3-2-1好氧生物處理工藝-活性污泥法ppt課件

1、環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)3.2.1 3.2.1 活性污泥法的根本原理活性污泥法的根本原理3.2.2 3.2.2 活性污泥法的運轉(zhuǎn)方式活性污泥法的運轉(zhuǎn)方式3.2.3 3.2.3 活性污泥法的反響動力學(xué)活性污泥法的反響動力學(xué)3.2.4 3.2.4 曝氣的原理、方法與設(shè)備曝氣的原理、方法與設(shè)備3.2.5 3.2.5 活性污泥法的工藝設(shè)計活性污泥法的工藝設(shè)計3.2.6 3.2.6 活性污泥法的運轉(zhuǎn)管理活性污泥法的運轉(zhuǎn)管理環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)一、活性污泥法的工藝流程一、活性污泥法的工藝流程回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池廢水廢水曝氣池曝氣池初次初次沉淀池沉淀池

2、出水出水空氣空氣剩余活性污泥剩余活性污泥環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)高碑店污水處置廠的工藝流程圖高碑店污水處置廠的工藝流程圖活性污泥系統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)初沉池曝氣池二沉池二期曝氣池二沉池初沉池環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)廢水中含有足夠的可溶性易降解有機物；廢水中含有足夠的可溶性易降解有機物；混合液含有足夠的溶解氧；混合液含有足夠的溶解氧；活性污泥在池內(nèi)呈懸浮形狀；活性污泥在池內(nèi)呈懸浮形狀；活性污泥延續(xù)回流，剩余污泥及時排放，活性污泥延續(xù)回流，剩余污泥及時排放， 維持曝氣池內(nèi)穩(wěn)定的活性污泥

3、濃度；維持曝氣池內(nèi)穩(wěn)定的活性污泥濃度；進(jìn)水中不含有對微生物有毒有害的物質(zhì)進(jìn)水中不含有對微生物有毒有害的物質(zhì)環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)1、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)： “菌膠團(tuán)菌膠團(tuán)“生物絮凝體生物絮凝體 顏色：褐色、土黃色、鐵紅顏色：褐色、土黃色、鐵紅色色 氣味：泥土味城市污水氣味：泥土味城市污水 比重：略大于比重：略大于11.002 1.006 粒徑：粒徑：0.02 0.2 mm 比外表積：比外表積：20 100cm2/ml環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)2、生化性能：、生化性能： 活 性 污 泥 的 含 水 率 ：活 性 污 泥 的 含 水 率 ： 99.299.8% 其中固體物質(zhì)的組成：其中固體

4、物質(zhì)的組成： 1活細(xì)胞活細(xì)胞Ma： 2微生物內(nèi)源代謝的殘留物微生物內(nèi)源代謝的殘留物Me： 3吸附的原廢水中難于生物降解吸附的原廢水中難于生物降解的有機物的有機物Mi： 4無機物質(zhì)無機物質(zhì)Mii：有機物有機物7585%環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué) 3、活性污泥中的微生物：、活性污泥中的微生物：A細(xì)菌：是活性污泥凈化功能最活潑的成分細(xì)菌：是活性污泥凈化功能最活潑的成分 主要菌種有：動膠桿菌屬、假單胞菌屬、微球菌屬主要菌種有：動膠桿菌屬、假單胞菌屬、微球菌屬、黃桿菌屬、芽胞桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、無色桿菌屬等、黃桿菌屬、芽胞桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、無色桿菌屬等特征：特征： 1絕大多數(shù)是好氧和兼性異養(yǎng)型的原核

5、細(xì)菌；絕大多數(shù)是好氧和兼性異養(yǎng)型的原核細(xì)菌；2在好氧條件下，具有很強的分解有機物的功能；在好氧條件下，具有很強的分解有機物的功能；3具有很高的增殖速率，其世代時間僅為具有很高的增殖速率，其世代時間僅為20 30分鐘；分鐘；4動膠桿菌具有將大量細(xì)菌結(jié)成為動膠桿菌具有將大量細(xì)菌結(jié)成為“菌膠團(tuán)的功能。菌膠團(tuán)的功能。環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)0.1mmB、原生動物、原生動物-在活性污泥中大約為在活性污泥中大約為103個個/ml鐘蟲小口鐘蟲草履蟲蓋纖蟲腎形蟲變形蟲環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)C、后生動物、后生動物線蟲輪蟲環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)數(shù)量數(shù)量環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)1混合液懸浮固體濃

6、度混合液懸浮固體濃度MLSSMixed Liquor Suspended Solids MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 單位：單位： mg/L 或或 g/m3 2混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度MLVSS Mixed Liquor Volatile Suspended Solids MLVSS = Ma + Me + Mi 單位：單位： mg/L 或或 g/m3計量曝氣池中活性污泥數(shù)量的目的。計量曝氣池中活性污泥數(shù)量的目的。環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)3污泥沉降比污泥沉降比SV Sludge Volume定義：將曝氣池中的混合液在量筒中靜置定義：將曝氣池中的

7、混合液在量筒中靜置30分鐘，其分鐘，其沉淀污泥與原混合液的體積比，普通以沉淀污泥與原混合液的體積比，普通以%表示；表示；功能：反映曝氣池正常運轉(zhuǎn)時的污泥量，可用以控制功能：反映曝氣池正常運轉(zhuǎn)時的污泥量，可用以控制剩余污泥排放和及時發(fā)現(xiàn)早期的污泥膨脹；剩余污泥排放和及時發(fā)現(xiàn)早期的污泥膨脹；正常范圍：正常范圍： 2030%環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)0min15min30minSV = 40%環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)4污泥體積指數(shù)污泥體積指數(shù)SVI定義：曝氣池出口處混合液經(jīng)定義：曝氣池出口處混合液經(jīng)30分鐘靜沉后，分鐘靜沉后，1g干干污泥所構(gòu)成的污泥體積，污泥所構(gòu)成的污泥體積，( ml/g)

8、)/()/(lgMLSSlmlSVSVI 功能：能更準(zhǔn)確地評價污泥的凝聚性能和沉降性能，功能：能更準(zhǔn)確地評價污泥的凝聚性能和沉降性能， 其值過低，闡明泥粒小，密實，無機成分多；其值過低，闡明泥粒小，密實，無機成分多； 其值過高，闡明其沉降性能不好，將要或曾經(jīng)其值過高，闡明其沉降性能不好，將要或曾經(jīng)發(fā)生膨脹；發(fā)生膨脹；正常范圍：正常范圍： 50150 ml/g處置城市污水時處置城市污水時環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)1、曝氣池的有機容積負(fù)荷：、曝氣池的有機容積負(fù)荷： 1進(jìn)水進(jìn)水CODBOD5容積負(fù)容積負(fù)荷：荷： VCQLivCODVCCQLeivCOD)(VBQLivBOD5VBBQLeivBOD

9、)(5)(3dmkgCOD)(3dmkgCOD)(35dmkgBOD)(35dmkgBOD2COD BOD5 去除容積負(fù)荷：去除容積負(fù)荷：環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)2、 曝氣池的有機污泥負(fù)荷：曝氣池的有機污泥負(fù)荷：1進(jìn)水進(jìn)水CODBOD5污泥負(fù)荷：污泥負(fù)荷：VMLSSCQLisCODdkgMLSSkgCODVMLSSBQLisBOD5dkgMLSSkgBOD5VMLSSCCQLeisCOD)(VMLSSBBQLeisBOD)(5dkgMLSSkgCODdkgMLSSkgBOD5VMLVSSBQLisBOD5dkgMLVSSkgBOD52CODBOD5去除污泥負(fù)荷：去除污泥負(fù)荷：環(huán)環(huán) 境境 工

10、工 程程 學(xué)學(xué)3、曝氣池的水力停留時間、曝氣池的水力停留時間HRT)4、曝氣池的污泥停留時間、曝氣池的污泥停留時間SRT、cQVHRT hrwewrwXQXVXQQXQXVxXVSRT)(dSVIXr6max10)(mg/l)環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)c是指曝氣池中任務(wù)的活性污泥總量與每日排放的剩余污泥量的比值。單位d表示新增長的污泥在曝氣池中的平均停留時間。環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)u 活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝氣池內(nèi)發(fā)生反響、有機物被降解的必然曝氣池內(nèi)發(fā)生反響、有機物被降解的必然結(jié)果，而微生物增殖的結(jié)果那么是活性污結(jié)果，而微生物增殖的結(jié)果那么

11、是活性污泥的增殖。泥的增殖。u 活性污泥的增殖曲線活性污泥的增殖曲線環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)微生物量微生物量時間時間留意：留意：1間歇靜態(tài)培育；間歇靜態(tài)培育；2底物是一次投加底物是一次投加對數(shù)增殖期對數(shù)增殖期減速增殖期減速增殖期內(nèi)源呼吸期內(nèi)源呼吸期氧利用速率曲線氧利用速率曲線微生物增殖曲線微生物增殖曲線(M)BOD變化曲線變化曲線(F)順應(yīng)期順應(yīng)期環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué) F/M值值:在溫度適宜、在溫度適宜、DO充足、且不存在抑制物質(zhì)的條充足、且不存在抑制物質(zhì)的條件下，活性污泥微生物的增殖速率主要取決于微生物件下，活性污泥微生物的增殖速率主要取決于微生物與有機基質(zhì)的相對數(shù)量，即有機基質(zhì)

12、與有機基質(zhì)的相對數(shù)量，即有機基質(zhì)(Food)與微生物與微生物(Microorganism)的比值，即的比值，即F/M值。值。 F/M值是影響有機物去除速率、氧利用速率的重值是影響有機物去除速率、氧利用速率的重要要素要要素)(55dkgVSSkgBODXVBQLMFvisBOD實踐上，實踐上，F(xiàn)/M值就是以值就是以BOD5表示的進(jìn)水污泥負(fù)荷，即：表示的進(jìn)水污泥負(fù)荷，即：環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué) 可將增殖曲線分為四個時期：可將增殖曲線分為四個時期： 1)順應(yīng)期順應(yīng)期 2)對數(shù)增殖期對數(shù)增殖期 3)減速增殖期減速增殖期 4)內(nèi)源呼吸期內(nèi)源呼吸期環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué) 1定義：微生物對于新的

13、環(huán)境條件、污水中不定義：微生物對于新的環(huán)境條件、污水中不同種類的有機物污染物等的短暫的順應(yīng)過程；同種類的有機物污染物等的短暫的順應(yīng)過程； 2活性污泥微生物的變化：活性污泥微生物的變化： 數(shù)量根本沒有變化；數(shù)量根本沒有變化； 菌體體積增大；菌體體積增大； 酶系統(tǒng)相應(yīng)調(diào)整；酶系統(tǒng)相應(yīng)調(diào)整； 新的變異；新的變異； 3水質(zhì)目的根本無變化。水質(zhì)目的根本無變化。環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)uF/M值高值高(2.2 kgBOD/kgVSS.d)，有機物豐富，營，有機物豐富，營養(yǎng)物質(zhì)不是微生物增殖的控制要素；養(yǎng)物質(zhì)不是微生物增殖的控制要素；u微生物的增值速率與基質(zhì)濃度無關(guān)，呈零級反響，微生物的增值速率與基質(zhì)濃

14、度無關(guān)，呈零級反響，僅由微生物本身特有的最小世代時間所控制，即只僅由微生物本身特有的最小世代時間所控制，即只受微生物本身生理機能的限制；受微生物本身生理機能的限制；u微生物以最高速率對有機物進(jìn)展攝取，以最高速率微生物以最高速率對有機物進(jìn)展攝取，以最高速率增殖，合成新細(xì)胞；增殖，合成新細(xì)胞；u活性污泥具有高的能量程度，微生物的活動才干很活性污泥具有高的能量程度，微生物的活動才干很強，污泥質(zhì)地松散，不易構(gòu)成較好的絮凝體，沉淀強，污泥質(zhì)地松散，不易構(gòu)成較好的絮凝體，沉淀性能不佳；性能不佳；u活性污泥的代謝速率極高，需氧量大；活性污泥的代謝速率極高，需氧量大；u普通不采用此階段作為運轉(zhuǎn)工況。但也有，如

15、高普通不采用此階段作為運轉(zhuǎn)工況。但也有，如高負(fù)荷活性污泥法負(fù)荷活性污泥法環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)uF/M值下降到一定程度后，有機物的濃度成為微生物值下降到一定程度后，有機物的濃度成為微生物增殖的控制要素；增殖的控制要素；u微生物的增殖速率與殘存的有機物呈正比，為一級反微生物的增殖速率與殘存的有機物呈正比，為一級反響；響；u有機底物的降解速率也開場下降；有機底物的降解速率也開場下降；u微生物的增殖速率在逐漸下降，直至最終下降為零，微生物的增殖速率在逐漸下降，直至最終下降為零，但活性污泥的量仍繼續(xù)增長并最終到達(dá)最高；但活性污泥的量仍繼續(xù)增長并最終到達(dá)最高；u絮凝體開場構(gòu)成，活性污泥的凝聚、吸附

16、以及沉淀性絮凝體開場構(gòu)成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均較好；能均較好；u出水水質(zhì)有較大改善，且整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定；出水水質(zhì)有較大改善，且整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定；u大多數(shù)污水廠曝氣池的運轉(zhuǎn)工況。大多數(shù)污水廠曝氣池的運轉(zhuǎn)工況。環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)微生物量微生物量時間時間對數(shù)增殖期對數(shù)增殖期減速增殖期減速增殖期內(nèi)源呼吸期內(nèi)源呼吸期氧利用速率曲線氧利用速率曲線微生物增殖曲線微生物增殖曲線(M)BOD變化曲線變化曲線(F)順應(yīng)期順應(yīng)期環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)內(nèi)源呼吸的速率在本期之初初次超越了合成速率，因此從整體上來說，活性污泥的量內(nèi)源呼吸的速率在本期之初初次超越了合成速率，因此從整體上來說，活

17、性污泥的量在減少，最終一切的活細(xì)胞將消亡，而僅殘留下內(nèi)源呼吸的殘留物，而這些物質(zhì)多在減少，最終一切的活細(xì)胞將消亡，而僅殘留下內(nèi)源呼吸的殘留物，而這些物質(zhì)多是難于降解的細(xì)胞壁等；是難于降解的細(xì)胞壁等；污泥的無機化程度較高，沉降性能良好，但凝聚性較差；有機物根本耗費殆盡，處置污泥的無機化程度較高，沉降性能良好，但凝聚性較差；有機物根本耗費殆盡，處置水質(zhì)良好；水質(zhì)良好；普通不采用這一階段作為運轉(zhuǎn)工況，但也有采用，如延時曝氣法。普通不采用這一階段作為運轉(zhuǎn)工況，但也有采用，如延時曝氣法。環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)1活性污泥的增殖情況，主要是由活性污泥的增殖情況，主要是由F/M值所控制；值所控制；2不同

18、增殖期的活性污泥，性能不同，出水水質(zhì)也不同增殖期的活性污泥，性能不同，出水水質(zhì)也不同；不同；3經(jīng)過調(diào)整經(jīng)過調(diào)整F/M值，可調(diào)控曝氣池的運轉(zhuǎn)工況，以值，可調(diào)控曝氣池的運轉(zhuǎn)工況，以到達(dá)所要求的出水水質(zhì)和活性污泥的良好性能；到達(dá)所要求的出水水質(zhì)和活性污泥的良好性能；4推流式活性污泥法：推流式活性污泥法： 一段線段；一段線段； 完全混合式活性污泥法：完全混合式活性污泥法： 一個點一個點環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)微生物量微生物量時間時間對數(shù)增殖對數(shù)增殖減速增殖減速增殖內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸順應(yīng)期順應(yīng)期環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)活性污泥微生物增殖是微生物增殖和本身氧化活性污泥微生物增殖是微生物增殖和本身氧化

19、( (內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸) )兩兩項作用的綜合結(jié)果，所以，微生物的凈增殖速率為：項作用的綜合結(jié)果，所以，微生物的凈增殖速率為：esndtdxdtdxdtdx式中：式中：ndtdx活性污泥中微生物的凈增值速率活性污泥中微生物的凈增值速率kgVSS/d；usdtdsadtdx活性污泥中微生物的合成速率活性污泥中微生物的合成速率kgVSS/d；其中：其中：a 降解降解1kgBOD所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的VSS，即產(chǎn)率系數(shù)，即產(chǎn)率系數(shù)kgVSS/kgBOD.d；vebxdtdx活性污泥中微生物的本身氧化速率活性污泥中微生物的本身氧化速率kgVSS/d；其中：其中：b 活性污泥的本身氧化系數(shù)活性污泥的本身氧化系數(shù)

20、kgVSS/kgVSS.d，普通為，普通為d-1； xv 系統(tǒng)中活性污泥的總量系統(tǒng)中活性污泥的總量kgVSS環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)因此，活性污泥微生物增殖的根本方程式因此，活性污泥微生物增殖的根本方程式: : 積分后，得出活性污泥微生物在曝氣池內(nèi)每日的凈增長量為積分后，得出活性污泥微生物在曝氣池內(nèi)每日的凈增長量為: : Si進(jìn)水進(jìn)水BOD濃度濃度(kgBOD/m3)； Se 出水濃度出水濃度(kgBOD/m3)。式中式中: x每日的污泥增長量每日的污泥增長量(kgVSS/d)；= QwXr Q 每日處置廢水量每日處置廢水量(m3/d)；vugbxdtdsadtdxvrbVXaQSxeir

21、SSS環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué) (1) 對于生活污水或相近的工業(yè)廢水對于生活污水或相近的工業(yè)廢水: a = 0.50.65，b = 0.050.1； (2) 對于工業(yè)廢水，那么：對于工業(yè)廢水，那么： 合成纖維廢水合成纖維廢水0.380.10含酚廢水含酚廢水 0.55 0.13制漿與造紙廢水制漿與造紙廢水0.760.016制藥廢水制藥廢水 0.77 釀造廢水釀造廢水0.93 工業(yè)廢水工業(yè)廢水a(chǎn)b亞硫酸漿粕廢水亞硫酸漿粕廢水 0.55 0.13環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)3經(jīng)過小試獲得：經(jīng)過小試獲得：bVXQSaVXxvrvvrbVXaQSx可改寫為：可改寫為： a bQSr/VXv(kgBOD/kgVSS.d)x/VXv(1/d)環(huán)環(huán) 境境 工工 程程 學(xué)學(xué)氧在微生物代謝過程中的用途：氧在微生物代謝過程中的用途：(1)氧化分解有機物；氧化分解有機物；(2)氧化分解本身的細(xì)胞物質(zhì)。氧化分解本身的細(xì)胞物質(zhì)。vrXVbSQaO2式中：式中：O2曝氣池中混合液的需氧量，曝氣池中混合液的需氧量，kgO2/d; a代謝每代