第十二章活性污泥法

1、第十二章 活性污泥法第一節(jié)第一節(jié) 基基 本本 概概 念念 什么是活性污泥？由細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物群體及吸附的污水中有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。活性污泥的性質(zhì)顏色黃褐色狀態(tài)似礬花絮絨顆粒味道土腥味相對(duì)密度曝氣池混合液：1.0021.003回流污泥：1.0041.006粒徑2001000m20100cm2/mL比表面積微生物組成特征（一）微生物組成特征（一）細(xì)菌：以異養(yǎng)型原核生物細(xì)菌：以異養(yǎng)型原核生物(細(xì)菌細(xì)菌)為主，數(shù)量為主，數(shù)量107108個(gè)個(gè)/mL，自養(yǎng)菌數(shù)量略低。其優(yōu)勢(shì)，自養(yǎng)菌數(shù)量略低。其優(yōu)勢(shì)菌種：菌種：產(chǎn)堿桿菌產(chǎn)堿桿菌屬等，

2、它是降解污染物質(zhì)的屬等，它是降解污染物質(zhì)的主體，具有分解有機(jī)物的能力。主體，具有分解有機(jī)物的能力。真菌：由細(xì)小的腐生或寄生菌組成，具分解真菌：由細(xì)小的腐生或寄生菌組成，具分解碳水化合物，脂肪、蛋白質(zhì)的功能，但碳水化合物，脂肪、蛋白質(zhì)的功能，但絲狀絲狀菌菌大量增殖會(huì)引發(fā)污泥膨脹。大量增殖會(huì)引發(fā)污泥膨脹。原生動(dòng)物：肉足蟲，鞭毛蟲和纖毛蟲原生動(dòng)物：肉足蟲，鞭毛蟲和纖毛蟲3類，類，捕食游捕食游離細(xì)菌離細(xì)菌。其出現(xiàn)的順序反映了處理水質(zhì)的好壞。其出現(xiàn)的順序反映了處理水質(zhì)的好壞（這里的好壞是指有機(jī)物的去除），最初是肉足（這里的好壞是指有機(jī)物的去除），最初是肉足蟲，繼之蟲，繼之鞭毛蟲鞭毛蟲和和游泳型纖毛蟲游泳

3、型纖毛蟲；當(dāng)處理水質(zhì)良；當(dāng)處理水質(zhì)良好時(shí)出現(xiàn)好時(shí)出現(xiàn)固著型纖毛蟲，如鐘蟲、固著型纖毛蟲，如鐘蟲、等枝蟲、獨(dú)縮等枝蟲、獨(dú)縮蟲、聚縮蟲、蓋纖蟲等。蟲、聚縮蟲、蓋纖蟲等。 后生動(dòng)物后生動(dòng)物(主要指主要指輪蟲輪蟲、線蟲線蟲、甲殼蟲如水騷類），、甲殼蟲如水騷類），捕食菌膠團(tuán)和原生動(dòng)物捕食菌膠團(tuán)和原生動(dòng)物，是水質(zhì)穩(wěn)定的標(biāo)志。，是水質(zhì)穩(wěn)定的標(biāo)志。 產(chǎn)堿桿菌絲狀菌草履蟲游泳型纖毛蟲鐘蟲固著型纖毛蟲輪蟲線蟲曝氣池曝氣池出水堰曝氣池混合液配水進(jìn)入二沉池有辦法知道確切的生物量嗎？ 有人曾企圖通過直接測(cè)定污泥中細(xì)胞的DNA量、有機(jī)氮量、三磷酸腺苷（ATP）量、脫氫酶的活力等指標(biāo)去反映活性污泥的活力，這種方法既復(fù)雜又不

4、準(zhǔn)確，而且微生物的含量不斷變化。按McKinney的分析： MLSS=Ma+Me+Mi+Mii式中：Ma具備活性細(xì)胞成分； Me內(nèi)源代謝殘留的微生物有機(jī)體； Mi未代謝的不可生化的有機(jī)懸浮固體； Mii吸附的無機(jī)懸浮固體。按有機(jī)性和無機(jī)性成分：處理生活污水的活性污泥MLVSS: 70%NVSS: 30% MLSS表示懸浮固體物質(zhì)總量，MLVSS揮發(fā)性固體成分表示有機(jī)物含量，MLNVSS灼燒殘量，表示無機(jī)物含量。 MLVSS包含了微生物量，但不僅是微生物的量，由于測(cè)定方便，目前還是近似用于表示微生物的量。污泥沉降比：SV活性污泥的沉降濃縮性能取混合液至1000mL或100mL量筒，靜止沉淀30m

5、in后，度量沉淀活性污泥的體積，以占混合液體積的比例（%）表示污泥沉降比。通常，曝氣池混合液的沉降比正常范圍為1530%。 污泥體積指數(shù)：SVISV不能確切表示污泥沉降性能，故人們想起用單位干泥形成濕泥時(shí)的體積來表示污泥沉降性能，簡(jiǎn)稱污泥指數(shù)，單位為mL/g。）（）（）（混合液中懸浮固體干重）的活性污泥體積（混合液沉淀LMLSSLLSVLLLSVI/g/mg1mmin301活性污泥法的基本流程 活性污泥降解污水中有機(jī)物的過程 活性污泥在曝氣過程中，對(duì)有機(jī)物的降解（去除）過程可分為兩個(gè)階段：吸附階段穩(wěn)定階段 由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類的黏性物質(zhì)，導(dǎo)致污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)移到活性

6、污泥上去。主要是轉(zhuǎn)移到活性污泥上的有機(jī)物為微生物所利用。活性污泥降解污水中有機(jī)物的過程污水與污泥混合曝氣后BOD的變化曲線對(duì)活性污泥法曝氣過程中污水中有機(jī)物的變化分析得到結(jié)論：污水中的有機(jī)物殘留在污水中的有機(jī)物從污水中去除的有機(jī)物微生物不能利用的有機(jī)物微生物能利用的有機(jī)物微生物能利用而尚未利用的有機(jī)物微生物不能利用的有機(jī)物微生物已利用的有機(jī)物（氧化和合成）（吸附量）增殖的微生物體氧化產(chǎn)物P105曲線曲線反映污水中有機(jī)反映污水中有機(jī)物的去除規(guī)律；物的去除規(guī)律；曲線曲線反映活性污泥利反映活性污泥利用有機(jī)物的規(guī)律；用有機(jī)物的規(guī)律；曲線曲線反映了活性污泥反映了活性污泥吸附有機(jī)物的規(guī)律。吸附有機(jī)物的規(guī)律

7、。 這三條曲線反映出，在曝氣過程中：這三條曲線反映出，在曝氣過程中： 污水中有機(jī)物的去除在較短時(shí)間污水中有機(jī)物的去除在較短時(shí)間( ( 圖中是圖中是5h5h左右左右) )內(nèi)就基本內(nèi)就基本完成了完成了( (見曲線見曲線) )； 污水中的有機(jī)物先是轉(zhuǎn)移到污水中的有機(jī)物先是轉(zhuǎn)移到( (吸附吸附) )污泥上污泥上( (見曲線見曲線), ),然后逐然后逐漸為微生物所利用漸為微生物所利用( (見曲線見曲線) )； 吸附作用在相當(dāng)短的時(shí)間吸附作用在相當(dāng)短的時(shí)間( (圖中是圖中是45min45min左右左右) )內(nèi)就基本完成內(nèi)就基本完成了了( (見曲線見曲線) )； 微生物利用有機(jī)物的過程比較緩慢微生物利用有機(jī)

8、物的過程比較緩慢( (見曲線見曲線) )。 第二節(jié)第二節(jié) 活性污泥法的發(fā)展活性污泥法的發(fā)展 傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法 漸漸 減減 曝曝 氣氣分分 步步 曝曝 氣氣完全混合法完全混合法淺淺 層層 曝曝 氣氣深深 層層 曝曝 氣氣高負(fù)荷曝氣或變形曝氣高負(fù)荷曝氣或變形曝氣克克 勞勞 斯斯 法法延延 時(shí)時(shí) 曝曝 氣氣接觸穩(wěn)定法接觸穩(wěn)定法氧氧 化化 溝溝純純 氧氧 曝曝 氣氣活性污泥生物濾池（活性污泥生物濾池（ABF工藝）工藝）吸附生物降解工藝（吸附生物降解工藝（AB法）法）序批式活性污泥法（序批式活性污泥法（SBR法）法）二、活性污泥法的發(fā)展與演變有機(jī)物去除和有機(jī)物去除和氨氮硝化氨氮硝化在推流式的

9、傳統(tǒng)曝氣池中，混合液的需在推流式的傳統(tǒng)曝氣池中，混合液的需氧量在長度方向是逐步下降的。氧量在長度方向是逐步下降的。實(shí)際情況是：前半段氧遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，后半實(shí)際情況是：前半段氧遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，后半段供氧量超過需要。段供氧量超過需要。漸減曝氣的漸減曝氣的目的目的就是合理地布置擴(kuò)散器，就是合理地布置擴(kuò)散器，使布?xì)庋爻套兓?，而總的空氣量不變，這使布?xì)庋爻套兓?，而總的空氣量不變，這樣可以提高處理效率。樣可以提高處理效率。 漸 減 曝 氣 漸 減 曝 氣 把入流的一部分從池端引入到池的中部分點(diǎn)進(jìn)水。 分 步 曝 氣 分步曝氣示意圖 完 全 混 合 法 在分步曝氣的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步大大增加進(jìn)水點(diǎn)，同時(shí)相應(yīng)增加回流污泥并使

10、其在曝氣池中迅速混合，長條形池子中也能做到完全混合狀態(tài)。完全混合的概念（1）池液中各個(gè)部分的微生物種類和數(shù)量基本相同，生）池液中各個(gè)部分的微生物種類和數(shù)量基本相同，生活環(huán)境也基本相同。活環(huán)境也基本相同。（2）入流出現(xiàn)沖擊負(fù)荷時(shí)，池液的組成變化也較小，因）入流出現(xiàn)沖擊負(fù)荷時(shí)，池液的組成變化也較小，因?yàn)轶E然增加的負(fù)荷可為全池混合液所分擔(dān)，而不是像推流為驟然增加的負(fù)荷可為全池混合液所分擔(dān)，而不是像推流中僅僅由部分回流污泥來承擔(dān)。完全混合池從某種意義上中僅僅由部分回流污泥來承擔(dān)。完全混合池從某種意義上來講，是一個(gè)大的緩沖器和均和池，在工業(yè)污水的處理中來講，是一個(gè)大的緩沖器和均和池，在工業(yè)污水的處理中有

11、一定優(yōu)點(diǎn)。有一定優(yōu)點(diǎn)。（3）池液里各個(gè)部分的需氧量比較均勻。）池液里各個(gè)部分的需氧量比較均勻。 完全混合法的特征 完 全 混 合 法 淺 層 曝 氣 特點(diǎn)：氣泡形成和破裂瞬間的氧傳遞速率是最大的。在水的淺層處用大量空氣進(jìn)行曝氣，就可以獲得較高的氧傳遞速率。 1953年派斯維爾（Pasveer）的研究：氧在10靜止水中的傳遞特征，如下圖所示。 淺 層 曝 氣 擴(kuò)散器的深度以在水面以下擴(kuò)散器的深度以在水面以下0.60.8m范圍為宜，可以節(jié)省動(dòng)范圍為宜，可以節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用，動(dòng)力效率可達(dá)力費(fèi)用，動(dòng)力效率可達(dá)1.82.6kg（O2） / kWh。可以用一般的離心鼓風(fēng)機(jī)?？梢杂靡话愕碾x心鼓風(fēng)機(jī)。淺層曝氣與一

12、般曝氣相比，空氣量增大，但風(fēng)壓僅為一般曝氣淺層曝氣與一般曝氣相比，空氣量增大，但風(fēng)壓僅為一般曝氣的的1/41/6左右，約左右，約10kPa，故電耗略有下降。，故電耗略有下降。曝氣池水深一般曝氣池水深一般34m，深寬比，深寬比1.01.3，氣量比，氣量比3040m3/（m3 H2O.h）。）。淺層池適用于中小型規(guī)模的污水廠。淺層池適用于中小型規(guī)模的污水廠。由于布?xì)庀到y(tǒng)進(jìn)行維修上的困難，沒有得到推廣利用。由于布?xì)庀到y(tǒng)進(jìn)行維修上的困難，沒有得到推廣利用。 深 層 曝 氣 深井曝氣法處理流程深井曝氣池簡(jiǎn)圖一般曝氣池直徑約一般曝氣池直徑約16m，水深約，水深約1020m。深井曝氣法深。深井曝氣法深度為度

13、為50150m，節(jié)省了用地面積。，節(jié)省了用地面積。在深井中可利用空氣作為動(dòng)力，促使液流循環(huán)。在深井中可利用空氣作為動(dòng)力，促使液流循環(huán)。深井曝氣法中，活性污泥經(jīng)受壓力變化較大，實(shí)踐表明這時(shí)深井曝氣法中，活性污泥經(jīng)受壓力變化較大，實(shí)踐表明這時(shí)微生物的活性和代謝能力并無異常變化，但合成和能量分配微生物的活性和代謝能力并無異常變化，但合成和能量分配有一定的變化，發(fā)現(xiàn)有一定的變化，發(fā)現(xiàn)CO2比常規(guī)增多比常規(guī)增多30%，污泥產(chǎn)量低。，污泥產(chǎn)量低。深井曝氣池內(nèi)，氣液紊流大，液膜更新快，促使深井曝氣池內(nèi)，氣液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，值增大，同時(shí)氣液接觸時(shí)間延長，溶解氧的飽和度也由深度的增加而同時(shí)

14、氣液接觸時(shí)間延長，溶解氧的飽和度也由深度的增加而增加。增加。當(dāng)井壁腐蝕或受損時(shí)，污水可能會(huì)通過井壁滲透，污染地下當(dāng)井壁腐蝕或受損時(shí)，污水可能會(huì)通過井壁滲透，污染地下水。水。 深 層 曝 氣 部分污水廠只需要部分處理，因此產(chǎn)生了高負(fù)荷曝氣法。 曝氣池中的MLSS約為300500mg/L，曝氣時(shí)間比較短，約為23h，處理效率僅約65左右，有別于傳統(tǒng)的活性污泥法，故常稱變形曝氣。 高負(fù)荷曝氣或變形曝氣 克勞斯工程師把厭氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝氣，然后再進(jìn)入曝氣池，克服了高碳水化合物的污泥膨脹問題，這個(gè)方法稱為克勞斯法。 消化池上清液中富有氨氮，可以供應(yīng)大量碳水化合物代謝所需的氮。 消化池上

15、清液夾帶的消化污泥相對(duì)密度較大，有改善混合液沉淀性能的功效。 克 勞 斯 法 延時(shí)曝氣的特點(diǎn)：曝氣時(shí)間很長，達(dá)24h甚至更長，MLSS較高，達(dá)到30006000mg/L；活性污泥在時(shí)間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥少而穩(wěn)定，無需消化，可直接排放；適用于污水量很小的場(chǎng)合，近年來，國內(nèi)小型污水處理系統(tǒng)多有使用。延 時(shí) 曝 氣 接 觸 穩(wěn) 定 法 混合液曝氣過程中第一階段混合液曝氣過程中第一階段BODBOD5 5的下降是由于吸附作用造的下降是由于吸附作用造成的，對(duì)于溶解的有機(jī)物，吸附作用不大或沒有，因此，把成的，對(duì)于溶解的有機(jī)物，吸附作用不大或沒有，因此，把這種方法稱為接觸穩(wěn)定法，也叫吸附再

16、生法?；旌弦旱钠貧膺@種方法稱為接觸穩(wěn)定法，也叫吸附再生法。混合液的曝氣完成了吸附作用，回流污泥的曝氣完成穩(wěn)定作用。完成了吸附作用，回流污泥的曝氣完成穩(wěn)定作用。直接用于原污水的處理比用于初沉池的出流處理效果好；可省去初沉池；此方法剩余污泥量增加。 接 觸 穩(wěn) 定 法 氧化溝是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長，池氧化溝是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)溝內(nèi)液體迅速流動(dòng)，具有曝氣和攪曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)溝內(nèi)液體迅速流動(dòng)，具有曝氣和攪拌兩個(gè)作用，溝中混合液流速約為拌兩個(gè)作用，溝中混合液流速約為0.3

17、0.30.6m/s0.6m/s，使活性污，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)。泥呈懸浮狀態(tài)。氧 化 溝 純氧代替空氣，可以提高生物處理的速度。純氧曝氣池的構(gòu)造見右圖。 純 氧 曝 氣 純氧曝氣的缺點(diǎn)是純氧發(fā)生器容易出現(xiàn)故障，裝置復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)管理較麻煩。 在密閉的容器中，溶解氧的飽和度可提高，氧溶解的推動(dòng)力也隨著提高，氧傳遞速率增加了，因而處理效果好，污泥的沉淀性也好。純氧曝氣并沒有改變活性污泥或微生物的性質(zhì)，但使微生物充分發(fā)揮了作用?；钚晕勰嗌餅V池（ABF工藝）上圖為上圖為ABFABF的流程，在通常的活性污泥過程之前設(shè)置一個(gè)的流程，在通常的活性污泥過程之前設(shè)置一個(gè)塔式濾池，它同曝氣池可以是串聯(lián)或并聯(lián)的。塔式

18、濾池，它同曝氣池可以是串聯(lián)或并聯(lián)的。塔式濾池濾料表面附著很多的活性污泥，因此濾料的材塔式濾池濾料表面附著很多的活性污泥，因此濾料的材質(zhì)和構(gòu)造不同于一般生物濾池。質(zhì)和構(gòu)造不同于一般生物濾池。濾池也可以看作采用表面曝氣特殊形式的曝氣池，塔是濾池也可以看作采用表面曝氣特殊形式的曝氣池，塔是一外置的強(qiáng)烈充氧器。因而一外置的強(qiáng)烈充氧器。因而ABFABF可以認(rèn)為是一種復(fù)合式可以認(rèn)為是一種復(fù)合式活性污泥法。活性污泥法?；钚晕勰嗌餅V池（ABF工藝）吸附生物降解工藝（AB法）A A級(jí)以高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行，級(jí)以高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行，B B級(jí)以低負(fù)荷運(yùn)行，級(jí)以低負(fù)荷運(yùn)行，A A級(jí)級(jí)曝氣池停留時(shí)間短，曝氣池停留時(shí)

19、間短，303060min60min，B B級(jí)停留時(shí)間級(jí)停留時(shí)間2 24h4h。該系統(tǒng)不設(shè)初沉池，該系統(tǒng)不設(shè)初沉池，A A級(jí)曝氣池是一個(gè)開放性的生物系級(jí)曝氣池是一個(gè)開放性的生物系統(tǒng)。統(tǒng)。A A、B B兩級(jí)各自有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，兩級(jí)的污泥兩級(jí)各自有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，兩級(jí)的污泥互不相混?；ゲ幌嗷?。處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負(fù)荷和處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負(fù)荷和pHpH變化的能力。該變化的能力。該工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)行分期建設(shè)。工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)行分期建設(shè)。吸附生物降解工藝（AB法）項(xiàng)目項(xiàng)目段段推薦設(shè)計(jì)參數(shù)推薦設(shè)計(jì)參數(shù)容積負(fù)荷容積負(fù)荷(kgBOD5/(m3d)AB6100.9污泥負(fù)荷污泥負(fù)

20、荷(kgBOD5/(kgMLSSd)AB250.3泥齡泥齡/dAB0.30.51520曝氣時(shí)間曝氣時(shí)間/hAB0.50.7524沉淀時(shí)間沉淀時(shí)間/hAB1224BOD5去除率去除率/%AAB45559095AB兩段的主要工藝參數(shù)對(duì)比及推薦取值兩段的主要工藝參數(shù)對(duì)比及推薦取值序批式活性污泥法（SBR法）SBR工藝的基本運(yùn)行模式由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個(gè)基本過程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期，在每個(gè)周期里上述過程都是在一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行的。 (1)工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無污泥

21、回流設(shè)備；無污泥回流設(shè)備；(2)耐沖擊負(fù)荷，在一般情況下（包括工業(yè)污耐沖擊負(fù)荷，在一般情況下（包括工業(yè)污水處理）無需設(shè)置調(diào)節(jié)池；水處理）無需設(shè)置調(diào)節(jié)池；(3)反應(yīng)推動(dòng)力大反應(yīng)推動(dòng)力大,易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì)；易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì)；(4)運(yùn)行操作靈活，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達(dá)到脫氮運(yùn)行操作靈活，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達(dá)到脫氮除磷的效果；除磷的效果；(5)污泥沉淀性能好污泥沉淀性能好,SVI值較低值較低,能有效地防止絲狀菌膨脹；能有效地防止絲狀菌膨脹；(6)該工藝的各操作階段及各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)可通過計(jì)算機(jī)加以控制，該工藝的各操作階段及各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)可通過計(jì)算機(jī)加以控

22、制，便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。 序批式活性污泥法（SBR法）SBR工藝與連續(xù)流活性污泥工藝相比的優(yōu)點(diǎn) (1)容積利用率低； (2)水頭損失大； (3)出水不連續(xù)； (4)峰值需氧量高； (5)設(shè)備利用率低； (6)運(yùn)行控制復(fù)雜； (7)不適用于大水量。 序批式活性污泥法（SBR法）SBR工藝的缺點(diǎn)活性污泥法動(dòng)力學(xué)模型勞倫斯（勞倫斯（Lawronce）和麥卡蒂和麥卡蒂(McCarty)模型模型Eckenfelder模型麥金尼麥金尼(McKinney)模型模型底物降解速率與底物濃度、生物量等因素之間的關(guān)系底物降解速率與底物濃度、生物量等因素之間的關(guān)系微生物增殖速率與底

23、物濃度、生物量等因素之間的關(guān)系微生物增殖速率與底物濃度、生物量等因素之間的關(guān)系一、建立模型的假設(shè)一、建立模型的假設(shè)（1）曝氣池處于完全混合狀態(tài)）曝氣池處于完全混合狀態(tài)（2）進(jìn)水中微生物可忽略）進(jìn)水中微生物可忽略（3）全部可生物降解的底物處于完全溶解狀態(tài)）全部可生物降解的底物處于完全溶解狀態(tài)（4）系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)）系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)（5）二沉池中沒有微生物活動(dòng)）二沉池中沒有微生物活動(dòng)（6）二沉池中沒有污泥積累，泥水分離良好）二沉池中沒有污泥積累，泥水分離良好進(jìn)水進(jìn)水 Q S0 X0Se、X、V曝氣池二沉池剩余污泥回流污泥系統(tǒng)邊界RQ、Se、XRQW、Se、XR(Q-QW)、Se、Xe出水（1+R）

24、QSe、XQW、Se、X剩余污泥完全混合活性污泥法系統(tǒng)的典型流程完全混合活性污泥法系統(tǒng)的典型流程RWWcXQXeQQXV）(污泥齡（SRT）SRT：曝氣池中污泥全部更新一次所需 要的時(shí)間。0)0VdtdXXQXeQQQXgRWW（）（一）在穩(wěn)態(tài)下，作系統(tǒng)活性污泥的物料平衡：（一）在穩(wěn)態(tài)下，作系統(tǒng)活性污泥的物料平衡：活性污泥的凈增長速率，活性污泥的凈增長速率，gVSS/（m3d）XKdtdSYdtdXdug)()（ducKdtdSXY)(11ducKdtdSXY)(11duKdtdSXY)(1c1通過控制污泥齡，可以控制微生物的比增長速率ducKdtdSXY)(11SKSrrSmaxYXdtdS

25、rdeSecKSKSrYmax1代入代入deSecKSKSrYmax111max）（）（dccdSeKYrKKS出水有機(jī)物濃度僅僅是污泥齡和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的函數(shù)，與進(jìn)水有機(jī)物濃度無關(guān)。（二）在穩(wěn)態(tài)下，作曝氣池底物的物料平衡：（二）在穩(wěn)態(tài)下，作曝氣池底物的物料平衡：0)1 ()(0eueQSRVdtdSRQSQSVSSQdtdSeu）（0)(ducKdtdSXY)(11decKXVSSQY)(10decKXVSSQY)(10）（cdceKVSSYQX1)(0活性污泥濃度與進(jìn)出水水質(zhì)、污泥泥齡活性污泥濃度與進(jìn)出水水質(zhì)、污泥泥齡和動(dòng)力學(xué)參數(shù)密切相關(guān)。和動(dòng)力學(xué)參數(shù)密切相關(guān)。）（cdceKVSSYQX1)(

26、011max）（）（dccdSeKYrKKSLawronce、McCarty導(dǎo)出的活性污泥數(shù)學(xué)模型導(dǎo)出的活性污泥數(shù)學(xué)模型第四節(jié) 氣體傳遞原理和曝氣設(shè)備 活性污泥法的三個(gè)要素構(gòu)成一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；二是污水中的有機(jī)物，它是處理對(duì)象，也是微生物的食料；三是溶解氧，沒有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能發(fā)揮氧化分解作用。氣氣 體體 傳傳 遞遞 原原 理理 雙膜理論的基點(diǎn)是認(rèn)雙膜理論的基點(diǎn)是認(rèn)為在氣液界面存在著二層為在氣液界面存在著二層膜（即氣膜和液膜）這一膜（即氣膜和液膜）這一物理現(xiàn)象。物理現(xiàn)象。 這兩層薄膜使氣體分這兩層薄膜使氣體分子從一相進(jìn)入另一相時(shí)受子從

27、一相進(jìn)入另一相時(shí)受到了阻力。當(dāng)氣體分子從到了阻力。當(dāng)氣體分子從氣相向液相傳遞時(shí)，若氣氣相向液相傳遞時(shí)，若氣體的溶解度低，則阻力主體的溶解度低，則阻力主要來自液膜。要來自液膜。在污水生物處理系統(tǒng)中，氧的傳遞速率可用在污水生物處理系統(tǒng)中，氧的傳遞速率可用下式表示：下式表示： 式中：式中：dM/dt氧傳遞速率，氧傳遞速率，kgO2/h； D液膜中氧分子擴(kuò)散系數(shù)，液膜中氧分子擴(kuò)散系數(shù)，m2/h； A 氣液接觸面積，氣液接觸面積，m2； cS與界面分壓對(duì)應(yīng)的飽和與界面分壓對(duì)應(yīng)的飽和DO值，值，kgO2/m3； c 溶液中的溶液中的DO濃度，濃度，kgO2/m3 。)(ddLSccDAddcDAtM)(d

28、dsLccVAKtc)(VddsccVADtMLh/mhm/kg22數(shù)，液膜中氧分子的傳質(zhì)系）；（速率），濃度變化率（或氧轉(zhuǎn)移液相中LLDKODOdtdc通常通常KLA/V項(xiàng)用項(xiàng)用KLa來代替，由此上式變?yōu)椋簛泶妫纱松鲜阶優(yōu)椋?212Lalg1303.2ccccttKSS)(ddcsLaccKt將上式進(jìn)行積分，可求得總的傳質(zhì)系數(shù)：KLa：氧分子的總傳質(zhì)系數(shù)（：氧分子的總傳質(zhì)系數(shù)（h-1） KLa值受污水水質(zhì)的影響，把用于清水測(cè)出的值用于污水，要采用修正系數(shù)，同樣清水的cs0值要用于污水要乘以系數(shù)，因而上式變?yōu)椋?(ddLaccKtcS)()()()(ssLaLa清水污水清水污水ccKK污水

29、水質(zhì)水溫氧分壓氧轉(zhuǎn)移的影響因素RrFccKtcTST024. 1dd)()2020La（）（在標(biāo)準(zhǔn)條件下，轉(zhuǎn)移到一定體積脫氧清水中總氧量在標(biāo)準(zhǔn)條件下，轉(zhuǎn)移到一定體積脫氧清水中總氧量（OS，單位：，單位：kg/h）為：）為：VFccKOTTSLa)20()()20(2024. 1VcKOSLaS)20()20(而在實(shí)際情況下，同樣的曝氣系統(tǒng)設(shè)備，能夠轉(zhuǎn)移到而在實(shí)際情況下，同樣的曝氣系統(tǒng)設(shè)備，能夠轉(zhuǎn)移到同樣體積曝氣池混合液中總氧量（同樣體積曝氣池混合液中總氧量（O2，kg/h）為：）為：FcccOOTTSSs)20()()20(2024. 1根據(jù)生化過程計(jì)算實(shí)際需氧量O2換算為OS根據(jù)氧利用效率E

30、A計(jì)算供氣量GS曝氣系統(tǒng)需要的供氣量曝氣系統(tǒng)需要的供氣量GS（m3/h）：）：ASSEOG28. 0風(fēng)機(jī)工作臺(tái)數(shù)風(fēng)機(jī)工作臺(tái)數(shù)3，1臺(tái)備用臺(tái)備用風(fēng)機(jī)工作臺(tái)數(shù)風(fēng)機(jī)工作臺(tái)數(shù)4，2臺(tái)備用（備用風(fēng)機(jī)同時(shí)可臺(tái)備用（備用風(fēng)機(jī)同時(shí)可用于高峰負(fù)荷時(shí)補(bǔ)充供氣量）用于高峰負(fù)荷時(shí)補(bǔ)充供氣量）根據(jù)擴(kuò)散設(shè)備的淹沒水深及風(fēng)壓損失、風(fēng)管的壓力損失、管道中調(diào)節(jié)閥門等配件的局部壓力損失等確定KDQS88. 18 . 2379. 0QS在標(biāo)準(zhǔn)條件下脫氧清水中的充氧量，在標(biāo)準(zhǔn)條件下脫氧清水中的充氧量，kg/h葉輪線速度，葉輪線速度，m/sD葉輪直徑葉輪直徑K池型修正系數(shù)池型修正系數(shù)1.好氧微生物的需氧代謝好氧微生物的需氧代謝2.兼性

31、微生物酶的好氧合成兼性微生物酶的好氧合成3.混合液的攪拌作用（缺氧池另加攪拌器）混合液的攪拌作用（缺氧池另加攪拌器）曝氣方式：曝氣方式：1.鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)2.機(jī)械曝氣裝置：縱軸表面曝氣機(jī)、橫軸表面曝氣器機(jī)械曝氣裝置：縱軸表面曝氣機(jī)、橫軸表面曝氣器3.鼓風(fēng)鼓風(fēng)+機(jī)械曝氣系統(tǒng)機(jī)械曝氣系統(tǒng)4.其他：富氧曝氣、純氧曝氣其他：富氧曝氣、純氧曝氣 曝 氣 設(shè) 備 鼓風(fēng)曝氣機(jī)械曝氣空氣凈化器 鼓 風(fēng) 機(jī) 空氣輸配管系統(tǒng) 擴(kuò) 散 器 豎式曝氣機(jī)表面曝氣機(jī)臥式曝氣機(jī) 旁通消音器 旁通閥 生化處理系統(tǒng) 過濾器 進(jìn)風(fēng)消音器 鼓風(fēng)機(jī) 空氣總管 調(diào)節(jié)閥 曝氣擴(kuò)散裝置 進(jìn)口導(dǎo)葉片調(diào)節(jié) 出口導(dǎo)葉片調(diào)節(jié) 壓力 DO

32、 鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng) 鼓風(fēng)曝氣空氣凈化器 鼓 風(fēng) 機(jī) 空氣輸配管系統(tǒng) 擴(kuò) 散 器 空氣凈化器的目的是改善整個(gè)曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和防止擴(kuò)散器阻塞。過濾器與進(jìn)口消音器 過濾器壓力損失監(jiān)測(cè)鼓風(fēng)機(jī)旁通與旁通消音器鼓風(fēng)曝氣空氣凈化器 鼓 風(fēng) 機(jī) 空氣輸配管系統(tǒng) 擴(kuò) 散 器 鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)壓縮空氣 風(fēng)量要滿足生化反應(yīng)所需的氧量和能保持混合液懸浮固體呈懸浮狀態(tài)。 風(fēng)壓要滿足克服管道系統(tǒng)和擴(kuò)散器的摩阻損耗以及擴(kuò)散器上部的靜水壓。羅茨鼓風(fēng)機(jī)：適用于中小型污水廠，噪聲大，必須采取消音、隔音措施離心式鼓風(fēng)機(jī)：噪聲小，效率高，適用于大中型污水廠1. 1. 容積式風(fēng)機(jī)容積式風(fēng)機(jī): : 羅茨鼓風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)2

33、. 2. 單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)丹麥HV-Turbo風(fēng)機(jī)英國Howden風(fēng)機(jī)美國Power Mizer多級(jí)風(fēng)機(jī)三葉式羅茨鼓風(fēng)機(jī)外型離心鼓風(fēng)機(jī)外型離心鼓風(fēng)機(jī)外型多極離心風(fēng)機(jī)離心鼓風(fēng)機(jī)房離心鼓風(fēng)機(jī)房鼓風(fēng)曝氣空氣凈化器 鼓 風(fēng) 機(jī) 擴(kuò) 散 器 空氣輸配管系統(tǒng) 負(fù)責(zé)將空氣輸送到空氣擴(kuò)散器。要求沿程阻力損失小,曝氣設(shè)備各點(diǎn)壓力均衡,空氣干管和支管流速符合設(shè)計(jì)要求，配備必要的手動(dòng)閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門。鼓風(fēng)曝氣空氣凈化器 鼓 風(fēng) 機(jī) 擴(kuò) 散 器 擴(kuò)散器的作用是將空氣分散成空氣泡,增大空氣和混合液之間的接觸界面，把空氣中的氧溶解于水中。空氣輸配管系統(tǒng)小氣泡擴(kuò)散器中氣泡擴(kuò)散器大氣泡擴(kuò)散器微氣泡擴(kuò)散器擴(kuò)

34、散器的類型微孔曝氣設(shè)備微孔曝氣盤 微孔曝氣管 微孔曝氣設(shè)備測(cè)試 微孔曝氣設(shè)備安裝 微孔曝氣設(shè)備的清水檢驗(yàn) 微孔曝氣設(shè)備的運(yùn)行狀況 表面曝氣機(jī)沉水曝氣機(jī)射流曝氣器轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)穿孔曝氣管膜片式微孔曝氣器微孔曝氣器實(shí)際安裝情況雙螺旋曝氣器傘形曝氣器ZDB型振動(dòng)曝氣器KBB型可變微孔曝氣器機(jī)械曝氣：表面曝氣機(jī) 表面曝氣機(jī)充氧原理： (1)曝氣設(shè)備的提水和輸水作用，使曝氣池內(nèi)液體不斷循環(huán)流動(dòng), 從而不斷更新氣液接觸面, 不斷吸氧； (2)曝氣設(shè)備旋轉(zhuǎn)時(shí)在周圍形成水躍，并把液體拋向空中，劇烈攪動(dòng)而卷進(jìn)空氣； (3)曝氣設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在后側(cè)形成負(fù)壓區(qū)而吸入空氣。機(jī)械曝氣：表面曝氣機(jī) 曝氣的效率取決于：曝氣機(jī)

35、的性能曝氣池的池形倒傘形平板形泵 形 這類曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與水面平行,主要用于氧化溝 。豎式曝氣機(jī)臥式曝氣刷泵 形倒傘形平板形倒傘形機(jī)械曝氣器曝氣轉(zhuǎn)刷水平軸曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤水平軸曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤測(cè)試中的曝氣轉(zhuǎn)碟 曝 氣 設(shè) 備 性 能 指 標(biāo) 比較各種曝氣設(shè)備性能的主要指標(biāo) 氧轉(zhuǎn)移率：?jiǎn)挝粸閙g（O2）/（Lh）。 充氧能力（或動(dòng)力效率）：即每消耗1kWh動(dòng)力能傳遞到水中的氧量（或氧傳遞速率）,單位為kg（O2）/（kWh）。 氧利用率：通過鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧的比例，單位為。 曝 氣 設(shè) 備 性 能注意：注意：各類曝氣設(shè)備除了要滿足充氧要求外，還應(yīng)滿足最低混各類曝氣設(shè)備除了要滿

36、足充氧要求外，還應(yīng)滿足最低混合強(qiáng)度要求：合強(qiáng)度要求：u采用鼓風(fēng)曝氣，處理采用鼓風(fēng)曝氣，處理1m3污水的曝氣量污水的曝氣量3m3； 如曝氣池水位較深，則可以按最低曝氣強(qiáng)度（每單位如曝氣池水位較深，則可以按最低曝氣強(qiáng)度（每單位池底面積、單位時(shí)間內(nèi)的曝氣量）控制：池底面積、單位時(shí)間內(nèi)的曝氣量）控制：大中氣泡擴(kuò)散器：大中氣泡擴(kuò)散器：1.2m3/（m2 h）小氣泡擴(kuò)散器：小氣泡擴(kuò)散器：2.2m3/（m2 h）u機(jī)械曝氣：機(jī)械曝氣： 混合池功率混合池功率 25W/m3；氧化溝；氧化溝15W/m3曝氣池的三種池型推流式曝氣池完全混合式曝氣池兩種池型結(jié)合式推流式曝氣池 推流式曝氣池的長寬比一般為510； 進(jìn)水

37、方式不限；出水用溢流堰。1.平面布置 推流式曝氣池的池寬和有效水深之比一般為12。2.橫斷面布置根據(jù)橫斷面上的水流情況，可分為推流式曝氣池推流式曝氣池完全混合曝氣池 池 形 根據(jù)和沉淀池的關(guān)系 圓 形 方 形 矩 形 分建式合建式曝氣池的三種池型機(jī)械曝氣完全混合曝氣池鼓風(fēng)曝氣完全混合曝氣池局部完全混合推流式曝氣池確定工藝流程確定工藝流程選擇曝氣池的類型選擇曝氣池的類型計(jì)算曝氣池的容積計(jì)算曝氣池的容積確定污泥回流比確定污泥回流比計(jì)算所需供氧量計(jì)算所需供氧量曝氣設(shè)備選擇曝氣設(shè)備選擇剩余污泥量計(jì)算剩余污泥量計(jì)算主要依據(jù)：水質(zhì)水量資料主要依據(jù)：水質(zhì)水量資料生活污水或生活污水為主的城市污水：成熟設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

38、生活污水或生活污水為主的城市污水：成熟設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)工業(yè)廢水：試驗(yàn)研究設(shè)計(jì)參數(shù)工業(yè)廢水：試驗(yàn)研究設(shè)計(jì)參數(shù)一、曝氣池容積設(shè)計(jì)計(jì)算污泥泥齡法有機(jī)物負(fù)荷法1.有機(jī)物負(fù)荷法活性污泥負(fù)荷活性污泥負(fù)荷L LS S（簡(jiǎn)（簡(jiǎn)稱污泥負(fù)荷）稱污泥負(fù)荷）曝氣區(qū)容積負(fù)荷率曝氣區(qū)容積負(fù)荷率L LV V（簡(jiǎn)稱容積負(fù)荷）（簡(jiǎn)稱容積負(fù)荷） 污泥負(fù)荷率是指單位質(zhì)量活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所能承受的BOD5量，即:式中：式中：Ls污泥負(fù)荷率污泥負(fù)荷率,kg BOD5/（kgMLVSSd）; Q與曝氣時(shí)間相當(dāng)?shù)钠骄M(jìn)水流量，與曝氣時(shí)間相當(dāng)?shù)钠骄M(jìn)水流量，m3/d； S0曝氣池進(jìn)水的平均曝氣池進(jìn)水的平均BOD5值，值，mg/L； X曝氣池中的

39、污泥濃度，曝氣池中的污泥濃度，mg/L。 污泥負(fù)荷VXSQMFLS0 容積負(fù)荷是指單位容積曝氣區(qū)在單位時(shí)間內(nèi)所能承受的BOD5量，即：式中：Lv容積負(fù)荷率，kg (BOD5)/(m3d)。容積負(fù)荷VSQLV0根據(jù)上面任何一式可計(jì)算曝氣池的體積，即:Q和和S0是已知的，是已知的，X、LS、LV可參考教材中表可參考教材中表12-1選擇。選擇。對(duì)于某些工業(yè)污水，要通過試驗(yàn)來確定對(duì)于某些工業(yè)污水，要通過試驗(yàn)來確定X、LS、LV 。污。污泥負(fù)荷率法應(yīng)用方便，但需要一定的經(jīng)驗(yàn)。泥負(fù)荷率法應(yīng)用方便，但需要一定的經(jīng)驗(yàn)。 V0S0LQSXLQSVVXSQMFLS0VSQLV0XLQSVS0Note：XLSSQV

40、eS0）（室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014-2006)）（cdVceKXSSYQV1)(0二、剩余污泥量計(jì)算 1.按污泥齡計(jì)算cVXX每天排出的總固體量，gVSS/dVdeVVXKQSSYX)(0)(0eobsVSSQYX或：P142三、需氧量設(shè)計(jì)計(jì)算VeVrVXbSSQaVXbQSaO)(02經(jīng)活性污泥代謝活動(dòng)被降解的有機(jī)污染物（BOD5）量，kg/m3VeXbCODbCODQO42. 1)02（VeXSSQO42. 168. 0)(02 空氣中氧的含量為23.2,氧的密度為1.201kg/ m3 。將上面求得的氧量除以氧的密度和空氣中氧的含量，即為所需的空氣量。V0X42.168.0)(e

41、SSQ所需的氧量注：考慮硝化耗氧注：考慮硝化耗氧微生物細(xì)胞的耗氧當(dāng)量(+4.57NNOr)BOD5=0.68BODL推流式曝氣池的計(jì)算模式 由于當(dāng)前兩種形式的曝氣池實(shí)際效果差不多，因而完全混合的計(jì)算模式也可用于推流式曝氣池的計(jì)算。 處理污水量為處理污水量為21600m21600m3 3/d/d，經(jīng)預(yù)處理沉淀后的，經(jīng)預(yù)處理沉淀后的BODBOD5 5為為250mg/L,250mg/L,希望處理后的出水希望處理后的出水BODBOD5 5為為20mg/L20mg/L。要求確定曝氣池。要求確定曝氣池的體積、排泥量和空氣量。經(jīng)研究，還確立下列條件：的體積、排泥量和空氣量。經(jīng)研究，還確立下列條件： （1 1

42、）污水溫度為）污水溫度為2020； （2 2）曝氣池中混合液揮發(fā)性懸浮固體（）曝氣池中混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSSMLVSS）同混合液）同混合液懸浮固體（懸浮固體（MLSSMLSS）之比為）之比為0.80.8； （3 3）回流污泥）回流污泥SSSS濃度為濃度為10000mg/L10000mg/L； （4 4）曝氣池中）曝氣池中MLSSMLSS為為3000 mg/L3000 mg/L； （5 5）設(shè)計(jì)的）設(shè)計(jì)的c c為為10d10d； （6 6）二沉池出水中含有）二沉池出水中含有12mg/LTSS12mg/LTSS，其中，其中VSSVSS占占6565； （7 7）污水中含有足夠的生化反應(yīng)所需

43、的氧、磷和其他微）污水中含有足夠的生化反應(yīng)所需的氧、磷和其他微量元素；量元素； 例P145解 確定出水中懸浮固體的BOD5 ： (a)懸浮固體中可生化的部分=0.6512 mg/L =7.8mg/L (b)可生化懸浮固體的最終BODL 7.81.42mg/L 11mg/L (c)可生化懸浮固體的BODL換算為BOD50.6811 mg/L7.5mg/L (d)確定經(jīng)曝氣池處理后的出水溶解性BOD5 ，即Se： 7.5+ Se 20 mg/L ，Se 12.5 mg/L1.估計(jì)出水中溶解性BOD5的濃度出水中總的BOD5出水中溶解性的BOD5出水中懸浮固體的BOD5已知解2.計(jì)算曝氣池容積)(/

44、(25. 0)(08d. 03000mg/Lmg/L5 .12)(gBODgMLVSS/6 . 0/dm21600d1051d53C查表選定查表選定查表選定dkgMLSSBODLKXSkkYQSe3Cd0Cm5625)1 ()(KXSSQYVVe1）按污泥負(fù)荷計(jì)算3S05400 mXLSSQVe）（2）按污泥齡計(jì)算取V=5700m3hQVt33. 6解4.計(jì)算每天排除的剩余污泥量 dkgXXdkgSSQYXKYYVeV/16888.0/1350333.010obsCdobs）（1)按表觀污泥產(chǎn)率計(jì)算按表觀污泥產(chǎn)率計(jì)算1)按污泥齡計(jì)算按污泥齡計(jì)算dkgVXXc/171033170%)991 ()

45、/10001710mVmkgVkg（濕泥）（解5.計(jì)算回流污泥比r 曝氣池中MLSS濃度3000mg/L回流污泥濃度10000mg/L%4310000)(3000QQRQQQRRR解6.計(jì)算曝氣池需氧量dkgXSSQOVe/403942. 168. 0)(02解7.計(jì)算曝氣池所需的空氣量hkgFcccOOTTSSs/324024. 1)20()()20(2hmEOGASS/6427%1828. 032428. 038.鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓計(jì)算選擇一條最不利空氣管路的沿程和局部壓選擇一條最不利空氣管路的沿程和局部壓力損失：力損失：fdhhHpH擴(kuò)散設(shè)備的淹沒深度hd擴(kuò)散設(shè)備的風(fēng)壓損失hf輸氣管道的總風(fēng)

46、壓損失，包括沿程和局部風(fēng)壓損失2.堿缺氧好氧/硝化二沉池出水出水污泥回流污泥反硝化VdenNOrXKVN缺氧池去除的硝酸鹽，g/d；缺氧池池體容積，m3；反硝化速率，gNO3-N/（gMLVSS.d）VdenNOrXKVNVteKNOrXNNQN12. 0）（VdeVteKnXKXNNQV12. 0）（碳源溫度反硝化速率的兩大影響因素反硝化速率的兩大影響因素 對(duì)于一般城鎮(zhèn)污水，沒有試驗(yàn)資料時(shí)，前置反硝化系統(tǒng)利用原污水碳源作為電子供體時(shí)，在20，Kde0.030.06gNO3-N/（gMLVSS.d）； 對(duì)于沒有外來碳源的后置反硝化系統(tǒng)， Kde0.010.03gNO3-N/（gMLVSS.d）

47、另：另：1029. 003. 0dMFKde）（）（）（）（202008. 1TdeTdeKK）（cdVceKXSSYQV1)(0可參照：（僅考慮有機(jī)物去除）但硝化系統(tǒng)污泥齡要比僅有機(jī)物去除系統(tǒng)污泥但硝化系統(tǒng)污泥齡要比僅有機(jī)物去除系統(tǒng)污泥齡長，因?yàn)橄趸氖来芷诒热コ袡C(jī)物的齡長，因?yàn)橄趸氖来芷诒热コ袡C(jī)物的異養(yǎng)菌長得多，硝化速率將控制好氧硝化池的異養(yǎng)菌長得多，硝化速率將控制好氧硝化池的容積設(shè)計(jì)。容積設(shè)計(jì)。？如何確定cdnOananmnKDOKDONKN)(（)ananmnNKN（1）DO對(duì)硝化菌比生長速率的影響（2）T對(duì)硝化菌比生長速率的影響)15(103. 147. 0TanaTn

48、NKN）（ncOF1好氧區(qū)設(shè)計(jì)污泥齡（考慮了硝化菌好氧區(qū)設(shè)計(jì)污泥齡（考慮了硝化菌的正常生長），的正常生長），d污泥齡設(shè)計(jì)安全系數(shù)，可根據(jù)進(jìn)水峰值TKN/TKN平均濃度確定，一般取1.52.5。無硝化污水處理廠的最小泥齡選擇無硝化污水處理廠的最小泥齡選擇45 d，是針對(duì)生活污水的水，是針對(duì)生活污水的水質(zhì)并使處理出水達(dá)到質(zhì)并使處理出水達(dá)到BOD=30 mg/L和和SS=30 mg/L確定的，確定的，這是多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。這是多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。）（cOdVcOeKXSSYQV1)(0曝氣池容積確定：曝氣池容積確定：12.057.4X42.168.0)(V0VKeKeXNNQSSQ）（12.086

49、.212.057.4X42.168.0)(V0VoeKetVKeKeXNNNQXNNQSSQ）（）（前置反硝化出水中含的污泥回流中的內(nèi)回流中的好氧區(qū)產(chǎn)生的硝酸鹽量0 . 1RNNRQNQRNNQRQNNOeNOiNOeNOeNOeiNO123456510152025內(nèi)回流比內(nèi)回流比出水硝態(tài)氮濃度（出水硝態(tài)氮濃度（mg/L）LmgNNO/35LmgNNO/25內(nèi)回流比對(duì)缺氧內(nèi)回流比對(duì)缺氧/好氧過程中出水硝酸鹽濃度的影響好氧過程中出水硝酸鹽濃度的影響（R0.5）PPtQV）（cdVceKXSSYQV1)(0如果系統(tǒng)僅需除磷，則如果系統(tǒng)僅需除磷，則SRT即即c宜較短。宜較短。20， SRT取取23d

50、；10，SRT取取45d。二沉池厭氧缺氧好氧缺氧好氧出水回流回流污泥回流污泥含磷剩余污泥進(jìn)水進(jìn)水二沉池厭氧缺氧好氧出水缺氧回流回流活性污泥回流活性污泥含磷剩余污泥進(jìn)水進(jìn)水好氧（硝酸鹽）回流二沉池厭氧缺氧缺氧好氧出水缺氧回流回流污泥回流污泥含磷剩余污泥進(jìn)水進(jìn)水回流第九節(jié) 活性污泥法處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行與管理一、水力負(fù)荷一、水力負(fù)荷二、有機(jī)負(fù)荷二、有機(jī)負(fù)荷三、微生物濃度三、微生物濃度四、曝氣時(shí)間四、曝氣時(shí)間五、污泥齡五、污泥齡六、氧傳遞速率六、氧傳遞速率七、回流污泥濃度七、回流污泥濃度八、污泥回流比八、污泥回流比九、曝氣池的構(gòu)造九、曝氣池的構(gòu)造十、十、pH和堿度和堿度十一、溶解氧濃度十一、溶解氧濃

51、度十二、污泥膨脹及其控制十二、污泥膨脹及其控制流向污水廠的流量變化 一、水 力 負(fù) 荷 一天內(nèi)的流量變化隨季節(jié)的流量變化雨水造成的流量變化泵的選擇不當(dāng)造成的流量變化水力負(fù)荷的變化影響活性污泥法系統(tǒng)的曝氣池和二次沉淀池。當(dāng)流量增大時(shí)，污水在曝氣池內(nèi)的停留時(shí)間縮短，影響出水質(zhì)量，同時(shí)影響曝氣池的水位。若為機(jī)械表面曝氣機(jī)，由于水面的變化，它的運(yùn)行就變得不穩(wěn)定。對(duì)二次沉淀池為水力影響。 一、水 力 負(fù) 荷 二、有機(jī)負(fù)荷 污泥負(fù)荷和MLSS的設(shè)計(jì)值采用得大一些，曝氣池所需的體積可以小一些。但出水水質(zhì)要降低，而且使剩余污泥量增多，增加了污泥處置的費(fèi)用和困難，同時(shí)，整個(gè)處理系統(tǒng)較不耐沖擊，造成運(yùn)行中的困難。

52、為避免剩余污泥處置上的困難和保持污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，可以采用低的污泥負(fù)荷率（0.1），把曝氣池建得很大，這就是延時(shí)曝氣法。曝氣區(qū)容積的計(jì)算，設(shè)計(jì)中要考慮的主要問題是如何確定污泥負(fù)荷和MLSS的設(shè)計(jì)值。 SYNXVXc1 三、微生物濃度 在設(shè)計(jì)中采用高的MLSS并不能提高效益，原因如下： 其一，污泥量并不就是微生物的活細(xì)胞量。曝氣池污泥量的增加意味著泥齡的增加，泥齡的增加就使污泥中活細(xì)胞的比例減小。 其二，過高的微生物濃度使污泥在后續(xù)的沉淀池中難以沉淀，影響出水水質(zhì)。 其三，曝氣池污泥的增加，就要求曝氣池中有更高的氧傳遞速率，否則，微生物就受到抑制，處理效率降低。采用一定的曝氣設(shè)備系統(tǒng)，實(shí)際

53、上只能夠采用相應(yīng)的污泥濃度，MLSS的提高是有限度的。 四、曝 氣 時(shí) 間 在通常情況下，城市污水的最短曝氣時(shí)間為3h或更長些，這和滿足曝氣池需氧速率有關(guān)。 當(dāng)曝氣池做得較小時(shí)，曝氣設(shè)備是按系統(tǒng)的負(fù)荷峰值控制設(shè)計(jì)的。這樣，在非高峰時(shí)間，供氧量過大，造成浪費(fèi)，設(shè)備的能力不能得到充分利用。 若曝氣池做得大些，可降低需氧速率，同時(shí)由于負(fù)荷率的降低，曝氣設(shè)備可以減小，曝氣設(shè)備的利用率得到提高。 五、泥齡（微生物平均停留時(shí)間） 每日排放的剩余污泥量工作著的活性污泥總量微生物平均停留時(shí)間 微生物平均停留時(shí)間至少等于水力停留時(shí)間，此時(shí)，曝氣池內(nèi)的微生物濃度很低，大部分微生物是充分分散的。 微生物的停留時(shí)間應(yīng)

54、足夠長，促使微生物能很好地絮凝，以便重力分離，但不能過長，過長反而會(huì)使絮凝條件變差。 微生物平均停留時(shí)間還有助于說明活性污泥中微生物的組成。世代時(shí)間長于微生物平均停留時(shí)間的那些微生物幾乎不可能在該活性污泥中繁殖。 城鎮(zhèn)污水：HRT46h SRT3.35dHRT為24h SRT為30dHRT為23h SRT為1d 六、氧 傳 遞 速 率 氧傳遞速率要考慮二個(gè)過程要提高氧的傳遞速率氧傳遞到水中氧真正傳遞到微生物的膜表面必須有充足的氧量必須使混合液中的懸浮固體保持懸浮狀態(tài)和紊動(dòng)條件七、回流污泥濃度 回流污泥濃度是活性污泥沉降特性和回流污泥回流速率的函數(shù)。 由物料衡算，可推得： 根據(jù)上式可知，曝氣池中

55、的MLSS不可能高于回流污泥濃度，兩者愈接近，回流比愈大。限制MLSS值的主要因素是回流污泥的濃度。 RRXRRXXRQQRQX1)(八、污泥回流比 高的污泥回流比增大了進(jìn)入沉淀池的污泥流量，增加了二沉池的負(fù)荷，縮短了沉淀池的沉淀時(shí)間，降低了沉淀效率，使未被沉淀的固體隨出流帶走。 活性污泥回流比的設(shè)計(jì)應(yīng)有彈性，并應(yīng)操作在可能的最低流量。這為沉淀池提供了最大穩(wěn)定性。九、曝氣池的構(gòu)造 推流式曝氣池完全混合式曝氣池示蹤劑的研究表明：推流式曝氣池的縱向混合很嚴(yán)重氧消耗率的數(shù)據(jù)表明：氧的傳遞受到限制處理量小時(shí)，只配有一個(gè)機(jī)械曝氣機(jī)，很容易圍繞曝氣機(jī)形成混合區(qū)處理量大時(shí)，曝氣池也相應(yīng)增大，曝氣池不是充分完全混合的十、pH和堿度 活性污泥pH通常為6.58.5。 pH之所以能保持在這個(gè)范圍，是由于污水中的蛋白質(zhì)代謝后產(chǎn)生碳酸銨堿度和從天然水中帶來的堿度所致。工業(yè)污水中經(jīng)常缺少蛋白質(zhì)，因而產(chǎn)生pH過低的問題。工業(yè)污水中的有機(jī)酸通常在進(jìn)入曝氣池前進(jìn)行中和。 生活污水中有足夠的堿度使pH保持在較好的