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1、第十三章第十三章 活性污泥法活性污泥法第一節(jié)第一節(jié) 基本原理與分類基本原理與分類第二節(jié)第二節(jié) 活性污泥法參數(shù)活性污泥法參數(shù)第三節(jié)第三節(jié) 曝氣曝氣第四節(jié)第四節(jié) 曝氣池的構(gòu)造與設(shè)計(jì)曝氣池的構(gòu)造與設(shè)計(jì)第五節(jié)第五節(jié) 運(yùn)行與管理運(yùn)行與管理第一節(jié)第一節(jié) 基本原理與分類基本原理與分類一、基本原理一、基本原理二、活性污泥法的基本流程二、活性污泥法的基本流程三、活性污泥指標(biāo)三、活性污泥指標(biāo)四、活性污泥法的分類四、活性污泥法的分類圖 13-1 活性污泥形狀圖一、基本原理一、基本原理 活性污泥法是利用懸浮生長(zhǎng)的微生物絮體處理有機(jī)廢水一類好氧生物的處理方法。這種生物絮體叫做活性污泥，它由好氣性微生物（包括細(xì)菌、真菌、

2、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物）及其代謝的和吸附的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物組成，具有降解廢水中有機(jī)污染物（也有可部分利用無(wú)機(jī)物）的能力，顯示生物化學(xué)活性。 活性污泥法凈化廢水的三個(gè)主要過(guò)程活性污泥法凈化廢水的三個(gè)主要過(guò)程1吸附 廢水與活性污泥微生物充分接觸，形成懸濁混合液, 廢水中污染物被比表面積巨大且表面上含有多糖類粘性物質(zhì)的微生物吸附和粘連。是膠態(tài)的大分子有機(jī)物被吸附后，首先被水解酶作用，分解為小分子物質(zhì)，然后這些小分子與溶解性有機(jī)物一道在透膜酶的作用下或在濃差推動(dòng)下選擇性滲入細(xì)胞體內(nèi)。2微生物的代謝 微生物吸收進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)的污染物通過(guò)微生物的代謝反應(yīng)而被降解，一部分經(jīng)過(guò)一系列中間狀態(tài)氧化為最終產(chǎn)物CO2和H2

3、O等。另一部分則轉(zhuǎn)化為新的有機(jī)體，使細(xì)胞增殖。一般地說(shuō)，自然界中的有機(jī)物都可以被某些微生物所分解，多數(shù)合成有機(jī)物也可以被經(jīng)過(guò)馴化的微生物分解。不同的微生物對(duì)不同的有機(jī)物其代謝途徑各不相同，對(duì)同一種有機(jī)物也可能有幾條代謝途徑。3凝聚與沉淀 產(chǎn)生凝聚的主要原因：細(xì)菌體內(nèi)積累的聚-羥基丁酸釋放到液相，促使細(xì)菌間相互凝聚，結(jié)成線粒；微生物攝食過(guò)程釋放的粘性物質(zhì)促進(jìn)凝聚；在不同的條件下，細(xì)菌內(nèi)部的能量不同，當(dāng)外界營(yíng)養(yǎng)不足時(shí)，細(xì)菌內(nèi)部能量降低，表面電荷減少，細(xì)菌顆粒間的結(jié)合力大于排斥力，形成線粒；而當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物充足時(shí)，細(xì)菌內(nèi)部能量大，表面電荷增大，形成的線粒重新分散。 沉淀是混合液中固相活性污泥顆粒同廢水分離

4、的過(guò)程。固液分離的好壞，直接影響出水水質(zhì)。1產(chǎn)生：從間歇式發(fā)展到連續(xù)式2基本工藝流程：圖 13-2 活性污泥法基本流程圖二、活性污泥法的基本流程二、活性污泥法的基本流程 廢水經(jīng)過(guò)適當(dāng)預(yù)處理（如初沉）后，進(jìn)入曝氣池與池內(nèi)活性污泥混合成混合液，并在池內(nèi)充分曝氣，廢水中有機(jī)物在曝氣池內(nèi)被活性污泥吸附、吸收和氧化分解后，混合液進(jìn)入二次沉淀池，進(jìn)行固液分離，凈化的廢水排出。 3活性污泥法特征 1）曝氣池是一個(gè)生物化學(xué)反應(yīng)器 2）曝氣池內(nèi)混合是一個(gè)三相混合系統(tǒng)：液相-固相-氣相 3）傳質(zhì)過(guò)程：氣相中 O2液相中DO進(jìn)入微生物體內(nèi) （固相）液相中的有機(jī)物被微生物（固相）所吸收降 解降解產(chǎn)物返回空氣相（CO2

5、）和液相（H2O） 4）物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程：有機(jī)物降解活性污泥增長(zhǎng) 5）污泥回流的目的是使曝氣池內(nèi)保持足夠數(shù)量的活性污 泥。污泥回流后，凈增值的細(xì)胞物質(zhì)將作為剩余污泥 排入污泥處理系統(tǒng)。（1）污泥沉降比（污泥沉降比（SV） 指一定量的曝氣池混合液液靜置30min后，沉淀污泥與原混合液的體積比（用百分?jǐn)?shù)表示），即 三、活性污泥指標(biāo)三、活性污泥指標(biāo)混合液體積靜置沉淀后的污泥體積混合液經(jīng)污泥沉降比min30SV通常，曝氣池混合液的沉降比正常范圍為15-30%。 （2）污泥濃度污泥濃度 指1升混合液內(nèi)所含的懸浮固體（常表示為 MLSS）或揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）的重量，單位為g/L或mg/L。污泥濃度的

6、大小可間接地反映混合液中所含微生物的濃度。一般在活性污泥曝氣池內(nèi)常保持MISS濃度在26g/L之間，多為34g/L。 （3）污泥容積指數(shù)（污泥容積指數(shù)（SVI） 指曝氣池混合液經(jīng)30min沉淀后，1克干污泥所占有沉淀污泥容積的毫升數(shù)，單位為mL/g，但一般不標(biāo)注。SVI的計(jì)算式為: 當(dāng)SVI100時(shí)，沉淀性良好；當(dāng)SVI=100200時(shí)，沉淀性一般；當(dāng)SVI200時(shí)，沉淀性較差，污泥易膨脹。（4）生物相指示生物相指示 活性污泥中出現(xiàn)的生物是普通的微生物。鐘蟲(chóng)的出現(xiàn)頻率高、數(shù)量大，而且在生物演替中有著較為嚴(yán)密的規(guī)律性，因此，一般都以鐘蟲(chóng)屬作為活性污泥法的特征指示生物。 LgMLSSSVSVI/1

7、0的百分?jǐn)?shù) 按廢水和回流污泥的進(jìn)入方式及其在曝氣池中的混合方式，活性污泥法可分為推流式和完全混合式兩大類。 推流式是廢水從一端進(jìn)入，另一端流出。隨著水流的過(guò)程，廢物降解，微生物增長(zhǎng)，F(xiàn)/M沿程變化，系統(tǒng)處于生長(zhǎng)曲線某一段上工作。 完全混合式是廢水進(jìn)入曝氣池后，在攪拌下與池內(nèi)活性污泥混合液混合，從而使污泥與廢水得到充分混合，池內(nèi)各點(diǎn)水質(zhì)均勻、F/M一定。系統(tǒng)處于生長(zhǎng)曲線某一點(diǎn)上工作。四、活性污泥法的分類四、活性污泥法的分類第二節(jié)第二節(jié) 活性污泥法參數(shù)活性污泥法參數(shù)一、污泥負(fù)荷一、污泥負(fù)荷 在活性污泥法中，一般將有機(jī)底物與活性污泥的重量比值（FM），也即單位重量活性污泥（kgMLSS）或單位體積曝

8、氣池（m3）在單位時(shí)間(D)內(nèi)所承受的有機(jī)物量(kgBOD)，稱為污泥負(fù)荷，常用L表示。 VxQSL0式中Q、S0和V分別代表廢水流量、BOD濃度和曝氣池容積。1 1、污泥負(fù)荷與處理效率的關(guān)系、污泥負(fù)荷與處理效率的關(guān)系 由右圖可見(jiàn)，BOD負(fù)荷增大，BOD去除率下降。一般來(lái)說(shuō)，負(fù)荷在0.4kgBOD/kgMLSSd以下時(shí)，可得到90以上的BOD去除率。對(duì)不同的底物，L-關(guān)系有很大差別。所含底物是糖類、有機(jī)酸、蛋內(nèi)質(zhì)等一般性有機(jī)物的廢水，容易降解，即使污泥負(fù)荷升高，BOD去除率下降的趨勢(shì)也較緩慢。相反地，醛類、酚類的分解需要特種微生物，當(dāng)污泥負(fù)荷超過(guò)某一值后，BOD去除率顯著下降。2 2、污泥負(fù)荷

9、對(duì)活性污泥特性的影響、污泥負(fù)荷對(duì)活性污泥特性的影響 如圖所示SVI-L曲線是具有多峰的波形曲線，有三個(gè)低SVI的負(fù)荷區(qū)和兩個(gè)高SVI的負(fù)荷區(qū)。如果在運(yùn)行時(shí)負(fù)荷波動(dòng)進(jìn)入高SVI負(fù)荷區(qū)，污泥沉淀性差，將會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹。一般在高負(fù)荷時(shí)應(yīng)選擇在1.52.0kgBODkgMSSd范圍內(nèi),中負(fù)荷時(shí)為0.20.4kgBOD/kgMLSS.d，低負(fù)荷時(shí)為0.030.05kgBOD/ kgMLSSd。溫度對(duì)微生物的新陳代謝作用有很大影響。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，此外，還可以降低廢水的粘性，從而有利于活性污泥絮體的形成和沉淀。水溫變化時(shí)，污泥負(fù)荷的選定也有一定的變化。應(yīng)注意溫

10、度變化帶來(lái)的不利影響。一方面，水溫過(guò)高，微生物受到抑制；另一方面，水溫的變化速率對(duì)污泥分離效果也有很大影響。 3 3、水溫對(duì)污泥負(fù)荷的影響、水溫對(duì)污泥負(fù)荷的影響4 4、污泥負(fù)荷對(duì)污泥生成量的影響、污泥負(fù)荷對(duì)污泥生成量的影響活性污泥在混合液中的濃度凈增長(zhǎng)速度為 式中 Y微生物增長(zhǎng)常數(shù)；kd微生物自身氧化率 在工程上常采用平均值計(jì)算，即式中 x每天污泥增加量，kg/d； a污泥合成系數(shù)；b污泥自身氧化系數(shù)，d-1。bVxaVxLxtxkdtdxYdtdxdxkdtdxYdtdxdbVxaVxLxtxkdtdxYdtdxdxkdtdxYdtdxd5 5、污泥負(fù)荷對(duì)需氧量的影響、污泥負(fù)荷對(duì)需氧量的影響

11、 當(dāng)污泥負(fù)荷大時(shí)，廢物在系統(tǒng)中的停留時(shí)間短，一些只被吸附而未經(jīng)氧化的有機(jī)物可能隨污泥排出處理系統(tǒng)，使去除單位BOD的需氧量減少。相反，在低負(fù)荷情況下，有機(jī)物能徹底氧化，甚至過(guò)量自身氧化，因此需氧量值耗大。從需氧量看，高負(fù)荷系統(tǒng)比低負(fù)荷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)。 過(guò)程總需氧量包括有機(jī)物去除（用于分解和合成）的需氧量以及有機(jī)體自身氧化需氧量之和，在工程上，常表示為：VxbVxLaOr2VxbVxLaOr26 6、污泥負(fù)荷對(duì)營(yíng)養(yǎng)比要求的影響、污泥負(fù)荷對(duì)營(yíng)養(yǎng)比要求的影響 采用不同污泥負(fù)荷時(shí)，微生物處于不同生長(zhǎng)階段。在低負(fù)荷時(shí)，污泥自身氧化程度較大，在有機(jī)體氧化過(guò)程中釋出氮、磷成分，所以氮、磷的需要量減小，如在延時(shí)曝氣

12、法中，BOD:N:P=100:1:0.2時(shí)即可使微生物正常生長(zhǎng)。而在一般負(fù)荷下，則要求BOD:N:P=100:5:1。 二、細(xì)胞平均停留時(shí)間二、細(xì)胞平均停留時(shí)間 細(xì)胞平均停留時(shí)間c也稱泥齡，表示微生物在曝氣池中的平均培養(yǎng)時(shí)間, 也即曝氣池內(nèi)活性污泥平均更新一遍所需的時(shí)間。在間歇實(shí)驗(yàn)裝置里，細(xì)胞平均停留時(shí)間與水力停留時(shí)間相等，在實(shí)際的連續(xù)流活性污泥系統(tǒng)中，由于存在污泥回流，細(xì)胞平均停留時(shí)間比水力停留時(shí)間大得多。 在圖13-8所示的系統(tǒng)內(nèi)，細(xì)胞平均停留時(shí)間可以通過(guò)排出的微生物量與系統(tǒng)容積的關(guān)系求得。（假定有機(jī)物的降解和穩(wěn)定化僅在曝氣池中發(fā)生）eWWcxQQxQVx 由以上可知，通過(guò)控制從系統(tǒng)中排出

13、的污泥量，即可控制細(xì)胞平均停留時(shí)間。eWRWcxQQxQVx細(xì)胞平均停留時(shí)間細(xì)胞平均停留時(shí)間c與污泥負(fù)荷的關(guān)系與污泥負(fù)荷的關(guān)系 系統(tǒng)微生物 ：累積=進(jìn)入-流出+凈增長(zhǎng)xkdtdsYVxQQxQQxdtdxVdeWW0在穩(wěn)態(tài)情況下，dx/dt=0，若假定進(jìn)水中x0=0，則上式變?yōu)?deeWWkxSSYVxxQQxQ0drdeckYLkxSSY01由此可求得曝氣池內(nèi)污泥濃度 ccdekYSSx10如果同樣列出廢物衡算式，有在穩(wěn)態(tài)情況下， ,而且得 將式（13-24）代人上式，整理得系統(tǒng)出水濃度為細(xì)胞平均停留時(shí)間細(xì)胞平均停留時(shí)間c與出水濃度的關(guān)系與出水濃度的關(guān)系 00seQeWVrSQQSQQSdt

14、dSV00seWeWVrSQQSQQSdtdSV0dtdS0dtdS0dtdSesesSKKxSr0eseeSKKxSVSSQ0eseeSKKxSVSSQ011cdccdsekYKkKS 實(shí)踐表明：活性污泥系統(tǒng)的氧吸收速率隨c增大而減小，但c增大至一定程度后，氧吸收速率的減小甚微。考慮到c增大后活性污泥的量也增加了，故采用較大的c值，但曝氣池的運(yùn)行費(fèi)用將較高。 由圖可見(jiàn)，c較短時(shí)；微生物量小，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)相對(duì)豐富，因而細(xì)菌具有較高的能量水平，運(yùn)動(dòng)性強(qiáng)，絮凝沉淀性差，相當(dāng)大比例的生物群體處于分散狀態(tài)，不易沉淀而易隨二次沉淀池出流。擴(kuò)散過(guò)程的基本規(guī)律菲克（Fick）定律 式中 氧傳遞速率，mg/Lh；

15、 KL氧傳送系數(shù)，m/h; A氣液界面面積，m2； cs、c分別為液體的飽和溶解氧的和實(shí)際 溶解氧的濃度，mg/L。一、氧傳送原理一、氧傳送原理第三節(jié)第三節(jié) 曝氣曝氣scVAKdtdcsLdtdcdtdc 在活性污泥系統(tǒng)中，氣液界面面積無(wú)法測(cè)量，為此，引入一個(gè)總傳遞系數(shù) ,故式(13-30)可改寫(xiě)為：KLa同曝氣設(shè)備及水的特性有關(guān)，可以通過(guò)試驗(yàn)求得。 測(cè)得的KLa為清潔水的氧總傳遞系數(shù)。由于廢水含有大量有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，飽和溶解氧不同于清水飽和溶解氧。混合液含有大量活性污泥顆粒，氧擴(kuò)散阻力比清水大。 VAKKLLaccKdtdcsLa 00/lnttccccKtLssLa當(dāng)試驗(yàn)曝氣設(shè)備在混合液中

16、曝氣時(shí)，氧傳遞速率應(yīng)修正為 式中：混合液合污泥顆粒降低傳送系數(shù)的修正值； 廢水飽和溶解氧的修正值（1）， Csw廢水的飽和溶解氧的濃度。試驗(yàn)溫度和實(shí)際廢水溫度不同時(shí)，KLa應(yīng)進(jìn)行溫度修正 式中 溫度特性系數(shù)，一般為1.0061.047之間，常 取值1.024。 ccaKdtdcsLa 2020TLaTLaKK 2020TLaTLaKK KLa除與廢水溫度有關(guān)外，還與水質(zhì)及曝氣池和曝氣設(shè)備的形式和構(gòu)造有關(guān)。 廢水中存在表面活性劑時(shí)，對(duì)KLa有很大影響。一方面由于表面活性劑在界面上集中，增大了傳質(zhì)阻力，降低KLa；另一方面，由于表面張力降低，使形成的空氣泡尺寸減小，增大了氣泡的比表面積，許多時(shí)候由

17、于A/V的增大超過(guò)了KLa的降低，從而使傳質(zhì)速率增加。 KLa一般隨著廢水雜質(zhì)濃度的增大而減小。 KLa也與空氣擴(kuò)散設(shè)備的淹沒(méi)深度有關(guān)，其關(guān)系可表示為: 2121HHKKaLaL當(dāng)采用氣泡曝氣時(shí)，總傳質(zhì)系數(shù)為大多數(shù)擴(kuò)散裝置，m在0.710.78，n在1.201.38之間。當(dāng)采用葉輪將鼓入水平的空氣分散，總傳質(zhì)系數(shù)為 式中：v葉輪的圓周線速度； G鼓入空氣量； D葉輪直徑； P攪拌功率； k、k1、k2常數(shù)； x、y、z特性指數(shù)。 VGkHLnmLazyxLaDGvkL167. 095. 02GVPkKLa 由于氧的溶解度除受水質(zhì)、水溫的影響外，還受氣壓的影響，在氣壓不足1.013105Pa的地

18、區(qū)，尚應(yīng)對(duì)飽和溶解氧cs作壓力修正，即乘以修正系數(shù)。 在鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，氧的溶解度與空氣擴(kuò)散裝置浸沒(méi)深度有關(guān)，一方面隨深度增加，鼓入空氣中氧分壓增大；另一方面，氣泡在上升過(guò)程中其氧分壓減小。一般取氣體釋放點(diǎn)處及曝氣池水面處的溶解氧飽和值的平均值作為計(jì)算依據(jù)，即510013. 1Pa所在地實(shí)際氣壓510013. 1Pa所在地實(shí)際氣壓4210026. 25tssmQPbcc 以N0表示單位時(shí)間由于曝氣向清水傳遞的氧量，N表示單位時(shí)間向混合液傳遞的氧量，并且假定脫氧清水的起始溶解氧為零，即得兩種情況下供氧量之比為：曝氣池在穩(wěn)態(tài)下操作供氧速度將等于系統(tǒng)的耗氧速度rr，即 測(cè)定耗氧速度rr時(shí)，先將混合液曝

19、氣，直到接近飽和溶解氧值，停止曝氣，測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)溶液溶解氧降低量。 2020202020200024. 10024. 1TsmTsmsmLaTLTsmLaccccKccKNN 2020024. 1TTsmLarccKdtdcr 值的測(cè)定方法比較簡(jiǎn)單，用脫氧清水及經(jīng)消毒或用HgCl2、CuSO4抑制的混合液曝氣至氧飽和，測(cè)定混合液飽和溶解氧和清水飽和溶解氧。計(jì)算其比值即得。 如果已知曝氣池混合液的耗氧量Rt，用某一曝氣器供氧。要求該曝氣器向清水的供氧量為R0, 有如果實(shí)際供氣量為W，則廢水的氧吸收率為當(dāng)采用空氣曝氣時(shí)，上式中W =G21%1.43=0.3G 20200024. 1TTsmsmr

20、ccRR%1000WREA 對(duì)于鼓風(fēng)曝氣，鼓入氣量可以實(shí)測(cè)，從而可以預(yù)先測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的EA，利用式（13-43）由要求的R0可求出供氣量G。如果采用機(jī)械曝氣，則可由所需的R0值計(jì)算葉輪直徑和轉(zhuǎn)速。 理論上，每去除1kgBOD需消耗1kgO2，即相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣3.5m3，因鼓風(fēng)曝氣的利用率為5%10，故去除1kgBOD需供給空氣量為3570m3。實(shí)際上，由于曝氣池的負(fù)荷和運(yùn)行方式不同，供氣量需放大1.52.0倍。 曝氣方法可分成以下三種：1）鼓風(fēng)曝氣：空氣加壓設(shè)備管道系統(tǒng)擴(kuò)散裝置2）機(jī)械曝氣：借葉輪、轉(zhuǎn)刷等對(duì)液面進(jìn)行攪動(dòng)3）鼓風(fēng)-機(jī)械曝氣：由上述兩者組合二、曝氣設(shè)備二、曝氣設(shè)備1 1、

21、鼓風(fēng)曝氣、鼓風(fēng)曝氣新型高效曝氣器 鼓風(fēng)曝氣就是用鼓風(fēng)機(jī)（或空壓機(jī)）向曝氣池充入一定壓力的空氣（或氧氣）。氣量要滿足生化反應(yīng)所需的氧量和能保持混合液懸浮固體均勻混合，氣壓要足以克服管道系統(tǒng)和擴(kuò)散的摩阻損耗以及擴(kuò)散器上部的靜水壓。擴(kuò)散器將空氣分散成空氣泡，增大氣液接觸界面，把空氣中的氧溶解于水中。(1)小氣泡擴(kuò)散器小氣泡擴(kuò)散器 氣泡直徑在1.5mm以下。(2)中氣泡擴(kuò)散器中氣泡擴(kuò)散器 常用穿孔管，孔眼直徑為35mm。(3)大氣泡擴(kuò)散器大氣泡擴(kuò)散器 常用豎管，直徑為15mm左右。 (4)射流擴(kuò)散器 用泵打入混合液，在射流器的喉管處形成高速射流，與吸入或壓入的空氣強(qiáng)烈混合攪拌，將氣泡粉碎為100m左右

22、，使氧迅速轉(zhuǎn)移至混合液中。(5)固定螺旋擴(kuò)散器 由圓筒組成，內(nèi)部裝著按180度扭曲的固定螺旋元件56個(gè)，相鄰兩個(gè)元件的螺旋方向相反?？諝庥傻撞窟M(jìn)入曝氣筒，形成氣水混合液在筒內(nèi)反復(fù)與器壁及螺旋板碰撞、分割、迂回上升。 2 2機(jī)械曝氣機(jī)械曝氣 機(jī)械曝氣大多以裝在曝氣池水面的葉輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行表面充氧。 表面曝氣葉輪的供氧是通過(guò)下述三種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 由于葉輪的提升和輸水作用，使曝氣池內(nèi)液體不斷 循環(huán)流動(dòng)，更新氣液接觸面，不斷從大氣中吸氧。 葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在周邊處形成水躍，使液面劇烈攪 動(dòng)，從大氣中將氧卷入水中。 葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪中心及葉片背水側(cè)出現(xiàn)背壓，通 過(guò)小孔可以吸入空氣。 第四節(jié)第四節(jié) 曝氣池

23、的構(gòu)造與設(shè)計(jì)曝氣池的構(gòu)造與設(shè)計(jì)一、曝氣池的構(gòu)造按水力特征可分為推流式和完全混合式及二者結(jié)合式三類。1 1、推流式曝氣池、推流式曝氣池 (1)平面布置 推流曝氣池的長(zhǎng)寬比一般為510，受場(chǎng)地 限制時(shí)，長(zhǎng)池可以折流， 廢水從一端進(jìn)，另一端 出，進(jìn)水方式不限，出 水多用溢流堰，一般采 用鼓風(fēng)曝氣擴(kuò)散器。 (2)橫斷面布置 推流曝氣池的池寬和有效水深之比一般為12，有效水深最小為3m，最大為9m，超高0.5m。根據(jù)橫斷面上的水流情況，又可分為平推流和旋轉(zhuǎn)椎流。在平推流曝氣池底鋪滿擴(kuò)散器，池中水流只有沿池長(zhǎng)方向的流動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)推流曝氣池中，擴(kuò)散器裝于橫斷面的一側(cè)，由于氣泡形成的密度差，池水產(chǎn)生旋流，即除沿

24、池長(zhǎng)方向流動(dòng)外，還有側(cè)向流動(dòng)。為了保證池內(nèi)有良好的旋流運(yùn)動(dòng)，池兩側(cè)墻的墻腳都宜建成外凸45度的斜面。 根據(jù)擴(kuò)散器在豎向上的位置不同，又可分為底層曝氣、中層曝氣和淺層曝氣。 2 2、完全混合曝氣池、完全混合曝氣池(1)分建式 曝氣池和沉淀池分別設(shè)置，既可使用表曝機(jī)，也可用鼓風(fēng)曝氣裝置。當(dāng)采用泵型葉輪且線速在45m/s時(shí)，曝氣池直徑與葉輪的直徑之比宜為4.57.5，水深與葉輪直徑比宜為2.54.5。當(dāng)采用倒傘型和平板型葉輪時(shí)，曝氣池直徑與葉輪直徑之比宜為35。分建式雖不如合建式緊湊，且需專設(shè)污泥回流設(shè)備，但調(diào)節(jié)控制方便，曝氣池與二次沉淀池互不干擾，回流比明確，應(yīng)用較多。 (2)合建式 曝氣和沉淀在

25、一個(gè)池子不同部位完成，我國(guó)稱為曝氣沉淀池，國(guó)外稱為加速曝氣池。由曝氣區(qū)、導(dǎo)流區(qū)、回流區(qū)、沉淀區(qū)幾部分組成。曝氣區(qū)相當(dāng)于分建式系統(tǒng)的曝氣池，它是微生物吸附和氧化有機(jī)物的場(chǎng)所。 混合液經(jīng)曝氣后由導(dǎo)流區(qū)流入沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離。導(dǎo)流區(qū)既可使曝氣區(qū)出流中挾帶的小氣泡分離，又可使細(xì)小的活性污泥凝聚成較大的顆粒。 3 3、兩種池型的結(jié)合、兩種池型的結(jié)合 在推流曝氣池中，也可用多個(gè)表曝機(jī)充氧和攪拌。對(duì)于每一個(gè)表曝機(jī)所影響的范圍內(nèi)，流態(tài)為完全混合，而就全池而言，又近似推流。此時(shí)相鄰的表曝機(jī)旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)相反，否則兩機(jī)間的水流會(huì)互相沖突，也可用橫擋板將表曝機(jī)隔開(kāi)，避免相互干擾。 二、曝氣池的設(shè)計(jì)計(jì)算 曝氣池(區(qū))的經(jīng)

26、驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算方法主要有負(fù)荷法和泥齡法。污泥負(fù)荷法是通過(guò)試驗(yàn)或參照同類型企業(yè)的設(shè)備工作狀況，選擇合適的污泥負(fù)荷計(jì)算曝氣池容積V。 LxQSV0 xLSSQVre0或采用泥齡作設(shè)計(jì)依據(jù)時(shí)，由式(13-20)有 xxQQxQVeWWc根據(jù)Lawrence-McCarty模式(13-24)，有 cdeckxSSYQV10表表13-2 13-2 活性污泥法的設(shè)計(jì)參數(shù)活性污泥法的設(shè)計(jì)參數(shù) 三、曝氣池的運(yùn)行方式及特點(diǎn)1 1、普通曝氣法、普通曝氣法 廢水與回流污泥從長(zhǎng)方形池的一端進(jìn)入，另一端流出，全池呈推流型。在曝氣池內(nèi)，廢水有機(jī)物濃度和需氧量沿池長(zhǎng)逐步下降，而供氧量沿池長(zhǎng)均勻分布，可能出現(xiàn)前段供氧不足，后段供

27、氧過(guò)剩的現(xiàn)象。優(yōu)點(diǎn)：處理效率高，適于處理要求高而水質(zhì)穩(wěn)定的廢水。缺陷：(1) 對(duì)水量、水質(zhì)、濃度等變化的適應(yīng)件較差，不能處理毒性較大或濃度很高的廢水；(2) 單位池容積的處理能力小，占地大（3) 動(dòng)力消耗高。 2 2、漸減曝氣法、漸減曝氣法 這種方式是針對(duì)普通曝氣法有機(jī)物濃度和需氧量沿池長(zhǎng)減小的特點(diǎn)而改進(jìn)的。通過(guò)合理布置曝氣器，使供氣量沿池長(zhǎng)逐漸減小，與底物濃度變化相對(duì)應(yīng)，見(jiàn)圖13-27和圖13-28。這種曝氣方式比均勻供氣的曝氣方式更為經(jīng)濟(jì)。 3 3、階段曝氣法、階段曝氣法 廢水沿池長(zhǎng)分多點(diǎn)進(jìn)入(一般進(jìn)口為34個(gè))，以均衡池內(nèi)有機(jī)負(fù)荷，克服池前段供氧不足，后段供氧過(guò)剩的缺點(diǎn)，單位池容積的處理

28、能力提高。同普通曝氣法相比，當(dāng)處理相同廢水時(shí)，所需池容積可減小30。BOD去除率一般可達(dá)90。此外，由于分散進(jìn)水，廢水在池內(nèi)稀釋程度較高，污泥濃度也沿池長(zhǎng)降低，從而有利于二次沉淀油的泥水分離。 4 4、吸附再生（接觸穩(wěn)定法）、吸附再生（接觸穩(wěn)定法） 充分利用活性污泥的初期去除能力，在較短的時(shí)間里通過(guò)吸附去除廢水中懸浮的和膠態(tài)的有機(jī)物，再通過(guò)液固分離，廢水即獲得凈化，BOD5可去除8590左右。吸附飽和的活性污泥中，一部分需要回流，引入再生池進(jìn)一步氧化分解，恢復(fù)其活性；另一部分剩余污泥排入污泥處理系統(tǒng)。 5 5、延時(shí)曝氣法、延時(shí)曝氣法 延時(shí)曝氣法也稱完全氧化法。與普通法相比，由于采用的污泥負(fù)荷很

29、低，約0.05-0.2kgBOD5/kgd，曝氣時(shí)間長(zhǎng)，約2448h，因而曝氣池容積較大，處理單位廢水所消耗的空氣量較多，僅適用于廢水流量較小的場(chǎng)合。 氧化溝是延時(shí)曝氣法的一種特殊型式，最初的實(shí)用設(shè)備用于處理小城鎮(zhèn)污水。它的平面象跑道，溝槽中設(shè)置兩個(gè)曝氣轉(zhuǎn)刷（盤(pán)），也有用表面曝氣機(jī)、射流器或提升管式曝氣裝置的。曝氣設(shè)備工作時(shí)，推動(dòng)溝液迅速流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)供氧和攪拌作用。 6 6、純氧（或富氧）曝氣法、純氧（或富氧）曝氣法 用純氧或富氧空氣作氣源曝氣，顯著提高了氧在水中的溶解度和傳遞速度，從而可以使高濃度活性污泥處于好氧狀態(tài)，在污泥有機(jī)負(fù)荷相同時(shí)，曝氣池容積負(fù)荷可大大提高。 隨著氧濃度提高，加大了氧在

30、污泥絮體顆粒內(nèi)的滲透深度，使絮體中好氧微生物所占比例增大，污泥活性保持在較高水平上；不會(huì)發(fā)生由于缺氧而引起的絲狀菌污泥膨脹；硝化菌的生長(zhǎng)不會(huì)受到限制，有利于生物脫氮過(guò)程；系統(tǒng)耐負(fù)荷沖擊和工作穩(wěn)定性都好。 7 7、間歇活性污泥法、間歇活性污泥法 間歇活性污泥法也稱序批式活性污泥法（SBR），它由個(gè)或多個(gè)SBR池組成，運(yùn)行時(shí)，廢水分批進(jìn)入池中，依次經(jīng)歷5個(gè)獨(dú)立階段，即進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置。一個(gè)運(yùn)行周期的時(shí)間依負(fù)荷及出水要求而異，一般為412h，其中反應(yīng)占40，有效池容積為周期內(nèi)進(jìn)水量與所需污泥體積之和。 一、活性污泥的培養(yǎng)與馴化 活性污泥的培養(yǎng)與馴化是活性污泥法試驗(yàn)和生產(chǎn)運(yùn)行的第一步。通過(guò)

31、培養(yǎng)，使微生物數(shù)量增加，達(dá)到一定的污泥濃度。馴化則是對(duì)混合微生物群進(jìn)行淘汰和誘導(dǎo)，不能適應(yīng)環(huán)境條件和所處理廢水特性的微生物被抑制，具有分解廢水有機(jī)物活性的微生物得到發(fā)育，并誘導(dǎo)出能利用廢水有機(jī)物的酶體系。 根據(jù)培養(yǎng)和馴化的程序，有異步法和同步法兩種。 第五節(jié)第五節(jié) 運(yùn)行與管理運(yùn)行與管理二、日常管理 活性污泥系統(tǒng)的操作管理，核心在于維持系統(tǒng)中微生物、營(yíng)養(yǎng)、供氧三者的平衡，即維持曝氣池內(nèi)污泥濃度、進(jìn)水濃度及流量和供氧量的平衡。當(dāng)其中任一項(xiàng)出現(xiàn)變動(dòng)應(yīng)相應(yīng)調(diào)整另外二項(xiàng)；當(dāng)出現(xiàn)異常情況或故障時(shí)，應(yīng)判明原因并采取相應(yīng)的對(duì)策，使系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。 一般人工控制所需監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目有四項(xiàng):(1)反映活性污泥性狀的項(xiàng)

32、目 (2)反映活性污泥營(yíng)養(yǎng)狀況及環(huán)境條件的項(xiàng)目 (3)反映活性污泥處理效率的項(xiàng)目 (4)反映運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的項(xiàng)目。 三、異?，F(xiàn)象與控制措施1、污泥膨脹主要特征主要特征：污泥結(jié)構(gòu)松散，質(zhì)量變輕，沉淀壓縮性差；SV值增大，有時(shí)達(dá)到90%，SVI達(dá)到300以上，大量污泥流失，出水渾濁，二次沉淀池難以固液分離，回流污泥濃度低，無(wú)法維持曝氣池正常工作。污泥膨脹的成因：污泥膨脹的成因：（1）當(dāng)絲狀菌生長(zhǎng)超過(guò)菌膠團(tuán)細(xì)菌時(shí)，大量的絲狀菌從污泥絮體中伸出很長(zhǎng)的菌絲體，菌絲體互相搭接，構(gòu)成一個(gè)框架結(jié)構(gòu)，阻礙茵膠團(tuán)的絮凝和沉降，引起膨脹問(wèn)題。 （2）在廢水水溫較低而污泥負(fù)荷太高時(shí)，此時(shí)細(xì)菌吸附了大量有機(jī)物，來(lái)不及代

33、謝，在胞外積貯大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使表面附著水大大增加，很難沉淀壓縮。 采取的措施有：采取的措施有： 控制曝氣量，保持溶解氧14mg/L。調(diào)整pH值。 適量投加含N、P化合物，使BOD5:N:P100:5:1。 投加一些化學(xué)藥劑(如鐵鹽凝聚劑、有機(jī)陽(yáng)離子絮凝 劑、硅藻土、黃泥等惰性物質(zhì)以及殺菌劑等)。 調(diào)整污泥負(fù)荷，通常用處理后水稀釋進(jìn)水。 短期內(nèi)間歇曝氣(悶曝)。2、污泥上浮原因原因：（1）污泥被破碎，沉速減小而不能下沉 （2）污泥顆粒挾帶氣體或油滴，密度減小而上浮 （3）曝氣量過(guò)小，池底污泥厭氧分解，產(chǎn)生大量氣 體，促使污泥上浮。 （4）曝氣時(shí)間長(zhǎng)或曝氣量大時(shí)，在沉淀池中可能由 于反硝

34、化而產(chǎn)生大量N2或NH3，而使污泥上浮。 （5）廢水中含油量過(guò)大時(shí)，污泥可能挾油上浮。 （6）廢水溫度較高時(shí)，在沉淀池中形成溫差異重流 導(dǎo)致污泥無(wú)法下沉。 控制措施：控制措施：發(fā)生污泥上浮后應(yīng)暫停進(jìn)水，打碎或清除浮泥，判明原因。調(diào)整操作。如污泥沉降性差，可適當(dāng)投加混凝劑或惰性物質(zhì)，改善沉淀性；如進(jìn)水負(fù)荷過(guò)大應(yīng)減小進(jìn)水量或加大回流量；如污泥顆粒細(xì)小可降低曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速；如發(fā)現(xiàn)反硝化，應(yīng)減小曝氣量，增大污泥回流量或排泥量；如發(fā)現(xiàn)行泥腐化，應(yīng)加大曝氣量，清除積泥，并設(shè)法改善池內(nèi)水力條件。 3、泡沫問(wèn)題 工業(yè)廢水中常含有各種表面活性物質(zhì)，在采用活性污泥法時(shí)，曝氣池面常出現(xiàn)大量泡沫，泡沫過(guò)多時(shí)將從池面逸出，影響操作環(huán)境，帶走大量污泥。當(dāng)采用機(jī)械曝氣時(shí)，泡沫阻隔空氣，妨礙充氧。因此，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)南荽胧?，主要包括表面噴淋水或除沫劑。常用除沫劑為機(jī)油、煤油、硅油等，投量為0.51.5mg/L。通過(guò)增加曝氣池污泥濃度或適當(dāng)減小曝氣量、也能有效控制泡沫產(chǎn)生。當(dāng)廢水中含表面活性物質(zhì)較多時(shí)，宜預(yù)先用泡沫分離法或其他方法去除。