活性污泥法的設(shè)計計算

活性污泥法的設(shè)計計算當(dāng)前第1頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)一、有機(jī)物負(fù)荷率法

污泥生成量的計算Y——微生物增長常數(shù)，即每消耗單位底物所形成的微生物量，一般為0.35~0.8mgMLVSS/mgBOD5;kd——微生物自身氧化率，一般為0.05~0.1d-1Δx=aLrVx-bVxΔx——每天污泥增加量，kg/d；a——污泥合成系數(shù)，一般a=0.30~0.72，平均為0.52；b——污泥自身氧化系數(shù)，d-1，一般b=0.02~0.18，平均為0.07當(dāng)前第2頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)一、有機(jī)物負(fù)荷率法

污泥需氧量的計算一般a′=0.25~0.76，平均為0.47；b′=0.10~0.37，平均為0.17當(dāng)前第3頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)

污泥負(fù)荷與處理效率的關(guān)系在底物濃度較低時，比底物降解速率為-ds/(xvdt)=Q(S0-Se)/(xVV)=KSe一、有機(jī)物負(fù)荷率法當(dāng)前第4頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)

污泥負(fù)荷對活性污泥特性的影響一、有機(jī)物負(fù)荷率法高負(fù)荷：1.5~2.0kgBOD/kgMLSS?d中負(fù)荷：0.2~0.4kgBOD/kgMLSS?d低負(fù)荷：0.03~0.05kgBOD/kgMLSS?d水溫對污泥負(fù)荷的影響

在一定的水溫范圍內(nèi)，提高水溫，可以提高BOD的去除速度和能力，有利于活性污泥絮體的形成和沉淀。水溫較高時，可降低回流比，減小污泥濃度，從而相對提高了污泥負(fù)荷。污泥負(fù)荷對營養(yǎng)比的影響一般負(fù)荷：BOD:N:P=100:5:1

延時曝氣法：BOD:N:P=100:1:0.5當(dāng)前第5頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)

二、勞倫斯和麥卡蒂（Lawrence-McCarty）法一、細(xì)胞平均停留時間細(xì)胞平均停留時間θc也稱泥齡，表示微生物在曝氣池中的平均培養(yǎng)時間，也即曝氣池內(nèi)活性污泥平均更新一遍所需的時間。細(xì)胞平均停留時間時比生長速度的倒數(shù)。

θc

=1/μ=x?(dx/dt)θc

≈V/Qw當(dāng)前第6頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)

二、勞倫斯-麥卡蒂（Lawrence-McCarty）法細(xì)胞平均停留時間二、勞倫斯-麥卡蒂法1、勞倫斯和麥卡蒂根據(jù)莫諾特方程提出了曝氣池中基質(zhì)去除速率和微生物濃度的關(guān)系方程：dS/dt=KS?x/(Ks+S)2、微生物的增長和基質(zhì)的去除關(guān)系方程：

dx/dt=y?(dS/dt)-Kd?x或dx/dt=yobs?(dS/dt)當(dāng)前第7頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)

二、勞倫斯-麥卡蒂（Lawrence-McCarty）法勞倫斯-麥卡蒂法穩(wěn)態(tài)時，dx/dt=0，并假定x0=0，則因此，曝氣池內(nèi)污泥濃度曝氣池體積V=θcYQ(S0-Se)/x(1+kdθc)對系統(tǒng)進(jìn)行微生物量衡算，當(dāng)前第8頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)二、勞倫斯-麥卡蒂（Lawrence-McCarty）法勞倫斯-麥卡蒂法對系統(tǒng)進(jìn)行底物衡算，穩(wěn)態(tài)時，ds/dt=0，而且代入則得當(dāng)前第9頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)二、勞倫斯-麥卡蒂（Lawrence-McCarty）法

排除的剩余活性污泥量計算dx/dt=yobs?(dS/dt)1/θc=Yds/dt-kd所以剩余活性污泥量（以揮發(fā)性懸浮固體表示）

Δx=YobsQ(S0-Se)所需的空氣量計算理論耗氧量=有機(jī)物氧化的耗氧量-轉(zhuǎn)化為剩余污泥的有機(jī)體的有機(jī)物耗氧量有機(jī)物氧化的耗氧量=有機(jī)物完全氧化的需氧量BODu=Q(S0-Se)10-3/0.68（kg/d）轉(zhuǎn)化為剩余污泥的有機(jī)體的有機(jī)物耗氧量=1.42Δx（kg/d）其中，BOD5=0.68BODu氧化1kg微生物所需的氧量為1.42kg

則系統(tǒng)每天的需氧量為O2=Q(S0-Se)10-3/0.68-1.42Δx當(dāng)前第10頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)二、勞倫斯-麥卡蒂（Lawrence-McCarty）法

當(dāng)前第11頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)二、勞倫斯-麥卡蒂（Lawrence-McCarty）法

θc對活性污泥系統(tǒng)運(yùn)行的影響當(dāng)前第12頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)二、勞倫斯-麥卡蒂（Lawrence-McCarty）法

當(dāng)前第13頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)

當(dāng)前第14頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)二、勞倫斯-麥卡蒂（Lawrence-McCarty）法當(dāng)前第15頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)回流比

R=Qr/Q=0.78當(dāng)前第16頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)當(dāng)前第17頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)9.5活性污泥法的發(fā)展和演變一、普通曝氣法

全池呈推流型，停留時間為4~8h，污泥回流比20~50%，池內(nèi)污泥濃度2~3g/L，剩余污泥量為總污泥量的10%左右。優(yōu)點(diǎn)在于因曝氣時間長而處理效率高，一般BOD去除率為90~95%，特別適用于處理要求高而水質(zhì)比較穩(wěn)定的廢水。當(dāng)前第18頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)9.5活性污泥法的發(fā)展和演變二、漸減曝氣當(dāng)前第19頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)9.5活性污泥法的發(fā)展和演變?nèi)?、階段曝氣法當(dāng)前第20頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)9.5活性污泥法的發(fā)展和演變四、完全混合法當(dāng)前第21頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)9.5活性污泥法的發(fā)展和演變五、延時曝氣法曝氣時間長，約24~48h，污泥負(fù)荷低，約0.05~0.2kgBOD5/kgVSS?d，曝氣池中污泥濃度高，約3~6g/L。微生物處于內(nèi)源呼吸階段，剩余污泥少而穩(wěn)定，無需消化，可直接排放。BOD去除率75~95%。運(yùn)行是對氮、磷的要求低，適應(yīng)沖擊的能力強(qiáng)。六、氧化溝當(dāng)用轉(zhuǎn)刷曝氣時，水深不超過2.5m，溝中混合液流速0.3~0.6m/s。當(dāng)前第22頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)9.5活性污泥法的發(fā)展和演變當(dāng)前第23頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)七、接觸穩(wěn)定（吸附再生）法

可提高池容積負(fù)荷，適應(yīng)沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)，最適于處理含懸浮和膠體物質(zhì)較多的廢水，如制革廢水、焦化廢水等。當(dāng)前第24頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)八、純氧曝氣在密閉的容器中，溶解氧飽和濃度可提高，氧溶解的推動力提高，氧傳遞速率增加，污泥的沉淀性能好。曝氣時間短，約1.5~3.0h，MLSS較高，約4000~8000mg/L。當(dāng)前第25頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)九、活性生物濾池（ABF）工藝

塔高4~6m，設(shè)計負(fù)荷率為3.2kg/m3?d，去除率65%，塔的出流含氧率達(dá)6~8mg/L，混合液需氧速率可達(dá)30~300mg/L?h。當(dāng)前第26頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)十、吸附-生物降解工藝（AB）A級以高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行（污泥負(fù)荷大于2.0kgBOD5/kgMLSS?d），B級以低負(fù)荷運(yùn)行（污泥符合一般為0.1~0.3kgBOD5/kgMLSS?d），A級曝氣池停留時間短，30~60min，B級停留2~4h。當(dāng)前第27頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)十一、序批式活性污泥法（SBR法）當(dāng)前第28頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)當(dāng)前第29頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)9.6活性污泥法系統(tǒng)的運(yùn)行管理

一、活性污泥的培養(yǎng)與馴化

(一)活性污泥的培養(yǎng)(二)活性污泥的馴化二、活性污泥運(yùn)行中常見的問題

(一)污泥膨脹

廣義地把活性污泥的凝聚性和沉降性惡化，以及處理水混濁的現(xiàn)象總稱為活性污泥的膨脹。描述污泥膨脹程度的指標(biāo)有30min沉降比、污泥容積指數(shù)。污泥膨脹可大致區(qū)分為絲狀體膨脹和非絲狀體膨脹兩種。當(dāng)絲狀體過多，長出一般絮體的邊界而伸入混合液時，其架橋作用妨礙了絮體間的密切接觸，致使沉降較饅，密實(shí)性差和SVI高，這叫做絲狀菌性膨脹污泥。當(dāng)發(fā)生非絲狀菌性污泥膨脹時，同樣SVI高，污泥在沉淀池內(nèi)難以沉淀、壓縮。此時的處理效率仍很高，上清液也清澈。當(dāng)前第30頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)造成絲狀菌性污泥膨脹的原因(1)溶解氧濃度絲狀菌能在低溶解氧條件下生長良好，甚至能在厭氧條件下殘存而不受影響。所以城市污水廠的曝氣池溶解氧最低應(yīng)保持在2mg/L左右。(2)沖擊負(fù)荷如果曝氣池內(nèi)有機(jī)物超過正常負(fù)荷，污泥膨脹程度提高，使絮體內(nèi)部溶解氧消耗提高，導(dǎo)致了內(nèi)部絲狀體的發(fā)展。

(3)進(jìn)水營養(yǎng)條件的變化一般細(xì)菌在營養(yǎng)為BOD5：N：P＝100：5：1的條件下生長，但若磷含量不足，C／N升高，這種營養(yǎng)情況適宜絲狀菌生活。其二是硫化物的影響，過多的化糞池的腐化水及糞便廢水進(jìn)入活性污泥設(shè)備，會造成污泥膨脹。含硫化物的造紙廢水，也會產(chǎn)生同樣的問題。一般是加5～10mL/L氯加以控制或者用預(yù)曝氣的方法將硫化物氧化成硫酸鹽。其三是碳水化合物過多會造成膨脹。還有pH值和水溫的影響，絲狀菌易在高溫下生長繁殖，而菌膠團(tuán)則要求溫度適中；絲狀菌宜在酸性環(huán)境(pH值=4.5～6.5)中生長，菌膠團(tuán)宜在pH值＝6～8的環(huán)境中生長。

當(dāng)前第31頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)造成非絲狀菌性污泥膨脹的原因經(jīng)研究，非絲狀菌性膨脹污泥含有大量的表面附著水，細(xì)菌外面包有黏度極高的粘性物質(zhì)，這種粘性物質(zhì)是有葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖、脫氧核糖等形成的多糖類。非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在污水水溫較低而污泥負(fù)荷太高時。此時，細(xì)菌吸取了大量營養(yǎng)物，但代謝速度慢，就積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥的表面附著水大大增加，致使SVI升高，形成污泥膨脹。解決污泥膨脹的辦法概括起來就是預(yù)防和抑制。預(yù)防就要加強(qiáng)管理，及時監(jiān)測水質(zhì)、曝氣池污泥沉降比、污泥指數(shù)、溶解氧等，發(fā)現(xiàn)異常情況，及時采取措施。污泥發(fā)生膨脹后，要針對發(fā)生膨脹的原因，采取相應(yīng)的制止措施：當(dāng)進(jìn)水濃度大和出水水質(zhì)差時，應(yīng)加強(qiáng)曝氣提高供氧量，最好保持曝氣池溶解氧在2mg／L以上；加大排泥量，提高進(jìn)水濃度，促進(jìn)微生物新陳代謝過程，以新污泥置換老污泥；曝氣池中含碳高而且碳氮比失調(diào)時，投加含氮化合物；加氯可以起凝聚和殺菌雙重作用，在回流污泥中投加漂白粉或液氯可抑制絲狀菌生長(加氯量按干污泥的0.3～0.4%估計)，調(diào)整pH值。

當(dāng)前第32頁\共有33頁\編于星期三\4點(diǎn)(二)污泥上浮

1、污泥脫氮上浮硝化（曝氣池負(fù)荷小而供氧量過大時）——硝化（二沉池中長時間處于缺氧狀態(tài)）——N2使污泥