污水的好氧生物处理t教程

5.1废水好氧生物处理的基本理论5.1.1污水中的微生物（1）以好氧细菌为主，也存在真菌、原生动物和后生动物等组成相对稳定的生态系。（2）污水中有机物的成分决定优势菌属。主要有动胶杆菌属、假单胞菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属及大肠杆菌等。

5.1.1污水中的微生物（3）真菌主要是霉菌，一种丝状真菌，但大量繁殖可能导致污泥膨胀。（4）原生动物－有肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫，主要捕食对象是细菌。（5）后生动物一般不出现，仅在水质优异的完全氧化型活性污泥系统中出现，是水质非常稳定的标志。丝状菌发硫细菌轮虫电镜5.1.2微生物的代谢与污水的生物处理（一）微生物的新陈代谢新陈代谢：微生物不断从外界环境中摄取营养物质，通过生物酶催化的复杂生化反应，在体内不断进行物质转化和交换的过程。5.1.2微生物的代谢与污水的生物处理5.1.2微生物的代谢与污水的生物处理根据受氢体和电子受体的不同分为：①好氧分解代谢好氧呼吸是营养物质进入好氧微生物细胞后，通过一系列氧化还原反应获得能量的过程。好氧呼吸过程实质上是脱氢和氧活化相结合的过程。在这过程中同时放出能量。5.1.2微生物的代谢与污水的生物处理①好氧分解代谢例如：化能自养微生物大型污水沟道存在该式所示的生化反应：生物脱氮工艺中的生物硝化过程：5.1.2微生物的代谢与污水的生物处理①好氧分解代谢例如：异养型微生物以有机物为底物，其终点产物为二氧化碳、氨和水等无机物，同时放出能量。如下式所示：5.1.2微生物的代谢与污水的生物处理②厌氧分解代谢在无分子氧的情况下进行的生物氧化。只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。受氢体不是分子氧。底物氧化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底物简单化合物——含有相当的能量，故释放能量较少。5.1.2微微生生物物的的代代谢谢与与污污水水的的生生物物处处理理②厌厌氧氧分分解解代代谢谢例如如：：葡葡萄萄糖糖发发酵酵的的过过程程：：生物物氧氧化化作作用用不不彻彻底底，，最最终终形形成成还还原原性性产产物物，，是是比比原原来来底底物物简简单单的的有有机机物物，，在在反反应应过过程程中中，，释释放放的的自自由由能能较较少少。。例如如：：在在反反硝硝化化作作用用中中，，5.1.2.2污水水的的生生物物处处理理好氧氧生生物物处处理理是在在有有游游离离氧氧存存在在的的条条件件下下，，好好氧氧微微生生物物降降解解有有机机物物，，使使其其稳稳定定、、无无害害化化的的方方法法。。最终终过过程程：：有有机机物物被被微微生生物物摄摄取取后后，，通通过过代代谢谢活活动动，，约约有有三三分分之之一一被被分分解解、、稳稳定定，，并并提提供供其其生生理理活活动动所所需需的的能能量量；；约约有有三三分分之之二二被被转转化化，，合合成成为为新新的的原原生生质质，，进进行行微微生生物物自自身身生生长长繁繁殖殖。5.1.2.2污水水的的生生物物处处理理废水水的的厌厌氧氧生生物物处处理理是是在在没没有有游游离离氧氧存存在在的的条条件件下下，，兼兼性性细细菌菌与与厌厌氧氧细细菌菌降降解解和和稳稳定定有有机机物物的的生生物物处处理理方方法法。。在这这个个过过程程中中，，部部分分有有机机物物转转化化为为CH4，部分分被被分分解解为为CO2、H2O、、NH3、H2S等无机物物，并为为细胞合合成提供供能量；；少量有有机物被被转化、、合成为为新的原原生质的的组成部部分。5.1.3微微生物生生长条件件和生长长规律5.1.3.1微生物的的生长条条件5.1.3.2微微生物的的生长规规律按微生物物生长速速率，其其生长可可分为四四个生长长期停滞期（（调整期期）；对对数期（（生长旺旺盛期））静止期（（平衡期期）；衰衰老期（（衰亡期期）对数期减速增长长期内源呼吸吸期污泥浓度度氧利用率率BOD浓度时间量5.1.4生化反应应动力学学5.1.4.1微生物物增长速速度莫诺特（（Monod）方程式反映微生生物比增增殖速率率与有机机底物浓浓度关系系（单一一底物，，纯种微微生物））5.1.4.1微生物物增长速速度5.1.4.2基质质降解速速度以微反应应时段dt内的底物物消耗量量和dt内的微生生物增长长量之间间的比例例关系值值，表示示：Y=µµ/q式中：Y－产率系数数；μ—微生物物比增增殖速速率；；q—为底底物的的比降降解速速度。。5.1.4.2基质质降解解速度度由Y=µµ/q得µ=Yq和µmax=Ymaxq代入式得：：废水生物处处理工程中中常用基本本反应动力力学方程式式：5.1.4.3微微生物增长长速度1951年年由霍克来来金等人通通过废水生生物处理的的实验研究究工作,发发现在废水水生物处理理中，微生生物增长和和底物降解解之间存在在着一定量量的关系,提出如如下方程式式：（1）5.1.4.2基基质降解速速度在（1）式式两边同除除以cx，得µ′=Yq-Kd产率系数Y以实际测得得的观测产产率系数Yobs代替。为此此，（1））式改为：：和µ′=Yobsq上列诸式，，表达了生生物反应处处理器内微微生物的净净增长和底底物降解之之间的基本本关系。5.1.5污水的的生化性5.1.5.1可可生化性的的评价（1）评价方法BOD5/COD<0.30.3~0.45>0.45可生化性难生化可生化易生化5.1.5.1可可生化性的的评价（2）注意事项①固体有机机物②无机还原原性物质③特殊有机机物④BOD5/TOD⑤接种微生生物的驯化化⑥水样稀释释5.1.5.2改改善可生化化性的途径径（1）调节节营养比（2）调节节pH值①调节池调调节进水pH值②酸碱中和和调节进水水pH值③用碱性物物质控制反反应混合物物的pH值④改进有机机负荷控制制反应混合合液的pH值（3）预处处理5.1.6生物处处理方法的的分类分类：好氧氧生生物物处处理理————活活性性污污泥泥法法和和生生物物膜膜法法厌氧氧生生物物处处理理————厌厌氧氧活活性性污污泥泥法法和和厌厌氧氧生生物物膜膜法法自然然生生物物处处理理————稳稳定定塘塘法法和和土土地地处处理理法法5.2污污水水的的好好氧氧处处理理5.2.1活活性性污污泥泥法法的的基基本本原原理理（1））活活性性污污泥泥生活活污污水水曝曝气气一一段段时时间间后后，，污污水水中中即即形形成成一一种种絮絮凝凝体体，，主主要要由由大大量量微微生生物物群群体体所所构构成成，，它它易易于于沉沉淀淀分分离离，，并并使使污污水水得得到到澄澄清清，，称称之之为为活活性性污污泥泥。。含有有大大量量微微生生物物，，外外观观黄黄褐褐色色絮絮绒绒颗颗粒粒状状，，有有较较大大的的比比表表面面积积，，含含水水率率99％％。。5.2.1活活性性污污泥泥法法的的基基本本原原理理细菌菌：：主要组成部分分，1ml正常污泥中含含细菌107~108个，是有机污污染物的分解解者。真菌：丝状菌出现异异常增殖会污污泥膨胀。原生动物：指示性生物，，是首次捕食食者。后生动物：仅在完全氧化化型污泥系统统出现。菌胶团：细菌及荚膜组成的絮凝体体状团粒。固着型纤毛虫虫变形虫原生动物太阳虫丝状细菌丝状细菌膨胀胀5.2.1活活性污泥法的的基本原理（2）活性污泥法的的基本流程由曝气池、沉淀淀池，污泥回回流，剩余污污泥排除系统统组成。剩余污泥———增殖的量，，保持稳定运运行需排除。。二沉池——完完成泥水分离离。曝气系统———供氧，搅拌拌。曝气池——完完成生物处理理。5.2.1活活性污泥法的的基本原理（3）活性污泥法的的净化过程①吸附阶段污水和污泥开开始接触的5～10min内，BOD去除率很高，，有机物被吸吸附到活性污污泥上。与吸附量成正正比的因素：：污染物的状态态（包括污泥比表面积积，表面有多多糖类粘性物物质，有机物物处于悬浮和和胶体状态相相对量。)5.2.1活活性污泥法的的基本原理②稳定阶段微生物以污水水中的有机物物作为营养，，合成新的细细胞物质，并并进行分解代代谢获得合成成新细胞所需需能量，最终终形成CO2和H2O等物质。③混凝阶段为了菌体和水水分离，现多多采用重力沉沉降法。絮凝凝体的形成是是通过丝状细细菌来实现的的。5.2.1活活性污泥法的的基本原理（3）活性污泥法的的性能指标及及设计运行参参数①污泥浓度混合液悬浮固固体(MLSS)指单位体积混合合液中干固体体的含量，它它是计量曝气气池中活性污污泥数量多少少的指标。单单位为mg/L，g/和kg/m3，，也称混合液污污泥浓度（用用X表示）。混合液挥发性性悬浮固体(MLVSS)指混合液内有有机物含量，，更精确代表表活性污泥中中微微生物物的数量mg/L，g/L或kg/m3（3）活性污泥法的的性能指标及及设计运行参参数②污泥沉降比比(SV)指曝气池混合合液在l00mL量筒中，静置置沉降30min后，沉降污泥泥所占的体积积与混合液总总体积之比的的百分数。正常的活性污污泥在沉降30min后，接近它的的最大密度，，用于控制剩剩余污泥的排排放。它还能及时反反映出污泥膨膨胀等异常情情况。测定比较简单单，是评定污污泥的重要指指标之一。（3）活性污泥法的的性能指标及及设计运行参参数③污泥体积指数数(SVI)指曝气池出口口处混合液，，经30min静置沉降后，，沉降污泥体体积中1g干污泥所占的的容积的毫升升数，单位为为mL/g，一般不标出。。它与污泥沉降降比有如下关关系：SVI=SV/MLSS※一般控制SVI为50－150之间较好好。（3））活性污污泥法法的性性能指指标及及设计计运行行参数数④泥龄（（sludgeage)池中工工作着着的活活性污污泥总总量与与每日日排放放的污污泥量量之比比，单单位是是d。污泥龄龄也就就是新新增长长的污污泥在在曝气气池中中平均均停留留时间间，或或污泥泥增长长一倍倍平均均所需需要的的时间间。也称固固体平平均停停留时时间或或细胞胞平均均停留留时间间。污泥龄龄是影影响活活性污污泥处处理效效果的的重要要参数数。活性污污泥法法各符符号的的意义义Q,S0,X0进水曝气池V,Se,X二次沉淀池回流污泥RQ,Se,XrQ+RQSe,XQ-QwSe,Xe排放污泥IQw,X,Se排放污泥IIQw,Xr,Se出水39曝气池池污泥泥浓度度X与qc和q的关系系：从c的定义义可得得：示示意正常情情况下下Xe很小，，可忽略略，所所以：：系统中中微生生物量量的平平衡式式：示意微生物物流出出量=流流入入量＋＋新生生成的的量进水中无微生物所以X0可以忽略dS/dt=(S0－Se)/θ

40结论论对于同同一废废水及及特定定的处处理环环境，，出水水中BOD的浓度度Se仅仅是是污泥泥龄qc的函数数，而而与其其它因因素无无关。。实际水水处理理中一一般就就是通通过控控制qc来取得得不同同的处处理效效率的的。污泥泥回回流污泥回回流的的目的的就是是在不不增加加曝气气池体体积的的条件件下增增加qc来增加加去除除率的的。如果没没有污污泥回回流，，则有有qc＝q＝V/Q，要想想提高高去除除率，，就要要增加加qc，此时时要么么增加加曝气气池的的体积积，要要么减减少处处理量量。有回流流时q＝V/Q，qc＝V/Qw，要想想增加加qc只要改改变QW即可，，即调调整QW来改变变去除除率。。5.2.2活性性污泥泥法的的运行行方式式5.2.2.1推推流式式活性性污泥泥法推流式式活性性污泥泥曝气气池有有若干干个狭狭长的的流槽槽，废废水从从一端端进入入，在在曝气气的作作用下下，以以螺旋旋方式式推进进，流流经整整个曝曝气池池，至至池的的另一一端流流出，，随着着水流流的过过程，，污染染物被被降解解。曝气池池空气二沉池池进水剩余污污泥污泥回回流5.2.2.1推流流式活活性污污泥法法出水推流式式活性性污泥泥法的的特点点：（a）污染物物浓度度自池池首至至池尾尾是逐逐渐下下降，，存存在在浓度度梯度度，废废水降降解反反应推推动力力较大大，效效率较较高；；（b）推流式式曝气气池可可采用用多种种运行行方式式；（c）不易产产生短短路，，适合合较大大的流流量；；（d）氧的利利用率率不均均匀。。5.2.2.1推流流式活活性污污泥法法推流式式活性性污泥泥法5.2.2.2完全全混合合式活活性污污泥法法完全混混合式式曝气气池——是是废水水进入入曝气气池后后在搅搅拌的的作用用下迅迅速与与池中中原有有的混混合液液充分分混合合，因因此混混合液液的组组成、、微生生物群群的量量和质质是完完全均均匀一一致的的。5.2.2.2完全全混合合式活活性污污泥法法二沉池池曝气池池进水回流污污泥剩剩余污污泥出水完全混混合式式活性性污泥泥法的的特点点：（a）抗冲击击负荷荷能力力强。。（b）全池需需氧要要求相相同，，能节节省动动力；；（c）不需单单独设设置污污泥回回流系系统，，便于于运行行管理理；（d）连续进进水出出水可可能造造成短短路，，引起起污泥泥膨胀胀；（e））池子体体积不不能太太大，，因此此一般般用于于处理理量比比较小小的情情况，，处理理高浓浓度的的有机机废水水。5.2.2.2完全全混合合式活活性污污泥法法5.2.2活性性污泥泥法的的运行行方式式5.2.2.3接触触稳定定（吸吸附再再生））法可提高高池容容积负负荷，，适应应冲击击负荷荷的能能力强强，最最适于于处理理含悬悬浮和和胶体体物质质较多多的废废水。。5.2.2.3接接触触稳定定（吸吸附再再生））法吸附再再生法法的特特点：：（1））适于于处理理固体体和胶胶体物物质；；（2））池池容容小小；；（3））能能耗耗低低；；（4））耐耐冲冲击击负负荷荷；；（5））不不易易发发生生污污泥泥膨膨胀胀；；（6））出出水水水水质质较较差差。。5.2.2.4延延时时曝曝气气法法（完完全全氧氧化化活活性性污污泥泥法法））优点点：：曝气气时时间间长长，，污污泥泥负负荷荷低低，，污污泥泥浓浓度度高高。。剩剩余余污污泥泥少少而而稳稳定定，，无无需需消消化化可可直直接接排排放放。。BOD去除除率率75~95%。。对对氮氮、、磷磷的的要要求求低低，，适适应应冲冲击击的的能能力力强强。。缺点点：：容积积大大，，停停留留时时间间长长，，投投资资和和运运行行费费高高;适用用：对对处处理理水水质质要要求求高高，，又又不不宜宜采采用用污污泥泥处处理理的的小小城城镇镇污污水水和和工工业业废废水水。。5.2.2.5氧氧化化沟沟法法循环环混混合合式式曝曝气气池池多多采采用用转转刷刷供供氧氧，，其其平平面面形形状状如如环环形形跑跑道道;又又称称氧氧化化渠渠或或氧氧化化沟沟，是一一种种简简易易的的活活性性污污泥泥系系统统，，属属于于延延时时曝曝气气法法。。5.2.2.5氧氧化化沟沟法法5.2.2.5氧氧化化沟沟法法氧化化沟沟的的特特点点：：水力力停停留留时时间间和和污污泥泥龄龄比比一一般般生生物物处处理理法法长长，，去去除除率率高高，，排排出出的的剩剩余余污污泥泥稳稳定定；；占地地面面积积少少，，省省略略了了初初沉沉池池、、污污泥泥消消化化池池等等；；从溶溶解解氧氧的的分分布布看看，，溶溶解解氧氧浓浓度度在在沿沿池池长长方方向向形形成成浓浓度度梯梯度度，，形形成成好好氧氧、、缺缺氧氧和和厌厌氧氧条条件件。。氧化化沟沟技技术术是是近近年年来来发发展展较较快快的的生生物物处处理理技技术术之之一一。。5.2.2.6吸附附-生生物物降降解解活活性性污污泥泥法法（AB法））A级以以高高负负荷荷或或超超高高负负荷荷运运行行（>2.0kgBOD5/kgMLSS••d）），B级以以低低负负荷荷运运行行（为为0.1~0.3kgBOD5/kgMLSS••d）），A级曝曝气气池池停停留留时时间间短短，，30~60min，，B级停停留留2~4h。。5.2.2.7序批批式活性性污泥法法（SBR法）5.2.2.7序批批式活性性污泥法法（SBR法）入流———反应———沉淀淀——排排放———待机（（周期））优点：无无二沉池池、无污污泥回流流、占地地少、无无调节池池、耐冲冲击、灵灵活性强强、沉淀淀性能好好、计算算机辅助助设计易易于实现现。5.2.2.8ICEAS法5.2.2.9生物物脱氮除除磷工艺艺5.2.3曝曝气与与曝气池池曝气的作作用：供氧；搅拌混合合作用，，使活性性污泥在在混合液液中保持持悬浮状状态，与与废水充充分接触触混合。。曝气的方方法：鼓风曝气气机械爆气气鼓风机械械曝气联联合5.2.3.1曝气气原理气液传质质过程通通常遵循循一定的的传质扩扩散理论论，气液液传质理理论目前前有：双膜理论论浅层理论论表面更新新理论目前工程程和理论论上应用用较多的的为双膜膜理论。62双膜理论论示意图图气相主体体界面气膜液膜Cs层流液相主体体CpgpiPg表示气相中氧的分压Pi表示界面处氧的分压Cs表示界面处水中氧的浓度C表示水中氧的浓度635.2.3.1曝气气原理在一定条条件下会会出现气气压梯度度和浓度度梯度。。如果液液膜中氧氧的浓度度低于水水中氧的的饱和浓浓度，在在其界面面存在的的浓度梯梯度将促促使氧向向液膜传传递，空空气中的的氧继续续向内扩扩散透过过液膜进进入水体体，因而而液膜和和气膜将将成为氧氧传递的的障碍———双膜理论论。式中：dC/dt－氧的传传递速率率(氧进进入水的的速率)，mg/(L·h)；C－液相氧氧的实际际浓度，，mg/L；Cs－氧的饱饱和浓度度，mg/L；KLa－液相总总传质系系数，1/h。氧传递过过程的基基本方程程:5.2.3.1曝气气原理克服液膜膜障碍的的最有效效的方法法是快速速变换气气-水界界面，即即曝气搅搅拌。推动O2通过液膜膜的动力力是水中中氧的饱饱和浓度度Cs和实际浓浓度C的差。Cs决定于空空气中氧氧的分压压，而C值由微生生物的耗耗氧速率率确定。。氧的传递递速率同同气、液液两相的的界面面面积成正正比，由由于其面面积难于于估算，，所以把把它的影影响包括括在传质质系数内内，故KLa叫总传质质系数。。5.2.3.2曝气气方法和和设备衡量曝气设备备效能的指标标有动力效率EP、氧转移效率EA和充氧能力。对于鼓风曝气气，各种扩散散装置在标准准状态下的EA值是先通过脱脱氧清水的曝曝气试验测定定得出的，一一般为5％~15％左右。5.2.3.2曝气方方法和设备动力效率EA是指消耗1kWh电能所转移到到液体中去的的氧量，单位位为kg/kWh。氧转移效率也称氧利用率率，指鼓风曝曝气转移到液液体中的氧占占供给氧的百百分数：EA=(Ro/W)×100％充氧能力是指叶轮或转转刷在单位时时间内转移到到液体中的氧氧量kg/h。曝气设备的要要求良好的曝气设设备除上述条条件外，还应应尽可能满足足下列要求：：（a）搅拌均匀；；（b）构造简单；；（c）能耗少；（（d）价格低；（e）性能稳定，，故障少；（f）不产生噪音音及其它公害害；（g）对某些工业业废水耐腐蚀蚀性强。69（1）鼓风曝曝气鼓风曝气是传传统的曝气方方法，它由加压设备、扩扩散装置和管管道系统三部分组成。。加压设备一般般采用回转式式鼓风机，也也有采用离心心式鼓风机的的。为了净化化空气，其进进气管上常装装设空气过滤滤器，在寒冷冷地区，还常常在进气管前前设空气预热热器。70扩散装置的分分类：小气泡扩散装装置：扩散板、扩散散管或扩散盘盘属小气泡扩扩散装置；中气泡扩散装装置：穿孔管属中气气泡扩散装置置；大气泡扩散装装置：竖管曝气属大大气泡扩散装装置；水力剪切扩散散装置：倒盆式、撞击击式和射流式式属水力剪切切扩散装置；；机械剪切扩散散装置：涡轮式属机械械剪切扩散装装置。71扩散板及其安安装方式72扩散管扩散管是由陶陶质多孔管组组成，其内径径44－75mm，壁厚6－14mm，长60Omm，每l0根为一组，通通气率为12－15m3/根·h。目前用软管代代替陶质多孔孔管73该曝气器采用用网状膜代替替曝气盘用的的各种曝气板板材，其网很很薄，网上的的孔径笔直，，滤水透气效效果均优于微微孔板材，不不易发生堵塞塞。网膜采用聚醋醋酸纤维制成成的。网状膜膜曝气器采用用底部供气。。网状膜扩散器器74膜片微孔曝气气器曝气器的气体扩散装置采用微孔合成橡胶膜片，膜片上开有150－200mm的同心圆布置的5000个自闭式孔眼。当充气时空气通过布气管道，并通过底座上的孔眼进入膜片和底座之间，在空气的压力作用下，使膜片微微鼓起，孔眼张开，达到布气扩散的目的。优点：不堵塞，可以以省去空气滤滤清装置。75穿孔管曝气器器及布置方式式76浅层曝气池77竖管竖管曝气是在在曝气池的一一侧布置以横横管分支成梳梳形的竖管，，竖管直径在在l5mm以上，离池底底150mm左右。下图所示为一一种竖管扩散散器及其布置置的示意图。。竖管属于大大气泡扩散器器，加强气泡泡液膜层的更更新和从大气气中吸氧的过过程。78竖管扩散器及及其布置形式式79水力剪切扩散散装置属于水力剪切切扩散装置的的有倒盆式、射流式、固定螺旋式和撞击式等右图是倒盆式式扩散器倒盆式扩散器器80射流式曝气器器81金山l型曝气喷头和和SX-l型曝气喷头82散流式曝气器器83（2）机械曝曝气机械曝气设备备的式样较多多，大致可归归纳为叶轮和转刷两大类。曝气叶轮有安安装在池中与与鼓风曝气联联合使用的，，也有安装在在池面的，后后者称“表面面曝气”。它它具有构造简简单，动力消消耗小等优点点，故应用较较多。常用的的表面曝气叶叶轮有泵型，倒伞型和平板型。84几种叶轮曝气气器85不同形式的转转刷曝气器86不同的转刷曝曝气器87动力效率/kgO2/kWh氧利用率/％

设备类型

1.2~2.4转刷式曝气器

0.7~1.31.2~2.4高速表面曝气器

0.7~1.31.2~2.7低速表面曝气器

0.7~1.41.5~2.410~25射流曝气器

0.3~0.90.6~1.24~8大气泡扩散器

0.6~1.01.0~1.66~15中气泡扩散器

0.7~1.41.2~2.010~30小气泡扩散器

实际标准各类曝气设备备的性能标准状态是指用清水作曝气实验，水温20℃，标准大气压，初始水中溶解氧为0实际数据是指用废水作实验，水温15℃，海拔150m，水中溶解氧保持2mg/L（3）曝气设设备比较885.2.3.3曝气池的的类型与构造造从混合液流型型可分为推流流式、完全混混合式和循环环混合式三种种；从平面形状可可分为长方廊廊道形、圆形形或方形、环环形跑道形三三种；从曝气池与二二次沉淀池的的关系可分为为分建式和合合建式两种。。89（1）推流式式曝气池为长方廊道形形池子，采用用鼓风曝气，，扩散装置排排放在池子的的一侧，可使使水流在池中中呈螺旋状前前进，增加气气泡和水的接接触时间曝气池的数目目随污水厂大大小和流量而而定，在结构构上可以分成成若干单元，，每个单元包包括几个池子子，每个池子子常由一至四四个折流的廊廊道组成。90推流式曝气池池结构示意图图曝气装置曝气总管曝气池壁曝气池壁91曝气池的池长长可达100m。为了防止短短流，廊道长长度和宽度之之比应大于5，甚至大于于10。为了使水流更更好的旋转前前进，宽深比比不大于2，，常在1.5－2之间。。池深常在3－5m。曝气池进水口口一般淹没在在水面以下，，以免污水进进入曝气池后后沿水面扩散散，造成短流流，影响处理理效果。（1）推流式式曝气池92（1）推流式式曝气池93（2）完全混混合式曝气池池完全混合式曝曝气池常采用用叶轮供氧，，多以圆形、、方形或多边边形池子作单单元，主要是是因为需要和和叶轮所能作作用的范围相相适应。改变叶轮的直直径可以适应应不同直径(边长)、不不同深度的池池子需要。使用完全混合合式曝气池时时，为了节约约占地面积，，常常是把曝曝气池和沉淀淀池合建。94圆形曝气沉淀淀池95方形曝气沉淀淀池96长方形曝气沉沉淀池97分建式完全混混合系统98（3）循环混混合式曝气池池循环混合式曝曝气池多采用用转刷供氧，，其平面形状状如环形跑道道。循环混合合式曝气池也也称氧化渠或或氧化沟，是是一种简易的的活性污泥系系统，属于延延时曝气法。。995.2.4活活性污泥系系统的工艺设设计5.2.4.1曝气池的的设计计算主要是根据进进水情况和出出水的要求，，选择曝气池池的类型，所所需的供氧量量和排除的剩剩余活性污泥泥量等。（1）污泥负荷和和容积负荷污泥负荷Ns指单位重量活性性污泥在单位位时间内所能能承受的BOD5量。Ns=QcS0/Vcx=cS0/tcx5.2.4.1曝气池设计容积负荷NV指单位容积积曝气区在在单位时间间内所能承承受的BOD5量。Nv=Qcso/V=Nscx=cso/t（2）曝气气池体积的的计算V=Qcso/Nscx=Qcso/NV5.2.4.1曝气池设计（3）剩余余污泥排放放量P=aVcxNsη—bVcxP=aQcsoη—bVcx（4）需氧量QO2=a’VcxNsη+b’VcxQO2=a’Qcsosη+b’Vcx5.2.4.1曝气池设计（5）有机机负荷的选选取①去除率的影影响5.2.4.1曝气池设计②活性污泥特特性的影响响高负荷：1.5~2.0kgBOD/kgMLSS•d中负荷：0.2~0.4kgBOD/kgMLSS•d低负荷：0.03~0.05kgBOD/kgMLSS•d5.2.4.1曝气池设计③水温的影响响在一定的水水温范围内内，提高水水温，可提提高BOD的去除速度度和能力，，有利于活活性污泥絮絮体的形成成和沉淀。。水温较高时时，可降低低回流比，，减小污泥泥浓度，从从而相对提提高了污泥泥负荷。5.2.4.1曝气池设计④营养比的影影响一般负荷：：BOD:N:P=100:5:1延时曝气法法：BOD:N:P=100:1:0.55.2.4.2曝气系统的的设计（1）曝气气器n=A/A0（2）管网网设计池外选用无无缝钢管，，池内用镀镀锌钢管或或ABS管连成回环环式管网。（3）风机机的选择小型污水处处理厂选用用罗茨风机机；大型污水处处理厂选用用离心风机机。5.2.4.3污泥回流设设备的设计空气提升器器：h1=h2/（n—1）提升1m3污泥所需空空气量：W=W=kh223elg[（h1+10）/10]5.2.4.4二次沉淀池池的设计沉淀池的面面积A=Q/u泥斗的容积积V=rQt沉降时间一般为1.5~2.5h5.2.5活性污污泥系统的的运行管理理活性污泥系系统三要素素：泥、水水、气通过排泥和和回流维持持系统中合合适的微生生物量；改改善污泥的的沉降性能能；通过控控制曝气来来控制曝气气池内的溶溶解氧。气－维持曝曝气池内合合适的溶解解氧水－保持均均质匀量地地进水及合合适的营养养泥－改善污污泥的质量量5.2.5.1活性污泥的的培养与驯驯化(一)活性污泥的的培养间歇培养法法：投加高浓度度物质———BOD300~400mg/L——只曝气不进进水（闷曝曝2-3天）——停停止曝气沉沉淀换水（（静沉1h、留下微生物物）——进进水五分之之一——反反复（改变变接近设计计值、15d）——连续进水开开启曝气与与沉淀、回回流系统（（进水）———7－10天——提高高负荷至运运行值。5.2.5.1活性污泥的的培养与驯驯化(二)活性性污泥的驯驯化——主要针针对工业废废水与培养可同同时进行，，也可分开开进行。工业废水逐逐渐增加，，生活污水水逐渐减少少，营养比比例（N、P，不同处理系系统、不同同污水要求求不同）5.2.5.2活活性污泥系系统运行状况检测污泥性状颜色气味；；生物相观察察；指标测试与与分析：MLSS、SV、SVI处理效果去除率、处处理流量、、设备运行行状况、水水质、营养状况和和环境条件件5.2.5.3活性性污泥运行行中常见的的问题(一)污泥泥膨胀广义地把活活性污泥的的凝聚性和和沉降性恶恶化，以及及处理水混混浊的现象象总称为活性污泥的的膨胀。污泥膨胀可可大致区分分为丝状体膨胀胀和非丝状体膨膨胀两种。丝状体膨胀胀和非丝状体膨膨胀丝状状体体膨膨胀胀：当丝丝状状体体过过多多，，长长出出一一般般絮絮体体的的边边界界而而伸伸入入混混合合液液时时，，其其架架桥桥作作用用妨妨碍碍了了絮絮体体间间的的密密切切接接触触，，致致使使沉沉降降较较馒馒，，密密实实性性差差和和SVI高。非丝状状体膨膨胀：当发生生非丝丝状菌菌性污污泥膨膨胀时时，同同样SVI高，污污泥在在沉淀淀池内内难以以沉淀淀、压压缩。。此时时的处处理效效率仍仍很高高，上上清液液也清清澈。。(1)溶解氧氧浓度度丝状菌菌能在在低溶溶解氧氧条件件下生生长良良好，，甚至至能在在厌氧氧条件件下残残存而而不受受影响响。城城市污污水厂厂的曝曝气池池溶解解氧最最低应应保持持在2mg/L左右。。(2)冲击负负荷如果曝曝气池池内有有机物物超过过正常常负荷荷，污污泥膨膨胀程程度提提高，，使絮絮体内内部溶溶解氧氧消耗耗提高高，导导致了了内部部丝状状体的的发展展。造成丝丝状菌菌性污污泥膨膨胀的的原因因造成丝丝状菌菌性污污泥膨膨胀的的原因因(3)进水水营养养条件件的变变化一般细细菌在在营养为BOD5：：N：：P＝＝100：：5：：1的条件件下生生长，，但若若磷含含量不不足，，C／N升高，，这种种营养养情况况适宜宜丝状状菌生生活。。其二是是碳水水化合合物过过多会会造成成膨胀胀。造成丝丝状菌菌性污污泥膨膨胀的的原因因其三是是硫化物物的影响响，过过多的的化粪粪池的的腐化化水及及粪便便废水水进入入活性性污泥泥设备备，会会造成成污泥泥膨胀胀。含含硫化化物的的造纸纸废水水，也也会产产生同同样的的问题题。一一般是是加5～10mL/L氯加以以控制制或者者用预预曝气气的方方法将将硫化化物氧氧化成成硫酸酸盐。。造成丝丝状菌菌性污污泥膨膨胀的的原因因还有pH值和水水温的的影响响，丝丝状菌菌易在在高温温下生生长繁繁殖，，而菌菌胶团团则要要求温温度适适中；；丝状状菌宜宜在酸酸性环环境(pH值=4.5～6.5)中中生长长，菌菌胶团团宜在在pH值＝6～8的环环境中中生长长。造成非非丝状状菌性性污泥泥膨胀胀的原原因非丝状状菌性性膨胀胀污泥泥含有有大量量的表表面附附着水水，细细菌外外面包包有黏黏度极极高的的粘性性物质质，它它是葡葡萄糖糖、甘甘露糖糖、脱脱氧核核糖等等形成成的多多糖类类。非丝状状菌性性污泥泥膨胀胀主要要发生生在污污水水水温较较低而而污泥泥负荷荷太高高时。。此时时，细细菌吸吸取了了大量量营养养物，，但代代谢速速度慢慢，就就积贮贮起大大量高高粘性性的多多糖类类物质质，使使活性性污泥泥的表表面附附着水水大大大增加加，致致使SVI升高，，形成成污泥泥膨胀胀。解决污污泥膨膨胀的的办法法概括起起来就就是预预防和和抑制制。预预防就就要加加强管管理，，及时时监测测水质质、曝曝气池池污泥泥沉降降比、、污泥泥指数数、溶溶解氧氧等，，发现现异常常情况况，及及时采采取措措施。。污泥发发生膨膨胀后后，要要针对对发生生膨胀胀的原原因，，采取取相应应的制止措措施。当进水水浓度度大和和出水水水质质差时时，应应加强强曝气气，保保持曝曝气池池溶解解氧在在2mg／／L以上；；加大排排泥量量，提提高进进水浓浓度，，促进进微生生物新新陈代代谢过过程，，以新新污泥泥置换换老污污泥；；曝气池池中碳碳氮比比失调调时，，投加加含氮氮化合合物；；加氯起凝聚聚和杀杀菌双双重作作用，，在回回流污污泥中中投加加漂白白粉或或液氯氯可抑抑制丝丝状菌菌生长长(加加氯量量按干干污泥泥的0.3～0.4%估估计)，调调整pH值。5.2.5.3活性性污泥泥运行行中常常见的的问题题(二)污泥泥上浮浮1、污污泥脱脱氮上上浮硝化（（曝气气池负负荷小小而供供氧量量过大大时））———硝化化（二二沉池池中长长时间间处于于缺氧氧状态态）———N2使污泥泥上浮浮方法：：减少曝曝气，，防止止硝化化出现现；及及时排排泥，，增加加回流流量，，减少少污泥泥停留留时间间；减减少曝曝气池池进水水量，，以减减少二二沉池池中的的污泥泥量。5.2.5.3活性性污泥泥运行行中常常见的的问题题2、污污泥腐腐化上上浮沉淀池池内污污泥由由于缺缺氧而而产生生厌氧氧分解解———产生生大量量CH4及CO2附着在在污泥泥体上上———污泥泥比重重变小小而上上浮原因：：二沉池池内污污泥停停留时时间过过长；；局部部区域域污泥泥堵塞塞。解决措措施：：加大曝曝气量量，以以提高高出水水溶解解氧含含量；；疏通通堵塞塞，及及时排排泥。。5.2.5.3活性性污泥泥运行行中常常见的的问题题（三））污泥泥的致致密与与减少少引起污污泥致致密的的原因因有：进水水中无无机悬悬浮物物突然然增多多；环环境条条件恶恶化，，有机机物转转化率率降低低；有有机物物浓度度减少少。造成污污泥减减少的的原因因有：有机机物营营养减减少；；曝气气时间间过长长；回回流比比小而而剩余余污泥泥排放放量大大；污污泥上上浮而而造成成污泥泥流失失等。。5.2.5.3活性性污泥泥运行行中常常见的的问题题解决方方法：投加加营养养料；；缩短短曝气气时间间或减减少曝曝气量量；调调整回回流比比和污污泥排排量；；防止止污泥泥上浮浮，提提高沉沉淀效效果。。(四)泡沫沫问题题当废水水中含含有合合成洗洗涤剂剂及其其它起起泡物物质时时，就就会在在曝气气池表表面形形成大大量泡泡沫，，严重重时泡泡沫层层可高高达1m多。5.2.5.3活性性污泥泥运行行中常常见的的问题题泡沫的的危害害表现现为：减小小以至至破坏坏叶轮轮的充充氧能能力；；在影响响二沉沉池沉沉淀效效率，，恶化化出水水水质质；影响环环境卫卫生。。抑制泡泡沫的的措施有有：安装装喷洒洒管网网，用用压力力水喷喷洒，，打破破泡沫沫；定时投投加除除沫剂剂以破破除泡泡沫。。油类类物质质投加加量控控制在在0.5～～1.5mg／／L范围内内；提高曝曝气池池中活活性污污泥的的浓度度。5.2.5.4活活性污污泥法法的发发展（1））渐减减曝气气（2））阶阶段曝曝气法法（3）完完全全混合合法（4））延时时曝气气法曝气时时间长长，约约24~48h，污泥负负荷低低，约约0.05~0.2kgBOD5/kgVSS•d，，曝气池池中污污泥浓浓度高高，约约3~6g/L。微生物物处于于内源源呼吸吸阶段段，剩剩余污污泥少少而稳稳定，，无需需消化化，可可直接接排放放。BOD去除率率75~95%。运运行是是对氮氮、磷磷的要要求低低，适适应冲冲击的的能力力强。。（5））氧化化沟（6））接触触稳定定（吸吸附再再生））法（7））吸吸附-生物物降解解工艺艺（AB））（8））SBR纯氧曝曝气在密闭闭的容容器中中，溶溶解氧氧饱和和浓度度可提提高，，氧溶溶解的的推动动力提提高，，氧传传递速速率增增加，，污泥泥的沉沉淀性性能好好。曝曝气时时间短短。（9）活活性生生物滤滤池（（ABF）工艺5.3生物膜膜法5.3.1基本原原理生物膜膜法的的基本本原理理是微微生物物附着着在介介质“滤料”表面上上，形形成生生物膜膜，污污水同同生物物膜接接触后后，溶溶解的的有机机污染染物被被微生生物吸吸附转转化为为H2O、CO2、NH3和微生物物细胞物物质，污污水得到到净化，，所需氧氧气一般般来自大大气。5.3.1.1生物膜的的形成和和结构生物膜的的形成——挂膜污水通过过布水设设备流到到滤床表表面上，，在重力力作用下下，污水水以水滴滴的形式式向下渗渗沥，或或以波状状薄膜的的形式向向下渗流流。污水流过过滤床时时，有一一部分污污水、污污染物和和细菌附附着在滤滤料表面面上，微微生物便便在滤料料表面大大量繁殖殖，形成成一层充充满微生生物的粘粘膜，称称为生物物膜。5.3.1.1生物膜的的形成和和结构

细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、后生动物、肉眼可见的蠕虫、昆虫幼虫等。表层2mm左右为好氧和兼性微生物生存；以下为厌氧微生物。5.3.1.2生物膜的的基本流流程5.3.1.3生物膜的的净化过过程图：生物物膜的净净化过程程5.3.1.4生物膜法法的分类类和特点点（1）分类1）润壁型型生物膜膜法2）浸没型3）流动床型生物膜法5.3.1.4生物膜法法的分类类和特点点（2）特点①微生物物相复杂杂,能去除难②净化效果好，剩余污泥少;③污泥性能好，不易发生污泥膨胀;④耐负荷冲击,能处理低浓度废水;⑤操作简便,运行费用低;⑥投资费用较大。5.3.2生物滤池池5.3.2.1生物滤池池分类和和运行方方式(1)分类低负荷生生物滤池池高负荷生生物滤池池(回流式生生物滤池池)超负荷生生物滤池池（塔式式生物滤滤池）5.3.2.1生物滤池池分类和和运行方方式(2)运行方式式①交替式式二级生生物滤池池法5.3.2.1生物滤池池分类和和运行方方式②回流式式生物滤滤池法qv—污水流量量；r—回流比5.3.2.1生物滤池池分类和和运行方方式②回流式式生物滤滤池法qv—污水流量量；r—回流比5.3.2.1生物滤池池分类和和运行方方式③塔式生物物滤池法5.3.2.1生物滤池分分类和运行行方式5.3.2.2生物滤池构构造普通生物滤滤池示意5.3.2.2生物滤池构构造5.3.2.2生物滤池构构造(1)滤床典型的生物物滤池的构构造滤床布布水设备排排水通风系系统池池壁5.3.2.2生物滤池构(1)滤床滤床由滤料料组成。理理想的滤料料应具备：：①能为微生生物附着提提供大量的的面积；②使污水以以液膜状态态流过生物物膜；③有足够的的空隙率；；④有较好的的化学性能能；⑤有一定的的机械强度度；⑥价格低廉廉。5.3.2.2生物滤池构构造(1)滤床常用滤料：：拳状碎石、、碎钢渣、、焦炭、塑塑料、玻璃璃钢蜂窝状状滤料。国内目前采采用的玻璃璃钢蜂窝状状块状滤料滤料滤料5.3.2.2生物滤池构构造(2)布水设备设置目的——使污水均匀匀地分布在在滤床表面面生物滤池的的布水设

旋转式布水器和固定式布水系统旋转式布水器的中央是一根空心立柱，底端与设在池底下面的进水管衔接。其所需水头在0.6～1.5m左右。5.3.2.2生物滤池构构造(2)池壁：围护滤料，，减少污水水飞溅(3)布水设备固定式布水水系统是由由虹吸装置、、馈水池、、布水管道道和喷嘴组成。旋转式布水水器实物图图旋转式布水水器固定式布水水系统固定式布水水系统(4)排水通风系系统作用收集滤床流流出的污水水与生物膜膜保证通风支撑滤料5.3.2.2生物滤池构构造5.3.2.2生物滤池构构造(4)池底排水系系统的组成成排水假底用特制砌块块或栅板铺铺成；假底空隙率不不小于滤池池面积5~8％。池底除支撑撑滤料外，，还要排泄泄滤床上的的来水，池池底中心轴轴线上有集集水沟，坡坡度约1％～2％。池底集水沟5.3.2.3生物滤池性性能的影(1)滤池高度不同滤床高度的传质过程和能量交换不同：

生物膜量

微生物种类

去除有机物速率上层

多

以细菌为主（低级）

高下层

少

增加，高级

指数下降进水水质——生物膜微生物不同——挂膜过程。5.3.2.3生物滤池性性能的影响响因素(2)负荷率表达形式：：水力负荷率率：m3/m3d平均均滤滤率率：：表表面面水水力有机负荷率：kg(BOD5)/m3d——城市废水由于生物滤池的作用是去除污水中有机物或特定污染物，因此，它的负荷率通常以有机物或特定污染物质为准较合理。5.3.2.3生物物滤滤池池性性能能的的影影响响因因素素(2)负在低负荷条件下，随着滤率的提高，污水中有机物的传质速率加快，生物膜量增多，滤床特别是它的表面很容易堵塞；在高负荷条件下，随着滤率的提高，污水在生物滤床中停留的时间缩短，出水水质将相应下降。5.3.2.3生物物滤滤池池性性能能的的影影响响因因素素(3)回流流回流流----回流流水水量量与与进进水水量量之之比比叫叫回回流流比比。影响响：：①回回流流可可提提高高生生物物滤滤池池的的滤滤率率；；②提提高高滤滤率率有有利利于于防防止止产产生生灰灰蝇蝇和和减减少少恶恶臭臭；；③回回流流改改善善进进水水质质、提供供营营养养和和降降低低有有毒毒物物质质浓浓度度；；④回回流流有有调调节节和和稳稳定定进进水水的的作作用用。。5.3.2.3生物物滤滤池池性性能能的的影影响响因因素素(4)供氧氧生物物滤滤池池中中主要影响因素是滤床自然拨风和风速——自然拨风推动力是池内温度与气温的差，以及滤池的高度5.3.2.4生物滤池的设设计(1)滤床设计①容积有机负负荷率法a.滤床体积（V）=cs0QVNv5.3.2.4生物滤池的设设计b滤床高度据计算结合经经验确定。确定滤床的总总体积和高度度，滤床的总总面积可以算算出。c滤床面积A=V/h目前生物滤池池最大直径为为60m，通常是35m以下当总面积不大大时，可采用用2个滤池。5.3.2.4生物滤池的设设计d校核滤速滤速一般不超超过30m/d，滤率的确定与与进水BOD5有关。②面积有机负负荷率法a滤床面积=cs0QANA5.3.2.4生物滤池的设设计②面积有机负负荷率法b滤床高度c滤床面积d校核③面积水力负负荷率法a滤床面积=b滤床高度和体体积c校核QANq5.3.2.4生物滤池的设设计（2）布水装置设设计①布水横管根根数与直径布水横管根数数布水横管的的根数决定于于池子和滤速速，n取偶数，水量量大时用4根，一般用2根。设布水横管进进口端的流速速为u，u一般取1m/s，则：u·（πD2/4）=Q′5.3.2.4生物滤池的设设计（②出水孔数及在布水横管上的位置假定每个出水口喷洒的面积基本相同，孔口数（n）的计算公式为：5.3.2.4生物滤池的设设计②出水孔数及及在布水横管管上的位置池中心算起第第i个孔中心离滤滤池的距离，，一般取li为：li5.3.2.4生物滤池的设设计（2）布水装置设设计③布水器的转转速布水横管的回回转速度与滤滤速、横管根根数有关。滤率/md-1转速/rmin-1(4根横管)转速/rmin-1(2根横管)151220232524也可以近似地地用下式计算算：5.3.3生物转盘盘5.3.3生物转盘5.3.1.1生物转盘的构构造与工作原原理生物转盘的工工艺流程5.3.3生物转盘5.3.1.1生物转盘的构构造与工作原原理生物转盘的主主要组成部分分：转动轴、转盘盘、废水处理理槽、驱动装装置5.3.1.1生物转盘的构构造与工作原原理盘片：直径：2~3m，转速2~3转/分，间距20~30mm转动轴：直径：50mm以上,长度0.5-7m.处理槽：半圆形或多边边形，净空相相距20~50mm。驱动装置：机械驱动装置置；空气驱动动装置；水轮轮驱动装置。。5.3.3生物转盘工作原理：生物转盘的主主体是垂直固固定再水平轴轴上的一组圆圆形盘片和一工作时，废水流过水槽，生物膜和大气与废水轮替接触，浸没时吸附废水中的有机物，敞露时吸收大气中的氧气。转盘的转动，带进空气，使溶解氧均匀分布。5.3.3生物转盘生物转盘运行行示意图5.3.1.2生物转盘的运运行特点1954年在西德的Heilbronn建成世界上第第一座生物转转盘污水处理理厂。1.不需曝曝气和和回流流，运运行动动力消消耗和和费用用低；；2.运行稳稳定，，适应应不同同废水水，技技术要要求不不高；；3.剩余污污泥量量少，，易于于沉淀淀脱水水；4.没有恶恶臭、、堵塞塞、泡泡沫、、噪音音等问问题；；5.3.1.3生物转转盘的的工艺艺设计计生物转转盘的的设计计和计计算包包括：：所需需转盘盘总面面积；；接触触氧化化槽总总体积积、转转轴长长度以以及污污水在在接触触反应应槽内内的停停留时时间。。水力负负荷和和有机机负荷荷：水力负负荷：：m3污水/m3槽.天；m3污水/m2盘片.天有机负负荷：：kgBOD5/m3槽.天；kgBOD5/m2盘片.天5.3.1.3生物转转盘的的工艺艺设计计（1）生物物转盘盘的总总面积积按负荷荷率计计算的的生物物转盘盘各尺尺寸（2）转盘总总片数数（3）转盘盘长度度（4）氧化化槽有有效长长度5.3.1.3生物转转盘的的工艺艺设计计（5）氧化化槽有有效容容积（6）氧化槽槽盛水水量（7）校核停停留时时间（8）转盘转转速（9）转盘轴轴功率率5.3.3.4生物转转盘的发展展（1）空气气驱动动式生生物转转盘5.3.3.4生物转转盘的发展展（2）与平平流式式沉淀淀池合合建的的生物物转盘盘5.3.3.4生物转转盘的发展展（3）活性性污泥泥