活性污泥法演示文稿

活性污泥法演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)優(yōu)選活性污泥法ppt目前二頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)第三篇生物處理理論與應(yīng)用第13章第14章第15章第16章第17章

活性污泥法 生物膜法 厭氧生物處理自然生物處理系統(tǒng)污泥處理、處置與利用目前三頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)13.0概述13.1活性污泥的理論基礎(chǔ)13.2活性污泥的性能指標(biāo)及其有關(guān)參數(shù)13.3活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用13.4活性污泥法的各種演變及應(yīng)用13.5曝氣及曝氣系統(tǒng)13.6活性污泥處理系統(tǒng)的過程控制與運(yùn)行管理13.7活性污泥法的脫氮除磷原理及應(yīng)用13.8活性污泥法的發(fā)展與新工藝原理及應(yīng)用工藝及應(yīng)用第13章活性污泥法目前四頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)1、2、3、4、5、6、我國(guó)的水環(huán)境污染與治理情況我國(guó)污水的綜合排放標(biāo)準(zhǔn)污水處理方法的分類活性污泥法在污水處理中的重要作用典型的城市污水處理工藝流程活性污泥法的發(fā)展方向13.0概述目前五頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)1我國(guó)的水環(huán)境污染與治理情況

據(jù)2006年中國(guó)環(huán)境年鑒報(bào)道，我國(guó)1999年污 水排放量為537億m3

，其中生活污水排放量為297 億m3

，首次超過工業(yè)廢水排放量；近年來，國(guó)家加大了投資力度，目前有300多個(gè)城市污水處理廠正在興建，至2010年城市污水處理率將達(dá)50％左右。但是其中達(dá)標(biāo)的二級(jí)處理率卻比較低，更無法談到三級(jí)處理，因而嚴(yán)重造成我國(guó)水體的污染與破壞。

污水排放量大且處理率低13.0概述目前六頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)

我國(guó)的大型淡水湖泊和城市湖泊均達(dá)中度和重度的富營(yíng)養(yǎng)化污染，如滇池、巢湖都嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化，全湖水質(zhì)為Ⅴ－劣Ⅴ類；太湖中度富營(yíng)養(yǎng)化，湖水為Ⅳ－劣Ⅴ類。近岸海域污染也日益嚴(yán)重,1998年我國(guó)海域監(jiān)測(cè)到赤潮22起，其中南海10起，東海5起，渤海和黃海7起，對(duì)我國(guó)近海生態(tài)系統(tǒng)和水產(chǎn)資源造成嚴(yán)重的破壞，從中可以看出我國(guó)水體環(huán)境遭到破壞程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)水體的破壞。湖泊及海域嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化目前七頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)1200

450 3002360198019902000

缺水城市（座數(shù)） 缺水量（萬立方米/天）200015001000 5001980、1990、2000年缺水城市數(shù)量和缺水量變化目前八頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)基本控制項(xiàng)目一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)B標(biāo)準(zhǔn)COD5060100BOD5102030SS102030總氮（以N計(jì)）1520——氨氮（以N計(jì)）5825總磷（以P計(jì)）11.532我國(guó)污水的綜合排放標(biāo)準(zhǔn)

表1污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（mg/l）目前九頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)3污水處理方法的分類

污水處理方法物理化學(xué)法凝聚、絮凝離子交換

吸附化學(xué)法中和化學(xué)沉淀氧化還原

消毒 電解物理法沉淀篩濾過濾膜分離氣浮離心分離萃取生物法好氧法厭氧法自然生物處理活性污泥法生物膜法懸浮生長(zhǎng)生物法生物膜法穩(wěn)定塘法土地處理系統(tǒng)目前十頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)4活性污泥法在污水處理中的重要作用1一一活性污泥法是目前去除有機(jī)污染物最有效的方法之一；目前國(guó)內(nèi)外95%以上的城市污水處理和50%左右的工業(yè)廢水處理都采用活性污泥法。 具有很強(qiáng)的凈化功能，去除BOD、SS的效率高，均可達(dá)到95%以上；

廣泛的普適性：適于各種有機(jī)廢水，大中小型污水處理廠，高中低負(fù)荷。 由于是依靠微生物的處理，運(yùn)行費(fèi)用較低。 可實(shí)現(xiàn)生物脫氮除磷。目前十一頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)5典型的城市污水處理工藝流程消化氣原污水格柵

沉砂池

污水流程污泥流程初沉池投氯消毒二沉池

生物處理單元（活性污泥法或生物膜法）一級(jí)處理（物理處理）二級(jí)處理（生物處理）污泥濃縮池沼氣利用污泥消化池排放或三級(jí)處理

污泥利用脫水和干燥設(shè)備污泥處理目前十二頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)6活性污泥法的發(fā)展方向（1）大型（超大型）化和微型化

美國(guó)芝加哥城市污水處理廠的處理能力為454萬m3/d；超小型的SBR法。 （2）高效節(jié)能：新工藝的AB法，新型氧化溝，各種SBR法等。（3）多功能化：用于深度處理，脫氮除磷（A/O法，A/A/O法）；膜生物反應(yīng)器（MBR）。（4）運(yùn)行控制的自動(dòng)化、智能化。目前十三頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)1、活性污泥法的概念與基本流程

2、活性污泥的形態(tài)與組成

3、活性污泥微生物及其作用

4、活性污泥微生物的增殖規(guī)律

5、活性污泥凈化污水的過程

6、環(huán)境因素對(duì)活性微生物的影響13.1活性污泥法的理論基礎(chǔ)目前十四頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)1、活性污泥法的概念與基本流程

1912年-1913年英國(guó)人發(fā)明了活性污泥法（ActivatedSludgeProcess），1914年由Ardern和Lockett在英國(guó)曼徹斯特建成試驗(yàn)廠，1916年美國(guó)正式建立了第一座活性污泥法污水處理廠。在100年的發(fā)展歷史中，隨著在實(shí)際生產(chǎn)上的廣泛應(yīng)用和技術(shù)上的不斷革新改進(jìn)，特別是近幾十年來，在對(duì)其生物反應(yīng)和凈化機(jī)理進(jìn)行深入研究探討的基礎(chǔ)上，活性污泥法在生物學(xué)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的理論方面以及在工藝方面都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，出現(xiàn)了多種能夠適應(yīng)各種條件的工藝流程。 目前，活性污泥法是生活污水、城市污水以及有機(jī)性工業(yè)廢水處理中最常用的工藝。目前十五頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)目前十六頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)空氣曝氣池回流污泥

出水剩余污泥Qw二沉池進(jìn)水目前十七頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)的污水二次沉淀池處理水空氣活性污泥反應(yīng)器-曝氣池

活性污泥處理系統(tǒng)以曝氣池為核心處理設(shè)備，

此外還有二次沉淀池、污泥回流系統(tǒng)、剩余污泥 排放系統(tǒng)以及曝氣系統(tǒng)所組成。預(yù)處理后

回流污泥

剩余污泥排放目前十八頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)污水中含有足夠的可溶性易降解有機(jī)物，作為微生物生理活動(dòng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；混合液中含有足夠的溶解氧；活性污泥在曝氣池中呈懸浮狀態(tài)，能夠與污水充分接觸；活性污泥連續(xù)回流，同時(shí)，還要及時(shí)地排出剩余污泥，使混合液保持一定濃度的活性污泥；對(duì)微生物有毒有害作用的物質(zhì)不超過其毒閾濃度?；钚晕勰嗵幚硐到y(tǒng)有效運(yùn)行的基本條件是：目前十九頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)目前二十頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)0.02～0.2mm

含水率很高，一般都在99%以上，其比重則因含水率不同而異，介于1.002-1.006之間。

正常的活性污泥在外觀上呈絮絨顆粒狀，又稱之為“生物絮凝體”

略帶土壤的氣味，其顏色根據(jù)污水水質(zhì)不同而不同. 活性污泥中的固體物質(zhì)僅占1%以下，這1%的固體物質(zhì)是由 有機(jī)與無機(jī)兩部分所組成，其組成比例則因原污水性質(zhì)不同而 異，如城市污水的活性污泥，其中有機(jī)成分占75%-85%，無機(jī)成 分則占15%-25%。

具有較大的表面積，每mL活性污泥的表面積大體上介于20～100cm2之間目前二十一頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)微生物（主要是自身氧化的殘留活性污泥是由下列四部分物質(zhì)所組成：具有代謝功能活性的微生物群體（Ma）

由原污水挾入的細(xì)菌）內(nèi)源代謝、有機(jī)物質(zhì)（含難 為細(xì)菌降解的惰 性有機(jī)物）物（Me）；（Mi）；由污水挾入的無機(jī)物質(zhì)（Mii）

所謂“難降解有機(jī)物質(zhì)”就是指某些惰性的難為細(xì)菌攝取、利用的有機(jī)物質(zhì)，微生物菌體經(jīng)過自身氧化的殘留物，如細(xì)胞膜、細(xì)胞壁等，也屬于難降解有機(jī)物質(zhì)范疇內(nèi)。目前二十二頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)目前二十三頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)污水中的有 機(jī)物

N、P溶解性懸浮狀活性污泥微生物群體的食物鏈代謝產(chǎn)物的移動(dòng)食物的移動(dòng)

細(xì)菌

處理水原生動(dòng)物

剩余污泥后生動(dòng)物目前二十四頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)在活性污泥上形成優(yōu)勢(shì)的常見細(xì)菌主要有：產(chǎn)堿桿菌屬（Alcaligenes）、芽孢桿菌屬（Bacillus）、黃桿菌屬（Flavobacterium）、動(dòng)膠桿菌屬（Zoogloea）、假單胞菌屬（Pseudomonas）和大腸埃希氏桿菌（EscherichiaColi）等。此外，還可能出現(xiàn)的細(xì)菌有：無色桿菌屬（Achromobacter）、微球菌屬（Microbaccus）、諾卡氏菌屬（Nocardia）和八疊球菌屬（Sarcina）等活性污泥微生物中的細(xì)菌以異養(yǎng)型的原核細(xì)菌為主。其數(shù)量占微生物總重的90-95%，甚至可達(dá)100%?；钚晕勰嘀械募?xì)菌目前二十五頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)在成熟的正常活性污泥中的細(xì)菌數(shù)量大致介于107～108個(gè)/mL活性污泥之間。各種屬的細(xì)菌在適宜的環(huán)境條件下，都具有較高的增殖速率，世代時(shí)間僅為20～30min。原污水中有機(jī)物的性質(zhì)決定哪些種屬的細(xì)菌在活性污泥中占優(yōu)勢(shì)。目前二十六頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)目前二十七頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)目前二十八頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)活性污泥中的原生動(dòng)物與后生動(dòng)物

在活性污泥中存活的原生動(dòng)物主要有肉足蟲、鞭毛蟲和纖毛蟲等三類。原生動(dòng)物的主要攝食對(duì)象是細(xì)菌，因此，出現(xiàn)在活性污泥中的原生動(dòng)物，在種屬上和數(shù)量上是隨處理水的水質(zhì)和細(xì)菌的存活狀態(tài)變化而改變的。原生動(dòng)物還不斷地?cái)z食水中的游離細(xì)菌，起到了進(jìn)一步凈化水質(zhì)的作用?；钚晕勰嘞到y(tǒng)中較常見的后生動(dòng)物有輪蟲、線蟲和瓢體蟲等。原生動(dòng)物和后生的出現(xiàn)，其數(shù)量和種類在一定程度上還能預(yù)示和指示出水水質(zhì)，因此也常稱其為“指示性微生物”目前二十九頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)鐘蟲輪蟲目前三十頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)分散微生物量殘留食物量細(xì)菌

游泳型纖毛蟲類

鞭毛蟲肉足蟲類

在系統(tǒng)啟動(dòng)的初期，活性污泥絮體尚未很好的形成，混合液中游離細(xì)菌居多，處理水水質(zhì)欠佳，此時(shí)出現(xiàn)的原生動(dòng)物，最初為肉足蟲類（如變形蟲）占優(yōu)勢(shì)，繼之出現(xiàn)的則是游泳型的纖毛蟲。

當(dāng)活性污泥培育成熟，生物絮凝體結(jié)構(gòu)良好，混合液中的細(xì)菌多已“聚居”在活性污泥上，游離細(xì)菌為數(shù)很少，處理水水質(zhì)良好，此時(shí)出現(xiàn)的原生動(dòng)物則將以帶柄固著（著生）型的纖毛蟲為主，如鐘蟲、累枝蟲等。

有柄固著型纖毛蟲類 輪蟲類

時(shí)間

輪蟲在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)期、有機(jī)物含量低、出水水質(zhì)良好時(shí)才會(huì)出現(xiàn)活性污泥微生物增長(zhǎng)與遞變的模式

凝聚目前三十一頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)目前三十二頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)S(BOD)降解曲線a

XO時(shí)間量b對(duì)數(shù)增殖期c減衰增殖期

內(nèi)源呼吸期微生物增殖曲線

d

氧利用速率曲線活性污泥微生物增殖曲線及其和有機(jī)底物降解、氧利用速率的關(guān)系（間歇培養(yǎng)、底物一次性投加）目前三十三頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)活性污泥微生物所處的生長(zhǎng)期，主要由F/M比值所控制。另外，處于不同增殖期的活性污泥，其性能不同，處理水水質(zhì)也不同。F/M比值是有機(jī)底物降解速率、氧利用速率、活性污泥的凝聚、吸附性能的重要影響因素，也是活性污泥法處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中一項(xiàng)非常重要的參數(shù)?；钚晕勰嗟哪芰亢縁/M營(yíng)養(yǎng)物或有機(jī)物量（F）與微生物量（M）的比值（F/M）目前三十四頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)活性污泥微生物增殖分為以下四個(gè)階段（期）:適應(yīng)期

亦稱延遲期或調(diào)整期。本期是微生物培養(yǎng)的最初階段，是微生物細(xì)胞內(nèi)各種酶系統(tǒng)對(duì)新培養(yǎng)基環(huán)境的適應(yīng)過程。對(duì)數(shù)增殖期又稱增殖旺盛期。出現(xiàn)本期的環(huán)境條件是F/M比值很高，有機(jī)底物非常充分，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不是微生物增殖的控制因素，微生物以最高速率攝取有機(jī)底物，也以最高速率增殖和合成新細(xì)胞。由上圖可見，微生物（活性污泥）的增殖速率與時(shí)間呈直線關(guān)系，為一常數(shù)值，其值即為直線的斜率。據(jù)此，對(duì)數(shù)增殖期又稱為“等速增殖期”。目前三十五頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)減衰增殖期又稱穩(wěn)定期和平衡期。隨著有機(jī)底物濃度不斷下降，微生物的不斷增殖，F(xiàn)/M比值繼續(xù)下降，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)逐步成為微生物增殖的控制因素，此時(shí)微生物的增殖過渡到減衰增殖期。在此期間，微生物的增殖速率和有機(jī)底物的降解速率已大為降低，并與殘存的有機(jī)底物濃度有關(guān)，呈一級(jí)反應(yīng)。內(nèi)源呼吸期又稱衰亡期。污水中有機(jī)底物持續(xù)下降，達(dá)到近乎耗盡的程度，F(xiàn)/M比值隨之降至很低的程度。微生物由于得不到充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而開始大量地利用自身體內(nèi)儲(chǔ)存的物質(zhì)或衰亡菌體，進(jìn)行內(nèi)源代謝以維持生命活動(dòng)，微生物進(jìn)入內(nèi)源呼吸期。目前三十六頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)

在活性污泥法轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行后，由于曝氣池內(nèi)混合液的流態(tài)不同，所對(duì)應(yīng)的污泥增殖曲線也不同。推流式曝氣池完全混合式曝氣池

污水與回流污泥的混合液從池的一端流入，在后繼水流的推動(dòng)下，沿池長(zhǎng)方向流動(dòng)，并從池的另一端流出池外?；旌弦涸诔貎?nèi)充分混合循環(huán)流動(dòng)，污水與回流污泥進(jìn)入曝氣池后立即與池內(nèi)原有混合液充分混合。目前三十七頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)空氣曝氣池回流污泥

出水剩余污泥Qw二沉池進(jìn)水目前三十八頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)污泥增殖曲線的區(qū)別因此，推流式曝氣池中活性污泥增殖狀態(tài)在曲線上是某一個(gè)區(qū)段，即池首到池尾的F/M值和微生物量都是不斷變化的。有機(jī)物與微生物之間的相對(duì)數(shù)量決定了其在曲線上的所處的位置。池中各處的狀態(tài)幾乎完全一致。它的工作情況在活性污泥增殖曲線上只是一個(gè)點(diǎn)，至于這個(gè)點(diǎn)在曲線上的具體位置則決定于每日進(jìn)入曝氣池的有機(jī)物和微生物之間的相對(duì)數(shù)量,即污泥負(fù)荷。推流式曝氣池完全混合式曝氣池目前三十九頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)目前四十頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)活性污泥有著很大的比表面積，表面上富集著大量的微生物，在其外部覆蓋著多糖類的粘質(zhì)層。初期吸附去除

污水中呈懸浮和膠 體狀態(tài)的有機(jī)物在較 短時(shí)間（5-10min） 內(nèi)被活性污泥所凝聚 和吸附而得到去除。BOD去除率可達(dá)20%-70%，吸附速率與程度取決于：微生物的活性；有機(jī)物的組成

和物理形態(tài)。 被吸附在微生物細(xì)胞表面的有機(jī)物，再經(jīng)過數(shù)小時(shí)的曝氣后，才能夠相繼地被攝入微生物細(xì)胞內(nèi)，因此，被“初期吸附去除”的有機(jī)物的數(shù)量是有一定限度的。目前四十一頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)分水機(jī)透膜酶小分子子

大

水 解 酶 解小分子酶

小分子

物

水解有

酶

微生物的代謝

小分 子有機(jī)物

在透膜酶的作用下，小分子的有機(jī)物能夠直接透過細(xì)胞壁 進(jìn)入微生物體內(nèi)

如淀粉、蛋白質(zhì)等大分子有機(jī)物，則必須在細(xì)胞外酶—水解酶的作用下，被水解為小分子后再被微生物攝 入細(xì)胞體內(nèi)微生物將有機(jī)物攝入體內(nèi)的過程目前四十二頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)代分成謝H2O、CO2、+能量+O2H2O、NH3、CO2

被攝入細(xì)胞體內(nèi)的有機(jī)物，在各種胞內(nèi)酶，如脫氫酶、氧化酶等的催化作用下，微生物對(duì)其進(jìn)行代謝反應(yīng).+O2謝合

解代有機(jī)物微生物

代謝產(chǎn)物

NH3、NO3-、P043-合成細(xì)胞物質(zhì)C5H7NO2內(nèi)源呼吸

殘留物

微生物 （污泥） 增長(zhǎng)微生物分解與合成代謝及其產(chǎn)物的模式內(nèi)源呼吸產(chǎn)物+能量目前四十三頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)

氧化分解過程反應(yīng)式

氧化分解過程是微生物為了獲得合成細(xì)胞和維持其生命活動(dòng)等所需的能量，將吸附的有機(jī)物進(jìn)行分解，這個(gè)過程可用下式表示：CXHYOZ+（X+0.25Y-0.5Z)O2XCO2+0.5YH2O+能量式中CxHyOz—近似地表示有機(jī)物的分子式目前四十四頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)同化合成過程反應(yīng)式同化合成過程是微生物利用氧化所獲得的能量，將有機(jī)物合成新的細(xì)胞物質(zhì)。這個(gè)過程可用下式表示：nCXHYOZ+nNH3+（X+0.25Y-0.5Z-5)O2+能量

（C5H7NO2）n+n（X-5）CO2+0.5n（Y-4）H2O式中C5H7NO2—表示微生物細(xì)胞組織的化學(xué)式目前四十五頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)

內(nèi)源呼吸過程反應(yīng)式

內(nèi)源呼吸過程是當(dāng)廢水中的有機(jī)物很少時(shí)，微生物就會(huì)氧化體內(nèi)蓄積的有機(jī)物和自身細(xì)胞物質(zhì)來獲得維持生命活動(dòng)所需的能量。這個(gè)過程可用下式表示：（C5H7NO2）n+5O2nNH3+5nCO2+2nH2O+能量式中C5H7NO2—表示微生物細(xì)胞組織的化學(xué)式目前四十六頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)

美國(guó)污水生物處理專家麥金尼，對(duì)活性污泥微生物在曝氣池內(nèi)所進(jìn)行的有機(jī)物氧化分解、細(xì)胞質(zhì)合成以及內(nèi)源代謝三項(xiàng)反應(yīng)，提出了如圖所示的數(shù)量關(guān)系。

～2/3合成代謝～1/3分解代謝可降解有機(jī)物+O2無機(jī)物+能量新細(xì)胞物質(zhì)～80%

～20%

內(nèi)源代謝無機(jī)物+能量

殘留物質(zhì)微生物三項(xiàng)代謝活動(dòng)之間的數(shù)量關(guān)系（麥金尼）目前四十七頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)活性污泥的沉淀分離活性污泥系統(tǒng)凈化污水的最后程序是泥水分離，這一過程是在二次沉淀池或沉淀區(qū)內(nèi)進(jìn)行的。 污水中有機(jī)物在活性污泥的代謝作用下無機(jī)化后，經(jīng)過泥水分離，處理后的澄清水排走，污泥沉淀至池底。泥水分離的好壞，直接影響到處理水水質(zhì)以至整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。若泥水不經(jīng)分離或分離效果不好，由于活性污泥本身是有機(jī)體，進(jìn)入自然水體后將造成二次污染。另外對(duì)從沉淀池排出的活性污泥要進(jìn)行妥善處理，否則會(huì)造成二次污染。目前四十八頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)6環(huán)境因子對(duì)活性污泥微生物的影響水溫有毒物質(zhì)溶解氧營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)

pH值活性污泥目前四十九頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

碳源

碳是構(gòu)成微生物細(xì)胞 的重要物質(zhì)，參與活性污泥處理的微生物對(duì)碳源的需求量較大，一般通過轉(zhuǎn)化污水中的有機(jī)物獲得。

氮源

氮是組成微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸的重要元素， 氮源可來自

N2、NH3、

NO3-等無機(jī)氮化物，也可來自蛋白質(zhì)、氨基酸等有機(jī)含氮化合物。

磷源

磷是合成核 蛋白、卵磷脂 及其他磷化合 物的重要元 素，磷是微生 物代謝和物質(zhì) 轉(zhuǎn)化過程中需 求量較多的無機(jī)元素之一。其他營(yíng)養(yǎng)

微生物還需 要硫、鈉、鉀、 鈣、鎂、鐵等 元素作為營(yíng)養(yǎng)。 但需要量甚 微，一般污水 皆能滿足需要。目前五十頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)目前五十一頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)

溶解氧

對(duì)混合液中的游離細(xì)菌來說，溶解氧保持在0.3mg/L的濃度，即可滿足要求。但是，活性污泥是微生物群體“聚居”的絮凝體，溶解氧必須擴(kuò)散到活性污泥絮凝體的內(nèi)部深處。

在進(jìn)口區(qū)，有機(jī)物相對(duì)集中，濃度高，耗氧速率高，溶解氧濃度很難保持在2mg/L，會(huì)有所降低，但不宜低于1mg/L。

若使曝氣池內(nèi)的微生物保持正常的生理活動(dòng)，曝氣池混合液的溶解氧濃度一般宜保持在不低于2mg/L的程度（以曝氣池出口處為準(zhǔn)）。

在曝氣池內(nèi)溶解氧也不宜過高，溶解氧過高，過量耗能，在經(jīng)濟(jì)上是不適宜的目前五十二頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)pH值對(duì) 微生物 的生命 活動(dòng)的 影響pH值

引起細(xì)胞膜電荷的變化，從而影響了微生物 對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收；影響代謝過程中酶的活性；改變生長(zhǎng)環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可給性；pH值的變化能改變有害物質(zhì)的毒性；

高濃度的氫離子可導(dǎo)致菌體表面蛋白質(zhì)和核 酸水解而變性。 活性污泥微生物最適宜的pH值范圍是6.5～8.5。但活性污泥微生物經(jīng)馴化后，對(duì)酸堿度的適應(yīng)范圍可進(jìn)一步擴(kuò)大。當(dāng)污水（特別是工業(yè)廢水）的pH值過高或過低時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)調(diào)節(jié)池，使污水的pH值調(diào)節(jié)到適宜范圍后再進(jìn)入曝氣池。目前五十三頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)溫度世代時(shí)間20602540302937174019453250不裂殖溫度微生物形態(tài)和生理特性的改變，甚至可能使微生物死亡。大腸桿菌在不同溫

度條件下的世代時(shí)間

溫度是影響微生物正常生理活動(dòng)的重要因素之一。微生物的最適溫度是指在這一溫度條件下，微生物的生理活動(dòng)強(qiáng)勁、旺盛，表現(xiàn)在增殖方面則是裂殖速率快，世代時(shí)間短。溫度不適宜，能夠減弱甚至破壞微生物的生理活動(dòng)。溫度不適宜還能導(dǎo)致

可見，大腸桿菌的最適溫度段是37～40℃目前五十四頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)目前五十五頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)有毒物質(zhì)對(duì)微生物有毒害作用或抑制作用的物質(zhì)很多，如重金屬、氰化物、H2S等無機(jī)物質(zhì)；酚、醇、醛、染料等有機(jī)化合物。重金屬離子（鉛、鎘、鉻、鐵、銅、鋅等）對(duì)微生物都產(chǎn)生毒害作用，它們能夠和細(xì)胞的蛋白質(zhì)相結(jié)合，而使其變性或沉淀。酚類化合物對(duì)菌體細(xì)胞膜有損害作用，并能夠促使菌體蛋白凝固。酚的許多衍生物如對(duì)位、偏位、鄰位甲酚、丙基酚、丁基酚都有很強(qiáng)強(qiáng)的殺菌功能。甲醛能夠與蛋白質(zhì)的氨基相結(jié)合，而使蛋白質(zhì)變性。毒性機(jī)理目前五十六頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)

有毒物質(zhì)的毒害作用還與pH值、水溫、溶解氧、有無其他有毒物質(zhì)、微生物的數(shù)量以及是否經(jīng)過馴化等因素有關(guān)。微生物對(duì)毒物的適應(yīng)能力

有毒物質(zhì)對(duì)微生物的毒害作用，有一個(gè)量的概念，即只有當(dāng)有毒物質(zhì)在環(huán)境中達(dá)到某一濃度時(shí)，毒害與抑制作用才顯露出來，這一濃度稱為有毒物質(zhì)極限允許濃度。 有毒物質(zhì)在污水中的極限允許濃度，至今還沒有一個(gè)權(quán)威性的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，還需通過實(shí)驗(yàn)和總結(jié)運(yùn)行數(shù)據(jù)不斷完善。微生物通過培養(yǎng)和馴化，有可能承受濃度更高的有毒物質(zhì)，甚至培養(yǎng)馴化出以有毒物質(zhì)作為營(yíng)養(yǎng)的微生物。目前五十七頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)13.2

1

2

活性污泥的性能指標(biāo)及其有關(guān)參數(shù)

活性污泥的性能指數(shù)混合液中活性污泥微生物量的指標(biāo)活性污泥的沉降性能及其評(píng)定指標(biāo)活性污泥的活性評(píng)定指標(biāo)

活性污泥法的設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)目前五十八頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.58No.581活性污泥的性能指數(shù)*混合液中活性污泥微生物量的指標(biāo)

在混合液中保持一定濃度的活性污泥，是通過活性污泥在曝氣池內(nèi)的增長(zhǎng)以及從二次沉淀池適量的回流和排放來實(shí)現(xiàn)。使用下列兩項(xiàng)指標(biāo)來表示及控制混合液中的活性污泥濃度。(1)混合液懸浮固體濃度（mixedliquorsuspendedsolids），簡(jiǎn)寫 為MLSS。

(2)混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度

（mixedliquorvolatilesuspendedsolids）

簡(jiǎn)寫為MLVSS。目前五十九頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)空氣曝氣池進(jìn)水回流污泥

出水剩余污泥Qw二沉池目前六十頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.60No.60

(1)混合液懸浮固體濃度MLSS

又稱混合液污泥濃度，它表示的是在曝氣池單位 容積混合液內(nèi)所含有的活性污泥固體物的總量 即MLSS＝Ma＋Me＋Mi+Mii

單位為mg/L混合液，或g/L混合液，g/m3混合液，或kg/m3混合液

由于測(cè)定方法比較簡(jiǎn)便易行，此項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)用較為普遍，但其中既包含Me、Mi二項(xiàng)非活性物質(zhì)，也包括Mii無機(jī)物質(zhì)，因此，這項(xiàng)指標(biāo)不能精確地表示具有活性的活性污泥量，而表示的是活性污泥的相對(duì)值，但它仍是活性污泥法處理系統(tǒng)重要的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)。目前六十一頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.61No.61

(2)混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度MLVSS

本項(xiàng)指標(biāo)所表示的是混合液中活性污泥有機(jī) 性固體物質(zhì)部分的濃度 即：MLVSS＝Ma＋Me＋Mi

在表示活性污泥活性部分?jǐn)?shù)量上，本項(xiàng)指標(biāo)在精度方面是進(jìn)了一步，但只是相對(duì)于MLSS而言，本項(xiàng)指標(biāo)中還包含Me、Mi等惰性有機(jī)物質(zhì)。因此，也不能精確地表示活性污泥微生物量，仍然是活性污泥量的相對(duì)值。目前六十二頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.62No.62活性污泥的組成示意圖

MLVSS與MLSS的比值以?表示，即：

MaDNA ATPMe+MiMii微生物MLVSS

MLSS在一般情況下，?值比較固定，對(duì)生活污水和以生活污水為主體的城市污水，?值為0.75左右?=MLVSS/MLSS目前六十三頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.63No.63*活性污泥的沉降性能及其評(píng)價(jià)指標(biāo)

正常的活性污泥在30min內(nèi)即可完成絮凝沉淀和成層沉淀過程，并進(jìn)入壓縮。根據(jù)活性污泥在沉-濃縮方面所具有的特性，建立了以活性污泥靜置沉淀30min為基礎(chǔ)的兩項(xiàng)指標(biāo)。

（1）污泥沉降比 （SettlingVelocity） 簡(jiǎn)寫為SV

（2）污泥容積指數(shù)（sludgevolumeindex） 簡(jiǎn)寫為SVI目前六十四頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.64No.64

（1）污泥沉降比SV

又稱30min沉降率?；旌弦涸诹客矁?nèi)靜置30min后所形成沉淀污泥的容積占原混合液容積的百分率，以%表示。目前六十五頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.65No.65

污泥沉降比在一定條件下能夠反映曝氣池運(yùn)行過程的活性污泥量，可用以控制、調(diào)節(jié)剩余污泥的排放量，還能通過它及時(shí)地發(fā)現(xiàn)污泥膨脹等異?，F(xiàn)象的發(fā)生。污泥沉降比的測(cè)定方法簡(jiǎn)單易行，是評(píng)定活性污泥數(shù)量和質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是活性污泥法處理系統(tǒng)重要的運(yùn)行參數(shù)。目前六十六頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)=混合液（）1L30min靜沉形成的活性污泥容積（mL）No.66No.66

（2）污泥容積指數(shù)SVI

簡(jiǎn)稱污泥指數(shù)。本項(xiàng)指標(biāo)的物理意義是從曝氣池出口處取出的混合液，經(jīng)過30min靜沉后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容積，以mL計(jì)。其計(jì)算式為：SVI

SV（mL/L）MLSS（g/L）混合液（1L）中懸浮固體干重（g）=

SVI值能夠反映活性污泥的凝聚、沉降性能，對(duì)生活污水及城市污水，此值以介于70～100之間為宜。目前六十七頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.67No.67*活性污泥的活性評(píng)定指標(biāo)

活性污泥的比耗氧速率（SpecificOxygenUptakeRate)簡(jiǎn)稱SOUR，也稱OUR

OUR的數(shù)值與DO濃度、底物濃度、污泥齡及其污水中有機(jī)物的生物氧化難易程度等許多因素有關(guān)。OUR在運(yùn)行管理中的重要作用在于指示入流污水是否有太多的難降解物質(zhì)，以及活性污泥是否中毒?；钚晕勰嗟腛UR一般為8～20mgO2/(gMLVSS·h)。

OUR是指單位重 量的活性污泥在單 位時(shí)間內(nèi)所能消耗 的溶解氧量，其單 位為：

mgO2/(gMLVSS·h)或mgO2/(gMLSS·h)目前六十八頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.68No.68

活性污泥法是一個(gè)復(fù)雜的工程化的生物系統(tǒng)，除了前述的污泥性能指標(biāo)外，還有很多可以描述這個(gè)系統(tǒng)的工藝參數(shù)，下面介紹主要的幾種：2活性污泥法的設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)

（1）BOD污泥負(fù)荷率與BOD容

（2）污泥齡θc（或污泥停留時(shí)間SRT）（3）污泥回 流比R積負(fù)荷率 （4）曝氣時(shí)間t（或水力停留時(shí)間HRT）目前六十九頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.69No.69

（1）BOD污泥負(fù)荷率

在具體工程應(yīng)用上，F(xiàn)/M比值一般是以BOD污泥負(fù)荷率（又稱BOD-SS負(fù)荷率）（Ns）表示的。即：式中Q——污水流量，一般用m3/d；

S0——原污水中有機(jī)物的濃度，一般用mg/L或kgBOD/m3；

V——曝氣池有效容積，一般用m3；

X——曝氣池中活性污泥濃度，一般用mg/L或kgMLSS/m3。[kgBOD/（kgMLSS·d）]

FMQS0

VX=NS=目前七十頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.70No.70

BOD污泥負(fù)荷率所表示的是曝氣池內(nèi)單位重量（kg）的活性污泥，在單位時(shí)間（d）內(nèi)接受的有機(jī)物量（kgBOD）。有時(shí)也以COD表示有機(jī)物的量，以MLVSS表示活性污泥的量。目前七十一頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.71No.71

BOD污泥負(fù)荷率的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義

采用較高的BOD污泥負(fù)荷率，將加快有機(jī)物的降解速率與活性污泥增長(zhǎng)速率，降低曝氣池的容積，在經(jīng)濟(jì)上比較適宜，但處理水水質(zhì)未必能夠達(dá)到預(yù)定的要求。 采用較低的BOD污泥負(fù)荷率，有機(jī)物的降解速率和活性污泥的增長(zhǎng)速率，都將降低，曝氣池的容積加大，基建費(fèi)用有所增高，但處理水的水質(zhì)可提高。目前七十二頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.72No.72

BOD容積負(fù)荷率

在活性污泥法處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行中，還使用另一種負(fù)荷值——容積負(fù)荷率（Nv）表示。即：[kgBOD/（m3曝氣池·d）]QS0

VNV=

BOD容積負(fù)荷率為單位曝氣池容積（m3），在單位時(shí)間（d）內(nèi)接受的有機(jī)物量。Ns值與Nv值之間的關(guān)系為:NV=NSX目前七十三頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.73No.73

（2）污泥齡θc固體平均停留時(shí)間SRT

指在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，微生物從其生成到排出系統(tǒng)的平均停留時(shí)間，也就是反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的微生物全部更新一次所需要的時(shí)間（活性污泥增長(zhǎng)一倍）。從工程上來說，在穩(wěn)定條件下，就是曝氣池內(nèi)活性污泥總量與每日排放的剩余污泥量之比。即：

式中θc——污泥齡（生物固體平均停留時(shí) 間d；△X——曝氣池內(nèi)每日增長(zhǎng)的活性污泥 量，即應(yīng)排出系統(tǒng)外的活性污 泥量，kg/d

X——反應(yīng)器內(nèi)活性污泥濃度，kg/m3VXΔXθc=目前七十四頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.74No.74

每日排出系統(tǒng)外的活性污泥量

在活性污泥反應(yīng)器內(nèi)，不斷有新的微生物細(xì)胞生成，又不斷有一部分微生物老化，活性衰退。為了使反應(yīng)器內(nèi)保持具有高活性的活性污泥和恒定的生物量，每天都應(yīng)從系統(tǒng)中排出相當(dāng)于增長(zhǎng)量的活性污泥量?！鱔=QWXr+（Q–QW）Xe式中Qw——作為剩余污泥排放的污泥量，一般用m3/d表示;

Xr——剩余污泥濃度，一般用kg/m3表示；

Xe——排放的處理水中懸浮固體濃度，一般用kg/m3表示。目前七十五頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)Q-QW二沉池曝氣池

進(jìn)水Q，S0剩余污泥排放

Qw，Xr

回流污泥RQ，Se，XrQ+RQSe，X處理水

Se，Xe完全混合式活性污泥法處理系統(tǒng)

V，Se，XQ—污水流量；S0—原污水底物濃度；Se—處理水底物濃度；X—曝氣池內(nèi)活性污泥濃度；V—曝氣池的容積；R—污泥回流比；Xr—回流污泥濃度；

Xe——處理水中的污泥濃度；目前七十六頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)極低，可忽略不計(jì)，上式可將△X代入污泥齡的公式可得：

VXQWXr+(Q?QW)Xe＝θC

VXQWXW≈θC

在一般條件下，Xe值?r

簡(jiǎn)化為：Xr=106SVIXr值在一般情況下是活性污泥特性和二次沉淀池沉淀效果的函數(shù)，可由下式求定其近似值：XW=106/SVI·r目前七十七頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.77No.77

污泥齡的意義 污泥齡是活性污泥法處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的重要參數(shù)，它能夠說明活性污泥微生物的狀況，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)種屬，如硝化菌在20℃時(shí)，其世代時(shí)間為3d，當(dāng)污泥齡＜3d時(shí)，硝化菌就不可能在曝氣池內(nèi)大量增殖，不能成為優(yōu)勢(shì)種屬，不能在曝氣池內(nèi)進(jìn)行硝化反應(yīng)。目前七十八頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.78No.78

（3）污泥回流比 污泥回流比（R）是指從二沉池返回到曝氣池的回流污泥量QR與污水流量Q之比，常用％表示。QRR=

Q

曝氣池內(nèi)混合液污泥濃度X與污泥回流比R和回流污泥濃度Xr之間的關(guān)系是：

XXr-XR=目前七十九頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.80No.80

（4）曝氣時(shí)間t（或

平均水力停留時(shí)間HRT）曝氣時(shí)間（t）是指污水進(jìn)入曝氣池后，在曝氣池中的平均停留時(shí)間，也稱平均水力停留時(shí)間（HRT），常以小時(shí)（h）計(jì)。VQt=式中V——曝氣池容積，m3；

Q——污水流量，m3/h。目前八十頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.81No.81系統(tǒng)的平均水力停留時(shí)間ts定義如下：

ts=Vs/Q

Vs：反應(yīng)器容積＋沉淀池容積

Q：進(jìn)水流量目前八十一頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)13.3活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用1、概述2、莫諾特公式及其推廣應(yīng)用3、勞倫斯-麥卡蒂模型4、IWA（國(guó)際水協(xié)會(huì)）的活性污泥動(dòng)力學(xué)模型目前八十二頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.841概述活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)通過數(shù)學(xué)式定量或半定量地揭示活性污泥系統(tǒng)內(nèi)有機(jī)物降解、污泥增長(zhǎng)等與設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)、環(huán)境因素之間的關(guān)系，對(duì)工程設(shè)計(jì)與優(yōu)化運(yùn)行管理有著一定的指導(dǎo)意義。

有關(guān)的動(dòng)力學(xué)模型都是以完全混合式曝氣池為基礎(chǔ)建立的，經(jīng)過修正后再應(yīng)用到推流式曝氣池系統(tǒng)。在建立活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型時(shí)，作了以下假定：⑴活性污泥系統(tǒng)運(yùn)行處于穩(wěn)定狀態(tài)；⑵活性污泥在二沉池內(nèi)不進(jìn)行代謝活動(dòng)且泥水分離良好；⑶系統(tǒng)中不含有毒物質(zhì)和抑制物質(zhì)；⑷進(jìn)入曝氣池的原污水中不含活性污泥。目前八十三頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.85對(duì)活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研討的目的

明確各項(xiàng)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響，使人們能夠創(chuàng)造更適宜于活性污泥系統(tǒng)內(nèi)生化反應(yīng)進(jìn)行的環(huán)境條件，使反應(yīng)能夠在比較理想的速率下進(jìn)行，使活性污泥法處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行更合理化和科學(xué)化。

對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行研究，探討活性污泥對(duì)有機(jī)物的代謝、降解過程，揭示這一反應(yīng)過程的本質(zhì)，使人們能夠更自覺地對(duì)反應(yīng)速率加以控制和調(diào)節(jié)。目前八十四頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.86

從活性污泥法處理系統(tǒng)的工程實(shí)踐要求考慮，對(duì)活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研討重點(diǎn)在于“確定生化反應(yīng)速率與各項(xiàng)主要環(huán)境因素之間的關(guān)系”，研討的主要內(nèi)容是：（1）（2）有機(jī)物的降解速率與有機(jī)物濃度、活性污泥微生物量等因素之間的關(guān)系；活性污泥微生物的增殖速率（亦即活性污泥的增長(zhǎng)速率）與有機(jī)物濃度、微生物量等因素之間的關(guān)系。目前八十五頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.962莫諾特公式及其推廣應(yīng)用2.1莫諾特（Monod）公式

μ

莫諾特于1942年和1950年曾兩次用純種的微生物在單一底物的培養(yǎng)基上進(jìn)行微生物增殖速率與底物濃度之間關(guān)系的試驗(yàn)。得出了如右圖所示的形式。這個(gè)結(jié)果和米凱利斯-門坦于1913年提出的酶促反應(yīng)速率與底物濃度之間的關(guān)系是相同的。S0μ

=

μmaxSKS+Sμmax

μmax

2KS目前八十六頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)+=μ

μmaxSKSS式中1

μ

——微生物比增長(zhǎng)速率，即單位生物量的增殖速率，kgMLVSS/(kgMLVSS·h)；μmax——在飽和底物濃度中，微生物的最大比增長(zhǎng)速率，

kgMLVSS/(kgMLVSS·h)；

KS——飽和常數(shù)（半反應(yīng)速率常數(shù)），數(shù)值上等于μ=μmax/2時(shí) 的底物濃度（mg/l）；

S——反應(yīng)器中（限制微生物生長(zhǎng)的）底物濃度，可用BOD表示，一般用mg/l表示

No.97

莫諾特提出了與經(jīng)典的米—門方程式相類似的莫諾特公式來描述底物濃度與微生物比增殖速率之間的關(guān)系，即：（13-19）開關(guān)函數(shù)目前八十七頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)KS

+S

vmaxSv=

可以假設(shè)，微生物的比增殖速率（μ）與底物的比降解速率（v）呈比例關(guān)系，即：μ∝vμ=Y·v或

因此，與微生物比增殖速率μ相對(duì)應(yīng)的底物比降解速率ν也可以用莫諾特公式描述，即：（13-20）——底物的比降解速率，常用h-l或d-1表示；——底物的最大比降解速率，常用h-l或d-1表示；

vvmax目前八十八頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.99

對(duì)于完全混合式曝氣池，底物的比降解速率，按物理意義考慮，下式成立：v=d（S0-S）

X·dt=

dsX·dt（13-21）dsdtt—底物降解速率，mg/(L·h)

—降解時(shí)間，h。因?yàn)閷?duì)廢水處理來說，有機(jī)物降解是其最基本的目的， 所以本式意義重大根據(jù)式（13-20）（13-21）得：

dSdtvmax

XSKS+S=（13-22）目前八十九頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)

2.2莫諾特公式的推論

莫諾特公式描述的是微生物比增殖速率或底物比降解速率與底物濃度之間的函數(shù)關(guān)系。在兩種極端條件下，能夠得出如下推論。一、在高底物濃度條件下，S>>Ks，式（13-20）與式（13-22）中分母中的Ks值與S值相比，可以忽略不計(jì)，于是式（13-20）可簡(jiǎn)化為：v=vmax（13-23）

dsdt=vmaxX=K1X式中vmax為常數(shù)值，以K1表示。

No.100而式（13-22）則簡(jiǎn)化為：（13-24）目前九十頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)νS+級(jí)在高底物濃度的條件下，底物以最大的速率進(jìn)行降解，而與底物濃度無關(guān)，呈零級(jí)反應(yīng)關(guān)系。即右圖上所表示的底物濃度 大于S’時(shí)的情況。底物濃度進(jìn)一步提高，比降解速率也不會(huì)提高，因?yàn)樵谶@一條件下，微生物處于對(duì)數(shù)增殖期，其酶系統(tǒng)的活性位置都被底物所飽和。式（13-24）說明，在高底物濃度的條件下，底物降解速率與 活性污泥濃度（生物量）有關(guān)，并呈一級(jí)反應(yīng)關(guān)系。

No.101S`0maxν=

ννmax

ν

2

ν=νmax

零

maxKSS反 應(yīng)SS``KS目前九十一頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)或L/（mg·h）表示。v=vmax

SKS=K2S一般用m3/（kg·d）

從式（13-25），底物降解（13-25）速率與底物濃度呈一級(jí)反應(yīng)，

底物濃度已成為底物降解的限制因素。因?yàn)樵谶@種條件下，混合液中底物濃度已經(jīng)不高，微生物增殖處于減衰增殖期或內(nèi)源呼吸期，微生物酶系統(tǒng)多未被飽和，

二在低底物濃度的條件下，S<<Ks。在公式（13-20）和（13-22）分母中，與Ks值相比較，S值可忽略不計(jì)，這樣，式（13-20）和（13-22）可分別簡(jiǎn)化為：dSdt=K2SX（13-26）vmax

KsK2=目前九十二頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)在圖中即為橫坐標(biāo)S=0到S=S＂這樣的一個(gè)區(qū)段。這個(gè)區(qū)段的曲線表現(xiàn)為通過原點(diǎn)的直線，其斜率即為K2。

No.103S`νmaxνmaxmaxνS

KS+Sν

2

0零級(jí)反應(yīng)ν=νmaxS

ν=S``KS=S目前九十三頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)三、中等強(qiáng)度的底物（基質(zhì)）濃度下dS dt

XSKs+S=vmax

SKs+Sv=vmax?用以上二公式進(jìn)行計(jì)算?常數(shù)Vmax和Ks的確定?可通過小型試驗(yàn)確定

No.104目前九十四頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)Q-QWNo.105二沉池曝氣池

進(jìn)水Q，S0剩余污泥排放

Qw，Xr

回流污泥RQ，Se，XrQ+RQSe，X處理水

Se，Xe完全混合式活性污泥法處理系統(tǒng)

V，Se，XQ——污水流量；S0——原污水底物濃度；Se——處理水底物濃度；X——曝氣池內(nèi)活性污泥濃度；V——曝氣池的容積；R——污泥回流比；Xr——回流污泥濃度；Qw——排泥量；

Xe——處理水中的污泥濃度小型試驗(yàn)的流程圖目前九十五頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)No.1062.3莫諾特公式在完全混合曝氣池中的應(yīng)用

完全混合曝氣池內(nèi)的活性污泥一般處在減衰增殖期。此外，池內(nèi)混合液中的有機(jī)物濃度是均一的，并與出水的濃度（Se）相同，其值較低，有Se<S＂。因此，采用式（13-26）是適宜的。目前九十六頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)Q-QWNo.107二沉池曝氣池

進(jìn)水Q，S0剩余污泥排放

Qw，Xr

回流污泥RQ，Se，XrQ+RQSe，X處理水

Se，Xe完全混合式活性污泥法處理系統(tǒng)

V，Se，XQ——污水流量；S0——原污水底物濃度；Se——處理水底物濃度；X——曝氣池內(nèi)活性污泥濃度；V——曝氣池的容積；R——污泥回流比；Xr——回流污泥濃度；Qw——排泥量；

Xe——處理水中的污泥濃度目前九十七頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)ds=dt在穩(wěn)定條件下，對(duì)系統(tǒng)中的有機(jī)物進(jìn)行物料平衡，得：經(jīng)整理后，得：式中RQ——回流污泥量，常用m3/d，其他符號(hào)表示意義同前。

No.108QS0+RQSe(Q+RQ)SedtV（20）Se)Q(S0

V（13-28）

ds=目前九十八頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)ds=XVSNo.109(S0Se)

在運(yùn)行穩(wěn)定的條件下，完全混合曝氣池內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的有機(jī)物降解速率是一個(gè)常數(shù)，其值如式（13-26）所示。將式（13-26）

代入式（13-28），得：Se)=XtQ(S0

XV=K2Se（13-29）

根據(jù)完全混合曝氣池的特征，式（13-22）可改寫，即以Se代入式中之S，得：

maxdtKS+See（13-30）目前九十九頁(yè)\總數(shù)一百零八頁(yè)\編于二點(diǎn)(S0Se)Se)=XtQ(S0

XV