第12章活性污泥法課件

12.5去除有機(jī)污染物的活性污泥法過程設(shè)計(jì)一、曝氣池容積設(shè)計(jì)計(jì)算二、剩余污泥量計(jì)算三、需氧量設(shè)計(jì)計(jì)算活性污泥法的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要是根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和出水的要求，確定活性污泥法工藝流程，選擇曝氣池的類型，計(jì)算曝氣池的容積，確定污泥回流比，計(jì)算所需的供氧量，曝氣設(shè)備選擇和剩余活性污泥量計(jì)算等，下面主要討論去除BOD5及硝化過程的活性污泥法設(shè)計(jì)計(jì)算。主要介紹以下三個(gè)方面的內(nèi)容：曝氣池的設(shè)計(jì)計(jì)算正在由經(jīng)驗(yàn)方法向更精確的理論方法過渡，由于污水水質(zhì)的復(fù)雜性，有些情況需要通過試驗(yàn)來(lái)來(lái)確定設(shè)計(jì)參數(shù)。但是，理論方法能深刻地揭示活性污泥法的本質(zhì)，加深對(duì)它的認(rèn)識(shí)和理解，對(duì)做好設(shè)計(jì)是極為重要的。曝氣池的選型，從理論上分析，推流優(yōu)于完全混合，但由于充氧設(shè)備能力的限制，以及縱向混合的存在，實(shí)際上推流和完全混合的處理效果相近。若能克服縱向摻混，則推流比完全混合好，而完全混合抗沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)?？梢姡吒饔袃?yōu)缺點(diǎn)。12.5.1

曝氣池容積設(shè)計(jì)計(jì)算有機(jī)物負(fù)荷率的兩種表示方法活性污泥負(fù)荷

LS（簡(jiǎn)稱污泥負(fù)荷）曝氣池容積負(fù)荷

LV（簡(jiǎn)稱容積負(fù)荷）1.有機(jī)物負(fù)荷法根據(jù)某種工藝的經(jīng)驗(yàn)停留時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)去除率，確定曝氣池的水力停留時(shí)間。

例如：流量200m3/h，曝氣池進(jìn)水BOD濃度150mg/L,出水要求為15mg/L，采用多點(diǎn)進(jìn)水，求曝氣池容積。多點(diǎn)進(jìn)水經(jīng)驗(yàn)去除率：85%—90％經(jīng)驗(yàn)停留時(shí)間：3—5h

取停留時(shí)間為4.5h，則曝氣池容積：

V＝200×4.5m3=900m3經(jīng)驗(yàn)水力停留時(shí)間：t污泥負(fù)荷是指單位質(zhì)量活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所能承受的BOD5量，即:式中：Ls——污泥負(fù)荷,kgBOD5/（kgMLVSS·d）;

Q——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BOD5值，mg/L；

X——曝氣池中的污泥濃度，mg/L。

污泥負(fù)荷

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，kg(BOD5)/(m3·d)。容積負(fù)荷根據(jù)上面任何一式可計(jì)算曝氣池的體積，即:

S0和Q是已知的，X和L可參考有關(guān)資料選擇。對(duì)于某些工業(yè)污水，要通過試驗(yàn)來(lái)確定X和L值。污泥負(fù)荷法應(yīng)用方便，但需要一定的經(jīng)驗(yàn)。2.污泥泥齡法——

勞倫斯和麥卡蒂法

1.微生物的增長(zhǎng)和基質(zhì)的去除關(guān)系式

式中：y——合成系數(shù)，mg(VSS)/mg(BOD5)；

Kd——內(nèi)源代謝系數(shù)，h-1。上式表明曝氣池中的微生物的變化是由合成和內(nèi)源代謝兩方面綜合形成的。不同的運(yùn)行方式和不同的水質(zhì)，y和Kd值是不同的。活性污泥法典型的系數(shù)值可參見下表：這里的yobs實(shí)質(zhì)是扣除了內(nèi)源代謝后的凈合成系數(shù)，稱為表觀合成系數(shù)。y為理論合成系數(shù)。

也可以表達(dá)為2.污泥泥齡法微生物在處理系統(tǒng)（曝氣池）中的平均停留時(shí)間，又稱污泥齡，是指反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的微生物全部更新一次所用的時(shí)間，在工程上，就是指反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)微生物總量與每日排出的剩余微生物量的比值。以θC表示，單位為d。2.污泥泥齡θc——污泥泥齡（SRT），d；（X）T——曝氣池中總的活性污泥質(zhì)量，kg；（?X/?t）T——每天從曝氣池中排出的活性污泥質(zhì)量，包括從排泥管線排出污泥和隨出水流失的污泥量，kg；X0——進(jìn)水中微生物濃度，gVSS/m3；Xe——出水中微生物濃度，gVSS/m3；X——曝氣池中微生物濃度，gVSS/m3；XR——回流污泥濃度，gVSS/m3；V——曝氣池容積；Q——進(jìn)水流量，m3/d；Qw——剩余污泥排放量，m3/d。S0/Se——進(jìn)/出水中BOD5濃度，mg/L；Y——活性污泥的產(chǎn)率系數(shù)，gVSS/gBOD5；Kd——內(nèi)源代謝系數(shù)，d-1。穩(wěn)態(tài)條件下，可以得到污泥泥齡與進(jìn)水水質(zhì)、污泥濃度之間關(guān)系：因此，曝氣池容積：為了曝氣池投產(chǎn)期馴化活性污泥，各類曝氣池在設(shè)計(jì)時(shí)，都應(yīng)在池深1/2處設(shè)中間排液管。按污泥泥齡計(jì)算根據(jù)污泥泥齡的定義，每日排出的總固體量：12.5.2

剩余污泥量計(jì)算按污泥泥齡計(jì)算12.5.2

剩余污泥量計(jì)算根據(jù)產(chǎn)率系數(shù)或表觀產(chǎn)率系數(shù)計(jì)算，活性污泥微生物每日在曝氣池內(nèi)的凈增量為：該法計(jì)算的是揮發(fā)性剩余污泥量，工程實(shí)踐中需要的是總的懸浮固體量，需要確定MLSS和MLVSS之間的關(guān)系。根據(jù)有機(jī)物降解需氧率和內(nèi)源代謝需氧率計(jì)算曝氣池內(nèi)，活性污泥對(duì)有機(jī)物的氧化分解和其自身的內(nèi)源代謝都是好氧過程，因此，需氧量為：12.5.3

需氧量設(shè)計(jì)計(jì)算O2——混合液需氧量，kgO2/d;a′——有機(jī)物代謝的需氧率，kgO2/kgBOD5;b′——活性污泥內(nèi)源代謝的需氧率，kgO2/（kgMLVSS·d);Sr——經(jīng)活性污泥代謝降解的有機(jī)污染物；生活污水的a′為0.42~0.53，b′介于0.19~0.11之間。根據(jù)有機(jī)物降解需氧率和內(nèi)源代謝需氧率計(jì)算也可以表達(dá)為：12.5.3

需氧量設(shè)計(jì)計(jì)算可見，高污泥負(fù)荷條件下運(yùn)行時(shí)，活性污泥泥齡較短，降解單位質(zhì)量的BOD5的需氧量低，因?yàn)椋徊糠钟袡C(jī)物通過吸附去除，且污泥內(nèi)源代謝作用弱。反之亦然。根據(jù)微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解需氧量計(jì)算12.5.3

需氧量設(shè)計(jì)計(jì)算1.42——污泥的氧當(dāng)量系數(shù)

有機(jī)物在生化反應(yīng)中有部分被氧化，有部分合成微生物，形成剩余活性污泥量。因而所需氧量為：

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21600m3/d，經(jīng)沉淀后的BOD5為200mg/L,希望處理后的出水BOD5為20mg/L。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：（1）污水溫度為20℃；（2）曝氣池中混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）同混合液懸浮固體（MLSS）之比為0.8；（3）回流污泥SS濃度為10000mg/L；（4）曝氣池中MLSS為3000mg/L；（5）設(shè)計(jì)的θc為10d；（6）二沉池出水中含有12mg/L生物固體，其中65％是可生化的；（7）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。例解

確定出水中懸浮固體的BOD5：

(a)懸浮固體中可生化的部分為0.65×12mg/L=7.8mg/L(b)可生化懸浮固體的最終BODL＝0.65×12×1.42mg/L＝11mg/L(c)可生化懸浮固體的BODL為BOD5＝0.68×11mg/L＝7.5mg/L(d)確定經(jīng)曝氣池處理后的出水溶解性BOD5，即SeSe＋7.5mg/L≤20mg/LSe≤6.2mg/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(a)按污泥負(fù)荷計(jì)算，取污泥負(fù)荷Ls=0.25kgBOD5/kgMLSS·d解2.計(jì)算曝氣池的體積(b)按污泥泥齡計(jì)算，取Y=0.6kgMLSS/kgBOD5,Kd=0.08d-1取曝氣池容積5700m3。解3.計(jì)算曝氣池的水力停留時(shí)間：4.計(jì)算剩余污泥量，(a)按表觀污泥產(chǎn)率系統(tǒng)排出的以揮發(fā)性懸浮固體計(jì)的干污泥量總排泥量：1350/0.8=1688kg/d(b)按污泥泥齡計(jì)算(c)排放濕污泥量計(jì)算

剩余污泥含水率按99%計(jì)算，每天排放的濕污泥：1710/1000t=1.71t(干泥）1.71/(100%-99%)m3=171m3

解5.計(jì)算回流污泥比R曝氣池中VSS濃度＝3000mg/L回流污泥VSS濃度＝10000mg/L6.計(jì)算曝氣池d的需氧量7.空氣量計(jì)算8.鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓計(jì)算活性污泥法要點(diǎn)總結(jié)麥金尼(McKinney)法1.麥?zhǔn)险J(rèn)為污水中污染物的狀態(tài)和組成可圖示如下

污染物懸浮固體污染物（包括膠體）溶解性污染物

無(wú)機(jī)懸浮固體污染物有機(jī)懸浮固體污染物

無(wú)機(jī)溶解性污染物

有機(jī)溶解性污染物

不可生物降解有機(jī)懸浮固體污染物

可生物降解的有機(jī)懸浮固體污染物

可生物降解的有機(jī)物不可生物降解有機(jī)物污染物的吸附轉(zhuǎn)化情況廢水中的污染物無(wú)機(jī)懸浮固體污染物

不可生物降解有機(jī)懸浮固體污染物可生物降解有機(jī)懸浮固體污染物

可生物降解的有機(jī)溶解性污染物

無(wú)機(jī)溶解性污染物不可生物降解有機(jī)溶解性污染物

基本吸附于微生物表面混入污泥

轉(zhuǎn)化為新的微生物機(jī)體和CO2、H2O部分轉(zhuǎn)移到新的生物機(jī)體中

部分留于廢水中基本留于廢水中活性污泥法過程中污染物吸附轉(zhuǎn)化定量關(guān)系的要點(diǎn)

(1)在良好的狀態(tài)下，無(wú)機(jī)和不可降解的懸浮固體經(jīng)活性污泥法處理，基本上被微生物吸附，其量不變。

(2)對(duì)于城市生活污水，其中可生物降解的有機(jī)物量約為2/3轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞，1/3氧化為CO2和水。氧化過程釋放的能量供微生物繁殖和活動(dòng)之需。

(3)活性污泥法統(tǒng)中，既存在著有機(jī)物質(zhì)的代謝和微生物的增長(zhǎng)繁殖，也存在著細(xì)胞物質(zhì)的自身代謝和微生物之間通過食物鏈進(jìn)行的代謝過程。

(4)由于內(nèi)源代謝產(chǎn)物的不可生物降解性，使可生物降解有機(jī)物的化學(xué)需氧量CODB不等于完全生化需氧量BODL

。

(5)各種形態(tài)的活性污泥的細(xì)胞組成基本相同。根據(jù)分析，其組成可用C5H9O2.5N或C5H7NO2表示。

12.6脫氮、除磷活性污泥法工業(yè)及其設(shè)計(jì)12.6.1生物脫氮工藝1.三段生物脫氮工藝該工藝的特征是：①有機(jī)物降解和氨化、硝化、反硝化在三個(gè)反應(yīng)器中獨(dú)立進(jìn)行，并分別有各自的污泥回流系統(tǒng)和沉淀池；②反硝化反應(yīng)器設(shè)攪拌裝置，以保持污泥懸浮和泥水混合；③反硝化反應(yīng)器外加碳源；④三段獨(dú)立，便于運(yùn)行和控制有機(jī)污染物去除效果和脫氮效果均好；⑤流程長(zhǎng)，構(gòu)筑物多，基建費(fèi)用高，且應(yīng)外加碳源而提高運(yùn)行成本。在三段生物脫氮技術(shù)中由于反硝化段設(shè)置在有機(jī)物氧化和硝化段之后，主要靠?jī)?nèi)源呼吸進(jìn)行反硝化，效率很低，所以必須在反硝化段投加碳源來(lái)保證高效穩(wěn)定的反硝化反應(yīng)。隨著對(duì)硝化反應(yīng)機(jī)理認(rèn)識(shí)的加深，將有機(jī)物氧化和硝化合并成一個(gè)系統(tǒng)以簡(jiǎn)化工藝，從而形成二段生物脫氮工藝（如圖）。改進(jìn)后的工藝各段同樣有各自的污泥回流系統(tǒng)和沉淀池；除碳和硝化在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行時(shí)，設(shè)計(jì)的污泥負(fù)荷要低，水力停留時(shí)間和泥齡要長(zhǎng)，否則，硝化作用要降低。在反硝化段仍然需要外加碳源來(lái)維持反硝化的順利進(jìn)行。2.前置缺氧-好氧生物脫氮工藝（A/O）該工藝的特點(diǎn)是：反硝化段設(shè)置在系統(tǒng)前部，利用進(jìn)水中的有機(jī)物作為反硝化的碳源，不需要外加碳源；混合菌群交替處于好氧缺氧和有機(jī)物濃度高低變化之中，有利于改善污泥性能；反硝化產(chǎn)生的堿度可以補(bǔ)充硝化反應(yīng)消耗堿度的50%；硝酸鹽作為電子受體處理進(jìn)水中的有機(jī)物，節(jié)省后續(xù)的曝氣量；脫氮率70%，出水仍有一定濃度碳酸鹽，已在二沉池發(fā)生反硝化而造成污泥上浮。內(nèi)循環(huán)增大曝氣池水力負(fù)荷和動(dòng)力消耗。3.后置缺氧-好氧生物脫氮工藝該工藝可以補(bǔ)充外來(lái)碳源，也可以在沒有外來(lái)碳源情況下利用活性污泥內(nèi)源呼吸提供電子供體還原硝酸鹽；反硝化速率低，只有前置缺氧反硝化速率的1/3～1/8。4.Bardenpho生物脫氮工藝該工藝的特征：硝化段和反硝化段交替設(shè)置，一般組合在一個(gè)推流式曝氣池的不同區(qū)域內(nèi)；第一段利用原水的碳源和回流混合液中的硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化反應(yīng)；第二階段利用內(nèi)源呼吸進(jìn)行反硝化；最后的曝氣池用于吹脫混合液中的氮?dú)?，提高污泥沉淀性能，防止二沉池的污泥上浮現(xiàn)象；該工藝比三段脫氮工藝節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用；脫氮比較徹底。5.同步消化反硝化（SNdN）過程存在好氧反硝化菌，硝化菌在缺氧條件下可以進(jìn)行反硝化作用；利用曝氣池里的溶解氧分布不均勻構(gòu)成的缺氧好氧區(qū)域同步完成消化反硝化過程；反應(yīng)器中的DO空間分布不均勻形成的缺氧好氧區(qū)域；活性污泥中由于氧傳遞過程存在的濃度梯度而形成的缺氧好氧區(qū)域?？刂迫芙庋鯘舛鹊耐较趸聪趸钚晕勰囝w粒內(nèi)部存在的好氧區(qū)和缺氧區(qū)12.6.2生物除磷工藝1.Ap/O工藝由厭氧區(qū)和好氧區(qū)組成的同時(shí)去除有機(jī)污染物及磷的生物處理系統(tǒng)。聚磷菌在厭氧條件下將細(xì)胞中的磷釋放后進(jìn)入好氧狀態(tài)，在好氧條件下吸收比厭氧狀態(tài)釋放的量更多的磷，然后這些過量吸磷的微生物以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)，達(dá)到從污水中除磷的目的；12.6.2生物除磷工藝1.Ap/O工藝適宜的控制條件：DO＞2mg/L；pH7~8之間；BOD5:P＞10:1；適當(dāng)?shù)钠貧鈺r(shí)間。除磷效果

出水磷濃度可降至1mg/L以下。AP/O工藝中有機(jī)物和磷的去除過程2.

Phostrip工藝

Phostrip工藝將生物除磷和化學(xué)除磷結(jié)合在一起，在回流污泥過程中增設(shè)厭氧釋磷池和上清液的化學(xué)沉淀處理的旁路系統(tǒng)。一部分含磷的回流污泥送至厭氧釋磷池，釋磷后的污泥再回到曝氣池進(jìn)行有機(jī)物的降解和磷的吸收，用石灰或其他化學(xué)藥劑對(duì)釋磷上清液進(jìn)行沉淀處理。

Phostrip除磷效果穩(wěn)定，不受進(jìn)水易降解COD濃度的影響。

12.6.3生物脫氮除磷工藝1.A2/O工藝

在A/O工藝中增設(shè)一個(gè)缺氧區(qū)，并使好氧區(qū)的混合液回流到缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化脫氮；而二沉池的污泥回流到厭氧區(qū)完成放磷過程，然后通過缺氧區(qū)到好氧區(qū)完成吸磷過程；從而達(dá)到同時(shí)脫氮除磷的目的；污泥交替進(jìn)入好氧缺氧和有機(jī)物濃度高低變化之中，絲狀菌少，有利于改善污泥性能。

相當(dāng)于二級(jí)A/O工藝串聯(lián)，即厭氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧。第二級(jí)A/O工藝的缺氧池利用內(nèi)源碳源進(jìn)行脫氮，最后的曝氣池吹脫N2，改善污泥的沉淀性能；在Bardenpho工藝之前增加厭氧池，以穩(wěn)定除磷效果。由于經(jīng)過兩段脫氮，污泥中的硝酸鹽含量低，不會(huì)在前置的厭氧段產(chǎn)生反硝化反應(yīng)影響除磷效果。2.改進(jìn)的Bardenpho工藝3.UCT工藝

缺氧段分為兩段，一段完成好氧段回流混合液的反硝化，另一段完成回流污泥中少量的硝酸鹽的反硝化，然后回流到厭氧段進(jìn)行放磷過程；該工藝最大限度地避免了回流污泥中硝酸鹽對(duì)厭氧段的干擾。但增加回流工藝導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用增加。4.改良的UCT工藝改良UCT工藝中污泥回流到相分隔的第一缺氧區(qū)，不于混合液回流到第二缺氧區(qū)的硝酸鹽混合，第一缺氧區(qū)主要對(duì)回流污泥中硝酸鹽反硝化，第二缺氧區(qū)是系統(tǒng)的主要反硝化區(qū)。5.SBR工藝

將除磷脫氮的各種反應(yīng)，通過時(shí)間順序上的控制，在同一個(gè)反應(yīng)器中完成；工藝過程：進(jìn)水過程中，好養(yǎng)菌進(jìn)行好氧分解，污水中的DO→0；厭氧菌進(jìn)行厭氧發(fā)酵，反硝化過程開始；反硝化過程完成，靜置沉淀，沉淀污泥處于厭氧狀態(tài)，聚磷菌放磷；開始曝氣，進(jìn)行碳降解、氮硝化和聚磷菌的吸磷過程；靜置沉淀，排除上清液，完成一個(gè)周期。12.6.4

常用生物脫氮除磷工藝設(shè)計(jì)參數(shù)及特點(diǎn)工藝名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)AN/O在好氧前去除BOD，節(jié)能；硝化前產(chǎn)生堿度；前缺氧具有選擇池的作用。脫氮效果受內(nèi)循環(huán)比的影響；可能存在諾卡氏菌的問題；需要控制循環(huán)混合液的DOAP/O工藝過程簡(jiǎn)單；水力停留時(shí)間短；污泥沉降性能好；聚磷菌碳源豐富，除磷效果好硝化發(fā)生會(huì)降低除磷效果；工藝靈活性差A(yù)2/O同時(shí)脫氮除磷；反硝化過程為硝化提供堿度；反硝化過程同時(shí)去除有機(jī)物；污泥沉降性能好回流污泥含有硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，對(duì)除磷不利；脫氮受內(nèi)回流比的影響；聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機(jī)物倒置A2/O同時(shí)脫氮除磷；厭氧區(qū)釋磷無(wú)硝酸鹽干擾；無(wú)混合液回流時(shí)，流程簡(jiǎn)捷、節(jié)能；反硝化過程同時(shí)去除有機(jī)物；好氧吸磷充分；污泥沉降性能好厭氧區(qū)釋磷時(shí)得不得優(yōu)質(zhì)易降解碳源；無(wú)混合液回流時(shí)總氮去除效果不高工藝名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)UCT減少了進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的硝酸鹽量，提高了處理效率；對(duì)有機(jī)物濃度偏低的污水，除磷效率有所改善；脫氮效果好。操作較復(fù)雜；需增加附加回流系統(tǒng)。改良Bardenpho脫氮效果優(yōu)秀；污泥沉降性能好。池體分隔多；容積大。PhoStrip易與現(xiàn)有設(shè)施結(jié)合及改造；過程靈活性好；除磷性能不受進(jìn)水有機(jī)物濃度限制；加藥量比直接采用化學(xué)沉淀法小很多；出水磷酸鹽濃度可穩(wěn)定低于1mg/L.需投加化學(xué)藥劑；混合液保持較高DO濃度，以防止磷在二沉池中釋放；需附加池體用于磷的解吸；使用石灰可能存在結(jié)垢問題。SBR

及變形工藝同時(shí)脫氮除磷；靜置沉淀可獲得低SS出水；耐受水力沖擊負(fù)荷；操作靈活性好。同時(shí)脫氮除磷時(shí)操作復(fù)雜；潷水設(shè)施的可靠性對(duì)出水水質(zhì)影響大；設(shè)計(jì)過程復(fù)雜；維護(hù)要求高，運(yùn)行對(duì)自動(dòng)控制依耐性強(qiáng)；池體容積大常用生物脫氮除磷工藝設(shè)計(jì)參數(shù)工藝名稱SRTMLSS停留時(shí)間/h回流比%dmg/L厭氧區(qū)缺氧區(qū)好氧區(qū)污泥混合液AN/O7~203000~4000—1~34~1250~100100~200AP/O3~72000~40000.5~1.5—1~325~100—A2/O10~203000~40001~20.5~0.35~1025~100100~400倒置A2/O10~253000~40001~21~25~1025~1000~200UCT10~253000~40001~22~44~12改良Bardenpho10~203000~40000.5~1.51~3(一段）2~4（二段）4~12（一段）0.5~1（二段）50~100200~400PhoStrip5~201000~30008~!2—4~1050~10010~20SBR20~403000~40001.5~31~32~4——12.6.5

生物脫氮除磷工藝的影響因素①環(huán)境因素溫度、pH、DO等。②工藝因素（如泥齡的控制）污泥泥齡、各反應(yīng)區(qū)的水力停留時(shí)間、二沉池的沉淀效果等。③污水水質(zhì)（營(yíng)養(yǎng)比例）污水中易降解的有機(jī)物、N、P等營(yíng)養(yǎng)物、有毒物等。12.7二次沉淀池12.7.1基本原理①二沉池里同時(shí)存在絮凝沉淀、成層沉淀和壓縮沉淀三種沉淀類型；②二沉池的沉淀效果取決于污泥的絮凝性能、二沉池的表面水力負(fù)荷；③二沉池排除污泥的含水率取決于污泥的脫水特性和污泥斗的體積；④二沉池中的污泥的沉淀非自由沉淀，不適用淺層理論；⑤在二沉池裝設(shè)斜板或斜管有助于改善污泥沉淀的水力條件，但無(wú)助于污泥濃縮，且易于積存污泥造成運(yùn)行問題和增加二沉池的基建投資。12.7.2二沉池的構(gòu)造二次沉淀池在構(gòu)造上要注意以下特點(diǎn)：（1）二次沉淀池的進(jìn)水部分，應(yīng)使布水均勻并造成有利于絮凝的條件，使泥花結(jié)大。（2）二沉池中污泥絮體較輕,容易被出流水挾走,要限制出流堰處的流速,使單位堰長(zhǎng)的出水量不超過10m3/（m·h）。（3）污泥斗的容積，要考慮污泥濃縮的要求。在二沉池內(nèi)，活性污泥中的溶解氧只有消耗，沒有補(bǔ)充，容易耗盡。缺氧時(shí)間過長(zhǎng)可能影響活性污泥中微生物的活力，并可能因反硝化而使污泥上浮，故濃縮時(shí)間一般不超過2h。12.7.3二沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算二次沉淀池的容積計(jì)算方法可用下列兩個(gè)公式反映：式中：A——澄清區(qū)表面積，m2；

Q——廢水設(shè)計(jì)流量，用最大時(shí)流量，m3/h；

u——沉淀效率參數(shù)，m3/（m2·h）或m/h；

V——污泥區(qū)容積，m3；

R——最大污泥回流比；

t——污泥在二次沉淀池中的濃縮時(shí)間，h。

一、水力負(fù)荷

12.8活性污泥法處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行與管理隨季節(jié)的流量變化雨水造成的流量變化流向污水廠的流量變化一天內(nèi)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)荷率L

污泥負(fù)荷率L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。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)荷率L和MLSS的設(shè)計(jì)值。

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(zhǎng)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、微生物平均停留時(shí)間(SRT)(又稱泥齡)

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)足夠長(zhǎng)，促使微生物能很好地絮凝，以便重力分離，但不能過長(zhǎng)，過長(zhǎng)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(shuō)明活性污泥中微生物的組成。世代時(shí)間長(zhǎng)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。

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)。按右圖進(jìn)行物料衡算，可推得下列關(guān)系式：式中：Xa——曝氣池中的MLSS,mg/L;Xr——回流污泥的懸浮固體濃度,mg/L;R——污泥回流比。

根據(jù)上式可知，曝氣池中的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。

衡量活性污泥的沉降濃縮特性的指標(biāo)，它是指曝氣池混合液沉淀30min后，每單位質(zhì)量干泥形成的濕泥的體積，常用單位是mL/g。（1）在曝氣池出口處取混合液試樣；（2）測(cè)定MLSS（g/L）；（3）把試樣放在一個(gè)1000mL的量筒中沉淀30min，讀出活性污泥的體積（mL）；

（4）按下式計(jì)算：活性污泥體積指數(shù)SVISVI的測(cè)定七、回流污泥濃度

八、污泥回流率

高的污泥回流率增大了進(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。

活性污泥回流率的設(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6.5～8.5。

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(lái)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)廢水中的有機(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保持在較好的水平。

十一、溶解氧濃度

通常溶解氧濃度不是一個(gè)關(guān)鍵因素，除非溶解氧濃度跌落到接近于零。只要細(xì)菌能獲得所需要的溶解氧來(lái)進(jìn)行代謝，其代謝速率就不受溶解氧的影響。

一般認(rèn)為混合液中溶解氧濃度應(yīng)保持在0.5～2mg/L，以保證活性污泥系統(tǒng)的正常運(yùn)行。過分的曝氣使氧濃度得到提高，但由于紊動(dòng)過于劇烈，導(dǎo)致絮狀體破裂，使出水濁度升高。

特別是對(duì)于好氧速度不快而泥齡偏長(zhǎng)的系統(tǒng)，強(qiáng)烈混合使破碎的絮狀體不能很好地再凝聚。十二、污泥膨脹及其控制

正常的活性污泥沉降性能良好，其污泥體積指數(shù)SVI在50～150之間；當(dāng)活性污泥不正常時(shí)，污泥不易沉淀，反映在SVI值升高。混合液在10