浓度SSWSkg/m3剩余污泥的悬浮固体浓度SVIl/kg污泥体积指数TC生物池/曝气池的

16、温度TERC生物反应池中的温度，应使出水中氮达标TDimC生物反应池 / 曝气池中的温度，以此为基础进行设计TWC冬季生物反应池中的温度, TW TDimtDh,d间歇工艺的反硝化反应时间tNh,d间歇工艺的硝化反应时间tRh,d停留时间(如 tR = VAT : Qh,DW)tsh提起、放下刮泥机的时间tSRh除泥间歇时间 (刮泥机一圈的时间周期)tSSd与 VAT 有关的污泥龄 tSS,dimd设计使用的污泥龄tSS,aerobd与VN有关的好氧污泥龄 tSS,aerob,dimd硝化反应设计使用的好氧污泥龄tTh间歇工艺的循环时间 (tT = tD + tN)tThh二沉池污泥的浓缩时间

17、VATm3生物反应池/曝气池的体积VBioPm3生物除磷厌氧混合池的体积VDm3反硝化池的体积VNm3硝化池的体积VSelm3好氧选择池的体积VSTm3二沉池的体积vretm/h刮泥桥的往返速度vSRm/h刮泥桥速度 (外围圆形池处)WSTm矩形二沉池的宽度Ymg/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:CXXXmg/l均质样品中参量XXX的浓度 SXXXmg/l过滤样品中参量XXX的浓度 (0.45 m滤膜)XXXXmg/l过滤固体残渣中参量XXX的浓度 ， XXXX = CXXX - SXXX常用参数:C

18、BODmg/l均质样品中BOD5 的浓度CCODmg/l均质样品中COD的浓度 CCOD,degmg/l生物可降解的 COD的浓度CNmg/l均质样品中的总氮浓度 (以N计)CPmg/l均质样品中的磷的浓度 （以P计）CTKNmg/l均质样品的凯氏氮浓度 (CTKN = CorgN + SNH4)CorgNmg/l均质样品的有机氮浓度 (CorgN = CTKN - SNH4 or CorgN = CN - SNH4 - SNO3 - SNO2)SALKmmol/l碱度SBODmg/l0.45 m滤膜过滤的样品的BOD5浓度 SCODmg/l0.45 m滤膜过滤的样品的COD浓度SCOD,de

19、gmg/l溶解的，可生物降解的 COD浓度SCOD,inertmg/l溶解的，惰性的 COD浓度SCOD,Extmg/l作为反硝化外加碳源的溶解性COD浓度 SinorgNmg/l 无机氮的浓度 (SinorgN = SNH4 + SNO3 + SNO2)SNH4mg/l过滤的样品的氨氮浓度（以N计）SNO3mg/l过滤样品中的硝酸盐氮浓度（N）SNO2mg/l过滤样品中的亚硝酸盐氮浓度（N）SNO3,Dmg/l将反硝化的硝酸盐氮浓度SNO3,D,Extmg/l需外加碳源反硝化的硝酸盐氮浓度SNH4,Nmg/l将硝化的氨氮浓度 SPO4mg/l磷酸盐浓度 (溶解性)（以P计）XCOD,BMmg

20、/l生物质的COD浓度 XCOD,degmg/l颗粒性、可生物降解COD浓度 XCOD,inertmg/l颗粒性、惰性COD浓度XorgN,BMmg/l生物质中的有机氮的浓度XP,BMmg/l生物质中的磷的浓度XP,Precmg/l共沉淀去除的磷的浓度XP,BioPmg/l生物除磷去除的磷的浓度 XSSmg/l污水中的悬浮固体的浓度(0.45 m 滤膜过滤、105 C 干燥)Xorg,SSmg/l污水中有机悬浮固体的浓度 XinorgSSmg/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

21、 EAT生物反应池出口处的取样，如 SNO3,EATEDT反硝化池出口处的取样，如SNO3,EDTENT硝化池出口处的取样，如 SNH4, ENTEST二沉池出口处的取样， 如 CBOD,EST, XSS,ESTWS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

22、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

23、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/l SS 增加:CBOD - 0.3 到 1.0 mg/lCCOD - 0.8 到 1.4 mg/lCN -

24、 0.08 到 0.1 mg/lCP - 0.02 到 0.04 mg/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: 0.15 m/s (轻污泥), 0.3 m/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

25、5 W/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15.2.5 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

26、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

27、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

28、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-M 210 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