活性污泥法講解

第4章污水的生物處理（一）活性污泥法ActivatedSludgeProcesses12/8/202214.1活性污泥法的基本原理一、活性污泥處理法的基本概念與流程：1、什么是活性污泥？

由細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物群體及吸附的污水中有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥?；钚晕勰喾ǎ菏且曰钚晕勰酁橹黧w的污水生物處理技術(shù)。實(shí)質(zhì)：人工強(qiáng)化下微生物的新陳代謝(包括分解和合成)。12/8/202222活性污泥法的基本流程

接種污泥（回流）泥、水充分混合；充氧剩余污泥與增長(zhǎng)的污泥保持量上的平衡12/8/20223二、活性污泥形態(tài)與活性污泥微生物顏色黃褐色外觀似礬花絮絨顆粒味道土腥味相對(duì)密度曝氣池混合液：1.002～1.003

回流污泥：1.002～1.006粒徑0.02～0.2mm20～100cm2/mL比表面積1、活性污泥的形態(tài)

99%以上含水率與曝氣池中水溫和動(dòng)力條件有關(guān)12/8/2022412/8/2022512/8/20226（1）干固體和水分含水98％~99％干固體1％~2%MLSSMLVSSNVSS2、活性污泥的組成

MLSS=Ma+Me+Mi+Mii⑴具有代謝功能活性的微生物群體Ma⑵微生物（主要是細(xì)菌）內(nèi)源代謝、自身氧化的殘留物Me⑶原污水挾入的難生物降解的惰性有機(jī)物質(zhì)Mi⑷原污水挾入的無(wú)機(jī)物質(zhì)Mii

MLVSS：混合液揮發(fā)性懸浮固體質(zhì)量濃度MLSS：混合液懸浮固體質(zhì)量濃度NVSS：不可生物降解和惰性懸浮物量。（2）活性污泥由四部分組成MLVSS:一般范圍為55％-75％NVSS:一般范圍為25％-45％12/8/20227大量的細(xì)菌真菌原生動(dòng)物后生動(dòng)物除活性微生物外，活性污泥還挾帶著來(lái)自污水的有機(jī)物、無(wú)機(jī)懸浮物、膠體物；活性污泥中棲息的微生物以好氧微生物為主，是一個(gè)以細(xì)菌為主體的群體，除細(xì)菌外,還有酵母菌、放線(xiàn)菌、霉菌以及原生動(dòng)物和后生動(dòng)物?；钚晕勰嘀屑?xì)菌含量一般在107～108個(gè)/mL；原生動(dòng)物103個(gè)/mL，原生動(dòng)物中以纖毛蟲(chóng)居多數(shù)，固著型纖毛蟲(chóng)可作為指示生物，固著型纖毛蟲(chóng)如鐘蟲(chóng)、等枝蟲(chóng)、蓋纖蟲(chóng)、獨(dú)縮蟲(chóng)、聚縮蟲(chóng)等出現(xiàn)且數(shù)量較多時(shí)，說(shuō)明培養(yǎng)成熟且活性良好。（3）活性污泥微生物的組成12/8/202283、活性污泥微生物及其在活性污泥反應(yīng)中的作用細(xì)菌：以異養(yǎng)型的原核細(xì)菌為主，世代時(shí)間為20—30min,主要細(xì)菌有：產(chǎn)堿桿菌屬、芽孢桿菌屬、黃桿菌屬、動(dòng)膠桿菌屬、假單胞菌屬、叢毛單胞菌屬、大腸埃希氏桿菌等。真菌：主要是絲狀菌，大量繁殖會(huì)引起活性污泥膨脹。原生動(dòng)物：肉足蟲(chóng)、鞭毛蟲(chóng)和纖毛蟲(chóng)三類(lèi)。主要攝食游離的細(xì)菌，起到進(jìn)一步凈化水質(zhì)的作用。種屬和數(shù)量上隨水質(zhì)和細(xì)菌量的變化而變化。后生動(dòng)物：主要指輪蟲(chóng)。在活性污泥系統(tǒng)中不經(jīng)常出現(xiàn)，僅在處理水質(zhì)很好的完全氧化型的活性污泥系統(tǒng)中出現(xiàn)。12/8/20229原生動(dòng)物在活性污泥反應(yīng)過(guò)程中數(shù)量和種類(lèi)的增長(zhǎng)與遞變的模式。輪蟲(chóng)是后生動(dòng)物，在活性污泥中不經(jīng)常出現(xiàn)，僅在處理水質(zhì)優(yōu)異的完全氧化型的污泥中出現(xiàn)，它的出現(xiàn)是水質(zhì)非常穩(wěn)定的標(biāo)志。12/8/2022104、微生物增殖與活性污泥的增長(zhǎng)：a、微生物增殖：在污水處理系統(tǒng)或曝氣池內(nèi)微生物的增殖規(guī)律與純菌種的增殖規(guī)律相同，即停滯期（適應(yīng)期），對(duì)數(shù)期，靜止期（也減速增殖期）和衰亡期（內(nèi)源呼吸期）。12/8/20221112/8/202212b、從時(shí)間上看：停滯期：污泥馴化培養(yǎng)的最初階段，即細(xì)胞內(nèi)各種酶系統(tǒng)的適應(yīng)期。此時(shí)菌體不裂殖、菌數(shù)不增加。對(duì)數(shù)期：細(xì)胞以最快速度進(jìn)行裂殖，細(xì)菌生長(zhǎng)速度最大，生物生長(zhǎng)繁殖不受底物或基質(zhì)限制。如A段；在此階段微生物增長(zhǎng)的對(duì)數(shù)值與時(shí)間呈直線(xiàn)關(guān)系。其微生物數(shù)量大，但個(gè)體小，其凈化速度快，但效果較差，只能用于前段處理（相當(dāng)于生物一級(jí)強(qiáng)化工藝）。減速增殖期：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被大量耗消，細(xì)胞增殖速度與死亡速度相當(dāng)?；罹鷶?shù)量多且超于穩(wěn)定，個(gè)體趨于成熟。如B段（相當(dāng)于二級(jí)處理）。衰亡期：營(yíng)養(yǎng)物基本耗盡，微生物只能利用菌體內(nèi)貯存物質(zhì)，大多數(shù)細(xì)胞出現(xiàn)自溶現(xiàn)象，細(xì)菌死亡多，增殖少，但細(xì)胞個(gè)體最大、凈化效果強(qiáng)（對(duì)有機(jī)物而言）。同時(shí)，自養(yǎng)菌比例上升，硝化作用加強(qiáng)。如氧化溝或硝化段（相當(dāng)于二級(jí)半或延時(shí)曝氣工藝）。可見(jiàn)不同增殖期對(duì)應(yīng)于不同微生物組合，對(duì)應(yīng)于不同生物處理工藝。C、從空間看：由前至后污染物濃度不斷降低，微生物數(shù)量由對(duì)數(shù)期逐步過(guò)渡至衰亡期，微生物組成由細(xì)菌逐步過(guò)度為輪蟲(chóng)等，水質(zhì)逐步變好——類(lèi)似于水體自?xún)暨@一污水處理的原型。12/8/202213活性污泥的核心——菌膠團(tuán)，它是成千上萬(wàn)細(xì)菌相互粘附形成的生物絮體。其在對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，個(gè)體處于旺盛生長(zhǎng)，其運(yùn)動(dòng)活性大于范德華力，菌體不能結(jié)合；但到了衰亡期，動(dòng)能低微，范德華力大，菌體相互粘附，形成生物絮體，因此靜止期與衰亡期個(gè)體是活性污泥的重要微生物。5、活性污泥絮凝體的形成：有多種學(xué)說(shuō)。

普遍認(rèn)為：活性污泥絮凝體形成的實(shí)際情況來(lái)看，活性污泥絮凝體的形成與曝氣池內(nèi)能含量有關(guān)。能含量用F/M表示。

F：代表有機(jī)物含量M：代表微生物的含量當(dāng)曝氣池內(nèi)殘留有機(jī)污染物（BOD值）較低，即F/M處于低值。12/8/202214三、活性污泥凈化反應(yīng)過(guò)程

活性污泥在曝氣過(guò)程中，對(duì)污水中有機(jī)物的降解（去除）過(guò)程可分為兩個(gè)階段：吸附階段（污水與活性污泥接觸的最初較短的時(shí)間5-10min）穩(wěn)定階段由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類(lèi)黏性物質(zhì)，導(dǎo)致污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去。一部分有機(jī)污染物被去除。經(jīng)數(shù)小時(shí)曝氣后，有機(jī)物才能被微生物催化吸收分解。1、初期吸附去除12/8/20221512/8/2022162、微生物的代謝對(duì)活性污泥法曝氣過(guò)程中污水中有機(jī)物的變化分析得到結(jié)論：廢水中的有機(jī)物殘留在廢水中的有機(jī)物從廢水中去除的有機(jī)物微生物不能利用的有機(jī)物微生物能利用的有機(jī)物微生物能利用而尚未利用的有機(jī)物微生物不能利用的有機(jī)物微生物已利用的有機(jī)物（氧化和合成）（吸附量）增殖的微生物體氧化產(chǎn)物12/8/202217PHB測(cè)定方法12/8/2022184.2活性污泥凈化反應(yīng)影響因素與主要設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)一、活性污泥凈化反應(yīng)的影響因素：

1、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)平衡：BOD5：N：P=100：5：1

（細(xì)菌生殖需要營(yíng)養(yǎng)：生活污水具備上述營(yíng)養(yǎng)條件，工業(yè)廢水需投加生活污水或N、

P化物。碳、磷、氮、鈉、鉀、鐵等微生物生長(zhǎng)代謝的影響）2、DO含量：曝氣池出口處一般保持在2mg/l左右。（好氧微生物的存在，但濃度不能太高或太低，太高導(dǎo)致污染物分解過(guò)快，微生物缺乏營(yíng)養(yǎng)，過(guò)低，好氧微生物難以發(fā)揮作用）

3、PH值：最佳PH范圍為6.5---8.5

（好氧微生物：6-9；厭氧微生物6.5-8.0，高濃度氫離子導(dǎo)致菌體表面蛋白質(zhì)和核酸水解變性）

4、水溫：適宜溫度范圍為：15℃--35℃

（低溫消化：5-15℃

，3-4個(gè)月消化完成；中溫消化：30-35℃，20-30d完成消化；高溫消化：50-55℃，10d完成消化。）5、有毒物質(zhì)：如重金屬離子、酚、氰化物等。（能抑制生物處理，含量控制見(jiàn)下表5.5）好氧、固定氮實(shí)驗(yàn)講解12/8/20221912/8/202220二、活性污泥處理系統(tǒng)的控制指標(biāo)與設(shè)計(jì)、運(yùn)行操作參數(shù)1、表示及控制混合液中活性污泥微生物量的指標(biāo)混合液懸浮固體濃度MLSS：又稱(chēng)污泥濃度，表示在曝氣池單位容積混合液內(nèi)所含有的活性污泥固體物的總重量?；旌弦簱]發(fā)性懸浮固體濃度MLVSS：表示混合液活性污泥中有機(jī)性固體物質(zhì)部分的濃度。

f=MLVSS/MLSS一般情況下，f取0.7---0.8（1）混合液懸浮固體濃度（mixedliquorsuspendedsolids)MLSS=Ma+Me+Mi+Mii（2）混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（mixedliquorvolatilesuspendedsolids）

MLVSS=Ma+Me+Mi12/8/2022212、活性污泥的沉降性能及其評(píng)定指標(biāo)正常的活性污泥在30min內(nèi)即可完成絮凝沉淀、成層沉淀，并進(jìn)入壓縮。壓縮（濃縮）的進(jìn)程需要時(shí)間長(zhǎng)。污泥沉降比（SV）：又稱(chēng)30min沉降率，指混合液在1000ml量筒內(nèi)靜置30min后所形成的沉淀污泥的容積占原混合液容積的百分率。城市污水SV取15%--30%污泥容積指數(shù)SVI：簡(jiǎn)稱(chēng)污泥指數(shù)。表示曝氣池出口處的混合液在1000ml量筒內(nèi)經(jīng)過(guò)30min靜沉后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容積。城市污水，SVI介于70---100之間。

SVI值能夠反應(yīng)活性污泥的凝聚、沉降性能。SVI值過(guò)低，無(wú)機(jī)質(zhì)含量高，缺乏活性；過(guò)高，說(shuō)明污泥的沉降性能不好，并且已產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象的可能。

1L混合液沉淀30min的活性污泥體積（mL）SV(mL/L)SVI=1升混合液中懸浮固體干重（g）MLSS(g/L)=12/8/202222BOD-污泥負(fù)荷率SVI、MLSS及污泥回流比的關(guān)系

SVI與BOD-污泥負(fù)荷之間的關(guān)系BOD-負(fù)荷介于0.5-1.5kg/(kgMLSS·d）之間時(shí)，SVI值突出最高，污泥沉降效果不好，因此避免采用這一區(qū)段的BOD-污泥負(fù)荷在MLSS一定條件下，SVI值越高，所采用的污泥回流比也越大。當(dāng)SVI值達(dá)400mL/g以上時(shí)，從污泥回流比的要求來(lái)看，活性污泥處理系統(tǒng)在實(shí)際上是難以成立的。12/8/20222312/8/2022243、污泥齡(生物固體平均停留時(shí)間)污泥齡定義：曝氣池內(nèi)活性污泥總量VX與每日排放的污泥量△X之比。用θc表示。一般情況下，Xe值很小，可忽略。VX-曝氣池內(nèi)活性污泥總量Xr-剩余污泥濃度Qw-作為剩余污泥排放的污泥量Q-污水流量Xe-排放處理水中的懸浮固體濃度SVI-污泥容積指數(shù)θc是活性污混處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行的重要參數(shù)，在理論上也具重要意義。因?yàn)椴煌帻g代表不同微生物的組成，泥齡越長(zhǎng)，微生物世代長(zhǎng)，則微生物增殖慢，但其個(gè)體大；反之，增長(zhǎng)速度快，個(gè)體小，出水水質(zhì)相對(duì)差。θc長(zhǎng)短與工藝組合密切相關(guān)，不同的工藝微生物的組合、比例、個(gè)體特征有所不同。污水處理就是通過(guò)控制泥齡或排泥，優(yōu)選或馴化微生物的組合，實(shí)現(xiàn)污染物的降解和轉(zhuǎn)化。rwcXQXV=q12/8/202225世代時(shí)間長(zhǎng)于污泥齡的微生物在曝氣池內(nèi)不可能繁衍成優(yōu)勢(shì)菌種屬，如硝化菌在20°C，其世代時(shí)間為3d，當(dāng)θc<3d時(shí)，硝化菌就不可能在曝氣池內(nèi)大量增值，不能成為優(yōu)勢(shì)種屬，就不可能在曝氣池內(nèi)產(chǎn)生硝化反應(yīng)。12/8/2022264、BOD—污泥負(fù)荷與BOD容積負(fù)荷BOD—污泥負(fù)荷

定義：曝氣池內(nèi)單位重量活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)能夠接受并將其降解到預(yù)定程度的有機(jī)物量BOD。在具體工程應(yīng)用上，BOD—污泥負(fù)荷以F/M表示。又稱(chēng)BOD—SS負(fù)荷率。

F/M=Ns=QSa/XV(kgBOD/kgMLSS.dQ-污水流量，m3/d;Sa-原污水中有機(jī)污染物（BOD）的濃度，mg/LV-曝氣池容積，m3X-混合液懸浮固體（MLSS）濃度，mg/LBOD容積負(fù)荷定義：?jiǎn)挝黄貧獬厝莘e在單位時(shí)間內(nèi)，能夠接受并將其降解到預(yù)定程度的有機(jī)物量。

Nv=Q.Sa/V(kgBOD/M3曝氣池.d選定適宜的BOD—污泥負(fù)荷的意義

Ns:0.2—0.5kg/kgMLSS.d為一般負(fù)荷區(qū)

<0.1kg/kgMLSS.d為低負(fù)荷區(qū)

1.5-2.5kg/kgMLSS.d為高負(fù)荷區(qū)

0.5-1.5kg/kgMLSS.d為污泥膨脹區(qū)，一般不取。12/8/202227BOD-污泥負(fù)荷，是影響有機(jī)污染物降解、活性污泥增長(zhǎng)的重要因素。采用高額的BOD-污泥負(fù)荷，將加快有機(jī)污染物的降解速度與活性污泥的增長(zhǎng)速度，降低曝氣池的容積，在經(jīng)濟(jì)上比較適宜，但處理水質(zhì)未必能夠達(dá)到預(yù)定的要求。采用低值的BOD-污泥負(fù)荷，有機(jī)污染物的降解速度和活性污泥的增長(zhǎng)速度，都將降低，曝氣池容積有所提高，但處理水的水質(zhì)可能提高，并達(dá)到要求。12/8/2022285、有機(jī)污染物降解與活性污泥增長(zhǎng)

微生物的增殖是通過(guò)微生物合成與內(nèi)源代謝共同完成的。1）實(shí)際測(cè)試微生物凈增殖量Sr—污水中被微生物降解、去除的有機(jī)污染物量，kgBOD/d。X—混合液活性污泥量，kg。a—污泥產(chǎn)率（降解單位有機(jī)污染物的污染量）。b—微生物內(nèi)源代謝的自力氧化率。對(duì)于不同污水、廢水，因有機(jī)污染物組成不同，其a、b值不同（表4-5、4-6）。12/8/20222912/8/2022302）理論推導(dǎo)由于細(xì)胞合成與內(nèi)源代謝同步進(jìn)行，單位曝氣池內(nèi)活性污泥凈增殖速度為(dx/dt)s—活性污泥微生物合成速度；(dx/dt)e—內(nèi)源代謝速度。Y—產(chǎn)率系數(shù)，每代謝1kgBOD合成的MLVSS量。Kd

—微生物自身氧化率d-1，亦稱(chēng)衰減系數(shù)；(dS/dt)u

—微生物對(duì)有機(jī)物的降解速度。Xv—MLVSS含量?；钚晕勰辔⑸镌鲋车幕痉匠淌綖?2/8/202231活性污泥微生物每天在曝氣池內(nèi)凈增殖量為各項(xiàng)以XVV除之，則有而B(niǎo)OD--污泥去除負(fù)荷Nrs所以得到可見(jiàn)，污泥齡θc與BOD--污泥去除負(fù)荷Nrs

成反比關(guān)系。Sr活性污泥微生物代謝活動(dòng)被降解的有機(jī)污染物量，以BOD計(jì)算。Y、Kd的取值：經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，城市污水：Y取0.4-0.6；Kd取0.05-0.112/8/2022326、有機(jī)污染物降解與需氧

氧消耗去路：活性污泥微生物對(duì)有機(jī)污染物的氧化分解和本身內(nèi)源代謝的耗氧。O2-混合液需氧量，kgO2/d;a′-活性污泥微生物對(duì)有機(jī)污染物氧化分解過(guò)程的需要率，即活性污泥微生物每代謝1kgBOD所需要的氧量，以kg計(jì)；Q-污水流量Sr-經(jīng)活性污泥微生物代謝活動(dòng)被降解的有機(jī)污染物量，以BOD計(jì)算。b′-活性污泥微生物通過(guò)內(nèi)源代謝的自身氧化過(guò)程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以kg計(jì)；V-曝氣池容積分；Xv-單位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮固體（ＭＬＶＳＳ）量，ｋｇ／ｍ３12/8/202233系數(shù)a’和b’是活性污泥處理系統(tǒng)重要的設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)?？赏ㄟ^(guò)試驗(yàn)由圖解法確定。對(duì)于生活污水，a’取0.42-0.53；b’取0.188-0.1112/8/2022344.3活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容1、有機(jī)底物的降解速度與有機(jī)底物濃度、活性污泥微生物量等因素之間的關(guān)系。2、活性污泥微生物的增值速度（亦即活性污泥的增長(zhǎng)速度、為生物量等因素之間的關(guān)系。一、概述明確各項(xiàng)因素，如有機(jī)底物濃度、活性污泥微生物量、溶解氧濃度等對(duì)反應(yīng)速度的影響，使人們能夠創(chuàng)造更適宜于活性污泥反應(yīng)的環(huán)境條件，使反應(yīng)能夠在比較理想的速度下進(jìn)行，使活性污泥處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行更合理化和科學(xué)化。12/8/202235二、莫諾Monod方程式：米凱利斯－門(mén)坦，酶促反應(yīng)速度與底物濃度之間關(guān)系圖單一底物的培養(yǎng)基上純種微生物增值速率與底物濃度之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)結(jié)果12/8/2022362)有機(jī)底物比降解速度:

V—有機(jī)底物比降解速度,t-1。Vmax—有機(jī)底物最大比降解速度,t-1。S0-原污水中有機(jī)底物的原始濃度S-經(jīng)t時(shí)反應(yīng)后混合液中殘存的有機(jī)底物濃度X-混合液中活性污泥總量ds/dt—有機(jī)底物降解速度1、基本方程式：1）微生物的比增殖速度μ—微生物的比增殖速度，即單位生物量的增殖速度，t-1Ks—飽和常數(shù)，當(dāng)μ=1/2μmax時(shí)的底物濃度，又稱(chēng)為半速度常數(shù)。μmax—μ的最大值，底物濃度很大，不再影響微生物的增長(zhǎng)速度時(shí)的μ值；12/8/2022372、Monod方程式的推論：1）在高底物濃度條件下，S》Ks，Ks忽略結(jié)論：在高底物濃度條件下，有機(jī)底物以最大的速度進(jìn)行降解，而與有機(jī)底物濃度無(wú)關(guān)，呈零級(jí)反應(yīng)；而有機(jī)底物的降解速度與污泥濃度有關(guān)，并呈一級(jí)反應(yīng)。12/8/2022382）在低底物濃度的條件下，S《Ks結(jié)論：有機(jī)底物的降解速度與有機(jī)底物的濃度成正比，Ⅰ級(jí)反應(yīng)。城市污水屬低底物濃度的污水，COD值一般在400mg/L以下，BOD5

值則在300mg/L以下，經(jīng)證明可用下式表示在活性污泥反應(yīng)系統(tǒng)中，經(jīng)t時(shí)反應(yīng)后，混合液中殘存的有機(jī)底物值S與原污水中有機(jī)底物量S0之間的關(guān)系。K2—速度常數(shù)，約為(2.62~5.49)×10-4h-1?mg-1?L積分而來(lái)12/8/2022393、Monod方程式對(duì)完全混合曝氣池的應(yīng)用完全混合活性污泥系統(tǒng)的物料平衡圖在穩(wěn)定條件下，對(duì)系統(tǒng)中的有機(jī)底物進(jìn)行物料平衡，下式成立R-回流比RQ-回流污泥量V-曝氣池容積Q-污水流量X-混合液中活性污泥總量12/8/202240整理后得Ｑ－污水流量，ｍ３／ｄＶ－曝氣池容積，ｍ３ｔ＝Ｖ／Ｑ－－反應(yīng)時(shí)間S－原水有機(jī)物S0－經(jīng)ｔ時(shí)反應(yīng)后混合液中殘存的有機(jī)底物濃度12/8/202241BOD—污泥去除負(fù)荷率Nrs

計(jì)算容積去除負(fù)荷率Nrv

：

計(jì)算有機(jī)底物降解率

或4、常數(shù)值K2、Vmax、Ks的確定(P118)Ｑ－污水流量，ｍ３／ｄＶ－曝氣池容積，ｍ３ｔ＝Ｖ／Ｑ－－反應(yīng)時(shí)間S－原水有機(jī)物S0－經(jīng)ｔ時(shí)反應(yīng)后混合液中殘存的有機(jī)底物濃度12/8/202242三、勞倫斯-麥卡蒂方程式1、概述以微生物增值和對(duì)有機(jī)底物的利用為基礎(chǔ)，勞倫斯-麥卡蒂于1970年建立了活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式。他接受了莫諾的觀點(diǎn)并對(duì)“污泥齡”這一參數(shù)，提出了新的概念，1）兩個(gè)新概念:

⑴將單位重量的微生物在活性污泥反應(yīng)系統(tǒng)中的平均停留時(shí)間易名為生物固體平均停留時(shí)間或細(xì)胞平均停留時(shí)間。⑵單位底物利用率：?jiǎn)挝晃⑸锪康牡孜锢寐蕿橐怀?shù)，用q表示。Xa-單位微生物量qXdtdSau=÷???è?dtdSu???è?微生物對(duì)有機(jī)底物的利用（降解）速度12/8/2022432）兩個(gè)基本方程式：①第一基本方程式：②第二基本方程式：根據(jù)式（4-20）得到第一方程式理論基礎(chǔ)是有機(jī)底物的降解速度等于被微生物的利用速度：dKYq-=q1Y-微生物產(chǎn)率q-單位有機(jī)底物利用率Kd-衰減系數(shù)，即微生物自身氧化率，d-112/8/2022442、勞倫斯-麥卡蒂方程式的推論與應(yīng)用1）處理水有機(jī)底物濃度Se與生物固體平均停留時(shí)間θc關(guān)系

2）反應(yīng)器內(nèi)活性污泥濃度Xa與θc的關(guān)系3)污泥回流比R與θc之間的關(guān)系Y-微生物產(chǎn)率q-單位有機(jī)底物利用率Kd-衰減系數(shù)，即微生物自身氧化率，d-112/8/2022454)計(jì)算曝氣池容積的公式：對(duì)于完全混合曝氣池5）活性污泥的兩種產(chǎn)率與θc關(guān)系合成產(chǎn)率：微生物增殖總量，沒(méi)有去除由于微生物內(nèi)源呼吸作用而使其本身重量減少的部分，用Y表示表觀產(chǎn)率：實(shí)際上測(cè)得的微生物增殖量，沒(méi)有包括由于內(nèi)源呼吸而減少的那部分微生物量，用Yobs表示

Yobs=Y/(1+Kdθc)12/8/202246例題4-1（P121）某城鎮(zhèn)日排污水10000m3，決定采用活性污泥技術(shù)進(jìn)行處理，并采用完全混合式曝氣池。試用勞倫斯-麥卡蒂方程進(jìn)行計(jì)算。原始數(shù)據(jù)：污水流量Q=10000m3/d；S0=BOD5=200mg/L；處理水要求達(dá)到Se=BOD5=10mg/L。其他各項(xiàng)參數(shù)值：Xa=2000mg/L；Y=0.5；Kd=0.1；K2=0.1；R=30%-40%；MLVSS=0.8MLSS。求定（1）曝氣池容積V；（2）運(yùn)行的生物固體平均停留時(shí)間（θc）；（3）當(dāng)SVI值在80-160之間變化時(shí)，在不調(diào)整運(yùn)行θc的條件下，確定其對(duì)處理效果的影響。(4)確定在SVI值改變時(shí)，對(duì)處理效果的影響。（5）求定在不同Xa值條件下的q值（按式4-60），并根據(jù)求定的q值，計(jì)算Se值。（6）對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析。12/8/2022474.4

活性污泥處理系統(tǒng)的運(yùn)行方式

與曝氣池的工藝參數(shù)4.4.1傳統(tǒng)活性污泥法處理系統(tǒng)傳統(tǒng)活性污泥法，又稱(chēng)普通活性污泥法，工藝系統(tǒng)如下圖。12/8/202248需氧率有機(jī)污染物濃度降低----需氧速度降低----溶解氧濃度逐漸升高12/8/2022492、工藝特征：需氧速度沿池長(zhǎng)逐漸降低供氣量沿池長(zhǎng)均勻分布，采用鼓風(fēng)曝氣。3、優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：處理效果好，去除率達(dá)90%以上，適于處理要求高而水質(zhì)穩(wěn)定的污水。缺點(diǎn)：⑴曝氣池首端有機(jī)物污染物負(fù)荷高，耗氧速度也高，為了避免由于缺氧形成厭氧狀態(tài)，進(jìn)水有機(jī)物負(fù)荷不宜過(guò)高，因此，曝氣池容積大，占地多，基建費(fèi)用高⑵耗氧速度與供氧速度沿池長(zhǎng)難于吻合，應(yīng)采用漸減供氧方式。⑶對(duì)水質(zhì)、水量變化適應(yīng)性低，運(yùn)行效果易受水質(zhì)、水量變化的影響。

12/8/2022504.4.2階段曝氣活性污泥法系統(tǒng)1、工藝流程改進(jìn)之處：污水沿曝氣池的長(zhǎng)度分散地，但均衡地進(jìn)入。12/8/2022512、工藝特征有機(jī)物濃度沿池長(zhǎng)均勻分布；供氣量沿池長(zhǎng)均勻分布，采用鼓風(fēng)曝氣。3、優(yōu)點(diǎn)：⑴縮小了耗氧速度與供氧速度之間的差距⑵混合液中活性污泥濃度沿池長(zhǎng)逐步降低，出流混合液的污泥較低，減輕了二沉池的負(fù)荷，有利于提高二次沉淀池固相、液相分離效果。⑶污水分散均衡注入，提高了曝氣池對(duì)水質(zhì)水量沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力。12/8/2022524.4.3再生曝氣活性污泥法系統(tǒng)它是傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)的一種變形工藝。在工藝方面的改進(jìn)：回流污泥不直接進(jìn)入曝氣池，而是進(jìn)入再生池，進(jìn)行曝氣，使污泥得到充分再生后，再進(jìn)入曝氣池，再進(jìn)行有機(jī)污染物的降解反應(yīng)。活性污泥的濃度必須高于混合液濃度的3-5倍，需要在二次沉淀池底部滯留一段時(shí)間。避免了活性污泥在二次沉淀池的濃縮和缺氧造成的“傷害”曝氣池的一個(gè)廊道作為再生池。12/8/202253優(yōu)點(diǎn)：1、處理水水質(zhì)好，BOD去除率可達(dá)90%。2、由于回流污泥已再生，活性已完全恢復(fù)，因此在曝氣池內(nèi)進(jìn)行的活性污泥反應(yīng)迅速而充分。12/8/2022544.4.4吸附-再生活性污泥法系統(tǒng)（生物吸附活性污泥法或接觸穩(wěn)定法）是將活性污泥對(duì)有機(jī)污染物降解的兩個(gè)過(guò)程—吸附與代謝穩(wěn)定，分別在各自的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。初期吸附造成BOD急劇下降。胞外酶水解將吸附的非溶解態(tài)的有機(jī)物水解成為溶解性小分子后，部分有機(jī)物又進(jìn)入污水中使BOD上升，然后在微生物的作用下，有機(jī)物濃度又開(kāi)始緩慢下降。原理：12/8/202255與傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)相比，吸附-再生系統(tǒng)具有如下各項(xiàng)特征：（1）污水與活性污泥在吸附池內(nèi)的接觸時(shí)間較短（30-60min），因此，吸附池的容積較小，而再生池接納的是已排除剩余污泥的回流污泥，因此，再生池的容積也是較小的，二者容積之和，仍低于傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池的容積。（2）本工藝對(duì)水質(zhì)、水量的沖擊負(fù)荷具有一定的承受能力。當(dāng)在吸附池內(nèi)的污泥受到破壞時(shí)，可由再生池內(nèi)的污泥予以補(bǔ)救。缺點(diǎn)：處理效果低于傳統(tǒng)法和不宜處理溶解性有機(jī)污染物含量較多的污水。代謝部位12/8/2022564.4.5、延時(shí)曝氣活性污泥系統(tǒng)（完全氧化活性污泥法）延時(shí)曝氣的特點(diǎn)：曝氣時(shí)間很長(zhǎng)，達(dá)24h甚至更長(zhǎng)，MLSS較高，達(dá)到3000～6000mg/L；活性污泥在時(shí)間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥少而穩(wěn)定，無(wú)需消化，可直接排放；適用于污水量小、出水水質(zhì)要求高的場(chǎng)合，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)小型污水處理系統(tǒng)多有使用。不足：曝氣時(shí)間長(zhǎng)，池容大、負(fù)荷小、曝氣量大、投資與運(yùn)行費(fèi)用高。12/8/2022574.4.6、高負(fù)荷活性污泥法系統(tǒng)（短時(shí)曝氣活性污泥法或不完全處理活性污泥法）部分污水廠(chǎng)只需要部分處理，因此產(chǎn)生了高負(fù)荷曝氣法。曝氣時(shí)間比較短，約為2～3h，處理效率僅約65％左右，有別于傳統(tǒng)的活性污泥法，又稱(chēng)不完全處理活性污泥法。工藝系統(tǒng)和曝氣池構(gòu)造，與傳統(tǒng)活性污泥法及再生曝氣活性污泥法相同。4.4.7、完全混合活性污泥法系統(tǒng)12/8/202258（1）耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，適于處理工業(yè)廢水，特別是濃度較高的工業(yè)廢水。入流出現(xiàn)沖擊負(fù)荷時(shí)，池液的組成變化較小，因?yàn)轶E然增加的負(fù)荷可為全池混合液所分擔(dān)，而不是像推流中僅僅由部分回流污泥來(lái)承擔(dān)。完全混合池從某種意義上來(lái)講，是一個(gè)大的緩沖器和均和池。（2）由于池中水質(zhì)各處相同，F(xiàn)/M值相等。各部分的微生物種類(lèi)和數(shù)量基本相同，降解工況相同。在處理效果相同的條件下，負(fù)荷率高于推流式曝氣池。（3）池液里各個(gè)部分的需氧量比較均勻，動(dòng)力消耗低于推流式曝氣池。（4）主要問(wèn)題：池內(nèi)未有污染物濃度、微生物濃度與種群的梯度，導(dǎo)致微生物的有機(jī)物降解動(dòng)力低下，易出現(xiàn)污泥膨脹。一般情況下，處理水質(zhì)低于推流式曝氣池。完全混合法的特點(diǎn)12/8/2022594.4.8、多級(jí)活性污泥法：當(dāng)進(jìn)水有機(jī)污染濃度很高時(shí)采用此工藝（原污水BODu

值低于150mg/L時(shí)，不采用多級(jí)活性污泥法），工藝特點(diǎn)：

a、污水處理單元串聯(lián)。

b、負(fù)荷高（一級(jí)），且耐沖擊負(fù)荷，二級(jí)負(fù)荷低。

c、各級(jí)污泥θc不同，微生物種群各異.不足：投資與運(yùn)行費(fèi)用高，管理麻煩（各種設(shè)備多）。12/8/2022604.4.9、深水曝氣活性污泥法（曝氣池深度7m以上）

特點(diǎn)：（1）由于水壓加大，飽和溶解氧濃度增加，氣泡直徑降低，氣泡表面積增大，進(jìn)而提高了氧的傳遞速率，利于微生物的增殖與有機(jī)污染物的降解。（2）曝氣池向深部發(fā)展，節(jié)省占地。分類(lèi)：(1)深水中層曝氣（圖4-25）水深在10m左右，但空氣擴(kuò)散裝置設(shè)在深4m左右，使用5m風(fēng)機(jī)。(2)深水底層曝氣（圖4-26）水深仍在10m左右，空氣擴(kuò)散裝置設(shè)于池底部，需使用高風(fēng)壓的風(fēng)機(jī)，但無(wú)需設(shè)倒流裝置，自然在池內(nèi)形成環(huán)流。12/8/20226112/8/2022624.4.10、深井曝氣活性污泥法系統(tǒng)本工藝適用于處理高濃度有機(jī)廢水，不受氣候條件影響，動(dòng)力效率高。12/8/202263一般曝氣池直徑約1~6m，水深約10～20m。深井曝氣法深度為50～150m，節(jié)省了用地面積。在深井中可利用空氣作為動(dòng)力，促使液流循環(huán)。深井曝氣法中，活性污泥經(jīng)受壓力變化較大，實(shí)踐表明這時(shí)微生物的活性和代謝能力并無(wú)異常變化，但合成和能量分配有一定的變化。深井曝氣池內(nèi)，氣液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，同時(shí)氣液接觸時(shí)間延長(zhǎng)，溶解氧的飽和度也由深度的增加而增加。當(dāng)井壁腐蝕或受損時(shí)，污水可能會(huì)通過(guò)井壁滲透，污染地下水。12/8/2022644.4.11、淺層曝氣活性污泥法系統(tǒng)原理：如圖示，氧在10℃靜止水中的傳遞特征，氣泡形成和破裂瞬間的氧傳遞速率是最大的。在水的淺層處用大量空氣進(jìn)行曝氣，就可以獲得較高的氧傳遞速率,空氣擴(kuò)散裝置多設(shè)在曝氣池的一側(cè)，距水面約0.6-0.8m的深度。為了在池內(nèi)形成環(huán)流，在池中心處設(shè)導(dǎo)流板。0.6-0.8m擴(kuò)散器導(dǎo)流板12/8/202265擴(kuò)散器的深度以在水面以下0.6～0.8m范圍為宜，可以節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用，動(dòng)力效率可達(dá)1.8～2.6kg（O2）/kW·h?？梢杂靡话愕碾x心鼓風(fēng)機(jī)。淺層曝氣與一般曝氣相比，空氣量增大，但風(fēng)壓僅為一般曝氣的1/4~1/6左右，約10kPa，故電耗略有下降。曝氣池水深一般3～4m，深寬比1.0～1.3，氣量比30～40m3/（m3H2O.h）。淺層池適用于中小型規(guī)模的污水廠(chǎng)。由于布?xì)庀到y(tǒng)進(jìn)行維修上的困難，沒(méi)有得到推廣利用。12/8/2022664.4.12、純氧曝氣活性污泥法系統(tǒng)（又稱(chēng)富氧曝氣活性污泥法）純氧代替空氣，可以提高生物處理速度。在密閉容器中，溶解氧飽和度提高，氧推動(dòng)力也隨著提高，氧傳遞速率增加了，因而處理效果好，污泥的沉淀性也好。純氧曝氣并沒(méi)有改變活性污泥或微生物的性質(zhì)，但使微生物充分發(fā)揮了作用。純氧曝氣的缺點(diǎn)是純氧發(fā)生器容易出現(xiàn)故障，裝置復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)管理較麻煩。12/8/20226712/8/202268傳統(tǒng)活性污泥階段曝氣活性吸附再生延時(shí)曝氣12/8/202269各種工藝具體設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表4-7，總結(jié)如下：a、BOD負(fù)荷：一般BOD污泥負(fù)荷0.2～0.4，延時(shí)曝氣法<0.1，高負(fù)荷活性污泥法>1.5，按p108圖4－7設(shè)計(jì)；而對(duì)特殊的深井曝氣和純氧曝氣因氧的傳質(zhì)改善，可以把BOD負(fù)荷設(shè)計(jì)在0.5～1.5之間。b、泥齡：對(duì)一般的活性污泥法工藝以及深井曝氣和純氧曝氣工藝，其泥齡一般在5～15d，多數(shù)6～8d；高負(fù)荷活性污泥法泥齡2.5d以下；而延時(shí)曝氣則一般在20d以上。c、曝氣池混合液濃度（X）：一般在3000mg/L左右。延時(shí)曝氣、合建式完全混合活性污泥法以及深井曝氣略高。d、污泥回流比：一般在100％以下，多數(shù)在50％左右；而延時(shí)曝氣、合建式完全混合活性污泥法回流比在100％以上。e、曝氣時(shí)間：一般在8h以下，多數(shù)為4～6h。但延時(shí)曝氣一般在20h以上；高負(fù)荷工藝以及深井曝氣工藝曝氣時(shí)間很短。12/8/202270各種工藝技術(shù)的著重點(diǎn)包括：①?gòu)?qiáng)化不同微生物的作用（群落），如高負(fù)荷、多級(jí)、延時(shí)曝氣等工藝。②提高氧的傳質(zhì)，降低能耗（純氧曝氣、深水曝氣、深井曝氣以及淺層曝氣等）。③節(jié)省占地（深井）。④保證出水水質(zhì)（延時(shí)曝氣、多級(jí)曝氣等）。⑤活性污泥特性（吸附再生、高負(fù)荷活性污泥法等）。⑥易管理與構(gòu)筑物單元少，如合建式完全混合活性污泥法與SBR等。⑦利于污泥處置，延時(shí)曝氣以及A2/0等。

12/8/2022714.5

活性污泥處理系統(tǒng)的新工藝4.5.1概述

1、在凈化功能方面：脫氮除磷、污泥處理

2、在工藝方面：提高充氧能力、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)。

3、在占地、投資、運(yùn)行成本方面12/8/2022724.5.2氧化溝（循環(huán)曝氣池）

12/8/20227312/8/2022741、氧化溝的工作原理與特征構(gòu)造方面：池型呈環(huán)形溝渠狀，平面為橢圓或圓形。單池進(jìn)水裝置簡(jiǎn)單、出水采用溢流堰式。水流混合方面：流態(tài)介于完全混合與推流之間，平均流速>0.3m/s；缺氧好氧交替工藝方面：可考慮不設(shè)初沉池；可考慮不單設(shè)二沉池；BOD負(fù)荷低，在0.05～0.10kgBOD5/kgMLSS.d之間因此，在處理效果方面①對(duì)水溫、水質(zhì)水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性。②泥齡長(zhǎng)，一般污泥齡為10～30d?？蛇M(jìn)行硝化反應(yīng)。③污泥產(chǎn)率低，穩(wěn)定性好，無(wú)需消化處理。12/8/2022752、氧化溝的曝氣裝置橫軸曝氣裝置：曝氣轉(zhuǎn)刷、曝氣轉(zhuǎn)盤(pán)縱軸曝氣裝置:表面機(jī)械曝氣機(jī)其它：射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣機(jī)、混合曝氣系統(tǒng)12/8/20227612/8/202277氧化溝的命名1）根據(jù)采用的特殊曝氣設(shè)備命名，如將采用立式表曝機(jī)曝氣的氧化溝命名為表曝氧化溝，將采用射流曝氣的氧化溝命名為射流曝氣氧化溝等。2）根據(jù)氧化溝的運(yùn)行方式和氧化溝的主要特點(diǎn)方式命名，例如將目前的雙溝氧化溝和三溝式氧化溝命名為交替(工作)式氧化溝，將沉淀設(shè)備在氧化溝內(nèi)的氧化溝命名為一體化氧化溝等。3)在引進(jìn)項(xiàng)目上直接采用原名，如奧貝爾氧化溝、卡魯塞氧化溝等。4)對(duì)應(yīng)用曝氣轉(zhuǎn)刷和曝氣轉(zhuǎn)盤(pán)的氧化溝沒(méi)作命名，這是因?yàn)檫@類(lèi)設(shè)備應(yīng)用非常廣泛，幾乎可以應(yīng)用于各種類(lèi)型的氧化溝。3、常用的氧化溝系統(tǒng)12/8/202278氧化溝的類(lèi)型1)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)刷曝氣氧化溝；2)三溝式氧化溝；3)卡羅塞氧化溝；4)奧貝爾氧化溝；5)一體化氧化溝；6)微曝氧化溝等等；12/8/202279(1)卡羅塞氧化溝12/8/20228012/8/202281A、B交替作為曝氣池和沉淀池A、C交替作為沉淀池，B池一直作為曝氣池。（2）交替工作氧化溝12/8/202282（3）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。12/8/202283（4）奧巴勒(ORBAL)型氧化溝是由多個(gè)呈橢圓形同心溝渠組成的氧化溝系統(tǒng)。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。曝氣設(shè)備均采用曝氣轉(zhuǎn)盤(pán)。氧濃度在外、中、內(nèi)渠保持一定的梯度，提高充氧效果。12/8/202284運(yùn)行時(shí)，應(yīng)使外、中、內(nèi)3層溝渠內(nèi)混合液的溶解氧保持較大的梯度，如分別為0、1及2mg/L。即有利于提高充氧效果，又有可能使溝渠具有脫氮除磷的功能。12/8/202285（5）曝氣—沉淀一體氧化溝是將二次沉淀池建在氧化溝內(nèi)。12/8/202286

1、工作原理與操作

SBR工藝的基本運(yùn)行模式由流入、反應(yīng)、沉淀、排放和閑置五個(gè)基本過(guò)程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期，在每個(gè)周期里上述過(guò)程都是在一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行的。4.5.3、間歇式活性污泥處理系統(tǒng)

SBR(SequencingBatchReactor)12/8/202287污水注入，起到調(diào)節(jié)池的作用反應(yīng)工序：根據(jù)目的，如BOD去除、消化、反硝化、磷的吸收，采取相應(yīng)的技術(shù)措施。相當(dāng)于二次沉淀池排放處理水，殘留一部分活性污泥，作為種泥。12/8/2022882、工藝流程及其特征

(1)工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無(wú)污泥回流設(shè)備；

(2)耐沖擊負(fù)荷，在一般情況下（包括工業(yè)污水處理）無(wú)需設(shè)置調(diào)節(jié)池；

(3)反應(yīng)推動(dòng)力大,易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì);(4)運(yùn)行操作靈活，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達(dá)到脫氮除磷的效果；

(5)污泥沉淀性能好,SVI值較低,能有效地防止絲狀菌膨脹;(6)該工藝的各操作階段及各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)可通過(guò)計(jì)算機(jī)加以控制，便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。SBR工藝與連續(xù)流活性污泥工藝相比的優(yōu)點(diǎn)12/8/202289（1）關(guān)于待機(jī)與流入工序，避免種泥的鈍化，采用間斷曝氣，使其再生。（2）關(guān)于SBR工藝的BOD-污泥負(fù)荷與污泥濃度，城市污水，污泥濃度取值3000-5000mg/L，略高于傳統(tǒng)處理系統(tǒng)，BOD-污泥負(fù)荷，（3）關(guān)于耗氧與供氧問(wèn)題，SBR工藝是時(shí)間意義上的推流，耗氧速度隨時(shí)間降低，因此采用漸減曝氣方式。3、SBR工藝功能的改善與強(qiáng)化4、SBR工藝的發(fā)展及主要的變形工藝12/8/2022901)ICEAS工藝(間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥工藝)12/8/202291

ICEAS工藝特征

a)采用連續(xù)進(jìn)水、間歇排水。在反應(yīng)階段，污水多次經(jīng)受“曝氣好氧”“閑置缺氧”狀態(tài)，從而產(chǎn)生有機(jī)物降解、硝化、反硝化，吸收磷、釋放磷，能取得較徹底的BOD去除和脫氮、除磷的效果。b)無(wú)污泥回流和混合液的內(nèi)循環(huán)，能耗低。c)污泥齡長(zhǎng)，污泥沉降性能好，剩余污泥少。12/8/2022922）CASS工藝（循環(huán)式活性污泥工藝）CASS工藝是Goronszy教授在ICEAS的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。技術(shù)特征：A：在進(jìn)水區(qū)設(shè)置一生物選擇器，實(shí)際是一個(gè)容積較小的污水與污泥的接觸區(qū)。B：活性污泥在選擇器內(nèi)與進(jìn)入的新鮮污水混合、接觸。選擇出適應(yīng)該系統(tǒng)生存的獨(dú)特微生物種群。12/8/2022933）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)。（DAT-IAT）特點(diǎn)：A在預(yù)反應(yīng)區(qū)，強(qiáng)化了生物吸附作用，在主反應(yīng)區(qū)，可提高內(nèi)源呼吸的反硝化作用。B在主反應(yīng)區(qū)，由于間歇曝氣，使進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定、負(fù)荷低，提高了對(duì)水質(zhì)變化的要求。12/8/2022944.5.4、AB法污水處理工藝（Adsorption-Biodegration）1、AB法污水處理工藝系統(tǒng)及其主要特征由預(yù)處理段、A、B三段組成，不設(shè)初沉池A段由吸附池和中沉池組成，B段由曝氣池和二沉池組成。A、B段各有自己獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)12/8/2022952、A段的效應(yīng)、功能及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)1)連續(xù)接受污水，不斷產(chǎn)生微生物種群的適應(yīng)、淘汰、優(yōu)選和增值。排水系統(tǒng)起到微生物選擇器和中間反應(yīng)器的作用。不設(shè)初沉池，使A段能夠充分利用經(jīng)排水系統(tǒng)優(yōu)選的微生物種群，A段形成一個(gè)開(kāi)放性的生物動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。2）A段負(fù)荷高，形成抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的原核細(xì)菌，原生和后生動(dòng)物不能形成。3）A段污泥產(chǎn)率高。BOD去除率40-70%，減輕B段負(fù)荷。4）主要是物理化學(xué)過(guò)程。吸附去除污染物，對(duì)水溫、負(fù)荷、Ph值、毒性適應(yīng)能力強(qiáng)。5）設(shè)計(jì)與運(yùn)行數(shù)據(jù)

Ns=2-6kgBOD/(kgMLSS.d）;θc=0.3-0.5d;12/8/2022963、B段的效應(yīng)、功能及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)

（1）接受A段的處理水，水質(zhì)、水量穩(wěn)定，凈化功能得以充分發(fā)揮。（2）去除有機(jī)磷是B段的主要凈化功能。（3）污泥齡長(zhǎng)，B段具有產(chǎn)生硝化反應(yīng)的條件。（4）B段承受的負(fù)荷為總負(fù)荷的30%-60%，較傳統(tǒng)的污泥處理系統(tǒng)，曝氣池容積減少40%左右。（5）城市污水處理的B段，設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)。142頁(yè)12/8/2022974.6

曝氣的理論基礎(chǔ)一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；二是廢水中的有機(jī)物，它是處理對(duì)象，也是微生物的食料；

三是溶解氧，沒(méi)有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能發(fā)揮氧化分解作用。構(gòu)成活性污泥法的三個(gè)要素12/8/202298

氧

傳

遞

速

率

氧傳遞速率要考慮二個(gè)過(guò)程要提高氧的傳遞速率氧傳遞到水中氧真正傳遞到微生物的膜表面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(dòng)條件12/8/202299曝氣方法有：鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣和兩者聯(lián)合的鼓風(fēng)－機(jī)械曝氣。鼓風(fēng)曝氣是將空壓機(jī)送出的壓縮空氣通過(guò)管道安裝在曝氣池底的空氣擴(kuò)散裝置（曝氣裝置），從那里以氣泡形式溢出。機(jī)械曝氣則是利用安裝在水面上、下的葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，劇烈攪動(dòng)水面，使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。12/8/20221004.6.1、氧轉(zhuǎn)移原理1、菲克定律Ｖｄ－物質(zhì)的擴(kuò)散速度，單位時(shí)間內(nèi)單位斷面上通過(guò)的物質(zhì)數(shù)量；ＤＬ－擴(kuò)散系數(shù)，表示物質(zhì)在某種介質(zhì)中的擴(kuò)散能力，主要決定于擴(kuò)散物質(zhì)和介質(zhì)的特性及溫度；Ｃ－物質(zhì)濃度Ｘ－擴(kuò)散過(guò)程的長(zhǎng)度ｄＣ／ｄＸ－濃度梯度，即單位長(zhǎng)度內(nèi)的濃度變化值上式標(biāo)明，物質(zhì)擴(kuò)散速率與濃度梯度呈正比關(guān)系12/8/20221012、雙膜理論與氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa⑴在氣、液兩相接觸的界面兩側(cè)存在著氣膜和液膜。兩個(gè)主體處于紊流狀態(tài)。氣體以分子擴(kuò)散方式從氣相進(jìn)入液相。⑵由于氣、液相處于紊流狀態(tài)，其中物質(zhì)濃度基本上是均勻的，不存在濃度差。氣體分子從氣相到液相，阻力僅存在于氣、液兩層膜。⑶在氣膜中存在氧分壓梯度，在液膜中存在氧濃度梯度，這是氧轉(zhuǎn)移的推動(dòng)力。⑷氧難溶于水，因此，氧轉(zhuǎn)移決定性阻力又集中在液膜上，通過(guò)液膜的轉(zhuǎn)移速度是氧轉(zhuǎn)移過(guò)程的控制速度。12/8/2022102設(shè)液膜厚度Xf，液膜內(nèi)氧的濃度梯度氧傳遞率設(shè)液相主體容積為V，上式兩邊同除以V，得式中，dC/dt—液相主體中氧轉(zhuǎn)移速度，kgO2/(m3.h)KL—液膜中氧分子傳質(zhì)系數(shù)，m/h，KL=DL/XfA—?dú)庖簝上嘟佑|界面的面積，m2DL—氧分子在液膜中的擴(kuò)散系數(shù)，m2/hKLa—氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，h-1，表示曝氣過(guò)程中氧的總傳遞性。()CCKdtdCsLa-=氧傳遞率kgO2/h12/8/2022103提高值，從兩方面：（１）提高ＫＬａ值，需要加強(qiáng)液相主體紊亂程度，降低液膜厚度，加速氣、液界面的更新，增大氣、液接觸面積等。（２）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。dCdtＫＬａ-氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，表示在曝氣過(guò)程中氧的總傳遞性，當(dāng)傳遞過(guò)程中阻力大，則ＫＬａ值低，反之則值高。ＫＬａ的倒數(shù)ＫＬａ-1的單位為（h），它表示的是曝氣池溶解氧濃度從C提高到Cs所需要的時(shí)間。dC/dt—液相主體中氧轉(zhuǎn)移速度，kgO2/(m3.h)12/8/20221043、氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa的確定（1）水中無(wú)氧狀態(tài)下的測(cè)定法－清水充氧實(shí)驗(yàn)１）首先用脫氧劑－亞硫酸鈉（或氮?dú)猓┻M(jìn)行脫氧２）在溶解氧的狀態(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。①根據(jù)充氧過(guò)程C—t關(guān)系，求出dC/dt值，作dC/dt—C圖得直線(xiàn)，直線(xiàn)的斜率即為KLa值12/8/2022105（2）對(duì)曝氣池混合液KLa的測(cè)定設(shè)活性污泥微生物的耗氧速率為R，在曝氣過(guò)程中，始終伴隨者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，即混合液的溶解氧飽和濃度，作為與C的直線(xiàn)關(guān)系，斜率即為KLa。12/8/20221064.6.2、氧轉(zhuǎn)移的影響因素1、污水水質(zhì)：污水中的各種雜質(zhì)，特別是某些表面活性劑都會(huì)影響氧的轉(zhuǎn)移，如短鏈脂肪酸和乙醇等，這類(lèi)分子屬兩親分子，它們聚集在氣液界面上，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，故引入了一個(gè)小于１的修正系數(shù)α溶解在水中的憎水性有機(jī)物影響KLa值，

引入修正系數(shù)α取0.8-0.85水中溶解的無(wú)機(jī)物影響Cs值，

引入修正系數(shù)β取0.9-0.97

2、水溫：水溫上升，水的粘滯性降低，擴(kuò)散系數(shù)升高，液膜厚度隨之降低。KLa

升高。

對(duì)KLa的影響：KLa（T）=KLa(20)

?1.024(T-20)

（KLa(20)-水溫為20℃時(shí)的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)。）

對(duì)Cs的影響：用Cs（T）表示，查附錄

12/8/2022107對(duì)于鼓風(fēng)曝氣池，取平均值其中，

Pb—空氣擴(kuò)散裝置出口處的絕對(duì)壓力，Pa

Ot—?dú)馀蓦x開(kāi)池面時(shí)，氧的百分比

EA—空氣擴(kuò)散裝置的氧轉(zhuǎn)移效率，一般在6-12%之間。4、其他影響因素氧的轉(zhuǎn)移還與氣泡的大小、液體的紊流程度、以及氣泡與液體的接觸時(shí)間有關(guān)。綜上，決定氧的轉(zhuǎn)移速度的因素有：氣相中的氧分壓梯度；液相中的氧濃度梯度；氣液之間的接觸面積和接觸時(shí)間；水溫；污水的性質(zhì)以及水流的紊流程度等。3、氧分壓：主要對(duì)Cs的影響對(duì)鼓風(fēng)曝氣池，安裝在池底的擴(kuò)散裝置出口處氧分壓最大，Cs值也最大；但隨氣泡上升至水面，氣體壓力逐漸降低，降低到一個(gè)大氣壓，而且氣泡中的一部分氧已轉(zhuǎn)移到液體中，鼓風(fēng)曝氣池中的Cs值應(yīng)為擴(kuò)散裝置出口處和混合液表面兩處的溶解氧飽和濃度的平均值。12/8/20221084.6.3、氧轉(zhuǎn)移速率與供氣量的計(jì)算1、標(biāo)準(zhǔn)條件下的氧總轉(zhuǎn)移量

2、實(shí)際條件下的氧總轉(zhuǎn)移量穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，氧轉(zhuǎn)移量等于微生物的需氧量所以，R0可求，R0/R=1.33~1.61在穩(wěn)定條件下，氧的轉(zhuǎn)移速度應(yīng)等于活性污泥微生物的需氧速度（Rr)。12/8/20221093、供氣量

1）氧轉(zhuǎn)移效率（氧利用效率）EA2）供氧量S3）對(duì)于鼓風(fēng)曝氣，供氣量GS4）對(duì)機(jī)械曝氣，葉輪充氧量QOS=R0R0-轉(zhuǎn)移到曝氣池混合液的總氧量S-供氧量，kg/hGs-供氣量D-葉輪直徑K-池型結(jié)構(gòu)修正系數(shù)V-葉輪線(xiàn)速度例題4-2(149)12/8/20221104.7

曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置空氣擴(kuò)散裝置的分類(lèi)：鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣空氣擴(kuò)散裝置的作用：充氧；攪拌、混合（1）充氧，將空氣中的氧（或純氧）轉(zhuǎn)移到混合液中的活性污泥絮凝體上，以供應(yīng)微生物呼吸之用。（2）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)污染物三者充分接觸。12/8/2022111表示空氣擴(kuò)散裝置技術(shù)性能的主要指標(biāo)：

（1）動(dòng)力效率EP：每消耗1KWh電能轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量kgO2/kwh（2）氧利用率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。（3）氧轉(zhuǎn)移效率EL：也稱(chēng)充氧能力，通過(guò)機(jī)械曝氣，在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量，kgO2/h對(duì)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)性能按（1）、（2）兩項(xiàng)指標(biāo)評(píng)定，對(duì)機(jī)械曝氣裝置，則按（1）、（3）兩項(xiàng)評(píng)定。12/8/20221124.7.1、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)由空壓機(jī)、空氣擴(kuò)散裝置和一系列連通的管道所組成?？諌簷C(jī)將空氣通過(guò)一系列管道輸送到安裝在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置，經(jīng)過(guò)擴(kuò)散裝置，使空氣形成不同尺寸的氣泡。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的空氣擴(kuò)散裝置主要分為：微氣泡、中氣泡、大氣泡、水力剪切、水力沖擊及空氣升液等類(lèi)型。12/8/20221131微氣泡空氣擴(kuò)散裝置也稱(chēng)多孔性空氣擴(kuò)散裝置，多是用多孔性材料如陶粒、粗瓷等摻以適當(dāng)?shù)娜绶尤?shù)脂一類(lèi)的粘合劑，在高溫?zé)Y(jié)成為擴(kuò)散板、擴(kuò)散管及擴(kuò)散罩的形式。優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)微氣泡，氣、液接觸面大，氧利用率高，可達(dá)10%以上。缺點(diǎn)：氣壓損失大，易堵塞，送入的空氣應(yīng)預(yù)先通過(guò)過(guò)濾處理。（1）擴(kuò)散板12/8/2022114（3）固定式平板型微孔擴(kuò)散器12/8/2022115（4）固定式鐘罩型微孔空氣擴(kuò)散器多采用剛性材料，如陶瓷、剛玉等材料制造，氧利用率和動(dòng)力效率都較高。缺點(diǎn)是易被堵塞，空氣需要凈化等。（5）膜片式微孔空氣擴(kuò)散器(P153)12/8/2022116（6）搖臂式微孔空氣擴(kuò)散器目前我國(guó)生產(chǎn)的搖臂式微孔空氣擴(kuò)散器是PE-III型，它是由微孔擴(kuò)散管、活動(dòng)臂及提升器3部分所組成。12/8/20221172、中氣泡空氣擴(kuò)散裝置（1）穿孔管由管徑介于25-50mm之間的鋼管或塑料管制成,由計(jì)算確定，在管壁兩側(cè)向下相隔45°角，留有直徑為3-5mm的孔眼或狹縫，間距50-100mm?？諝庥煽籽垡绯?。（2）WM-180型網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散裝置特點(diǎn)不易堵塞，氧的利用率較高。12/8/20221183、水力剪切式空氣擴(kuò)散裝置（1）倒盆式空氣擴(kuò)散裝置空氣由上部進(jìn)氣管進(jìn)入，由盆形殼體和橡膠板間的縫隙向周邊噴出，在水力剪切作用下，空氣泡被剪切成小泡。停止供氣，借助橡膠板的回彈力，使縫隙自動(dòng)封口，防止混合液倒灌。12/8/2022119（2）固定螺旋空氣擴(kuò)散裝置（3）金山I型空氣擴(kuò)散裝置4、水力沖擊式空氣擴(kuò)散裝置（1）密集多噴嘴空氣擴(kuò)散裝（2）射流式空氣擴(kuò)散裝置5、水下空氣擴(kuò)散裝置12/8/202212012/8/2022121微孔曝氣管12/8/2022122微孔曝氣設(shè)備測(cè)試12/8/2022123微孔曝氣盤(pán)12/8/2022124微孔曝氣設(shè)備安裝12/8/2022125微孔曝氣設(shè)備的運(yùn)行狀況12/8/20221264.7.2、機(jī)械曝氣：表面曝氣機(jī)

表面曝氣機(jī)充氧原理：(1)曝氣設(shè)備具有提升液體的作用，使混合液連續(xù)的上、下循環(huán)流動(dòng),從而不斷更新氣液接觸面,不斷吸氧；(2)曝氣設(shè)備旋轉(zhuǎn)時(shí)在周?chē)纬伤S，并把液體拋向空中，劇烈攪動(dòng)而卷進(jìn)空氣；

(3)曝氣設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在后側(cè)形成負(fù)壓區(qū)而吸入空氣。12/8/2022127機(jī)械曝氣：表面曝氣機(jī)

曝氣的效率取決于：曝氣機(jī)的性能曝氣池的池形倒傘形平板形泵形這類(lèi)曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與水面平行,主要用于氧化溝。豎式曝氣機(jī)(按轉(zhuǎn)軸的安裝方向分）臥式曝氣刷(按轉(zhuǎn)軸的安裝方向分）12/8/2022128泵形倒傘形平板形12/8/202212912/8/202213012/8/2022131倒傘形機(jī)械曝氣器12/8/2022132表面曝氣機(jī)12/8/20221334.8

活性污泥反應(yīng)器----曝氣池4.8.1曝氣池的分類(lèi)1、從混合液流動(dòng)形態(tài)方面：推流式、完全混合式和循環(huán)混合式三類(lèi)。2、從平面形狀方面：長(zhǎng)方廊道形、圓形、方形和環(huán)狀跑道形四類(lèi)3、從采用的曝氣方法：可分為鼓風(fēng)曝氣池、機(jī)械曝氣池和二者聯(lián)合使用的機(jī)械—鼓風(fēng)曝氣池4、從曝氣池與二沉池的關(guān)系：分為曝氣-沉淀池分建式和合建式兩種。12/8/20221344.8.2、推流式曝氣池呈長(zhǎng)方廊道形。所謂推流，就是污水（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。12/8/20221351、關(guān)于曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置當(dāng)采用鼓風(fēng)曝氣時(shí)，空氣擴(kuò)散裝置布置的形式：⑴空氣擴(kuò)散裝置安裝在曝氣池廊道底部的一側(cè)

⑵空氣擴(kuò)散裝置安裝在廊道的兩側(cè)⑶空氣擴(kuò)散裝置按一定形式均衡地布置在整個(gè)曝氣池底，池中水流只有沿池長(zhǎng)方向的流動(dòng)。當(dāng)采用表面機(jī)械曝氣裝置時(shí)，沿池長(zhǎng)在池中線(xiàn)每隔一定距離設(shè)置一臺(tái)。完全混合與推流的結(jié)合，相鄰曝氣設(shè)備旋轉(zhuǎn)方向相反。12/8/202213612/8/2022137根據(jù)橫斷面上的水流情況分為12/8/2022138推流式曝氣池12/8/20221392、關(guān)于曝氣池的數(shù)目及廊道的排列與組合

隨污水廠(chǎng)的規(guī)模而定，一般每座曝氣池由1-5個(gè)廊道組成；當(dāng)廊道數(shù)為單數(shù)時(shí)，進(jìn)出水口分別位于曝氣池兩端；為雙數(shù)時(shí)，進(jìn)出水口位于曝氣池同側(cè)。12/8/20221403、關(guān)于曝氣池廊道的長(zhǎng)、寬、深長(zhǎng)：以50—70m為宜，最長(zhǎng)可達(dá)100m寬：L/B≥5—10深：當(dāng)空氣擴(kuò)散裝置安設(shè)在廊道底部一側(cè)時(shí)B/H=1—2

我國(guó)當(dāng)前對(duì)推流曝氣池采用深度為3—5m。12/8/20221414、關(guān)于在曝氣池內(nèi)設(shè)橫向隔墻分室的問(wèn)題

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)，而從曝氣池整體來(lái)看則是推流式流態(tài)。采用這種技術(shù)措施能夠產(chǎn)生以下效益：（1）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)。（2）消除水流死角。（3）處理水水質(zhì)穩(wěn)定。橫向隔墻設(shè)置方式有兩種：

1)第一室隔墻一端緊靠池壁，另一端與池壁之間留有一定間距，逐室交替，使水從一室流入另一室（4-79a）。

2)第一室隔墻上端高出水面，下端則與池底之間留有間距，第二室下端緊接池底，上端在水位以下，以后逐室交替，最后一室必須由底部出水（4-79b），混合液在小室內(nèi)，除完全混合外，還呈上、下流流動(dòng)。12/8/202214212/8/20221435、關(guān)于曝氣池的底部與頂部：死角、排空管

6、關(guān)于曝氣池的進(jìn)水、進(jìn)泥與出水設(shè)備：淹沒(méi)出流、溢流堰。12/8/20221444.8.3、完全混合式曝氣池多采用表面機(jī)械曝氣裝置，但也可以應(yīng)用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。

根據(jù)和沉淀池的關(guān)系池形圓形方形矩形分建式合建式12/8/2022145圖4-81圓形曝氣沉淀池剖面示意圖12/8/2022146166頁(yè)阻止從回流窗流入的水流在慣性作用下的旋流，并釋放混合液中的氣泡，使水流平穩(wěn)地進(jìn)入沉淀區(qū)，為固液分離創(chuàng)造條件。12/8/2022147表面機(jī)械曝氣器設(shè)于中心管上測(cè)，在它的轉(zhuǎn)動(dòng)下，混合液在中心管呈上升流，并從上出口外溢，在池內(nèi)形成循環(huán)流，處理水經(jīng)設(shè)于上測(cè)出水管進(jìn)入沉淀區(qū)的中心管，混合液由中心管下部溢出進(jìn)行沉淀固液分離。在沉淀區(qū)污泥區(qū)與曝氣器區(qū)中心管之間有回流污泥管連接，在表面機(jī)械曝氣器形成的抽升力的作用下，回流污泥被抽升與污水同步進(jìn)入曝氣區(qū)的中心管。1、曝氣沉淀池：圓形，采用表面機(jī)械曝氣裝置曝氣區(qū)、導(dǎo)流區(qū)、沉淀區(qū)、優(yōu)缺點(diǎn)2、與沉淀池分建的完全混合曝氣池:圓形或方形12/8/2022148一側(cè)為曝氣區(qū)，另一側(cè)為沉淀區(qū)，采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，污水從曝氣區(qū)的一側(cè)均勻進(jìn)入，處理水均勻地從沉淀區(qū)溢出。12/8/20221494.9活性污泥處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)4.9.1概述1、設(shè)計(jì)內(nèi)容

應(yīng)把整個(gè)系統(tǒng)作為整體來(lái)考慮，包括曝氣池、二沉池、曝氣設(shè)備、回流設(shè)備等，甚至包括剩余污泥的處理處置。

主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）工藝流程選擇；（2）曝氣池容積和工藝尺寸的確定；（3）二沉池澄清區(qū)、污泥區(qū)的工藝設(shè)計(jì)；（4）需氧量、供氣量計(jì)算及曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（5）污泥回流量、剩余量計(jì)算與污泥回流設(shè)備設(shè)計(jì)。12/8/20221504、確定處理工藝流程2、原始資料與數(shù)據(jù)

主要依據(jù)：水質(zhì)、水量資料，濃度、去除率、污泥去向、有毒有害物質(zhì)、溫度等。3、應(yīng)確定的主要參數(shù)生活污水或生活污水為主的城市污水：Ns、R、X成熟設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)工業(yè)廢水：試驗(yàn)研究設(shè)計(jì)參數(shù)

流程選擇是活性污泥設(shè)計(jì)中的首要問(wèn)題，關(guān)系到日后運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定可靠以及經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，必須在詳盡調(diào)查的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，以得到先進(jìn)合理的流程。12/8/2022151

需要調(diào)查研究和收集的基礎(chǔ)資料：

1.污水的水量水質(zhì)資料水量關(guān)系到處理規(guī)模，多種方法分析計(jì)算，注意收集率和地下水滲入量；水質(zhì)決定選用的處理流程和處理程度。

2.接納污水的對(duì)象資料

3.氣象水文資料

4.污水處理廠(chǎng)廠(chǎng)址資料廠(chǎng)址地形資料；廠(chǎng)址地質(zhì)資料。

5.剩余污泥的出路調(diào)研12/8/20221524.9.2曝氣池容積的計(jì)算1、BOD-污泥負(fù)荷率法有關(guān)參數(shù)的確定（1）BOD-污泥負(fù)荷率Ns的確定對(duì)于完全混合曝氣池（4-41莫諾方程式）Ns與出水水質(zhì)Se有關(guān)，關(guān)鍵確定K2值。參考170頁(yè)表4-17概念：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，并將其降解到某一額數(shù)的BOD5

重量值。Ns—BOD-污泥負(fù)荷率Q-污水設(shè)計(jì)流量Sa-原污水的BOD值mg/L或kg/m3X-曝氣池內(nèi)混合液懸浮固體濃度（MLSS）mg/L或kg/m3V-曝氣池容積m3Sa-SeSa有機(jī)底物降解率12/8/202215312/8/2022154對(duì)于推流式曝氣池，此外，確定NS還應(yīng)考慮污泥的凝聚、沉淀性能。一般來(lái)說(shuō)，城市污水NS多取值0.3~0.5kgBOD5/(kgMLSS?d)。（2）混合液污泥濃度的確定應(yīng)考慮以下因素：1）供氧的經(jīng)濟(jì)與可能?；旌弦旱恼硿愿?，供氧利用率低。2）活性污泥的凝聚沉淀性能?；旌弦何勰酀舛仁冀K低于活性污泥濃度，二次沉淀時(shí)間拖長(zhǎng)的后果。3）沉淀池與回流設(shè)備的造價(jià)?；旌弦簼舛扔?jì)算公式：（見(jiàn)表4-18，172頁(yè)）BOD-污泥負(fù)荷率實(shí)質(zhì)是F：M（有機(jī)污染物/活性污泥），微生物增殖期不同，有機(jī)物降解效果也不同，因此，確定BOD-污泥負(fù)荷率，首先要結(jié)合處理水BOD5值（Se）考慮。R-污泥回流比X-曝氣池內(nèi)混合液污泥濃度Xr-回流污泥濃度，SVI-污泥容積指數(shù)12/8/20221554.9.3、曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置的計(jì)算與設(shè)計(jì)1、需氧量與供氣量的計(jì)算△O2—去除1kgBOD5的需氧量12/8/202215612/8/20221572、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）1）空氣擴(kuò)散裝置的選定與布置A；較高的氧氣利用率和動(dòng)力效率B：不易堵塞，易于維修C：構(gòu)造簡(jiǎn)單，工程造價(jià)低2）空氣管道系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)A：一般規(guī)定：用料為焊接鋼管；小型污水廠(chǎng)為枝狀，大污水廠(chǎng)用環(huán)狀?？諝夤艿酪话阍O(shè)在地面上，高出池面0.5米以免產(chǎn)生回水現(xiàn)象。空氣流速：干、支管為10-15m/s，通向空氣擴(kuò)散裝置的豎管、小支管為4-5m/s。B：空氣管道計(jì)算:h＝h1＋h2h:壓力損失;h1；沿程阻力損失；h2:局部阻力。3）空壓機(jī)的選定與鼓風(fēng)機(jī)房的設(shè)計(jì)（176頁(yè)）12/8/20221583、機(jī)械曝氣裝置的設(shè)計(jì)葉輪形式確定：考慮葉輪的充氧能力、動(dòng)力效率和加工條件。葉輪直徑確定：取決于曝氣池的需氧量。葉輪直徑與曝氣池直徑的比例關(guān)系，葉輪過(guò)大，會(huì)傷害污泥，過(guò)小，則充氧不足。一般，平板葉輪或傘形葉輪直徑與曝氣池直徑之比在1/3-1/5左右。而泵型以1/4-1/7。葉輪與水深之比采用2/5-1/4.12/8/20221594.9.4、污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與剩余污泥的處置1、污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1）回流污泥量計(jì)算回流污泥量QR=RQ回流比

R=X/(Xr-X)X-混合液污泥濃度Xr-回流污泥濃度，它與SVI有關(guān)，故SVI，X及Xr關(guān)系列舉于表4-2412/8/20221602）污泥提升設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)污泥泵、污泥提升器、螺旋泵2、剩余污泥及其處置（第8章講）12/8/20221614.9.5、二沉池二次沉淀池的功能要求：泥水分離，使混合液澄清、濃縮和回流活性污泥。12/8/2022162二沉池的實(shí)際工作情況1）二沉池中普遍存在著四個(gè)區(qū)：清水區(qū)、

絮凝區(qū)、成層沉降區(qū)、壓縮區(qū)。

兩個(gè)界面：泥水界面和壓縮界面。2）混合液進(jìn)入二沉池以后，立即被稀釋?zhuān)腆w濃度大大降低，形成一個(gè)

絮凝區(qū)。絮凝區(qū)上部是清水區(qū)，兩者之間有一泥水界面。3）絮凝區(qū)后是成層沉降區(qū)，此區(qū)內(nèi)固體濃度基本不變，沉速也基本不變

絮凝情況的優(yōu)劣直接影響成層沉降區(qū)中泥花的形態(tài)、大小和沉速。4）靠近池底處形成污泥壓縮區(qū)。二沉池的澄清能力與混合液進(jìn)入池后的絮凝情況密切相關(guān)，也與二沉池的表面面積有關(guān)。

二沉池的濃縮能力主要與污泥性質(zhì)及泥斗的容積有關(guān)。

對(duì)于沉降性能良好的活性污泥，二沉池的泥斗容積可以較小。1、二沉池的特點(diǎn)

12/8/20221632、二次沉淀池的計(jì)算與設(shè)計(jì)二次沉淀池在構(gòu)造上要注意以下特點(diǎn)：（1）二次沉淀池的進(jìn)水部分，應(yīng)使布水均勻并造成有利于絮凝的條件，

使泥花結(jié)大。（2）二沉池中污泥絮體較輕,容易被出流水挾走,要限制出流堰處的流速,

使單位堰長(zhǎng)的出水量不超過(guò)10m3/（m·h）。（3）污泥斗的容積，要考慮污泥濃縮的要求。在二沉池內(nèi)，活性污泥中

的溶解氧只有消耗，沒(méi)有補(bǔ)充，容易耗盡。缺氧時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能影響

活性污泥中微生物的活力，并可能因反硝化而使污泥上浮，故濃縮

時(shí)間一般不超過(guò)2h。12/8/2022164二沉池主要設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容1）池型選擇2）沉淀區(qū)面積、有效水深和污泥容積計(jì)算。

1）表面負(fù)荷法沉淀池表面面積2）固體通量法（第八章污泥處理與處置）Q-污水最大時(shí)流量q-表面負(fù)荷u-正?；钚晕勰喑蓪映恋碇了伲琺m/su值見(jiàn)表4-25t-水力停留時(shí)間二次沉淀池有效水深12/8/20221654.9.6曝氣沉淀池個(gè)部位尺寸的確定（1）池體1）直徑（D）不宜超過(guò)20m，國(guó)內(nèi)多采用15m