《第十二章活性污泥法》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第十二章活性污泥法（242頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第十二章 活性污泥法第一節(jié)第一節(jié) 基基 本本 概概 念念 什么是活性污泥？由細菌、菌膠團、原生動物、后生動物等微生物群體及吸附的污水中有機和無機物質(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?；钚晕勰嗟男再|(zhì)顏色黃褐色狀態(tài)似礬花絮絨顆粒味道土腥味相對密度曝氣池混合液：1.0021.003回流污泥：1.0041.006粒徑2001000m20100cm2/mL比表面積微生物組成特征（一）微生物組成特征（一）細細菌菌：以以異異養(yǎng)養(yǎng)型型原原核核生生物物(細細菌菌)為為主主，數(shù)數(shù)量量107108個個/mL，自自養(yǎng)養(yǎng)菌菌數(shù)數(shù)量量略略低低。其其優(yōu)優(yōu)勢勢菌菌種種：產(chǎn)產(chǎn)堿堿桿桿菌菌屬屬等等，它它是

2、是降降解解污污染染物物質(zhì)質(zhì)的的主主體，具有分解有機物的能力。體，具有分解有機物的能力。真真菌菌：由由細細小小的的腐腐生生或或寄寄生生菌菌組組成成，具具分分解解碳碳水水化化合合物物，脂脂肪肪、蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)的的功功能能，但但絲絲狀狀菌菌大量增殖會引發(fā)污泥膨脹。大量增殖會引發(fā)污泥膨脹。微生物組成特征（二）微生物組成特征（二）原原生生動動物物：肉肉足足蟲蟲，鞭鞭毛毛蟲蟲和和纖纖毛毛蟲蟲3類類，捕捕食食游游離離細細菌菌。其其出出現(xiàn)現(xiàn)的的順順序序反反映映了了處處理理水水質(zhì)質(zhì)的的好好壞壞（這這里里的的好好壞壞是是指指有有機機物物的的去去除除），最最初初是是肉肉足足蟲蟲，繼繼之之鞭鞭毛毛蟲蟲和和游游泳泳型型纖

3、纖毛毛蟲蟲；當當處處理理水水質(zhì)質(zhì)良良好好時時出出現(xiàn)現(xiàn)固固著著型型纖纖毛毛蟲蟲，如如鐘鐘蟲蟲、等等枝枝蟲蟲、獨獨縮縮蟲、聚縮蟲、蓋纖蟲等。蟲、聚縮蟲、蓋纖蟲等。后后生生動動物物(主主要要指指輪輪蟲蟲、線線蟲蟲、甲甲殼殼蟲蟲如如水水騷騷類類），捕食菌膠團和原生動物捕食菌膠團和原生動物，是水質(zhì)穩(wěn)定的標志。，是水質(zhì)穩(wěn)定的標志。產(chǎn)堿桿菌絲狀菌草履蟲游泳型纖毛蟲鐘蟲固著型纖毛蟲輪蟲線蟲曝氣池曝氣池出水堰曝氣池混合液配水進入二沉池有辦法知道確切的生物量嗎？有人曾企圖通過直接測定污泥中細胞的DNA量、有機氮量、三磷酸腺苷（ATP）量、脫氫酶的活力等指標去反映活性污泥的活力，這種方法既復(fù)雜又不準確，而且微生物的

4、含量不斷變化。按McKinney的分析：MLSS=Ma+Me+Mi+Mii式中：Ma具備活性細胞成分；Me內(nèi)源代謝殘留的微生物有機體；Mi未代謝的不可生化的有機懸浮固體；Mii吸附的無機懸浮固體。按有機性和無機性成分：處理生活污水的活性污泥MLVSS:70%NVSS:30%MLSS表示懸浮固體物質(zhì)總量，MLVSS揮發(fā)性固體成分表示有機物含量，MLNVSS灼燒殘量，表示無機物含量。MLVSS包含了微生物量，但不僅是微生物的量，由于測定方便，目前還是近似用于表示微生物的量。污泥沉降比：SV活性污泥的沉降濃縮性能取混合液至1000mL或100mL量筒，靜止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的體積，以

5、占混合液體積的比例（%）表示污泥沉降比。通常，曝氣池混合液的沉降比正常范圍為1530%。污泥體積指數(shù)：SVISV不能確切表示污泥沉降性能，故人們想起用單位干泥形成濕泥時的體積來表示污泥沉降性能，簡稱污泥指數(shù)，單位為mL/g。在一定的污泥量下，在一定的污泥量下，在一定的污泥量下，在一定的污泥量下，SVISVI反映了活性污泥的凝聚沉淀性。反映了活性污泥的凝聚沉淀性。反映了活性污泥的凝聚沉淀性。反映了活性污泥的凝聚沉淀性。如如如如SVISVI較高，表示較高，表示較高，表示較高，表示SVSV值較大、沉淀性較差；如值較大、沉淀性較差；如值較大、沉淀性較差；如值較大、沉淀性較差；如SVISVI較小，較小，

6、較小，較小，污泥顆粒密實，污泥無機化程度高，沉淀性好。但是，污泥顆粒密實，污泥無機化程度高，沉淀性好。但是，污泥顆粒密實，污泥無機化程度高，沉淀性好。但是，污泥顆粒密實，污泥無機化程度高，沉淀性好。但是，如如如如SVISVI過低，則污泥礦化程度高，活性及吸附性都較差。過低，則污泥礦化程度高，活性及吸附性都較差。過低，則污泥礦化程度高，活性及吸附性都較差。過低，則污泥礦化程度高，活性及吸附性都較差。通常，當通常，當通常，當通常，當SVISVI100100，沉淀性能良好；當，沉淀性能良好；當，沉淀性能良好；當，沉淀性能良好；當SVI=100SVI=100200200時，沉淀性一般；而當時，沉淀性一

7、般；而當時，沉淀性一般；而當時，沉淀性一般；而當SVISVI200200時，沉淀性較差，污時，沉淀性較差，污時，沉淀性較差，污時，沉淀性較差，污泥易膨脹。一般常控制泥易膨脹。一般常控制泥易膨脹。一般?？刂颇嘁着蛎?。一般常控制SVISVI在在在在5050150150之間。但根據(jù)廢之間。但根據(jù)廢之間。但根據(jù)廢之間。但根據(jù)廢水性質(zhì)不同，這個指標也有差異。如廢水溶解性有機水性質(zhì)不同，這個指標也有差異。如廢水溶解性有機水性質(zhì)不同，這個指標也有差異。如廢水溶解性有機水性質(zhì)不同，這個指標也有差異。如廢水溶解性有機物含量高時，正常的物含量高時，正常的物含量高時，正常的物含量高時，正常的SVISVI值可能較高；

8、相反，廢水中含值可能較高；相反，廢水中含值可能較高；相反，廢水中含值可能較高；相反，廢水中含無機性懸浮物較多時，正常有的無機性懸浮物較多時，正常有的無機性懸浮物較多時，正常有的無機性懸浮物較多時，正常有的SVISVI值可能較低。值可能較低。值可能較低。值可能較低?；钚晕勰喾ǖ幕玖鞒?活性污泥降解污水中有機物的過程 活性污泥在曝氣過程中，對有機物的降解（去除）過程可分為兩個階段：吸附階段穩(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的黏性物質(zhì)，導(dǎo)致污水中的有機物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去。主要是轉(zhuǎn)移到活性污泥上的有機物為微生物所利用。活性污泥降解污水中有機物的過程污水與污泥混合曝氣后BOD

9、的變化曲線對活性污泥法曝氣過程中污水中有機物的變化分析得到結(jié)論：污水中的有機物殘留在污水中的有機物從污水中去除的有機物微生物不能利用的有機物微生物能利用的有機物微生物能利用而尚未利用的有機物微生物不能利用的有機物微生物已利用的有機物（氧化和合成）（吸附量）增殖的微生物體氧化產(chǎn)物P105曲線曲線反映污水中有機反映污水中有機物的去除規(guī)律；物的去除規(guī)律；曲線曲線反映活性污泥利反映活性污泥利用有機物的規(guī)律；用有機物的規(guī)律；曲線曲線反映了活性污泥反映了活性污泥吸附有機物的規(guī)律。吸附有機物的規(guī)律。這三條曲線反映出，在曝氣過程中：這三條曲線反映出，在曝氣過程中：污水中有機物的去除在較短時間污水中有機物的去除

10、在較短時間(圖中是圖中是5h5h左右左右)內(nèi)就內(nèi)就基本完成了基本完成了(見曲線見曲線)；污水中的有機物先是轉(zhuǎn)移到污水中的有機物先是轉(zhuǎn)移到(吸附吸附)污泥上污泥上(見曲線見曲線),),然后逐漸為微生物所利用然后逐漸為微生物所利用(見曲線見曲線)；吸附作用在相當短的時間吸附作用在相當短的時間(圖中是圖中是45min45min左右左右)內(nèi)就基本內(nèi)就基本完成了完成了(見曲線見曲線)；微生物利用有機物的過程比較緩慢微生物利用有機物的過程比較緩慢(見曲線見曲線)。第二節(jié)第二節(jié) 活性污泥法的發(fā)展活性污泥法的發(fā)展 一、活性污泥法曝氣反應(yīng)池的基本形式一、活性污泥法曝氣反應(yīng)池的基本形式推流式（推流式（PF）完全混

11、合式完全混合式封閉環(huán)流式封閉環(huán)流式序批式序批式傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法 漸漸 減減 曝曝 氣氣分分 步步 曝曝 氣氣完全混合法完全混合法淺淺 層層 曝曝 氣氣深深 層層 曝曝 氣氣高負荷曝氣或變形曝氣高負荷曝氣或變形曝氣克克 勞勞 斯斯 法法延延 時時 曝曝 氣氣接觸穩(wěn)定法接觸穩(wěn)定法氧氧 化化 溝溝純純 氧氧 曝曝 氣氣活性污泥生物濾池（活性污泥生物濾池（ABF工藝）工藝）吸附生物降解工藝（吸附生物降解工藝（AB法）法）序批式活性污泥法（序批式活性污泥法（SBR法）法）二、活性污泥法的發(fā)展與演變有機物去除和有機物去除和氨氮硝化氨氮硝化在推流式的傳統(tǒng)曝氣池中，混合液的需在推流式的傳統(tǒng)曝氣池中

12、，混合液的需氧量在長度方向是逐步下降的。氧量在長度方向是逐步下降的。實際情況是：前半段氧遠遠不夠，后半實際情況是：前半段氧遠遠不夠，后半段供氧量超過需要。段供氧量超過需要。漸減曝氣的漸減曝氣的目的目的就是合理地布置擴散器，就是合理地布置擴散器，使布氣沿程變化，而總的空氣量不變，這使布氣沿程變化，而總的空氣量不變，這樣可以提高處理效率。樣可以提高處理效率。漸 減 曝 氣 漸 減 曝 氣 把入流的一部分從池端引入到池的中部分點進水。分 步 曝 氣 分步曝氣示意圖 完 全 混 合 法 在分步曝氣的基礎(chǔ)上，進一步大大增加進水點，同時相應(yīng)增加回流污泥并使其在曝氣池中迅速混合，長條形池子中也能做到完全混合

13、狀態(tài)。完全混合的概念（1）池液中各個部分的微生物種類和數(shù)量基本相同，生）池液中各個部分的微生物種類和數(shù)量基本相同，生活環(huán)境也基本相同。活環(huán)境也基本相同。（2）入流出現(xiàn)沖擊負荷時，池液的組成變化也較小，因）入流出現(xiàn)沖擊負荷時，池液的組成變化也較小，因為驟然增加的負荷可為全池混合液所分擔，而不是像推流為驟然增加的負荷可為全池混合液所分擔，而不是像推流中僅僅由部分回流污泥來承擔。完全混合池從某種意義上中僅僅由部分回流污泥來承擔。完全混合池從某種意義上來講，是一個大的緩沖器和均和池，在工業(yè)污水的處理中來講，是一個大的緩沖器和均和池，在工業(yè)污水的處理中有一定優(yōu)點。有一定優(yōu)點。（3）池液里各個部分的需氧量

14、比較均勻。）池液里各個部分的需氧量比較均勻。完全混合法的特征 完 全 混 合 法 淺 層 曝 氣 特點：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行曝氣，就可以獲得較高的氧傳遞速率。1953年派斯維爾（Pasveer）的研究：氧在10靜止水中的傳遞特征，如下圖所示。淺 層 曝 氣 擴擴散散器器的的深深度度以以在在水水面面以以下下0.60.8m范范圍圍為為宜宜，可可以以節(jié)節(jié)省省動動力費用，動力效率可達力費用，動力效率可達1.82.6kg（O2）/kWh?？梢杂靡话愕碾x心鼓風機?？梢杂靡话愕碾x心鼓風機。淺層曝氣與一般曝氣相比，空氣量增大，但風壓僅為一般曝淺層曝氣與一般曝氣相比

15、，空氣量增大，但風壓僅為一般曝氣的氣的1/41/6左右，約左右，約10kPa，故電耗略有下降。，故電耗略有下降。曝氣池水深一般曝氣池水深一般34m，深寬比，深寬比1.01.3，氣量比，氣量比3040m3/（m3 H2O.h）。）。淺層池適用于中小型規(guī)模的污水廠。淺層池適用于中小型規(guī)模的污水廠。由于布氣系統(tǒng)進行維修上的困難，沒有得到推廣利用。由于布氣系統(tǒng)進行維修上的困難，沒有得到推廣利用。深 層 曝 氣 深井曝氣法處理流程深井曝氣池簡圖一般曝氣池直徑約一般曝氣池直徑約16m，水深約，水深約1020m。深井曝氣法深度。深井曝氣法深度為為50150m，節(jié)省了用地面積。，節(jié)省了用地面積。在深井中可利用

16、空氣作為動力，促使液流循環(huán)。在深井中可利用空氣作為動力，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，實踐表明這時深井曝氣法中，活性污泥經(jīng)受壓力變化較大，實踐表明這時微生物的活性和代謝能力并無異常變化，但合成和能量分配有微生物的活性和代謝能力并無異常變化，但合成和能量分配有一定的變化，發(fā)現(xiàn)一定的變化，發(fā)現(xiàn)CO2比常規(guī)增多比常規(guī)增多30%，污泥產(chǎn)量低。，污泥產(chǎn)量低。深井曝氣池內(nèi)，氣液紊流大，液膜更新快，促使深井曝氣池內(nèi)，氣液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，值增大，同時氣液接觸時間延長，溶解氧的飽和度也由深度的增加而增同時氣液接觸時間延長，溶解氧的飽和度也由深度的增加而增加。加。當井

17、壁腐蝕或受損時，污水可能會通過井壁滲透，污染地下當井壁腐蝕或受損時，污水可能會通過井壁滲透，污染地下水。水。深 層 曝 氣 部分污水廠只需要部分處理，因此產(chǎn)生了高負荷曝氣法。曝氣池中的MLSS約為300500mg/L，曝氣時間比較短，約為23h，處理效率僅約65左右，有別于傳統(tǒng)的活性污泥法，故常稱變形曝氣。高負荷曝氣或變形曝氣 克勞斯工程師把厭氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝氣，然后再進入曝氣池，克服了高碳水化合物的污泥膨脹問題，這個方法稱為克勞斯法。消化池上清液中富有氨氮，可以供應(yīng)大量碳水化合物代謝所需的氮。消化池上清液夾帶的消化污泥相對密度較大，有改善混合液沉淀性能的功效。克 勞 斯 法

18、 延時曝氣的特點：曝氣時間很長，達24h甚至更長，MLSS較高，達到30006000mg/L；活性污泥在時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，無需消化，可直接排放；適用于污水量很小的場合，近年來，國內(nèi)小型污水處理系統(tǒng)多有使用。延 時 曝 氣 接 觸 穩(wěn) 定 法 混合液曝氣過程中第一階段混合液曝氣過程中第一階段BODBOD5 5的下降是由于吸附作用造成的下降是由于吸附作用造成的，對于溶解的有機物，吸附作用不大或沒有，因此，把這的，對于溶解的有機物，吸附作用不大或沒有，因此，把這種方法稱為接觸穩(wěn)定法，也叫吸附再生法?；旌弦旱钠貧馔攴N方法稱為接觸穩(wěn)定法，也叫吸附再生法。混合液的曝氣完成

19、了吸附作用，回流污泥的曝氣完成穩(wěn)定作用。成了吸附作用，回流污泥的曝氣完成穩(wěn)定作用。直接用于原污水的處理比用于初沉池的出流處理效果好；可省去初沉池；此方法剩余污泥量增加。接 觸 穩(wěn) 定 法 氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長，池氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動，推動溝內(nèi)液體迅速流動，具有曝氣和攪曝氣裝置的轉(zhuǎn)動，推動溝內(nèi)液體迅速流動，具有曝氣和攪拌兩個作用，溝中混合液流速約為拌兩個作用，溝中混合液流速約為0.30.30.6m/s0.6m/s，使活性污，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)。泥呈懸浮狀態(tài)。

20、氧 化 溝 純氧代替空氣，可以提高生物處理的速度。純氧曝氣池的構(gòu)造見右圖。純 氧 曝 氣 純氧曝氣的缺點是純氧發(fā)生器容易出現(xiàn)故障，裝置復(fù)雜，運轉(zhuǎn)管理較麻煩。在密閉的容器中，溶解氧的飽和度可提高，氧溶解的推動力也隨著提高，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。活性污泥生物濾池（ABF工藝）上圖為上圖為ABFABF的流程，在通常的活性污泥過程之前設(shè)置一個塔的流程，在通常的活性污泥過程之前設(shè)置一個塔式濾池，它同曝氣池可以是串聯(lián)或并聯(lián)的。式濾池，它同曝氣池可以是串聯(lián)或并聯(lián)的。塔式濾池濾料表面附著很多的活性污泥，因此濾料的

21、材塔式濾池濾料表面附著很多的活性污泥，因此濾料的材質(zhì)和構(gòu)造不同于一般生物濾池。質(zhì)和構(gòu)造不同于一般生物濾池。濾池也可以看作采用表面曝氣特殊形式的曝氣池，塔是濾池也可以看作采用表面曝氣特殊形式的曝氣池，塔是一外置的強烈充氧器。因而一外置的強烈充氧器。因而ABFABF可以認為是一種復(fù)合式活可以認為是一種復(fù)合式活性污泥法。性污泥法?；钚晕勰嗌餅V池（ABF工藝）吸附生物降解工藝（AB法）A A級以高負荷或超高負荷運行，級以高負荷或超高負荷運行，B B級以低負荷運行，級以低負荷運行，A A級級曝氣池停留時間短，曝氣池停留時間短，303060min60min，B B級停留時間級停留時間2 24h4h。該系

22、統(tǒng)不設(shè)初沉池，該系統(tǒng)不設(shè)初沉池，A A級曝氣池是一個開放性的生物系級曝氣池是一個開放性的生物系統(tǒng)。統(tǒng)。A A、B B兩級各自有獨立的污泥回流系統(tǒng)，兩級的污泥互兩級各自有獨立的污泥回流系統(tǒng)，兩級的污泥互不相混。不相混。處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負荷和處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負荷和pHpH變化的能力。該工變化的能力。該工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟實力進行分期建設(shè)。藝還可以根據(jù)經(jīng)濟實力進行分期建設(shè)。吸附生物降解工藝（AB法）項目項目段段推薦設(shè)計參數(shù)推薦設(shè)計參數(shù)容積負荷容積負荷(kgBOD5/(m3d)AB6100.9污泥負荷污泥負荷(kgBOD5/(kgMLSSd)AB250.3泥齡泥齡/dAB0.30.515

23、20曝氣時間曝氣時間/hAB0.50.7524沉淀時間沉淀時間/hAB1224BOD5去除率去除率/%AAB45559095AB兩段的主要工藝參數(shù)對比及推薦取值兩段的主要工藝參數(shù)對比及推薦取值序批式活性污泥法（SBR法）SBR工藝的基本運行模式由進水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個周期，在每個周期里上述過程都是在一個設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進行的。(1)工藝系統(tǒng)組成簡單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功工藝系統(tǒng)組成簡單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無污泥回流設(shè)備；能，無污泥回流設(shè)備；(2)耐沖擊負荷，在一般情況下（包括耐沖擊負荷，在一般情況

24、下（包括工業(yè)污水處理）無需設(shè)置調(diào)節(jié)池；工業(yè)污水處理）無需設(shè)置調(diào)節(jié)池；(3)反應(yīng)推動力大反應(yīng)推動力大,易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì)；易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì)；(4)運行操作靈活，通過適當調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達到脫運行操作靈活，通過適當調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達到脫氮除磷的效果；氮除磷的效果；(5)污泥沉淀性能好污泥沉淀性能好,SVI值較低值較低,能有效地防止絲狀菌膨脹；能有效地防止絲狀菌膨脹；(6)該工藝的各操作階段及各項運行指標可通過計算機加以控該工藝的各操作階段及各項運行指標可通過計算機加以控制，便于自控運行，易于維護管理。制，便于自控運行，易于維護管理。序批式活性污泥法（SBR

25、法）SBR工藝與連續(xù)流活性污泥工藝相比的優(yōu)點 (1)容積利用率低；(2)水頭損失大；(3)出水不連續(xù)；(4)峰值需氧量高；(5)設(shè)備利用率低；(6)運行控制復(fù)雜；(7)不適用于大水量。序批式活性污泥法（SBR法）SBR工藝的缺點第三節(jié) 活性污泥法數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)活性污泥法動力學(xué)模型勞倫斯勞倫斯（Lawronce）和麥）和麥卡蒂卡蒂(McCarty)模型模型Eckenfelder模型麥金尼麥金尼(McKinney)模型模型底物降解速率與底物濃度、生物量等因素之間的關(guān)系底物降解速率與底物濃度、生物量等因素之間的關(guān)系微生物增殖速率與底物濃度、生物量等因素之間的關(guān)系微生物增殖速率與底物濃度、生物量等因素之

26、間的關(guān)系一、建立模型的假設(shè)一、建立模型的假設(shè)（1）曝氣池處于完全混合狀態(tài)）曝氣池處于完全混合狀態(tài)（2）進水中微生物可忽略）進水中微生物可忽略（3）全部可生物降解的底物處于完全溶解狀態(tài)）全部可生物降解的底物處于完全溶解狀態(tài)（4）系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)）系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)（5）二沉池中沒有微生物活動）二沉池中沒有微生物活動（6）二沉池中沒有污泥積累，泥水分離良好）二沉池中沒有污泥積累，泥水分離良好進水進水 Q S0 X0Se、X、V曝氣池二沉池剩余污泥回流污泥系統(tǒng)邊界RQ、Se、XRQW、Se、XR(Q-QW)、Se、Xe出水（1+R）QSe、XQW、Se、X剩余污泥完全混合活性污泥法系統(tǒng)的典型流程完全混

27、合活性污泥法系統(tǒng)的典型流程二、勞倫斯和麥卡蒂勞倫斯和麥卡蒂（LawronceMcCarty)模型模型污泥齡（SRT）SRT：曝氣池中污泥全部更新一次所需 要的時間。（一）在穩(wěn)態(tài)下，作系統(tǒng)活性污泥的物料平衡：（一）在穩(wěn)態(tài)下，作系統(tǒng)活性污泥的物料平衡：活性污泥的凈增長速率，活性污泥的凈增長速率，gVSS/（m3d）通過控制污泥齡，可以控制微生物的比增長速率代入代入出水有機物濃度僅僅是污泥齡和動力學(xué)參數(shù)的函數(shù)，與進水有機物濃度無關(guān)。（二）在穩(wěn)態(tài)下，作曝氣池底物的物料平衡：（二）在穩(wěn)態(tài)下，作曝氣池底物的物料平衡：活性污泥濃度與進出水水質(zhì)、污泥泥齡活性污泥濃度與進出水水質(zhì)、污泥泥齡和動力學(xué)參數(shù)密切相關(guān)。

28、和動力學(xué)參數(shù)密切相關(guān)。Lawronce、McCarty導(dǎo)出的活性污泥數(shù)學(xué)模型導(dǎo)出的活性污泥數(shù)學(xué)模型第四節(jié) 氣體傳遞原理和曝氣設(shè)備 活性污泥法的三個要素構(gòu)成一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；二是污水中的有機物，它是處理對象，也是微生物的食料；三是溶解氧，沒有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能發(fā)揮氧化分解作用。氣氣 體體 傳傳 遞遞 原原 理理 雙膜理論的基點是認雙膜理論的基點是認為在氣液界面存在著二層為在氣液界面存在著二層膜（即氣膜和液膜）這一膜（即氣膜和液膜）這一物理現(xiàn)象。物理現(xiàn)象。這兩層薄膜使氣體分這兩層薄膜使氣體分子從一相進入另一相時受子從一相進入另一相時受到了阻

29、力。當氣體分子從到了阻力。當氣體分子從氣相向液相傳遞時，若氣氣相向液相傳遞時，若氣體的溶解度低，則阻力主體的溶解度低，則阻力主要來自液膜。要來自液膜。在污水生物處理系統(tǒng)中，氧的傳遞速率可用在污水生物處理系統(tǒng)中，氧的傳遞速率可用下式表示：下式表示：式中：式中：dM/dt氧傳遞速率，氧傳遞速率，kgO2/h；D液膜中氧分子擴散系數(shù)，液膜中氧分子擴散系數(shù)，m2/h；A 氣液接觸面積，氣液接觸面積，m2；cS與界面分壓對應(yīng)的飽和與界面分壓對應(yīng)的飽和DO值，值，kgO2/m3；c 溶液中的溶液中的DO濃度，濃度，kgO2/m3。設(shè)液相主體體積為設(shè)液相主體體積為V，則上式可改寫成：，則上式可改寫成：通常通

30、常KLA/V項用項用KLa來代替，由此上式變?yōu)椋簛泶妫纱松鲜阶優(yōu)椋簩⑸鲜竭M行積分，可求得總的傳質(zhì)系數(shù)：KLa：氧分子的總傳質(zhì)系數(shù)（：氧分子的總傳質(zhì)系數(shù)（h-1）KLa值受污水水質(zhì)的影響，把用于清水測出的值用于污水，要采用修正系數(shù)，同樣清水的cs0值要用于污水要乘以系數(shù)，因而上式變?yōu)椋何鬯|(zhì)水溫氧分壓氧轉(zhuǎn)移的影響因素氧轉(zhuǎn)移速率與供氣量的計算氧轉(zhuǎn)移速率與供氣量的計算 曝氣擴散設(shè)備堵塞系數(shù)（曝氣擴散設(shè)備堵塞系數(shù)（曝氣擴散設(shè)備堵塞系數(shù)（曝氣擴散設(shè)備堵塞系數(shù)（0.650.650.90.9）在穩(wěn)定條件下，氧的轉(zhuǎn)移速率等于活性污泥微在穩(wěn)定條件下，氧的轉(zhuǎn)移速率等于活性污泥微生物的需氧速率（生物的需氧速率

31、（Rr）在標準條件下，轉(zhuǎn)移到一定體積脫氧清水中總氧量在標準條件下，轉(zhuǎn)移到一定體積脫氧清水中總氧量（OS，單位：，單位：kg/h）為：）為：而在實際情況下，同樣的曝氣系統(tǒng)設(shè)備，能夠轉(zhuǎn)移到而在實際情況下，同樣的曝氣系統(tǒng)設(shè)備，能夠轉(zhuǎn)移到同樣體積曝氣池混合液中總氧量（同樣體積曝氣池混合液中總氧量（O2，kg/h）為：）為：根據(jù)生化過程計算實際需氧量O2換算為OS根據(jù)氧利用效率EA計算供氣量GS曝氣系統(tǒng)需要的供氣量曝氣系統(tǒng)需要的供氣量GS（m3/h）：）：風機工作臺數(shù)風機工作臺數(shù)3，1臺備用臺備用風機工作臺數(shù)風機工作臺數(shù)4，2臺備用（備用風機同時可臺備用（備用風機同時可用于高峰負荷時補充供氣量）用于高峰

32、負荷時補充供氣量）鼓風機的選型鼓風機的選型主要依據(jù)：風壓單機風量根據(jù)擴散設(shè)備的淹沒水深及風壓損失、風管的壓力損失、管道中調(diào)節(jié)閥門等配件的局部壓力損失等確定機械曝氣的選型如泵型葉輪的充氧量與葉輪直徑及葉輪線速如泵型葉輪的充氧量與葉輪直徑及葉輪線速度的關(guān)系：度的關(guān)系：QS在標準條件下脫氧清水中的充氧量，在標準條件下脫氧清水中的充氧量，kg/h葉輪線速度，葉輪線速度，m/sD葉輪直徑葉輪直徑K池型修正系數(shù)池型修正系數(shù)曝氣的作用與曝氣方式曝氣的作用與曝氣方式 1.好氧微生物的需氧代謝好氧微生物的需氧代謝2.兼性微生物酶的好氧合成兼性微生物酶的好氧合成3.混合液的攪拌作用（缺氧池另加攪拌器）混合液的攪拌

33、作用（缺氧池另加攪拌器）曝氣方式：曝氣方式：1.鼓風曝氣系統(tǒng)鼓風曝氣系統(tǒng)2.機械曝氣裝置：縱軸表面曝氣機、橫軸表面曝氣器機械曝氣裝置：縱軸表面曝氣機、橫軸表面曝氣器3.鼓風鼓風+機械曝氣系統(tǒng)機械曝氣系統(tǒng)4.其他：富氧曝氣、純氧曝氣其他：富氧曝氣、純氧曝氣 曝 氣 設(shè) 備 鼓風曝氣機械曝氣空氣凈化器 鼓 風 機 空氣輸配管系統(tǒng) 擴 散 器 豎式曝氣機表面曝氣機臥式曝氣機高速單級鼓風機曝氣系統(tǒng)的組成 鼓風曝氣空氣凈化器 鼓 風 機 空氣輸配管系統(tǒng) 擴 散 器 空氣凈化器的目的是改善整個曝氣系統(tǒng)的運行狀態(tài)和防止擴散器阻塞。鼓鼓風風曝曝氣氣系系統(tǒng)統(tǒng)的的組組成成過濾器與進口消音器 過濾器壓力損失監(jiān)測鼓風

34、機旁通與旁通消音器鼓風曝氣空氣凈化器 鼓 風 機 空氣輸配管系統(tǒng) 擴 散 器 鼓風機供應(yīng)壓縮空氣 風量要滿足生化反應(yīng)所需的氧量和能保持混合液懸浮固體呈懸浮狀態(tài)。風壓要滿足克服管道系統(tǒng)和擴散器的摩阻損耗以及擴散器上部的靜水壓。羅茨鼓風機：適用于中小型污水廠，噪聲大，必須采取消音、隔音措施離心式鼓風機：噪聲小，效率高，適用于大中型污水廠常用鼓風機形式 1.1.容積式風機容積式風機:羅茨鼓風機、回轉(zhuǎn)風機羅茨鼓風機、回轉(zhuǎn)風機2.2.單級高速離心鼓風機單級高速離心鼓風機丹麥HV-Turbo風機英國Howden風機常用鼓風機形式 常用鼓風機形式常用鼓風機形式 美國Power Mizer多級風機常用鼓風機形

35、式常用鼓風機形式 常用鼓風機形式 單級高速鼓風機進出口導(dǎo)葉片三葉式羅茨鼓風機外型離心鼓風機外型離心鼓風機外型多極離心風機離心鼓風機房離心鼓風機房鼓風曝氣空氣凈化器 鼓 風 機 擴 散 器 空氣輸配管系統(tǒng) 負責將空氣輸送到空氣擴散器。要求沿程阻力損失小,曝氣設(shè)備各點壓力均衡,空氣干管和支管流速符合設(shè)計要求，配備必要的手動閥和電動調(diào)節(jié)閥門。鼓風曝氣空氣凈化器 鼓 風 機 擴 散 器 擴散器的作用是將空氣分散成空氣泡,增大空氣和混合液之間的接觸界面，把空氣中的氧溶解于水中?？諝廨斉涔芟到y(tǒng)小氣泡擴散器中氣泡擴散器大氣泡擴散器微氣泡擴散器擴散器的類型微孔曝氣設(shè)備微孔曝氣盤 微孔曝氣管 微孔曝氣設(shè)備測試

36、微孔曝氣設(shè)備安裝 微孔曝氣設(shè)備的清水檢驗 微孔曝氣設(shè)備的運行狀況 表面曝氣機沉水曝氣機射流曝氣器轉(zhuǎn)刷曝氣機穿孔曝氣管膜片式微孔曝氣器微孔曝氣器實際安裝情況雙螺旋曝氣器傘形曝氣器ZDB型振動曝氣器KBB型可變微孔曝氣器機械曝氣：表面曝氣機 表面曝氣機充氧原理：(1)曝氣設(shè)備的提水和輸水作用，使曝氣池內(nèi)液體不斷循環(huán)流動,從而不斷更新氣液接觸面,不斷吸氧；(2)曝氣設(shè)備旋轉(zhuǎn)時在周圍形成水躍，并把液體拋向空中，劇烈攪動而卷進空氣；(3)曝氣設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)時，在后側(cè)形成負壓區(qū)而吸入空氣。機械曝氣：表面曝氣機 曝氣的效率取決于：曝氣機的性能曝氣池的池形倒傘形平板形泵 形 這類曝氣機的轉(zhuǎn)動軸與水面平行,主要用

37、于氧化溝。豎式曝氣機臥式曝氣刷泵 形倒傘形平板形倒傘形機械曝氣器曝氣轉(zhuǎn)刷水平軸曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤水平軸曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤測試中的曝氣轉(zhuǎn)碟 曝 氣 設(shè) 備 性 能 指 標 比較各種曝氣設(shè)備性能的主要指標 氧轉(zhuǎn)移率：單位為mg（O2）/（Lh）。充氧能力（或動力效率）：即每消耗1kWh動力能傳遞到水中的氧量（或氧傳遞速率）,單位為kg（O2）/（kWh）。氧利用率：通過鼓風曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧的比例，單位為。曝 氣 設(shè) 備 性 能注意：注意：各類曝氣設(shè)備除了要滿足充氧要求外，還應(yīng)滿足最低混各類曝氣設(shè)備除了要滿足充氧要求外，還應(yīng)滿足最低混合強度要求：合強度要求：u采用鼓風曝氣，處理采用鼓風曝

38、氣，處理1m3污水的曝氣量污水的曝氣量3m3；如曝氣池水位較深，則可以按最低曝氣強度（每單位如曝氣池水位較深，則可以按最低曝氣強度（每單位池底面積、單位時間內(nèi)的曝氣量）控制：池底面積、單位時間內(nèi)的曝氣量）控制：大中氣泡擴散器：大中氣泡擴散器：1.2m3/（m2 h）小氣泡擴散器：小氣泡擴散器：2.2m3/（m2 h）u機械曝氣：機械曝氣：混合池功率混合池功率 25W/m3；氧化溝；氧化溝15W/m3曝氣池的三種池型推流式曝氣池完全混合式曝氣池兩種池型結(jié)合式推流式曝氣池 推流式曝氣池的長寬比一般為510；進水方式不限；出水用溢流堰。1.平面布置 推流式曝氣池的池寬和有效水深之比一般為12。2.橫

39、斷面布置根據(jù)橫斷面上的水流情況，可分為推流式曝氣池推流式曝氣池完全混合曝氣池 池 形 根據(jù)和沉淀池的關(guān)系 圓 形 方 形 矩 形 分建式合建式曝氣池的三種池型機械曝氣完全混合曝氣池鼓風曝氣完全混合曝氣池局部完全混合推流式曝氣池第五節(jié)第五節(jié) 去除有機污染物的去除有機污染物的 活性污泥法過程設(shè)計活性污泥法過程設(shè)計設(shè)計設(shè)計計算計算任務(wù)任務(wù)確定工藝流程確定工藝流程選擇曝氣池的類型選擇曝氣池的類型計算曝氣池的容積計算曝氣池的容積確定污泥回流比確定污泥回流比計算所需供氧量計算所需供氧量曝氣設(shè)備選擇曝氣設(shè)備選擇剩余污泥量計算剩余污泥量計算主要依據(jù)：水質(zhì)水量資料主要依據(jù)：水質(zhì)水量資料生活污水或生活污水為主的城

40、市污水：成熟設(shè)計經(jīng)驗生活污水或生活污水為主的城市污水：成熟設(shè)計經(jīng)驗工業(yè)廢水：試驗研究設(shè)計參數(shù)工業(yè)廢水：試驗研究設(shè)計參數(shù)一、曝氣池容積設(shè)計計算污泥泥齡法有機物負荷法1.有機物負荷法活性污泥負荷活性污泥負荷L LS S（簡（簡稱污泥負荷）稱污泥負荷）曝氣區(qū)容積負荷率曝氣區(qū)容積負荷率L LV V（簡稱容積負荷）（簡稱容積負荷）污泥負荷率是指單位質(zhì)量活性污泥在單位時間內(nèi)所能承受的BOD5量，即:式中：式中：Ls污泥負荷率污泥負荷率,kg BOD5/（kgMLVSSd）;Q與曝氣時間相當?shù)钠骄M水流量，與曝氣時間相當?shù)钠骄M水流量，m3/d；S0曝氣池進水的平均曝氣池進水的平均BOD5值，值，mg/L；

41、X曝氣池中的污泥濃度，曝氣池中的污泥濃度，mg/L。污泥負荷 容積負荷是指單位容積曝氣區(qū)在單位時間內(nèi)所能承受的BOD5量，即：式中：Lv容積負荷率，kg(BOD5)/(m3d)。容積負荷根據(jù)上面任何一式可計算曝氣池的體積，即:Q和和S0是已知的，是已知的，X、LS、LV可參考教材中表可參考教材中表12-1選擇。選擇。對于某些工業(yè)污水，要通過試驗來確定對于某些工業(yè)污水，要通過試驗來確定X、LS、LV。污。污泥負荷率法應(yīng)用方便，但需要一定的經(jīng)驗。泥負荷率法應(yīng)用方便，但需要一定的經(jīng)驗。Note：室外排水設(shè)計規(guī)范（GB50014-2006)2.污泥泥齡法二、剩余污泥量計算 1.按污泥齡計算每天排出的總

42、固體量，gVSS/d2.根據(jù)污泥產(chǎn)率系數(shù)或表觀產(chǎn)率系數(shù)計算或：P142三、需氧量設(shè)計計算經(jīng)活性污泥代謝活動被降解的有機污染物（BOD5）量，kg/m3 空氣中氧的含量為23.2,氧的密度為1.201kg/m3。將上面求得的氧量除以氧的密度和空氣中氧的含量，即為所需的空氣量。注：考慮硝化耗氧注：考慮硝化耗氧微生物細胞的耗氧當量(+4.57NNOr)BOD5=0.68BODL推流式曝氣池的計算模式 由于當前兩種形式的曝氣池實際效果差不多，因而完全混合的計算模式也可用于推流式曝氣池的計算。處理污水量為處理污水量為21600m21600m3 3/d/d，經(jīng)預(yù)處理沉淀后的，經(jīng)預(yù)處理沉淀后的BODBOD5

43、 5為為250mg/L,250mg/L,希望處理后的出水希望處理后的出水BODBOD5 5為為20mg/L20mg/L。要求確定曝氣池的體積、排。要求確定曝氣池的體積、排泥量和空氣量。經(jīng)研究，還確立下列條件：泥量和空氣量。經(jīng)研究，還確立下列條件：（1 1）污水溫度為）污水溫度為2020；（2 2）曝氣池中混合液揮發(fā)性懸浮固體（）曝氣池中混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSSMLVSS）同混合）同混合液懸浮固體（液懸浮固體（MLSSMLSS）之比為）之比為0.80.8；（3 3）回流污泥）回流污泥SSSS濃度為濃度為10000mg/L10000mg/L；（4 4）曝氣池中）曝氣池中MLSSMLSS為為

44、3000 mg/L3000 mg/L；（5 5）設(shè)計的）設(shè)計的c c為為10d10d；（6 6）二沉池出水中含有）二沉池出水中含有12mg/LTSS12mg/LTSS，其中，其中VSSVSS占占6565；（7 7）污水中含有足夠的生化反應(yīng)所需的氧、磷和其他微）污水中含有足夠的生化反應(yīng)所需的氧、磷和其他微量元素；量元素；例P145解 確定出水中懸浮固體的BOD5：(a)懸浮固體中可生化的部分=0.6512 mg/L=7.8mg/L(b)可生化懸浮固體的最終BODL 7.81.42mg/L 11mg/L(c)可生化懸浮固體的BODL換算為BOD50.6811 mg/L7.5mg/L(d)確定經(jīng)曝氣

45、池處理后的出水溶解性BOD5，即Se：7.5+Se 20 mg/L，Se 12.5 mg/L1.估計出水中溶解性BOD5的濃度出水中總的BOD5出水中溶解性的BOD5出水中懸浮固體的BOD5已知解2.計算曝氣池容積1）按污泥負荷計算2）按污泥齡計算取V=5700m33.水力停留時間（HRT）解4.計算每天排除的剩余污泥量 1)按表觀污泥產(chǎn)率計算按表觀污泥產(chǎn)率計算1)按污泥齡計算按污泥齡計算剩余污泥量若以體積計，設(shè)含水率99，則每天的排放量為：解5.計算回流污泥比r 曝氣池中MLSS濃度3000mg/L回流污泥濃度10000mg/L解6.計算曝氣池需氧量解7.計算曝氣池所需的空氣量8.鼓風機出口

46、風壓計算選擇一條最不利空氣管路的沿程和局部壓選擇一條最不利空氣管路的沿程和局部壓力損失：力損失：H擴散設(shè)備的淹沒深度hd擴散設(shè)備的風壓損失hf輸氣管道的總風壓損失，包括沿程和局部風壓損失第六節(jié)第六節(jié) 脫脫N除除P活性污泥法活性污泥法工藝及其設(shè)計工藝及其設(shè)計一、生物脫一、生物脫N N工藝工藝1、傳統(tǒng)、傳統(tǒng)(Barth)三級脫氮工藝三級脫氮工藝 該工藝是將有機物氧化，硝化及反硝化段獨立開該工藝是將有機物氧化，硝化及反硝化段獨立開來，每一部分都有其自己的沉淀池和各自獨立的來，每一部分都有其自己的沉淀池和各自獨立的污泥回流系統(tǒng)。使除碳，硝化和反硝化在各自的污泥回流系統(tǒng)。使除碳，硝化和反硝化在各自的反應(yīng)

47、器中進行，并分別控制在適宜的條件下運行，反應(yīng)器中進行，并分別控制在適宜的條件下運行，處理效率高。處理效率高。由于反硝化段設(shè)置在有機物氧化和硝化段之后，由于反硝化段設(shè)置在有機物氧化和硝化段之后，主要靠內(nèi)源呼吸碳源進行反硝化，效率很低，所主要靠內(nèi)源呼吸碳源進行反硝化，效率很低，所以必須在反硝化段投加外加碳源來保證高效穩(wěn)定以必須在反硝化段投加外加碳源來保證高效穩(wěn)定的反硝化反應(yīng)。的反硝化反應(yīng)。隨著對硝化反應(yīng)機理認識的加深，將有機物隨著對硝化反應(yīng)機理認識的加深，將有機物氧化和硝化合并成一個系統(tǒng)以簡化工藝，從氧化和硝化合并成一個系統(tǒng)以簡化工藝，從而形成而形成二段生物脫氮工藝二段生物脫氮工藝成為現(xiàn)實。各段同

48、成為現(xiàn)實。各段同樣有其自己的沉淀及污泥回流系統(tǒng)。樣有其自己的沉淀及污泥回流系統(tǒng)。除碳和除碳和硝化作用硝化作用在一個反應(yīng)器中進行時，設(shè)計的污在一個反應(yīng)器中進行時，設(shè)計的污泥負荷率要低，泥負荷率要低，水力停留時間和泥齡要長，水力停留時間和泥齡要長，否則，硝化作用要降低。在反硝化段仍需要否則，硝化作用要降低。在反硝化段仍需要外加碳源來維持反硝化的順利進行。（注：外加碳源來維持反硝化的順利進行。（注：硝化菌的世代時間為硝化菌的世代時間為310d）2.3.缺氧好氧工藝（前置反硝化，又叫缺氧好氧工藝（前置反硝化，又叫A/O工藝）工藝）堿反硝化反應(yīng)以污水中的有機物為碳源，曝氣池中反硝化反應(yīng)以污水中的有機物為

49、碳源，曝氣池中含有大量硝酸鹽的回流混合液，在缺氧池中進行含有大量硝酸鹽的回流混合液，在缺氧池中進行反硝化脫氮。在反硝化反應(yīng)中產(chǎn)生的堿度反硝化脫氮。在反硝化反應(yīng)中產(chǎn)生的堿度可補償可補償硝化反應(yīng)中所消耗的堿度的硝化反應(yīng)中所消耗的堿度的50左右左右。該工藝流程簡單，無需外加碳源，因而基建費用該工藝流程簡單，無需外加碳源，因而基建費用及運行費用較低，脫氮效率一般在及運行費用較低，脫氮效率一般在70左右；左右；但但由于出水中含有一定濃度的硝酸鹽，在二沉池中，由于出水中含有一定濃度的硝酸鹽，在二沉池中，有可能進行反硝化反應(yīng)，造成污泥上浮，影響出有可能進行反硝化反應(yīng)，造成污泥上浮，影響出水水質(zhì)。水水質(zhì)。3.

50、后置缺氧好氧生物脫后置缺氧好氧生物脫N工藝工藝缺氧好氧/硝化二沉池出水出水污泥回流污泥反硝化4.Bardenpho生物脫氮工藝該工藝取消了三段脫氮工藝的中間沉淀池。該工藝取消了三段脫氮工藝的中間沉淀池。該工藝設(shè)立了該工藝設(shè)立了兩個缺氧段兩個缺氧段，第一段利用，第一段利用原水中的原水中的有機物為碳源有機物為碳源和第一好氧池中回流的含有硝態(tài)氮和第一好氧池中回流的含有硝態(tài)氮的混合液進行反硝化反應(yīng)。經(jīng)第一段處理，脫氮的混合液進行反硝化反應(yīng)。經(jīng)第一段處理，脫氮已基本完成。為進一步提高脫氮效率，廢水進入已基本完成。為進一步提高脫氮效率，廢水進入第二段反硝化反應(yīng)器，利用第二段反硝化反應(yīng)器，利用內(nèi)源呼吸碳源內(nèi)

51、源呼吸碳源進行反進行反硝化。最后的曝氣池用于吹脫廢水中的氮氣，提硝化。最后的曝氣池用于吹脫廢水中的氮氣，提高污泥的沉降性能，防止在二沉池發(fā)生污泥上浮高污泥的沉降性能，防止在二沉池發(fā)生污泥上浮現(xiàn)象?，F(xiàn)象。此工藝比三段脫氮工藝減少了投資和運行費用。此工藝比三段脫氮工藝減少了投資和運行費用。機理解釋：機理解釋：1）反應(yīng)器）反應(yīng)器DO分布不均論分布不均論2）缺氧微環(huán)境理論）缺氧微環(huán)境理論3）微生物學(xué)解釋）微生物學(xué)解釋傳統(tǒng)理論認為硝化反應(yīng)只能由自養(yǎng)菌完成，反傳統(tǒng)理論認為硝化反應(yīng)只能由自養(yǎng)菌完成，反硝化只能在缺氧條件下進行，但研究已經(jīng)證硝化只能在缺氧條件下進行，但研究已經(jīng)證實了好氧反硝化菌和異養(yǎng)硝化菌存在

52、。實了好氧反硝化菌和異養(yǎng)硝化菌存在。5 同步硝化反硝化（同步硝化反硝化（SNdN）短程生物脫氮工藝SHARON工藝ANAMMOX工藝SHARONANAMMOX組合工藝OLAND工藝CANON工藝6 其他新型生物脫氮工藝其他新型生物脫氮工藝（二）生物脫（二）生物脫N工藝過程設(shè)計工藝過程設(shè)計1.缺氧區(qū)容積設(shè)計根據(jù)反硝化速率計算缺氧池去除的硝酸鹽，g/d；缺氧池池體容積，m3；反硝化速率，gNO3-N/（gMLVSS.d）碳源溫度反硝化速率的兩大影響因素反硝化速率的兩大影響因素 對于一般城鎮(zhèn)污水，沒有試驗資料時，前置反硝化系統(tǒng)利用原污水碳源作為電子供體時，在20，Kde0.030.06gNO3-N/

53、（gMLVSS.d）；對于沒有外來碳源的后置反硝化系統(tǒng)，Kde0.010.03gNO3-N/（gMLVSS.d）另：另：2.好氧區(qū)容積設(shè)計好氧區(qū)容積設(shè)計可參照：（僅考慮有機物去除）但硝化系統(tǒng)污泥齡要比僅有機物去除系統(tǒng)污泥但硝化系統(tǒng)污泥齡要比僅有機物去除系統(tǒng)污泥齡長，因為硝化菌的世代周期比去除有機物的齡長，因為硝化菌的世代周期比去除有機物的異養(yǎng)菌長得多，硝化速率將控制好氧硝化池的異養(yǎng)菌長得多，硝化速率將控制好氧硝化池的容積設(shè)計。容積設(shè)計。（1）DO對硝化菌比生長速率的影響（2）T對硝化菌比生長速率的影響好氧區(qū)設(shè)計污泥齡（考慮了硝化菌好氧區(qū)設(shè)計污泥齡（考慮了硝化菌的正常生長），的正常生長），d污泥

54、齡設(shè)計安全系數(shù)，可根據(jù)進水峰值TKN/TKN平均濃度確定，一般取1.52.5。無硝化污水處理廠的最小泥齡選擇無硝化污水處理廠的最小泥齡選擇45 d，是針對生活污水的水，是針對生活污水的水質(zhì)并使處理出水達到質(zhì)并使處理出水達到BOD=30 mg/L和和SS=30 mg/L確定的，確定的，這是多年實踐經(jīng)驗的積累。這是多年實踐經(jīng)驗的積累。曝氣池容積確定：曝氣池容積確定：3.需氧量計算需氧量計算前置反硝化4.混合液回流量混合液回流量內(nèi)回流比內(nèi)回流比出水硝態(tài)氮濃度（出水硝態(tài)氮濃度（mg/L）內(nèi)回流比對缺氧內(nèi)回流比對缺氧/好氧過程中出水硝酸鹽濃度的影響好氧過程中出水硝酸鹽濃度的影響（R0.5）對以生活污水為

55、主的城鎮(zhèn)污水處理廠，保持對以生活污水為主的城鎮(zhèn)污水處理廠，保持反應(yīng)池反應(yīng)池pH中性需要的堿度為中性需要的堿度為80mg/L（以（以CaCO3計）以上。計）以上。堿度跟堿度跟pH之間的關(guān)系？之間的關(guān)系？5.堿度平衡堿度平衡二、生物除二、生物除P工藝工藝（一）生物除磷工藝類型（一）生物除磷工藝類型AO法法Phostrip工藝工藝 為了使微生物在好氧池中易于吸收磷，溶解氧應(yīng)為了使微生物在好氧池中易于吸收磷，溶解氧應(yīng)維持在維持在2mgL以上，以上，pH值應(yīng)控制在值應(yīng)控制在78之間。之間。（二）生物除磷工藝過程設(shè)計（二）生物除磷工藝過程設(shè)計1.厭氧區(qū)容積設(shè)計厭氧區(qū)容積設(shè)計 一般按水力停留時間（一般取一般

56、按水力停留時間（一般取12h）設(shè)）設(shè)計，按進水中易降解計，按進水中易降解COD的濃度計算生的濃度計算生物除磷的量，一般認為生物去除每物除磷的量，一般認為生物去除每1g磷約磷約需消耗需消耗10g易降解易降解COD。2.好氧區(qū)容積設(shè)計好氧區(qū)容積設(shè)計如果系統(tǒng)僅需除磷，則如果系統(tǒng)僅需除磷，則SRT即即c宜較短。宜較短。20，SRT取取23d；10，SRT取取45d。lA2/O工藝工藝l改進的改進的Bardenpho工藝工藝lUCT工藝工藝lSBR工藝三、生物脫三、生物脫N除除P工藝工藝1、A A2 2/O/O工藝工藝工藝工藝厭厭厭厭氧氧氧氧段段段段形形形形成成成成厭厭厭厭氧氧氧氧環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)境境境境，使使

57、使使聚聚聚聚磷磷磷磷菌菌菌菌釋釋釋釋放放放放磷磷磷磷，利利利利用用用用其其其其在在在在好好好好氧氧氧氧段段段段加加加加倍倍倍倍吸吸吸吸收收收收磷磷磷磷；在在在在缺缺缺缺氧氧氧氧段段段段進進進進水水水水與與與與回回回回流流流流硝硝硝硝酸酸酸酸氮氮氮氮和和和和亞亞亞亞硝硝硝硝酸酸酸酸氮氮氮氮混混混混合合合合，在在在在反反反反硝硝硝硝化化化化菌菌菌菌的的的的作作作作用用用用下下下下進進進進行行行行反反反反硝硝硝硝化化化化，并并并并降降降降解解解解部部部部分分分分有有有有機機機機物物物物，回回回回收收收收部部部部分分分分堿堿堿堿度度度度；在在在在好好好好氧氧氧氧段段段段進進進進行行行行有有有有機機機機

58、物物物物的的的的降降降降解解解解、氨氨氨氨氮的硝化和磷的吸收。氮的硝化和磷的吸收。氮的硝化和磷的吸收。氮的硝化和磷的吸收。進水進水進水進水沉淀池沉淀池沉淀池沉淀池厭氧池厭氧池厭氧池厭氧池缺氧池缺氧池缺氧池缺氧池好氧池好氧池好氧池好氧池剩余污泥剩余污泥剩余污泥剩余污泥出水出水出水出水內(nèi)回流內(nèi)回流內(nèi)回流內(nèi)回流污泥回流污泥回流污泥回流污泥回流進進進進氣氣氣氣管管管管2 2、改進的、改進的BardenphoBardenpho工藝工藝二沉池厭氧缺氧好氧缺氧好氧出水回流回流污泥回流污泥含磷剩余污泥進水進水改進的改進的改進的改進的BardenphoBardenpho工藝由四池串聯(lián)，即缺氧一好氧工藝由四池串聯(lián)

59、，即缺氧一好氧工藝由四池串聯(lián)，即缺氧一好氧工藝由四池串聯(lián)，即缺氧一好氧一缺氧池一好氧池。類似二級一缺氧池一好氧池。類似二級一缺氧池一好氧池。類似二級一缺氧池一好氧池。類似二級A/OA/O工藝串聯(lián)。第二工藝串聯(lián)。第二工藝串聯(lián)。第二工藝串聯(lián)。第二級級級級A/OA/O的缺氧池基本上利用內(nèi)源碳源進行脫氮，最的缺氧池基本上利用內(nèi)源碳源進行脫氮，最的缺氧池基本上利用內(nèi)源碳源進行脫氮，最的缺氧池基本上利用內(nèi)源碳源進行脫氮，最后的曝氣池可以吹脫氨氮，提高污泥的沉降性能。后的曝氣池可以吹脫氨氮，提高污泥的沉降性能。后的曝氣池可以吹脫氨氮，提高污泥的沉降性能。后的曝氣池可以吹脫氨氮，提高污泥的沉降性能。為了提高除

60、磷的穩(wěn)定性，為了提高除磷的穩(wěn)定性，為了提高除磷的穩(wěn)定性，為了提高除磷的穩(wěn)定性，在在在在BardenphoBardenpho工藝流程之工藝流程之工藝流程之工藝流程之前增設(shè)一個厭氧池，前增設(shè)一個厭氧池，前增設(shè)一個厭氧池，前增設(shè)一個厭氧池，以提高污泥的磷釋放效率。以提高污泥的磷釋放效率。以提高污泥的磷釋放效率。以提高污泥的磷釋放效率。只只只只要要要要脫氮效果好，那么通過污泥進入?yún)捬醭氐南跛猁}脫氮效果好，那么通過污泥進入?yún)捬醭氐南跛猁}脫氮效果好，那么通過污泥進入?yún)捬醭氐南跛猁}脫氮效果好，那么通過污泥進入?yún)捬醭氐南跛猁}是很少的，不會影響污泥的放磷效果，從而使整個是很少的，不會影響污泥的放磷效果，從而使整

61、個是很少的，不會影響污泥的放磷效果，從而使整個是很少的，不會影響污泥的放磷效果，從而使整個系統(tǒng)達到較好的脫氮除磷效果。系統(tǒng)達到較好的脫氮除磷效果。系統(tǒng)達到較好的脫氮除磷效果。系統(tǒng)達到較好的脫氮除磷效果。在改進的在改進的在改進的在改進的BardenphoBardenpho工藝中，由于二沉池回流污工藝中，由于二沉池回流污工藝中，由于二沉池回流污工藝中，由于二沉池回流污泥中很難避免有一些硝酸鹽回流到流程前端的厭泥中很難避免有一些硝酸鹽回流到流程前端的厭泥中很難避免有一些硝酸鹽回流到流程前端的厭泥中很難避免有一些硝酸鹽回流到流程前端的厭氧池，從而影響除磷效果；為此，氧池，從而影響除磷效果；為此，氧池，

62、從而影響除磷效果；為此，氧池，從而影響除磷效果；為此，UCTUCT工藝將二工藝將二工藝將二工藝將二沉池的回流污泥回流到缺氧池，沉池的回流污泥回流到缺氧池，沉池的回流污泥回流到缺氧池，沉池的回流污泥回流到缺氧池，污泥中攜帶的硝污泥中攜帶的硝污泥中攜帶的硝污泥中攜帶的硝酸鹽在缺氧池中反硝化脫氮。酸鹽在缺氧池中反硝化脫氮。酸鹽在缺氧池中反硝化脫氮。酸鹽在缺氧池中反硝化脫氮。同時為彌補厭氧池同時為彌補厭氧池同時為彌補厭氧池同時為彌補厭氧池中污泥的流失，增設(shè)缺氧池至厭氧池的污泥回流。中污泥的流失，增設(shè)缺氧池至厭氧池的污泥回流。中污泥的流失，增設(shè)缺氧池至厭氧池的污泥回流。中污泥的流失，增設(shè)缺氧池至厭氧池的

63、污泥回流。這樣厭氧池可免受硝酸鹽的干擾。這樣厭氧池可免受硝酸鹽的干擾。這樣厭氧池可免受硝酸鹽的干擾。這樣厭氧池可免受硝酸鹽的干擾。3、UCT工藝及改良的工藝及改良的UCT工藝工藝二沉池厭氧缺氧好氧出水缺氧回流回流活性污泥回流活性污泥含磷剩余污泥進水進水好氧（硝酸鹽）回流UCT工藝工藝改良的改良的UCT工藝工藝二沉池厭氧缺氧缺氧好氧出水缺氧回流回流污泥回流污泥含磷剩余污泥進水進水回流4SBR工藝工藝時間順序控制，在同一反應(yīng)器中完成時間順序控制，在同一反應(yīng)器中完成時間順序控制，在同一反應(yīng)器中完成時間順序控制，在同一反應(yīng)器中完成進水后進行一定時間的缺氧攪拌進水后進行一定時間的缺氧攪拌進水后進行一定時

64、間的缺氧攪拌進水后進行一定時間的缺氧攪拌，好氧菌將利用進水中，好氧菌將利用進水中，好氧菌將利用進水中，好氧菌將利用進水中攜帶的有機物和溶解氧進行好氧分解，此時水中的溶解攜帶的有機物和溶解氧進行好氧分解，此時水中的溶解攜帶的有機物和溶解氧進行好氧分解，此時水中的溶解攜帶的有機物和溶解氧進行好氧分解，此時水中的溶解氧將迅速降低甚至達到零氧將迅速降低甚至達到零氧將迅速降低甚至達到零氧將迅速降低甚至達到零;這時厭氧發(fā)酵菌進行厭氧發(fā)酵，反硝化菌進行脫氮；這時厭氧發(fā)酵菌進行厭氧發(fā)酵，反硝化菌進行脫氮；這時厭氧發(fā)酵菌進行厭氧發(fā)酵，反硝化菌進行脫氮；這時厭氧發(fā)酵菌進行厭氧發(fā)酵，反硝化菌進行脫氮；然后停止攪拌一

65、段時間，使污泥處于厭氧狀態(tài)，聚磷菌然后停止攪拌一段時間，使污泥處于厭氧狀態(tài)，聚磷菌然后停止攪拌一段時間，使污泥處于厭氧狀態(tài)，聚磷菌然后停止攪拌一段時間，使污泥處于厭氧狀態(tài)，聚磷菌放磷；放磷；放磷；放磷；接著進行曝氣，硝化菌進行硝化反應(yīng)，聚磷菌吸磷，經(jīng)接著進行曝氣，硝化菌進行硝化反應(yīng)，聚磷菌吸磷，經(jīng)接著進行曝氣，硝化菌進行硝化反應(yīng)，聚磷菌吸磷，經(jīng)接著進行曝氣，硝化菌進行硝化反應(yīng)，聚磷菌吸磷，經(jīng)一定反應(yīng)時間后停止曝氣進行靜止沉淀，當污泥沉淀下一定反應(yīng)時間后停止曝氣進行靜止沉淀，當污泥沉淀下一定反應(yīng)時間后停止曝氣進行靜止沉淀，當污泥沉淀下一定反應(yīng)時間后停止曝氣進行靜止沉淀，當污泥沉淀下來后，撇出上部

66、清水而后再放人原水，如此周而復(fù)始。來后，撇出上部清水而后再放人原水，如此周而復(fù)始。來后，撇出上部清水而后再放人原水，如此周而復(fù)始。來后，撇出上部清水而后再放人原水，如此周而復(fù)始。四、生物脫氮除磷工藝設(shè)計參數(shù)四、生物脫氮除磷工藝設(shè)計參數(shù)和特點和特點P162164表12-4和表12-5五、生物脫五、生物脫N N除除P P系統(tǒng)的影響因素系統(tǒng)的影響因素環(huán)境因素環(huán)境因素如溫度、如溫度、pH、DO工藝因素工藝因素SRT、HRT、二沉池的沉淀效果、二沉池的沉淀效果污水成分污水成分易降解有機物濃度，易降解有機物濃度，BOD5與與N、P的比值的比值第九節(jié) 活性污泥法處理系統(tǒng)的設(shè)計和運行與管理一、水力負荷一、水力負荷二、有機負荷二、有機負荷三、微生物濃度三、微生物濃度四、曝氣時間四、曝氣時間五、污泥齡五、污泥齡六、氧傳遞速率六、氧傳遞速率七、回流污泥濃度七、回流污泥濃度八、污泥回流比八、污泥回流比九、曝氣池的構(gòu)造九、曝氣池的構(gòu)造十、十、pH和堿度和堿度十一、溶解氧濃度十一、溶解氧濃度十二、污泥膨脹及其控制十二、污泥膨脹及其控制流向污水廠的流量變化 一、水 力 負 荷 一天內(nèi)的流量變化隨季節(jié)的流量變化雨水造