注冊環(huán)保工程師課件

廢水生物處理系統(tǒng)數(shù)學模型3.1概述3.2活性污泥系統(tǒng)數(shù)學模型3.3活性污泥系統(tǒng)模擬軟件的編寫3.4活性污泥系統(tǒng)模擬軟件的應用3.1概述3.1.1廢水處理系統(tǒng)簡介3.1.2

活性污泥系統(tǒng)設計和管理3.1.3

活性污泥系統(tǒng)數(shù)學模型研究現(xiàn)狀和意義圖3-1廢水處理工藝3.1.1廢水處理系統(tǒng)簡介格柵沉砂一沉池消毒低效處理穩(wěn)定塘曝氣塘高效處理活性污泥生物濾池生物轉盤二沉池消毒三級處理二級處理一級處理預處理溶解性固體反滲透電解蒸餾有機物活性炭吸附懸浮物化學絮凝過濾除磷化學沉淀脫氮硝化-反硝化離子交換折點氯化吹脫OVERLAND污泥處理生物處理濃縮、消化脫水、過濾離心、干化非生物處理濃縮、調理脫水、過濾離心、焚燒進水出水出水出水污泥處置消毒混合液內回流曝氣池

缺氧

好氧二沉池污泥回流厭氧缺氧好氧污泥回流混合液內回流曝氣池二沉池圖3-2A/O法工藝圖3-3A/A/O法工藝回流污泥剩余污泥進水曝氣刷氧化溝二沉池

進水反應沉淀排水

排泥12345進水圖3-4氧化溝工藝圖3-5SBR工藝Fw=0.2～0.4kgBOD/(kgMLSS·d)Fr=0.4～0.9kgBOD/(m3池容·d)污泥負荷法：泥齡法：

Y=0.4～0.8（20℃，有初沉池）；

Kd=0.04～0.075(20℃)；

3.1.2活性污泥系統(tǒng)設計和管理數(shù)學模型法：3.1.3活性污泥系統(tǒng)數(shù)學模型研究現(xiàn)狀和意義現(xiàn)狀及發(fā)展1986年IAWQ（InternationalAssociationonWaterQuality）組織南非、丹麥、美國、瑞士、日本五國專家，經3年研究，推出去除污水中碳和氮的活性污泥1號模型（ActivatedSludgeModelN0.1，ASM1）。1995年推出ASM2和ASM2d，增加了生物除磷過程。1999年推出了ASM3。意義優(yōu)化設計污水廠運行和管理新工藝開發(fā)科研和教學3.2活性污泥系統(tǒng)數(shù)學模型3.2.1ASM13.2.2ASM2、ASM2d、ASM33.2.3二沉池模型3.2.4活性污泥系統(tǒng)綜合模型3.2.1ASM1ASM1采用了Dold等人1980年提出的死亡—再生（Death-regeneration）理論對單級活性污泥系統(tǒng)的碳氧化、硝化和反硝化三種主要生物學過程中的相關速率進行了定量描述。它采用了矩陣結構的表達方式，將污水中的組分依據生物反應特性劃分為13項，并將微生物的增長、衰減及水解等過程從呼吸過程中電子受體的角度劃分為8個過程，對每一個過程的速率描述采用雙重Monod模式。這種矩陣表達方式，使得模型結構簡單，速率表達清晰，化學計量關系準確。目前歐美各國廣泛使用的活性污泥各種設計及模擬軟件均以此模型作為基礎。

圖3-6微生物反應過程機理底物微生物代謝殘余物O2CO2+H2OO2CO2+H2O生長衰減C：內源呼吸理論A：維持理論底物存活細胞非存活細胞生長O2CO2+H2O酶反應代謝殘余物衰亡O2CO2+H2O？O2CO2+H2O代謝殘余物微生物不溶底物不溶貯存物貯存物質水解死亡生長O2CO2+H2OB：死亡—再生理論工藝過程↓ji觀察到的轉換速率（ML-3T-1)-11網捕性有機氮的水解8-11網捕性有機物的水解7-11可溶性有機氮的氨化6fP-1自養(yǎng)菌的衰減5fP-1異養(yǎng)菌的衰減41自養(yǎng)菌的好氧生長3-iXB1異養(yǎng)菌的缺氧生長2-iXB1異養(yǎng)菌的好氧生長1工藝過程速率ρj(ML-3T-1)13SO12SALK11XND10SND9SNH8SNO7XP6XB.A5XB.H4XS3XI2SS1SI組分→化學計量參數(shù)：異養(yǎng)菌的產率系數(shù):YH自養(yǎng)菌的產率系數(shù):YA微生物衰減的顆粒態(tài)產物比例系數(shù):fP

N在生物量COD中的比例:iXB衰減的顆粒態(tài)產物中的N/C（COD）:iXP

動力學參數(shù)：異養(yǎng)菌的生長與衰減：μHKSKO.HKNObH自養(yǎng)菌的生長與衰減：μAKNHKO.AbA異養(yǎng)菌缺氧生長的校正因子：ηg氨化作用：ka水解作用：khKX缺氧水解的校正因子：ηh

堿度[摩爾單位]（HCO3-）

顆粒態(tài)可生物降解有機氮[M（N）L-3]溶解態(tài)可生物降解有機氮[M（N）L-3]

氨氮[M（N）L-3]（NH4+—N+NH3—N）

硝酸鹽與亞硝酸鹽氮[M（N）L-3]（NO3-—N+NO2-—N）

氧[M（COD）L-3]微生物衰減的顆粒態(tài)產物[M（COD）L-3]自養(yǎng)菌生物量[M（COD）L-3]

異養(yǎng)菌生物量[M（COD）L-3]慢速可生物降解基質[M（COD）L-3]

顆粒態(tài)惰性有機物[M（COD）L-3]

快速生物降解基質[M（COD）L-3]

溶解態(tài)惰性有機物[M（COD）L-3]

表3-1ASM1模型速率表達式矩陣表3.2.1ASM13.2.1.1模型的假設、限制與約束條件3.2.1.2生物學工藝過程3.2.1.3過程參數(shù)（組分）3.2.1.4典型參數(shù)3.2.1.5過程速率表達式3.2.1.6組分速率的表達式3.2.1.1模型的假設、限制與約束條件

（1）所有生物反應均在恒定溫度下進行。由于大多數(shù)反應動力學參數(shù)都與溫度有關，其相應的函數(shù)關系符合Arrenvunis方程。（2）pH值恒定并維持在中性狀態(tài)。（3）速率系數(shù)與入流組分和負荷變化無關。（4）氮、磷和其它無機營養(yǎng)物的水平對微生物的增長和反應沒有影響。（5）反硝化的校正因數(shù)ηg和ηh對給定污水為恒定值。（6）硝化速率系數(shù)恒定。（7）異養(yǎng)生物量為均一的并不隨時間發(fā)生種屬上的變化，這一假設與動力學系數(shù)恒定的假設在本質是一致的，即基質濃度梯度、反應器構造等對活性污泥沉降性能沒有影響。（8）顆粒態(tài)有機物質的生物網捕瞬間完成。

（9）有機物質與有機氮的水解以相同的速率同時發(fā)生。

（10）微生物的衰減與電子受體的形式無關。

異養(yǎng)菌的好氧增長異養(yǎng)菌的缺氧增長自養(yǎng)菌的好氧增長異養(yǎng)菌的衰減自養(yǎng)菌的衰減可溶性有機氮的氨化網捕有機物的水解網捕有機氮的水解微生物增長微生物衰減氨化水解3.2.1.2生物學工藝過程3.2.1.3過程參數(shù)（組分）COD：N：其它：SNH

氨態(tài)氮（NH3-N）；SNO

硝態(tài)氮（NO2-N+NO3-N）SND

溶解態(tài)可生物降解有機氮XND

顆粒態(tài)可生物降解有機氮

SI

溶解態(tài)惰性有機物質SS

快速生物降解有機物XI

顆粒態(tài)惰性有機物XS

顆粒態(tài)慢速生物降解基質XB，H

異養(yǎng)微生物量

XB，A

自養(yǎng)微生物量

XP

由微生物衰減而產生的顆粒態(tài)產物

氧ＳＯ

堿度ＳＡＬＫ符號

名

稱

單

位

10℃值

20℃值

YA

自養(yǎng)菌產率

g細胞COD/gN氧化

0.24

0.24

YH

異養(yǎng)菌產率

g細胞COD/gCOD氧化

0.67

0.67

fp

生物量中可轉化為顆粒性產物的比例

無量綱

0.08

0.08

iXB

氮占生物量COD的比例

gN/gCOD

0.086

0.086

iXP

顆粒性衰減產物COD中氮的比例

gN/gCOD

0.06

0.06

3.2.1.4典型參數(shù)

表3-2化學計量參數(shù)值符號

名

稱

單

位

10℃值

20℃值

μH

異養(yǎng)菌最大比增長速率

day

-1

3.0

6.0

KS

異養(yǎng)菌半飽和系數(shù)

gCOD/m3

20.0

20.0

KOH

異養(yǎng)菌的氧半飽和系數(shù)

gO2/m3

0.20

0.20

KNO

反硝化菌的硝酸鹽半飽和系數(shù)

gNO3-N/m3

0.50

0.50

bH

異養(yǎng)菌的衰減系數(shù)

day

-1

0.20

0.62

ηg

缺氧條件下的μH校正因子

無量綱

0.8

0.8

ηh

缺氧條件下水解校正因子

無量綱

0.4

0.4

Kh

最大比水解速率

gCOD/gCOD·d

1.0

3.0

KX

慢速可生物降解基質水解的半飽和系數(shù)

gCOD/gCOD

0.01

0.03

μA

自養(yǎng)菌最大比增長速率

day

-1

0.3

0.8

KNH

自養(yǎng)菌的氨半飽和系數(shù)

gNH3-N/m3

1.0

1.0

KOA

自養(yǎng)菌的氧半飽和系數(shù)

0.4

0.4

bA

自養(yǎng)菌衰減系數(shù)

-

·

m3·COD/g·d0.040.08go2/m3Ka氨化速率day-10.050.05表3-3動力學參數(shù)3.2.1.4過程速率表達式1.異養(yǎng)菌的好氧生長SSSOSNHSALKXB，H1-iXB2.異養(yǎng)菌的缺氧生長SSSNOSNHSALKXB，H-iXB13.自養(yǎng)菌好氧生長SNHSOSALKXB，ASNO14.異養(yǎng)菌的衰減5.自異養(yǎng)菌的衰減-1fp1-fpiXB-fpiXP-1fp1-fpiXB-fpiXP6.溶解性有機氮的氨化7.不易生物降解有機物水解-111-18.顆粒性有機氮的水解-113.2.1.6組分速率的表達式任一生物過程j中的任一組分i的速率γij為該過程的速率表達式ρj與其相應的速率系數(shù)νij的乘積，即：一個組分在整個系統(tǒng)中的速率則為相應過程速率之和，即：

SI：SS：XI：XS：XB，H：XB，A：XP：S0：SNO：SNH：SND：XND：SALK：3.2.3二沉池模型（分層沉淀模型）進水層頂層底層12345678910))105421CiupAXQJ22.=CidnAXQJ33.=CidnAXQJ44.=CidnAXQJ44.=CidnAXQJ55.=CidnAXQJ99.=JS.1=min(VS.1X1,orVS.2X2)orJS.1=VS.1X1,ifX2≤XtJS.2=min(VS.2X2,orVS.3X3)orJS.2=VS.2X2,ifX3≤XtJS.3=min(VS.3X3,orVS.4X4)orJS.3=VS.3X3,ifX4≤XtJS.4=min(VS.4X4,orVS.5X5)JS.5=min(VS.5X5,orVS.6X6)JS.9=min(VS.9X9,orVS.10X10QrX10--QiX1--------++++++++水流運動重力沉降頂層進水層底層()cinirAXQQ+105421CiupAXQJ22.=CidnAXQJ33.=CidnAXQJ44.=CidnAXQJ44.=CidnAXQJ55.=CidnAXQJ99.=JS.1=min(VS.1X1,orVS.2X2)orJS.1=VS.1X1,ifX2≤XtJS.2=min(VS.2X2,orVS.3X3)orJS.2=VS.2X2,ifX3≤XtJS.3=min(VS.3X3,orVS.4X4)orJS.3=VS.3X3,ifX4≤XtJS.4=min(VS.4X4,orVS.5X5)JS.5=min(VS.5X5,orVS.6X6)JS.9=min(VS.9X9,orVS.10X10QrX10--QiX1--------++++++++水流運動重力沉降頂層進水層底層()cinirAXQQ+圖3-7分層沉淀池各層物料平衡圖2-8Takacs二沉池顆粒沉淀的綜合沉速表達式：式中：vsj—實際沉速，m/d；

v0—最大理論沉速，m/d；

v0’—最大實際沉速，m/d；

—可沉降顆粒濃度，g/m3；

rh—干擾沉淀區(qū)顆粒沉淀系數(shù)，m3/g；

rp—絮凝沉淀區(qū)顆粒沉淀系數(shù)，m3/g?？沙两殿w粒濃度與總顆粒濃度的關系為：

其中：fns—不可沉降顆粒比例；

Xj—總顆粒濃度，g/m3。表3-4Takacs綜合沉降速度表達式參數(shù)名稱符號數(shù)值單位最大實際沉降速率v0’250m/day最大理論沉降速率v0474m/day干擾沉淀的沉降參數(shù)rh0.000576m3/gSS絮凝沉淀的沉降參數(shù)rp0.00286m3/gSS不可沉降固體比例fns0.00228無量綱3.2.4活性污泥系統(tǒng)綜合模型活性污泥處理工藝有許多種形式（如氧化溝、A/O、SBR等），但根據反應器原理任何一個實際反應器內的流態(tài)都可以用N個串聯(lián)的理想完全混合反應器來表示，從而使實際反應器內的復雜流態(tài)（短流、渦流等）簡單化，N值可通過示蹤方法（或根據經驗）確定。

圖3-8活性污泥系統(tǒng)綜合模型工藝流程Qr,ZrQr,ZrQr,ZrQr,ZrQu,ZuQu,ZuQw,ZwQw,ZwQ0,Z0Unit1UnitNQf,ZfQe,Zem=1m=6m=10Qe,Zem=1m=6m=10沉淀池

圖3-9n個完全混合型反應器串聯(lián)時的階躍輸入響應0.20.30.40.50.60.70.80.91.01.100.511.522.5300.1濃度（C）時間(t)n=1n=2n=5n=10n=∞τττ圖3-10n個完全混合型反應器串聯(lián)時的脈沖輸入響應00.250.50.7511.251.51.7522.252.500.250.50.7511.251.51.752時間(t)濃度（C）n=1n=2n=5n=10n=25n=75ττn=∞

圖3—11活性污泥系統(tǒng)綜合模型的構成

固體通量模型活性污泥系統(tǒng)模型

固液分離子系統(tǒng)生物反應子系統(tǒng)子系統(tǒng)連接：模型組分轉換關系混合液生物反應器二沉池回流污泥動力學模型ASM1

水力傳遞模型多級CSTR串聯(lián)模型3.3活性污泥系統(tǒng)模擬軟件的編寫3.3.1總體框圖3.3.2模擬工藝流程3.3.3物料平衡式3.3.4數(shù)值計算3.3.5編程3.3.6模擬軟件的校準動力學參數(shù)化學計量參數(shù)反應器參數(shù)入流組分控制參數(shù)沉淀池參數(shù)串聯(lián)式完全混合反應器控制參數(shù)反應速率表達式（ASM1）固體通量表達式沉淀池出流組分輸入計算輸出輸出表格與圖象動力學參數(shù)化學計量參數(shù)反應器參數(shù)入流組分控制參數(shù)沉淀池參數(shù)串聯(lián)式完全混合反應器控制參數(shù)反應速率表達式（ASM1）固體通量表達式沉淀池出流組分出流組分輸入計算輸出輸入數(shù)值、表格與圖象輸出表格與圖象動力學參數(shù)化學計量參數(shù)反應器參數(shù)入流組分控制參數(shù)沉淀池參數(shù)串聯(lián)式完全混合反應器控制參數(shù)反應速率表達式（ASM1）固體通量表達式沉淀池出流組分出流組分輸入計算輸出輸出表格與圖象動力學參數(shù)化學計量參數(shù)反應器參數(shù)入流組分控制參數(shù)沉淀池參數(shù)串聯(lián)式完全混合反應器控制參數(shù)反應速率表達式（ASM1）固體通量表達式沉淀池出流組分出流組分輸入計算輸出輸入數(shù)值、表格與圖象輸出表格與圖象圖3-12模擬器總體框圖3.3.1總體框圖Q0,Z0Unit1UnitMUnit1UnitNQf,ZfQr,ZrQr,ZrQu,ZuQe,ZeQw,Zwm=1m=6m=10Qr,ZrQr,ZrQu,ZuQe,ZeQw,Zwm=1m=6m=10Qa,Za沉淀池缺氧（M個）好氧（N個）

3.3.2模擬工藝流程圖3-13模擬工藝流程3.3.3物料平衡式生物反應器輸入量-輸出量+反應消耗量（或生成）=反應器內的累積量∴Unit1∴Unit2—M+N：對于SO：其它：二沉池：

輸入-輸出=每一層內的累積∴入流層（m=6）：∴入流層和底層之間（m=2—5）：∴底層（m=1）：∴入流層和頂層之間（m=7—9）以上式中：∴頂層（m=10）式中：3.3.4數(shù)值計算

用數(shù)值積分法求組分濃度穩(wěn)態(tài)解，數(shù)值積分采用Eular法。

3.3.5編程編程時為了表達清楚、操作方便，把程序分為五個部分：Modulel1：定義生物反應器中的各參數(shù)及變量，用函數(shù)的形式定義過程速率、組分速率和生物反應器的物料平衡式。

Module2：給活性污泥系統(tǒng)所有變量及參數(shù)賦初始值。Module3：數(shù)值積分求組分穩(wěn)態(tài)解。Module4：沉淀池的通量表達式和物料平衡式函數(shù)窗體：輸出模擬的計算結果。

全局變量說明

動力學參數(shù)化學計量參數(shù)過程速率函數(shù)反應速率函數(shù)物料平衡微分方程函數(shù)t（t≥0）時刻進

水水質濃度Zt+1=Zt+(dZ/dt)△tXt+1=Xt+(dx/dt)△t

判斷是否達到穩(wěn)態(tài)

輸出穩(wěn)態(tài)值、時間及控制參數(shù)

Zt=Zt+1Xt=Xt+1否是

圖3-14程序總體框圖

軟件主界面

動力學與化學計量參數(shù)設定

進水各組分濃度設定

3.3.6模擬軟件的校準90%以上的組分濃度值與基準值完全相同，其余幾個組分的最大誤差為0.28%，小于COST模擬基準規(guī)定的誤差值0.5%。本研究開發(fā)的模擬器建立的思路和計算方法完全正確，可以用于污水處理廠活性污泥系統(tǒng)的優(yōu)化設計和運行管理3.4活性污泥系統(tǒng)模擬軟件的應用西安市規(guī)劃建設第四污水處理廠，設計規(guī)模：55萬m3。

表3-5設計進出水水質要求指標PH水溫BODCODNH3-NSS處理前6-910-20℃200mg/l400mg/l30mg/l250mg/l處理后6-9/≤20mg/l≤60mg/l≤15mg/l≤20mg/l

圖3-15A1/O（缺氧+好氧活性污泥法）工藝流程圖入流組分測定：01020304050607080占總COD比例（%）SISSXIXSXBH組分歐洲基準第四污水處理廠圖3-16第四污水處理廠入流中含碳有機物的測定結果圖3-17第四污水處理廠入流中含氮物質的測定結果入流組分測定：010203040濃度（mg/l)SNOSNHSNDXND組分歐洲基準第四污水處理廠05101520253035404550141618202224262830曝氣池總體積（萬m3)COD,BOD,SS,TN(mg/l)CODBODSSNH3-NTN

圖3-18曝氣池體積與出水水質關系1616.51717.51818.519141618202224262830曝氣池體積（萬m3)總需氧量（萬kgO2/d）44.555.566.57剩余污泥量（萬kg/d)總需氧量剩余污泥量

圖3-19曝氣池體積與總需氧量和剩余污泥量關系費用函數(shù)運行費用基建投資費用總費用函數(shù)

西安市第四污水處理廠設計結果缺氧池設計水量：55萬m3/d總有效體積：5萬m3/d停留時間：2.17h混合液濃度：3500～4000mg/l好氧池設計水量：55萬m3/d總有效體積：15萬m3/d停留時間：6.53h混合液濃度：3500～4000mg/l混合液回流比：200%溶解氧濃度：1～3mg/l總泥齡：大于10d污泥負荷：0.14kgBOD5/(kgMLSSd)二沉池停留時間：4.5h水力負荷：0.87m3/(m2·h)污泥回流比：50～100%0500100015002000250030003500400045000510152025303540time(days)MLSS,XBH(mg/l)020406080100120140160180XBA(mg/l)XBHMLSSXBA

圖3-20啟動培菌過程預測與分析010203040506070809010011045485154576063666972流量（萬m3)COD,SS,BOD(mg/l)0.1300.1340.1380.1420.1460.1500.1540.1580.1620.1660.1700.174污泥負荷LS（kg/kg·d)CODSSBODLs圖3-21流量、污泥負荷與出水水質指標關系020406080100120140400420440460480500520540進水COD（mg/l)COD,SS(mg/l)CODSS

圖3-22進水COD與出水COD、SS之間的關系152025303540455030354045505560進水NH3-N（mg/l)TN(mg/l)00.050.10.150.20.250.30.35NH3-N(mg/l)TNNH3-N圖3-23進水NH3-N與出水NH3-N、TN之間的關系05101520253035036912151821242730污泥齡θc(d)NH3-N，TN（mg/l)NH3-NTN

圖3-24污泥齡與出水NH3-N、TN之間的關系第一節(jié)概述AB（AdsorptionBiodegradation）工藝AB工藝是吸附—生物降解工藝的簡稱，是在常規(guī)活性污泥法和兩段活性污泥法基礎上發(fā)展起來的一種新型的污水處理工藝

國內外的研究與應用目前在歐洲，AB法的使用已比較普遍，現(xiàn)已有50余座污水處理廠采用了該項技術。德國、奧地利、瑞士、荷蘭等國，AB工藝已大規(guī)模應用于現(xiàn)有污水處理廠的改造和新建污水處理廠均取得了很好的處理效果自90年代起，在我國的一批新建或改建的污水處理廠已開始采用AB法工藝，如泰安污水處理廠、深圳羅芳污水處理廠、深圳濱河水質凈化廠、新疆烏魯木齊河東污水處理廠等相繼投產運行

AB工藝的發(fā)展情況AB(BAF)、AB（A/O）、AB（A2/O）、AB（SBR）等第二節(jié)AB工藝流程典型的AB工藝流程

在工藝流程上分A、B兩段處理系統(tǒng)，其中A段由A段曝氣池與沉淀池構成，B段由B段曝氣池與二沉池構成。兩段分別設污泥回流系統(tǒng)，A段的負荷高，B段的負荷低，污水先進人高負荷的A段，然后再進人低負荷的B段，兩段串聯(lián)運行

AB(BAF（BiologicalAeratedFilter）)工藝

AB(BAF)工藝即是以具有高容積負荷的曝氣生物濾池(BAF)代替AB法中的B段，形成生物吸附-曝氣濾池串聯(lián)工藝AB(A／O)工藝AB(A/0)工藝是將典型AB法中的B段改為A/O法AB(A2／O)工藝A-A2／O工藝是將典型的AB法工藝中的B段改為A2／O法AB(氧化溝)工藝AB(氧化溝)工藝是典型的AB法工藝中的A段與氧化溝結合的工藝AB(SBR)工藝AB（SBR)工藝是典型AB法中的A段與SBR工藝相結合的工藝流程第三節(jié)AB工藝原理與特點

一、AB工藝原理（一）AB工藝的微生物特性

A段微生物組成及特性

A段微生物的變異及適應性

細菌增殖較快微生物突變與質粒轉移B段的微生物特性

(二)AB工藝的生物降解機理運行穩(wěn)定性A段對BOD、COD和SS的去除

B段對BOD、COD和SS的去除

（三)反應動力學原理

反應動力學原理V(dS／dt)=QS?！猀Se+rV(l)Se=S。／(1十kt)(2)r——基質的降解速度(mg／L·h)；

t——水力停留時間(HRT)(h)；

k——基質降解速率常數(shù)(L／h)。如果n個相同的CSTR反應器串聯(lián)運行，則各反應器的基質濃度變化規(guī)律可表示為式(3)，并可得到式(4)(5)(6)(7)的表達式。

Se(n)=Se(n—l)／(l十kt)(n=1，2，3，…,n)(3)Se(n)=S。／(l十kt)n(4)V=Q[S。／Se(n))1/n—l]／k(5)V總／(Q／k)=n{[l／(l-η)]1/n—l}(6)t=[(S0/Se(n))1/n—l]／k(7)式中：V總——n個串聯(lián)反應器達到一定處理程度時所需的反應器總容積；η——理效率(％)。從運轉管理和容積節(jié)省等方面綜合分析，由一個反應器改為兩個反應器串聯(lián)運行，可取得明顯的環(huán)境經濟效益。這便是AB工藝采用兩段法的動力學基礎。串聯(lián)反應器數(shù)n、處理效率η與所需的反應器總容V總間的關系

二、AB工藝的特性

(一)AB工藝流程的一般特點

不需設初沉池具有一定的除磷脫氮功能適合部分工業(yè)廢水的處理適用于部分難降解有機廢水的處理基建投資少、運行費用低、能源消耗省可分期建設和運行靈活(二)A段和B段工藝特點

l、A段工藝特點

(1)一般工藝參數(shù)

(2)運行狀態(tài)可變化調整

(3)具有抗沖擊負荷的能力

（4）污泥產生的特點

（5）對難降解物質有去除作用2.B段工藝特點

（三）AB工藝的脫氮除磷作用

1、AB工藝的脫氮功能

2、AB工藝的除磷功能

3、AB工藝與生物除磷脫氮工藝的結合

（四）污泥產率及特性1、A段活性污泥的特點

2、A段污泥可分成三部分組成3、污泥產率

第四節(jié)AB技術的適用范圍一、AB工藝的運行管理

二、污泥處置的問題

三、AB工藝的局限性

抗沖擊負荷能力

對污水的可生化性改善程度

剩余污泥的穩(wěn)定化和處置

技術經濟的綜合比較

第五節(jié)AB技術的運行控制一、曝氣系統(tǒng)的運行控制

二、污泥回流比與剩余污泥排放控制

三、C與N/P比例控制及脫磷除氮

第六節(jié)AB工藝的設計及應用AB工藝的一般設計原則正確判斷是否采用AB工藝的基本條件

A、B段的設計原則

AB工藝的設計參數(shù)確定AB工藝的設計流量A段曝氣池設計參數(shù)中間沉淀池設計中間沉淀池的表面水力負荷可取2m2／(m2·h)，水力停留時間可取1．5~2h；平均流量時允許的出水堰負荷為15m3／＜m·h)，最大流量時允許的出水堰負荷為30m3／(m·h)B段曝氣池的參數(shù)確定

B段的污泥負荷約一般取0．15~0．3kg／(kg·d)之間二沉池的參數(shù)確定按最大流量考慮，表面水力負荷一般取1．0m3／(m2·h)以下，水力停留時間為2．5~3h，最大出水堰負荷為15m3／(m·h)污泥系統(tǒng)的參數(shù)設計污泥產率計算A段的污泥產率可采用3~5kg／kg，B段污泥產率通常為0.6~1.0kg／kg之間污泥處置系統(tǒng)設計應用實例烏魯木齊市河東污水處理廠山東淄博污水處理廠AB工藝的設計流量AB工藝中的A段設計是該工藝的設計關鍵對于分流制排水管網，A段曝氣池與中間沉淀池設計流量應按最大時流量計算對于合流制排水管網，設計流量應為旱季最大流量

B段曝氣池的流量設計可按平均流量設計或適當考慮系統(tǒng)的變化系數(shù)二沉池的設計一般應按最不利情況考慮A段曝氣池設計參數(shù)

污泥負荷的確定

A段的污泥負荷通常取3~5kg／(kg·d)為宜污泥濃度、污泥齡及污泥回流比的確定

A段通常設計的污泥濃度為2000~3000mg／L。也可提高到300O~4000mg／L。A段的污泥齡一般控制在0．3~ld之間較為合適A段的污泥回流比應考慮能在50％~10O％之間變化水力停留時間的確定A段以物理吸附為主，工程設計中建議采用30~50min為宜溶解氧及耗氧負荷的確定A段溶解氧濃度的控制范圍一般在0．2~1．5mg／L之間設計進水水質和出水水質污水處理廠工藝流程

烏魯木齊市河東污水處理廠的設計

概況污水水質處理工藝及主要構筑物工藝設計實際運行效果及存在問題一、概況

污水處理廠位于烏魯木齊市北郊東戈壁農場東南側。占地20公頃。并預留10×104m3/d規(guī)模發(fā)展用地10公頃，預留污泥干化場用地5公頃。日處理污水量20×104m3/d，一次建設。其中工業(yè)廢水量約占58％，生活污水量占42％。排水流域規(guī)劃人口57.7萬人。該區(qū)域的工業(yè)主要是機械、建材、化學、電力、食品、紡織、煤炭、造紙等。二、污水水質設計進水水質BOD5=200mg/L

假定BOD5成分：懸浮固體110mg/L，溶解物90mg/LCOD=500mg/L

假定COD成分：懸浮固體160mg/L，細菌數(shù)140mg/L，溶解物200mg/LSS＝220mg/L

假定SS成分：細菌數(shù)70mg/L，有機懸浮固體80mg/L，無機懸浮固體70mg/LpH＝7－8水溫9－16℃，設計溫度≥11℃設計出水水質污水經污水廠處理后夏季用于農灌，冬季非灌溉季節(jié)儲存于下游水庫出水水質：

BOD5≤30mg/L，COD≤120mg/L，SS≤30mg/L當冬季溫度達到最低溫度9℃時，出水水質允許值：

BOD5≤45mg/L，COD≤180mg/L，SS≤45mg/L三、處理工藝及主要構筑物

經過技術經濟比較污水采用A、B兩段活性污泥法處理工藝。污泥采用一級中溫消化，二級污泥濃縮，機械脫水處理工藝。沼氣用于驅動鼓風機、燃氣鍋爐及生活用氣，多余沼氣通過火炬在大氣中燃燒。主要構筑物如下：污水處理部分污泥處理部分沼氣利用部分生產及生活輔助建筑物四、工藝設計污水處理系統(tǒng)格柵間、沉砂池格柵間中設粗格柵和細格柵，粗格柵柵條間距75mm，由人工清除污物。細格柵柵條間距10mm，據柵前、柵后水位及由時間繼電器定時進行控制清污。細格柵攔截的污物，通過機械清除至皮帶輸送機，然后至柵渣壓渣機脫水后運走。曝氣沉砂池共2組，每組分兩路，每格寬2.7m，長18.0m，有效水深2.7m，污水停留時間3.0min，水流流速0.1m/s，需氣量0.33m3/(min·m)，每組曝氣沉砂池設一套橋式移動刮砂機，刮砂機將池底重顆粒砂刮至砂坑，然后由砂泵將砂粒提升至砂水分離器脫水后，通過螺旋輸送器送走。A段曝氣池

A段曝氣池污泥負荷2.36kgBOD5/kgMLSS，容積負荷4.2kgBOD5/(m3·d)，水力停留時間32min，混合液揮發(fā)性懸浮固體密度1.8kg/m3，混合液懸浮物密度2.4kg/m3，泥齡0.75d，溶解氧濃度0.5－0.8mg/L，氣水比1.34：1，采用盤式合成橡膠中孔曝氣器，鼓風量可根據溶解氧濃度自動調節(jié)。污泥回流比40％－60％，通過A段BOD5去除約95mg/L，COD去除約260mg/L，耗氧量為0.48kgO2/kgBOD5。中間沉淀池中間沉淀池采用中心進水，周邊出水圓形輻流式沉淀池，表面負荷1.48m3/(m2·h)，沉淀時間2.64h，有效水深3.9m，周邊傳動刮泥機刮泥，出水堰的溢流率為252.3m3/(m2·h)。中沉池去除的污泥總量約為36.8t/d，污泥齡約1.5d。B段曝氣池

B段曝氣池污泥負荷0.22kgBOD5/kgMLSS，容積負荷0.54kgBOD5/（m3?d），水力停留時間3.3h，混合液揮發(fā)性懸浮物密度2.47kg/m3，混合液懸浮物密度3.29kg/m3，泥齡19.23d，氣水比2.41：1，采用盤式合成橡膠微孔曝氣器，鼓風量可根據溶解氧濃度自動調節(jié)。污泥回流比60％－80％，耗氧量為1.18kgO2/kgBOD5。二次沉淀池二次沉淀池采用中心進水圓形輻流式沉淀池，表面負荷0.83m3/(m2·h)，沉淀時間4.7h，有效水深3.8m，周邊傳動刮吸泥機排泥，出水堰的溢流率為193.1m3/(m2·d)。污泥回流量設備配置按100％，實際運行回流量約60－80％。

A段曝氣池的計算需氧量為437.5kgO2/h（t＝11℃），實際供氧量可達727kgO2/h。富余的供氧量主要滿足混合液的攪拌及其他氧的消耗，如工業(yè)廢水中的H2S。B段曝氣池的計算需氧量為1029kgO2/h（t＝11℃）污泥處理系統(tǒng)中間沉淀池與二次沉淀池排出的剩余活性污泥總量為8267m3/d，含水率99.4％，總污泥干固體49.6t/d，其中有機污泥干固體35.635.6t/d。一次污泥濃縮池

AB段混合污泥首先進入一次污泥濃縮池，污泥固體負荷40m3/(m2·d)，污泥濃縮時間14.3h，濃縮后污泥量1417m3/d,污泥含水量率96.5％，濃縮后分離出的上清液6850m3/d回流到污水廠進水中。污泥消化池進入消化池污泥量1417m3/d，污泥含水量96.5％，污泥干固體49.6t/d，其中有機污泥干固體35.6t/d，采用一級中溫消化，消化溫度33－35℃，揮發(fā)性固體容積負荷1.24kg/(m3?d)，污泥投配率1.94％，

消化時間20天，池型為圓柱形固定蓋式，池頂錐角30°，池底錐角15°，池內污泥采用機械攪拌，熱交換器加熱，1kg揮發(fā)性固體減少量為0.9。消化池需熱量為35.4t/d，其中有機污泥固體21.4t/d，揮發(fā)性固體減少量為40％。消化池需要量為4.2kJ/(kg?℃)，污泥加熱量約為1800KW。污泥曝氣池消化污泥先進入污泥曝氣池，池中通入壓縮空氣以便排出消化污泥中的剩余沼氣，然后消化污泥流入污泥濃縮池，這樣可改善污泥濃縮性能，提高污泥濃縮效果。污泥曝氣時間4h，需氧量200－400m3/h，氣泥比為3.4：1－6.8：1，穿孔管曝氣二次污泥濃縮池污泥固體負荷69.5kg/(m2?d),污泥濃縮時間34.5h，濃縮前污泥含水量97.5％，濃縮后污泥含水率95％，進泥量1417m3/d，濃縮后污泥量708.5m3/d，污泥干固體35.4t/d，其中有機污泥干固體21.4t/d。污泥脫水濃縮后污泥采用帶式壓濾機脫水、脫水后污泥含水率75％，污泥量141.7m3/d。用離心螺旋桿泵將濃縮污泥打入壓濾機，用計量投藥泵投加陽離子型高分子混凝劑，藥劑投加采用濕式投配方式，設有溶劑攪拌罐和溶液池，加藥系統(tǒng)均為自動操作。沼氣利用及能量回收系統(tǒng)污泥消化過程中產生的沼氣量約14000－12600m3/d，其主要成分為甲烷和二氧化碳，是一種優(yōu)質燃料，本工程主要用于以下幾個方面用沼氣驅動鼓風機。將沼氣輸送給沼氣鼓風機的沼氣發(fā)動機，直接帶動鼓風機。本工程采用兩臺沼氣驅動鼓風機，每臺需要沼氣量200m3/h，傳動功率400KW。用沼氣燒鍋爐。本工程中采用一臺沼氣鍋爐，需用沼氣量125m3/h。沼氣驅動鼓風機的冷卻水和從排水廢氣中回收的余熱，用作消化池污泥加熱，產熱量在夏季可滿足93％的消化池污泥加熱量需要。當貯氣柜超過負荷或壓力超過3.5kPa的工作壓力時，沼氣火炬自動點燃?；鹁娴脑O計能力為540m3/h。除塵裝置從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設備稱為除塵裝置

濕式除塵裝置

干式除塵裝置

按分離原理分類：重力除塵裝置（機械式除塵裝置）

慣性力除塵裝置（機械式除塵裝置）離心力除塵裝置（機械式除塵裝置）洗滌式除塵裝置過濾式除塵裝置電除塵裝置聲波除塵裝置

第一節(jié)機械除塵器機械除塵器通常指利用質量力（重力、慣性力和離心力）的作用使顆粒物與氣體分離的裝置，常用的有：重力沉降室慣性除塵器旋風除塵器重力沉降室重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置

氣流進入重力沉降室后，流動截面積擴大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降

層流式和湍流式兩種

層流式重力沉降室假定沉降室內氣流為柱塞流；顆粒均勻分布于煙氣中忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用縱剖面示意圖層流式重力沉降室沉降室的長寬高分別為L、W、H，處理煙氣量為Q

氣流在沉降室內的停留時間在t時間內粒子的沉降距離該粒子的除塵效率層流式重力沉降室對于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?層流式重力沉降室提高沉降室效率的主要途徑降低沉降室內氣流速度增加沉降室長度降低沉降室高度沉降室內的氣流速度一般為0.3～2.0m/s不同粉塵的最高允許氣流速度層流式重力沉降室多層沉降室：使沉降高度減少為原來的1/（n+1），其中n為水平隔板層數(shù)

考慮清灰的問題，一般隔板數(shù)在3以下多層沉降室1.錐形閥；2.清灰孔；3.隔板湍流式重力沉降室湍流模式1－假定沉降室中氣流處于湍流狀態(tài)，垂直于氣流方向的每個斷面上粒子完全混合寬度為W、高度為H和長度為dx的捕集元，假定氣體流過dx距離的時間內，邊界層dy內粒徑為dp的粒子都將沉降而除去湍流式重力沉降室粒子在微元內的停留時間被去除的分數(shù)對上式積分得邊界條件：得因此，其分級除塵效率湍流式重力沉降室湍流模式2－完全混合模式，即沉降室內未捕集顆粒完全混合單位時間排出：（為除塵器內粒子濃度，均一）單位時間捕集：總分級效率湍流式重力沉降室三種模式的分級效率均可用歸一化對Stokes顆粒，分級效率與dp成正比重力沉降室歸一化的分級率曲線a層流－無混合b湍流－垂直混合c湍流－完全混合重力沉降室重力沉降室的優(yōu)點結構簡單投資少壓力損失小（一般為50～100Pa）維修管理容易缺點體積大效率低僅作為高效除塵器的預除塵裝置，除去較大和較重的粒子慣性除塵器機理沉降室內設置各種形式的擋板，含塵氣流沖擊在擋板上，氣流方向發(fā)生急劇轉變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離

慣性除塵器結構形式沖擊式－氣流沖擊擋板捕集較粗粒子反轉式－改變氣流方向捕集較細粒子沖擊式慣性除塵裝置a單級型b多級型反轉式慣性除塵裝置a彎管型

b百葉窗型

c多層隔板型慣性除塵器應用一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵凈化效率不高，一般只用于多級除塵中的一級除塵，捕集10～20μm以上的粗顆粒壓力損失100～1000Pa旋風除塵器

利用旋轉氣流產生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置

旋風除塵器內氣流與塵粒的運動普通旋風除塵器是由進氣管、筒體、錐體和排氣管等組成

氣流沿外壁由上向下旋轉運動：外渦旋

少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)域

旋轉氣流在錐體底部轉而向上沿軸心旋轉：內渦旋

氣流運動包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向速度

旋風除塵器氣流與塵粒的運動旋風除塵器內氣流與塵粒的運動（續(xù)）切向速度決定氣流質點離心力大小，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁到達外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗上渦旋－氣流從除塵器頂部向下高速旋轉時，一部分氣流帶著細小的塵粒沿筒壁旋轉向上，到達頂部后，再沿排出管外壁旋轉向下，最后從排出管排出旋風除塵器旋風除塵器內氣流的切向速度和壓力分布

旋風除塵器切向速度外渦旋的切向速度分布：反比于旋轉半徑的n次方此處n

1，稱為渦流指數(shù)

內渦旋的切向速度正比于半徑

內外渦旋的界面上氣流切向速度最大

交界圓柱面直徑

dI=(0.6～1.0)de,de

為排氣管直徑

旋風除塵器徑向速度

假定外渦旋氣流均勻地經過交界圓柱面進入內渦旋平均徑向速度

r0和h0分別為交界圓柱面的半徑和高度，m

軸向速度外渦旋的軸向速度向下內渦旋的軸向速度向上在內渦旋，軸向速度向上逐漸增大，在排出管底部達到最大值

旋風除塵器旋風除塵器的壓力損失

：局部阻力系數(shù)

A：旋風除塵器進口面積

局部阻力系數(shù)旋風除塵器型式XLTXLT?AXLP?AXLP?Bξ5.36.58.05.8旋風除塵器旋風除塵器的壓力損失相對尺寸對壓力損失影響較大，除塵器結構型式相同時，幾何相似放大或縮小，壓力損失基本不變

含塵濃度增高，壓力降明顯下降操作運行中可以接受的壓力損失一般低于2kPa旋風除塵器旋風除塵器的除塵效率計算分割直徑是確定除塵效率的基礎

在交界面上，離心力FC，向心運動氣流作用于塵粒上的阻力FD

若

FC>FD

，顆粒移向外壁若

FC<FD，顆粒進入內渦旋當

FC=FD時，有50%的可能進入外渦旋，既除塵效率為50%

旋風除塵器旋風除塵器的除塵效率（續(xù)）對于球形Stokes粒子分割粒徑dc確定后，雷思一利希特模式計算其它粒子的分級效率

另一種經驗公式旋風除塵器旋風除塵器的除塵效率－模型2將旋風除塵器視為利用離心力進行沉降的沉降室沉降室長度為NπD沉降室高度為b沉降速度＝徑向速度Vr活塞流縱向湍流旋風除塵器旋風除塵器分級效率曲線

旋風除塵器例題：已知XZT一90型旋風除塵器在選取入口速度v1=13m/s時，處理氣體量Q=1.37m3/s。試確定凈化工業(yè)鍋爐煙氣（溫度為423K，煙塵真密度為2.1g/cm3）時的分割直徑和壓力損失。已知該除塵器筒體直徑0.9m，排氣管直徑為0.45m，排氣管下緣至錐頂?shù)母叨葹?.58m，423K時煙氣的粘度

（近似取空氣的值）μ=2.4×10－5pa﹒s。

解:假設接近圓筒壁處的氣流切向速度近似等于氣流的入口速度，即v1=13m/s，取內、外渦旋交界圓柱的直徑d0=0.7de，根據式

（6－10）由式

（6一9）得氣流在交界面上的切向速度由式（6－12）計算旋風除塵器例題（續(xù)）根據式（6－16）

此時旋風除塵器的分割直徑為5.31μm。根據式（5－13）計算旋風除塵器操作條件下的壓力損失：423K時煙氣密度可近似取為旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素

二次效應－被捕集粒子的重新進入氣流在較小粒徑區(qū)間內，理應逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實際效率高于理論效率在較大粒徑區(qū)間，粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起，實際效率低于理論效率通過環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風除塵器內壁上，能有效地控制二次效應臨界入口速度旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素（續(xù)）比例尺寸在相同的切向速度下，筒體直徑愈小，離心力愈大，除塵效率愈高；筒體直徑過小，粒子容易逃逸，效率下降。錐體適當加長，對提高除塵效率有利排出管直徑愈少分割直徑愈小，即除塵效率愈高；直徑太小，壓力降增加，一般取排出管直徑de=（0.4～0.65）D。特征長度（naturallength）-亞歷山大公式旋風除塵器排出管以下部分的長度應當接近或等于l，筒體和錐體的總高度以不大于五倍的筒體直徑為宜。

旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素（續(xù)）比例尺寸對性能的影響比例變化性能趨向投資趨向壓力損失效率增大旋風除塵器直徑降低降低提高加長筒體稍有降低提高提高增大入口面積（流量不變）降低降低——增大入口面積（速度不變）提高降低降低加長錐體稍有降低提高提高增大錐體的排出孔稍有降低提高或降低——減小錐體的排出孔稍有提高提高或降低——加長排出管伸入器內的長度提高提高或降低提高增大排氣管管徑降低降低提高旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素（續(xù)）除塵器下部的嚴密性在不漏風的情況下進行正常排灰

鎖氣器(a)雙翻板式(b)回轉式

旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素（續(xù)）煙塵的物理性質氣體的密度和粘度、塵粒的大小和比重、煙氣含塵濃度

旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素（續(xù)）操作變量提高煙氣入口流速，旋風除塵器分割直徑變小，除塵器性能改善入口流速過大，已沉積的粒子有可能再次被吹起，重新卷入氣流中，除塵效率下降效率最高時的入口速度

a.直入切向進入式b.蝸殼切向進入式c.軸向進入式旋風除塵器結構形式進氣方式分

切向進入式軸向進入式

旋風除塵器結構形式（續(xù)）氣流組織分

回流式、直流式、平旋式和旋流式

多管旋風除塵器

由多個相同構造形狀和尺寸的小型旋風除塵器（又叫旋風子）組合在一個殼體內并聯(lián)使用的除塵器組常見的多管除塵器有回流式和直流式兩種

回流式多管旋風除塵器

旋風除塵器的設計選擇除塵器的型式

根據含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征，及除塵要求、允許的阻力和制造條件等因素

根據允許的壓力降確定進口氣速，或取為12～25m/s確定入口截面A，入口寬度b和高度h

確定各部分幾何尺寸

旋風除塵器的設計旋風除塵器的比例尺寸尺寸名稱XLP/AXLP/BXLT/AXLT入口寬度，b入口高度，h筒體直徑，D上3.85b下0.7D3.33b（b=0.3D）3.85b4.9b排出筒直徑，de上0.6D下0.6D0.6D0.6D0.58D筒體長度，L上1.35D下1.0D1.7D2.26D1.6D錐體長度，H上0.50D下1.00D2.3D2.0D1.3D灰口直徑，d10.296D0.43D0.3D0.145D進口速度為右值時的壓力損失12m/s700（600）5000（420）860（770）440（490）15m/s1100（940）890（700）1350（1210）670（770）18m/s1400（1260）1450（1150）1950（1740）990（1110）旋風除塵器的設計也可選擇其它的結構，但應遵循以下原則

①為防止粒子短路漏到出口管，h≤s，其中s為排氣管插人深度；②為避免過高的壓力損失，b≤（D－de）/2；③為保持渦流的終端在錐體內部，（H+L）≥3D；④為利于粉塵易于滑動，錐角＝7o～8o；⑤為獲得最大的除塵效率，de/D≈0.4～0.5，（H+L）/de≈8～10；s/de≈1；1大氣污染物的形成

1.1大氣污染的定義

如果大氣中的某些物質達到一定濃度，并持續(xù)足夠的時間，以致對公眾健康、動物、植物、材料、大氣特性或環(huán)境美學產生可測量的不利影響，這就是大氣污染。

1.2大氣污染物的種類、特牲及危害

1.2.1大氣污染物

是指由于人類的活動或是自然過程所直接排入大氣或在大氣中新轉化生成的對人或環(huán)境產生有害影響的物質。

1.2.2大氣污染物的種類按污染物存在的形態(tài)可分為兩大的類：1.氣溶膠狀態(tài)（顆粒態(tài)）的污染物2.氣體狀態(tài)的污染物我國環(huán)境空氣質量標準中，按顆粒大小分為：1.總懸浮顆粒物（TSP，TotalSuspendedParticles）：指懸浮在空氣中的空氣動力學直徑≤100μm的顆粒物。2.可吸入顆粒物（PM10，InhalableParticles

）：指懸浮在空氣中的空氣動力學直徑≤

10μm的顆粒物。主要氣態(tài)污染物：含硫化合物（以SO2為主）、含氮化合物（以NO和NO2為主）、碳氧化合物（CO和CO2）、有機化合物及鹵素化合物等。1.2.3大氣污染物的來源按污染物來源分：自然源、人為源人為源按空間分布分：點源、面源、線源人為源按社會活動功能分：生活污染源、生產（工業(yè)）污染源、交通污染源；統(tǒng)計分類為燃料燃燒、生產和交通運輸；前兩種為固定源，后一種為移動源。1.2.4大氣污染物的影響對人體健康的影響對植物的傷害對器物和材料的影響對能見度和氣候的影響大氣污染物擴散2.1氣象要素2.1.1氣溫2.1.2氣壓2.1.3氣濕：應用較多的參數(shù)濕相對濕度和含濕量2.1.4風向和風速2.1.5云：與大氣穩(wěn)定度相關的是云高和云量2.1.5

能見度：正常視力的人，在天空背景下能看清的水平距離。級別（0~9級，相應距離為50～50000米）

2.2地形、地貌對大氣污染物擴散的影響

2.2.1地形：影響大氣流場2.2.2地貌：影響下墊面粗糙度和局部流場風速,m/s風玫瑰圖2.3大氣的熱力過程2.3.1氣溫的垂直變化氣溫直減率

（大氣）干空氣絕熱溫度遞減率－

干絕熱直減率

（空氣團）一般滿足，大氣絕熱過程，系統(tǒng)與周圍環(huán)境無熱交換

空氣塊膨脹（做功）耗內能T

定性空氣塊壓縮（外氣對它做功）T內能（由壓力變化引起）溫度層結

2.3.2大氣穩(wěn)定度及其判據大氣在垂直方向上穩(wěn)定的程度；反映其是否容易對流外力使氣塊上升或下降氣塊去掉外力氣塊減速，有返回趨勢，穩(wěn)定氣塊加速上升或下降，不穩(wěn)定氣塊停在外力去掉處，中性大氣不穩(wěn)定,有利于污染物擴散

判據

逆溫：不利于擴散⑴輻射逆溫：地面白天加熱，大氣自下而上變暖；地面夜間變冷，大氣自下而上冷卻輻射逆溫層生消過程⑵下沉逆溫（多在高空大氣中，高壓控制區(qū)內）：很厚的氣層下沉，壓縮變扁，頂部增溫比底部多下沉逆溫的形成⑶平流逆溫暖空氣平流到冷地面上而下部降溫而形成

⑷湍流逆溫

下層湍流混合達上層出現(xiàn)過渡層逆溫⑸鋒面逆溫冷、暖氣團相遇冷暖間逆溫

暖氣上爬，形成鋒面2.4

擴散模式

2.4.1高斯擴散模式高斯擴散模式的坐標系2.4.2無界空間連續(xù)點源擴散模式

2.4.3高架連續(xù)點源擴散模式

空間任意點濃度

地面濃度

地面濃度

地面最大濃度2.4.4地面源高斯模式2.4.5顆粒物擴散模式粒徑小于15μm的顆粒物可按氣體擴散計算大于15μm的顆粒物用傾斜煙流模式：

顆粒物沉降速度粒徑范圍（μm）15～3031～4748～7576～100平均粒徑（μm）22386085α0.80.50.30地面反射系數(shù)2.5污染物濃度估算2.5.1參數(shù)確定⑴源強q—

計算或實測⑵平均風速u—

按氣象資料⑶有效源高H—

計算⑷擴散參數(shù)σy、σy——按多項氣象條件確定2.5.2煙氣抬升高度的計算

《制訂地方大氣污染物排放標準的技術方法》(GB/T13201-91)中的公式：⑴2.5.2擴散參數(shù)的確定國標規(guī)定的方法：穩(wěn)定度分級

太陽高度角（地理緯度，傾角）輻射等級確定大氣穩(wěn)定度云量

擴散參數(shù)的選取擴散參數(shù)的表達式為（取樣時間0.5h，按表4-8查算）平原地區(qū)和城市遠郊區(qū)，D、E、F向不穩(wěn)定方向提半級工業(yè)區(qū)和城市中心區(qū)，C提至B級，D、E、F向不穩(wěn)定方向提一級丘陵山區(qū)的農村或城市，同工業(yè)區(qū)取樣時間大于0.5h，垂直方向擴散參數(shù)不變，橫向擴散參數(shù)按下式:煙囪高度的設計煙囪高度的計算要求：（1）達到稀釋擴散的作用（2）造價最低，

造價正比于H2（3）地面濃度不超標

按地面最大濃度計算

按地面絕對最大濃度計算按一定保證率的計算法取上述兩種情況之間一定保證率下的平均風速和擴散參數(shù)－P值法國標GB/T13201-913顆粒污染物控制技術3.1顆粒污染物的性質

3.1.1顆粒的大小和密度

顆粒大小影響其在環(huán)境空氣中的滯留時間、對環(huán)境和健康的影響、被捕集的難易程度；顆粒越小，活性越高，吸附性也越強。實際顆粒物的粒徑范圍很寬（見下表）。單顆顆粒大小的表達：由于顆粒形狀極不規(guī)則，難以簡單地用某一尺度表達，必須根據需要采用不同定義的粒徑值表達。在環(huán)境空氣質量標準中單顆顆粒大小用空氣動力學直徑（單位密度下）；計算顆粒運動時需要用斯托克斯徑（真密度下）。顆粒粒度測定方法很多，不同方法所測得的粒徑制定義不同，而且不同定義的粒徑值多數(shù)難以互相換算。⑴斯托克斯徑：與被研究的顆粒密度相同，且沉降速度相等的球體直徑。

如果忽略空氣密度值，則

式中，vs——顆粒沉降速度，m/s；