污水的生物處理(一)―――― 活性污泥法

第四章 污水的生物處理（一） 活性污泥法人工處理：活性污泥法、生物膜法自然處理§4.1活性污泥法的基本原理一 基本概念和工藝流程（一） 基本概念1 活性污泥法：以活性污泥為主體的污水生物處理。2 活性污泥：顏色呈黃褐色，有大量微生物組成，易于與水分離，能使污水得到凈化，澄清的絮凝體（二） 工藝原理1 曝氣池：作用：降解有機(jī)物（BOD5）2 二沉池：作用：泥水分離。3 曝氣裝置：作用于充氧化攪拌混合4 回流裝置：作用：接種污泥5 剩余污泥排放裝置： 作用：排除增長(zhǎng)的污泥量，使曝氣也內(nèi)的微生物量平衡?；旌弦海何鬯亓魑勰嗪涂諝庀嗷セ旌隙纬傻囊后w。二 活性污泥形態(tài)和活性污泥微生物（一） 形態(tài)：1、外觀形態(tài)：顏色黃褐色，絮絨狀2特點(diǎn)：顆粒大?。?.020.2mm 具有很大的表面積。含水率>99%,C<1%固體物質(zhì)。比重1.0021.006，比水略大，可以泥水分離。3.組成：有機(jī)物：具有代謝功能，活性的微生物群體Ma微生物內(nèi)源代謝，自身氧化殘留物Me源污水挾入的難生物降解惰性有機(jī)物Mi 無(wú)機(jī)物：全部有原污水挾入Mii （二） 活性污泥微生物及其在活性污泥反應(yīng)中作用1 細(xì)菌：占大多數(shù)，生殖速率高，世代時(shí)間性20-30分鐘；2 真菌：絲狀菌污泥膨脹。3 原生動(dòng)物鞭毛蟲(chóng)，肉足蟲(chóng)和纖毛蟲(chóng)。作用：捕食游離細(xì)菌，使水進(jìn)一步凈化?；钚晕勰嗯囵B(yǎng)初期：水質(zhì)較差，游離細(xì)菌較多，鞭毛蟲(chóng)和肉足蟲(chóng)出現(xiàn)，其中肉足蟲(chóng)占優(yōu)勢(shì)，接著游泳型纖毛蟲(chóng)到活到活性污泥成熟，出現(xiàn)帶柄固著纖毛蟲(chóng)。 原生動(dòng)物作為活性污泥處理系統(tǒng)的指示性生物。4 后生動(dòng)物：（主要指輪蟲(chóng)）在活性污泥處理系統(tǒng)中很少出現(xiàn)。作用：吞食原生動(dòng)物，使水進(jìn)一步凈化。存在完全氧化型的延時(shí)曝氣補(bǔ)充中，后生動(dòng)物是不質(zhì)非常穩(wěn)定的標(biāo)志。（三） 活性污泥微生物的增殖和活性污泥增長(zhǎng) 四個(gè)階段：1 適應(yīng)期（延遲期，調(diào)整期）特點(diǎn)：細(xì)菌總量不變，但有質(zhì)的變化2 對(duì)數(shù)增殖期增殖旺盛期或等速增殖期）細(xì)菌總數(shù)迅速增加，增殖表速率最大，增殖速率大于衰亡速率。3 減速增殖期（穩(wěn)定期或平衡期）細(xì)菌總數(shù)達(dá)最大，增殖速率等于衰亡速率。4 內(nèi)源呼吸期：（衰亡期）細(xì)菌總數(shù)不斷減小，增殖速率小于衷亡速率，微生物的增殖要受到有機(jī)物含量的控制。（四） 活性污泥絮凝體形成菌膠團(tuán)：P99 細(xì)菌集團(tuán) MLSS原理：活性絮凝體的形成與曝氣池內(nèi)的能含量有關(guān) 能含量：曝氣池內(nèi)的有機(jī)物量與微生物量的比值，用F/M表示。 有機(jī)物F小，F(xiàn)/M小，能含量低，處于內(nèi)源呼吸期，有利于絮凝體形成。 F大，F(xiàn)/M大，1/2mv2大，引力小不易結(jié)合。 F小，F(xiàn)/M小，V，易結(jié)合成小的菌膠團(tuán)生物絮凝體。 Ma+Me+Mi+Mii三 活性污泥凈化反應(yīng)過(guò)程 、 初期吸附去除階段5-10分鐘有機(jī)物高速去除定義：P100，吸附去除的原因有巨大表面積，吸附力強(qiáng)，外部覆蓋著多糖類(lèi)的粘質(zhì)層。吸附去除結(jié)果：有機(jī)物從污水中轉(zhuǎn)移到活性污泥上去2 微生物代謝酶：透膜酶大分子（水解酶）小分子（透膜酶）細(xì)菌體內(nèi)微生物代謝 （分解代謝）無(wú)機(jī)物+Q 殘存物質(zhì)（20%）有機(jī)物+O2（異養(yǎng)菌）（合成代謝）新細(xì)胞（內(nèi)源代謝）無(wú)機(jī)物質(zhì)+Q（80%）4.2 活性污泥凈化反應(yīng)影響因素與主要設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)一 影響因素1 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)平衡： C N P碳源 N源 無(wú)機(jī)鹽類(lèi)CBOD5100m3/L 城市污水滿足對(duì)某些工業(yè)廢水，C低，補(bǔ)充碳源N：生活污水滿足 對(duì)某些廢水，N不足。（尿素，（NH4）2SO4 Na3PO4-K3PO4 C:N:P=100:5:12 DO：過(guò)低：微生物生理活動(dòng)不能正常進(jìn)行，處理效果差 過(guò)高：有機(jī)物降解過(guò)快，微生物因缺營(yíng)養(yǎng)而死亡耗能過(guò)大經(jīng)濟(jì)浪費(fèi) 曝氣池出口處 DO 2mg/L(局部區(qū)域進(jìn)水口處較低，不宜低于1mg/L)3 PH 6.58.5 偏堿PH> 8.5 粘性物質(zhì)破壞活性污泥結(jié)構(gòu)破壞PH<6.5:分子結(jié)構(gòu)有變化4.水溫:低溫細(xì)菌中溫細(xì)菌 一般化10-45 污水中草藥 15-35高溫細(xì)菌 對(duì)常年或半年處于低溫地區(qū),曝氣池建在室內(nèi),建在室外要有保溫措施.5.有毒物質(zhì) 對(duì)微生物抑制和毒害作用 重金屬離子 CN- 酚 S2- 二.活性污泥處理系統(tǒng)的控制指標(biāo)和設(shè)計(jì)運(yùn)行操作參數(shù) 目標(biāo):使水質(zhì),水量得到控制使活性污泥量保持相對(duì)穩(wěn)定控制混合液中DO濃度,滿足要求使活性污泥有機(jī)物和DO充分接觸控制指標(biāo)(對(duì)活性污泥的評(píng)價(jià)指標(biāo))(工程上)設(shè)計(jì)運(yùn)行操作的參數(shù)1.表示控制混合液中活性污泥微生物量的指標(biāo) 混合液 污泥濃度 混合液懸浮固體濃度(簡(jiǎn)化混合液污泥濃度) 英文:Mixed liquid suspended solids (mlss) 定義:P106 MLSS=(活性污泥固體物總重量)/混合液體積 MLSS=Ma+Me+Mi+Mii (Me+Mi)非活性 Mii無(wú)機(jī) 混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度SS MLVSS 有 MLSS 無(wú)一般用f表示=MLVSS/MLSS 城市污水落石出 0.7-0.8、 活性污泥的沉降性能及評(píng)定指標(biāo) 污泥沉降比 P107 SV=(混合液30min靜沉的沉降污泥體積ml)/(原混合液體積l) 意義:SV小,沉淀污泥體積小,污泥沉降性能好.城市污水: 15%-30% 污泥溶積指數(shù): (SVI) (sludgs Volume Index) SVI=(混合液30min靜沉形成的活性污泥溶積ml)/（混合液中懸浮固體干重g）=（混合靜沉30min的污泥體積）/（混合液體積）/（混合液懸浮固體干重）/混合液體積）=SV/MLSS意義：SVI過(guò)低，無(wú)機(jī)顆粒多，污泥缺乏活性。 SVI過(guò)高，污泥沉降性能不好，易發(fā)生膨脹。SVI：70-100 SVI=100 SVI=120 工程意義：SVI與OBD污泥負(fù)荷關(guān)系 SVI MLSS圖3污泥齡（sludge age） 指曝氣池內(nèi)活性污泥平均停留時(shí)間，以稱生物固體平均停留時(shí)間。 在曝氣池內(nèi)，有機(jī)物降解過(guò)程中，微生物保持系統(tǒng)平衡，必須排除相當(dāng)于每日增長(zhǎng)的污泥量。所以，排除污泥量=每日增長(zhǎng)的污泥量 X= 隨上清液排放的污泥土 （Q-Qw）Xe從二沉池底部排出的污泥 QwXr X=(Q-Qw)Xe+Qw-Xr污泥量定義：曝氣池內(nèi)活性污泥量與每日排放的污泥量之比 Qc=XV/X=XV/(Q-Qw)Xe+QwXV)X:代表微生物量 X Xr Xe XvS:代表有機(jī)物量 Sa Se So 回流污泥濃度等于排放剩余污泥濃度（Xr）max=106/SVI4.BOD污泥負(fù)荷和BOD容積負(fù)荷 F/M=NS=（QSa）/(XV) (kgBOD)/(kg mlss d) 定義： V=(QSa)/(XNs) Q日平均流量 m3/sSa 進(jìn)入曝氣池的原污水有機(jī)污染物（BOD）濃度Sa=（1-）S0（經(jīng)除塵之后）Sa=S0 直接進(jìn)入在工程上：BOD容積負(fù)荷 Nv=(Q Sa)/v (kg BOD)/(m2曝氣池d) Nv=NsXNs 選取 過(guò)高，有機(jī)物降解和微生物繁殖速度都很大 過(guò)低，有機(jī)物降解和微生物繁殖速度慢，容積大，增加了基建投資Ns 高負(fù)荷：1.5-2.5 kgBOD5/kgMlss d 中負(fù)荷（一般）：0.5-0.2 低負(fù)荷：0.1SVI 0.5-1.5 避免易發(fā)生污泥膨脹城市污水：Ns：0.5-0.3有機(jī)物的降解和活性污泥增長(zhǎng)合成代謝-新細(xì)胞差值-凈增值-排放內(nèi)源代謝-減少新細(xì)胞X=aSr-bx b-自身氧化率a-合成產(chǎn)率 Sr=Sa-Se (dx/dt)g=(dx/dt)s-(dx/dt)e (dx/dt)s=Y(ds/dt)u Y合成產(chǎn)率系數(shù) (dx/dt)e=kdsv (dx/dt)g=Y(ds/dt)u-kdxv-微生物增值速度基本方程式 (ds/dt)v=(Sa-Se)/t=(Sa-Se)/(V/Q)=Q(Sa-Se)/V X/v=YQ(Sa-Se)/v-KdXv 同乘vX=YQ(Sa-Se)-KdVXv 用來(lái)計(jì)算排放的剩余污泥量 Y Kd 的確定 （上式同除以VXv） X/VXv=YQ(Sa-Se)/VXv-KdBOD污泥去除負(fù)荷 Xv/X=Qc 1/Qc=Ynys-KdNys與Qc成反比關(guān)系用圖解法確定Y Kd 圖經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 生活污水: Y 0.40.65 Kd 0.050.1 城市污水; Y 0.40.5 Kd 0.07 工業(yè)廢水，Y Kd 按實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)由圖解法組成6有機(jī)物的降解與需氧量 需氧過(guò)程 有機(jī)物降雨量降解的需氧量 微生物內(nèi)源代謝自身氧化需氣量 Ov=aQ(Sa-Se)+bVXv 用來(lái)計(jì)算曝氣池內(nèi)實(shí)際需氧量 a:有機(jī)物降解需氧量 b:需氧率 圖解確定 O2/VXv=aQ(Sa-Se)/VXv+b=aNrs+b 同除以Q(Sa-Se)O2/QSr=a+b/Nrs結(jié)論：降解單位有機(jī)物需氧量小，BOD去除率高。ab確定 O2/VXv=a+b/Nrs a 0.42-0.53 b 0.188-0.114.3 活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)一 概述 研究目的 研究反應(yīng)速度和環(huán)境因素間的關(guān)系對(duì)反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行研究，使反應(yīng)進(jìn)行控制 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式 米門(mén)方程式 1913研究酶促反應(yīng)速度 莫諾方程式1942 勞麥方程式 1970二 莫諾方程式 基本方程式形式提出人：莫諾 時(shí)間: 試驗(yàn)條件：純種生物在單一底物的培養(yǎng)基中 試驗(yàn)內(nèi)容：研究微生物的增值速度與底物濃度間的關(guān)系 結(jié)果與米門(mén)方程式相同=maxS/(Ks+S) -比增值速度（單位生物量的增殖速度）有機(jī)底物的濃度s飽和常數(shù) 當(dāng)=1/2max時(shí)，有機(jī)底物的濃度有機(jī)物比降解速度與底物濃度關(guān)系 V=VmaxS/(Ks+S) (1) V=-(ds+dt)/x v=f(s) -ds/dt=vmaxXS/(Ks+S) (2) 推論（）對(duì)于高底物濃度條件下 S>>KsV=Vmax=k1-ds/dt=vmaxx=k1x結(jié)論：在高底物濃度下，有機(jī)底物以最大速度進(jìn)行降解，與有機(jī)底物濃度無(wú)關(guān)，其降解速度只與污泥濃度有關(guān)。低底物濃度，S<<Ks V=VmaxS/Ks=k2S (3)-ds/dt=VmaxXS/Ks=k2SX (4)結(jié)論：在低底物濃度下，有機(jī)底物降解速度與有機(jī)底物濃度有關(guān)，且成一級(jí)反應(yīng)（有機(jī)物多，無(wú)機(jī)物少）由（）得s0sds/dt=0tk2xsdt S=S0e-k2xt 莫諾方程式在曝氣池中的應(yīng)用（a-Se）/v=-ds/dt Q(Sa-Se)/v=Nrv ds/dt=Nrv(1) 用來(lái)計(jì)算 Nrv=-ds/dt=Q(Sa-Se)/v=(Sa-Se)/t k2Xse=Q(Sa-Se)/v(2)計(jì)算rs k2Se=Q(Sa-Se)/xv=Nrs(3)計(jì)算有機(jī)物降解率 =(Sa-Se)/S0=1-Se/S0=k2xt/(1+k2xt) 有關(guān)k2的確定（圖解法）Q(Sa-Se)/xv作縱軸 Se-X斜率k2經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 0.0168-0.0281三 勞麥方程式概念：（）把污泥齡改名為生物固體平均停留時(shí)間（）提出單位底物利用率概念 基本方程式（）勞-麥第一方程式/Qc=Yq-Kd （）勞 麥第二方程式v=qv=KS/(Ks+S) (ds/dt)u/xa=KS/(Ks+S) 勞-麥方程式的推論及應(yīng)用 SeQc關(guān)系 XaQc Xa=YQQc(Sa-Se)/t(1+KdQc) R-Qc V與q的關(guān)系 (ds/dt)u/Xa=k2Se Q(Sa-Se)/XaV=k2Se v=Q(Sa-Se)/k2XaSe曝氣池容積的計(jì)算方法Ns V=Q(Sa-Se)/NsXNrs V=Q(Sa-Se)/NrsXv勞麥 v=YQQc(Sa-Se)/Xa(1+KdQc) v=Q(Sa-Se)/k2SeXa 兩種產(chǎn)率 X=YQ（Sa-Se）-KdVXv合成產(chǎn)率 微生物的凈增值量 Yobs=Y/(1+KdQc) X計(jì)算 X=YQ(Sa-Se)-KdVXv X=YobsQ(Sa-Se)4.4 曝氣池的理論基礎(chǔ)作用：充氧攪拌方法：鼓風(fēng)曝氣：從鼓風(fēng)機(jī)中房或空氣壓縮機(jī)房送來(lái)的空氣，經(jīng)過(guò)設(shè)置在曝氣池底的空氣擴(kuò)散裝置，溶解于水中。機(jī)械曝氣：利用安裝在池表面的機(jī)械曝氣裝置，將空氣溶于水中。一 氧轉(zhuǎn)移原理傳質(zhì)理論（一） 菲克定律擴(kuò)散轉(zhuǎn)移d=-Dldc/dx dc/dx濃度梯度 Vd=(dm/dt)/A=-Dldc/dx(二)雙膜理論處理廢水量21600m3/d,經(jīng)過(guò)沉淀后的為250mg/l,希望處理后的出水為mg/l, 溫度為，曝氣池懸浮固體濃度為4000mg/l,設(shè)計(jì)的c為天。要求：采用勞-麥方程式計(jì)算；計(jì)算排放的剩余污泥量計(jì)算實(shí)際所需的空氣量。1. 定義： 雙膜氣膜 液膜2. 基本點(diǎn)（1） 通過(guò)兩層膜，兩層膜為層流狀態(tài)，氣液兩相主體為紊流狀態(tài)（2） 傳質(zhì)阻力僅存在于兩層膜中（3） 在氣膜中存在氧分壓梯度，在液膜中存在氧濃度梯度（4） 傳質(zhì)阻力又主要集中在液膜上（O2難溶于水）3. 表達(dá)式：4. Kla的確定（Kla-氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)）（1） 脫氧清水測(cè)定法充氧介質(zhì)：清水條件：脫氧DO0水溫：20大氣壓：1個(gè)氣壓步驟：（1）脫氧劑（Na2so3 N2）DO=0（2）對(duì)清水充氧 c1t達(dá)飽和DS（3）C關(guān)系作圖橫軸C 縱軸（2）曝氣池（了解）二、氧轉(zhuǎn)移的影響因素1.污水水質(zhì) Kla Cs(1)Kla的影響 Kla= & Kla (&1 )(2) 對(duì)CS的影響 CS CS（ 1）城市污水水質(zhì)越差，取值越小2.水溫Kla 、 Cs轉(zhuǎn)移速率增大（1） 對(duì)Kla的影響（2）對(duì)CS影響 CS 查附錄1P607、氧分壓 C: 2/L（1） 鼓風(fēng)曝氣（）機(jī)械曝氣P1 C/L 為定值、 其他影響因素氣泡大小 紊流程度與氣液接觸時(shí)間 人為因素三、氧轉(zhuǎn)移速率與供氣量計(jì)算1. 標(biāo)準(zhǔn)條件下的氧轉(zhuǎn)移量（1）機(jī)械曝氣（2）鼓風(fēng)曝氣 只將CSb即可2. 實(shí)際條件下的氧轉(zhuǎn)移量（1） 鼓風(fēng)曝氣（）機(jī)械曝氣.供氣量的計(jì)算根據(jù)GS確定鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)及臺(tái)數(shù)（2）機(jī)械曝氣 QOSR根據(jù)QOS可確定葉輪直徑與功率4.5 曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置技術(shù)性能的主要指標(biāo)（1）動(dòng)力效率EP O2/Kwh每消耗1 Kwh的電能，轉(zhuǎn)移到混合液中O2的量（2）氧利用率EA（3）氧轉(zhuǎn)移效率（充氧能力）EL O2/h （1）（2）鼓風(fēng) （1）（3）機(jī)械一、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置（Or曝氣裝置 曝氣皿）（一） 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)1.組成 空壓機(jī)（Or鼓風(fēng)機(jī)） GS 一系列連通管道 空氣擴(kuò)散裝置2.鼓風(fēng)曝氣過(guò)程（二）空氣擴(kuò)散裝置1. 微氣泡空氣擴(kuò)散裝置（多孔性空氣擴(kuò)散裝置）多孔性材料 優(yōu)點(diǎn)：EA較高 缺點(diǎn)：易堵塞（1） 擴(kuò)散板EA714 EP1.82.5O2/kwh安裝：在池底一側(cè)或兩側(cè)（2） 擴(kuò)散管EA1013 EP2O2/kwh812根擴(kuò)散管組成管組（3） 固定平板式微孔空氣擴(kuò)散皿EA2025 EP46O2/kwh服務(wù)面積0.30.75/個(gè) 布滿池底（4） 固定鐘罩型設(shè)計(jì)參數(shù)同（3）平板式（5） 膜片式微孔擴(kuò)散皿 合成橡膠 EA2738 EP3.4O2/kwh 服務(wù)面積13/個(gè) 不易堵塞（與其它相對(duì)而言）（1）（2）（5）尤其是（5）最常用（6）搖臂式微孔擴(kuò)散器 服務(wù)面積2/個(gè)EA1830 EP4.45.5O2/kwh2. 中氣泡空氣擴(kuò)散器（1） 穿孔管 塑料或鋼管直徑2550孔與孔之間距離 50100EA46 EP1 O2/kwh（2）網(wǎng)狀膜擴(kuò)散器EA1215 EP2.73.7 O2/kwh服務(wù)面積0.5 /個(gè)3.水力剪切式空氣擴(kuò)散裝置特點(diǎn)：利用裝置本身的構(gòu)造特點(diǎn)，產(chǎn)生水力剪切作用 在氣泡吹出裝置前，將大氣泡剪切成小氣泡，從而EA倒盆式固定螺旋 了解金山型4.水力沖擊式空氣擴(kuò)散裝置（1） 密集多噴嘴（2） 射流式空氣擴(kuò)散皿（射流曝氣皿） 原理P157第一段、水下空氣擴(kuò)散器（了解）總結(jié)擴(kuò)散裝置安裝在池底一側(cè)，兩側(cè)Or布滿池底屬于水下鼓氣二、機(jī)械曝氣裝置機(jī)械曝氣特點(diǎn)：利用安裝在曝氣池表面的機(jī)械曝氣裝置在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將空氣中氧轉(zhuǎn)移到水中它屬于表面曝氣。它屬于表面曝氣（一） 機(jī)械曝氣原理（通過(guò)3種作用實(shí)現(xiàn)）1. 表面充氧2. 整池充氧3. 吸入部分空氣（二） 機(jī)械曝氣裝置按傳動(dòng)軸的安裝方向 豎軸（縱軸 ） 臥軸（橫軸）1. 豎軸機(jī)械愚昧落后敢裝置傳動(dòng)軸與水面垂直，裝有葉輪，葉輪上裝有葉片又稱豎軸葉輪曝氣機(jī)（表曝機(jī)）（1）泵型葉輪表曝機(jī) 最佳線速度 4.55m/s 葉輪淹沒(méi)深度4 目前國(guó)內(nèi)已有系列產(chǎn)品，應(yīng)用最廣泛（2）K型 最佳線速度4 01葉輪淹沒(méi)深度規(guī)定 葉輪直徑與曝氣池直徑之比為（）倒傘型（）平板型2.臥軸式表曝機(jī)傳動(dòng)軸與水面平行 由傳動(dòng)軸和葉片組成應(yīng)用轉(zhuǎn)刷曝氣器（曝氣轉(zhuǎn)刷）主要用于氧化溝活性污泥反應(yīng)器曝氣池一、曝氣池的分類(lèi)1.按混合液的流動(dòng)形態(tài) 推流式曝氣池 完全混合式曝氣池 循環(huán)混合式曝氣池2. 平面形狀長(zhǎng)方廊道形 圓形 正方形 環(huán)狀跑道形3.按曝氣方法鼓風(fēng) 機(jī)械 機(jī)械鼓風(fēng) 4.與二沉池的關(guān)系合建式分建式二、推流式曝氣池形狀1. 曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置 多采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng) 也可以采用機(jī)械曝氣系統(tǒng)（1） 采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的空氣擴(kuò)散裝置的布置形式一側(cè)布置：當(dāng)曝氣池寬度較小時(shí)采用 12平移推流旋轉(zhuǎn)推流兩側(cè)布置：當(dāng)曝氣池寬度較大時(shí)采用布滿池底：運(yùn)動(dòng)形態(tài)為平移推流（2） 采用機(jī)械曝氣無(wú)隔墻時(shí)，相鄰兩臺(tái)機(jī)械裝置之間的旋轉(zhuǎn)方向相反設(shè)隔墻分室，相鄰兩中機(jī)械裝置之間的旋轉(zhuǎn)方向相同2. 曝氣池的數(shù)目和廊道的排列組合V根據(jù)污水廠規(guī)模確定曝氣池的數(shù)目一座曝氣池選用15個(gè)廊道廊道數(shù)為1、3、5進(jìn)出水位曝氣池的兩側(cè)廊道數(shù)為2、4進(jìn)出水位曝氣池的同側(cè)3. 曝氣池的長(zhǎng)、寬深L5070m為宜，最長(zhǎng)達(dá)100m（一個(gè)廊道的長(zhǎng)）（總長(zhǎng)） B1個(gè)廊道的寬選定H后由H確定B4. 曝氣池橫向隔墻分室的問(wèn)題設(shè)置橫向隔墻作用（1） 消除縱向混合（2）消除水流死角（3）使水質(zhì)穩(wěn)定（2） 設(shè)置方式（1）一端緊靠5. 曝氣池的頂部與底部45°斜面頂部外側(cè)設(shè)渠道，池底部設(shè)排空管（放空管）直徑801006. 曝氣池的進(jìn)出水設(shè)備三、完全混合式曝氣池多采有機(jī)械曝氣裝置，出可以采用鼓風(fēng)曝氣1. 曝氣沉淀池（合建式）（1） 圓形機(jī)械曝氣曝氣區(qū)：污水從底部進(jìn)入，高4m以內(nèi)導(dǎo)流區(qū)：高1.5m以上，寬0.6m左右，豎向擋（整）流板作用 沉淀區(qū) 澄清區(qū) 污泥區(qū)：排泥管設(shè)在 作用 回流縫作用 寬度0.150.2m還設(shè)池裙（2） 正方形機(jī)械曝所（3） 長(zhǎng)方形鼓風(fēng)曝氣2. 分建式完全混合曝氣池3. 曝氣沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊占地小缺點(diǎn)：去除率很低70高濃度有機(jī)工業(yè)廢水采用四、循環(huán)混合曝氣池用于氧化溝工藝活性污泥處理系統(tǒng)的運(yùn)行方式一、 傳統(tǒng)的活性污泥法系統(tǒng)（普通活性污泥法）1.工藝流程 2.工藝特征（1） 耗氧速度濃度沿池長(zhǎng)逐漸降低（有機(jī)物沿池長(zhǎng)所以（2） 供氣速度沿池長(zhǎng)均勻分布 3.工藝參數(shù) T48H R2575Ns=0.20.4 Mlss(X)=15003000mg/L4.優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：去除效果很好90%適用于處理水要求高而穩(wěn)定的水質(zhì)缺點(diǎn)：（1）池容大，占地多，基建費(fèi)用高（2）耗氧速度與供氧速度難于吻合適應(yīng)（易出現(xiàn)前段氧不足，后段供氧過(guò)剩現(xiàn)象）改進(jìn)法 ：采取分段（階段）進(jìn)水，使有機(jī)物沿池長(zhǎng)均有分布； 采取漸減曝氣法，使供氣量沿池長(zhǎng)減少。 （3）對(duì)水質(zhì)，水量變化適應(yīng)性差二、 階段曝氣活性污泥法系統(tǒng)（多段進(jìn)水or分段進(jìn)水）1.工藝流程：與傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)水方式不同采取多點(diǎn)分散，均勻地進(jìn)入每卒曝氣池進(jìn)水口34個(gè)2.工藝特征（1）耗氧速度沿池長(zhǎng)均勻分布（）供氣速度沿池長(zhǎng)均勻分布3.工藝參數(shù) t =35h R=25%-95%NS=0.20.4 Qc=515d Mlss=20003500mg/L4.優(yōu)點(diǎn)（1）縮小了耗氧速度與供氧速度之間的差距（2）對(duì)水質(zhì)、水量、沖擊負(fù)荷的能力有所提高（3）減輕了沉池的負(fù)荷 三、再生曝氣活性污泥法系統(tǒng)它是傳統(tǒng)活性污泥法工藝的變型工藝方面 增加了再生池二沉池回流污泥直接進(jìn)入再生池再生再生池作用使活性污泥本身的活性增強(qiáng)再生池一般不另設(shè)：曝氣池12個(gè)廊道設(shè)計(jì)過(guò)程同傳統(tǒng)活性污泥法（一.二.三均為推流式曝氣池） 四、吸附一再生活性污泥法系統(tǒng)（40年代產(chǎn)生于美國(guó)）生物吸附活性污泥法or接觸穩(wěn)定法1. 工藝流程分建式、合建式2. 工藝特征將吸附和微生物代謝分別放在兩個(gè)反應(yīng)皿中進(jìn)行3. 工藝參數(shù)T吸附池 （3060min）0.51h再生池 36hR=50%100% Ns=0.20.4 Qc=515dMlssi吸附池 10003000mg/L再生池 400010000 mg/L4. 優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：吸附再生池容積小 對(duì)水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷承受能力更大缺點(diǎn) 對(duì)于溶解性有機(jī)物含量高的污水作用不大 五、延時(shí)曝氣活性污泥法系統(tǒng)(完全氧化活性污泥法) 50年代處出現(xiàn)在美國(guó)1. 工藝流程:同傳統(tǒng)活性污泥法2. 工藝特征：污泥負(fù)荷率BoD5很低 Ns=0.05-0.1Kg BoD5/Kgmlssd 曝氣時(shí)間很長(zhǎng)2448h 剩余污泥量少，勿需進(jìn)行厭氧消化處理完全混合式曝氣池氧化溝工藝是樣式曝氣的一種特殊工藝循環(huán)混合式曝氣池3.工藝參數(shù) T=2448h R=60200 Ns=0.05-0.1 Qc=2030d X=30006000mg/L4 缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(對(duì)水質(zhì),水量沖擊負(fù)荷適應(yīng)能力強(qiáng))不設(shè)初淀池缺點(diǎn) 池容大爆氣時(shí)間長(zhǎng)基建和運(yùn)行費(fèi)用高六 高負(fù)荷活性污泥法系統(tǒng) 又叫不完全氧化活性污泥法 工藝特征及工藝參數(shù) 1. BOD-污泥符合率很高 NS=1.53.0 KgBOD5/Mlss.d 2.曝氣時(shí)間短 t=1.53h 即水力停留時(shí)間短3.Mlss=200500mg/L 4. 污泥回流小，只有10%30% 污水處理廠不采用 5去污率很低，只有70%75% 適合于工業(yè)有機(jī)廢水處理七 完全混合活性污泥法系統(tǒng)1 工藝流程：同傳統(tǒng)活性污泥法2 工藝特征（1） 采用完全混合式的曝氣池（2） NS稍高 0.20.6KgBOD5/KgMlss.d有機(jī)物濃度分布均勻，各部分NS相等，并且略高于推流式曝氣池（3） 動(dòng)力消耗低3 缺點(diǎn)（1） 易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象（2） 去除率較低，只有70%左右，適用于處理高濃度有機(jī)廢水 處理工業(yè)廢水優(yōu)先考慮六，七兩種運(yùn)行方式八 多級(jí)活性污泥法系統(tǒng)當(dāng)污水中有機(jī)物濃度很高時(shí)采用每一級(jí)都是獨(dú)立的污水處理系統(tǒng)九 深水曝氣活性污泥法系統(tǒng) 曝氣池向深度方向發(fā)展100m采用鼓風(fēng)曝氣 中層曝氣 底層曝氣十 深井曝氣活性污泥法深50100m 16m隔墻 空氣提升器將水提升十一淺層曝氣活性污泥法 用穿孔管曝氣格柵曝氣十二.純氧曝氣活性污泥法 21% 90% EA:80%以上活性污泥處理系統(tǒng)的新工藝一、 概述、在凈化功能方面:向多功能方向發(fā)展有機(jī)物降解N.P有機(jī)物降解傳統(tǒng) 、新工藝不僅用于污水的二級(jí)處理,還可能用于三級(jí)處理 去除有機(jī)物和 N.P、 在工藝方面供氧能力提高在污泥濃度方面有所提高在微生物的凈化功能方面也有所提高二、 氧化溝工藝氧化溝又名循環(huán)混合曝氣池50年代荷蘭 帕斯維爾1954年世界上第一座氧化溝工藝污水處理廠建成工藝流程、 工作原理與特征（）構(gòu)造方面的特征 池型：環(huán)形溝渠狀 長(zhǎng)幾十米上百米 深度26米 進(jìn)水裝置單溝（池）運(yùn)行：插一根進(jìn)水管雙溝以上運(yùn)行連續(xù)運(yùn)行：設(shè)配水井，連續(xù)向各池進(jìn)水雙溝以上運(yùn)行交替運(yùn)行：設(shè)配水井，井內(nèi)設(shè)自控裝置改變水流方向出水溢流堰（2）水流混合方面的特征流態(tài)：介于推流式與完全混合式之間DO濃度：曝氣裝置下游從高低好氧區(qū) 缺氧區(qū) 厭氧DO=O A 缺氧0.5mg/L A好氧2 mg/LO (3)在工藝方面特征） 可以不設(shè)初沉池） 可以不設(shè)二沉池） 污泥量很少且穩(wěn)定,不需進(jìn)行厭氧消化處理(排泥管)、氧化溝的曝氣裝置采用機(jī)械曝氣1）橫軸曝氣裝置曝氣轉(zhuǎn)刷 轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)度49m 轉(zhuǎn)刷直徑0.81.0m 一般1.0m 轉(zhuǎn)刷淹沒(méi)深度0.150.2m 氧化溝深度22.5m 有時(shí)采用3m曝氣轉(zhuǎn)盤(pán)2)縱軸曝氣裝置表曝機(jī)深度44.5M 沿池長(zhǎng)布置曝氣轉(zhuǎn)刷布置:彎道轉(zhuǎn)彎處氧化溝曝氣裝置作用: V0.25m/s 充氧完全混合（3）推動(dòng)水流以一定的流速沿池長(zhǎng)的循環(huán)流動(dòng)3常用的氧化溝系統(tǒng)氧化溝運(yùn)行方式：（1）連續(xù)運(yùn)行 必須設(shè)二沉池且有污泥回流氧化溝始終作為曝氣池 合建 分建（2）交替運(yùn)行氧化溝一部分在不同的時(shí)段交替地作為曝氣池和沉淀池，不需設(shè)二沉池，無(wú)污泥回流，（1） 卡羅塞氧化溝系統(tǒng)導(dǎo)流墻偏置：使水流流速分布均勻（2） 交替運(yùn)行氧化溝（1） 單溝交替運(yùn)行 aa A（2） 雙溝交替運(yùn)行 doubled（3） 三溝交替運(yùn)行threet 雙溝交零星氧化溝工作固期第一階段：A溝進(jìn)水，A溝曝氣區(qū)B溝沉淀區(qū)，B溝出水第二階段：A溝進(jìn)水，B溝轉(zhuǎn)刷停，靜沉區(qū)第三階段第四階段 3溝交替第一階段 A溝進(jìn)水 AB溝曝氣區(qū)C溝沉淀區(qū) C溝出水第二階段 B溝進(jìn)水 A溝悶曝B溝曝氣C溝沉淀C溝出水第三階段 B溝進(jìn)水A溝轉(zhuǎn)刷停，靜沉區(qū)B溝曝氣C溝沉淀C溝出水第四階段C 溝進(jìn)水中溝：始終曝氣邊溝：每隔5H，轉(zhuǎn)刷工作3H出水堰：每隔4H（3）二沉池交替運(yùn)行氧化溝系統(tǒng)連續(xù)式（4） 奧巴勒氧化溝系統(tǒng)三、 間歇式活性污泥工藝SBR 工藝 序批式1 工藝流程及特征污水沉淀池間歇曝氣池出水特征：（?。┎捎瞄g歇曝氣池（將生物降解與沉淀集成一體）（2）系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，無(wú)二沉池和回流污泥系統(tǒng)，節(jié)省基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用（3） 污泥指數(shù)低，不易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象（4） 在多數(shù)的情況下，不必設(shè)調(diào)節(jié)池（5） 可以產(chǎn)行自控（6） 改變運(yùn)行方式，可以進(jìn)行脫氮處理（7） 處理水的水質(zhì)伏于傳統(tǒng)工藝2 工作原理與操作SBR工藝與傳統(tǒng)工藝比較相同點(diǎn)：有機(jī)物降解機(jī)理相同不同點(diǎn)：運(yùn)行方式不同（1） 傳統(tǒng)工藝連續(xù)式運(yùn)行方式一般設(shè)曝氣池和二沉池連續(xù)進(jìn)水，連續(xù)出水在不同的時(shí)段各處理單元功能不變空間推流，流態(tài)：推流式（2） SBR工藝間歇式運(yùn)行方式只設(shè)間歇曝氣池間歇進(jìn)水，間蛤排水在不同的時(shí)段間歇曝氣池處理單元功能改變時(shí)間推流，流態(tài)：完全混合式工作操作步驟 會(huì)畫(huà)圖示必考題（1） 流入工序 起調(diào)節(jié)池的作用 污水注入，注滿or注到預(yù)定高度（2） 反應(yīng)工序 生物降解 脫氮處理 污水注到預(yù)定高度（3） 沉淀 時(shí)間1。52H（4） 排放 將上清液排放，排放到最代水位并留部分種泥（5） 待機(jī)、閑置階段污泥閑置，等待下一周期開(kāi)始時(shí)間412H自控3 SBR工藝功能的改善與強(qiáng)化4 （1）關(guān)于待機(jī)與流入工序與多項(xiàng)功能相結(jié)合 強(qiáng)化調(diào)節(jié)池的功能與水解、酸化反應(yīng)相結(jié)合（厭氧）（2）NS和X一般取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)NS=0.20.3 X=30005000mg/L（3） 關(guān)于耗氧與供氧采取時(shí)間上的漸減曝氣（4） SBR工藝的發(fā)展及主要的變形工藝（1） ICEAS工藝 間歇循環(huán)延時(shí)曝氣工藝在反應(yīng)工序“曝氣好氧”+“閑歇缺氧”多次反復(fù)進(jìn)行（2） CAST工藝 循環(huán)式活性污泥工藝在進(jìn)水區(qū)設(shè)置生物選擇皿（3） DAT-IAT四、AB法污水處理工藝 ：70年代賓克吸附生物降解工藝簡(jiǎn)稱、工藝流程及特征工藝特征）A段的效應(yīng)，功能及設(shè)計(jì)參數(shù)負(fù)荷率高；污泥產(chǎn)率高；BOD去除率40-70%）B段的效應(yīng)，功能及設(shè)計(jì)參數(shù)活性污泥處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算一、概述、 設(shè)計(jì)內(nèi)容、 原始資料和數(shù)據(jù)、 確定的主要設(shè)計(jì)參數(shù)、 確定處理工藝流程二、曝氣池（區(qū)）容積的計(jì)算、按污泥負(fù)荷率計(jì)算X的確定）供氧的經(jīng)濟(jì)與可能）活性污泥凝聚沉淀性能）二沉池與回流設(shè)備的造價(jià)、 按污泥齡(QC) 勞麥方程式三、曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算、需氧量與空氣量的計(jì)算、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)） 空氣擴(kuò)散裝置的選定與布置(一側(cè).兩側(cè).布滿池底)） 空氣管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算(1) 一般規(guī)定(2) 空氣管道的計(jì)算D1 管徑計(jì)算2 管徑校核采用管道內(nèi)壓力損失管道壓力損失4.98KPA以內(nèi),空氣擴(kuò)散裝置4.99.8KPA壓力損失計(jì)算(1)沿程阻力 (2)局部阻力H1 計(jì)算 空氣壓力(水深)總長(zhǎng)度L=實(shí)際長(zhǎng)度&+局部阻力當(dāng)量(折算)長(zhǎng)度L=55.5KD（）空壓機(jī)的壓力P=（1.0+H）9.8KPA一個(gè)大氣壓 H-空氣擴(kuò)散裝置的安裝深度（）空壓機(jī)的選定與鼓風(fēng)機(jī)房的設(shè)計(jì)、機(jī)械曝氣裝置的設(shè)計(jì)葉輪葉輪直徑Qos校核直徑(1)泵型（）倒傘or平板型四、污泥回流與剩余污處置1污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1） 計(jì)算回流污泥量（2） 污泥回流設(shè)備的選定污泥泵：用于大型污水處理廠空氣提升皿：空氣用量Q=（3-5）QR中小型污廠螺旋泵應(yīng)用廣泛G=Gs+Qu、剩余污泥的處置作為第八章處理的流量五二沉池：見(jiàn)初沉池設(shè)計(jì)但注意參數(shù)六曝氣沉淀池各部位尺寸見(jiàn)例題七處理水的水質(zhì)BODU=溶解性（SE）+非溶解性SE=總BOD57。16×aCe習(xí)題：平均處理污水量21600m3/d出水中懸浮固體濃度22mg/L總變化系數(shù)為2.5經(jīng)沉淀后BOD5為250 mg/L（=SA）希望處理后出水BOD5為20 mg/L（總BOD5）污水溫度為25擬采用活性污泥處理系統(tǒng)（1） 計(jì)算確定曝氣池主要部位尺寸（2） 計(jì)算設(shè)計(jì)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)（）計(jì)算每日排出的剩余污泥量QS4.10活性污泥處理系統(tǒng)的維護(hù)管理一、活性污泥處理系統(tǒng)的投產(chǎn)與活性污泥培訓(xùn)、活性污泥的培訓(xùn)(培養(yǎng)與馴化)方法：同步培訓(xùn)法:培養(yǎng)與馴化同時(shí)進(jìn)行 異步培訓(xùn)法:先培養(yǎng)后馴化接種培訓(xùn)化(1)同步培訓(xùn)法 生活污水為主的城市污水(1)營(yíng)養(yǎng)物 (2)菌種具體操作:活性污泥成熟,SV 15%20%(2)異步培訓(xùn)法工業(yè)廢水和工業(yè)廢水為主的城市污水先培養(yǎng):糞便水稀釋BOD5500 mg/L后馴化：在進(jìn)水中加入首當(dāng)其沖逐漸增加工廠業(yè)廢水所占比重（3）接種培訓(xùn)法從附近的污水處理廠引進(jìn)剩余污泥作種泥2試運(yùn)行：目的：確定最佳的運(yùn)行條件考慮因素：（）MLSS 調(diào)整（）供氣量（1）氧DO：12 mg/L（）攪拌混合液濃度整池均勻（）運(yùn)行方式12種傳統(tǒng)工藝+3種新工藝二、運(yùn)行效果的檢測(cè)三、活性污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況1 污泥膨脹定義原因：大量的絲狀菌繁殖防治措施 PH DO 2污泥解體 處理水質(zhì)變渾 污泥絮凝體微細(xì)化處理效果變壞原因（1）運(yùn)行不當(dāng) （2）污水中混入有毒物質(zhì)污泥上浮上浮原因：（1）污泥腐化上浮長(zhǎng)期滯留造成（3） 曝氣過(guò)度上?。?）污泥挾油上?。?）污泥脫氮上浮過(guò)長(zhǎng)4泡沫問(wèn)題大量合成洗滌劑消泡措施（1）消泡劑（2）機(jī)械消泡（3）分段進(jìn)水