活性污泥法的基本原理

1、活性污泥法的基本原理一 基本概念和工藝流程（一） 基本概念1 活性污泥法：以活性污泥為主體的污水生物處理。2 活性污泥：顏色呈黃褐色，有大量微生物組成，易于與水分離，能使污水得到凈化，澄清的絮凝體（二） 工藝原理1 曝氣池：作用：降解有機物（bod5）2 二沉池：作用：泥水分離。3 曝氣裝置：作用于充氧化攪拌混合4 回流裝置：作用：接種污泥5 剩余污泥排放裝置： 作用：排除增長的污泥量，使曝氣也內的微生物量平衡。混合液：污水回流污泥和空氣相互混合而形成的液體。二 活性污泥形態(tài)和活性污泥微生物（一） 形態(tài)：1、外觀形態(tài)：顏色黃褐色，絮絨狀2特點：顆粒大小：0.020.2mm 具有很大的表面積。含

2、水率99%,c 8.5 粘性物質破壞活性污泥結構破壞phksv=vmax=k1-ds/dt=vmaxx=k1x結論：在高底物濃度下，有機底物以最大速度進行降解，與有機底物濃度無關，其降解速度只與污泥濃度有關。低底物濃度，sksv=vmaxs/ks=k2s (3)-ds/dt=vmaxxs/ks=k2sx (4)結論：在低底物濃度下，有機底物降解速度與有機底物濃度有關，且成一級反應（有機物多，無機物少）由（）得s0sds/dt=0tk2xsdts=s0e-k2xt 莫諾方程式在曝氣池中的應用（a-se）/v=-ds/dtq(sa-se)/v=nrv ds/dt=nrv(1) 用來計算 nrv=-

3、ds/dt=q(sa-se)/v=(sa-se)/tk2xse=q(sa-se)/v(2)計算rs k2se=q(sa-se)/xv=nrs(3)計算有機物降解率 =(sa-se)/s0=1-se/s0=k2xt/(1+k2xt) 有關k2的確定（圖解法）q(sa-se)/xv作縱軸 se-x斜率k2經(jīng)驗數(shù)據(jù) 0.0168-0.0281三 勞麥方程式概念：（）把污泥齡改名為生物固體平均停留時間（）提出單位底物利用率概念基本方程式（）勞-麥第一方程式/qc=yq-kd（）勞 麥第二方程式v=qv=ks/(ks+s) (ds/dt)u/xa=ks/(ks+s)勞-麥方程式的推論及應用 seqc關系

4、 xaqc xa=yqqc(sa-se)/t(1+kdqc) r-qc v與q的關系 (ds/dt)u/xa=k2se q(sa-se)/xav=k2se v=q(sa-se)/k2xase曝氣池容積的計算方法ns v=q(sa-se)/nsxnrs v=q(sa-se)/nrsxv勞麥 v=yqqc(sa-se)/xa(1+kdqc)v=q(sa-se)/k2sexa 兩種產率 x=yq（sa-se）-kdvxv合成產率 微生物的凈增值量yobs=y/(1+kdqc) x計算 x=yq(sa-se)-kdvxvx=yobsq(sa-se)4.4 曝氣池的理論基礎作用：充氧攪拌方法：鼓風曝氣：

5、從鼓風機中房或空氣壓縮機房送來的空氣，經(jīng)過設置在曝氣池底的空氣擴散裝置，溶解于水中。機械曝氣：利用安裝在池表面的機械曝氣裝置，將空氣溶于水中。一 氧轉移原理傳質理論（一） 菲克定律擴散轉移d=-dldc/dx dc/dx濃度梯度vd=(dm/dt)/a=-dldc/dx(二)雙膜理論處理廢水量21600m3/d,經(jīng)過沉淀后的為250mg/l,希望處理后的出水為mg/l, 溫度為，曝氣池懸浮固體濃度為4000mg/l,設計的c為天。要求：采用勞-麥方程式計算；計算排放的剩余污泥量計算實際所需的空氣量。1. 定義： 雙膜氣膜 液膜2. 基本點（1） 通過兩層膜，兩層膜為層流狀態(tài)，氣液兩相主體為紊流

6、狀態(tài)（2） 傳質阻力僅存在于兩層膜中（3） 在氣膜中存在氧分壓梯度，在液膜中存在氧濃度梯度（4） 傳質阻力又主要集中在液膜上（o2難溶于水）3. 表達式：4. kla的確定（kla-氧總轉移系數(shù)）（1） 脫氧清水測定法充氧介質：清水條件：脫氧do0水溫：20大氣壓：1個氣壓步驟：（1）脫氧劑（na2so3 n2）do=0（2）對清水充氧 c1t達飽和ds（3）c關系作圖橫軸c 縱軸（2）曝氣池（了解）二、氧轉移的影響因素1.污水水質 kla cs(1)kla的影響 kla= & kla (&1 )(2) 對cs的影響 cs cs（ 1）城市污水水質越差，取值越小2.水溫kla 、 cs轉移速率

7、增大（1） 對kla的影響（2）對cs影響 cs 查附錄1p607、氧分壓 c: 2/l（1） 鼓風曝氣（）機械曝氣p1 c/l 為定值、 其他影響因素氣泡大小 紊流程度與氣液接觸時間 人為因素三、氧轉移速率與供氣量計算1. 標準條件下的氧轉移量（1）機械曝氣（2）鼓風曝氣 只將csb即可2. 實際條件下的氧轉移量（1） 鼓風曝氣（）機械曝氣.供氣量的計算根據(jù)gs確定鼓風機型號及臺數(shù)（2）機械曝氣 qosr根據(jù)qos可確定葉輪直徑與功率4.5 曝氣系統(tǒng)與空氣擴散裝置技術性能的主要指標（1）動力效率ep o2/kwh每消耗1 kwh的電能，轉移到混合液中o2的量（2）氧利用率ea（3）氧轉移效率

8、（充氧能力）el o2/h（1）（2）鼓風 （1）（3）機械一、鼓風曝氣系統(tǒng)與空氣擴散裝置（or曝氣裝置 曝氣皿）（一） 鼓風曝氣系統(tǒng)1.組成 空壓機（or鼓風機） gs一系列連通管道空氣擴散裝置2.鼓風曝氣過程（二）空氣擴散裝置1. 微氣泡空氣擴散裝置（多孔性空氣擴散裝置）多孔性材料優(yōu)點：ea較高缺點：易堵塞（1） 擴散板ea714 ep1.82.5o2/kwh安裝：在池底一側或兩側（2） 擴散管ea1013 ep2o2/kwh812根擴散管組成管組（3） 固定平板式微孔空氣擴散皿ea2025 ep46o2/kwh服務面積0.30.75/個 布滿池底（4） 固定鐘罩型設計參數(shù)同（3）平板式（

9、5） 膜片式微孔擴散皿 合成橡膠ea2738 ep3.4o2/kwh服務面積13/個 不易堵塞（與其它相對而言）（1）（2）（5）尤其是（5）最常用（6）搖臂式微孔擴散器 服務面積2/個ea1830 ep4.45.5o2/kwh2. 中氣泡空氣擴散器（1） 穿孔管 塑料或鋼管直徑2550孔與孔之間距離 50100ea46 ep1 o2/kwh（2）網(wǎng)狀膜擴散器ea1215 ep2.73.7 o2/kwh服務面積0.5 /個3.水力剪切式空氣擴散裝置特點：利用裝置本身的構造特點，產生水力剪切作用在氣泡吹出裝置前，將大氣泡剪切成小氣泡，從而ea倒盆式固定螺旋 了解金山型4.水力沖擊式空氣擴散裝置（

10、1） 密集多噴嘴（2） 射流式空氣擴散皿（射流曝氣皿）原理p157第一段、水下空氣擴散器（了解）總結擴散裝置安裝在池底一側，兩側or布滿池底屬于水下鼓氣二、機械曝氣裝置機械曝氣特點：利用安裝在曝氣池表面的機械曝氣裝置在電機的驅動下轉動，從而將空氣中氧轉移到水中它屬于表面曝氣。它屬于表面曝氣（一） 機械曝氣原理（通過3種作用實現(xiàn)）1. 表面充氧2. 整池充氧3. 吸入部分空氣（二） 機械曝氣裝置按傳動軸的安裝方向 豎軸（縱軸 ）臥軸（橫軸）1. 豎軸機械愚昧落后敢裝置傳動軸與水面垂直，裝有葉輪，葉輪上裝有葉片又稱豎軸葉輪曝氣機（表曝機）（1）泵型葉輪表曝機 最佳線速度 4.55m/s葉輪淹沒深度

11、4目前國內已有系列產品，應用最廣泛（2）k型 最佳線速度4 01葉輪淹沒深度規(guī)定 葉輪直徑與曝氣池直徑之比為（）倒傘型（）平板型2.臥軸式表曝機傳動軸與水面平行 由傳動軸和葉片組成應用轉刷曝氣器（曝氣轉刷）主要用于氧化溝活性污泥處理系統(tǒng)的維護管理一、活性污泥處理系統(tǒng)的投產與活性污泥培訓、活性污泥的培訓(培養(yǎng)與馴化)方法：同步培訓法:培養(yǎng)與馴化同時進行異步培訓法:先培養(yǎng)后馴化接種培訓化(1)同步培訓法 生活污水為主的城市污水(1)營養(yǎng)物(2)菌種具體操作:活性污泥成熟,sv 15%20%(2)異步培訓法工業(yè)廢水和工業(yè)廢水為主的城市污水先培養(yǎng):糞便水稀釋bod5500 mg/l后馴化：在進水中加入

12、首當其沖逐漸增加工廠業(yè)廢水所占比重（3）接種培訓法從附近的污水處理廠引進剩余污泥作種泥2試運行：目的：確定最佳的運行條件考慮因素：（）mlss 調整（）供氣量（1）氧do：12 mg/l（）攪拌混合液濃度整池均勻（）運行方式12種傳統(tǒng)工藝+3種新工藝二、運行效果的檢測三、活性污泥處理系統(tǒng)運行中的異常情況1 污泥膨脹定義原因：大量的絲狀菌繁殖防治措施 ph do 2污泥解體 處理水質變渾 污泥絮凝體微細化處理效果變壞原因（1）運行不當（2）污水中混入有毒物質污泥上浮上浮原因：（1）污泥腐化上浮長期滯留造成（3） 曝氣過度上浮（3）污泥挾油上?。?）污泥脫氮上浮過長4泡沫問題大量合成洗滌劑消泡措施

13、（1）消泡劑（2）機械消泡（3）分段進污泥解體 處理水渾濁、污泥絮凝體微細化，處理效果變壞等則是污泥解體現(xiàn)象。導致這種異?，F(xiàn)象的原因有運行中的問題，也可能由于污水中混入了有毒物質所致。運行不當（如曝氣過量），會使活性污泥生物營養(yǎng)的平衡遭到破壞，微生物量減少且失去活性，吸附能力降低，絮凝體縮??；一部分則成為不易沉淀的羽毛狀污泥，sv值降低，使處理水變渾濁。當污水中存在有毒物質時，微生物會受到抑制、傷害，污泥失去活性，導致凈化能力下降。一般可通過顯微鏡觀察來判別產生的原因。當鑒別出是運行方面的問題時，應對污水量、回流污泥量、空氣量和排泥狀態(tài)以及sv、mlss、do等多項指標進行檢查，加以調整。當確

14、定是污水中混入有毒物質時，應該考慮可能是有新的工業(yè)廢水混入的結果。若確有新的廢水混入，應責成其按國家排放標準加以局部處理。 （3）污泥脫氮（反硝化） 污泥在沉淀池呈塊狀上浮的現(xiàn)象，并不一定是由于腐敗所造成的，也可能是污泥反硝化造成。曝氣內污泥泥齡過長時，硝化過程比較充分（no35mg/l），在沉淀池內產生反硝化，硝酸鹽的氧被利用，氮即呈氣體脫出附于污泥上，使之相對密度降低，整塊上浮。所謂反硝化是指硝酸鹽被反硝化菌還原成氨或氮的作用。反硝化作用一般在溶解氧低于0.5mg/l時發(fā)生。試驗表明，如果讓硝酸鹽含量高的混合液靜止沉淀，在開始的3090min左右污泥可能沉淀得很好，但不久就可以看到，由于反

15、硝化作用所產生的氮氣在泥中形成小氣泡，使污泥整塊地浮至水面。在做污泥沉降比試驗時，由于只檢查污泥30min的沉降性能，往往會忽視污泥的反硝化作用。這是在活性污泥法的運行中應當注意的現(xiàn)象，為防止這一異?，F(xiàn)象的發(fā)生，應采取增加污泥回流或及時排除剩余污泥，或降低混合液污泥濃度，縮短污泥齡和降低溶解氧等措施。 （4）污泥腐化 在沉淀池中污泥可能由于長期滯留而厭氧發(fā)酵，生成氣體（h2s、ch4等）從而發(fā)生大塊污泥上浮的現(xiàn)象。它與污泥脫氮上浮所不同的是，污泥腐敗變黑，產生惡臭。此時也不是全部污泥上浮，大部分都是正常地排出或回流，只是沉積在死角長期滯留的污泥才腐化上浮。防止的措施有： 安設不使污泥外溢的浮渣

16、設備； 消除沉淀池的死角； 加大池底坡度或改正池底刮泥設備，不使污泥滯留于池底。 此外，如曝氣池內曝氣過度，使污泥攪拌過于激烈，生成大量小氣泡附聚于絮凝體上，也容易產生這種現(xiàn)象。防止措施是將供氣控制在攪拌所需的限度內，而脂肪和油則應在進入曝氣池之前去除。 （5）泡沫問題 曝氣池中產生泡沫的主要原因有：污泥停留時間、ph值、溶解氧（do）、溫度、憎水性物質、曝氣方式和氣溫氣壓及水溫的交替變化等。泡沫會給生產操作帶來一定困難，其危害主要有：泡沫一般具有黏附性，常常會將大量活性污泥等固體物質卷入曝氣池的漂浮泡沫層，泡沫層又在曝氣池表面翻騰，阻礙氧氣進入曝氣池混合液，降低充氧效率；生物泡沫蔓延到走道板上，影響巡視和設備維修。夏天生物泡沫隨風飄蕩，將產生一系列環(huán)境衛(wèi)生問題，冬季泡沫結冰后，清理困難，給巡視和維護人員帶來不便；回流污泥中含有泡沫一起類似浮選的現(xiàn)象，損壞污泥的正常性能；生物泡沫隨排泥進入泥區(qū)，干擾污泥濃縮和污泥硝化的順利進行。 消除泡沫的措施有：噴灑水、投加殺菌劑或消泡劑、降低污泥齡、回流厭氧上清液、向曝氣反應器內投加填料和化學藥劑等。噴灑水是一種最簡單和最常用的物理方法，但它不能消除產生