水污染控制工程培訓課程課件

水污染控制工程唐玉朝安徽建筑工業(yè)學院環(huán)境科學與工程系E-mail:tangyc@DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,AnhuiUniversityofArchitecture水污染控制工程唐玉朝1第五節(jié)活性污泥工藝設(shè)計(BOD去除)第五節(jié)活性污泥工藝設(shè)計(BOD去除)2活性污泥

確定工藝:根據(jù)污水水質(zhì)和水量和處理要求,確定工藝類型,工藝流程.城市污水,BOD/COD值較高,設(shè)計流量較大一般可選活性污泥工藝;有無脫N除P方面的要求,若有可選SBR,氧化溝等具有去除N，P功能的工藝;水質(zhì)要求,若以達標排放為目的,一般經(jīng)過活性污泥工藝BOD可以去70-85%,若一次處理不達標,可二級處理,若以回用為目的,需要深度處理.確定參數(shù)關(guān)鍵。WaterPollutionControlEngineering活性污泥確定工藝:根據(jù)污水水質(zhì)和水量和處理要求,3活性污泥

計算各反應(yīng)器:曝氣池的形狀,

數(shù)量;初沉淀池,二沉淀池,(中間沉淀池,調(diào)節(jié)池,勻化池,厭氧池).

計算空氣:空氣量.

計算回流污泥和剩余污泥:污泥回流比,剩余污泥量，污泥處理流程等.

計算高程：構(gòu)筑物高程和平面布置,污泥高程.

設(shè)備選型:泵,鼓風機或機械曝氣設(shè)備等.

WaterPollutionControlEngineering活性污泥計算各反應(yīng)器:曝氣池的形狀,數(shù)4活性污泥1.曝氣池設(shè)計計算理論方法和經(jīng)驗方法的結(jié)合,理論方法所需要的參數(shù)可以經(jīng)過試驗確定或根據(jù)經(jīng)驗確定;經(jīng)驗方法直接以經(jīng)驗數(shù)據(jù),無理論依據(jù).

(A)．有機負荷法(BOD負荷法,污泥負荷法)屬于經(jīng)驗方法.污泥負荷：單位時間內(nèi)單位質(zhì)量的污泥能夠接受的BOD量;容積負荷：單位時間內(nèi)單位體積曝氣池能夠接受的BOD量.

WaterPollutionControlEngineering活性污泥1.曝氣池設(shè)計計算Water5活性污泥①按污泥負荷計算：

②按容積負荷計算：

③按污泥齡計算：

Xv-生物反應(yīng)池內(nèi)混合液揮發(fā)性懸浮固體平均濃度(gMLVSS/L);θc-設(shè)計污泥泥齡(d)；高負荷時為0.2-2.5，中負荷時為5-15，低負荷時為20-30；Kd-衰減系數(shù),內(nèi)源代謝系數(shù)(d-1)，20℃的數(shù)值為0.04-0.075。WaterPollutionControlEngineering活性污泥①按污泥負荷計算： WaterPollu6活性污泥V-生物反應(yīng)池的容積(m3);So-生物反應(yīng)池進水五日生化需氧量(mg/L);Se-生物反應(yīng)池出水五日生化需氧量(mg/L)(當為完全處理時可不計);Q-生物反應(yīng)池的設(shè)計流量(m3/h);Ls-生物反應(yīng)池的五日生化需氧量污泥負荷[kgBOD5/(kgMLSS·d)];X-生物反應(yīng)池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度(gMLSS/L);Lv-生物反應(yīng)池的五日生化需氧量容積負荷(kgBOD5/m3);Y-污泥產(chǎn)率系數(shù)(kgMLVSS/kgBOD5).依據(jù)經(jīng)驗確定容積負荷率和污泥負荷率。

WaterPollutionControlEngineering活性污泥V-生物反應(yīng)池的容積(m3);7活性污泥

關(guān)于污泥負荷率Ls：Monod方程可推導底物比降解速率與底物濃度S(勞麥方程)：r=rmax·S/(KS+S)如果考慮微生物濃度：-=rmax·，-為有機物降解速率，Xv為微生物濃度(MLVSS)，當?shù)孜餄舛萐較小時，則：-=·Xv·S=K2·Xv·S，K2=rmax/KSWaterPollutionControlEngineering活性污泥關(guān)于污泥負荷率Ls：WaterPo8活性污泥根據(jù)物料平衡,在穩(wěn)態(tài)時：QS0+QRSe-(Q+QR)Se+V·=0故：-==K2·Xv·SWaterPollutionControlEngineering活性污泥根據(jù)物料平衡,在穩(wěn)態(tài)時：WaterPollutio9活性污泥在完全混合曝氣池內(nèi)Se=S，故：=K2Se

有機物去除率η=(S0-Se)/S0，則S0=，f=MLVSS/MLSS=Xv/X，X=Xv/f，V=Qt，則t=V/Q將S0、X和V/Q=t代入得：Ls=＝＝==

=,各參數(shù)可(實驗)得到.

WaterPollutionControlEngineering活性污泥在完全混合曝氣池內(nèi)Se=S，故：10活性污泥

(B).勞倫斯麥卡蒂(Lawrence-McCarty)理論:微生物增長速率：

dX/dt=Y·dS/dt–Kd·XY為合成系數(shù)，Kd內(nèi)源代謝系數(shù)生物固體停留時間：θc=VX/(QwXr+(Q-Qw)Xe)Qw剩余污泥排放量；Xr剩余污泥濃度。穩(wěn)態(tài)下物料平衡：V·dX/dt=Q·X0-[QwXr+(Q-Qw)Xe]+V[Y·dS/dt–Kd·X]=流入-排出+合成–內(nèi)源代謝WaterPollutionControlEngineering活性污泥(B).勞倫斯麥卡蒂(L11根據(jù)以(S0-Se)/t=dS/dt代入,并除以VX得到：

式左為污泥齡倒數(shù)：污泥濃度：WaterPollutionControlEngineering活性污泥根據(jù)WaterPollutionControlEngi12活性污泥曝氣池容積V的計算式.Q流量,Y產(chǎn)率系數(shù),S0Se分別表示進水出水BOD濃度,X污泥濃度,以MLVSS計,Kd內(nèi)源代謝系數(shù),θc污泥齡.WaterPollutionControlEngineering活性污泥WaterPollutionControlEn13活性污泥(3)麥金尼法:通過將活性污泥系統(tǒng)中各物質(zhì)的數(shù)量關(guān)系的確定,并建立有機物濃度,微生物濃度的關(guān)系,解決計算問題.污水中各類有機物的的組成和生物可降解性能.污水中污染物的轉(zhuǎn)化途徑.麥法的核心內(nèi)容:a:

無機物和不可生物降解的有機物在活性污泥處理過程中,被微生物吸附,量不變;WaterPollutionControlEngineering活性污泥(3)麥金尼法:WaterPol14活性污泥b:

具體代謝產(chǎn)物的數(shù)量關(guān)系：即33%被氧化分解，80％×2/3=54%左右通過內(nèi)源呼吸降解，13%左右變成了殘物。從上述結(jié)果可以看出，污染物的降解主要是通過靜止期、衰亡期微生物的內(nèi)源呼吸進行，并非直接的生物氧化(僅33％)。有機污染物1/32/3無機物+能細胞物質(zhì)20%80%無機物+能殘留物質(zhì)WaterPollutionControlEngineering活性污泥b:具體代謝產(chǎn)物的數(shù)量關(guān)系：即33%被氧15活性污泥c:

由于內(nèi)源代謝產(chǎn)物不可完全生物降解,所以可生物降解有機物的COD(即CODB)與完全生化需氧量(BODU,或BODL)并不相同.WaterPollutionControlEngineering可生物降解有機物,CODB2/3細胞物質(zhì)1/3氧化分解20%殘留物質(zhì)80%內(nèi)源代謝BODU=1/3CODB+2/3CODB·80%=0.87CODB若k1=0.1,則BOD5=0.68BODU,代入得到:BOD5=0.58CODB活性污泥c:由于內(nèi)源代謝產(chǎn)物不可完全生物降解,16活性污泥

d:

各種形態(tài)的活性污泥細胞的組成基本相同,可以用C5H9O2.5N或C5H7O2N表示.C5H9O2.5N+5.25O2=5CO2+NH3+3H2O123168因而單位微生物的氧當量為168/123=1.37另外,單位BOD5能合成1.15單位的氧當量細胞物質(zhì)所以:產(chǎn)率系數(shù)(麥氏活性微生物)=1.15/1.37=0.84WaterPollutionControlEngineering活性污泥d:各種形態(tài)的活性污泥細胞的組成基本17活性污泥e:

底物降解速率以Monod方程:

因為出水的BOD很低,與Ks比可忽略:

WaterPollutionControlEngineering因為曝氣池內(nèi)濃度均勻,所以代謝速率是均勻的:若Km=K·X/Ks,則Km為代謝速率系數(shù),水溫20℃,取15/h活性污泥e:底物降解速率以Monod方程:WaterP18活性污泥污泥的計算:MLSS＝Ma+Me+Mi+Mii。根據(jù)物料平衡的關(guān)系和有機物的轉(zhuǎn)化數(shù)量關(guān)系,得到:

WaterPollutionControlEngineeringMio：t小時流入池的MiInfMio：入流的Mii活性污泥污泥的計算:MLSS＝Ma+Me+Mi+19活性污泥需氧量計算:需氧速率:WaterPollutionControlEngineering需氧量=需氧速率×曝氣池容積.活性污泥需氧量計算:WaterPollutionCont20活性污泥例題:

城市污水廠進水BOD5=200mg/L,SS=200mg/L,SS中80為VSS,VSS中40%是生物不可降解的.污水經(jīng)過初沉淀池后,BOD5可以去除30%,SS可以去除60%,污水設(shè)計最大流量為420m3/h,要求處理水的SS為小于20mg/L,BOD5小于10mg/L,計算曝氣池容積和污泥濃度,以及需氧量.WaterPollutionControlEngineering活性污泥例題:WaterPollutionContro21活性污泥曝氣池容積:根據(jù)水力停留時間來確定,先計算進入和流出曝氣池的有機物濃度.S0=200mg/L×0.7=140mg/L先假設(shè)出水全部BOD為7,則溶解性BOD:Se=7-20×0.35×0.8=1.5mg/L代入:t=(140-1.5)/15×1.5≈6h曝氣池容積=6h×420m3/h=2520m3WaterPollutionControlEngineering活性污泥曝氣池容積:根據(jù)水力停留時間來確定,先計算進入和流出22活性污泥污泥計算:內(nèi)源代謝取0.02/h,污泥齡取120hWaterPollutionControlEngineering活性污泥污泥計算:內(nèi)源代謝取0.02/h,污泥齡取120h23活性污泥需氧速率:WaterPollutionControlEngineering需氧量=28.23mg/L·h×2520m3

=71.14kg/h=1707kg/d活性污泥需氧速率:WaterPollutionContr24活性污泥

2.剩余污泥計算：剩余污泥P：P·θc=VX，根據(jù)計算曝氣池容積公式，代入得P=

或者微生物增長速率乘以V，剩余污泥：P=V[Y·dS/dt–Kd·X]計算，P=Y·Q·(S0-Se)-Kd·V·Xv可得到同樣結(jié)果。

WaterPollutionControlEngineering活性污泥2.剩余污泥計算25活性污泥

3.需要空氣量計算以有機物完全降解計算。當耗氧速率常數(shù)為0.1d-1時，根據(jù)公式：BODt=BODu(1-10-k1t),BODt為t時刻BOD值，BOD5=0.684BODu剩余污泥存在的有機物不消耗氧數(shù)值為：1.42P

O2=1.46Q(S0-Se)-1.42PO2=Q(S0-Se)[1.46-Y/(1+θc·Kd·)]計算空氣注意空氣中氧含量、氧利用率和安全因素。WaterPollutionControlEngineering活性污泥3.需要空氣量計算WaterPo26活性污泥例題1.教材p145。設(shè)計流量：Q＝21600m3/d，沉淀后BOD5為200mg/L，處理后出水總BOD5為20mg/L，f＝0.8，回污泥SS＝10g/L，曝氣池污泥濃度(以MLSS計)3000mg/L,θc=10d，產(chǎn)率系數(shù)Y＝0.6，Kd＝0.08d-1，出水含生物固體(污泥)濃度為12mg/L,其中65％可生化。

WaterPollutionControlEngineering活性污泥例題1.教材p145。Water27活性污泥

(1)參數(shù)確定(Se)出水SS中，可生物降解部分：65％×12mg/L＝7.8mg/L生物降解SS中的BODu＝7.8mg/L×1.42=11mg/L生物降解SS的BOD5＝11mg/L×0.68=7.5mg/L出水的Se為：20-7.5mg/L＝12.5mg/L(設(shè)計允許濃度)注意與下式區(qū)別Se＝WaterPollutionControlEngineering活性污泥(1)參數(shù)確定(Se)WaterPollut28活性污泥

(2)曝氣池容積:(污泥齡)V＝21600m3d-1·10d·0.6(200-12.5)gm-3÷2400gm-3(1+0.08·10)＝5625m3(污泥負荷)V＝21600m3d-1(200-12.5)gm-3/0.25·3000=5400m3(3)剩余污泥:P==＝1350kg剩余污泥:P=YQ(S0-Se)-Kd·V·XV＝21600m3d-1·0.6(200-12.5)gm-3－0.08·5625m3·2400gm-3＝2430kg-1080kg＝1350kgWaterPollutionControlEngineering活性污泥(2)曝氣池容積:WaterP29活性污泥排放的剩余污泥(以SS計):P(ss)=P/f=1350/0.8=1688kg/d曝氣池內(nèi)污泥濃度MLVSS:2400mg/L;回流污泥濃度VSS:10g/L·f=8000mg/L,曝氣池污泥濃度X與回流污泥濃度Xr關(guān)系:X=r/(1+r)Xr回流比r=X/(Xr-X)=2400/5600=0.43WaterPollutionControlEngineering活性污泥排放的剩余污泥(以SS計):WaterPollut30(4)需氧量計算(K1為0.1/d)O2＝1.46Q(S0－Se)－1.42△Xv＝1.46·21600m3d－1·187.5mg/L－1.42·1350kg/d＝5913kg/d－1917kg/d＝3996kg/d(4039)活性污泥WaterPollutionControlEngineering1.46含義。1.42含義。(4)需氧量計算(K1為0.1/d)活性污泥WaterPo31活性污泥

(5)需空氣量計算相關(guān)參數(shù)：α-0.7;β-0.95;水深6m,堵塞系數(shù)0.8;氧利用率18%;擴散器上靜水壓5.8m，擴散器壓力損失4kPa，管路壓力損失5.5kPa，飽和溶解氧濃度9.17mg/L，曝氣池內(nèi)溶解氧濃度為2mg/L。O2為4039kg/d，計算：實際氧：O2＝αKLa(20)·1.024(T-20)·(β·ρ·(T)-C)·F·V標準曝氣的空氣中供氧為OS:OS＝KLa(20)·CS·VWaterPollutionControlEngineering活性污泥(5)需空氣量計算WaterPollutio32活性污泥實際有效供氧O2和標準狀態(tài)下供氧OS的比：WaterPollutionControlEngineering活性污泥實際有效供氧O2和標準狀態(tài)下供氧OS的比：Water33活性污泥WaterPollutionControlEngineering平均飽和溶解氧濃度：Pd為擴散器出口的壓力，Pa；Pd＝P+9.8×103H,H水深。Pd＝P+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×5.8=1.58×105

Paφ0是氣泡在表面破裂時的氧體積分數(shù)％。φ0＝EA空氣擴散的氧轉(zhuǎn)移效率活性污泥WaterPollutionControlEn34活性污泥=4.585(1.560+0.852)=11.06mg/LWaterPollutionControlEngineering活性污泥=4.585(1.560+0.852)=11.06m35活性污泥＝7774kg/d

供應(yīng)空氣中含氧量：

S＝OS/EA=7774kg/d÷0.18=43191kg/d

供應(yīng)空氣量GS:GS·21%·1.331kg/m3=43191kg/d

GS=154526m3/d=6438m3/hWaterPollutionControlEngineering活性污泥＝7774kg/dWaterPollutionC36活性污泥例題2.某城市污水，處理規(guī)模50000m3/d，經(jīng)過初沉池后BOD5240mg/l，要求出水BOD5為30mg/l以下。經(jīng)過實驗研究和查相關(guān)設(shè)計參數(shù)，確立：合成系數(shù)為0.55mgVSS/mgBOD5，內(nèi)源代謝系數(shù)為0.058，污泥齡為10d，曝氣池內(nèi)揮發(fā)污泥濃度為2800mg/l，耗氧速率常數(shù)K1=0.1d-1，求曝氣池有效容積、剩余污泥和需要氧氣量。V===13054m3WaterPollutionControlEngineering活性污泥例題2.某城市污水，處理規(guī)模5000037活性污泥剩余污泥P===3655kg/d需要氧氣量:O2=1.46Q(S0-Se)-1.42P=1.46·50000m3/d·210mg/L-1.42·3655kg/d=15330-5190=10140kg/dWaterPollutionControlEngineering活性污泥剩余污泥P=38作業(yè)1.某城市污水,流量86000m3/d,原污水BOD5為300mg/l,經(jīng)過初沉池后BOD5可以去除25%,要求出水BOD5為30mg/l.經(jīng)過實驗研究和查相關(guān)設(shè)計參數(shù)，確立:合成系數(shù)為0.60mgMLVSS/mgBOD5,內(nèi)源代謝系數(shù)為0.060,污泥齡為9.0d,曝氣池內(nèi)污泥濃度為2600mg/l,以勞倫斯麥卡蒂法求曝氣池有效容積,剩余污泥和需要氧氣量.(V=)WaterPollutionControlEngineering作業(yè)1.某城市污水,流量86000m3/d,原污水BOD5為39作業(yè)2.城市污水設(shè)計流量:Q＝46000m3/d,沉淀后BOD為220mg/L,處理后出水BOD為30mg/L,f＝0.76,回流污泥SS＝10g/L,曝氣池污泥濃度3180mg/L,θc=10d,產(chǎn)率系數(shù)Y＝0.53,Kd＝0.06d-1,勞麥法設(shè)計計算活性污泥工藝.3.城市污水設(shè)計數(shù)據(jù)同第1題，若MLVSS為1860mg/l，實驗確定表觀反應(yīng)速率常數(shù)K2(=rmax/Ks)=0.012，分別以污泥負荷法和容積負荷法計算暴氣池有效容積，容積負荷率取0.80kgBOD5/m3·d.(Ls=,).

WaterPollutionControlEngineering作業(yè)2.城市污水設(shè)計流量:Q＝46000m3/d,沉淀后BO40演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！41水污染控制工程唐玉朝安徽建筑工業(yè)學院環(huán)境科學與工程系E-mail:tangyc@DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,AnhuiUniversityofArchitecture水污染控制工程唐玉朝42第五節(jié)活性污泥工藝設(shè)計(BOD去除)第五節(jié)活性污泥工藝設(shè)計(BOD去除)43活性污泥

確定工藝:根據(jù)污水水質(zhì)和水量和處理要求,確定工藝類型,工藝流程.城市污水,BOD/COD值較高,設(shè)計流量較大一般可選活性污泥工藝;有無脫N除P方面的要求,若有可選SBR,氧化溝等具有去除N，P功能的工藝;水質(zhì)要求,若以達標排放為目的,一般經(jīng)過活性污泥工藝BOD可以去70-85%,若一次處理不達標,可二級處理,若以回用為目的,需要深度處理.確定參數(shù)關(guān)鍵。WaterPollutionControlEngineering活性污泥確定工藝:根據(jù)污水水質(zhì)和水量和處理要求,44活性污泥

計算各反應(yīng)器:曝氣池的形狀,

數(shù)量;初沉淀池,二沉淀池,(中間沉淀池,調(diào)節(jié)池,勻化池,厭氧池).

計算空氣:空氣量.

計算回流污泥和剩余污泥:污泥回流比,剩余污泥量，污泥處理流程等.

計算高程：構(gòu)筑物高程和平面布置,污泥高程.

設(shè)備選型:泵,鼓風機或機械曝氣設(shè)備等.

WaterPollutionControlEngineering活性污泥計算各反應(yīng)器:曝氣池的形狀,數(shù)45活性污泥1.曝氣池設(shè)計計算理論方法和經(jīng)驗方法的結(jié)合,理論方法所需要的參數(shù)可以經(jīng)過試驗確定或根據(jù)經(jīng)驗確定;經(jīng)驗方法直接以經(jīng)驗數(shù)據(jù),無理論依據(jù).

(A)．有機負荷法(BOD負荷法,污泥負荷法)屬于經(jīng)驗方法.污泥負荷：單位時間內(nèi)單位質(zhì)量的污泥能夠接受的BOD量;容積負荷：單位時間內(nèi)單位體積曝氣池能夠接受的BOD量.

WaterPollutionControlEngineering活性污泥1.曝氣池設(shè)計計算Water46活性污泥①按污泥負荷計算：

②按容積負荷計算：

③按污泥齡計算：

Xv-生物反應(yīng)池內(nèi)混合液揮發(fā)性懸浮固體平均濃度(gMLVSS/L);θc-設(shè)計污泥泥齡(d)；高負荷時為0.2-2.5，中負荷時為5-15，低負荷時為20-30；Kd-衰減系數(shù),內(nèi)源代謝系數(shù)(d-1)，20℃的數(shù)值為0.04-0.075。WaterPollutionControlEngineering活性污泥①按污泥負荷計算： WaterPollu47活性污泥V-生物反應(yīng)池的容積(m3);So-生物反應(yīng)池進水五日生化需氧量(mg/L);Se-生物反應(yīng)池出水五日生化需氧量(mg/L)(當為完全處理時可不計);Q-生物反應(yīng)池的設(shè)計流量(m3/h);Ls-生物反應(yīng)池的五日生化需氧量污泥負荷[kgBOD5/(kgMLSS·d)];X-生物反應(yīng)池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度(gMLSS/L);Lv-生物反應(yīng)池的五日生化需氧量容積負荷(kgBOD5/m3);Y-污泥產(chǎn)率系數(shù)(kgMLVSS/kgBOD5).依據(jù)經(jīng)驗確定容積負荷率和污泥負荷率。

WaterPollutionControlEngineering活性污泥V-生物反應(yīng)池的容積(m3);48活性污泥

關(guān)于污泥負荷率Ls：Monod方程可推導底物比降解速率與底物濃度S(勞麥方程)：r=rmax·S/(KS+S)如果考慮微生物濃度：-=rmax·，-為有機物降解速率，Xv為微生物濃度(MLVSS)，當?shù)孜餄舛萐較小時，則：-=·Xv·S=K2·Xv·S，K2=rmax/KSWaterPollutionControlEngineering活性污泥關(guān)于污泥負荷率Ls：WaterPo49活性污泥根據(jù)物料平衡,在穩(wěn)態(tài)時：QS0+QRSe-(Q+QR)Se+V·=0故：-==K2·Xv·SWaterPollutionControlEngineering活性污泥根據(jù)物料平衡,在穩(wěn)態(tài)時：WaterPollutio50活性污泥在完全混合曝氣池內(nèi)Se=S，故：=K2Se

有機物去除率η=(S0-Se)/S0，則S0=，f=MLVSS/MLSS=Xv/X，X=Xv/f，V=Qt，則t=V/Q將S0、X和V/Q=t代入得：Ls=＝＝==

=,各參數(shù)可(實驗)得到.

WaterPollutionControlEngineering活性污泥在完全混合曝氣池內(nèi)Se=S，故：51活性污泥

(B).勞倫斯麥卡蒂(Lawrence-McCarty)理論:微生物增長速率：

dX/dt=Y·dS/dt–Kd·XY為合成系數(shù)，Kd內(nèi)源代謝系數(shù)生物固體停留時間：θc=VX/(QwXr+(Q-Qw)Xe)Qw剩余污泥排放量；Xr剩余污泥濃度。穩(wěn)態(tài)下物料平衡：V·dX/dt=Q·X0-[QwXr+(Q-Qw)Xe]+V[Y·dS/dt–Kd·X]=流入-排出+合成–內(nèi)源代謝WaterPollutionControlEngineering活性污泥(B).勞倫斯麥卡蒂(L52根據(jù)以(S0-Se)/t=dS/dt代入,并除以VX得到：

式左為污泥齡倒數(shù)：污泥濃度：WaterPollutionControlEngineering活性污泥根據(jù)WaterPollutionControlEngi53活性污泥曝氣池容積V的計算式.Q流量,Y產(chǎn)率系數(shù),S0Se分別表示進水出水BOD濃度,X污泥濃度,以MLVSS計,Kd內(nèi)源代謝系數(shù),θc污泥齡.WaterPollutionControlEngineering活性污泥WaterPollutionControlEn54活性污泥(3)麥金尼法:通過將活性污泥系統(tǒng)中各物質(zhì)的數(shù)量關(guān)系的確定,并建立有機物濃度,微生物濃度的關(guān)系,解決計算問題.污水中各類有機物的的組成和生物可降解性能.污水中污染物的轉(zhuǎn)化途徑.麥法的核心內(nèi)容:a:

無機物和不可生物降解的有機物在活性污泥處理過程中,被微生物吸附,量不變;WaterPollutionControlEngineering活性污泥(3)麥金尼法:WaterPol55活性污泥b:

具體代謝產(chǎn)物的數(shù)量關(guān)系：即33%被氧化分解，80％×2/3=54%左右通過內(nèi)源呼吸降解，13%左右變成了殘物。從上述結(jié)果可以看出，污染物的降解主要是通過靜止期、衰亡期微生物的內(nèi)源呼吸進行，并非直接的生物氧化(僅33％)。有機污染物1/32/3無機物+能細胞物質(zhì)20%80%無機物+能殘留物質(zhì)WaterPollutionControlEngineering活性污泥b:具體代謝產(chǎn)物的數(shù)量關(guān)系：即33%被氧56活性污泥c:

由于內(nèi)源代謝產(chǎn)物不可完全生物降解,所以可生物降解有機物的COD(即CODB)與完全生化需氧量(BODU,或BODL)并不相同.WaterPollutionControlEngineering可生物降解有機物,CODB2/3細胞物質(zhì)1/3氧化分解20%殘留物質(zhì)80%內(nèi)源代謝BODU=1/3CODB+2/3CODB·80%=0.87CODB若k1=0.1,則BOD5=0.68BODU,代入得到:BOD5=0.58CODB活性污泥c:由于內(nèi)源代謝產(chǎn)物不可完全生物降解,57活性污泥

d:

各種形態(tài)的活性污泥細胞的組成基本相同,可以用C5H9O2.5N或C5H7O2N表示.C5H9O2.5N+5.25O2=5CO2+NH3+3H2O123168因而單位微生物的氧當量為168/123=1.37另外,單位BOD5能合成1.15單位的氧當量細胞物質(zhì)所以:產(chǎn)率系數(shù)(麥氏活性微生物)=1.15/1.37=0.84WaterPollutionControlEngineering活性污泥d:各種形態(tài)的活性污泥細胞的組成基本58活性污泥e:

底物降解速率以Monod方程:

因為出水的BOD很低,與Ks比可忽略:

WaterPollutionControlEngineering因為曝氣池內(nèi)濃度均勻,所以代謝速率是均勻的:若Km=K·X/Ks,則Km為代謝速率系數(shù),水溫20℃,取15/h活性污泥e:底物降解速率以Monod方程:WaterP59活性污泥污泥的計算:MLSS＝Ma+Me+Mi+Mii。根據(jù)物料平衡的關(guān)系和有機物的轉(zhuǎn)化數(shù)量關(guān)系,得到:

WaterPollutionControlEngineeringMio：t小時流入池的MiInfMio：入流的Mii活性污泥污泥的計算:MLSS＝Ma+Me+Mi+60活性污泥需氧量計算:需氧速率:WaterPollutionControlEngineering需氧量=需氧速率×曝氣池容積.活性污泥需氧量計算:WaterPollutionCont61活性污泥例題:

城市污水廠進水BOD5=200mg/L,SS=200mg/L,SS中80為VSS,VSS中40%是生物不可降解的.污水經(jīng)過初沉淀池后,BOD5可以去除30%,SS可以去除60%,污水設(shè)計最大流量為420m3/h,要求處理水的SS為小于20mg/L,BOD5小于10mg/L,計算曝氣池容積和污泥濃度,以及需氧量.WaterPollutionControlEngineering活性污泥例題:WaterPollutionContro62活性污泥曝氣池容積:根據(jù)水力停留時間來確定,先計算進入和流出曝氣池的有機物濃度.S0=200mg/L×0.7=140mg/L先假設(shè)出水全部BOD為7,則溶解性BOD:Se=7-20×0.35×0.8=1.5mg/L代入:t=(140-1.5)/15×1.5≈6h曝氣池容積=6h×420m3/h=2520m3WaterPollutionControlEngineering活性污泥曝氣池容積:根據(jù)水力停留時間來確定,先計算進入和流出63活性污泥污泥計算:內(nèi)源代謝取0.02/h,污泥齡取120hWaterPollutionControlEngineering活性污泥污泥計算:內(nèi)源代謝取0.02/h,污泥齡取120h64活性污泥需氧速率:WaterPollutionControlEngineering需氧量=28.23mg/L·h×2520m3

=71.14kg/h=1707kg/d活性污泥需氧速率:WaterPollutionContr65活性污泥

2.剩余污泥計算：剩余污泥P：P·θc=VX，根據(jù)計算曝氣池容積公式，代入得P=

或者微生物增長速率乘以V，剩余污泥：P=V[Y·dS/dt–Kd·X]計算，P=Y·Q·(S0-Se)-Kd·V·Xv可得到同樣結(jié)果。

WaterPollutionControlEngineering活性污泥2.剩余污泥計算66活性污泥

3.需要空氣量計算以有機物完全降解計算。當耗氧速率常數(shù)為0.1d-1時，根據(jù)公式：BODt=BODu(1-10-k1t),BODt為t時刻BOD值，BOD5=0.684BODu剩余污泥存在的有機物不消耗氧數(shù)值為：1.42P

O2=1.46Q(S0-Se)-1.42PO2=Q(S0-Se)[1.46-Y/(1+θc·Kd·)]計算空氣注意空氣中氧含量、氧利用率和安全因素。WaterPollutionControlEngineering活性污泥3.需要空氣量計算WaterPo67活性污泥例題1.教材p145。設(shè)計流量：Q＝21600m3/d，沉淀后BOD5為200mg/L，處理后出水總BOD5為20mg/L，f＝0.8，回污泥SS＝10g/L，曝氣池污泥濃度(以MLSS計)3000mg/L,θc=10d，產(chǎn)率系數(shù)Y＝0.6，Kd＝0.08d-1，出水含生物固體(污泥)濃度為12mg/L,其中65％可生化。

WaterPollutionControlEngineering活性污泥例題1.教材p145。Water68活性污泥

(1)參數(shù)確定(Se)出水SS中，可生物降解部分：65％×12mg/L＝7.8mg/L生物降解SS中的BODu＝7.8mg/L×1.42=11mg/L生物降解SS的BOD5＝11mg/L×0.68=7.5mg/L出水的Se為：20-7.5mg/L＝12.5mg/L(設(shè)計允許濃度)注意與下式區(qū)別Se＝WaterPollutionControlEngineering活性污泥(1)參數(shù)確定(Se)WaterPollut69活性污泥

(2)曝氣池容積:(污泥齡)V＝21600m3d-1·10d·0.6(200-12.5)gm-3÷2400gm-3(1+0.08·10)＝5625m3(污泥負荷)V＝21600m3d-1(200-12.5)gm-3/0.25·3000=5400m3(3)剩余污泥:P==＝1350kg剩余污泥:P=YQ(S0-Se)-Kd·V·XV＝21600m3d-1·0.6(200-12.5)gm-3－0.08·5625m3·2400gm-3＝2430kg-1080kg＝1350kgWaterPollutionControlEngineering活性污泥(2)曝氣池容積:WaterP70活性污泥排放的剩余污泥(以SS計):P(ss)=P/f=1350/0.8=1688kg/d曝氣池內(nèi)污泥濃度MLVSS:2400mg/L;回流污泥濃度VSS:10g/L·f=8000mg/L,曝氣池污泥濃度X與回流污泥濃度Xr關(guān)系:X=r/(1+r)Xr回流比r=X/(Xr-X)=2400/5600=0.43WaterPollutionControlEngineering活性污泥排放的剩余污泥(以SS計):WaterPollut71(4)需氧量計算(K1為0.1/d)O2＝1.46Q(S0－Se)－1.42△Xv＝1.46·21600m3d－1·187.5mg/L－1.42·1350kg/d＝5913kg/d－1917kg/d＝3996kg/d(4039)活性污泥WaterPollutionControlEngineering1.46含義。1.42含義。(4)需氧量計算(K1為0.1/d)活性污泥WaterPo72活性污泥

(5)需空氣量計算相關(guān)參數(shù)：α-0.7;β-0.95;水深6m,堵塞系數(shù)0.8;氧利用率18%;擴散器上靜水壓5.8m，擴散器壓力損失4kPa，管路壓力損失5.5kPa，飽和溶解氧濃度9.17mg/L，曝氣池內(nèi)溶解氧濃度為2mg/L。O2為4039kg/d，計算：實際氧：O2＝αKLa(20)·1.024(T-20)·(β·ρ·(T)-C)·F·V標準曝氣的空氣中供氧為OS:OS＝KLa(20)·CS·VWaterPollutionControlEngineerin