精品廢水好氧生物處理工藝70

1、第一節(jié)第一節(jié) 活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理第二節(jié)第二節(jié) 活性污泥法的運(yùn)行方式活性污泥法的運(yùn)行方式第三節(jié)第三節(jié) 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)第四節(jié)第四節(jié) 曝氣的原理、方法與設(shè)備曝氣的原理、方法與設(shè)備第五節(jié)第五節(jié) 活性污泥法的工藝設(shè)計(jì)活性污泥法的工藝設(shè)計(jì)第六節(jié)第六節(jié) 活性污泥法的運(yùn)行管理活性污泥法的運(yùn)行管理一、活性污泥法的工藝流程一、活性污泥法的工藝流程回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池廢水廢水曝氣池曝氣池初次初次沉淀池沉淀池出水出水空氣空氣剩余活性污泥剩余活性污泥 ：反應(yīng)的主體，有機(jī)物被降解，微生物得以增殖；反應(yīng)的主體，有機(jī)物被降解，微生物得以增殖；：1 1）泥水分

2、離，保證出水水質(zhì)；）泥水分離，保證出水水質(zhì)； 2 2）濃縮污泥，保證污泥回流，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。）濃縮污泥，保證污泥回流，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。：1 1）維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度；）維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度； 2 2）回流比的改變，可調(diào)整曝氣池的運(yùn)行工況。）回流比的改變，可調(diào)整曝氣池的運(yùn)行工況。 ： 1 1）去除有機(jī)物的途徑之一；）去除有機(jī)物的途徑之一； 2 2）維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行）維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行 ：為微生物提供溶解氧為微生物提供溶解氧高碑店污水處理廠的工藝流程圖高碑店污水處理廠的工藝流程圖活性污泥系統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)高碑店污水處理廠的工藝流程與平面布置高碑店污水處理廠的工藝流程與平面布置

3、初沉池曝氣池二沉池二期曝氣池二沉池初沉池廢水中含有足夠的可溶性廢水中含有足夠的可溶性；混合液含有足夠的混合液含有足夠的；活性污泥在池內(nèi)呈活性污泥在池內(nèi)呈狀態(tài)；狀態(tài)；活性污泥連續(xù)活性污泥連續(xù)，及時(shí)排放，及時(shí)排放， 維持曝氣池內(nèi)穩(wěn)定的活性污泥濃度；維持曝氣池內(nèi)穩(wěn)定的活性污泥濃度；進(jìn)水中不含有進(jìn)水中不含有對(duì)微生物對(duì)微生物的物質(zhì)的物質(zhì)1、物理性質(zhì)物理性質(zhì)： “菌膠團(tuán)菌膠團(tuán)”“生物絮凝體生物絮凝體” 顏色：顏色：褐色褐色、（土）黃色（土）黃色、鐵紅色鐵紅色 氣味：泥土味（城市污水）氣味：泥土味（城市污水） 比重：略大于比重：略大于1 （1.002 1.006） 粒徑：粒徑：0.02 0.2 mm 比表面

4、積：比表面積：20 100cm2/ml2、生化性能生化性能： 活性污泥的含水率活性污泥的含水率： 99.2 99.8% 其中其中固體物質(zhì)的組成：固體物質(zhì)的組成： 1）活細(xì)胞（）活細(xì)胞（ma）：）： 2）微生物內(nèi)源代謝的殘留物（）微生物內(nèi)源代謝的殘留物（me）：）： 3）吸附的原廢水中難于生物降解的有機(jī)物（）吸附的原廢水中難于生物降解的有機(jī)物（mi）：）： 4）無(wú)機(jī)物質(zhì)（）無(wú)機(jī)物質(zhì)（mii）：有機(jī)物有機(jī)物7585% 3、活性污泥中的微生物：、活性污泥中的微生物： a細(xì)菌細(xì)菌： 是活性污泥凈化功能最活躍的成分是活性污泥凈化功能最活躍的成分 主要菌種有：動(dòng)膠桿菌屬、假單胞菌屬、微球菌屬、黃桿菌主要菌

5、種有：動(dòng)膠桿菌屬、假單胞菌屬、微球菌屬、黃桿菌屬、芽胞桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、無(wú)色桿菌屬等屬、芽胞桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、無(wú)色桿菌屬等特征：特征： 1）絕大多數(shù)是）絕大多數(shù)是好氧好氧和和兼性兼性異養(yǎng)型的異養(yǎng)型的原核細(xì)菌原核細(xì)菌； 2）在）在好氧好氧條件下，具有很強(qiáng)的條件下，具有很強(qiáng)的分解分解有機(jī)物的功能；有機(jī)物的功能； 3）具有很高的）具有很高的增殖速率增殖速率，其世代時(shí)間僅為，其世代時(shí)間僅為20 30分鐘；分鐘； 4）動(dòng)膠桿菌具有將大量細(xì)菌結(jié)成為）動(dòng)膠桿菌具有將大量細(xì)菌結(jié)成為“菌膠團(tuán)菌膠團(tuán)”的功能。的功能。0.1mmb、原生動(dòng)物原生動(dòng)物-在活性污泥中大約為在活性污泥中大約為103個(gè)個(gè)/ml鐘蟲(chóng)小口鐘

6、蟲(chóng)草履蟲(chóng)蓋纖蟲(chóng)腎形蟲(chóng)變形蟲(chóng)c、后生動(dòng)物后生動(dòng)物線蟲(chóng)輪蟲(chóng)數(shù)數(shù)量量（1）混合液懸浮固體濃度（mlss）（mixed liquor suspended solids） mlss = ma + me + mi + mii 單位： mg/l 或或 g/m3 （2）混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（mlvss） （mixed liquor volatile suspended solids） mlvss = ma + me + mi 單位： mg/l 或或 g/m3ssvssmlssmlvss在條件一定時(shí)， 較穩(wěn)定；對(duì)于處理城市污水的活性污泥系統(tǒng)，一般為0.750.85（3）污泥沉降比（污泥沉降比（sv） （sl

7、udge volume）定義：將曝氣池中的定義：將曝氣池中的混合液混合液在量筒中靜置在量筒中靜置30分鐘分鐘，其沉淀污，其沉淀污泥與原混合液的體積比，一般以泥與原混合液的體積比，一般以%表示；表示；功能：能相對(duì)地反映污泥數(shù)量以及污泥的凝聚、沉降性能，功能：能相對(duì)地反映污泥數(shù)量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期的可用以控制排泥量和及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期的污泥膨脹污泥膨脹；正常范圍：正常范圍： 20 30%0min15min30minsv = 40%（4）污泥體積指數(shù)（污泥體積指數(shù)（svi） （sludge volume index）定義：曝氣池出口處混合液經(jīng)定義：曝氣池出口處混合液經(jīng)

8、30分鐘靜沉后，分鐘靜沉后，1g干污泥所形干污泥所形成的污泥體積，成的污泥體積，( ml/g) )/()/(lgmlsslmlsvsvi 功能：能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)污泥的凝聚性能和沉降性能，功能：能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)污泥的凝聚性能和沉降性能， 其值過(guò)低，說(shuō)明泥粒小，密實(shí)，無(wú)機(jī)成分多；其值過(guò)低，說(shuō)明泥粒小，密實(shí)，無(wú)機(jī)成分多； 其值過(guò)高，說(shuō)明其沉降性能不好，將要或已經(jīng)發(fā)生膨脹；其值過(guò)高，說(shuō)明其沉降性能不好，將要或已經(jīng)發(fā)生膨脹；正常范圍：正常范圍： 50 150 ml/g（處理城市污水時(shí)）（處理城市污水時(shí)）)/()/(%)lgmlsslmlsvsvi101、曝氣池的有機(jī)容積負(fù)荷：、曝氣池的有機(jī)容積負(fù)荷： 1）進(jìn)

9、水進(jìn)水cod（bod5）容積）容積負(fù)荷負(fù)荷： vcqlivcodvccqleivcod)(vbqlivbod5vbbqleivbod)(5)(3dmkgcod)(3dmkgcod)(35dmkgbod)(35dmkgbod2）cod（ bod5 ）去除去除容積容積負(fù)荷負(fù)荷：2、 曝氣池的有機(jī)污泥負(fù)荷：曝氣池的有機(jī)污泥負(fù)荷：1）進(jìn)水）進(jìn)水cod（bod5）污泥負(fù)荷：）污泥負(fù)荷：vmlsscqliscoddkgmlsskgcodvmlssbqlisbod5dkgmlsskgbod5vmlssccqleiscod)(vmlssbbqleisbod)(5dkgmlsskgcoddkgmlsskgbod

10、5vmlvssbqlisbod5dkgmlvsskgbod52）cod（bod5）去除污泥負(fù)荷：）去除污泥負(fù)荷：3、曝氣池的、曝氣池的水力停留時(shí)間水力停留時(shí)間（hrt、hydraulic retention time） 4、曝氣池的、曝氣池的污泥停留時(shí)間污泥停留時(shí)間（srt，sludge retention time、 c）qvhrt （h）rwewrwxqxvxqqxqxvxxvsrt)(（d）svixr6max10)(mg/l)l活性污泥中活性污泥中微生物的增殖微生物的增殖是活性污泥在曝是活性污泥在曝氣池內(nèi)發(fā)生反應(yīng)、有機(jī)物被降解的必然結(jié)氣池內(nèi)發(fā)生反應(yīng)、有機(jī)物被降解的必然結(jié)果，而微生物增殖的

11、結(jié)果則是活性污泥的果，而微生物增殖的結(jié)果則是活性污泥的增殖。增殖。l活性污泥的活性污泥的增殖曲線增殖曲線微生物量微生物量時(shí)間時(shí)間注意：1）間歇靜態(tài)培養(yǎng)；2）底物是一次投加對(duì)數(shù)增殖期對(duì)數(shù)增殖期減速增殖期減速增殖期內(nèi)源呼吸期內(nèi)源呼吸期氧利用速率曲線氧利用速率曲線微生物增殖曲線微生物增殖曲線(m)bod變化曲線變化曲線(f)適應(yīng)期適應(yīng)期f/m值值: 在溫度適宜、在溫度適宜、do充足、且不存在抑制物質(zhì)的條件下，活充足、且不存在抑制物質(zhì)的條件下，活性污泥微生物的增殖速率主要取決于微生物與有機(jī)基質(zhì)的相性污泥微生物的增殖速率主要取決于微生物與有機(jī)基質(zhì)的相對(duì)數(shù)量，即有機(jī)基質(zhì)對(duì)數(shù)量，即有機(jī)基質(zhì)(food)與微生

12、物與微生物(microorganism)的比值，的比值，即即f/m值。值。 f/m值是影響有機(jī)物去除速率、氧利用速率的重要因素。值是影響有機(jī)物去除速率、氧利用速率的重要因素。)(55dkgvsskgbodxvbqlmfvisbod實(shí)際上，實(shí)際上，f/m值就是以值就是以bod5表示的表示的進(jìn)水污泥負(fù)荷進(jìn)水污泥負(fù)荷，即：，即： 可將增殖曲線分為四個(gè)時(shí)期：可將增殖曲線分為四個(gè)時(shí)期： 1)適應(yīng)期適應(yīng)期 2)對(duì)數(shù)增殖期對(duì)數(shù)增殖期 3)減速增殖期減速增殖期 4)內(nèi)源呼吸期內(nèi)源呼吸期適應(yīng)期 1）定義：微生物對(duì)于新的環(huán)境條件、污水中不同種類的）定義：微生物對(duì)于新的環(huán)境條件、污水中不同種類的有機(jī)物污染物等的有機(jī)

13、物污染物等的短暫的適應(yīng)過(guò)程短暫的適應(yīng)過(guò)程； 2）活性污泥）活性污泥微生物的變化微生物的變化： 數(shù)量數(shù)量基本沒(méi)有變化；基本沒(méi)有變化； 菌體菌體體積體積增大；增大； 酶系統(tǒng)酶系統(tǒng)相應(yīng)調(diào)整；相應(yīng)調(diào)整； 新的新的變異變異；等。；等。 3）水質(zhì)）水質(zhì)指標(biāo)指標(biāo)基本無(wú)變化?；緹o(wú)變化。對(duì)數(shù)增殖期lf/m值高值高( 2.2 kgbod/kgvss.d)，有機(jī)物豐富，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不是微生物增，有機(jī)物豐富，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不是微生物增殖的控制因素；殖的控制因素；l微生物的增值速率與基質(zhì)濃度無(wú)關(guān)，呈微生物的增值速率與基質(zhì)濃度無(wú)關(guān)，呈零級(jí)反應(yīng)零級(jí)反應(yīng)，僅由微生物本身特有，僅由微生物本身特有的最小世代時(shí)間所控制，即只受微生物自身生

14、理機(jī)能的限制；的最小世代時(shí)間所控制，即只受微生物自身生理機(jī)能的限制；l微生物以最高速率對(duì)有機(jī)物進(jìn)行攝取，以微生物以最高速率對(duì)有機(jī)物進(jìn)行攝取，以最高速率增殖最高速率增殖，合成新細(xì)胞；，合成新細(xì)胞；l活性污泥具有高的能量水平，微生物的活動(dòng)能力很強(qiáng)，污泥質(zhì)地松散，活性污泥具有高的能量水平，微生物的活動(dòng)能力很強(qiáng)，污泥質(zhì)地松散，不易形成較好的絮凝體，不易形成較好的絮凝體，沉淀性能不佳沉淀性能不佳；l活性污泥的活性污泥的代謝速率極高代謝速率極高，需氧量大；，需氧量大；l一般不采用此階段作為運(yùn)行工況。（但也有，如一般不采用此階段作為運(yùn)行工況。（但也有，如高負(fù)荷活性污泥法高負(fù)荷活性污泥法）減速增長(zhǎng)期lf/m值

15、下降到一定水平后，值下降到一定水平后，有機(jī)物的濃度有機(jī)物的濃度成為微生物增殖的控制因素；成為微生物增殖的控制因素；l微生物的增殖速率與殘存的有機(jī)物呈正比，為微生物的增殖速率與殘存的有機(jī)物呈正比，為一級(jí)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)；l有機(jī)底物的有機(jī)底物的降解速率降解速率也開(kāi)始下降；也開(kāi)始下降；l微生物的微生物的增殖速率增殖速率在逐漸下降，直至最終下降為在逐漸下降，直至最終下降為零零，但活性污泥的量仍，但活性污泥的量仍持續(xù)增長(zhǎng)并最終達(dá)到最高；持續(xù)增長(zhǎng)并最終達(dá)到最高；l絮凝體開(kāi)始形成絮凝體開(kāi)始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均較好；，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均較好；l出水水質(zhì)出水水質(zhì)有較大改善，且整個(gè)

16、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；有較大改善，且整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；l大多數(shù)污水廠曝氣池的大多數(shù)污水廠曝氣池的運(yùn)行工況運(yùn)行工況。微生物量微生物量時(shí)間時(shí)間活性污泥的增殖曲線對(duì)數(shù)增殖期對(duì)數(shù)增殖期減速增殖期減速增殖期內(nèi)源呼吸期內(nèi)源呼吸期氧利用速率曲線氧利用速率曲線微生物增殖曲線微生物增殖曲線(m)bod變化曲線變化曲線(f)適應(yīng)期適應(yīng)期內(nèi)源呼吸期l內(nèi)源呼吸的速率在本期之初首次內(nèi)源呼吸的速率在本期之初首次超過(guò)超過(guò)了合成速率，了合成速率，因此從整體上來(lái)說(shuō)，因此從整體上來(lái)說(shuō)，活性污泥的量在減少活性污泥的量在減少，最終所，最終所有的活細(xì)胞將消亡，而僅殘留下內(nèi)源呼吸的殘留物，有的活細(xì)胞將消亡，而僅殘留下內(nèi)源呼吸的殘留物，而這些物質(zhì)

17、多是難于降解的細(xì)胞壁等；而這些物質(zhì)多是難于降解的細(xì)胞壁等；l污泥的無(wú)機(jī)化程度較高，污泥的無(wú)機(jī)化程度較高，沉降性能良好沉降性能良好，但凝聚性，但凝聚性較差；有機(jī)物基本消耗殆盡，較差；有機(jī)物基本消耗殆盡，處理水質(zhì)良好處理水質(zhì)良好；l一般不采用這一階段作為運(yùn)行工況，但也有采用，一般不采用這一階段作為運(yùn)行工況，但也有采用，如如延時(shí)曝氣法延時(shí)曝氣法?；钚晕勰嘣鲋骋?guī)律的應(yīng)用：1）活性污泥的增殖狀況，主要是由）活性污泥的增殖狀況，主要是由f/m值值所控制；所控制；2）不同增殖期的活性污泥，性能不同，）不同增殖期的活性污泥，性能不同，出水水質(zhì)出水水質(zhì)也不同；也不同；3）通過(guò)調(diào)整）通過(guò)調(diào)整f/m值，可值，可調(diào)控

18、曝氣池的運(yùn)行工況調(diào)控曝氣池的運(yùn)行工況，以達(dá)到所，以達(dá)到所要求的出水水質(zhì)和活性污泥的良好性能；要求的出水水質(zhì)和活性污泥的良好性能；4）推流式活性污泥法：）推流式活性污泥法： 一段線段一段線段； 完全混合式活性污泥法：完全混合式活性污泥法： 一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)微生物量微生物量時(shí)間時(shí)間對(duì)數(shù)增殖對(duì)數(shù)增殖減速增殖減速增殖內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸適應(yīng)期適應(yīng)期活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化( (內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸) )兩項(xiàng)作用兩項(xiàng)作用的綜合結(jié)果，所以，微生物的的綜合結(jié)果，所以，微生物的凈增殖速率凈增殖速率為：為：esndtdxdtdxdtdx式中：式中：ndtdx活性污泥中

19、微生物的凈增值速率（活性污泥中微生物的凈增值速率（kgvss/d）；）；usdtdsadtdx活性污泥中微生物的合成速率（活性污泥中微生物的合成速率（kgvss/d）；）；其中：其中：a 降解降解1kgbod所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的vss，即產(chǎn)率系數(shù)（，即產(chǎn)率系數(shù)（kgvss/kgbod.d）；）；vebxdtdx活性污泥中微生物的自身氧化速率（活性污泥中微生物的自身氧化速率（kgvss/d）；）；其中：其中：b 活性污泥的自身氧化系數(shù)（活性污泥的自身氧化系數(shù)（kgvss/kgvss.d，一般為，一般為d-1）；）； xv 系統(tǒng)中活性污泥的總量（系統(tǒng)中活性污泥的總量（kgvss）因此，活性污泥微生物增

20、殖的基本方程式因此，活性污泥微生物增殖的基本方程式: : 積分后，得出活性污泥微生物在曝氣池內(nèi)每日的凈增長(zhǎng)量為積分后，得出活性污泥微生物在曝氣池內(nèi)每日的凈增長(zhǎng)量為: : si進(jìn)水進(jìn)水bod濃度濃度(kgbod/m3)； se 出水濃度出水濃度(kgbod/m3)。式中式中: x每日的污泥增長(zhǎng)量每日的污泥增長(zhǎng)量(kgvss/d)；= qwxr q 每日處理廢水量每日處理廢水量(m3/d)；vugbxdtdsadtdxvrbvxaqsxeirsss (1) 對(duì)于對(duì)于生活污水生活污水或相近的工業(yè)廢水或相近的工業(yè)廢水: a = 0.50.65，b = 0.050.1； (2) 對(duì)于對(duì)于工業(yè)廢水工業(yè)廢水

21、，則：，則： 合成纖維廢水合成纖維廢水0.380.10含酚廢水含酚廢水 0.55 0.13制漿與造紙廢水制漿與造紙廢水0.760.016制藥廢水制藥廢水 0.77 釀造廢水釀造廢水0.93 工業(yè)廢水工業(yè)廢水a(chǎn)b亞硫酸漿粕廢水亞硫酸漿粕廢水 0.55 0.13（3）通過(guò)小試獲得：bvxqsavxxvrvvrbvxaqsx可改寫(xiě)為： a bqsr/vxv(kgbod/kgvss.d)x/vxv(1/d)有機(jī)物降解與需氧：氧在微生物代謝過(guò)程中的用途：氧在微生物代謝過(guò)程中的用途：(1)氧化分解有機(jī)物；氧化分解有機(jī)物；(2)氧化分解自身的細(xì)胞物質(zhì)。氧化分解自身的細(xì)胞物質(zhì)。vrxvbsqao2式中：式中：

22、o2曝氣池中混合液的需氧量，曝氣池中混合液的需氧量，kgo2/d; a代謝每代謝每kgbod所需的氧量，所需的氧量， kgo2/kgbod.d; b每每kgvss每天進(jìn)行自身氧化所需的氧量，每天進(jìn)行自身氧化所需的氧量， kgo2/kgvss.d 。有機(jī)物降解與需氧:上式可改寫(xiě)為：上式可改寫(xiě)為：52blabxvsqaxvosrbodvrv522srbodrvrlbasqxvbasqoo或或式中：式中：o2/vxv單位質(zhì)量污泥的需氧量單位質(zhì)量污泥的需氧量，kgo2/kgvss.d; o2=o2/qsr去除每去除每kgbod所需的氧量所需的氧量， kgo2/kgbod.d; 思考題：思考題：如何解釋

23、單位質(zhì)量污泥的需氧量與負(fù)荷如何解釋單位質(zhì)量污泥的需氧量與負(fù)荷成正比成正比，而去除單位，而去除單位質(zhì)量質(zhì)量bod的需要量與負(fù)荷的需要量與負(fù)荷成反比成反比？a、b值的確定: l活性污泥法處理城市污水：活性污泥法處理城市污水： 運(yùn)行方式運(yùn)行方式 o2ab完全混合式完全混合式0.7 1.10.420.11生物吸附法生物吸附法0.7 1.1 傳統(tǒng)曝氣法傳統(tǒng)曝氣法0.8 1.1 延時(shí)曝氣法延時(shí)曝氣法1.4 1.80.530.188l活性污泥法處理工業(yè)污水：活性污泥法處理工業(yè)污水： 廢水種類廢水種類ab石油化工廢水石油化工廢水0.750.16合成纖維廢水合成纖維廢水0.550.142含酚廢水含酚廢水0.56

24、 制漿與造紙廢水制漿與造紙廢水0.380.092制藥廢水制藥廢水0.350.354釀造廢水釀造廢水0.93 漂染廢水漂染廢水0.5 0.60.065煉油廢水煉油廢水0.550.12亞硫酸漿粕廢水亞硫酸漿粕廢水0.400.185(3)試驗(yàn)法:52blaxvosrbodv a blsrbod(kgbodr/kgvss.d)o2/vxv(kgo2/kgvss.d)1)傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法；2)完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法；3)階段曝氣活性污泥法；階段曝氣活性污泥法；4)吸附吸附再生活性污泥法再生活性污泥法；5)延時(shí)曝氣活性污泥法；延時(shí)曝氣活性污泥法；6)高負(fù)荷活性污泥法；高負(fù)荷活性污

25、泥法；7)純氧曝氣活性污泥法純氧曝氣活性污泥法；8)淺層低壓曝氣活性污泥法；淺層低壓曝氣活性污泥法；9)深水曝氣活性污泥法；深水曝氣活性污泥法；10)深井曝氣活性污泥法深井曝氣活性污泥法?；亓魑勰嗷亓魑勰喽味纬恋沓爻恋沓貜U水廢水曝氣池曝氣池初次初次沉淀池沉淀池出水出水空氣空氣剩余活性污泥剩余活性污泥 qsi vx qwxse q-qwxese qrxrse q+qrxse一、傳統(tǒng)活性污泥法： 1)工藝流程:一、傳統(tǒng)活性污泥法：平面圖剖面圖 曝氣頭曝氣頭 曝氣設(shè)備曝氣設(shè)備 隔墻隔墻 空氣管溝空氣管溝一、傳統(tǒng)活性污泥法：l供氧速率與需氧速率曝氣池長(zhǎng)度曝氣池長(zhǎng)度 供氧速率供氧速率 需氧速率曲線需

26、氧速率曲線需氧需氧量量一、傳統(tǒng)活性污泥法：l主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)： a. 處理效果好：處理效果好：bod5的去除率可達(dá)的去除率可達(dá)9095%； b. 對(duì)廢水的處理程度比較靈活，可根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)廢水的處理程度比較靈活，可根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。l4)主要問(wèn)題：主要問(wèn)題： a. 為了避免池為了避免池首端首端形成形成厭氧狀態(tài)厭氧狀態(tài)，不宜采用過(guò)高的有，不宜采用過(guò)高的有機(jī)負(fù)荷，因而池容較大，機(jī)負(fù)荷，因而池容較大，占地面積較大占地面積較大； b. 在池末端可能出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的現(xiàn)象，在池末端可能出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的現(xiàn)象，會(huì)會(huì)浪費(fèi)了動(dòng)力費(fèi)用浪費(fèi)了動(dòng)力費(fèi)用； c. 對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性較弱。對(duì)沖擊

27、負(fù)荷的適應(yīng)性較弱。傳統(tǒng)活性污泥法設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)容積負(fù)荷容積負(fù)荷 (kgbod5/m3.d) 0.3 0.6mlss (mg/l) 1500 3000回流比回流比 (%) 25 50污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷 (kgbod5/kgmlss.d)0.2 0.4污泥齡污泥齡 c(d)5 15mlvss (mg/l)1200 2400曝氣時(shí)間曝氣時(shí)間hrt (h)4 8bod5去除率去除率 (%)85 95二、完全混合活性污泥法l工藝流程回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池廢水廢水曝氣池曝氣池初次初次沉淀池沉淀池出水出水空氣空氣剩余活性污泥剩余活性污泥 完全混合曝氣池完全混合曝氣池二、完全混合活性污泥法l主要

28、特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：a. 可以方便地通過(guò)對(duì)可以方便地通過(guò)對(duì)f/m的調(diào)節(jié)，使反應(yīng)器內(nèi)的的調(diào)節(jié)，使反應(yīng)器內(nèi)的有機(jī)物降解反應(yīng)控制在最佳狀態(tài)；有機(jī)物降解反應(yīng)控制在最佳狀態(tài)；b. 進(jìn)水一進(jìn)入曝氣池，就立即被大量混合液所稀進(jìn)水一進(jìn)入曝氣池，就立即被大量混合液所稀釋，所以對(duì)沖擊負(fù)荷有一定的抵抗能力；釋，所以對(duì)沖擊負(fù)荷有一定的抵抗能力；c. 適合于處理較高濃度的有機(jī)工業(yè)廢水適合于處理較高濃度的有機(jī)工業(yè)廢水二、完全混合活性污泥法 主要結(jié)構(gòu)形式：a.合建式（曝氣沉淀池）b.分建式合建式曝氣池曝氣沉淀池合建式曝氣池（曝氣沉淀池）分建式曝氣池 污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷 (kgbod5/kgmlss.d)污泥齡污泥齡 (d)mlv

29、ss (mg/l)曝氣時(shí)間曝氣時(shí)間hrt (h)bod5去除率去除率 (%)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)容積負(fù)荷容積負(fù)荷 (kgbod5/m3.d)08 2.0mlss (mg/l) 3000 6000回流比回流比 (%) 25 1000.2 0.65 15 2400 4800 3 5 85 90l 工藝流程工藝流程多點(diǎn)進(jìn)水活性污泥法的工藝流程多點(diǎn)進(jìn)水活性污泥法的工藝流程出水出水進(jìn)水進(jìn)水二沉池二沉池進(jìn)水點(diǎn)進(jìn)水點(diǎn)剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥回流污泥回流污泥出水出水進(jìn)水點(diǎn)進(jìn)水點(diǎn)進(jìn)水進(jìn)水剩余污泥剩余污泥二沉池二沉池進(jìn)水點(diǎn)進(jìn)水點(diǎn)l主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：a.廢水沿池長(zhǎng)分段注入曝氣池，有機(jī)物負(fù)廢水沿池長(zhǎng)分段注入曝氣

30、池，有機(jī)物負(fù)荷分布較均衡，改善了供氧速率與需氧荷分布較均衡，改善了供氧速率與需氧速率之間的矛盾，有利于降低能耗；速率之間的矛盾，有利于降低能耗；b.廢水分段注入，提高了曝氣池對(duì)沖擊負(fù)廢水分段注入，提高了曝氣池對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力；荷的適應(yīng)能力；設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)容積負(fù)荷容積負(fù)荷 (kgbod5/m3.d)0.6 1.0mlss (mg/l)2000 3500回流比回流比 (%)25 75污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷 (kgbod5/kgmlss.d)0.2 0.4污泥齡污泥齡 (d)5 15mlvss (mg/l)1600 2800曝氣時(shí)間曝氣時(shí)間hrt (h)3 8bod5去除率去除率 (%)85 90l

31、主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)： 將將吸附吸附、降解降解兩個(gè)過(guò)程分別控制在不同的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。兩個(gè)過(guò)程分別控制在不同的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行?；钚晕勰鄡艋磻?yīng)過(guò)程:l在活性污泥處理系統(tǒng)中，有機(jī)底物從廢水中被去除的實(shí)在活性污泥處理系統(tǒng)中，有機(jī)底物從廢水中被去除的實(shí)質(zhì)就是有機(jī)底物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被活性污泥微生物攝取、質(zhì)就是有機(jī)底物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被活性污泥微生物攝取、代謝與利用的過(guò)程，這一過(guò)程的結(jié)果是污水得到了凈化，代謝與利用的過(guò)程，這一過(guò)程的結(jié)果是污水得到了凈化，微生物獲得了能量而合成新的細(xì)胞，活性污泥得到了增微生物獲得了能量而合成新的細(xì)胞，活性污泥得到了增長(zhǎng)。長(zhǎng)。l 一般將這整個(gè)凈化反應(yīng)過(guò)程分為三個(gè)階段：一般將這整個(gè)凈化反

32、應(yīng)過(guò)程分為三個(gè)階段： 1）初期吸附；）初期吸附； 2）微生物代謝；）微生物代謝； 3）活性污泥的凝聚、沉淀與濃縮）活性污泥的凝聚、沉淀與濃縮曝氣過(guò)程曝氣過(guò)程降解降解初期吸附初期吸附bodl 在活性污泥系統(tǒng)內(nèi)，在污水開(kāi)始與活性污泥接觸后的較短時(shí)間在活性污泥系統(tǒng)內(nèi)，在污水開(kāi)始與活性污泥接觸后的較短時(shí)間(10 30min)內(nèi)，由于活性污泥具有很大的表面積因而具有很強(qiáng)的吸附內(nèi)，由于活性污泥具有很大的表面積因而具有很強(qiáng)的吸附能力，因此在這很短的時(shí)間內(nèi)，就能夠去除廢水中大量的呈懸浮和膠能力，因此在這很短的時(shí)間內(nèi)，就能夠去除廢水中大量的呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物，使廢水的體狀態(tài)的有機(jī)污染物，使廢水的bod

33、5值值(或或cod值值)大幅度下降。大幅度下降。l但不是真正的降解，隨著時(shí)間的推移，混合液的但不是真正的降解，隨著時(shí)間的推移，混合液的bod5值會(huì)回升，再值會(huì)回升，再之后，之后，bod5值才會(huì)逐漸下降。值才會(huì)逐漸下降。l活性污泥吸附作用的大小與很多因素有關(guān)活性污泥吸附作用的大小與很多因素有關(guān): 1）廢水的性質(zhì)、特性：）廢水的性質(zhì)、特性： 含有較高濃度呈懸浮或膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物。含有較高濃度呈懸浮或膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物。 2）活性污泥的狀態(tài)：）活性污泥的狀態(tài)： 充分的再生曝氣，一般應(yīng)使活性污泥微生物進(jìn)入內(nèi)源代謝期，才充分的再生曝氣，一般應(yīng)使活性污泥微生物進(jìn)入內(nèi)源代謝期，才能使其吸附功能得到恢復(fù)

34、和增強(qiáng)。能使其吸附功能得到恢復(fù)和增強(qiáng)。l工藝流程工藝流程回流污泥回流污泥進(jìn)水進(jìn)水出水出水吸附池吸附池二沉池二沉池剩余污泥剩余污泥再生池再生池回流污泥回流污泥出水出水進(jìn)水進(jìn)水剩余污泥剩余污泥吸附段吸附段再生段再生段二沉池二沉池四、吸附再生活性污泥法 又稱生物吸附法或接觸穩(wěn)定法l1)1)主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)：a.a.廢水與活性污泥在吸附池的接觸時(shí)間較短，吸附池容廢水與活性污泥在吸附池的接觸時(shí)間較短，吸附池容積較小，再生池接納的僅是濃度較高的回流污泥，因積較小，再生池接納的僅是濃度較高的回流污泥，因此，再生池的容積也是小的。吸附池與再生池容積只此，再生池的容積也是小的。吸附池與再生池容積只和仍低于傳統(tǒng)

35、法曝氣池的容積，建筑費(fèi)用較低；和仍低于傳統(tǒng)法曝氣池的容積，建筑費(fèi)用較低；b.b.具有一定的承受沖擊負(fù)荷的能力，當(dāng)吸附池的活性污具有一定的承受沖擊負(fù)荷的能力，當(dāng)吸附池的活性污泥遭到破壞時(shí)，可由再生池的污泥予以補(bǔ)充。泥遭到破壞時(shí)，可由再生池的污泥予以補(bǔ)充。l2)2)主要缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)： 對(duì)廢水的處理效果低于傳統(tǒng)法，此外，對(duì)溶解性有對(duì)廢水的處理效果低于傳統(tǒng)法，此外，對(duì)溶解性有機(jī)物含量較高的廢水，處理效果更差。機(jī)物含量較高的廢水，處理效果更差。四、吸附再生活性污泥法 又稱生物吸附法或接觸穩(wěn)定法設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)容積負(fù)荷容積負(fù)荷 (kgbod5/m3.d)1.0 1.2mlss (mg/l)吸附池：吸附池

36、：1000 3000再生池：再生池：4000 10000回流比回流比 (%)25 100污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷 (kgbod5/kgmlss.d)0.2 0.6污泥齡污泥齡 (d)5 15mlvss (mg/l)吸附池：吸附池：800 2400 再生池：再生池：3200 8000曝氣時(shí)間曝氣時(shí)間hrt (h)吸附池吸附池0.5 1.0；再生池再生池3 6bod5去除率去除率 (%)80 90五、延時(shí)曝氣活性污泥法 完全氧化活性污泥法 l1)主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)： a. 有機(jī)負(fù)荷率非常低，污泥持續(xù)處于內(nèi)源代謝狀有機(jī)負(fù)荷率非常低，污泥持續(xù)處于內(nèi)源代謝狀態(tài)，剩余污泥少且穩(wěn)定，無(wú)需再進(jìn)行處理；態(tài)，剩余污泥少且

37、穩(wěn)定，無(wú)需再進(jìn)行處理； b. 處理出水出水水質(zhì)穩(wěn)定性較好，對(duì)廢水沖擊負(fù)處理出水出水水質(zhì)穩(wěn)定性較好，對(duì)廢水沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性；荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性； c. 在某些情況下，可不設(shè)初沉池。在某些情況下，可不設(shè)初沉池。l2)主要缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)： 池容大、曝氣時(shí)間長(zhǎng)，占地面積大；池容大、曝氣時(shí)間長(zhǎng)，占地面積大； 建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用高；建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用高；l適用條件：適用條件： 出水水質(zhì)高，小規(guī)模，水量一般在出水水質(zhì)高，小規(guī)模，水量一般在1000m3/d以下。以下。五、延時(shí)曝氣活性污泥法 完全氧化活性污泥法設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)容積負(fù)荷容積負(fù)荷 (kgbod5/m3.d) 0.1 0.4mlss (mg/l)

38、 3000 6000回流比回流比 (%) 75 100污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷 (kgbod5/kgmlss.d)0.05 0.15污泥齡污泥齡 (d)20 30mlvss (mg/l)2400 4800曝氣時(shí)間曝氣時(shí)間hrt (h) 18 48bod5去除率去除率 (%) 95 l1)主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：a. 有機(jī)負(fù)荷率高，曝氣時(shí)間短，對(duì)廢水的處理效果較低；有機(jī)負(fù)荷率高，曝氣時(shí)間短，對(duì)廢水的處理效果較低；b. 在系統(tǒng)和曝氣池的構(gòu)造等方面與傳統(tǒng)法相同。在系統(tǒng)和曝氣池的構(gòu)造等方面與傳統(tǒng)法相同。l主要設(shè)計(jì)參數(shù)：主要設(shè)計(jì)參數(shù)： 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)容積負(fù)荷容積負(fù)荷 (kgbod5/m3.d) 1.22.4mls

39、s (mg/l) 200500回流比回流比 (%) 515污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷 (kgbod5/kgmlss.d)1.55.0污泥齡污泥齡 (d) 0.252.5mlvss (mg/l) 160400曝氣時(shí)間曝氣時(shí)間hrt (h) 1.53.0bod5去除率去除率 (%) 6075l工藝流程工藝流程純氧純氧進(jìn)水進(jìn)水尾氣尾氣出水出水回流污泥回流污泥氣體循氣體循環(huán)泵環(huán)泵氣體分散及氣體分散及攪拌裝置攪拌裝置七、純氧曝氣活性污泥法l1)主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：a. 純氧中氧的分壓比空氣約高純氧中氧的分壓比空氣約高5倍，純氧曝氣可大倍，純氧曝氣可大大提高氧的轉(zhuǎn)移效率；大提高氧的轉(zhuǎn)移效率；b. 氧的轉(zhuǎn)移率可提高到

40、氧的轉(zhuǎn)移率可提高到80-90%，而一般的鼓風(fēng)曝，而一般的鼓風(fēng)曝氣僅為氣僅為525%左右；左右；c. 可使曝氣池內(nèi)活性污泥濃度高達(dá)可使曝氣池內(nèi)活性污泥濃度高達(dá)4000 7000mg/l，能夠大大提高曝氣池的容積負(fù)荷；能夠大大提高曝氣池的容積負(fù)荷；d. 剩余污泥產(chǎn)量少，剩余污泥產(chǎn)量少，svi值也低，污泥膨脹較少值也低，污泥膨脹較少發(fā)生。發(fā)生。七、純氧曝氣活性污泥法設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)容積負(fù)荷容積負(fù)荷 (kgbod5/m3.d) 2.0 3.2mlss (mg/l) 6000 10000回流比回流比 (%) 25 50污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷 (kgbod5/kgmlss.d)0.4 1.0污泥齡污泥齡 (d)

41、5 15mlvss (mg/l)4000 6500曝氣時(shí)間曝氣時(shí)間hrt (h)1.5 3.0溶解氧濃度溶解氧濃度do (mg/l) 6 10svi (ml/g) 30 50bod5去除率去除率 (%) 75 95八、淺層低壓曝氣法l理論基礎(chǔ)：只有在氣泡形成和破碎的瞬間，氧的轉(zhuǎn)理論基礎(chǔ)：只有在氣泡形成和破碎的瞬間，氧的轉(zhuǎn)移率最高，因此，沒(méi)有必要延長(zhǎng)氣泡在水中的上升移率最高，因此，沒(méi)有必要延長(zhǎng)氣泡在水中的上升距離。距離。l其曝氣裝置一般安裝在水下其曝氣裝置一般安裝在水下0.8 0.9米處，因此可以米處，因此可以采用風(fēng)壓在采用風(fēng)壓在1米以下的低壓風(fēng)機(jī)，動(dòng)力效率較高，米以下的低壓風(fēng)機(jī)，動(dòng)力效率較高，

42、可達(dá)可達(dá)1.80 2.60kgo2/kw.h；l其氧轉(zhuǎn)移率較低，一般只有其氧轉(zhuǎn)移率較低，一般只有2.5%；l池中設(shè)有導(dǎo)流板，可使混合液呈循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)。池中設(shè)有導(dǎo)流板，可使混合液呈循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)。 八、淺層低壓曝氣法微孔板微孔板0.60.80.60.8導(dǎo)流板導(dǎo)流板九、深水曝氣活性污泥法 1)主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)： a. 曝氣池水深在曝氣池水深在7 8m以上，以上， b. 由于水壓較大，氧的轉(zhuǎn)移率可以提高，由于水壓較大，氧的轉(zhuǎn)移率可以提高，相應(yīng)也能加快有機(jī)物的降解速率；相應(yīng)也能加快有機(jī)物的降解速率； c. 占地面積較小。占地面積較小。九、深水曝氣活性污泥法曝氣裝置曝氣裝置空氣空氣導(dǎo)流墻導(dǎo)流墻深水中層曝

43、氣法的示意圖深水中層曝氣法的示意圖空氣空氣曝氣裝置曝氣裝置深水深層曝氣法的示意圖深水深層曝氣法的示意圖十、深井曝氣 活性污泥法 又稱超深水 曝氣法l工藝流程：工藝流程： 一般平面呈圓形，一般平面呈圓形，直 徑 約直 徑 約 1 6 m ， 深 度 為， 深 度 為50 150m。回流污泥回流污泥進(jìn)水進(jìn)水出水出水空氣空氣十、深井曝氣活性污泥法 又稱超深水曝氣法l主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)： a.氧轉(zhuǎn)移率高，約為常規(guī)法的氧轉(zhuǎn)移率高，約為常規(guī)法的10倍以上；倍以上； b.動(dòng)力效率高，占地少，易于維護(hù)運(yùn)行；動(dòng)力效率高，占地少，易于維護(hù)運(yùn)行； c.耐沖擊負(fù)荷，產(chǎn)泥量少；耐沖擊負(fù)荷，產(chǎn)泥量少； d.一般可以不建初

44、次沉淀池一般可以不建初次沉淀池 e.但受地質(zhì)條件的限制。但受地質(zhì)條件的限制。l設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)容積負(fù)荷容積負(fù)荷(kgbod5/m3.d) 3.0 3.6mlss(mg/l) 3000 5000回流比回流比(%) 40 80污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷(kgbod5/kgmlss.d)1.0 1.2污泥齡污泥齡(d)5mlvss(mg/l) 2400 4000曝氣時(shí)間曝氣時(shí)間hrt(h) 1.0 2.0bod5去除率去除率(%) 85 90作業(yè)l8、()普通活性污泥法、吸附再生法和完全混合法各有什么特普通活性污泥法、吸附再生法和完全混合法各有什么特點(diǎn)？在一般情況下，對(duì)于有機(jī)廢水點(diǎn)？在一般情況下，對(duì)于

45、有機(jī)廢水bod5的去除率如何？根據(jù)的去除率如何？根據(jù)活性污泥增長(zhǎng)曲線來(lái)看，這幾種運(yùn)行方式的基本區(qū)別在什么地活性污泥增長(zhǎng)曲線來(lái)看，這幾種運(yùn)行方式的基本區(qū)別在什么地方？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？方？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ l11、()試指出污泥沉降比試指出污泥沉降比sv、污泥濃度、污泥濃度mlss和污泥指數(shù)和污泥指數(shù)svi的定義，以及其在水處理工程中的實(shí)際意義以及一般的正常數(shù)的定義，以及其在水處理工程中的實(shí)際意義以及一般的正常數(shù)值范圍。值范圍。 l5、()普通活性污泥法曝氣池中的普通活性污泥法曝氣池中的mlss為為3700mg/l，svi為為80ml/g，求其，求其sv和回流污泥中的懸浮固體濃度。和回流污

46、泥中的懸浮固體濃度。 l7、()某造紙廠采用活性污泥法處理廢水，廢水量為某造紙廠采用活性污泥法處理廢水，廢水量為24000m3/d，曝氣池容積，曝氣池容積v為為8000m3。經(jīng)初次沉淀，廢水的。經(jīng)初次沉淀，廢水的bod5為為300mg/l，曝氣池對(duì)，曝氣池對(duì)bod5的去除率為的去除率為90%，曝氣池混，曝氣池混合液懸浮液固體濃度為合液懸浮液固體濃度為4000mg/l，其中揮發(fā)性懸浮固體占，其中揮發(fā)性懸浮固體占75%。試求：試求：f/m、每日剩余污泥量、每日需氧量和污泥齡。、每日剩余污泥量、每日需氧量和污泥齡。（已知：（已知：a = 0.76kgvss/kgbod5.d，b = 0.016d-1

47、；a = 0.38kgo2/kgbod5，b = 0.092kgo2/kgvss.d） 什么是活性污泥法反應(yīng)動(dòng)力學(xué)活性污泥法反應(yīng)動(dòng)力學(xué)？可以定量或半定量地揭示系統(tǒng)內(nèi)有機(jī)物有機(jī)物降解降解、污泥增長(zhǎng)污泥增長(zhǎng)、氧氣的消耗氧氣的消耗等與各項(xiàng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行運(yùn)行參數(shù)及環(huán)境因素之間的關(guān)系；(1)基質(zhì)降解基質(zhì)降解的動(dòng)力學(xué)，涉及基質(zhì)降解與基質(zhì)濃度、的動(dòng)力學(xué)，涉及基質(zhì)降解與基質(zhì)濃度、生物量等因素的關(guān)系；生物量等因素的關(guān)系； (2)微生物增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)微生物增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)，涉及微生物增長(zhǎng)與基質(zhì)，涉及微生物增長(zhǎng)與基質(zhì)濃度、生物量、增長(zhǎng)常數(shù)等因素的關(guān)系；濃度、生物量、增長(zhǎng)常數(shù)等因素的關(guān)系； (3)還研究底物降解與生物量增長(zhǎng)

48、、底物降解與還研究底物降解與生物量增長(zhǎng)、底物降解與需氧、營(yíng)養(yǎng)要求等的關(guān)系。需氧、營(yíng)養(yǎng)要求等的關(guān)系。 (1) 反應(yīng)器處于反應(yīng)器處于完全混合狀態(tài)完全混合狀態(tài)， 對(duì)于推流式曝氣池系統(tǒng)，需加以修正；對(duì)于推流式曝氣池系統(tǒng)，需加以修正； (2)活性污泥系統(tǒng)的活性污泥系統(tǒng)的運(yùn)行運(yùn)行條件條件絕對(duì)穩(wěn)定絕對(duì)穩(wěn)定； (3)二沉池內(nèi)二沉池內(nèi)無(wú)微生物活動(dòng)無(wú)微生物活動(dòng)，也無(wú)污泥累積，且泥水分離，也無(wú)污泥累積，且泥水分離效果良好；效果良好； (4)進(jìn)水有機(jī)物均為溶解性有機(jī)物，且濃度恒定，進(jìn)水有機(jī)物均為溶解性有機(jī)物，且濃度恒定，不含微不含微生物生物； (5)進(jìn)水中不含對(duì)微生物具有毒性或抑制性的物質(zhì)。進(jìn)水中不含對(duì)微生物具有毒性

49、或抑制性的物質(zhì)。勞倫斯麥卡蒂（lawrencemccarty）模式酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)公式（米門公式）（michaelismenton）莫諾德（monod）模式(一) 活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)與 a米門公式 michaelismenton提出酶的“中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物”學(xué)說(shuō)，通過(guò)理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出了含單一基質(zhì)單一反應(yīng)的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)公式，即米門公式：sksvmmax 其中：km飽和常數(shù)，或半速常數(shù)； 1/km基質(zhì)親和力 e + s es e + p米門公式的圖示 vmaxkmv = vmax/2s0vb.莫諾德模式： 1942年和年和1950年，年，monod單一基質(zhì)、純菌種培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)

50、，單一基質(zhì)、純菌種培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，微生物比增殖速率與基質(zhì)濃度微生物比增殖速率與基質(zhì)濃度與酶促反應(yīng)類似的規(guī)律，與酶促反應(yīng)類似的規(guī)律，提出活性污泥法的動(dòng)力學(xué)公式，即莫諾德模式：提出活性污泥法的動(dòng)力學(xué)公式，即莫諾德模式：skssmax式中：式中： 微生物的比增殖速率，微生物的比增殖速率，kgvss/kgvss.d； max基質(zhì)濃度飽和時(shí)，微生物的最大比增殖速率基質(zhì)濃度飽和時(shí)，微生物的最大比增殖速率, kgvss/kgvss.d; s反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)濃度，反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)濃度，mg/l； ks飽和常數(shù)，也稱半速常數(shù)。飽和常數(shù)，也稱半速常數(shù)。隨后發(fā)現(xiàn)，用由混合微生物群體組成的活性污隨后發(fā)現(xiàn)，用由混合微生物群體組成

51、的活性污泥對(duì)多種基質(zhì)進(jìn)行微生物增殖實(shí)驗(yàn)，也取得了泥對(duì)多種基質(zhì)進(jìn)行微生物增殖實(shí)驗(yàn)，也取得了符合這種關(guān)系的結(jié)果。符合這種關(guān)系的結(jié)果。 在微生物比增殖速率與底物的比降解速率之間在微生物比增殖速率與底物的比降解速率之間存在下列比例關(guān)系：存在下列比例關(guān)系：vxdtdx/dkgvsskgvss/xdtdsv)(dkgvsskgbod5b.莫諾德模式：則與比增殖速率比增殖速率相對(duì)應(yīng)的比底物降解速比底物降解速率率也可以用類似公式表示，即： skssmax 式中：式中：s 限制性底物的濃度；對(duì)于廢水處理來(lái)說(shuō)，有機(jī)物的降解是其基本目的，因此上式的實(shí)際意義更大。 b.莫諾德模式： 一級(jí)反應(yīng)區(qū)一級(jí)反應(yīng)區(qū)過(guò)渡區(qū)過(guò)渡區(qū)

52、零級(jí)反應(yīng)區(qū)零級(jí)反應(yīng)區(qū)l 莫諾德方程式的推論：(1) 在高底物濃度的條件下，即sks，呈零級(jí)反應(yīng)零級(jí)反應(yīng)，則有： ， maxmaxxkxdtds1max （2）在低底物濃度的條件下，即s ks，則：skks2maxxskdtds2maxvk 1skvkmax2l【例【例1】如何用】如何用動(dòng)力學(xué)解釋動(dòng)力學(xué)解釋ph值對(duì)氨氮氧化速值對(duì)氨氮氧化速率的影響？率的影響？l【思考題【思考題1】推流式與完全混合式的比較：推流式與完全混合式的比較：l19、(4)進(jìn)水條件和出水水質(zhì)要求相同時(shí)，如果進(jìn)水條件和出水水質(zhì)要求相同時(shí)，如果單從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)考慮，采用推流式曝單從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)考慮，采用推流式曝氣池和

53、完全混合式曝氣池，那種所需要的池容氣池和完全混合式曝氣池，那種所需要的池容較??？較??？ 例例1：在一個(gè)硝化反應(yīng)器中，氨氮濃度為在一個(gè)硝化反應(yīng)器中，氨氮濃度為130mg/l，t=35 c，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算給出當(dāng)，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算給出當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)器內(nèi)的ph值分別為值分別為6.0和和8.0時(shí)的氨時(shí)的氨氧化速率的比值。氧化速率的比值。l亞硝化的反應(yīng)方程式：亞硝化的反應(yīng)方程式：hohnoonh25 . 12224l亞硝化反應(yīng)是由氨氧化細(xì)菌在好氧、亞硝化反應(yīng)是由氨氧化細(xì)菌在好氧、ph值中性偏堿值中性偏堿的條件下完成的；的條件下完成的；l研究表明，亞硝化過(guò)程受研究表明，亞硝化過(guò)程受ph值的影響很大；值的影響很大；l

54、最近的研究表明，氨氧化細(xì)菌的直接底物是游離態(tài)最近的研究表明，氨氧化細(xì)菌的直接底物是游離態(tài)的的nh3，而不是離子態(tài)的，而不是離子態(tài)的nh4+；l但水質(zhì)監(jiān)測(cè)中所測(cè)得的氨氮濃度，實(shí)際上是總氨氮但水質(zhì)監(jiān)測(cè)中所測(cè)得的氨氮濃度，實(shí)際上是總氨氮濃度，即濃度，即tnh3，其中包括，其中包括nh3和和nh4+；lmonod方程認(rèn)為，廢水中的生化反應(yīng)速率為：方程認(rèn)為，廢水中的生化反應(yīng)速率為：sksvvsmaxl上式中的上式中的s指的是生化反應(yīng)過(guò)程中的限制性基質(zhì)的指的是生化反應(yīng)過(guò)程中的限制性基質(zhì)的濃度，即氨氧化過(guò)程中的游離氨濃度；濃度，即氨氧化過(guò)程中的游離氨濃度；l因此，需要計(jì)算出不同因此，需要計(jì)算出不同ph值下反

55、應(yīng)器中實(shí)際的游值下反應(yīng)器中實(shí)際的游離氨的濃度，即離氨的濃度，即nh3：（1）聯(lián)合式（聯(lián)合式（2）和式（）和式（3），可得：），可得：ohnhohnh4232343ohnhohnhknhbnhkk氨的離解常數(shù)，相當(dāng)于3ohhoh22ohohhkw433nhnhtnh（2）（3）10343nhknhkphwnhwnhphphkktnhnh3101033再加上：再加上：最后可得：最后可得：（4）l1825 c時(shí)，時(shí)，14105 . 1wk51079. 13nhkl假定假定30 c時(shí)，時(shí)，51079. 13nhkl30 c時(shí)，時(shí)，l30 c時(shí)，氨氧化細(xì)菌的時(shí)，氨氧化細(xì)菌的ks = 7.0mgn/llp

56、h6時(shí)，利用式（時(shí)，利用式（4），可計(jì)算出：），可計(jì)算出：lmgnhph/078.1083lmgnhph/109. 063l同樣，同樣，ph8時(shí)：時(shí)：l再利用式（再利用式（1），可計(jì)算出：），可計(jì)算出：lph6時(shí)：時(shí)：lph8時(shí)：時(shí)：max6015. 0vvphmax8590. 0vvph34.3968phphvvl所以：所以：lmg /078.10lmg /109. 0max015. 0vmax590. 0vlmg /0 . 7maxvmax5 . 0 vv3nh模式：l有關(guān)基本概念：有關(guān)基本概念：a、微生物比增殖速率、微生物比增殖速率 xdtdx)( b、單位基質(zhì)利用率：、單位基質(zhì)利用率：

57、 xdtdsqu)(c、污泥停留時(shí)間（、污泥停留時(shí)間（srt）、平均細(xì)胞停留時(shí)間）、平均細(xì)胞停留時(shí)間（mcrt）、）、污泥齡污泥齡( c)：iewrwcxqxqqxqxv)(rwcxqxv 3) 與與 c的關(guān)系：的關(guān)系：xdtdx / ttctxx/1cc1所以有：1. 第一基本方程式：第一基本方程式：前面已有：前面已有：xkdtdsydtdxdu式中：式中：y微生物的產(chǎn)率系數(shù)，微生物的產(chǎn)率系數(shù)，kgvss/kgbod； kd 自身氧化系數(shù)，或衰減常數(shù)，自身氧化系數(shù)，或衰減常數(shù)，d-1，（，（kgvss/kgvss.d）；）；經(jīng)整理后：經(jīng)整理后： dckyq 1表示的是表示的是污泥齡污泥齡（

58、c ）與）與產(chǎn)率系數(shù)產(chǎn)率系數(shù)y、基質(zhì)比利用速率基質(zhì)比利用速率（q）及）及自身自身氧化系數(shù)氧化系數(shù)(kd)之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。 認(rèn)同莫諾德模式：認(rèn)同莫諾德模式： 認(rèn)為有機(jī)基質(zhì)的降解速率等于其被微生物的利用速率，即：認(rèn)為有機(jī)基質(zhì)的降解速率等于其被微生物的利用速率，即：sksvvsmaxxdtdsqvusksxqdtdssumax式中：式中：s 反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)濃度；反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)濃度； qmax單位生物量的最大基質(zhì)利用速率；單位生物量的最大基質(zhì)利用速率； ks半速常數(shù)。半速常數(shù)。表示的是基質(zhì)利用速率與反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度和基質(zhì)濃度之間的關(guān)系。表示的是基質(zhì)利用速率與反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度和基質(zhì)濃度之間的

59、關(guān)系。a.第一導(dǎo)出方程第一導(dǎo)出方程出水水質(zhì)出水水質(zhì)(se)與污泥齡與污泥齡( c)之間的關(guān)系：之間的關(guān)系：seeukssvxdtdsqmax)/(dckqy1代入：代入：則有：則有：dseeckkssvymax11)()1 (maxdccdsekyvkks 能否有更簡(jiǎn)便的計(jì)算方法？能否有更簡(jiǎn)便的計(jì)算方法？ 傳統(tǒng)排泥方式：傳統(tǒng)排泥方式： iewrwcxqxqqxqxv)( 簡(jiǎn)化后，則：簡(jiǎn)化后，則：rwcxqxv建議的排泥方式：兩種排泥方式：兩種排泥方式：i. 剩余污泥從污泥回流系統(tǒng)排出；剩余污泥從污泥回流系統(tǒng)排出； ii. 剩余污泥從曝氣池直接排出。剩余污泥從曝氣池直接排出。 回流污泥回流污泥二

60、次二次沉淀池沉淀池廢水廢水曝氣池曝氣池初次初次沉淀池沉淀池出水出水空氣空氣剩余活性污泥剩余活性污泥 qsi vxse ii. qwx i. qwx q-qwxesi qrxrse 從曝氣池直接排泥從曝氣池直接排泥，則：，則： iewwcqxxqqxqvx)(簡(jiǎn)化后簡(jiǎn)化后: : wcqv： 1 1）減輕了二沉池的負(fù)擔(dān)；）減輕了二沉池的負(fù)擔(dān)； 2 2）可將剩余污泥單獨(dú)濃縮處理；）可將剩余污泥單獨(dú)濃縮處理； 3 3）便于控制曝氣池的運(yùn)行。）便于控制曝氣池的運(yùn)行。b. 第二導(dǎo)出方程第二導(dǎo)出方程曝氣池內(nèi)微生物濃度（曝氣池內(nèi)微生物濃度（x）與污泥齡）與污泥齡( c)的關(guān)系的關(guān)系對(duì)曝氣池作有機(jī)底物的物料衡算