水污染控制工程1-5(23)

1、1第第1212章章 活性污泥法活性污泥法12.1 12.1 活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理12.2 12.2 活性污泥工藝的發(fā)展活性污泥工藝的發(fā)展12.3 12.3 活性污泥數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)活性污泥數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)12.4 12.4 氣體傳遞原理與曝氣設(shè)備氣體傳遞原理與曝氣設(shè)備12.5 12.5 去除有機(jī)污染物的活性污泥法工藝設(shè)計去除有機(jī)污染物的活性污泥法工藝設(shè)計12.6 12.6 生物脫氮除磷工藝生物脫氮除磷工藝12.7 12.7 活性污泥法的運(yùn)行管理活性污泥法的運(yùn)行管理水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章2一、水力負(fù)荷一、水力負(fù)荷二、有機(jī)負(fù)荷二、有機(jī)負(fù)荷三、三、微生物濃度微生物

2、濃度四、四、曝氣時間曝氣時間五、五、微生物平均停留時間（微生物平均停留時間（S SRTRT、污泥齡、污泥齡）六、六、氧傳遞速率氧傳遞速率七、七、回流污泥濃度回流污泥濃度八、八、回流污泥率回流污泥率九、九、曝氣池的構(gòu)造曝氣池的構(gòu)造十、十、p pH H和堿度和堿度十一、十一、溶解氧濃度溶解氧濃度十二、污泥膨脹及其控制十二、污泥膨脹及其控制水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章3流向污水廠流向污水廠的流量變化的流量變化 一、水一、水 力力 負(fù)負(fù) 荷荷 一天內(nèi)的流量變化一天內(nèi)的流量變化隨季節(jié)的流量變化隨季節(jié)的流量變化雨水造成的流量變化雨水造成的流量變化泵的選擇不當(dāng)造成的泵的選擇不當(dāng)造成的流量變

3、化流量變化水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章4 水力負(fù)荷的變化影響活性污泥法系統(tǒng)的曝氣水力負(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。池和二次沉淀池。 當(dāng)流量增大時，污水在曝氣池內(nèi)的停留時間縮當(dāng)流量增大時，污水在曝氣池內(nèi)的停留時間縮短，影響出水質(zhì)量，同時影響曝氣池的水位。若短，影響出水質(zhì)量，同時影響曝氣池的水位。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。就變得不穩(wěn)定。 對二次沉淀池的水力影響尤為顯著。對二次沉淀池的水力影響尤為顯著。 一、水 力 負(fù) 荷 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章5 二、有機(jī)負(fù)荷率L

4、S 污泥負(fù)荷率污泥負(fù)荷率L Ls s和和MLSSMLSS的的設(shè)計值采用得大一些，曝氣池所需設(shè)計值采用得大一些，曝氣池所需的體積可以小一些。的體積可以小一些。污泥負(fù)荷率污泥負(fù)荷率L Ls s高，高，出水水質(zhì)出水水質(zhì)將將降低，而且使剩余污泥量增降低，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，整個處理系統(tǒng)多，增加了污泥處置的費(fèi)用和困難，同時，整個處理系統(tǒng)較不耐沖擊，造成運(yùn)行中的困難。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（可靠，可以采用低的污泥負(fù)荷率（0.1），把曝氣

5、池建得），把曝氣池建得很大，這就是延時曝氣法。很大，這就是延時曝氣法。 曝氣區(qū)容積的計算，曝氣區(qū)容積的計算，設(shè)計中要考慮的主要問題是如何確定設(shè)計中要考慮的主要問題是如何確定污泥負(fù)荷率污泥負(fù)荷率L Ls s和和MLSSMLSS的設(shè)計值。的設(shè)計值。 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章6一般要求一般要求1.0，低負(fù)荷法，低負(fù)荷法0.1。（單位：。（單位：kgBOD/kgMLSSd）水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章7 三、微生物濃度 在設(shè)計中采用在設(shè)計中采用過過高的高的MLSSMLSS并不能提高效益，原因如下：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。

6、曝氣池污其一，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)的沉淀池中難其二，過高的微生物濃度使污泥在后續(xù)的沉淀池中難以以沉淀，影響出水水質(zhì)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。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)，實際上只能夠采用相應(yīng)的污采用一定的曝氣設(shè)備系統(tǒng)，實際上只能夠采

7、用相應(yīng)的污泥濃度，泥濃度，MLSS的提高是有限度的。的提高是有限度的。(2000-4000 mg/L)水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章8 四、曝 氣 時 間 在通常情況下，城市污水的最短曝氣時間為在通常情況下，城市污水的最短曝氣時間為3h3h或更長些，或更長些，這和滿足曝氣池需氧速率有關(guān)。這和滿足曝氣池需氧速率有關(guān)。 當(dāng)曝氣池做得較小時，曝氣設(shè)備是按系統(tǒng)的負(fù)荷峰值當(dāng)曝氣池做得較小時，曝氣設(shè)備是按系統(tǒng)的負(fù)荷峰值控制設(shè)計的。這樣，在非高峰時間，供氧量過大，造成浪控制設(shè)計的。這樣，在非高峰時間，供氧量過大，造成浪費(fèi)，設(shè)備的能力不能得到充分利用。費(fèi)，設(shè)備的能力不能得到充分利用。 若曝氣池

8、做得大些，可降低需氧速率，同時由于負(fù)荷若曝氣池做得大些，可降低需氧速率，同時由于負(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。高。 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章9水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章五、微生物平均停留時間(SRT)(又稱泥齡) 每日排放的剩余污泥量工作著的活性污泥總量微生物平均停留時間 選擇一定的有機(jī)負(fù)荷和一定的選擇一定的有機(jī)負(fù)荷和一定的MLSS濃度就決定了污泥齡。濃度就決定了污泥齡。微生物平均停留時間至少等于水力停留時間，此時，曝氣池內(nèi)微生物平均停留時間至少等于水力停留時間，此時，曝氣池

9、內(nèi)的微生物濃度很低，大部分微生物是充分分散的。的微生物濃度很低，大部分微生物是充分分散的。 利用污泥回流使微生物停留時間大于水力停留時間，利用污泥回流使微生物停留時間大于水力停留時間，微生微生物的停留時間應(yīng)足夠長，促使微生物物的停留時間應(yīng)足夠長，促使微生物能能很好地絮凝，以便重力很好地絮凝，以便重力分離，但不能過長，過長反而分離，但不能過長，過長反而會會使絮凝條件變差。使絮凝條件變差。 通常污泥通常污泥齡為水力停留時間的齡為水力停留時間的20倍，延時曝氣為倍，延時曝氣為30:1，高負(fù)荷為，高負(fù)荷為10:1。TTtXX)/()(C10例如某城市污水處理廠水力停留時間為例如某城市污水處理廠水力停留

10、時間為3h，則污泥齡大致應(yīng)，則污泥齡大致應(yīng)為多少？為多少？dht5 . 26020C 微生物平均停留時間還有助于說明活性污泥中微生物的微生物平均停留時間還有助于說明活性污泥中微生物的組成。世代時間長于微生物平均停留時間的微生物幾乎不可組成。世代時間長于微生物平均停留時間的微生物幾乎不可能在這個活性污泥法系統(tǒng)中繁殖。能在這個活性污泥法系統(tǒng)中繁殖。亞硝化單細(xì)胞菌世代時間亞硝化單細(xì)胞菌世代時間 當(dāng)溫度為當(dāng)溫度為2020時，上例中此細(xì)菌每日只能增長時，上例中此細(xì)菌每日只能增長33%33%，每天，每天卻要排掉卻要排掉40%40%，此細(xì)菌無法停留，廢水氨氮也得不到降解。，此細(xì)菌無法停留，廢水氨氮也得不到降

11、解。水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章11 六、氧 傳 遞 速 率 氧傳遞速率要考慮二個過程氧傳遞速率要考慮二個過程要提高氧的傳遞速率要提高氧的傳遞速率氧傳遞到水中氧傳遞到水中氧真正傳遞到微生物的膜表面氧真正傳遞到微生物的膜表面必須有充足的氧量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)和紊動條件必須使混合液中的懸浮固體保持懸浮狀態(tài)和紊動條件水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章12 有研究認(rèn)為液滴方式獲得氧更容易，但實際上曝氣設(shè)有研究認(rèn)為液滴方式獲得氧更容易，但實際上曝氣設(shè)備的選擇、布置，以及如何同池型配合，是關(guān)系到曝氣池備的選擇、布置，以及如何同池型配合，是關(guān)系

12、到曝氣池性能的重要條件。目前這兩種方式都大量使用。性能的重要條件。目前這兩種方式都大量使用。 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章13七、回流污泥濃度 回流污泥濃度是活性污泥沉降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)。特性和回流污泥回流速率的函數(shù)。 按右圖進(jìn)行物料衡按右圖進(jìn)行物料衡算算，可推得，可推得下列關(guān)系式：下列關(guān)系式：式中：式中：X曝氣池中的曝氣池中的MLSS,mg/L;XR回流污泥的懸浮固體濃度回流污泥的懸浮固體濃度,mg/L;R污泥回流比。污泥回流比。 根據(jù)根據(jù)上式上式可知，曝氣池中的可知，曝氣池中的MLSSMLSS不可能高于回流污泥濃度，不可能高于回流污泥

13、濃度，兩者愈接近，回流比愈大。限制兩者愈接近，回流比愈大。限制MLSSMLSS值的主要因素是回流污泥值的主要因素是回流污泥的濃度。的濃度。 RRXR1RXXQRQRQX)(水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章14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沉淀30min后，每單位質(zhì)量干泥形成的濕泥的體積，常用單位后，每單位質(zhì)量干泥形成的濕泥的體積，常用單位是是mL/g。通常通常SVI=100,相應(yīng)相應(yīng)XR=10000mg/L。 （1）在曝氣池出口處取混合液試樣；）在曝氣池出口處取混合液試樣； （2）測定）測定MLSS（g

14、/L）；）； （3）把試樣放在一個）把試樣放在一個1000mL的量筒中沉淀的量筒中沉淀30min，讀出活，讀出活性污泥的體積（性污泥的體積（mL）；）； （4）按下式計算：）按下式計算：活性污泥體積指數(shù)SVI)g/L(MLSS)mL/L(SVI活性污泥體積SVI的測定水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章15八、污泥回流率 過低的污泥回流率會使曝氣池污泥濃度不夠。過過低的污泥回流率會使曝氣池污泥濃度不夠。過高的污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間，降低了沉淀效率，使未負(fù)荷，縮短了沉淀池的

15、沉淀時間，降低了沉淀效率，使未被沉淀的固體隨出流帶走。被沉淀的固體隨出流帶走。 活性污泥回流率的設(shè)計應(yīng)有彈性，并應(yīng)操作在可能的活性污泥回流率的設(shè)計應(yīng)有彈性，并應(yīng)操作在可能的最低流量最低流量，降低能耗，也，降低能耗，也為沉淀池提供了最大穩(wěn)定性。為沉淀池提供了最大穩(wěn)定性。但但回流量調(diào)節(jié)不應(yīng)過于頻繁，可以幾個星期或數(shù)月調(diào)整一次。回流量調(diào)節(jié)不應(yīng)過于頻繁，可以幾個星期或數(shù)月調(diào)整一次。水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章16九、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示蹤劑的研究表明：推流推流式式曝氣池的曝氣池的縱向混合很嚴(yán)重縱向混合很嚴(yán)重水污染控制工程水污染控制工程 第十二章

16、第十二章17十、pH和堿度 活性污泥活性污泥pHpH通常為通常為6.56.58.58.5。 pHpH之所以能保持在這個范圍，是由于污水中的蛋白質(zhì)之所以能保持在這個范圍，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的堿度所致。代謝后產(chǎn)生碳酸銨堿度和從天然水中帶來的堿度所致。 工業(yè)污水中經(jīng)常缺少蛋白質(zhì)，因而產(chǎn)生工業(yè)污水中經(jīng)常缺少蛋白質(zhì)，因而產(chǎn)生pHpH過低的問過低的問題。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（石灰）（石灰）。pHpH低于低于6 6時霉菌優(yōu)勢生長易發(fā)生絲狀膨脹。時霉菌優(yōu)勢生長易發(fā)生絲狀膨脹。 生活污水中有足夠的堿度使

17、生活污水中有足夠的堿度使pHpH保持在較好的水平。保持在較好的水平。 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章18十一、溶解氧濃度 通常溶解氧濃度不是一個關(guān)鍵因素，除非溶解氧濃度通常溶解氧濃度不是一個關(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進(jìn)行跌落到接近于零。只要細(xì)菌能獲得所需要的溶解氧來進(jìn)行代謝，其代謝速率就不受溶解氧的影響。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)保持在一般認(rèn)為混合液中溶解氧濃度應(yīng)保持在0.50.52mg/L2mg/L，以保證活性污泥系統(tǒng)的正常運(yùn)行。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

18、于紊動過過分的曝氣使氧濃度得到提高，但由于紊動過于于劇烈，劇烈，導(dǎo)致絮狀體破裂，使出水濁度升高。導(dǎo)致絮狀體破裂，使出水濁度升高。 特別是對于特別是對于耗耗氧速度不氧速度不快快而泥齡偏長的系統(tǒng)，強(qiáng)烈混合而泥齡偏長的系統(tǒng)，強(qiáng)烈混合使破碎的絮狀體不能很好地再凝聚。使破碎的絮狀體不能很好地再凝聚。水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章19十二、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)正常的活性污泥沉降性能良好，其污泥體積指數(shù)SVISVI在在5050150150之間；當(dāng)活性污泥不正常時，污泥不易沉淀，反映在之間；當(dāng)活性污泥不正常時，污泥不易沉淀，反映在SVISVI值值升高。升

19、高。 混合液在混合液在1000mL1000mL量筒中沉淀量筒中沉淀30min30min后，污泥體積膨脹，上層后，污泥體積膨脹，上層澄清液減少，這種現(xiàn)象稱為活性污泥膨脹。澄清液減少，這種現(xiàn)象稱為活性污泥膨脹。 并不是所有的沉降性能惡化都是由污泥膨脹引起的，并不是所有的沉降性能惡化都是由污泥膨脹引起的，如二沉池中反硝化生成氮?dú)馐刮勰嗌细?，或是部分區(qū)域如二沉池中反硝化生成氮?dú)馐刮勰嗌细?，或是部分區(qū)域積泥造成厭氧發(fā)酵上浮等。膨脹的活性污泥壓縮性能差、積泥造成厭氧發(fā)酵上浮等。膨脹的活性污泥壓縮性能差、沉淀性能不良，但處理和凈化效果并不差。沉淀性能不良，但處理和凈化效果并不差。水污染控制工程水污染控制工程

20、 第十二章第十二章20十二、污泥膨脹及其控制 活性污泥膨脹可分為活性污泥膨脹可分為污泥中絲狀菌大量繁殖污泥中絲狀菌大量繁殖導(dǎo)致的絲狀菌性膨脹導(dǎo)致的絲狀菌性膨脹水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章21絲狀菌性膨脹絮花狀物質(zhì)，其骨干是菌膠團(tuán)絮花狀物質(zhì)，其骨干是菌膠團(tuán)正常的活性污泥正常的活性污泥絲狀菌大量出現(xiàn)，主要是有鞘細(xì)菌絲狀菌大量出現(xiàn)，主要是有鞘細(xì)菌、硫細(xì)菌硫細(xì)菌霉菌、酵母菌等。霉菌、酵母菌等。不正常的情況下不正常的情況下 當(dāng)污泥中有大量絲狀菌時，大量有一定強(qiáng)度的絲狀當(dāng)污泥中有大量絲狀菌時，大量有一定強(qiáng)度的絲狀體相互支撐、交錯，大大惡化了污泥的沉降、壓縮性能，體相互支撐、交錯，大大惡化

21、了污泥的沉降、壓縮性能，形成了污泥膨脹。形成了污泥膨脹。 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章22絲狀菌性膨脹的主要因素污水水質(zhì)運(yùn)行條件工藝方法水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章23微生物種類最低pH值 最適pH值 最高pH值細(xì)菌和放線菌酵母菌霉菌5.02.51.57.08.03.86.03.06.010.08.010.0水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章24絲狀菌性膨脹的主要因素污水水質(zhì)運(yùn)行條件工藝方法水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章25絲狀菌性膨脹的主要因素污水水質(zhì)運(yùn)行條件工藝方法 完全混合的工藝方法比完全混合的工藝方法比傳統(tǒng)的推流方式較易發(fā)生污傳統(tǒng)的推流方式較易發(fā)生污泥膨脹泥膨脹。 不設(shè)初次沉淀池的活性不設(shè)初次沉