水處理課件-活性污泥法

第十七章活性污泥法17.1基本概念17.2活性污泥法處理系統(tǒng)17．3活性污泥法主要設(shè)計(jì)參數(shù)17．4活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)17．5活性污泥處理系統(tǒng)的運(yùn)行方式17.6曝氣的基本理論17.7活性污泥處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)17.8活性污泥處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理

思考題與習(xí)題17.1基本概念17.1.1活性污泥及其組成17.1.2評價(jià)活性污泥性能的指標(biāo)17.1.3活性污泥凈化反應(yīng)過程17.1.4活性污泥的增殖規(guī)律1．活性污泥的形態(tài)1）外觀形態(tài)：活性污泥（生物絮凝體）為黃褐色絮凝體顆粒：2）特點(diǎn)：(1)顆粒大?。害?0.02～0.2mm(2)表面積：20～100cm2/mL(3)(2000～10000)m2/m3污泥

(4)圖17-1活性污泥形狀圖17.1.1活性污泥及其組成2．活性污泥組成活性污泥M=Ma+Me+Mi+Mii1）Ma—具有代謝功能的活性微生物群體好氧細(xì)菌（異養(yǎng)型原核細(xì)菌）真菌、放線菌、酵母菌原生動(dòng)物后生動(dòng)物2）Me—微生物自身氧化的殘留物3）Mi—活性污泥吸附的污水中不能降解的惰性有機(jī)物有機(jī)物（75～85%）4）Mii—活性污泥吸附污水中的無機(jī)物無機(jī)物（由原污水帶入的）（15～25%）揮發(fā)性活性污泥Mv+Xv=Ma+Me+Mi3．活性污泥微生物的分類（Ma）1）細(xì)菌：（1）異養(yǎng)型原核細(xì)菌（107～108個(gè)/mL）動(dòng)膠桿菌屬假單胞菌屬（在含糖類、烴類污水中占優(yōu)勢）產(chǎn)堿桿菌屬（在含蛋白質(zhì)多的污水中占優(yōu)勢）黃桿菌屬大腸埃希式桿菌（2）特征：G=20～30min，結(jié)合成菌膠團(tuán)的絮凝體狀團(tuán)粒2）真菌：微小的腐生或寄生絲狀菌3）原生動(dòng)物：肉是蟲鞭毛蟲，纖毛蟲等。通過辨認(rèn)原生物的種類，能夠判斷處理水質(zhì)的優(yōu)劣，它是一種指示性生物。原生物攝食水中的游離細(xì)菌，是細(xì)菌的首次捕食者。4）后生動(dòng)物：主要是輪蟲，它在活性污泥中的不經(jīng)常出現(xiàn)，輪蟲的出現(xiàn)是水性穩(wěn)定的標(biāo)志。后生動(dòng)物是細(xì)菌的第二捕食者。1．絮凝體的形成與凝聚沉淀主要取決于NS（BOD—污泥負(fù)荷率）2．污泥沉降比SV：又稱30min沉降率，指混合液在100ml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%3．衡量活性污泥沉淀性能好壞的指標(biāo)——SVI（污泥指數(shù)）

（1）SVI=70～100

其活性污泥凝聚沉淀性能很好

SVI值過低，活性污泥顆粒細(xì)小，無機(jī)物含量高，缺乏活性。

SVI值過高，沉淀性能不好，可能產(chǎn)生污泥膨脹。（2）影響SVI值的主要因素1）NS的影響：見圖17-22）絲狀菌的大量繁殖，引起污泥膨脹，SVI值↑影響絲狀菌大量繁殖的因素：?DO不足?NS大?PH≤4.5?缺乏N、P、Fe3）T水太高17.1.2評價(jià)活性污泥性能的指標(biāo)1．初期吸附去除（物理吸附和生物吸附）

●活性污泥巨大的表面積（2000～10000m2/m3活性污泥）其表面為多糖類的粘質(zhì)層，污水中懸浮和膠體狀態(tài)的有機(jī)物被其凝聚和吸收而得到去除。在30min內(nèi)能去除70%BOD。

●一般處于饑餓狀態(tài)的內(nèi)源呼吸期的微生物其活性最強(qiáng)，吸附能力也強(qiáng)

●初期吸附去除的過程2．微生物的代謝17.1.3活性污泥凈化反應(yīng)過程1〉氧化分解2〉合成代謝（合成新細(xì)胞）3〉內(nèi)源代謝（17－1）（17－2）1．適應(yīng)期（延遲期或調(diào)整期）：是微生物的細(xì)胞內(nèi)各種酶系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)過程2．對數(shù)增殖期（等速增殖期）

活性污泥能量水平很高，活性污泥處于松散狀態(tài)3．減速增殖期（減速增長期、私定期、平衡期）營養(yǎng)物不過剩，它已成為微生物生長的限制因素活性污泥水平的能量低下，污泥絮凝。17.1.4活性污泥的增殖規(guī)律4．內(nèi)源呼吸期（衰衰亡期）營養(yǎng)物缺乏，為為了獲得能量量維持生命，，分解代謝自身身的能量物質(zhì)，，開始衰亡。同同時(shí)內(nèi)酶分解細(xì)細(xì)胞壁，使污泥泥量減少。后來來有機(jī)物幾乎被被耗盡，能量水水平極低，微生生物活動(dòng)能力非非常低，絮凝體體形成速率增大大，處理水顯著著澄清，水質(zhì)良良好。17.2活活性污泥法處理理系統(tǒng)17.2.1活活性污泥法的的基本流程17.2.2活活性污泥反應(yīng)應(yīng)動(dòng)力學(xué)17.2.3幾幾個(gè)重要的參參數(shù)17.2.4活活性污泥凈化化反應(yīng)影響因素素1．產(chǎn)生：從間間歇式發(fā)展到連連續(xù)式2．基本工藝流流程：圖17-4活活性污泥法基基本流程圖17.2.1活活性污泥法的的基本流程3．活性污泥法法特征1）曝氣池是一一個(gè)生物化學(xué)反反應(yīng)器2）曝氣池內(nèi)混混合是一個(gè)三相相混合系統(tǒng)：液液相—固相—?dú)鈿庀?；混?污水+活性性污泥+空氣3）傳質(zhì)過程：：氣象中O2→液相中的溶解解氧DO→進(jìn)入入微生物體內(nèi)（固相）液相相中的有機(jī)物→→被微生物（固固相）所吸收降降解→降解產(chǎn)物返回回空氣相（CO2）和液相（H2O）4）物質(zhì)轉(zhuǎn)化過過程：有機(jī)物降降解→活性污泥泥增長曝氣池內(nèi)，在活活性污泥微生物物的代謝作用下下，污水中的有有機(jī)物得到降解解去除，同時(shí)活活性污泥得到增增長。1.活性污泥微微生物在曝氣池池內(nèi)每日凈增殖殖量ΔX（kg/d）是微生生物合成反應(yīng)和和內(nèi)源代謝的綜綜合結(jié)果，即式中：a——污污泥產(chǎn)率（污泥泥轉(zhuǎn)換率）Sr——污水中被降降解、去除的有有機(jī)污染物量（（BOD），kg/dX——曝氣池混混合液含有的活活性污泥量，kg/db——自身氧化化率（衰減系數(shù)數(shù)），d－1（17-3）17.2.2活活性污泥反應(yīng)應(yīng)動(dòng)力學(xué)2．曝氣池內(nèi)活活性污泥微生物物的凈增殖量ΔΔX（kg/d）1）單位曝氣池池容積內(nèi)活性污污泥的凈增殖速速度：凈增殖速度合合成速度度內(nèi)內(nèi)源代謝速（17-5）Y——污泥產(chǎn)產(chǎn)率系數(shù)：MLVSSkg數(shù)/1kgBOD對于生活污水：：Y＝0.5～～0.65而（17-4）式中：Kd———微生物自身氧氧化率（衰減系系數(shù)），d-1對于生活污水：：Kd＝0.05～0.1Xv——MLVSS而2）活性污泥微微生物凈增殖的的基本方程式：：3）在曝氣池中中MLVSS的的凈增殖量ΔXv（17-6）將（17-6））式各項(xiàng)除以VXv得（17-7）式中：3．Nrs——BOD－污污泥去除負(fù)荷率率[kgBOD5/kgMLSS?d]則（17-7））式可寫為：而（17-8）（17-8）式式分析Nrv——BOD－污污泥容積去除負(fù)負(fù)荷率[kgBOD5/kgMLSS?d]a、b一般在工工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行行中應(yīng)用，并以以MLSS為基基準(zhǔn)考慮Y、Kd一般在科研和學(xué)學(xué)術(shù)探討上應(yīng)用用，且以MLVSS為計(jì)算基準(zhǔn)17.2.3幾幾個(gè)重要的參參數(shù)1．vmax有有機(jī)底物的最最大比降解速度度，t-12．Ks飽飽和常數(shù)，為當(dāng)當(dāng)μ=1/2··μmax時(shí)的的底物濃度，也稱之為半速度度常數(shù)，質(zhì)量/容積3．Y產(chǎn)率率系數(shù)，即微生生物每代謝1kgBOD所合合成的MLVSSkg數(shù)4．Kd活性性污泥微生物的的自身氧化率，，d-1，亦稱稱為衰減系數(shù)；5．a(chǎn)′活性性污泥微生物對對有機(jī)污染物氧氧化分解過程的的需氧率，即活性污污泥微生物每項(xiàng)項(xiàng)代謝1kgBOD所需需要的氧量，以kg計(jì)；6．b′活性性污泥微生物代代謝活動(dòng)被降解解的有機(jī)污染物物量，以BOD值值計(jì)營養(yǎng)物質(zhì)：碳源源、氮源、無機(jī)機(jī)鹽類、某些生生長素1）碳源：組組成生物細(xì)胞的的主要物質(zhì)，對對碳源的需求量量較大，一般BOD5≥100mg/L2）氮源：組組成細(xì)胞的重要要元素，其需要要按BOD：N=100：5考慮3）鹽類：必必不可少（1）主要的的無機(jī)鹽類P：按BOD5:N:P=100:5:1考慮，它是微微生物需要量最最多的無機(jī)元素，約占占全部無機(jī)鹽元元素的50%還有K、Ca、、Fe、S無機(jī)元素（2）微量無無機(jī)元素對于生活污水，，BOD5:N:P的比值為為100:5:1，但經(jīng)沉淀淀池處理后，其BOD5:N:P=100:20:2517.2.4活活性污泥凈化化反應(yīng)影響因素素2．BOD———污泥負(fù)荷NS3．DO——溶溶解氧1）曝氣池在穩(wěn)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，微微生物的耗氧速速率（Rr需需氧速率）＝曝氣器的供氧氧速率時(shí)Ns～SVI的的關(guān)系（圖17-1），其池中的溶解解氧DO不變。。2）曝氣池中DO濃度大小將將取決于：（1）生物絮體體的大?。阂笄笊镄躞w大，，則要求DO濃濃度高，DO才能擴(kuò)散轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到生物絮體體內(nèi)部,反之則則不能。對此要要求DO濃度為2mg/L左右為為好。（2）考慮沖擊擊負(fù)荷與中毒的的影響，以便于于操作以了解供供氧量的變化急性中毒慢性中毒DO逐漸增加沖擊負(fù)荷DO突然↓DO突然↑4．水溫：15～35℃之間間20～30℃，，效果好，活動(dòng)動(dòng)旺盛，＜15℃，＞35℃，效果↓↓，活動(dòng)弱，＜5℃，＞45℃，效果很差差，5．pH值最佳的pH值為為6.5～8.5當(dāng)pH＜6.5，絲狀菌繁殖殖，pH＜4.5，絲狀菌占占優(yōu)勢當(dāng)pH＞9.0，代謝速率↓↓6．有毒物質(zhì)主要是重金屬，，H2S、CN－、酚等，當(dāng)當(dāng)超過一定濃度度時(shí)，就破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)構(gòu)，抑制代謝。。17．3活性性污泥法主要設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)17.3.1表表示混合液中中活性污泥數(shù)量量的指標(biāo)（曝氣氣池）17.3.2表表示活性污污泥的沉降性能能及評定指標(biāo)（（二沉池）17.3.1表表示混合液中中活性污泥數(shù)量量的指標(biāo)（曝氣氣池）1.MLSS濃度——混合合液懸浮固體濃濃度〈混合液污污泥濃度〉：mg/L混合液液；g/L混合合液；g/m3混合液；kg/m3混合液MLSS＝M=X=Ma+Me+Mi+Mii2.MLVSS濃度——混混合液揮發(fā)性懸懸浮固體濃度MLVSS＝MV=XV=Ma+Me+Mi1.SV——污污泥沉降比，又又叫30min污泥沉降率SV反應(yīng)了曝氣氣池正常運(yùn)行的的污泥量，可用用于控制剩余污污泥排放量，同時(shí)通過它能及及早發(fā)現(xiàn)污泥膨膨脹等異常現(xiàn)象象的發(fā)生。2.SVI———污泥容積指指數(shù)（污泥指數(shù)數(shù)）曝氣池出口處處的混合液經(jīng)經(jīng)30min靜沉后，每每g干污泥所所形成的沉淀淀污泥所占的容積積—mL/g17.3.2表示活活性污泥的沉沉降性能及評評定指標(biāo)（二二沉池）SVI在習(xí)慣慣上只稱數(shù)字字，而把單位位略去SVI值能夠夠反映活性污污泥的凝聚、、沉降性能要維持曝氣池池一定的MLSS（如3000mg/L）的情情況下，SVI值越高，，則要求的污泥泥回流比R就就越大，但當(dāng)當(dāng)SVI值高高達(dá)400mL/g時(shí)，，則難于用提高R來維維持曝氣池一一定的MLSS濃度。3.θC——污泥齡（（生物固體平平均停留時(shí)間間）系統(tǒng)中每每日增長的活活性污泥量應(yīng)應(yīng)等于每日排排出的剩余污污泥量（ΔX）θC的定義式（17－10）活性污泥在曝曝氣池內(nèi)的平平均停留時(shí)間間——生物固固體平均停留留時(shí)間。（17－9））將△X（17-9）式代代入（17-10）式：：（17-11）（17-12）(17-13)Xr是活性污泥特特性和二沉池池沉淀效果的的函數(shù)。(17-14)4.曝氣池池中有機(jī)污染染物與活性污污泥微生物比比值的指標(biāo)：：式中：S0——原污水中中有機(jī)污染物物的濃度（BOD），mg/LX——混合液液懸浮固體（（MLSS））濃度，mg/LV——曝氣池池容積，m3（17-16）Ns=f(SVI)見圖圖17-2（17-15）（17-17）17．4活活性污泥反應(yīng)應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)礎(chǔ)17.4.1概述17.4.2莫諾方方程式17.4.3勞倫斯斯——麥卡蒂蒂方程式17.4.1概述其值不同，就就會(huì)導(dǎo)致、∴動(dòng)力學(xué)是研研究討論下列列函數(shù)關(guān)系：：∵、的變化17.4.2莫諾方方程式1.Monod（莫諾諾）公式的由由來與演變1）米－門公公式：（1913年）純酶→單一基基質(zhì)酶促反應(yīng)中基基質(zhì)比降解速速率2）Monod公式（（1942年年）微生物的比增增長速率純菌種→單一一基質(zhì)3）Monod公式（（1950年年）微生物的比增增長速率（17-18）異養(yǎng)微生物群群體→單一基基質(zhì)∵∴（17-19）（17-20）∴4）Lawrence公式：（1960～1970年））異養(yǎng)微生物群群體（活性污污泥）→污水水中混合有機(jī)機(jī)物證實(shí)有機(jī)物降降解速率也符符合Monod公式2．Monod公式的推推論1）當(dāng)混合液液中S＞＞KS則（17-20）式中KS可忽略不計(jì)———高有機(jī)物物濃度將（17-22）積分：：(17-23)(17-24)2）當(dāng)混合合液中S在S′～S′′之間——中等等有機(jī)物濃度度3）一相說與與二相說一相說——Monod公公式二相說——Eckenfelder二相說———非連續(xù)函數(shù)數(shù)3．Monod公式的應(yīng)應(yīng)用與參數(shù)的的確定S＝Se＜＜＜S′′并為定值且處處于減速生長長期，屬一級級反應(yīng)：適合于（17-25）在穩(wěn)定條件下下，對有機(jī)物物進(jìn)行物料平平衡：＝+（17-26）進(jìn)入曝氣池流流出曝氣氣池在在曝曝氣池降解的的（17-27）（17-28）當(dāng)以Se代替替莫諾方程式式（17-22）式中的的S得出：（17-29）并在等式兩邊邊同時(shí)除以X得出：（17-30）（17-31）由（17-30）式可知知：(17-32)（17-33）（17-34）4．K2、Vmax、KS的求定1）K2的求定（圖17-8）（17-32）2）Vmax、KS的求定（圖17-9）將（17-30）式取倒倒數(shù)得：=+（17-35）為縱坐標(biāo)斜斜率率為為橫坐標(biāo)截截距5．對推流式式曝氣池的分分析1）分析與問問題的提出Qw＜＜Q，，Xe≈02）完全混混合式、推流流式二者水力力停留時(shí)間的的比較給水工程（第第四版）：P249表表14－3，，（17-36）（17-37）（17-38）則CFSTR———Continuous—FlowStirredTankRectorPF——Plug－Flow1．概述1）單位微微生物量的底底物利用率q（17-39）以θC、q作為基本本參數(shù)，并以以第一、二兩兩個(gè)基本方程程式表達(dá)。2）勞－麥麥第一基本方方程式（17-40）17.4.3勞倫斯斯——麥卡蒂蒂方程式3）勞－麥麥第一基本方方程式：由V＝q推出有機(jī)物的降解解速度等于其其被微生物的的利用速度。。有機(jī)底物的利利用速率（降降解速率）與與曝氣池內(nèi)微微生物濃度Xa及有機(jī)底物濃濃度S之間的的關(guān)系。（17-41）2．勞－麥方方程式的推論論與應(yīng)用1）處理水水有機(jī)底物濃濃度Se計(jì)算算（17-42）Y——微生物物產(chǎn)率：mg微生物量/mg有機(jī)物物量Ks——半速速度系數(shù)（17-42）公式的推推導(dǎo)：由（17-8）與（17-30）式式可得出：（17-43）移項(xiàng)整理：2）反應(yīng)器內(nèi)活活性污泥濃度Xa的計(jì)算（17-44）公公式的推導(dǎo)：由（17-8）與與（17-30））公式得出：（17-44）移項(xiàng)：（17-45）3）污泥回流比比R與θc值之間間的關(guān)系（17-46）而4）完全混合式曝曝氣池有機(jī)底物降降解速度的推導(dǎo)：：Monod式在低低有機(jī)物濃度下，，有機(jī)底物的降解解速度勞－麥?zhǔn)剑河袡C(jī)底底物的降解速度等等于其被微生物的的利用速度（17-47）而則（17-48）（17-49）或（17-51）（17-50）5）活性污泥的二二種產(chǎn)率（合成產(chǎn)產(chǎn)率Y與表觀產(chǎn)率率Yobs）與θc的關(guān)系Y——合成產(chǎn)率，，表示微生物的增增殖總量，沒有去去除內(nèi)源呼吸而消亡的那一部分分Yobs——表觀產(chǎn)率，實(shí)實(shí)測所得微生物的的增殖量，即微生生物的凈增殖量，已去除了了因內(nèi)源呼吸而消消亡的那一部分。。17．5活性污泥處理系統(tǒng)統(tǒng)的運(yùn)行方式17.5.1傳傳統(tǒng)活性污泥法法（普通活性污泥泥法）17.5.2階階段曝氣活性污污泥法17.5.3再再生曝氣活性污污泥法系統(tǒng)17.5.4吸吸附—再生活性性污泥法系統(tǒng)17.5.5延延時(shí)曝氣活性污污泥法17.5.6高高負(fù)荷活性污泥泥法17.5.7完完全混合活性污污泥法17.5.8多多級活性污泥法法系統(tǒng)17.5.9深深水曝氣活性污污泥法系統(tǒng)17.5.10深深井曝氣池活性性污泥法系統(tǒng)17.5.11淺淺層曝氣活性污污泥法系統(tǒng)（殷卡卡曝氣法）17.5.12純純氧曝氣活性污污泥法系統(tǒng)1．傳統(tǒng)活性污泥泥法的特征：1)有機(jī)物的吸吸附與代謝在一個(gè)個(gè)曝氣池中連續(xù)進(jìn)進(jìn)行2)活性污泥經(jīng)經(jīng)歷了一個(gè)生長周周期：對數(shù)增長期期→減速增長期→→內(nèi)源呼吸期。經(jīng)歷歷了吸附與代謝二二個(gè)階段3)S由大→小小，dO2/dt由大→小。3．缺點(diǎn)：1)不適應(yīng)沖擊負(fù)負(fù)荷和有毒物質(zhì)因?yàn)槭峭屏魇?，進(jìn)進(jìn)入池中的污水和和回流污泥在理論論上不與池中原有的混合液混混合?！嗨|(zhì)的變變化對活性污泥影影響較大2)前段供氧不足足，后段供氧過剩剩3)Ns不高，曝氣池V大大，占地大2．優(yōu)點(diǎn)：∴池首往往供氧不不足，后段供氧過過剩，池前段DO濃度較低，沿池池長逐漸增高17.5.1傳傳統(tǒng)活性污泥法法（普通活性污泥泥法）傳統(tǒng)活性污泥法流流程圖（圖17-11）17.5.2階階段曝氣活性污污泥法特點(diǎn)1)分段多點(diǎn)進(jìn)進(jìn)水，負(fù)荷分布均均勻，均化了需氧氧量，避免了前段供氧不足，，后段供氧過剩的的缺點(diǎn)2)提高了耐水水質(zhì)，水量沖擊負(fù)負(fù)荷的能力3)活性污泥濃濃度沿池長逐漸降降低階段曝氣活性污泥泥法工藝流程圖（（圖17-12））17.5.3再再生曝氣活性污污泥法系統(tǒng)而吸附再生活性污污泥法系統(tǒng)V再生池很大，V吸附僅30～60min，容積小17.5.4吸吸附—再生活性性污泥法系統(tǒng)特點(diǎn)1)吸附與再生生分別進(jìn)行，二沉沉池在二者之中2)吸附時(shí)間較較短（30～60min），再生生池只對回流污泥泥再生。∴整個(gè)池容小于普普通活性污泥法3)處理效果低低于普通活性污泥泥法4)具有一定的的耐沖擊負(fù)荷的能能力5)不宜處理溶溶解性有機(jī)物較多多的污水吸附—再生活性污污泥法工藝流程圖圖（圖17-13）17.5.5延延時(shí)曝氣活性污污泥法2.特點(diǎn)1)Ns非常小，只有0.05～0.10kgBOD/kgMLSS··d2)曝氣時(shí)間t長（24h以上上），污泥處于內(nèi)內(nèi)源呼吸期，剩余余污泥量少且穩(wěn)定，池容大大3)出水水質(zhì)好好，對原污水有較較強(qiáng)的適應(yīng)能力，，無需設(shè)初沉池，，只適合于小城鎮(zhèn)污水水處理（Q≤1000m3/d）。污污泥不需進(jìn)進(jìn)行厭氧消化處理4)基建建費(fèi)和運(yùn)行行費(fèi)較高吸附—再生生活性污泥泥法工藝流流程圖17.5.6高高負(fù)荷活性性污泥法2.特點(diǎn)1).曝氣氣時(shí)間短（（1.5～～3.0h）。Ns高（1.5～3.0kgBOD/kgMLSS·d），ηBOD<（65～～75）%。低2).池容容小，出水水水質(zhì)不好好17.5.7完完全混合活活性污泥法法特點(diǎn)1)耐沖沖擊負(fù)荷，，特別適應(yīng)應(yīng)于工業(yè)廢廢水處理2)池內(nèi)內(nèi)水質(zhì)均勻勻一致，各點(diǎn)相同，，3)池內(nèi)內(nèi)需氧均勻勻，動(dòng)力消消耗小于推推流式4)出水水水質(zhì)比推推流式差，，活性污泥泥易產(chǎn)生膨膨脹各部分工況況幾乎完全全一致，可可通過來調(diào)整工作作情況完全混合活活性污泥法法工藝流程程圖（圖17-14）特點(diǎn)1)當(dāng)污污水BODu＞300mg/L，一級級曝氣池以以采用完全全混合式曝曝氣池為好；（（對水質(zhì)水水量沖擊負(fù)負(fù)荷承受力力強(qiáng)）2)當(dāng)污污水BODu＜300mg/L，一級級曝氣池可可采用推流流式3)當(dāng)污污水BODu＜150mg/L，不應(yīng)應(yīng)采用多級級4)處理理水水質(zhì)好好，但建設(shè)設(shè)費(fèi)和運(yùn)行行費(fèi)均較高高17.5.8多多級活性污污泥法系統(tǒng)統(tǒng)1.概述1)亨利定定律：C＝＝H·P式中：C———水中溶溶解氧飽和和濃度H——亨利利常數(shù)P——壓力力2)生物的增殖殖和有機(jī)物物降解2．深水水曝氣池深水中層曝曝氣池深水底層曝曝氣池17.5.9深水水曝氣活性性污泥法系系統(tǒng)17.5.10深深井曝氣氣池活性污污泥法系統(tǒng)統(tǒng)1.H＝＝50～100m，，φ＝1～～6m2.特征征：1)氧的的利用效率率EA高達(dá)90％％，動(dòng)力效效率EP高達(dá)6kgO2/KW·h；占地少少（傳統(tǒng)活性性污泥法EA＝10％±±，EP＝2～3））2)適用用于各種氣氣候條件，，可不設(shè)初初沉池3)適用用于處理高高濃度有機(jī)機(jī)廢水EP——?jiǎng)恿π剩?KWh電能能轉(zhuǎn)移到混混合液中的的氧量，以以kgO2/KW·h深井曝氣池池活性污泥泥法工藝流流程圖（圖圖17-15）17.5.11淺淺層曝氣氣活性污泥泥法系統(tǒng)（（殷卡曝氣氣法）1.氣泡只只有在形成成與破碎的的一瞬間有有著最高的的氧轉(zhuǎn)移率率，而與其在液體中中的移動(dòng)高高度無關(guān)2.可使用用低壓鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)，節(jié)省省電耗，EP＝1.8～2.6kgO2/KW·h淺層曝氣活活性污泥法法工藝流程程圖（圖17-16）1．概述17.5.12純純氧曝氣活活性污泥法法系統(tǒng)空氣純氧20℃Po2＝0.21atmCs＝9.2mg/LPo2＝（4.4～4.7）×0.21atmCs＝（4.4～4.7）×9.2mg/L當(dāng)維持曝氣池DO（C）＝2mg/L則氧轉(zhuǎn)移的推動(dòng)力：（Cs－C）＝9.2－2＝7.2mg/L（Cs－C）＝9.2－2＝7.2mg/L∴純氧曝氣氣氧轉(zhuǎn)移推推動(dòng)（Cs－C）比空空氣曝氣氧氧轉(zhuǎn)移的推推動(dòng)力提高高了40/7.2=5.5倍倍，同時(shí)純純氧曝氣氧氧轉(zhuǎn)移推速速率2．特征1)氧的的利用率EA＝（80～～90）％％，而傳統(tǒng)統(tǒng)活性污泥泥法EA僅為±10％2)MLSS＝4～7g/L，使Nrv↑3)SVI＜100，一般般不會(huì)發(fā)生生污泥膨脹脹4)剩剩余污泥泥量小V↓純氧曝氣氣活性污污泥法工工藝流程程圖（圖圖17-17））圖17-12階段曝氣氣活性污污泥法系系統(tǒng)圖17-13吸附－再再生活性性污泥法法系統(tǒng)延時(shí)曝氣氣活性污泥泥法系統(tǒng)統(tǒng)圖17-14完完全全混合活性污泥泥法系統(tǒng)統(tǒng)圖17-15深深井井曝氣活性污泥泥法系統(tǒng)統(tǒng)圖17-16淺淺層層曝氣活性污泥泥法系統(tǒng)統(tǒng)圖17-17純純氧氧曝氣活活性污泥法系系統(tǒng)17.6曝曝氣的基基本理論論17.6.1氧氧轉(zhuǎn)移移原理17.6.2影影響氧氧轉(zhuǎn)移的的因素17.6.3曝曝氣設(shè)設(shè)備類型型17.6.4需需氧量量與供氧氧量的計(jì)計(jì)算1．?dāng)U散散過程的的基本規(guī)規(guī)律———菲克（（Fick）定定律式中：Vd——物質(zhì)質(zhì)的擴(kuò)散散速率，，單位時(shí)時(shí)間、單位斷面面上通過過的物質(zhì)質(zhì)數(shù)量DL——擴(kuò)散散系數(shù)（17-52））17.6.1氧氧轉(zhuǎn)移移原理2．雙膜膜理論與與氧總轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移系數(shù)數(shù)KLa1)(17-53)（17-54））將（17-55）式兩兩邊同除除以V：：KLa小，則氧轉(zhuǎn)移移過程中中阻力大大KLa大，則氧轉(zhuǎn)移移過程中中阻力小?。?7-55））（17-56））（17-57））2)曝曝氣原理理O2在氣膜、、液膜中中進(jìn)行分分子擴(kuò)散散，而在在氣相和和液相主主體中進(jìn)進(jìn)行對流擴(kuò)散散(2)傳質(zhì)的阻阻力集中中在雙膜膜，但因因O2是難溶氣氣體，∴氧轉(zhuǎn)移的的決定性性阻力又集集中在液液膜內(nèi)(3)O2通過液膜膜的轉(zhuǎn)移移速率是是氧擴(kuò)散散轉(zhuǎn)移全全過程的的控制速速率∴通過液液膜的氧氧轉(zhuǎn)移速速率（（kgO2/h）在單位容容積內(nèi)氧氧的轉(zhuǎn)移移速率（（kg/m3?h）將（17-55）式兩兩邊都除除以V（（曝氣池池容積））：令式中：KLa——氧的的總轉(zhuǎn)移移系數(shù)（（h－1），KLa大則阻力力小，反反之亦然然。整理后積積分得：：（17-58））KLa——氧總總轉(zhuǎn)移系系數(shù)是評評價(jià)空氣氣擴(kuò)散裝裝置的重重要參數(shù)數(shù)。3．KLa的測定1)水中無無氧狀態(tài)下的的測定法用清水，用Na2SO3（或N2）對清水脫氧氧，使C＝0然后進(jìn)行曝氣氣充氧，每隔隔一定時(shí)間，，測定DO值值，直至飽和和為止2)對曝氣氣池混合液的的測定對于混合液，，氧的變化率率是氧的轉(zhuǎn)移移率與活性污污泥微生物耗耗氧率R之差差，即：（17-59）R——活性污污泥微生物的的耗氧速率R（mg/L?min））（17-60）可寫為：－（17-61）截距斜斜率17.6.2影響氧轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移的因素1．Cs——氧的飽和和濃度式中：S———含鹽量（（mg/L）T——溫度℃℃式中：ρ———壓力修正系系數(shù)（17-62）（mg/L））而對于T，P一一定時(shí)，Cs就只與含鹽量量S有關(guān)，即即Cs＝f（S）∴采用ββ因子來修正正溶解鹽類對對Cs的影響（17-63）當(dāng)考慮氣壓和和含鹽量的影影響（17-64）2．污水的水水質(zhì)污水中存在著著溶解性有機(jī)機(jī)物，特別是是表面活性物物質(zhì)，如短鏈鏈脂肪酸和乙乙醇，是一種種兩親分子，，極性端羧基基COOH－（親水）或羥羥基－OH－（親水）插入入液相中，而而非極性端（（疏水）的碳碳基鏈則伸入入氣相中。如C17H35—COOHO非極性端極極性端疏水親親水極極性端非非極性端C17H35（親水）COOH（（親氣相相，疏水）由于兩親分子子聚集在氣液液界面上，阻阻礙氧分子的的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，，增加了氧轉(zhuǎn)移過程的阻阻力→KLa↓引入α因子來來修正表面活活性物質(zhì)對KLa的影響（17-65）（17-66）3．水溫當(dāng)15～～30℃時(shí)：：水溫低對氧氧轉(zhuǎn)移有利30～35℃℃時(shí)：水溫較較高對氧轉(zhuǎn)移移有利4．紊動(dòng)強(qiáng)度度1)低紊動(dòng)動(dòng)程度液體內(nèi)部對氧氧轉(zhuǎn)移過程的的阻力比液膜膜的阻力大得得多?！嘁后w運(yùn)運(yùn)動(dòng)對α值幾幾乎沒有影響響2)中等紊紊動(dòng)程度液體內(nèi)部對氧氧擴(kuò)散過程的的阻力減小，，此時(shí)液膜阻阻力將控制氧氧擴(kuò)散速率，此時(shí)時(shí)α值達(dá)到最最小值3)高度紊紊動(dòng)打碎液膜，αα值將接近于于11．曝氣系統(tǒng)統(tǒng)1）鼓風(fēng)曝氣氣：空氣加壓壓設(shè)備（鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)）→管道道系統(tǒng)→擴(kuò)散散裝置（曝氣氣器）機(jī)械曝氣：曝曝氣葉輪曝氣轉(zhuǎn)刷圖17-19兩種曝曝氣示意圖17.6.3曝氣設(shè)備備類型2）曝氣器器的作用3）曝氣器器的主要指標(biāo)標(biāo)（1)動(dòng)力力效率EP：（kgO2/KW?h））（2)氧利利用效率EA（氧轉(zhuǎn)移效率率）（3)充氧氧能力EL：（kgO2/h）①對鼓風(fēng)曝曝氣性能以EP、EA來評定②對機(jī)械曝曝氣性能以EP、EL來評定。無法法用EA來評定2．鼓風(fēng)曝氣氣空氣擴(kuò)散裝裝置（曝氣器器）圖17-20新型高效曝曝氣器1）微氣泡空氣氣擴(kuò)散裝置（EA＞10％，，氣泡直徑＜1.5mm）EAEP（kgO2/KW?h）(1)300×300×35（mm）（7～14）％％1.8～～2.5(2)擴(kuò)散管：組成擴(kuò)擴(kuò)散管阻（10～13））％2.0φ60～100mm；L＝500～600mm(3)固定定式平板型微孔孔空氣擴(kuò)散器圖17-21（20～25））％4～～6(4)固定定式鐘罩型微孔孔空氣擴(kuò)散器圖17-22（20～25））％4～～6(5)膜片式式微孔空氣擴(kuò)散散器(圖）（27～38））％(7)曝氣軟軟管（（25.3～32.5）％4.5～8.6(6)搖臂式式微孔空氣擴(kuò)散散器（（18～～30）％2）中氣泡空氣氣擴(kuò)散裝置（氣氣泡直徑1.5～3.0mm）EAEP（kgO2/KW?h）(2)Wn－－180型網(wǎng)狀狀膜空氣擴(kuò)散裝裝置(圖）（12～15））％2.7～3.7(1)穿孔管管（單管，雙管管，柵狀）（（4～6）％1.03）水力剪切式式空氣擴(kuò)散裝置置EAEP（kgO2/KW?h）(1)倒盆盆式空氣擴(kuò)散裝裝置圖17-23（6.5～8.8）％1.75～2.88(2)固定定螺旋空氣擴(kuò)散散裝置圖17-2410％±2±(3)金山山Ⅰ型空氣擴(kuò)散散裝置圖17-258％EL＝0.41（（kgO2/h）4）水力沖擊式式空氣擴(kuò)散裝置置(1)密集集多噴嘴空氣擴(kuò)擴(kuò)散裝置圖17-26(2)射流流式空氣擴(kuò)散裝裝置＞＞20％圖5）水下空氣擴(kuò)擴(kuò)散裝置：充氧氧、攪拌(1)上流流式水下空氣擴(kuò)擴(kuò)散裝置：圖17-27(2)下流流式水下空氣擴(kuò)擴(kuò)散裝置：圖17-283．機(jī)械曝氣裝裝置1）豎軸式機(jī)械械曝氣裝置(1)泵型型葉輪曝氣器圖(2)K型型葉輪曝氣器圖(3)倒傘傘型葉輪曝氣器器圖17-29(4)平板板型葉輪曝氣器器圖17-302）臥軸式機(jī)械械曝氣裝置曝氣轉(zhuǎn)刷圖17-31膜片式微孔空氣氣擴(kuò)散器網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散散裝置圖17-24固定式單螺螺旋空氣擴(kuò)散裝裝置射流式水力沖擊擊空氣擴(kuò)散裝置置圖17-28下流式水下下空氣擴(kuò)散裝置置泵型葉輪曝氣器器K型葉輪曝氣器器圖17-29倒傘型葉輪輪曝氣器圖17-31轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)刷曝氣器1．Csb——曝氣池中氧氧的平均飽和溶溶解度的計(jì)算———Oldshue奧特休計(jì)計(jì)算法1）Cs1——曝氣池池底底氣泡生成時(shí)氧氧飽和溶解度（（mg/L）17.6.4需需氧量與供氧氧量的計(jì)算2）Cs2——?dú)馀萆烈阂好鏁r(shí)氧飽和溶溶解度（mg/L）3）4）求Ot——?dú)馀輳钠貧鈿獬匾莩鰰r(shí)氧的的百分?jǐn)?shù)（％））式中：EA——擴(kuò)散裝置（（擴(kuò)散器）的利利用效率，一般般為6～12％％2．轉(zhuǎn)移到曝氣氣池總氧量的計(jì)計(jì)算——R的計(jì)計(jì)算在穩(wěn)定狀態(tài)下，，即曝氣池中DO濃度不變（（供氧速率＝耗耗氧速率），即氧的轉(zhuǎn)移速率率而（17-67））（β）及氣壓對對Cs（T）的的影響（ρ）。。（17-68））在上式（17-68）兩邊同同乘以V（曝氣氣池容積），則得出轉(zhuǎn)移到曝曝氣池的總氧量量R為：（17-69））3．曝氣設(shè)備在在標(biāo)準(zhǔn)條件下（（1atm、水水溫20℃、脫脫氧清水）脫氧氧清水中氧總轉(zhuǎn)移量R0的計(jì)算在標(biāo)準(zhǔn)條件下：：α＝1，β＝＝1，ρ＝1，，C＝0在標(biāo)準(zhǔn)條件下曝曝氣設(shè)備的供氧氧量：（17-70））（17-71））而上式中的R=O2=a′QSr+b′VXv實(shí)際上，處理廢廢水需要轉(zhuǎn)移到到曝氣池混合液液中的總氧量為為R，我們選定定的曝氣設(shè)備應(yīng)應(yīng)滿足在上述情情況下總需氧量量R的要求。然然而曝氣設(shè)備的的制造廠家是在在標(biāo)準(zhǔn)條件下測測試得出曝氣設(shè)設(shè)備的性能的KLa(20)?！嗍紫纫_確定曝氣池混合合液所需的總氧氧量R再求出再標(biāo)準(zhǔn)條條件下曝氣設(shè)備備應(yīng)轉(zhuǎn)移的總氧氧量R0，這樣才能滿足足實(shí)際廢水曝氣氣池混合液所需需的總氧量R的的要求選定設(shè)備。4．氧轉(zhuǎn)移效率率EA（氧的里利用效效率）與供氣量量Gs（17-72））1）2）（17-73））5．機(jī)械曝氣標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)條件下充氧氧量（氧轉(zhuǎn)移總總量）Qos的計(jì)算1）Qos的計(jì)算（17-74））V——葉輪線速速度（m/s）式中:n——葉葉輪轉(zhuǎn)速速（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分））D——葉葉輪直徑徑K1——池型型修正系系數(shù)（表表17-14））池型修正系數(shù)分建式圓形曝氣沉淀池圓池正方池長方池K1K2110.640.810.91.340.85～0.980.85～0.87池型修正正系數(shù)表表17-14?K1———充氧量量Qos的池型型修正系系數(shù)?K2———泵型葉葉輪軸功功率N公公式中的的池型修修正系數(shù)數(shù)2）葉輪輪軸功率率N的計(jì)計(jì)算3）機(jī)械械曝氣計(jì)計(jì)算程序序計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)情況下下的供氧氧量R0由（17-74）公式式確定葉葉輪直徑徑D確定葉輪輪軸功率率N（17-77））（17-75））（17-76））17.6.5曝曝氣氣池的型型式與構(gòu)構(gòu)造1．曝氣氣池的類類型（1）根根據(jù)混合合液流動(dòng)動(dòng)形態(tài)，，可分為為推流式、完全混混合式和和循環(huán)混合合式三種；（2）根根據(jù)采采用曝氣氣方法，，可分為為鼓風(fēng)曝曝氣池、、機(jī)械曝曝氣池以以及二者者聯(lián)合使使用的機(jī)機(jī)械鼓風(fēng)曝氣氣池；（圖）（3）根根據(jù)平面面形狀，，可分為為長方廊廊道形、、圓形、方形以及環(huán)狀跑道道形等四種；；（4）根根據(jù)曝氣氣池與二二沉池之之間的關(guān)關(guān)系，可可分為合合建式（（即曝氣氣沉淀池池）和分分建式兩兩種。2、曝氣氣池的流流態(tài)①推流流式曝氣氣池②完全全混合式式曝氣池池③循環(huán)環(huán)混合式式曝氣池池：氧化溝3、曝氣氣池的構(gòu)構(gòu)造曝氣池在在構(gòu)造上上應(yīng)滿足足曝氣充充氧、混混合的要要求，因因此，曝曝氣池的的構(gòu)造首首先取決決于曝氣氣方式和和所采用用的曝氣氣裝置。。循環(huán)混合合式曝氣氣池環(huán)狀跑道道形曝氣氣池氧化溝17.7活性性污泥處理系統(tǒng)的的工藝設(shè)計(jì)17.7.1概概述17.7.2曝曝氣池（區(qū)）容積積的計(jì)算17.7.3曝曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)擴(kuò)散裝置的計(jì)算與與設(shè)計(jì)☆本教材設(shè)計(jì)計(jì)舉例1．工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容容1）工藝流程選擇擇2）V曝氣池、、曝氣池工藝尺寸寸3）需氧量、供氣氣量的計(jì)算及曝氣氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)4）回流污泥量（（RQ）剩余污泥泥排放量QW與回回流污泥系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計(jì)5）二沉池的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算2．原始資料與數(shù)數(shù)據(jù)1）曝氣時(shí)間t＞6h，曝氣池池設(shè)計(jì)流量為Q平平均日2）曝氣時(shí)間t＝2h±，曝氣氣池設(shè)計(jì)流量為KzQ平均日3）曝氣時(shí)間t＝3～6h，曝曝氣池設(shè)計(jì)流量為為KdQ平均日（（最大平均日）3．應(yīng)確定的主要要參數(shù)1）NsMLSS（MLVSS）RSVISV％2）KzYKda′b′4．處理工藝流程程的確定17.7.1概概述17.7.2曝曝氣池（區(qū)）容積積的計(jì)算（17-9）（17-78）1．Ns的確定1）完全混合式曝曝氣池（17-32）式中：K2——0.0168～0.0281工業(yè)廢水K2值見表17-17對于城市污水：Ns＝0.3～0.5（kgBOD5/kgMLSS?d）則則η≥90％，SVI＝80～150（17-79）2）推流式曝氣池池按經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式計(jì)算算根據(jù)Ns值，復(fù)核SVI值值如果要求進(jìn)入硝化化階段，則應(yīng)使θθC＞3日（17-80）圖17-32運(yùn)運(yùn)行中的推流式式曝氣池2．X的確定X高，V小，但X不能太高，應(yīng)考考慮以下三個(gè)因素素1〉供氧的經(jīng)濟(jì)性性與可能性X太高，粘滯性↑↑，O2的擴(kuò)散阻力增大，，擴(kuò)散器的動(dòng)力費(fèi)費(fèi)用↑X太高，需氧量太太大，擴(kuò)散器的供供氧＜活性污泥的的需氧，滿足不了了活性污泥對氧的的需要。對空氣曝曝氣而言，要求供供氧量太大則為不不可能?！郮太高，即即不經(jīng)濟(jì)也不可能能不經(jīng)濟(jì)2〉活性污泥的凝凝聚沉淀性能X＜Xr，而Xr與活性污泥的沉淀淀性能、濃縮時(shí)間間有關(guān)∴Xr與SVI成反比，，當(dāng)SVI＝100±，則Xr在8000～12000mg/L之間3〉二沉池與污泥泥回流設(shè)備的造價(jià)價(jià)X太高，二沉池負(fù)負(fù)荷大，二沉池造造價(jià)高X太高，RQ回流流污泥量大，回流流污泥設(shè)備的造價(jià)價(jià)與動(dòng)力費(fèi)用↑X的確定（1）進(jìn)入二沉沉池的污泥量應(yīng)等等于從二沉池流出出的污泥量：（17-81）對曝氣池進(jìn)出的污污泥量進(jìn)行物料平平衡:（2）應(yīng)為進(jìn)入曝曝氣池的污泥量加加上曝氣池內(nèi)凈增增污泥量等于流出曝氣池的污污泥量：（3）按（17-83）式計(jì)算算出X在考慮上述三個(gè)因因素的基礎(chǔ)上，參參考表17-18，確定X（17-82）（17-83）1．活性污泥需氧氧量（R＝O2）與曝氣設(shè)備供氣氣量（Gs）的計(jì)算1）需氧量計(jì)算（1）日平均需需氧量（2）最大時(shí)需需氧量（O2）max2）供氣量（Gs）計(jì)算（1）計(jì)算Csb17.7.3曝曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)擴(kuò)散裝置的計(jì)算與與設(shè)計(jì)（2）求曝氣設(shè)備備在標(biāo)準(zhǔn)條件下脫脫氧清水中的供氧氧量R0日平均供氧量R0最大時(shí)供氧量（R0）max（17-71）（17-71）（3）求曝氣設(shè)備備供氣量Gs平均時(shí)供氣量（m3/h）（17-73）最大時(shí)供氣量（Gs）max（m3/h）2．鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)圖17-33空空氣擴(kuò)散裝置（（曝氣器）1）空氣擴(kuò)散裝置置（曝氣器）的選選定與布置要求EA、EP較較高，且不易堵塞塞2）空氣管道系統(tǒng)統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)（1）經(jīng)濟(jì)流速：：?主干管、干干管：10～15m/s?豎管、支管管：4～5m/s然后根據(jù)Q、V查查附錄二求出對應(yīng)應(yīng)的管徑（2）阻力損失計(jì)計(jì)算KPa（1.5mH2O柱）＜4.9Kpa＜＜（（4.9～～9.8））KPa式中：h1——沿程阻阻力損失，，查附錄三三求出h2——局部阻阻力損失，，換算成當(dāng)當(dāng)量長度l0來計(jì)算K是長度換換算系數(shù)表表（17-23）由計(jì)算長度度L來查附附錄三，求求出h管（17-84）（3）鼓風(fēng)風(fēng)曝氣壓縮縮空氣的絕絕對壓力P（17-85）式中：h1——管路沿沿程阻力損損失（Pa）h2——管路局局部阻力損損失（Pa）h3——曝氣器器的阻力損損失（Pa）查產(chǎn)產(chǎn)品樣本h4——曝氣器器安裝深度度（m＝9.8×103Pa）h5——所在地地區(qū)的大氣氣壓（Pa）（4）空壓壓機(jī)所需壓壓力H估算空壓機(jī)機(jī)所需壓力力P=（5）鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)的選擇擇同型號：≤≤3臺備備用1臺臺≥4臺備備用2臺臺1.5mH2O柱3機(jī)械械曝氣裝置置的設(shè)計(jì)1）選擇葉葉輪型式2）確定葉葉輪直徑與與軸功率3）其它要要求調(diào)節(jié)葉輪速速度和淹沒沒深度4.污泥泥回流系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計(jì)與與剩余污泥泥處置1〉污泥回回流系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)（1）回流流污泥量的的計(jì)算（QR）（17-86）SVI、X、Xr三者之間關(guān)關(guān)系SVI會(huì)在在一定范圍圍內(nèi)變化，，要維持一一定的X，，則R就應(yīng)應(yīng)加以調(diào)整整變化同時(shí)X也需需要根據(jù)進(jìn)進(jìn)水負(fù)荷的的變化而加加以調(diào)整，，為調(diào)整X也需要調(diào)調(diào)整R（17-87）∴設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)按Rmax設(shè)計(jì)，，并有幾極極較小回流流比條件下下工作的可可能性，使使R可以調(diào)調(diào)整（17-87）（17-7）（17-83）（2）污泥泥提升設(shè)備備的選擇與與設(shè)計(jì)①污泥泵泵（軸流泵泵）效率高、運(yùn)運(yùn)行穩(wěn)定，，不會(huì)破壞壞活性污泥泥絮體。設(shè)設(shè)回流污泥泥泵站，適用于于大、中型型污水廠②空氣提提升器設(shè)在二沉池池排泥井或或曝氣池進(jìn)進(jìn)口處的污污泥井內(nèi)一座污泥回回流井只設(shè)設(shè)一臺空氣氣提升器，，并只接受受一座二沉沉池污泥斗來的污泥泥升液筒在井井內(nèi)的最小小淹沒水深深h1（mm）式中：n———密度系系數(shù)，一般般為2～2.5h2——需提升升的高度?空氣用量Qu＝（3～5）Qmax提升污泥量量查設(shè)計(jì)手冊冊（17-88）③潛污泵泵④螺旋泵泵（17-89）式中：D———螺旋泵泵的外緣直直徑（m））工作轉(zhuǎn)速Vg安裝傾角：：α＝30～38°°泵體外緣與與導(dǎo)槽內(nèi)壁壁之間的間間隙δ優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)點(diǎn)：?效率率高，節(jié)省省能耗?不堵堵塞，維護(hù)護(hù)管理方便便?轉(zhuǎn)速速較慢，不不會(huì)打碎活活性污泥絮絮體?無其其它附屬設(shè)設(shè)備，直接接設(shè)在曝氣氣池與二沉沉池之間，，∴應(yīng)用廣廣泛?缺點(diǎn)點(diǎn)是占地較較大（17-90）2〉剩剩余污泥及及其處置(1)剩剩余污泥（17-15）（17-91）（17-92）(2)處處置①將含含水率為99％的剩剩余污泥送送入濃縮池池濃縮（96～97）％含含水率的污污泥再與初初沉池污泥泥一起去進(jìn)進(jìn)行厭氧消消化②將含含水率為99％的剩剩余污泥→→初沉池，，起生物絮絮凝作用，，提高初沉沉池去除效效果。但是是增大了初初沉池負(fù)荷荷，提高了了進(jìn)入曝氣氣池的BOD濃度，，增加了曝曝氣池負(fù)荷荷③剩余余污泥（ρρ＝99％％）→濃縮縮→與初沉沉池污泥相相混合，并并投加混凝凝劑后采用用機(jī)械脫水水。5.二二沉池2)特點(diǎn)點(diǎn)(1)同同時(shí)具有泥泥水分離和和污泥濃縮縮的二種功功能，要求求池表面積積A較大(2)進(jìn)進(jìn)入的混合合液污泥濃濃度高，且且具有絮凝凝性，屬于于成層沉淀淀(3)因因?yàn)榛钚晕畚勰噘|(zhì)輕，，出流堰負(fù)負(fù)荷比初沉沉池小，為為≤1.7L/m??s，初沉池為≤≤2.9L/m??s1)同時(shí)＝5mm/s7mm/s(4)靜靜水壓力排排泥的靜水水頭≥0.9mH2O柱參見：圖17-363)(1)沉沉淀池表面面積A式中：u———成層沉沉淀之沉速速，mm/s（17-93）(2)澄澄清區(qū)水深深H1式中：t———水力停停留時(shí)間（（h），一一般為1～～1.5h（17-94）(3)污污泥區(qū)容積積V設(shè)計(jì)二沉池池貯泥時(shí)間間為2h(4)圓圓筒部分污污泥區(qū)高度度H2(5)池池邊水深（（有效水深深）HH＝H1+H2+h2＝H1＋H2＋0.3澄清區(qū)污污泥區(qū)緩緩沖層層(6)池池總高度H總H總＝H+h1+h3+h4池邊水深超超高池池中心與與池邊落差差污泥斗斗高度h1——導(dǎo)流區(qū)區(qū)高度h2——曝氣筒筒直壁段高高度h3——沉淀區(qū)區(qū)水深1～～2mH:(0.8～1.2m)———曝氣筒筒保護(hù)高度度6.曝曝氣沉淀池池各部分尺尺寸的確定定1)池體體受攪拌器的的限制：（1）D≤20m，∵受受充氧能力力和攪拌能能力的限制制，D不能能過大（2）H水深≤≤5m，太太深，攪拌拌不好，池池底易于積積泥結(jié)構(gòu)尺寸的的要求：（3）h3（沉淀區(qū)水水深）＝1～2m，，過小就會(huì)會(huì)影響上升升水流的穩(wěn)穩(wěn)定（4）曝曝氣筒保保護(hù)高度0.8～1.20m（5）曝曝氣筒直直壁段高度度h2＞導(dǎo)流區(qū)高高度h1且（h2－h(huán)1）≥0.414B（（B為導(dǎo)流流區(qū)寬度））2)回流流窗回流窗總長長度為曝氣氣筒周長的的30％±±，其調(diào)節(jié)節(jié)高度為50～150mm3)導(dǎo)流流區(qū)4)V4＝20～40mm/s確定回流縫縫的寬度b，b一般般取值為150～300mm，順流圈圈長度L＝＝0.4～～0.6m。該結(jié)構(gòu)構(gòu)形式為防防止曝氣區(qū)區(qū)混合液和和氣泡竄入入污泥回流流區(qū)，干擾擾沉淀；同同時(shí)要使回回流污泥順順利回流入入曝氣區(qū)。。5)池底底斜壁與水水平呈45°6)結(jié)構(gòu)容容積系數(shù)為為（3～5）％※回流流縫設(shè)計(jì)：：先確定回流流縫的寬度度b（150～300mm））確定順流圈圈長度L＝＝0.4～～0.6m校核回流縫縫內(nèi)污水的的流速V4（20～40mm/s）則7.處理理水的水質(zhì)質(zhì)1)出水總總的BOD5＝溶解性BOD5＋非溶解性性BOD5（Se）2)出水中中SS＝Ce＝20～30mg/L（Xe）3)（17-95）式中：Ce——出水中中SS濃度度（mg/L）Xa——活的微微生物在出出水中SS中所占比比例b——微生生物自身氧氧化率（Kd）：0.05～～0.10kg/kg?d（d－1）1.42———氧化1g微生物物體所需氧氧量1.42gC5H7NO2+5O2→5CO2+NH3+2H2O1131601X5——五天天的BOD培養(yǎng)期4)處理理出水中總總BOD5值：?Se值是從濾后后水樣測出出的，則出出水總的BOD5值應(yīng)按（17-96）計(jì)算得出?Se值是從濾后后水靜沉后后水樣測出出，則Ce值從靜沉下下污泥中測測出，總的BOD5按（17-96）計(jì)計(jì)算得出?Se值是從攪拌拌過的水樣樣中測出，，則測出的的Se值即為總的的BOD5（17-96）例題17-1：已知Q=30000m3/d，Kh=1.4，，S0=225mg/L，Se=25mg/L，一級處處理的ηBOD5=25%要求：??計(jì)算算確定曝氣氣池工藝尺尺寸?計(jì)算算設(shè)計(jì)鼓風(fēng)風(fēng)曝氣系統(tǒng)統(tǒng)☆本教教材設(shè)計(jì)舉舉例解：一、曝氣池池各主要部部位尺寸的的計(jì)算與確確定1．處理程程度η的確確定〈1〉進(jìn)入入曝氣池污污水mg/L〈2〉出水水中非溶解解性BOD5=7.1bXaSemg/L（17-96）處理水：BOD5（總）＝Se+BOD5=Se+7.1bXaCe溶解性非非溶解解性↓↓↓↓25mg/L18.6mg/L+6.4mg/L〈3〉〈4〉2．運(yùn)行方方式傳統(tǒng)活性污污泥法、階段曝氣活活性污泥法法、吸附－再生生活性污泥泥法集中從池首首進(jìn)水沿沿曝氣池多多點(diǎn)進(jìn)水沿沿曝氣池某某點(diǎn)進(jìn)水和進(jìn)回流污污泥從從池首首進(jìn)回流污污泥從從池首首進(jìn)回流污污泥3．曝氣池池計(jì)算與設(shè)設(shè)計(jì)〈1〉Ns的確定首先擬定Ns＝0.3，然后后用下列公公式校核（17-97）〈2〉確定定X由Ns查圖圖17-2得出SVI值為100～120，取取120，，并取R＝＝50％，，根據(jù)（17-83）式計(jì)算算X取整X＝3300mg/L〈3〉確定曝曝氣池容積V〈4〉確定曝曝氣池各部位位尺寸取超高0.5m，池總高高＝水深+超超高＝4.2+0.5＝＝4.7m具體布置見圖圖17-38二、曝氣系統(tǒng)統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)設(shè)計(jì)1．平均需氧氧量O22．最大時(shí)需需氧量(O2)max每日去除的BOD5值：去除每千克BOD5的需氧量△O23．供氣量Gs確定用網(wǎng)狀膜膜中微孔空氣氣擴(kuò)散器，其其EA＝12％，距池底底0.2m，，淹沒水深4.0m，查查附錄一得出出：Cs（20）＝9.17mg/L，Cs（30）＝＝7.63mg/L，，設(shè)計(jì)水溫定定為30℃（（最不利溫度度?。?。?平均供供氣量Gs?最大時(shí)時(shí)供氣量(Gs)max?去除每每千克BOD5的供氣量為：：?每m3污水供氣量為為：?提升污污泥的空氣量量：?總需氣氣量GsT＝8418+3750＝＝12168m3/h4．空氣管路路計(jì)算空氣管的布置置曝氣池面積F＝27×45＝1215m2?選擇最最遠(yuǎn)最長的管管路作為計(jì)算算管路，列空空氣管路計(jì)算算表進(jìn)行計(jì)算，得出管管道系統(tǒng)的總總壓力損失：：?網(wǎng)狀膜膜擴(kuò)散器的壓壓力損失為5.88KPa，設(shè)設(shè)計(jì)取9.8KPa5．空氣機(jī)的的選擇?所需壓壓力P＝（4.2-0.2+1）××9.8＝49KPa?空氣流流量：最大時(shí)時(shí)：8418+3750＝12168m3/h＝202.8m3/min平均時(shí)：6946+3750＝10696m3/h＝178.3m3/min?選LG60，5臺臺，P＝50KPa，Q＝60m3/min。3用2備備；4用1備備例題17-2：已確定下列設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)解：1.曝氣區(qū)區(qū)容積V2．沉淀區(qū)面面積與容積（（F3、V2）?由X＝＝4000mg/L，查查表17-25得μ＝0.28mm/s?取沉淀淀t＝1.5h，則沉淀淀區(qū)容積V2為V1——回流窗孔孔流速：100～200mm/sV2——導(dǎo)流區(qū)下下降流速：15mm/sV3——由導(dǎo)流區(qū)區(qū)沉淀流速：：V3＜V2V4——污泥回流流縫的流速：：20～40mm/s?3．需氧量與與充氣量的計(jì)計(jì)算〈2〉標(biāo)準(zhǔn)條件下的的充氧量R0〈1〉4．確定曝氣氣葉輪、曝氣氣區(qū)直徑與面面積?泵型葉葉輪：查附錄錄六，R0＝26kgO2/h，線速度度為4.5m/s，葉輪輪直徑d＝1000mm，N＝7KW?曝氣區(qū)區(qū)直徑：?曝氣區(qū)區(qū)面積：5．導(dǎo)流區(qū)直直徑與寬度h4——曝氣沉淀淀池斜壁高＝＝H－h(huán)3；0.8～1.2m———曝氣區(qū)直壁段超超高???6．曝氣沉淀淀池直徑D7．曝氣沉淀淀池其它各部部位尺寸的確確定〈1〉曝氣區(qū)區(qū)直壁高h(yuǎn)2＝h1+0.414B＝1.5+0.414×0.5＝＝1.7m〈2〉曝氣沉沉淀池池深H取4.2m〈3〉曝氣沉沉淀池斜壁高高：h4＝H－h(huán)3＝4.2－1.7＝2.5m〈4〉曝氣沉沉淀池斜壁與與曝氣區(qū)直壁壁呈45°〈5〉曝氣沉沉淀池池底直直徑D3＝D－2h4＝＝12－2××2.5＝7.0m8．回流窗尺尺寸?V1取100mm/s，回流流窗孔總面積積f?每池開24個(gè)回流窗孔孔，則每個(gè)窗窗孔面積f1?設(shè)計(jì)成L××B＝300×200mm窗孔，共共24個(gè)均布布，并在孔口口上設(shè)計(jì)閘板板閥9．回流縫?曝氣直直徑D4＝D3（池底直徑））+0.2m＝7+0.2＝7.2m?回流縫縫寬b取0.2m，順流流圈長L為0.5m?回流縫縫內(nèi)污水的流流速V4?10．曝氣沉沉淀池實(shí)際容容積核算?曝氣沉沉淀池的總?cè)萑莘eV′為：：?實(shí)際有有效容積V?沉淀區(qū)區(qū)實(shí)際有效容容積V2?曝氣區(qū)區(qū)（包括導(dǎo)流流區(qū)和回流區(qū)區(qū)）的實(shí)際有有效容積V1?曝氣沉沉淀池各部分分容積比較表表對于鼓風(fēng)曝氣氣：（17-98）在標(biāo)準(zhǔn)條件下下：α＝1，β＝＝1，ρ＝1，T＝20℃，C＝0（17-99）（17-71）17.8.1活性污污泥處理系統(tǒng)統(tǒng)的投產(chǎn)與活活性污泥的培培養(yǎng)馴化1.活性污污泥的培養(yǎng)與與馴化2.試運(yùn)行行17.8.2活性污污泥處理系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行效果的的檢測1.反映處處理效果的項(xiàng)項(xiàng)目：進(jìn)出水水總的和溶解解性的BOD、COD，，進(jìn)出水總的和揮發(fā)性性的SS，進(jìn)進(jìn)出水的有毒毒物質(zhì)（對應(yīng)應(yīng)工業(yè)廢水））2.反映污污泥情況的項(xiàng)項(xiàng)目：污泥沉沉降比（SV%）、MLSS、MLVSS、SVI、溶解氧、微生生物觀學(xué)察等等3.反映污污泥營養(yǎng)和環(huán)環(huán)境條件的項(xiàng)項(xiàng)目：氮、磷磷、pH、水水溫等。17.8.3活性污泥泥處理系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行中的異常常情況1.污泥膨膨脹2.污泥解解體3.污泥腐腐化4.污泥上上浮5.泡沫問問題17.8活性污泥泥處理系統(tǒng)的的運(yùn)行管理1、什么是活活性污泥？它它由一些什么么部分組成？？它的活性是是指何而言？？如何評價(jià)活活性污泥的好好壞？2、活性污泥泥法的基本要要領(lǐng)和基本流流程是什么？？3、活性污泥泥評價(jià)指標(biāo)有有哪些？它們們的意義與應(yīng)應(yīng)用如何？其其數(shù)值范圍受受何影響？4、污泥齡的的概念與意義義是什么？怎怎樣進(jìn)行污泥泥齡的計(jì)算？？在設(shè)計(jì)與運(yùn)運(yùn)行中如何應(yīng)應(yīng)用？5、活性污泥泥法去除有機(jī)機(jī)物的凈化過過程及作用如如何？6、生化反應(yīng)應(yīng)中參數(shù)Vmax、K、、Y、Kd、、a‘、b’’的意義是什什么？如何來來