四章污水的生物處理

1、第四章 污水的生物處理第一節(jié) 生化處理與微生物 一、微生物的生理特征及規(guī)律1、污水中常見(jiàn)的微生物 P87有分類(lèi)植物型微生物(菌類(lèi)、高等細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)）動(dòng)物型微生物（原生動(dòng)物、后生動(dòng)物）特點(diǎn)：個(gè)體小、分布廣 種類(lèi)多、繁殖快、容易變異2、微生物的新陳代謝合成和分解3、微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)及影響因素補(bǔ)充微生物的圖片圖片3、微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)及影響因素3.1微生物代謝過(guò)程中對(duì)營(yíng)養(yǎng)的要求及酶C H O N P 維生素等酶第四章 污水的生物處理4、環(huán)境對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響 P94溫度溶解氧PH值：好氧6.5-8.5 厭氧：6.7-7.4營(yíng)養(yǎng)物的要求：好氧BOD：N：P=100：5：1 厭氧： BOD：N：P=1

2、00：6：1有毒物的限制進(jìn)水有機(jī)物的濃度第四章 污水的生物處理5、微生物的生長(zhǎng)規(guī)律 P951)生長(zhǎng)曲線(xiàn) 圖4-15適應(yīng)期：適者生存 不適者淘汰對(duì)數(shù)期平衡期衰老期2)細(xì)菌的定向變異混合微生物群體的生長(zhǎng) 曲線(xiàn)圖第四章 污水的生物處理二、污水的可生化性及提高的途徑 P971污水的可生化性注意事項(xiàng)：2改善生化性的途徑調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)比 調(diào)節(jié)PH 預(yù)處理BOD/COD0.45可生化性難生化可生化易生化第四章 污水的生物處理三、污水生物處理概述好氧與厭氧的區(qū)別:1微生物群不同2產(chǎn)物不同3反應(yīng)速率不同4對(duì)環(huán)境要求條件不同第四章 污水的生物處理第二節(jié) 活性污泥法一、活性污泥法組成及性能指標(biāo)1活性污泥法組成2性能指標(biāo)污

3、泥濃度MLSS污泥沉降比SV污泥容積指數(shù)SVI表示混合液中活性污泥數(shù)量的指標(biāo)（曝氣池）1. MLSS濃度混合液懸浮固體濃度混合液污泥濃度： mg/L混合液；g/L混合液；g/m3混合液； kg/m3混合液 MLSSM=X=Ma + Me + Mi + Mii 2-4g/L為宜2. MLVSS濃度混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度 MLVSSMV=XV=Ma + Me + Mi 3.SV污泥沉降比，又叫30min污泥沉降率 SV反應(yīng)了曝氣池正常運(yùn)行的污泥量，可用于控制剩余污泥排放量， 同時(shí)通過(guò)它能及早發(fā)現(xiàn)污泥膨脹等異?，F(xiàn)象的發(fā)生。15-30%為宜 4. SVI污泥容積指數(shù)（污泥指數(shù)） 曝氣池出口處的混合液

4、經(jīng)30min靜沉后，每g干污泥所形成的沉淀污 泥所占的容積mL/g 50-150為宜表示活性污泥的沉降性能及評(píng)定指標(biāo)（二沉池） SVI在習(xí)慣上只稱(chēng)數(shù)字，而把單位略去 SVI值能夠反映活性污泥的凝聚、沉降性能 要維持曝氣池一定的MLSS（如3000mg/L）的情況下，SVI值越高， 則要求的污泥回流比R就越大，但當(dāng)SVI值高達(dá)400mL/g時(shí)，則難于 用提高R來(lái)維持曝氣池一定的MLSS濃度。SVI=SV*10/MLSS SV=% MLSS =g/L5、C污泥齡（生物固體平均停留時(shí)間）系統(tǒng)中每日增長(zhǎng)的活性污泥量應(yīng)等于每日排出的剩余污泥量（X）C的定義式（1710） 活性污泥在曝氣池內(nèi)的平均停留時(shí)間

5、生物固體平均停留時(shí)間。 （179） 將X（17-9）式代入（17-10）式：（17-11）（17-12）(17-13)Xr是活性污泥特性和二沉池沉淀效果的函數(shù)。(17-14)第四章 污水的生物處理二、活性污泥法處理過(guò)程1活性污泥法基本原理吸附微生物代謝絮凝體的形成與絮凝沉淀2活性污泥增長(zhǎng)規(guī)律 見(jiàn)圖4-17對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期內(nèi)減速增長(zhǎng)期內(nèi)源呼吸期第四章 污水的生物處理3活性污泥法運(yùn)行參數(shù)1）污泥負(fù)荷Ns=QLa/XV(kgBOD/MLSS.d)Q污水流量m3/dLa進(jìn)水有機(jī)物BOD濃度mg/LX暴氣池容積m3V污泥濃度MLSS mg/L2)污泥齡 見(jiàn)圖4-18 2)污泥齡 見(jiàn)圖4-18 C污泥齡（生物固

6、體平均停留時(shí)間），定義為系統(tǒng)中每日新增的活性污泥平均停留在暴氣池中的天數(shù)，即暴氣池全部活性污泥總量同每日排放的剩余污泥量（X）的比值，單位天C的定義式（1710） 活性污泥在曝氣池內(nèi)的平均停留時(shí)間生物固體平均停留時(shí)間。 （179） 將X（17-9）式代入（17-10）式：（17-11）（17-12）(17-13)Xr是活性污泥特性和二沉池沉淀效果的函數(shù)。(17-14)第四章 污水的生物處理3)有機(jī)物去除量與活性污泥的增加X(jué)= aQLr-bXV 公式4-3 P105X每日新增污泥量，即剩余污泥排放量kg/dLr污水BOD5去除量 kg/m3Q污水量m3/d X混合液污泥濃度 kg/m3X暴氣池體

7、積 m3a污泥增長(zhǎng)系數(shù)，即去除每kgBOD所產(chǎn)生的污泥kg數(shù)b污泥自身氧化率，即每kgBOD自身氧化所產(chǎn)生的污泥kg數(shù)第四章 污水的生物處理X= aQLr-bXV X/XV=aQLr/XV-b1/ C =aU-b 4-5 圖解法4-19表4-5 幾種物質(zhì)的ab 值 P1064）暴氣時(shí)間 T=V/Q5）污泥回流比R=Qr/Q=CX/(Cr-Cx)C=（R/1+R ） *CR第四章 污水的生物處理4活性污泥法的運(yùn)行方式1）普通活性污泥法 圖4-202）階段暴氣法 圖4-213）生物吸附法 圖4-224）完全混合法 圖4-235）延時(shí)暴氣法 圖4-246）漸減暴氣法 圖4-251傳統(tǒng)活性污泥法的特征

8、：1) 有機(jī)物的吸附與代謝在一個(gè)曝氣池中連續(xù)進(jìn)行2) 活性污泥經(jīng)歷了一個(gè)生長(zhǎng)周期：對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期減速增長(zhǎng)期 內(nèi)源呼吸期。經(jīng)歷了吸附與代謝二個(gè)階段3) S由大小，dO2/dt由大小。 3缺點(diǎn)： 1)不適應(yīng)沖擊負(fù)荷和有毒物質(zhì) 因?yàn)槭峭屏魇?，進(jìn)入池中的污水和回流污泥在理論上不與池 中原有的混合液混合。水質(zhì)的變化對(duì)活性污泥影響較大 2)前段供氧不足，后段供氧過(guò)剩 3)Ns不高，曝氣池V大，占地大2優(yōu)點(diǎn)：池首往往供氧不足，后段供氧過(guò)剩，池前段DO濃度較低，沿池長(zhǎng)逐漸增高傳統(tǒng)活性污泥法（普通活性污泥法）傳統(tǒng)活性污泥法流程圖（圖17-11）階段曝氣活性污泥法特點(diǎn) 1) 分段多點(diǎn)進(jìn)水，負(fù)荷分布均勻，均化了需氧量，

9、避免 了前段供氧不足，后段供氧過(guò)剩的缺點(diǎn) 2) 提高了耐水質(zhì)，水量沖擊負(fù)荷的能力 3) 活性污泥濃度沿池長(zhǎng)逐漸降低階段曝氣活性污泥法工藝流程圖吸附再生活性污泥法系統(tǒng)特點(diǎn) 1) 吸附與再生分別進(jìn)行，二沉池在二者之中 2) 吸附時(shí)間較短（3060min），再生池只對(duì)回流污泥再生。 整個(gè)池容小于普通活性污泥法 3) 處理效果低于普通活性污泥法 4) 具有一定的耐沖擊負(fù)荷的能力 5) 不宜處理溶解性有機(jī)物較多的污水吸附再生活性污泥法工藝流程圖（圖17-13）再生曝氣活性污泥法系統(tǒng)而吸附再生活性污泥法系統(tǒng)V再生池很大，V吸附僅3060min，容積小完全混合活性污泥法特點(diǎn) 1) 耐沖擊負(fù)荷，特別適應(yīng)于工業(yè)

10、廢水處理 2) 池內(nèi)水質(zhì)均勻一致，各點(diǎn)相同，3) 池內(nèi)需氧均勻，動(dòng)力消耗小于推流式4) 出水水質(zhì)比推流式差，活性污泥易產(chǎn)生膨脹各部分工況幾乎完全一致，可通過(guò)來(lái)調(diào)整工作情況完全混合活性污泥法工藝流程圖（圖17-14）延時(shí)曝氣活性污泥法 2.特點(diǎn) 1) Ns非常小，只有0.050.10 kgBOD/kgMLSSd 2) 曝氣時(shí)間t長(zhǎng)（24h以上），污泥處于內(nèi)源呼吸期，剩余污泥量 少且穩(wěn)定，池容大 3) 出水水質(zhì)好，對(duì)原污水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，無(wú)需設(shè)初沉池，只 適合于小城鎮(zhèn)污水處理（Q1000m3/d）。污泥不需進(jìn)行厭氧 消化處理 4) 基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)較高吸附再生活性污泥法工藝流程圖第四章 污水的生物

11、處理三、暴氣1暴氣方法和設(shè)備1）鼓風(fēng)暴氣小氣泡擴(kuò)散器 圖4-26 4-27中氣泡擴(kuò)散器 圖4-28 4-29大氣泡擴(kuò)散器 圖4-30水力剪切擴(kuò)散裝置 圖4-31空氣升流暴氣裝置 圖4-32第四章 污水的生物處理2）機(jī)械暴氣泵型 倒散型 平板型 圖4-333）暴氣設(shè)備的比較 表4-7 P1132、暴氣池的結(jié)構(gòu)1）推流式暴氣池 圖4-37 4-382）完全混合式 圖4-39 4-40 4-41 4-423）循環(huán)混合式 圖4-43 第四章 污水的生物處理四、活性污泥法的設(shè)計(jì)和運(yùn)行1活性污泥法的設(shè)計(jì)2活性污泥法的運(yùn)行和控制活性污泥法的培養(yǎng)活性污泥法的馴化活性污泥法的試運(yùn)行活性污泥法運(yùn)行中的異?，F(xiàn)象污泥

12、膨脹 污泥上浮（脫N上浮、腐化上浮、解體上浮、泡沫問(wèn)題）第四章 污水的生物處理五、活性污泥法的新發(fā)展1純氧暴氣法 1）聯(lián)合暴氣法 圖4-442）表面暴氣法 圖4-452深井暴氣法3粉末活性炭-活性污泥法4兩級(jí)活性污泥法（AB法）第四章 污水的生物處理5兩級(jí)活性污泥法脫N 圖4-46 4-476間歇暴氣活性污泥法工藝（SBR）7氧化溝工藝1）特點(diǎn) 2）分類(lèi)3）典型氧化溝帕斯韋爾氧化溝 圖4-50T型氧化溝 圖4-51DE型氧化溝 圖4-52圖17-17 純氧曝氣活性污泥法系統(tǒng)1概述 1-1 純氧曝氣活性污泥法系統(tǒng)空氣純氧20 Po20.21atmCs9.2mg/LPo2（4.44.7）0.21a

13、tmCs（4.44.7）9.2mg/L當(dāng)維持曝氣池DO（C）2mg/L則氧轉(zhuǎn)移的推動(dòng)力：（CsC）9.227.2mg/L（CsC）9.227.2mg/L純氧曝氣氧轉(zhuǎn)移推動(dòng)（CsC）比空氣曝氣氧轉(zhuǎn)移的推動(dòng)力提高了40/7.2=5.5倍，同時(shí)純氧曝氣氧轉(zhuǎn)移推速率2特征 1) 氧的利用率EA（8090），而傳統(tǒng)活性污泥法EA僅為 10 2) MLSS47g/L，使Nrv 3) SVI100，一般不會(huì)發(fā)生污泥膨脹 4) 剩余污泥量小V純氧曝氣活性污泥法工藝流程圖（圖17-17）1-2 淺層曝氣活性污泥法系統(tǒng)（殷卡曝氣法）1.氣泡只有在形成與破碎的一瞬間有著最高的氧轉(zhuǎn)移率，而與 其在液體中的移動(dòng)高度無(wú)關(guān)

14、2.可使用低壓鼓風(fēng)機(jī)，節(jié)省電耗，EP1.82.6kgO2/KWh淺層曝氣活性污泥法工藝流程圖（圖17-16）淺層曝氣活性污泥法系統(tǒng)1.概述1)亨利定律：CHP 式中：C水中溶解氧飽和濃度 H亨利常數(shù) P壓力2) 生物的增殖和有機(jī)物降解2 深水曝氣池 深水中層曝氣池 深水底層曝氣池2 深水曝氣活性污泥法系統(tǒng)深井曝氣池活性污泥法系統(tǒng)1. H50100m，16m2. 特征：1) 氧的利用效率EA高達(dá)90，動(dòng)力效率EP高達(dá)6kgO2/KWh；占地少 （傳統(tǒng)活性污泥法EA10，EP23）2) 適用于各種氣候條件，可不設(shè)初沉池3) 適用于處理高濃度有機(jī)廢水EP動(dòng)力效率：1KWh電能轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量，以

15、kgO2/KWh深井曝氣池活性污泥法工藝流程圖（圖17-15）深井曝氣活性污泥法系統(tǒng) 特點(diǎn) 1) 當(dāng)污水BODu300mg/L，一級(jí)曝氣池以采用完全混合式曝氣 池為好；（對(duì)水質(zhì)水量沖擊負(fù)荷承受力強(qiáng)） 2) 當(dāng)污水BODu300mg/L，一級(jí)曝氣池可采用推流式 3) 當(dāng)污水BODu150mg/L，不應(yīng)采用多級(jí) 4) 處理水水質(zhì)好，但建設(shè)費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)均較高粉末活性炭-活性污泥法(略)4 兩級(jí)或多級(jí)活性污泥法系統(tǒng)高負(fù)荷活性污泥法2.特點(diǎn) 1).曝氣時(shí)間短（1.53.0h）。Ns高（1.5 3.0kgBOD/kgMLSSd），BOD（6575）%。低 2).池容小，出水水質(zhì)不好第四章 污水的生物處理7氧

16、化溝工藝1）特點(diǎn) 2）分類(lèi)3）典型氧化溝帕斯韋爾氧化溝 圖4-50T型氧化溝 圖4-51DE型氧化溝 圖4-52環(huán)狀跑道形曝氣池氧化溝圖 17-32 運(yùn)行中的推流式曝氣池2鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)圖 17-33 空氣擴(kuò)散裝置（曝氣器）補(bǔ)充內(nèi)容 17. 7 活性污泥處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)17.7.1 概述17.7.2 曝氣池（區(qū)）容積的計(jì)算17.7.3 曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置的計(jì)算與設(shè)計(jì) 本教材設(shè)計(jì)舉例1工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容 1）工藝流程選擇 2） V曝氣池、曝氣池工藝尺寸 3）需氧量、供氣量的計(jì)算及曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4）回流污泥量（RQ）剩余污泥排放量QW與回流污泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5）二沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算2原始資料與

17、數(shù)據(jù) 1） 曝氣時(shí)間t6h，曝氣池設(shè)計(jì)流量為Q平均日 2） 曝氣時(shí)間t2h，曝氣池設(shè)計(jì)流量為KzQ平均日 3） 曝氣時(shí)間t36h，曝氣池設(shè)計(jì)流量為KdQ平均日（最大平均日）3應(yīng)確定的主要參數(shù) 1） Ns MLSS（MLVSS） R SVI SV 2） Kz Y Kd a b4處理工藝流程的確定17.7.1 概述17.7.2 曝氣池（區(qū)）容積的計(jì)算（17-9）（17-78）1Ns的確定1）完全混合式曝氣池 （17-32） 式中：K20.01680.0281 工業(yè)廢水K2值見(jiàn)表17-17 對(duì)于城市污水： Ns0.30.5（kgBOD5/kgMLSSd） 則90，SVI80150 （17-79）2）

18、推流式曝氣池按經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式計(jì)算 根據(jù)Ns值，復(fù)核SVI值如果要求進(jìn)入硝化階段，則應(yīng)使C3日 （17-80）圖 17-32 運(yùn)行中的推流式曝氣池2X的確定 X高，V小，但X不能太高，應(yīng)考慮以下三個(gè)因素1供氧的經(jīng)濟(jì)性與可能性 X太高，粘滯性，O2的擴(kuò)散阻力增大，擴(kuò)散器的動(dòng)力費(fèi)用X太高，需氧量太大，擴(kuò)散器的供氧活性污泥的需氧，滿(mǎn)足不了活性污泥對(duì)氧的需要。對(duì)空氣曝氣而言，要求供氧量太大則為不可能。 X太高，即不經(jīng)濟(jì)也不可能不經(jīng)濟(jì)2活性污泥的凝聚沉淀性能 XXr，而Xr與活性污泥的沉淀性能、濃縮時(shí)間有關(guān) Xr與SVI成反比，當(dāng)SVI100， 則Xr在800012000mg/L之間 3二沉池與污泥回流設(shè)備的

19、造價(jià) X太高，二沉池負(fù)荷大，二沉池造價(jià)高 X太高，RQ回流污泥量大，回流污泥設(shè)備的造價(jià)與動(dòng)力費(fèi)用X的確定（1） 進(jìn)入二沉池的污泥量應(yīng)等于從二沉池流出的污泥量：（17-81）對(duì)曝氣池進(jìn)出的污泥量進(jìn)行物料平衡: （2）應(yīng)為進(jìn)入曝氣池的污泥量加上曝氣池內(nèi)凈增污泥量等 于流出曝氣池的污泥量：（3） 按（17-83）式計(jì)算出X 在考慮上述三個(gè)因素的基礎(chǔ)上，參考表17-18，確定X （17-82） （17-83）1活性污泥需氧量（RO2）與曝氣設(shè)備供氣量（Gs）的計(jì)算1）需氧量計(jì)算（1） 日平均需氧量（2） 最大時(shí)需氧量（O2）max2）供氣量（Gs）計(jì)算（1） 計(jì)算Csb17.7.3 曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散

20、裝置的計(jì)算與設(shè)計(jì)（2）求曝氣設(shè)備在標(biāo)準(zhǔn)條件下脫氧清水中的供氧量R0 日平均供氧量R0最大時(shí)供氧量（R0）max （17-71） （17-71）（3）求曝氣設(shè)備供氣量Gs 平均時(shí)供氣量（m3/h）（17-73）最大時(shí)供氣量（Gs）max （m3/h）2鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)圖 17-33 空氣擴(kuò)散裝置（曝氣器）1）空氣擴(kuò)散裝置（曝氣器）的選定與布置 要求EA、EP較高，且不易堵塞2）空氣管道系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)（1）經(jīng)濟(jì)流速： 主干管、干管：1015 m/s 豎管、支管：45 m/s 然后根據(jù)Q、V查附錄二求出對(duì)應(yīng)的管徑（2）阻力損失計(jì)算 KPa（1.5mH2O柱） 4.9 Kpa （4.99.8

21、）KPa式中：h1沿程阻力損失，查附錄三求出 h2局部阻力損失，換算成當(dāng)量長(zhǎng)度l0來(lái)計(jì)算 K是長(zhǎng)度換算系數(shù)表（17-23）由計(jì)算長(zhǎng)度L來(lái)查附錄三，求出h管（17-84）（3）鼓風(fēng)曝氣壓縮空氣的絕對(duì)壓力P（17-85）式中：h1管路沿程阻力損失（Pa） h2管路局部阻力損失（Pa） h3曝氣器的阻力損失（Pa） 查產(chǎn)品樣本 h4曝氣器安裝深度（m9.8103Pa） h5所在地區(qū)的大氣壓（Pa）（4）空壓機(jī)所需壓力H估算空壓機(jī)所需壓力P= （5）鼓風(fēng)機(jī)的選擇同型號(hào)：3臺(tái) 備用1臺(tái) 4臺(tái) 備用2臺(tái)1.5mH2O柱3 機(jī)械曝氣裝置的設(shè)計(jì)1）選擇葉輪型式2）確定葉輪直徑與軸功率 3）其它要求 調(diào)節(jié)葉輪速

22、度和淹沒(méi)深度4. 污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與剩余污泥處置1污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）回流污泥量的計(jì)算（QR）（17-86） SVI、X、Xr三者之間關(guān)系SVI會(huì)在一定范圍內(nèi)變化，要維持一定的X，則R就應(yīng)加以調(diào)整變化同時(shí)X也需要根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷的變化而加以調(diào)整，為調(diào)整X也需要調(diào)整R （17-87） 設(shè)計(jì)應(yīng)按Rmax設(shè)計(jì)，并有幾極較小回流比條件下工作的可能性，使R可以調(diào)整 （17-87） （17-7）（17-83）（2）污泥提升設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì) 污泥泵（軸流泵） 效率高、運(yùn)行穩(wěn)定，不會(huì)破壞活性污泥絮體。設(shè)回流污泥泵 站，適用于大、中型污水廠(chǎng) 空氣提升器 設(shè)在二沉池排泥井或曝氣池進(jìn)口處的污泥井內(nèi) 一座污泥回流井

23、只設(shè)一臺(tái)空氣提升器，并只接受一座二沉池污泥 斗來(lái)的污泥 升液筒在井內(nèi)的最小淹沒(méi)水深h1 （mm）式中：n密度系數(shù)，一般為22.5 h2需提升的高度 空氣用量Qu（35）Qmax提升污泥量 查設(shè)計(jì)手冊(cè) （17-88） 潛污泵 螺旋泵（17-89） 式中：D螺旋泵的外緣直徑（m）工作轉(zhuǎn)速Vg安裝傾角：3038泵體外緣與導(dǎo)槽內(nèi)壁之間的間隙優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)： 效率高，節(jié)省能耗 不堵塞，維護(hù)管理方便 轉(zhuǎn)速較慢，不會(huì)打碎活性污泥絮體 無(wú)其它附屬設(shè)備，直接設(shè)在曝氣池與二沉池之間，應(yīng)用廣泛 缺點(diǎn)是占地較大（17-90）2 剩余污泥及其處置(1) 剩余污泥 （17-15）（17-91） （17-92） (2) 處置

24、將含水率為99的剩余污泥送入濃縮池濃縮 （9697）含水率的污泥再與初沉池污泥一起去進(jìn)行厭氧消化 將含水率為99的剩余污泥初沉池，起生物絮凝作用，提高初沉池去除效果。但是增大了初沉池負(fù)荷，提高了進(jìn)入曝氣池的BOD濃度，增加了曝氣池負(fù)荷 剩余污泥（99）濃縮與初沉池污泥相混合，并投加混凝劑后采用機(jī)械脫水。5. 二沉池2) 特點(diǎn) (1) 同時(shí)具有泥水分離和污泥濃縮的二種功能，要求池表面積A較大 (2) 進(jìn)入的混合液污泥濃度高，且具有絮凝性，屬于成層沉淀 (3) 因?yàn)榛钚晕勰噘|(zhì)輕，出流堰負(fù)荷比初沉池小，為1.7L/ms， 初沉池為2.9 L/ms1)同時(shí) 5mm/s 7mm/s(4) 靜水壓力排泥的

25、靜水頭0.9mH2O柱 參見(jiàn)：圖17-363)(1) 沉淀池表面積A式中：u成層沉淀之沉速，mm/s （17-93）(2) 澄清區(qū)水深H1式中：t水力停留時(shí)間（h），一般為11.5h （17-94）(3) 污泥區(qū)容積V設(shè)計(jì)二沉池貯泥時(shí)間為2h(4) 圓筒部分污泥區(qū)高度H2(5) 池邊水深（有效水深）H H H1 + H2 + h2 H1H20.3 澄清區(qū) 污泥區(qū) 緩沖層 (6) 池總高度H總H總 H + h1 + h3 + h4 池邊水深 超高 池中心與池邊落差 污泥斗高度 h1導(dǎo)流區(qū)高度 h2曝氣筒直壁段高度 h3沉淀區(qū)水深12m H:(0.81.2m)曝氣筒保護(hù)高度6. 曝氣沉淀池各部分尺

26、寸的確定 1) 池體 受攪拌器的限制： （1） D20m，受充氧能力和攪拌能力的限制，D不能過(guò)大 （2） H水深5m，太深，攪拌不好，池底易于積泥 結(jié)構(gòu)尺寸的要求： （3） h3（沉淀區(qū)水深）12m，過(guò)小就會(huì)影響上升水流的穩(wěn)定 （4） 曝氣筒保護(hù)高度0.81.20m （5） 曝氣筒直壁段高度h2導(dǎo)流區(qū)高度h1 且（h2h1）0.414B（B為導(dǎo)流區(qū)寬度） 2) 回流窗 回流窗總長(zhǎng)度為曝氣筒周長(zhǎng)的30，其調(diào)節(jié)高度為50150mm3) 導(dǎo)流區(qū) 4) V42040mm/s 確定回流縫的寬度b，b一般取值為150300mm，順流圈長(zhǎng)度L0.40.6m。該結(jié)構(gòu)形式為防止曝氣區(qū)混合液和氣泡竄入污泥回流區(qū)，

27、干擾沉淀；同時(shí)要使回流污泥順利回流入曝氣區(qū)。5) 池底斜壁與水平呈456)結(jié)構(gòu)容積系數(shù)為（35） 回流縫設(shè)計(jì)：先確定回流縫的寬度b（150300mm）確定順流圈長(zhǎng)度L0.40.6m校核回流縫內(nèi)污水的流速V4（2040mm/s） 則 7. 處理水的水質(zhì)1)出水總的BOD5溶解性BOD5非溶解性BOD5 （Se）2)出水中SS Ce 2030mg/L （Xe）3)（17-95）式中：Ce出水中SS濃度（mg/L） Xa活的微生物在出水中SS中所占比例 b微生物自身氧化率（Kd）：0.050.10 kg/kgd（d1）1.42氧化1g微生物體所需氧量1.42g C5H7NO2+5O25CO2+NH3

28、+2H2O 113 160 1 X 5五天的BOD培養(yǎng)期4) 處理出水中總BOD5值： Se值是從濾后水樣測(cè)出的，則出水總的BOD5值應(yīng)按（17-96） 計(jì)算得出 Se值是從濾后水靜沉后水樣測(cè)出，則Ce值從靜沉下污泥中測(cè) 出，總的BOD5按（17-96）計(jì)算得出 Se值是從攪拌過(guò)的水樣中測(cè)出，則測(cè)出的Se值即為總的BOD5（17-96）例題17-1：已知Q=30000m3/d，Kh=1.4，S0=225mg/L，Se=25mg/L，一級(jí)處理的BOD5=25%要求： 計(jì)算確定曝氣池工藝尺寸 計(jì)算設(shè)計(jì)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng) 本教材設(shè)計(jì)舉例解：一、曝氣池各主要部位尺寸的計(jì)算與確定1處理程度的確定1進(jìn)入曝氣池污

29、水 mg/L2出水中非溶解性BOD5=7.1bXaSe mg/L（17-96）處理水：BOD5（總） Se + BOD5 = Se + 7.1bXaCe 溶解性 非溶解性 25mg/L 18.6 mg/L + 6.4 mg/L34 2運(yùn)行方式 傳統(tǒng)活性污泥法、階段曝氣活性污泥法、吸附再生活性污泥法 集中從池首進(jìn)水 沿曝氣池多點(diǎn)進(jìn)水 沿曝氣池某點(diǎn)進(jìn)水 和進(jìn)回流污泥 從池首進(jìn)回流污泥 從池首進(jìn)回流污泥3曝氣池計(jì)算與設(shè)計(jì)1Ns的確定 首先擬定Ns0.3，然后用下列公式校核（17-97） 2確定X 由Ns查圖17-2得出SVI值為100120，取120，并取R50，根據(jù)（17- 83）式計(jì)算X 取整X

30、3300 mg/L 3確定曝氣池容積V4確定曝氣池各部位尺寸 取超高0.5m，池總高水深+超高4.2+0.54.7m具體布置見(jiàn)圖17-38二、曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)1平均需氧量O2 2最大時(shí)需氧量(O2)max每日去除的BOD5值：去除每千克BOD5的需氧量O23供氣量Gs 確定用網(wǎng)狀膜中微孔空氣擴(kuò)散器，其EA12，距池底0.2m，淹沒(méi)水深4.0m，查附錄一得出：Cs（20）9.17 mg/L，Cs（30）7.63 mg/L，設(shè)計(jì)水溫定為30（最不利溫度！）。 平均供氣量Gs 最大時(shí)供氣量(Gs)max 去除每千克BOD5的供氣量為： 每m3污水供氣量為： 提升污泥的空氣量： 總需氣量GsT84

31、18+375012168m3/h4空氣管路計(jì)算 空氣管的布置 曝氣池面積F27451215m2 選擇最遠(yuǎn)最長(zhǎng)的管路作為計(jì)算管路，列空氣管路計(jì)算表進(jìn)行 計(jì)算，得出管道系統(tǒng)的總壓力損失： 網(wǎng)狀膜擴(kuò)散器的壓力損失為 5.88 KPa，設(shè)計(jì)取9.8 KPa 5空氣機(jī)的選擇 所需壓力P（4.2-0.2+1）9.849 KPa 空氣流量：最大時(shí)：8418+375012168m3/h202.8m3/min 平均時(shí)：6946+375010696m3/h178.3m3/min 選LG60，5臺(tái)，P50KPa，Q60 m3/min。3用2備；4用1備例題17-2： 已確定下列設(shè)計(jì)參數(shù) 解： 1. 曝氣區(qū)容積V 2

32、沉淀區(qū)面積與容積（F3、V2） 由X4000mg/L，查表17-25得0.28mm/s 取沉淀t1.5h，則沉淀區(qū)容積V2為V1回流窗孔流速：100200mm/sV2導(dǎo)流區(qū)下降流速：15mm/sV3由導(dǎo)流區(qū)沉淀流速：V3V2V4污泥回流縫的流速：2040mm/s3需氧量與充氣量的計(jì)算2 標(biāo)準(zhǔn)條件下的充氧量R014確定曝氣葉輪、曝氣區(qū)直徑與面積 泵型葉輪：查附錄六，R026kgO2/h，線(xiàn)速度為4.5m/s，葉輪直 徑d1000mm，N7KW 曝氣區(qū)直徑： 曝氣區(qū)面積：5導(dǎo)流區(qū)直徑與寬度 h4曝氣沉淀池斜壁高Hh3；0.81.2m曝 氣區(qū)直壁段超高6曝氣沉淀池直徑D7曝氣沉淀池其它各部位尺寸的確

33、定1曝氣區(qū)直壁高h(yuǎn)2h1+0.414B1.5+0.4140.51.7m2曝氣沉淀池池深H取4.2m3曝氣沉淀池斜壁高：h4Hh34.21.72.5m4曝氣沉淀池斜壁與曝氣區(qū)直壁呈455曝氣沉淀池池底直徑D3D2h41222.57.0m8回流窗尺寸 V1取100mm/s，回流窗孔總面積f 每池開(kāi)24個(gè)回流窗孔，則每個(gè)窗孔面積f1 設(shè)計(jì)成LB300200mm窗孔，共24個(gè)均布，并在孔口上設(shè)計(jì)閘板閥9回流縫 曝氣直徑D4D3（池底直徑）+0.2m7+0.27.2m 回流縫寬b取0.2m，順流圈長(zhǎng)L為0.5m 回流縫內(nèi)污水的流速V410曝氣沉淀池實(shí)際容積核算 曝氣沉淀池的總?cè)莘eV為： 實(shí)際有效容積V

34、沉淀區(qū)實(shí)際有效容積V2 曝氣區(qū)（包括導(dǎo)流區(qū)和回流區(qū)）的實(shí)際有效容積V1 曝氣沉淀池各部分容積比較表 對(duì)于鼓風(fēng)曝氣：（17-98）在標(biāo)準(zhǔn)條件下： 1，1，1，T20，C0（17-99）（17-71）17.8.1 活性污泥處理系統(tǒng)的投產(chǎn)與活性污泥的培養(yǎng)馴化 1. 活性污泥的培養(yǎng)與馴化 2. 試運(yùn)行17.8.2 活性污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行效果的檢測(cè) 1. 反映處理效果的項(xiàng)目：進(jìn)出水總的和溶解性的BOD、COD，進(jìn)出水 總的和揮發(fā)性的SS，進(jìn)出水的有毒物質(zhì)（對(duì)應(yīng)工業(yè)廢水） 2. 反映污泥情況的項(xiàng)目：污泥沉降比（SV%）、MLSS、MLVSS、SVI、 溶解氧、微生物觀學(xué)察等 3. 反映污泥營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件的項(xiàng)

35、目：氮、磷、pH、水溫等。17.8.3 活性污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況 1. 污泥膨脹 2. 污泥解體 3. 污泥腐化 4. 污泥上浮 5. 泡沫問(wèn)題17. 8 活性污泥處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理1、什么是活性污泥？它由一些什么部分組成？它的活性是指何而言？如何評(píng)價(jià)活性污泥的好壞？2、活性污泥法的基本要領(lǐng)和基本流程是什么？3、活性污泥評(píng)價(jià)指標(biāo)有哪些？它們的意義與應(yīng)用如何？其數(shù)值范圍受何影響？4、污泥齡的概念與意義是什么？怎樣進(jìn)行污泥齡的計(jì)算？在設(shè)計(jì)與運(yùn)行中如何應(yīng)用？5、活性污泥法去除有機(jī)物的凈化過(guò)程及作用如何？6、生化反應(yīng)中參數(shù)Vmax、K、Y、Kd、a、b的意義是什么？如何來(lái)求定這幾個(gè)參數(shù)？7、推

36、流式與完全混合式曝氣池的區(qū)別是什么？它們兩者基質(zhì)降解的數(shù)學(xué)模式為何不同？思考題與習(xí)題習(xí)題8、當(dāng)完全混合式曝氣池與推流式曝氣池的進(jìn)水Q、Sa與要求出 水Se都完全相 同時(shí)，且完全混合式曝氣池中X等于推流式曝 氣池中X時(shí)，問(wèn)哪類(lèi)池型需要的容積要大？為什么？9、曝氣設(shè)備的作用和分類(lèi)如何，如何測(cè)定曝氣設(shè)備的性能？10、城市污水屬低底物濃度的有機(jī)污水，試問(wèn)有機(jī)廢物的 降解速度遵循哪級(jí)反應(yīng)？并用何式來(lái)描述？11、曝氣池有哪幾種構(gòu)造和布置形式？12、活性污泥法有哪些主要的運(yùn)行方式，各種運(yùn)行方式的 特點(diǎn)是什么？促使各種運(yùn)行方式發(fā)展的因素是什么？13、影響活性污泥法運(yùn)行的主要因素有哪些？這些因素的 作用是什么？

37、14、曝氣池設(shè)計(jì)的主要方法有哪幾種，各有什么特點(diǎn)？15、曝氣池和二沉池的作用和相互聯(lián)系是什么？習(xí) 題1、二沉池的功能和構(gòu)造與一沉池相比有什么不同？在二沉池中設(shè)置斜板 或斜管為什么不能取得理想的效果？2、寫(xiě)出好氧微生物的分子式。氧化1kgBOD5的理論需氧量要多少kg？產(chǎn)生 的活性污泥氧化1kg活性污泥的理論需氧量要多少kg？3、國(guó)內(nèi)目前主要采用哪幾種曝氣設(shè)備，曝氣設(shè)備的改進(jìn)對(duì)活性污泥法將 帶來(lái)什么好處？4、污水充氧性能修正系數(shù)、的意義和測(cè)定原理如何？影響、值 的因素有哪些？5、鼓風(fēng)曝氣與機(jī)械曝氣設(shè)備選用計(jì)算式有何不同？6、合建式完全混合曝氣沉淀池的構(gòu)造與各區(qū)的作用是什么？7、BOD5污泥負(fù)荷N

38、s與Nrs的概念與區(qū)別？8、污泥回流的方式有哪幾種？它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？9、試論述鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算步驟和注意事項(xiàng)。10、曝氣池內(nèi)容解氧濃度應(yīng)保持多少？在供氣正常時(shí)它的突然變化說(shuō) 明了什么？11、試分別闡述曝氣池每日活性污泥的凈增殖量與曝氣池混合液每日 需氧量的計(jì)算公式的物理意義？并寫(xiě)出每日排出剩余污泥體積量 的計(jì)算式。12、從c=YNrs-Kd公式中，論述為什么Nrs增大，就減小?13、從Qsr=a+bNrs公式中，論述為什么Nrs增大，Qsr就減小？14、活性污泥的合成產(chǎn)率Y與表觀產(chǎn)率Yobs有何區(qū)別？它們與c的關(guān) 系式？15、從生化降解有機(jī)物的原理，論述曝氣池內(nèi)水中的有機(jī)物、泥

39、、氣 三者之間的傳質(zhì)與轉(zhuǎn)化關(guān)系。16、城市污水二級(jí)處理出水中總BOD值與其中非溶解性BOD值的計(jì)算中 應(yīng)注意什么問(wèn)題？17、產(chǎn)生活性污泥膨脹的主要原因是什么？18、如果某污水廠(chǎng)經(jīng)常會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的活性污泥膨脹問(wèn)題，大致可以 從哪些方面著手進(jìn)行研究、分析，可以采取哪些措施加以控制？19、試從雙膜理論推導(dǎo)氧轉(zhuǎn)移速率公式，并說(shuō)明KLa值如何測(cè)定？20、普通曝氣池混合液污泥濃度不能過(guò)高的原因何在？21、經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如下一組數(shù)據(jù)，試求該反應(yīng)的級(jí)數(shù)及反應(yīng)速度常數(shù)k （數(shù)值及單位）：t/min012345678910S(mgL-1)10077.860.647.236.828.722.317.413.510.58

40、.222、已知某一級(jí)反應(yīng)起始基質(zhì)濃度為220mg/L，2h后的基質(zhì)濃度為 20mg/L，求其反應(yīng)速度常數(shù)k與反應(yīng)后1h的基質(zhì)濃度S。23、在河流某斷面處取水樣測(cè)得二日20的生化需氧量BOD5為15mg/L ，若河水流速為0.1m/s，只考慮水體的生化自?xún)糇饔茫铀疁?為20，耗氧速度常數(shù)k1=0.1d-1，求水流經(jīng)過(guò)86.4km之后的五 日生化需氧量BOD5為多少？24、某普通曝氣池混合液的污泥濃度MLSS為4000mg/L，曝氣池有效容 積V=3000m3，若污泥齡c=10天，求每日的干污泥增長(zhǎng)量。25、曝氣池有效容積為4000m3，混合液濃度2000mg/L（其中揮發(fā)性污泥 濃度為150

41、0mg/L），半小時(shí)沉降比為30%，當(dāng)進(jìn)水BOD5為220mg/L， 每日處理1000m3/d生活污水時(shí)，處理后水的溶解性BOD5為20mg/L， 試驗(yàn)測(cè)得污泥產(chǎn)率系數(shù)為0.65g/g，自身氧化率為0.05/d。計(jì)算污 泥負(fù)荷率、污泥指數(shù)、剩余污泥量、污泥齡、回流污泥濃度及污泥 回流比。26、某市平均日污水流量為48000m3/d，Kz=KdKh=1.11.2。污水 BOD5=180mg/L，一級(jí)處理BOD5去除率為20%。二級(jí)處理擬用推流式 鼓風(fēng)曝氣工藝，其設(shè)計(jì)參數(shù)為：曝氣池混合液污泥濃度 X=3000mg/L，DO=1.5mg/L，f=0.75，設(shè)計(jì)水溫30，污泥負(fù)荷率 Ns=0.35kg

42、BOD5/（kgMISSd）。生化反應(yīng)系數(shù)為：Y=0.55， Kd=0.05，a=0.5，b=0.15。采用微孔曝氣器，EA=18%， =0.95，=0.9，=1，Cs（30）=7.6mg/L，Cs（20） =9.2mg/L。曝氣器距水面3.6m，二沉池中清液上升流速 U=0.4mm/s，要求處理水BOD520mg/L。請(qǐng)計(jì)算： 曝氣池的容積(m3)。 每日需排除的剩余污泥量（kg/d）。 平均時(shí)，最大時(shí)需氧量。平均時(shí)，最大時(shí)供氣量。 二沉池沉淀表面積。第四章 污水的生物處理第三節(jié) 生物膜法 生物濾池是以土壤自?xún)粼頌橐罁?jù)，在污水灌溉的實(shí)踐基礎(chǔ)上，經(jīng)原始的間歇砂濾池和接觸濾池而發(fā)展起來(lái)的人工生

43、物處理技術(shù)，已有百余年的發(fā)展史。 污水長(zhǎng)時(shí)間以滴狀噴灑在塊狀濾料層的表面上，在污水流經(jīng)的表面上就會(huì)形成生物膜，待生物膜成熟后，棲息在生物膜上的微生物即攝取流經(jīng)污水中的有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)，從而使污水得到凈化。第四章 污水的生物處理第三節(jié) 生物膜法特點(diǎn): 1適應(yīng)性好 2不會(huì)發(fā)生污泥膨脹,運(yùn)轉(zhuǎn)方便 3生物群豐富 4剩余污泥少 5自然通風(fēng)供氧 6運(yùn)行方面靈活性差 7空間效率低 8可處理低負(fù)荷有機(jī)物廢水第四章 污水的生物處理一、生物膜凈化污水的原理1生物膜的形成 脫落的原因見(jiàn)下頁(yè)2生物膜中的微生物細(xì)菌 菌膠團(tuán) 真菌 絲狀細(xì)菌 原生動(dòng)物后生動(dòng)物 灰蠅從上到下很豐富生物膜脫落的原因內(nèi)因 厭氧菌營(yíng)養(yǎng)耗盡而死亡，其

44、附著力降低，很快脫落 氣態(tài)代謝產(chǎn)物不斷逸出，破壞了好氧層生態(tài)的穩(wěn)定，使二者失去了平衡，生物膜老化 氣態(tài)產(chǎn)物的積累，將膜頂起外因 水流的沖刷作用，加大水量，則沖刷力增大第四章 污水的生物處理3生物膜去除有機(jī)物過(guò)程 圖4-54空氣中氧溶解于流動(dòng)水層中； 污水中有機(jī)物由流動(dòng)水層傳遞到附著水層，在進(jìn)入生物膜； 微生物代謝有機(jī)物。第四章 污水的生物處理二、生物濾池的一般構(gòu)造 圖4-551濾料2池壁3排水及通風(fēng)系統(tǒng) 圖4-564布水裝置 圖4-571池體 生物濾池的池體多為圓形、方形或矩形；池壁可有孔洞或不帶孔洞的兩種形式，有孔洞的池壁有利于濾料的內(nèi)部通風(fēng)，但在低溫季節(jié)，易受低溫的影響，使凈化功能降低；池

45、壁一般要求高于濾料表面0.50.9m。2濾料 濾料是生物濾池的主體，它對(duì)生物濾池的凈化功能有直接影響。其一般要求：大的表面積；有足夠大的孔隙率；有較好的機(jī)械強(qiáng)度，不易變形和破碎。 3布水裝置 布水裝置的目的是將廢水均勻地噴灑在濾料上。主要有兩種： 固定式布水裝置（普通生物濾池多采用）； 旋轉(zhuǎn)式布水裝置（高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池常用）。4、排水系統(tǒng) 排水系統(tǒng)處于濾床的底部，其作用是收集、排出處理后的廢水和保證良好的通風(fēng)；一般由滲水裝置、匯水溝和總排水溝所組成；滲水裝置用于支撐濾料，其排水孔隙的總面積應(yīng)不小于濾池表面積的20%；滲水裝置與池底之間的距離一般應(yīng)在0.4m以上，以利通風(fēng)，一般在出水區(qū)的四周池壁均勻布置進(jìn)風(fēng)