第四章42活性污泥法影响因素即运行参数

1、4. 2 活性污泥净化反应影响因素与设计、运行参数活性污泥净化反应影响因素与设计、运行参数一、影响因素（营养、do、ph、temp、有毒物质 etc.）二、主要设计、运行参数 1.表示曝气池中混合液活性污泥数量的指标：mlss、mlvss 2.表示二沉池活性污泥的沉降性能的指标：sv、svi 3.污泥龄c 4.污泥负荷曝气池中有机物与活性污泥比值的指标ns、nv 5.有机污染物降解与活性污泥增长活性污泥净增值量 6.有机污染物降解与需氧曝气池内混合液需氧量o2一、影响因数 1.营养物质：碳源、氮源、无机盐类、某些生长素 1）碳源：组成生物细胞的主要物质，对碳源的需求量较大，一 般bod5100

2、mg/l 2）氮源：组成细胞的重要元素，其需要量按bod：n=100：5考虑 3）盐类：必不可少 （1）主要的无机盐类 p：按bod5:n:p=100:5:1考虑，它是微生物需要量最多的 无机元素，约占全部无机盐元素的50% 还有k、ca、f e 、s等无机元素 （2）微量无机元素 （3）对于生活污水，bod5:n:p的比值为100:5:1，但经沉淀池 处理后比值提高，能达到bod5:n:p=100:20:25dtdc3do溶解氧 1）曝气池在稳定运行时，微生物的耗氧速率（rr 即需氧速率） 曝气器的供氧速率，其池中的溶解氧do不变。2）曝气池中do浓度大小将取决于：（1）生物絮体的大小：要求

3、生物絮体大，则要求do浓度高， do才能扩散转移到生物絮体内部,反之则不能。对此要求 do浓度不低于2mg/l左右为好。（2）考虑冲击负荷与中毒的影响，以便于操作以了解供氧量的变化 冲击负荷do突然急性中毒慢性中毒do逐渐增加do突然dsststds0dtds4水温：1535之间 2030，效果好，活动旺盛，15，35，效果，活动弱，5，45，效果很差，5ph值 最佳的ph值为6.58.5 当ph6.5，丝状菌繁殖，ph4.5，丝状菌占优势 当ph9.0，代谢速率6有毒物质 主要是重金属，h2s、cn、酚等，当超过一定浓度时，就会破坏 细胞结构，抑制代谢。有毒物质的极限允许浓度见表4-4 p1

4、05 （1） mlss浓度混合液悬浮固体浓度混合液污泥浓度： mg/l混合液；g/l混合液；g/m3混合液； kg/m3混合液 （2） mlvss浓度混合液挥发性悬浮固体浓度 。0.75f，；0.75f：xxmlssmlvssfv对于城市污水对于生活污水二、主要设计运行参数1.表示混合液中活性污泥数量的指标（曝气池）)l/gmlss)l/lmsvgl1mlmin30l1svi（）（混合液中悬浮固体干重）容积（静沉后形成的活性污泥混合液经 （1）sv（2） svi2. 表示活性污泥的沉降性能的评定指标（二沉池） svi在习惯上只称数字，而把单位略去 svi值能够反映活性污泥的凝聚、沉降性能 要维

5、持曝气池一定的mlss（如3000mg/l）的情况下，svi值越高， 则要求的污泥回流比r就越大，但当svi值高达400ml/g时，则 难于用提高r来维持曝气池一定的mlss浓度。见图4-8：svi-mlss- r之间关系，(8). 城市污水，曝气池svi介于70-100之间。0.6图 4-8 svi值 、 mlss及 污 泥 回 流 比 r三 者 之 间 的 关 系混合液悬浮物浓度（mlss）（mg/l）0.42000010000.240003000svi=50svi=100svi=3002.01.60.81.2污 泥 回 流 比 rq/qsvi=4001.41.01.8svi=200svi

6、=150xe)qwq(qwxrx)d(xvxc曝气池内活性污泥总量式中vx ：每日排放污泥量x3.c污泥龄（生物固体平均停留时间）。定义：曝气池内活性污泥总量（vx）与每日排放的污泥量（ x ）之比。用c表示。系统中每日增长的活性污泥量应等于每日排出的剩余污泥量（x）,见图4-13c的定义式（48） （47） 将x（4-7）式代入（4-8）式：图 4-13 完全混合活性污泥系统的物料平衡v、se、xqse回流污泥rq、se、xr曝气池(q-qw)se、xeqw、xr剩余污泥二沉池处理水xe)qwq(qwxrvxc可忽略不计0 xeqwxrvxc svi10xr6max（4-9）（4-10）经验

7、公式 (4-11)xr是活性污泥特性和二沉池沉淀效果的函数。drsckyn1(4-25)污泥龄与污泥去除负荷呈反比关系容积负荷污泥负荷bodnbodnvsd/kgmlss bod kgxvqsnfn5asd/m bod kgvqsn35av曝气池xnnsv 4. 曝气池中有机污染物与活性污泥比值的指标 式中：sa污水中有机物浓度，mg/l；xmlss浓度，mg/l；v曝气池容积，m3（4-13） ns=f(svi) 见下图4-7（4-12） （4-14）活性污泥系统设计与运行至关重要的两个参数之一。活性污泥系统设计与运行至关重要的两个参数之一。u bod污泥负荷ns定义：曝气池内单位重量活性污

8、泥在单位时间内能够接受并将其降解到预定程度的有机物量。u bod容积负荷nv定义：单位池容积在单位时间内，能够接受并将其降解到预定程度的有机物量。01002005004003002.52.00.51.52.50svi高 负 荷bod-污 泥 负 荷 率 (kgbod/kgmlss d)图 4-7 污 泥 负 荷 与 svi值 之 间 的 关 系一 般 负 荷低负荷选定适宜的bod ns:0.20.5 kg/kgmlss.d为一般负荷区 0.1 kg/kgmlss.d为低负荷区 1.5-2.5 kg/kgmlss.d为高负荷区 0.5-1.5 kg/kgmlss.d为污泥膨胀区，一般不取。1.0

9、0.5 ssnve曝气池污泥增长速率沉淀性能变差有机物降解速率sevns沉淀性能变好有机物降解速率污泥增长速率曝气池bxasxrraesss07. 0) 1 . 005. 0(075. 007. 0)k(b5 . 04 . 0)65. 05 . 0(73. 049. 0)y(ad城市污水：城市污水：对于生活污水：曝气池内，微生物代谢污水中的有机物，同时活性污泥得到增长。(1)活性污泥微生物在曝气池内每日净增殖量每日净增殖量xx（kg/dkg/d），它是微生物合成反应和内源代谢的综合结果，即 式中：a污泥产率（污泥转换率） sr污水中被降解、去除的有机污染物量（bod），kg/dx曝气池混合液含

10、有的活性污泥量，kg/db自身氧化率（衰减系数），d1（4-15）5. 有机物降解与活性污泥增长动力学（4-16）a，b以mlss为基础，y，kd以mlvss为基础esgdtdxdtdxdtdxusdtdsydtdx ()udsdt式中 活性污泥微生物对有机物的降解速度 利用速度(2) 曝气池内活性污泥微生物的净增殖量x（kg/d）1）单位曝气池容积内活性污泥的净增殖速度： 净增殖速度 合成速度 内源代谢速 （4-18）y 污泥产率系数：mlvss kg数/1kgbod 对于生活污水：y0.50.65 而合成速度（4-17）式中：kd微生物自身氧化率（衰减系数），d-1 对于生活污水：kd0.

11、050.1vdexkdtdx而内源代谢速度vdugxkdtdsydtdx均为常数在曝气池稳定运行时ugdtds、dtdx，2）活性污泥微生物净增殖的基本方程式： xvmlvss(4-20)(4-19)vdeavvxk)ss(yqxkg/dvss，）（xv的排放每日增长kg/d，)ss(qea每日有机物降解量mlvssx ，kgvxvv悬浮固体总量曝气池内混合液挥发性dvrvvkvxqsyvxx3）在曝气池中mlvss的净增殖量xv（4-21） 将（4-21）式各项除以vxv得（4-22） 式中：cxvx=剩余污泥量，可按下列公式计算(规范)：1、按污泥泥龄计算 （6.10.31）2、按污泥产率

12、系数、衰减系数及不可生物降解和惰性悬浮物计算xyq（sose）kdvxvfq（ssosse） （6.10.32）式中：x剩余污泥量（kgss/d）；v生物反应池的容积（m3）；x生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度（gmlss/l）；y污泥产率系数（kgvss/kgbod5）20时为0.40.8；q设计平均日污水量（m3/d）；so生物反应池进水五日生化需氧量（kg/m3）；se生物反应池出水五日生化需氧量（kg/m3）；kd衰减系数(d-1)；xv生物反应池内混合液挥发性悬浮固体平均浓度（gmlvss/l）；fss的污泥转换率，宜根据试验资料确定，无试验资料时可取0.50.7（gmlss/gs

13、s）；sso生物反应池进水悬浮物浓度（kg/m3）；sse生物反应池出水悬浮物浓度（kg/m3）。cvrvearsvxqsvx)ss(qndrsvvkynvxxcvv1vxxdrsckyn1 (3) nrsbod污泥去除负荷率kg bod 5/kgmlssd则（4-22）式 可写为：而 （4-25）（4-23）（4-24）dvrvvkvxqsyvxx污泥龄与污泥去除负荷呈反比关系1.061.02： kknt20tt20ddtcrs成反比与vvcvrsxvxxdtdxn当tssv)ss(qneaearv（4-25）式分析 nrvbod污泥容积去除负荷率kg bod 5/m3da、b一般在工程设计

14、与运行中应用，并以mlss为基准考虑y、kd一般在科研和学术探讨上应用，且以mlvss为计算基准 6有机物得降解与需氧曝气池内混合液需氧量o2的计算（kgo2/d） 1需氧量o2（r）的计算 o2=r= aqsr + bvxv （kgo2/d） （426） 对有机物氧化分解 微生物内源代谢 的自身氧化需氧 式中：o2 、r混合液需氧量（kgo2/d） a 微生物氧化分解有机物的需氧率 对于生活污水：0.420.53 o2kg数/1kgbod b微生物每天自身氧化的需氧率 对于生活污水：0.1880.11o2kg数/1kgmlvssd v曝气池容积m3 xvmlvss，kg/m3 将（426）式

15、中各项均除以vxv得出： （427） 将（426）式各项均除以得出： （428）2分析： 单位重量活性污泥的需氧量，kg bod 5/kgmlssd 每降解1kgbod的需氧量，（kgo2/ kgbodd）bnabvxqsarsvrv2vxo bnabvxqsavxorsvrv2 rsrvr2n1qsvxqsobabav2vxor2qso 当nrs高，c短，则每kg污泥需氧量就大，即单位曝气池容积的需 氧量就多，曝气强度要大。反之亦然。（427）公式 当nrs高，c短，去除每kgbod的需氧量就少，这是因为合成后的微生物自身氧化少，需氧量较少，同时有一部分有机物被活性污泥吸附而来未代谢就随剩余

16、污泥排出曝气系统，而未消耗氧。（428） 一句话来说就是负荷高时，曝气强度大但总供氧量少一句话来说就是负荷高时，曝气强度大但总供氧量少3y、kd与a、b的确定 由公式（4-25）作图4-9（p112）确定y、kd 由公式（4-26）作图4-10（p113）确定a 、b06规范:曝气池的污水需氧量，宜按下列公式计算：o2 = 0.001aq(sose)cxv式中：o2污水需氧量（kgo2/d）；q生物反应池的进水流量（m3/d）；so生物反应池进水五日生化需氧量浓度（mg/l）；se生物反应池出水五日生化需氧量浓度（mg/l）；xv排出生物反应池系统的微生物量；（kg/d）； a碳的氧当量，当含碳物质以bod5计时，取1.47；c常数，细菌细胞的氧当量，取1.42。某活性污泥曝气池的设计流量为200 m3/h,进、出水bod5值分别为175 mg/l和15 mg/l,每日剩余污泥量为294kg,