第四章污水生物處理活性污泥法二

4.5.1

概述活性污泥法存在的問(wèn)題曝氣池占地面積大；電耗高；管理復(fù)雜。凈化功能：脫氮、除磷厭氧技術(shù)的引入：反硝化——脫氮；使活性污泥微生物從周?chē)h(huán)境中攝取遠(yuǎn)超出其本身生理所需要的磷，使活性污泥處理系統(tǒng)具有除磷的功能。工藝系統(tǒng)開(kāi)創(chuàng)多種旨在提高充氧能力、增加混合液污泥濃度、強(qiáng)化活性污泥微生物的代謝功能的高效活性污泥處理系統(tǒng)。4.5.2

氧化溝氧化溝：又稱循環(huán)曝氣池，是于50年代由荷蘭

斯維爾（Pasveer）所開(kāi)發(fā)的一種污水生物處理技術(shù)，屬活性污泥法的一種變形。氧化溝的構(gòu)造特征呈環(huán)形溝渠狀，平面多為橢圓形或圓形，總長(zhǎng)可達(dá)幾十米至百米以上，溝深2m~6m；單池的進(jìn)水裝置：一根進(jìn)水管；雙池以上平行工作：設(shè)配水井；采用交替工作系統(tǒng)：配水井內(nèi)設(shè)自動(dòng)控制裝置，以變換水流方向；

出水：一般采用溢流堰式，宜于采用可升降式的，以調(diào)節(jié)池內(nèi)水深；采用交替工作系統(tǒng)：溢流堰應(yīng)能自動(dòng)啟閉，并與進(jìn)水裝置相呼應(yīng)以控制溝內(nèi)水流方向。水力特征流態(tài)介于完全混合與推流之間；氧化溝的水流狀態(tài)，有利于活性污泥的生物凝聚作用；將其分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)、（厭氧區(qū)），

用以進(jìn)行硝化和反硝化，達(dá)到脫氮的效果。工藝特征：可不設(shè)初沉池，有機(jī)性懸浮物在氧化溝內(nèi)能夠達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度；可與二次沉淀池合建，省去污泥回流裝置；BOD負(fù)荷低，同活性污泥法的延時(shí)曝氣系統(tǒng)：對(duì)水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性；污泥齡（生物固體平均停留時(shí)間）一般可達(dá)15~30

d，為傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的3~6倍；污泥產(chǎn)率低，且多已達(dá)到穩(wěn)定的程度，無(wú)需再進(jìn)行消化處理。氧化溝的曝氣裝置曝氣裝置的功能：向混合液供氧；使混合液中有機(jī)污染物、活性污泥、溶解氧三者充分混合、接觸；推動(dòng)水流以一定的流速（不低于0.25m/s）沿池長(zhǎng)循環(huán)流動(dòng)。橫軸曝氣裝置曝氣轉(zhuǎn)刷：軸長(zhǎng)：4~9

m；轉(zhuǎn)刷直徑：0.8~1.0

m；充氧能力：2

kgO2/kWh；采用轉(zhuǎn)刷曝氣器的氧化溝，深度多介于2~2.5m之間，間有采用3.0

m者。曝氣轉(zhuǎn)盤(pán)軸長(zhǎng)可達(dá)6.0

m，安裝1~25個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)；轉(zhuǎn)盤(pán)直徑可達(dá)1.372

m，轉(zhuǎn)盤(pán)上有凸出的三角塊并留有小孔，以提高充氧能力；轉(zhuǎn)速一般為45~60

r/min；充氧能力可達(dá)2.0

kgO2/kWh；采用曝氣轉(zhuǎn)盤(pán)的氧化溝，深度可達(dá)3.5

m?？v軸曝氣裝置表面機(jī)械曝氣器葉輪裝在池內(nèi)廢水表面進(jìn)行曝氣，通過(guò)葉輪的提水作用，促使池內(nèi)廢水不斷循環(huán)流動(dòng)，不斷更新氣液接觸面以增大吸氧量；葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)在周緣形成水躍，可有效地裹入空氣，葉片后側(cè)產(chǎn)生負(fù)壓，可吸入空氣，曝氣效果較好；各種類型的表面機(jī)械曝氣器都可用于氧化溝，一般安裝在溝渠的轉(zhuǎn)彎處；氧化溝的水深可增大到4~4.5

m。常用的氧化溝系統(tǒng)由多溝串聯(lián)氧化溝、二次沉淀池及污泥回流系統(tǒng)組成?？_塞（Carrousel）氧化溝靠近曝氣器的下游為富氧區(qū)，上游為低氧區(qū)，外環(huán)還可能成為缺氧區(qū)；規(guī)模：200

m3/d~65萬(wàn)m3/d；BOD去除率達(dá)95%~99%；脫氮效果可達(dá)90%以上；除磷率在50%左右。Carrousel

2000系統(tǒng)在普通Carrousel氧化溝前增加了一個(gè)缺氧區(qū)和厭氧區(qū)（又稱前反硝化區(qū)）；-缺氧：無(wú)分子氧（O2）；厭氧：既無(wú)分子氧，也無(wú)化合物氧（NO3

）；全部回流污泥和10%~30%的污水進(jìn)入缺氧區(qū)，可將回流污泥中的殘留硝酸氮在缺氧和10~30%碳源條件下完成反硝化；厭氧區(qū)中70%~90%的污水可提供足夠的碳源，使聚磷菌能充分釋磷；厭氧區(qū)后接普通Carrousel氧化溝系統(tǒng)，進(jìn)一步完成去除BOD、脫氮和除磷；混合液在氧化溝富氧區(qū)排出，在富氧環(huán)境下聚磷菌過(guò)量攝磷，將磷從水中轉(zhuǎn)移到污泥中，隨剩余污泥排出系統(tǒng)。交替工作氧化溝系統(tǒng)2池交替工作氧化溝：由容積相同的A、B池組成，串聯(lián)運(yùn)行交替作為曝氣池和沉淀池，無(wú)需設(shè)污泥回流系統(tǒng)；處理水質(zhì)優(yōu)良，污泥也比較穩(wěn)定。3池交替工作氧化溝：兩側(cè)的A、C池交替作為曝氣池和

沉淀池，中間的B池一直為曝氣池；原污水交替地進(jìn)入A池或C池，處理水則相應(yīng)地從沉淀池流出；能夠完成BOD去除和硝化、反硝化過(guò)程，取得優(yōu)異的BOD去除與脫氮效果；無(wú)需污泥回流系統(tǒng)。交替工作的氧化溝系統(tǒng)必須安裝自動(dòng)控制系統(tǒng)，以控制進(jìn)、出水的方向，溢流堰的啟閉以及曝氣轉(zhuǎn)刷的開(kāi)動(dòng)與停止。二次沉淀池交替運(yùn)行氧化溝系統(tǒng)氧化溝連續(xù)運(yùn)行，設(shè)兩座二次沉淀池，交替運(yùn)

行，交替回流污泥（只需一套污泥回流裝置）。奧巴勒（Orbal）型氧化溝系統(tǒng)多個(gè)呈橢圓形同心溝渠組成；污水首先進(jìn)入最外環(huán)的溝渠，然后依次進(jìn)入下一層溝渠，最后由位于中心的溝渠流出進(jìn)入二次沉淀池；多采用3層溝渠，最外層溝渠的容積最大，約為總?cè)莘e的60%~70%，第二層溝渠為20%~30%，第三層溝渠則僅占10%左右；外、中、內(nèi)3層溝渠內(nèi)混合液的溶解氧保持較大的梯度，分別為0、1及2

mg/L，有利于提高充氧效果，也有可能使溝渠具有脫氮除磷的功能。曝氣—沉淀一體式氧化溝在氧化溝的一個(gè)溝渠內(nèi)設(shè)沉淀槽，在沉淀槽的兩側(cè)設(shè)隔墻；底部設(shè)一排三角形的導(dǎo)流板，在水面設(shè)集水管以收集處理水；混合液從沉淀區(qū)底部流過(guò)，部分混合液從導(dǎo)流板間隙上升進(jìn)人沉淀槽，沉淀污泥從間隙回流至氧化溝。船形一體式氧化溝船形沉淀槽設(shè)在氧化溝的一側(cè)，混合液從其兩側(cè)及底部流過(guò)；沉淀槽一端設(shè)進(jìn)水口，部分混合液由此導(dǎo)入，處理水則由設(shè)于沉淀槽另一端的溢流堰收集排出；沉淀槽內(nèi)的水流方向與氧化溝內(nèi)的水流方向相反。一體式氧化溝集曝氣、沉淀于一體，可減少占地面積，免除污泥回流系統(tǒng)。4.5.3

間歇式活性污泥處理系統(tǒng)序批式活性污泥處理系統(tǒng)（SBR：Sequencing

Batch

Reactor）SBR最主要特征是采用集有機(jī)污染物降解與混合液沉淀于一體的反應(yīng)器——間歇曝氣曝氣池；SBR系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，無(wú)需設(shè)污泥回流設(shè)備，不設(shè)二次沉淀池，曝氣池

于連續(xù)式，建設(shè)費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用較低。SBR工藝特征在大多數(shù)情況下，無(wú)需設(shè)置調(diào)節(jié)池；SVI值較低，污泥易于沉淀，—般情況下不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象；通過(guò)對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進(jìn)行脫氮和除磷反應(yīng)；應(yīng)用自控儀表，能使本工藝過(guò)程實(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)化；運(yùn)行管理得當(dāng)，處理水水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式。SBR系統(tǒng)中，有機(jī)物延時(shí)間的推移而降解。流入在污水注入之前，反應(yīng)器處于閑置段，處理后的廢水

已經(jīng)排放，反應(yīng)器內(nèi)殘存著高濃度的活性污泥混合液；污水注滿后再進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)器起到調(diào)節(jié)池的作用，對(duì)水質(zhì)、水量的變動(dòng)有一定的適應(yīng)性；污水注入過(guò)程中可配合進(jìn)行其他的操作過(guò)程，如曝氣，也緩速攪拌；所用時(shí)間，根據(jù)實(shí)際排水情況和設(shè)備條件確定，越短越好。反應(yīng)根據(jù)污水處理的目的，采取相應(yīng)的技術(shù)措施：有機(jī)物去除、硝化、攝磷：曝氣；反硝化：緩速攪拌；有機(jī)物去除—硝化—反硝化反應(yīng)：先曝氣進(jìn)行有機(jī)物降解與硝化反應(yīng)；繼而停曝氣開(kāi)始緩速攪拌，進(jìn)行反硝化反應(yīng)，此時(shí)應(yīng)投加或注入少量有機(jī)污水以補(bǔ)充電子受體；本工序后期，應(yīng)進(jìn)行短暫的微量曝氣，以吹脫污泥近旁的氣泡

或氮，以保證沉淀過(guò)程的正常進(jìn)行，排泥也在本工序后期進(jìn)行。沉淀停止曝氣和攪拌后，混合液處于靜止?fàn)?/p>

態(tài)，活性污泥與水分離，沉淀效果較好；沉淀工序采取的時(shí)間基本同二次沉淀池，—般為1.5~2.0h。排放經(jīng)過(guò)沉淀后產(chǎn)生的上清液作為處理水排放，活性污泥作為種污泥。待機(jī)在處理水排放后，反應(yīng)器處于停滯狀態(tài)，等待下一個(gè)周期開(kāi)始。SBR工藝功能的改善與強(qiáng)化待機(jī)與進(jìn)水工序與多項(xiàng)功能相結(jié)合SBR工藝對(duì)污水水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)作用主要通過(guò)待機(jī)與進(jìn)水工序?qū)嵤?；與水解酸化反應(yīng)相結(jié)合，通過(guò)水解酸化反應(yīng)能夠改善污水的可生化性，有利于提高“曝氣反應(yīng)”的效果；如待機(jī)工序時(shí)間較長(zhǎng)，為了防止種污泥被鈍化，應(yīng)進(jìn)行間斷曝氣，還可在新的工作周期開(kāi)始之前，對(duì)保留的種污泥進(jìn)行一定時(shí)間的曝氣，使其得到再生，提高與強(qiáng)化。BOD—污泥負(fù)荷：0.2~0.3

kgBOD/(kgMLSS·d

)；混合液污泥濃度：3000~5000

mg/L；SBR的耗氧與供氧：采用隨時(shí)間漸減的曝氣方式。間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥工藝ICEAS：Intermittent

Cyclic

Extended

Activated

Sludge運(yùn)行方式：連續(xù)進(jìn)水、間歇排水；在反應(yīng)階段，污水多次反復(fù)地經(jīng)受曝氣好氧、閑置缺氧的狀態(tài)，從而產(chǎn)生有機(jī)物降解、

硝化、反硝化，攝磷、釋磷等反應(yīng)，能夠取得比較徹底的BOD去除、脫氮和除磷的效果；主要優(yōu)點(diǎn)：將同步去除BOD、脫氮、除磷的工藝集于一池，無(wú)污泥回流和混合液的內(nèi)循環(huán)，能耗低；污泥齡長(zhǎng)，沉降性能好，剩余污泥少。循環(huán)式活性污泥工藝CAST：Cyclic

Activated

Sludge

Technology主要技術(shù)特征：在進(jìn)水區(qū)設(shè)置生物選擇器；活性污泥由反應(yīng)器回流，在生物選擇器內(nèi)與進(jìn)入的新鮮污水

混合、接觸，創(chuàng)造微生物種群在高濃度、高負(fù)荷環(huán)境下競(jìng)爭(zhēng)

生存的條件，從而選擇出適應(yīng)該系統(tǒng)生存的獨(dú)特微生物種群，并有效地抑制絲狀菌的過(guò)分增殖，從而避免污泥膨脹現(xiàn)象的

產(chǎn)生，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性?；旌弦涸谏镞x擇器的水力停留時(shí)間為1

h，活性污泥從反應(yīng)器的回流率一般取值20%；將反應(yīng)階段設(shè)計(jì)成為缺氧—好氧—厭氧環(huán)境，污泥得到再生并取得脫氮除磷的效果。DAT—IAT工藝由需氧池為主體處理構(gòu)筑物的預(yù)反應(yīng)區(qū)和以間歇曝氣池為主體的主反應(yīng)區(qū)組成的連續(xù)進(jìn)水、間歇排水的工藝系統(tǒng)；需氧池：污水、回流污泥連續(xù)流入，進(jìn)行連續(xù)的高強(qiáng)度曝氣，強(qiáng)化活性污泥的生物吸附作用，大部分可溶性有機(jī)污染物被去除；間歇曝氣池：進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定、負(fù)荷低，對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)性提高，由于C/N較低，有利于硝化菌的繁殖，能夠產(chǎn)生硝化反應(yīng)；又由于進(jìn)行間歇曝氣和攪拌，能夠形成缺氧—好氧—厭氧—好氧的交替環(huán)境，在去除BOD的同時(shí)，取得脫氮除磷的效果。在預(yù)反應(yīng)區(qū)的需氧池內(nèi)，強(qiáng)化了生物吸附作用，在微生物的細(xì)菌中，貯存了大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在主反應(yīng)區(qū)的間歇曝氣池內(nèi)可利用這些物質(zhì)提高內(nèi)源呼吸的反硝化作用；在沉淀和排放階段也連續(xù)進(jìn)水，這樣能夠綜合利用進(jìn)水中的碳源和前述的

性反硝化作用，在理論上有很強(qiáng)的脫氮功能；采用延時(shí)曝氣方式，污泥齡長(zhǎng)、排泥量少，除磷能力不可能太高。4.5.4

AB法污水處理工藝吸附—降解工藝（Adsorption—Biodegration）AB法主要特征：分為預(yù)處理段、A段、B段，在預(yù)處理段只設(shè)格柵、沉砂池，不設(shè)初沉池；A段由吸附池和中間沉淀池組成，B段由曝氣池及二次沉淀池所組成；A段與B段各自擁有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，兩段完全分開(kāi)，每段能夠培育出各自獨(dú)特的，適于本段水質(zhì)特征的微生物種群。A段的效應(yīng)、功能與設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)A段連續(xù)不斷地從排水系統(tǒng)中接受污水，同時(shí)也接種在排水系統(tǒng)中存活的微生物種群，能夠培育、馴化、誘導(dǎo)出與原污水適應(yīng)的微生物種群；A段負(fù)荷高，為增殖速度快的微生物種群提供良好的環(huán)境條件；A段污泥產(chǎn)率高，并有一定的吸附能力，某些重金屬和難降解有機(jī)物質(zhì)以及氮、磷等植物性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，都得到一定的去除，大大地減輕了B段的負(fù)擔(dān)；A段對(duì)BOD的去除率大致介于40%~70%之間，并可改善污水的可生化性；A段對(duì)負(fù)荷、溫度、pH值以及毒性等作用具有一定的適應(yīng)能力。BOD—污泥負(fù)荷：2~6kgBOD/(kgMLSS·d)，為傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)的10~20倍；污泥齡：0.3~0.5d；水力停留時(shí)間：30min；吸附池內(nèi)溶解氧濃度：0.2~0.7

mg/L。對(duì)城市污水處理的A段，主要設(shè)計(jì)與運(yùn)行數(shù)據(jù)的建議值B段的效應(yīng)、功能與設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)B段接受A段的處理水，水質(zhì)、水量比較穩(wěn)定，凈化功能得以充分發(fā)揮；去除有機(jī)污染物是B段的主要目的；B段的污泥齡較長(zhǎng)，氮在A段也得到了部分的去除，BOD:N比值有所降低，具有產(chǎn)生硝化反應(yīng)的條件；B段承受的負(fù)荷為總負(fù)荷的30%~60%，曝氣池的容積較傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)可減少40%左右。城市污水處理的B段，設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)的建議值BOD—污泥負(fù)荷：0.15~0.3kgBOD/(kgMLSS·d)，較傳統(tǒng)活性污泥法低；污泥齡：15~20

d；水力停留時(shí)間：2~3

h；曝氣池內(nèi)溶解氧濃度：1~2mg/L。4.6

曝氣的理論基礎(chǔ)鼓風(fēng)曝氣由空壓機(jī)（鼓風(fēng)機(jī)）送出的壓縮空氣通過(guò)一系列的管道系統(tǒng)送到安裝在曝氣池池底的空氣擴(kuò)散裝置（曝氣裝置），空氣從那里以微小氣泡的形式逸出，并在混合液中擴(kuò)散，使氣泡中的氧轉(zhuǎn)移到混合液中去，而氣泡在混合液的強(qiáng)烈擴(kuò)散、攪動(dòng)，使混合液處于劇烈混合、攪拌狀態(tài)；機(jī)械曝氣利用安裝在水面上、下的葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，劇烈

地?cái)噭?dòng)水面，產(chǎn)生水躍，液面與空氣接觸的表

面不斷更新，使空氣中的氧轉(zhuǎn)移到混合液中去；鼓風(fēng)—機(jī)械曝氣4.6.1

氧轉(zhuǎn)移原理Fick定律（分子擴(kuò)散）物質(zhì)的擴(kuò)散速率與濃度梯度成正比：dd

CL

d

Xv

D雙膜理論與氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLadLAd

t

d

X物質(zhì)擴(kuò)散速率（質(zhì)量通量）：d

Mv

d

t

d

M

D A

d

C在氣、液兩相接觸的界面兩側(cè)存在著處于層流狀態(tài)的

氣膜和液膜，在其外側(cè)則分別為氣相主體和液相主體，兩個(gè)主體均處于紊流狀態(tài)；膜與液膜氣體分子以分子擴(kuò)散方式從氣相主體通而進(jìn)人液相主體；由于氣、液兩相的主體均處于紊流狀態(tài)，其中物質(zhì)濃度基本上是均勻的，不存在濃度差，也不存在傳質(zhì)阻力，氣體分子從氣相主體傳遞到液相主體，阻力僅存在于氣、液兩層層流膜中。氣膜中存在著氧的分壓梯度，在液膜中存在著氧的濃度梯度，它們是氧轉(zhuǎn)移的推動(dòng)力；氧難溶于水，氧轉(zhuǎn)移決定性的阻力集中在液膜上，因此，氧分子通過(guò)液膜是氧轉(zhuǎn)移過(guò)程的控制步驟，通過(guò)液膜的轉(zhuǎn)移速度是氧轉(zhuǎn)移過(guò)程的控制速度；在氣膜中，氧分子的傳遞動(dòng)力很小，氣相主體與界面之間的氧分壓差值Pg－Pi很低，一般可以認(rèn)為Pg≈Pi，這樣，界面處的溶解氧濃度值Cs是在氧分壓為Pg條件下的溶解氧的飽和濃度值。LffsfLasd

X

Xd

t

Xd

MA

CV

X

Vd

tL

V

sd

t

C

d

C

Cs

Cd

M

D A

Cs

d

t

DL

C

d

C

K

A

C

C

d

C

KC

C

(1/KLa)的單位為h，它所表示的是曝氣池中溶解氧濃度從C提高到Cs所需要的時(shí)間。為了提高dC/dt值，可從兩方面考慮提高KLa值：加強(qiáng)液相主體的紊流程度，降低液膜厚度，加速氣液界面的的更新，增大氣、液接觸面積等；提高Cs值：提高氣相中的氧分壓，如采用純氧曝氣、深井曝氣等。氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa值的確定水中無(wú)氧狀態(tài)下的測(cè)定法用清水進(jìn)

定；首先用脫氧劑——亞硫酸鈉（或氮?dú)猓┻M(jìn)行脫氧；在溶解氧為零的狀態(tài)下，進(jìn)行曝氣充氧，每隔一段時(shí)間測(cè)定溶解氧值，直到飽和時(shí)為止。對(duì)曝氣池內(nèi)混合液KLa值的測(cè)定在混合液中存在著活性污泥微生物，在曝氣充氧過(guò)程中始終伴隨著活性污泥微生物的耗氧，設(shè)活性污泥微生物的耗氧速率為R，則混合液內(nèi)氧的變化率是氧的轉(zhuǎn)移率與氧的消耗率之差，即：'LasLa

sLad

tC

'd

td

C

KC

C

Rd

C

K

R

K

C4.6.2

氧轉(zhuǎn)移的影響因素污水水質(zhì)某些表面活性物質(zhì)將

在氣液界面上，形成一層分子膜，阻礙氧分子的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa值將下降，為此引入一個(gè)小于1的修正系數(shù)α；污水中含有鹽類，氧在水中的飽和度也受水質(zhì)的影響，引入另一小于1的系數(shù)β予以修正。LaLassK

'

K

sC

'

C污水中的K

'

La

清水中的KLa污水的C

'清水的Cs水溫對(duì)KLa值的影響：水溫上升，水的粘滯性降低，擴(kuò)散系數(shù)提高，液膜厚度隨之降低，KLa值增高，反之，

KLa值降低：T

20KLa(T)

KLa(20)

1.024對(duì)溶解氧飽和度Cs的影響：Cs值隨溫度上升而降低；總的來(lái)說(shuō)，水溫降低有利于氧的轉(zhuǎn)移。氧分壓sb5P0鼓風(fēng)曝氣池中的Cs值是擴(kuò)散裝置出口處和混合液表面兩處飽和溶解氧濃度的平均值：氣壓降低，Cs值也隨之降低，反之亦然：

PC

C

s

Pb

Ot

2.026

10 42

氣泡離開(kāi)池面時(shí)，氧的百分比：tA279+211-E

O

氧的轉(zhuǎn)移速度取決于下列各項(xiàng)因素：氣相中氧分壓梯度；液相中氧的濃度梯度；氣液之間的接觸面積和接觸時(shí)間；水溫；污水的性質(zhì)；水流的紊流程度等。4.6.3氧轉(zhuǎn)移速率與供氣量的計(jì)算穩(wěn)定條件下，氧的轉(zhuǎn)移速率等于活性污泥微生物的需氧速率：轉(zhuǎn)移到曝氣池混合液的總氧量：La(20)0dtR0RdC

K

1.024T

20

C

C

Rs(T)

rR

RCs(20)T

20

Cs(T)

C

1.024

1.33

~

1.61氧轉(zhuǎn)移效率：AsAos(m3/h)(kg/h)ESR00.3E機(jī)械曝氣：Q

R0

100%S

Gs

0.21

1.43

0.3Gs鼓風(fēng)曝氣：G

100%

0.379v0.28

D1.88

K例題4-2某城鎮(zhèn)污水量Q=10000 m3/d，原污水經(jīng)初次沉淀池處理后BOD5=150 mg/L，處理水BOD5=15 mg/L，去除率90%，求鼓風(fēng)曝氣時(shí)的供氣量和采用機(jī)械曝氣時(shí)所需的充氧量。有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)為：混合液活性污泥濃度（揮發(fā)性）Xv=2000

mg/L；曝氣池出口處溶解氧濃度C=2

mg/L；計(jì)算水溫25℃；a’=0.5，b’=0.1；α=0.85，β=0.95，ρ=1；EA=10%；曝氣池有效容積V=3000 m3，空氣擴(kuò)散裝置安設(shè)在水下4.5

m處。4.7

曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置空氣擴(kuò)散裝置在曝氣池內(nèi)的主要作用充氧，將空氣中的氧轉(zhuǎn)移到混合液中的活性污泥絮凝體上，供應(yīng)微生物呼吸；攪拌、混合，使曝氣池內(nèi)的混合液處在劇烈的混合狀態(tài)，使活性污泥、溶解氧、污水中的有機(jī)污染物充分接觸，防止活性污泥在曝氣池內(nèi)沉淀。表示空氣擴(kuò)散裝置技術(shù)性能的主要指標(biāo)：動(dòng)力效率（Ep），每消耗1

kWh電能轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量，以kgO2/kWh計(jì)；氧的利用效率（EA），通過(guò)鼓風(fēng)曝氣轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量，占總供氧量的百分比（%）；氧的轉(zhuǎn)移效率（EL），也稱為充氧能力，通過(guò)機(jī)械曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量，以kgO2/h計(jì)。4.8

活性污反應(yīng)器——曝氣池4.8.1

曝氣池的分類混合液流動(dòng)形態(tài)平面形狀曝氣方法曝氣池與二次沉淀池之間的關(guān)系推流式、完長(zhǎng)方廊道形、鼓風(fēng)曝氣池、合建式、分全混合式、循環(huán)混合式；圓形、方形、環(huán)狀跑道形；機(jī)械曝氣池、機(jī)械—鼓風(fēng)曝氣池；建式。4.8.2

推流式曝氣池長(zhǎng)方廊道形；污水（混合液）從池的一端流入，在后繼水流的推動(dòng)下，沿池長(zhǎng)度流動(dòng)，并從池的另一端流出池外。曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置鼓風(fēng)曝氣將空氣擴(kuò)散裝置安裝在曝氣池廊道底部的一側(cè)，曝氣池廊道的寬深比多介于1.0~1.5之間；如果曝氣池的寬度較大，則考慮將空氣擴(kuò)散裝置安設(shè)在廊道的兩側(cè)，也可以按一定的形式，如相互垂直的正交形式或呈梅花形交錯(cuò)式均衡地布置在整個(gè)曝氣池底。表面機(jī)械曝氣沿池長(zhǎng)在池中線每隔一定距離設(shè)置一臺(tái)曝氣裝置，其間距取決于每臺(tái)曝氣裝置的服務(wù)面積；混合液在曝氣池內(nèi)的流態(tài)，就每臺(tái)曝氣裝置的服務(wù)面積來(lái)講是完全混合，但就整體廊道而言又屬于推流；相鄰兩臺(tái)曝氣裝置的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)相反，否則兩臺(tái)裝置之間的水流相互，可能形成短流。沿曝氣池廊道長(zhǎng)度，按每臺(tái)表曝器的服務(wù)面積設(shè)隔墻，將曝氣池分為若干曝氣室，每個(gè)曝氣室內(nèi)的混合液都保持著獨(dú)立的完全混合流態(tài)，而與相鄰曝氣室的水流互無(wú)干擾，則曝氣裝置都可以保持同一轉(zhuǎn)向。曝氣池的數(shù)目及廊道的排列與組合曝氣池的數(shù)目隨污水處理廠的規(guī)模而定，一般在結(jié)構(gòu)上分成若干單元，每個(gè)單元包括一座或幾座曝氣池，每座曝氣池常由1個(gè)廊道或2~5個(gè)廊道組成；在曝氣池的進(jìn)水與出水兩側(cè)增設(shè)污水配水，則可以采用多的設(shè)置位置更為靈，并用中間種運(yùn)行方式，活多樣。曝氣池廊道的長(zhǎng)度、寬度和深度根據(jù)污水處理廠所在地址的地形條件與總體布置而定，在水流運(yùn)動(dòng)方面應(yīng)考慮不產(chǎn)生短流；長(zhǎng)度可達(dá)100

m，但以50~70

m之間為宜；長(zhǎng)度L與池寬度B：L≥(5~10)B；當(dāng)空氣擴(kuò)散裝置安設(shè)在廊道底部的一側(cè)時(shí)，池寬度B與池深度H：B=(1~2)H；曝氣池的深度考慮氧的利用效率，池深大，有利于氧的利用，但造價(jià)與動(dòng)力費(fèi)用都將有所提高；考慮土建結(jié)構(gòu)和曝氣池的功能要求、允許占用的土地面積、能夠購(gòu)置到的空壓機(jī)所具有的壓力；我國(guó)的推流式曝氣池深度多為3~5

m。在曝氣池內(nèi)設(shè)橫向隔墻分室：在曝氣池內(nèi)沿其長(zhǎng)度設(shè)若干橫向隔墻，將曝氣池分為若干個(gè)小室，混合液逐

室串聯(lián)流動(dòng)，混合液在每個(gè)小室內(nèi)呈

完全混合式流態(tài)，而曝氣池整體是推

流式流態(tài)。采取隔墻分室能夠產(chǎn)生以下效益消除混合液在曝氣池內(nèi)的縱向混合，并使混合液在曝氣池的整體內(nèi)形成真正的推流流態(tài)；消除水流死角；處理水水質(zhì)穩(wěn)定。橫向隔墻設(shè)置方式第一室隔墻的一墻緊靠池壁，另一端則與池壁之間留有一定的間距，逐室交替，混合液在室內(nèi)除完全混合外，還呈橫向流動(dòng)；第一室的隔墻上端高出水面，下端則與池底之間留

有間距，第二室則下端緊接池底，上端在水位之下，以后逐室交替，最后的小室必須是由底部出水，混

合液在小室內(nèi)，除完全混合外，還呈縱向流動(dòng)。曝氣池的頂部與底部：為了使混合液在池內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)能夠減少阻力，并避免形成死角，將廊道橫剖面的4個(gè)角（墻頂與墻腳）作成45°斜面；在曝氣池水面以上應(yīng)有0.5m的

；池頂部隔墻可建成 狀，既可作為配水 使用，也可以充作空氣干管的管溝， 上安設(shè)蓋板作為人行道；池底部考慮排空措施，按縱向留2‰左右的坡度，設(shè)直徑為80~100

mm的放空管；在距池底一定距離處設(shè)2~3根排水管，管徑80~100mm。曝氣池的進(jìn)水、進(jìn)泥與出水設(shè)備進(jìn)水口與進(jìn)泥口均設(shè)于水下，采用淹沒(méi)出流方式，以免形成短路，并設(shè)調(diào)節(jié)流量；出水一般采用溢流堰的方式，處理水流過(guò)堰頂，溢流進(jìn)入排水

。4.8.3

完全混合式曝氣池完全混合式曝氣池多采用表面機(jī)械曝氣裝置；合建式完全混合曝氣沉淀池，簡(jiǎn)稱曝氣沉淀池：曝氣反應(yīng)與沉淀固液分離在同一的處理構(gòu)筑物內(nèi)完成。曝氣沉淀池結(jié)構(gòu)：由曝氣區(qū)、導(dǎo)流區(qū)和沉淀區(qū)組成。曝氣區(qū)深度一般在4

m以內(nèi)；曝氣裝置設(shè)于池頂部

，并潛入水下某一深度；污水從池底部進(jìn)入，處理水從位于頂部四周的回流窗流出并進(jìn)入導(dǎo)流區(qū)；可通過(guò)調(diào)節(jié)回流窗的大小來(lái)調(diào)節(jié)流量。導(dǎo)流區(qū)位于曝氣區(qū)與沉淀區(qū)之間，寬度一般在0.6

m左右；內(nèi)設(shè)豎向整流板，用于從回流窗進(jìn)入的水流在慣性作用下的旋流，并

混合液中的氣泡，使水流平穩(wěn)地進(jìn)入沉淀區(qū)；導(dǎo)流區(qū)的高度在1.5

m以上。沉淀區(qū)位于導(dǎo)流區(qū)和曝氣區(qū)的外側(cè)，其功能是泥水分離，上部為澄清區(qū)，下部為污泥區(qū)；澄清區(qū)的深度不小于1.5

m，污泥區(qū)的容積不小于2

h的存泥量；處理水沿設(shè)于四周的出流堰流出進(jìn)入排水槽，出流堰多采用鋸齒狀的三角堰；污泥通過(guò)回流縫回流到曝氣區(qū)，回流縫一般寬0.15~0.20m；污泥區(qū)的設(shè)排泥管，排出剩余污泥。優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊、流程短、占地少、無(wú)需回流設(shè)備、易于管理；缺點(diǎn)構(gòu)造上具有一定的局限性，泥水分離、污泥濃縮以及污泥問(wèn)流等環(huán)節(jié)還存在一些尚待解決的問(wèn)題。分建式完全混合曝氣池：4.9

活性污泥處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)4.9.1

概述設(shè)計(jì)內(nèi)容選定工藝流程；曝氣池容積的計(jì)算及曝氣池的工藝設(shè)計(jì)；需氧量、供氣量以及曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)；回流污泥量、剩余污泥量與污泥回流系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)；二次沉淀池池型的選定與工藝計(jì)算、設(shè)計(jì)。原始資料與數(shù)據(jù)污水的日平均流量（m3/d）、最大時(shí)流量（m3/h）、最小時(shí)流量（m3/h），當(dāng)曝氣池的設(shè)計(jì)HRT在6h以上時(shí)，以平均日流量作為曝氣池的設(shè)計(jì)流量，當(dāng)HRT較短時(shí)，如2

h左右，以最大時(shí)流量作為曝氣池的設(shè)計(jì)流量；污水和經(jīng)一級(jí)處理工藝處理后的主要各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)；處理水的出路及各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到的數(shù)據(jù)；污泥的處理與處置的要求；污水中所含有的

有害物質(zhì)濃度，微生物對(duì)其有無(wú)馴化的可能；水溫在一年內(nèi)的變化動(dòng)態(tài)及其對(duì)處理效果可能造成的影響。主要設(shè)計(jì)參數(shù)BOD—污泥負(fù)荷（Ns）、混合液污泥濃度（MLSS、MLVSS）、污泥回流比（R）；K2、SV、SVI、Y、Kd、a’、b’。BOD污泥負(fù)荷率（或COD—污泥負(fù)荷率）與處理效果以及處理水BOD值（COD值）之間的關(guān)系，確定K2值；BOD—污泥負(fù)荷率（或COD—污泥負(fù)荷率）與污泥沉降、濃縮性能的關(guān)系，確定SV與SVI值；BOD—污泥負(fù)荷率（或COD—污泥負(fù)荷率）與污泥增長(zhǎng)率的關(guān)系，確定Y及Kd值（即a及b值）；BOD—污泥負(fù)荷率（或COD—污泥負(fù)荷率）與需氧量、需氧率之間的關(guān)系，確定a’及b’值。確定處理工藝流程對(duì)工程量較大的污水處理工程一般都采取招標(biāo)方法，并組織有關(guān)

評(píng)審，選定其中技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)適宜的最佳方案實(shí)施。對(duì)那些工程量較大，投資額較高的工程，需要進(jìn)行多種工藝流程方案的比較，使所確定的工藝系統(tǒng)是優(yōu)化的；綜合分析本工藝在技術(shù)上的可行性和先進(jìn)性以及經(jīng)濟(jì)合理性；4.9.2

曝氣池容積的計(jì)算BOD—污泥負(fù)荷率計(jì)算法：曝氣池內(nèi)單位重量（干重）的活性污泥，在單位時(shí)間內(nèi)能夠接受，并將其降解到某一規(guī)定數(shù)值的BOD重量值：V

QSa

QSaXNs

NvBOD—污泥負(fù)荷率的確定：完全混合曝氣池，污泥處于增長(zhǎng)期：2

eaaa

esvX

tSXfS

QK

S

faXVX

t2

eSa

Se

K

S

Se

Sev

Sa

S

Saf

X

v

X

X

vS

S

f

N

推流式曝氣池污水流經(jīng)曝氣池全長(zhǎng)的過(guò)程中，經(jīng)歷微生物增殖期各個(gè)階段的全（或大半）過(guò)程，F(xiàn):M值沿池長(zhǎng)變化，K2值也在變化；實(shí)際應(yīng)用中可以近似地使用通過(guò)完全混合式推導(dǎo)的計(jì)算式。推流式曝氣池的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式：N

0.01295S

1.1918s

e確定BOD—污泥負(fù)荷率，還必須考慮污泥的凝聚、沉淀性能；根據(jù)處理水BOD值確定的Ns值，應(yīng)進(jìn)一步復(fù)核其相應(yīng)的污泥指數(shù)SVI值是否在正常運(yùn)行的允許范圍內(nèi)；對(duì)城市污水可按圖4-7復(fù)核，工業(yè)廢水可按圖4-85進(jìn)行復(fù)核，必要時(shí)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。當(dāng)對(duì)處理水要求達(dá)到硝化階段時(shí)，還必須結(jié)合污泥齡（生物固體平均停留時(shí)間）考慮BOD—污泥負(fù)荷率；在20℃的條件下硝化菌的世代時(shí)間是3d左右，與BOD污泥負(fù)荷率相應(yīng)的污泥齡必須大于3

d。城市污水，BOD—污泥負(fù)荷率可取0.3~0.5kgBOD5/(kgMLSS·d)，BOD5去除率可達(dá)90%以上，污泥的吸附性能和沉淀性能都較好，SVI值在80~150之間；對(duì)剩余污泥不便處理與處置的污水處理廠，應(yīng)采用較低的

BOD—污泥負(fù)荷率，一般不宜高于0.2kgBOD5/(kgMLSS·d)，這樣能夠使污泥自身氧化過(guò)程加強(qiáng)，減少污泥產(chǎn)量；寒冷地區(qū)修建的活性污泥法系統(tǒng)，曝氣池也應(yīng)當(dāng)采用較低的

BOD—污泥負(fù)荷率，這樣能夠在一定程度上補(bǔ)償由于水溫低對(duì)生物降解反應(yīng)帶來(lái)的不利影響?；旌弦何勰酀舛鹊拇_定供氧的經(jīng)濟(jì)與可能；活性污泥的凝聚沉淀性能；沉淀池與回流設(shè)備的造價(jià)。r106Xr

SVI

rRQXr

Q

RQ

XX

R

X1

RR

106

rX

1

R

SVI曝氣池容積也可按污泥齡計(jì)算：θc：設(shè)計(jì)污泥齡（d），高負(fù)荷時(shí)取值0.2~2.5，中負(fù)荷時(shí)為5~15；低負(fù)荷時(shí)取值20~30；Y：污泥產(chǎn)率系數(shù)，在20℃時(shí)，有機(jī)污染物以

BOD計(jì)，Y=0.4~0.8，如處理系統(tǒng)無(wú)初次沉淀池，

Y值須通過(guò)試驗(yàn)確定。ccV

QX

v

1

KdKd

：衰減系數(shù)（

d-1

），20℃時(shí)的常數(shù)值為0.04~0.075；Kd值應(yīng)按當(dāng)?shù)囟竞拖募镜奈鬯疁囟燃右孕拚篕dT：T℃時(shí)的Kd值；Kd20：20℃時(shí)的Kd值；θT：溫度系數(shù)，取值1.02~1.06。

T

20KdT

Kd20

T

4.9.3曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置的計(jì)算與設(shè)計(jì)需氧量與供氣量的計(jì)算：'2rsO2b'QSN

O

a

sA0R00.3EG

100%

(m3/h)R

RCs(20)T

20

Cs(T)

C

1.024鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)包括：空壓機(jī)、空氣輸送管道（干管、支管及分支管）和空氣擴(kuò)散裝置（曝氣裝

置）；鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：空氣擴(kuò)散裝置的選定，并對(duì)其進(jìn)行布置；空氣管道布置與計(jì)算；空壓機(jī)型號(hào)與臺(tái)數(shù)的確定與空壓機(jī)房的設(shè)計(jì)?？諝鈹U(kuò)散裝置的選定與布置：空氣擴(kuò)散裝置應(yīng)具有較高的氧利用率（EA）和動(dòng)力效率（Ep），具有較好的節(jié)能效果；不易堵塞，出現(xiàn)故障易排除，便于 管理；構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于安裝，工程造價(jià)及裝置本身成本都較低；污水水質(zhì)、地區(qū)條件以及曝氣池池型、水深；根據(jù)計(jì)算出的總供氣量和每個(gè)空氣擴(kuò)散裝置的通氣量、服務(wù)面積、曝氣池池底面積等計(jì)算、確定空氣擴(kuò)散裝置的數(shù)目，并對(duì)其進(jìn)行布置?？諝夤艿老到y(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)活性污泥系統(tǒng)的空氣管道系統(tǒng)是從空壓機(jī)的出口到空氣擴(kuò)散裝置的空氣輸送管道，一般使用焊接 ；小型污水處理站的空氣管道系

般為枝狀，而大、中型污水處理廠則宜于聯(lián)成環(huán)狀，以策安全供氣；空氣管道一般敷設(shè)在地面上，接入曝氣池的管道，應(yīng)高出池水面0.5

m以免產(chǎn)生回水現(xiàn)象；空氣管道的流速：干、支管為10~15

m/s，通向空氣擴(kuò)散裝置的豎管、小支管為4~5

m/s。0空氣管道的計(jì)算：空氣管道和空氣擴(kuò)散裝置的總壓力損失控制在14.7kPa以內(nèi)，其中空氣管道損失應(yīng)小于4.9kPa，空氣擴(kuò)散裝置的阻力損失為4.9~9.8

kPa。h

h1

h2l

55.5KD1.2氣溫按30℃考慮；氣壓：P

1.5

鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)壓縮空氣的絕對(duì)壓力：P

h1

h2

h3

h4

h5h5空壓機(jī)所需壓力：H

h1

h2

h3

h4空壓機(jī)的選定與鼓風(fēng)機(jī)房的設(shè)計(jì)根據(jù)每臺(tái)空壓機(jī)的設(shè)計(jì)風(fēng)量和風(fēng)壓選擇空壓機(jī)；各式羅茨空壓機(jī)、離心式空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)均可用于活性污泥系統(tǒng)：定容式羅茨空壓機(jī)噪聲大，應(yīng)采取消聲措施，一般用于中、小型污水處理廠；離心式空壓機(jī)噪聲較小，效率較高，適用于大、中型污水處理廠；變速率離心空壓機(jī)，節(jié)省能源，根據(jù)混合液溶解氧濃度，自動(dòng)調(diào)整空壓機(jī)開(kāi)啟臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速；軸流式通風(fēng)機(jī)（風(fēng)壓在1.2

m以下），一般用于淺層曝氣曝氣池。在同一供氣系統(tǒng)中，應(yīng)盡量選用同一型號(hào)的空壓機(jī)：工作空壓機(jī)≤3臺(tái)時(shí)，備用1臺(tái)，工作空壓機(jī)≥4臺(tái)，備用2臺(tái)；空壓機(jī)房應(yīng)設(shè)雙電源，供電設(shè)備的容量，應(yīng)按全部機(jī)組同時(shí)啟動(dòng)時(shí)的負(fù)荷設(shè)計(jì)；每臺(tái)空壓機(jī)應(yīng)單獨(dú)設(shè)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)間距應(yīng)在1.5

m以上；空壓機(jī)房一般包括機(jī)器間、配電室、進(jìn)風(fēng)室（設(shè)空氣凈化設(shè)備）、值班室，值班室與機(jī)器間之間應(yīng)有隔音設(shè)備和觀察窗，還應(yīng)設(shè)自控設(shè)備；空壓機(jī)房?jī)?nèi)、外應(yīng)采取防止噪聲的措施，使其符合《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《城市環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》。機(jī)械曝氣裝置的設(shè)計(jì)選擇葉輪的型式葉輪的充氧能力；動(dòng)力效率；加工條件等。確定葉輪的直徑曝氣池的需氧量，使所選擇的葉輪的充氧量能夠滿足混合液需氧量的要求；葉輪直徑與曝氣池直徑的比例關(guān)系：平板葉輪或傘型葉輪直徑與曝氣池直徑之比在1/5~1/3左右、泵型葉輪1/7~1/4；葉輪直徑與水深之比可采用

1/4~2/5，池深過(guò)大，將影響充氧和泥水混合。4.9.4污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與剩余污泥的處置污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：回流污泥量的計(jì)算、污泥提升設(shè)備的選擇和設(shè)計(jì)?；亓魑勰嗔浚何勰嗷亓鞅龋喊醋畲蠡亓鞅仍O(shè)計(jì)，并使其能在較小回流比下工作。XQR

RQR

Xr

X污泥提升設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)軸流泵：運(yùn)行效率較高，可用于較大規(guī)模的污水處理工程不破壞活性污泥的絮凝體，使污泥能夠保持其固有的特性，運(yùn)行穩(wěn)定可靠；二次沉淀池流出的回流污泥集中到污泥井，再用污泥泵抽送曝氣池，大、中型污水廠則設(shè)回流污泥泵站；泵的臺(tái)數(shù)視條件而定，一般采用2~3臺(tái)，還應(yīng)考慮適當(dāng)臺(tái)數(shù)的備用泵。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理方便，有利于提高活性污泥中的溶解氧和保持活性污泥的活性；多為中、小型污水處理廠所采用；空氣提升器一般設(shè)在二次沉淀池的排泥井中或在曝氣池進(jìn)口處專設(shè)的回流井中，在每座回流井內(nèi)只設(shè)一臺(tái)空氣提升器，而且只接受一座二次沉淀池污泥斗的來(lái)泥；污泥回流量通過(guò)進(jìn)氣閥門(mén)控制。空氣提升器：利用升液管內(nèi)外液體的密度差而使污泥提升1(min)u10KuQsh1h

0.5h2

h1n

1

h1

h2Q

h

10

231g

1

空氣壓力應(yīng)大于淹沒(méi)深度h13

kPa以上；升液筒的最小直徑為75mm

，而空氣管的最小管徑為25

mm。螺旋泵效率高且穩(wěn)定，進(jìn)泥量變化時(shí)仍能保持較高的效率；能夠直接安裝在曝氣池與二次沉淀池之間，不必另設(shè)污泥井及其他附屬設(shè)備；不因污泥而堵塞， 方便，節(jié)省能源；轉(zhuǎn)速較慢，不會(huì)打碎活性污泥絮凝體顆粒；螺旋泵提升回流污泥，常使用無(wú)級(jí)變速或有級(jí)變速的傳動(dòng)裝置，可以改變提升流量，也可以應(yīng)用電腦來(lái)控制回流污泥量。螺旋泵的最佳轉(zhuǎn)速：泵體外緣與導(dǎo)槽內(nèi)壁之間的間隙：503

D2vj

螺旋泵的工作轉(zhuǎn)速：0.6vj

vg

1.1vj

0.1420

D

1剩余污泥及其處置srfX剩余污泥量：X

YSrQ

KdVX

v從系統(tǒng)中排除的剩余污泥：Q

X剩余污泥傳統(tǒng)的處置大、中型的污水處理廠引入濃縮池進(jìn)行濃縮，使其含水率由99%降至96%~97%左右，然后與由初次沉淀池排出的污泥共同進(jìn)行厭氧消化處理；剩余污泥經(jīng)濃縮后（或不經(jīng)濃縮），與由初次沉淀池排出的污泥相混合，然后向混合污泥中投加一定量的混凝劑，使其產(chǎn)生絮凝作用，此后用離心機(jī)、板框?yàn)V機(jī)一類的脫水機(jī)械進(jìn)行脫水，混合污泥的含水率能夠降至70%~80%，便于和利用的。小型污水處理廠剩余污泥回流到初次沉淀池，使其產(chǎn)生某種程度的生物絮凝作用，提高初次沉淀池的去除效果；缺點(diǎn)：增加了初次沉淀池的負(fù)荷，并且活性污泥與生污泥相混合，使生污泥中的有機(jī)成分得到部分分解，并進(jìn)入污水中，提高了進(jìn)入曝氣池污水的BOD值，增加了曝氣池的負(fù)荷；剩余污泥也可以考慮回流水解酸化池，以提高那里的水解酸化作用。4.9.5

二次沉淀池二次沉淀池的作用泥水分離，使混合液澄清、濃縮和回流活性污泥；大、中型污水處理廠多采用機(jī)械吸泥的圓形輻流式沉淀池；中型污水處理廠采用多斗式平流沉淀池；小型污水處理廠較普遍采用豎流式沉淀池。二次沉淀池的特點(diǎn)進(jìn)行泥水分離、污泥濃縮，由于水量、水質(zhì)的變化，還要暫時(shí) 污泥；所需的池面積大于只進(jìn)行泥水分離所需要的池面積；進(jìn)入二次沉淀池的活性污泥混合液MLSS高（2000~4000mg/L），具有絮凝性能，屬于成層沉淀，沉淀時(shí)泥水之間有清晰的界面，絮凝體結(jié)成整體共同下沉，初期泥水界面的沉速固定不變，僅與初始濃度有關(guān)；活性污泥質(zhì)輕，易被出水帶走，并容易產(chǎn)生二次流和異重流現(xiàn)象，使實(shí)際的過(guò)水?dāng)嗝孢h(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)的過(guò)水?dāng)嗝妫浩搅魇蕉纬恋沓刈畲笤试S的水平流速要比初次沉淀池的小一半，出流堰常設(shè)在離池末端一定距離的范圍內(nèi)；輻流式二次沉淀池可采用周邊進(jìn)水的方式以提高沉淀效果，出流堰的長(zhǎng)度也要相對(duì)增加，單位堰長(zhǎng)的出流量不超過(guò)5~8

m3/(m·h)；進(jìn)入二次沉淀池的混合液是泥、水、氣三相混合體，因此在中心管中的下降流速不超過(guò)0.03m/s，以利氣、水分離，提高澄清區(qū)的分離效果；曝氣沉淀池的導(dǎo)流區(qū)，其下降流速在0.015

m/s左右；采用靜水壓力排泥的二次沉淀池，其靜水頭可降至0.9m，污泥斗底坡與水平夾角不應(yīng)小于50°，以利污泥順利滑下和排泥通暢。二沉池主要設(shè)計(jì)內(nèi)容池型選擇；沉淀池面積、有效水深、污泥區(qū)容積的計(jì)算。計(jì)算沉淀池面積時(shí)，設(shè)計(jì)流量應(yīng)為污水的最大時(shí)流量，而不包括回流污泥量；中心管（合建式的導(dǎo)流區(qū)）的設(shè)計(jì)則應(yīng)包括回流污泥量在內(nèi)，否則將會(huì)增大中心管的流速，不利于氣水分離；分建式二沉池污泥區(qū)的貯泥時(shí)間為2

h。4.9.6曝氣沉淀池各部位尺寸的確定池

體直徑D不宜超過(guò)20m，國(guó)內(nèi)較普遍采用的數(shù)值是15

m，最大為17m，直徑過(guò)大，充氧和攪拌能力都將受到影響；水深不宜超過(guò)5

m，水深過(guò)大池底易于沉泥，影響運(yùn)行效果；沉淀區(qū)水深h3一般在1~2m之間，不宜小于1

m，過(guò)小會(huì)影響上升水流的穩(wěn)定；曝氣區(qū)直壁段高度h2應(yīng)大于導(dǎo)流區(qū)的高度h1，h2?h1≥0.414B（導(dǎo)流區(qū)寬度）；曝氣區(qū)應(yīng)有0.8~1.2

m的

；池底斜壁與水平呈45°角?；亓鞔盎亓鞔翱椎牧魉賾?yīng)為

100~200mm/s，以此確定回流窗的尺寸；回流窗的總長(zhǎng)度為曝氣區(qū)周長(zhǎng)的30%左右；調(diào)節(jié)高度為50~150mm。導(dǎo)流區(qū)出口處流速v3應(yīng)小于導(dǎo)流區(qū)的下降流速v2（15

mm/s左右），并按此確定導(dǎo)流區(qū)寬度。污泥回流縫流速為20~40mm/s，以此確定回流縫的寬度b，通常為150~300

mm；回流縫處設(shè)順流圈，其長(zhǎng)度L為0.4~0.6m，順流圈直徑D4應(yīng)大于池底直徑D3，以利污泥下滑、回流；回流縫的各項(xiàng)尺寸的控制目的是防止氣泡和混合液從回流縫進(jìn)入沉淀區(qū)，并使沉淀污泥通暢回流；曝氣區(qū)、導(dǎo)流區(qū)的結(jié)構(gòu)容積系數(shù)為3%~5%。4.9.7

處理水的水質(zhì)活性污泥處理系統(tǒng)處理水中的BOD值是由殘存的溶解性BOD和非溶解性BOD兩者組成的，而后者主要以生物污泥的殘屑為主體；活性污泥系統(tǒng)的凈化功能，是去除溶解性BOD。出水中的非溶解性BOD：BOD5

5

1.42bXaCe

7.1bXaCeXa：在出水的懸浮固體中，有活性的微生物所占的比例；Xa的取值：高負(fù)荷活性污泥處理系統(tǒng)為0.8、延時(shí)曝氣系統(tǒng)為0.1、其他活性污泥處理系統(tǒng)在一般負(fù)荷條件下取0.4。出水中的總BOD5：BOD5

Se

7.1bXaCeSe

值是從濾后水水樣測(cè)出的，則處理水的總BOD值應(yīng)按式(4-117)計(jì)算得出；Se值是從靜沉的水樣測(cè)出所得，則式(4-116)中的Ce值按靜沉下污泥中測(cè)定；Se值是從攪拌過(guò)的水樣中測(cè)出，則所得的Se值即為處理水的總BOD。4.9.8

設(shè)計(jì)舉例例題4-3：某城市日排污水量30000m3，時(shí)變化系數(shù)1.4，原污水BOD5值225mg/L，要求處理水BOD5值為25mg/L，擬采用活性污泥系統(tǒng)處理。計(jì)算、確定曝氣池主要部位尺寸；計(jì)算、設(shè)計(jì)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。例題4-4：某居民小區(qū)生活污水，擬采用曝氣沉淀池進(jìn)行處理。污水設(shè)計(jì)流量為50

m3/h

，BOD5

為300

mg/L，經(jīng)沉淀處理后可去除30%。通過(guò)試驗(yàn)確定下列各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)：Ns=0.4

kgBOD5/(kgMLSS·d)；Se≤20

mg/L；X=4000mg/L；R’=1.0

kgO2/kgBOD5；污泥回流比R=600%。經(jīng)過(guò)計(jì)算確定曝氣沉淀池的主要部位的尺寸；選定曝氣葉輪型號(hào)。習(xí)題某城市日排污水量20000

m3，時(shí)變化系數(shù)

1.5，曝氣池進(jìn)水BOD5值150mg/L，要求出水BOD5值為20mg/L，擬采用活性污泥系統(tǒng)處理。計(jì)算、確定曝氣池主要部位尺寸；計(jì)算、設(shè)計(jì)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。管4.10活性污泥處理系統(tǒng)的理4.10.1

活性污泥處理系統(tǒng)的投產(chǎn)與活性污泥的培養(yǎng)馴化驗(yàn)收工作清水試運(yùn)行；脫氧清水的曝氣設(shè)備性能測(cè)定；城市污水投產(chǎn)前需進(jìn)行活性污泥培養(yǎng)；工業(yè)廢水除培養(yǎng)活性污泥外，還需要進(jìn)行馴化；當(dāng)活性污泥的培養(yǎng)和馴化結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行以確定最佳運(yùn)行條件為目的的試運(yùn)行工作?；钚晕勰嗟呐囵B(yǎng)與馴化異步法：先培養(yǎng)后馴化；同步法：培養(yǎng)和馴化同時(shí)進(jìn)行或交替進(jìn)行；接種法：利用其他污水處理廠的剩余污泥再進(jìn)行適當(dāng)培馴；對(duì)城市污水一般都采用同步培馴法。城市污水處理廠（同步培訓(xùn)法）將污水引入曝氣池進(jìn)行充分曝氣，并開(kāi)動(dòng)污泥回流設(shè)備，使曝氣池和二次沉淀池接通循環(huán)；經(jīng)1~2

d曝氣后，曝氣池內(nèi)出現(xiàn)模糊不清的絮凝體；為補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)和排除對(duì)微生物增長(zhǎng)有害的代謝產(chǎn)物，從曝氣池通過(guò)二次沉淀池排出50%~70%的污水，同時(shí)引入新鮮污水；換水可間歇進(jìn)行，也可以連續(xù)進(jìn)行。間歇換水適用于生活污水所占

不太大的城市污水處理廠；每天換水1~2次；持續(xù)到混合液30

min沉降比（SV）達(dá)到15%~20%時(shí)為止；在一般的污水濃度和水溫在15℃以上的條件下，經(jīng)過(guò)7~10d便可大致達(dá)到上述狀態(tài)；當(dāng)進(jìn)入的污水濃度很低時(shí)，為使培養(yǎng)期不致過(guò)長(zhǎng)，可將初次沉淀池的污泥引入曝氣池或不經(jīng)初次沉淀池將污水直接引入曝氣池；工業(yè)廢水也可按上述方法培養(yǎng)，不過(guò)在開(kāi)始培養(yǎng)時(shí)，宜投入一部分糞便水作為菌種。連續(xù)換水適用于以生活污水為主的城市污水或純生活污水；以邊進(jìn)水、邊出水、邊回流的方式培養(yǎng)活性污泥。工業(yè)廢水處理站（異步培訓(xùn)法）先用糞便水或生活污水培養(yǎng)活性污泥；當(dāng)活性污泥培養(yǎng)成熟，即可在進(jìn)水中加入并逐漸增加工業(yè)廢水的

，使微生物在逐漸適應(yīng)新的生活條件下得到馴化：開(kāi)始時(shí)，工業(yè)廢水可按設(shè)計(jì)流量的

10%~20%加入；較好的處理效果后，再繼續(xù)增加其

，每次增加的百分比以設(shè)計(jì)流量的10%~20%為宜，并待微生物適應(yīng)鞏固后再繼續(xù)增加，直至滿負(fù)荷為止；在馴化過(guò)程中，能分解工業(yè)廢水的微

生物得到發(fā)展繁殖，不能適應(yīng)的微生物

則逐漸淘汰，從而

使馴化過(guò)的活性污

泥具有處理該種工業(yè)廢水的能力。工業(yè)廢水同步培訓(xùn)法為了縮短培養(yǎng)和馴化的時(shí)間，也可以在培養(yǎng)開(kāi)始就加入