第八章活性污泥法PPT课件

1、第一节第一节 污水生物处理的基本概念和生化反应污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础动力学基础u基本概念和原理；基本概念和原理；u微生物生长规律和生长环境；微生物生长规律和生长环境；u微生物反应速率、反应级数；微生物反应速率、反应级数；u微生物生长动力学；微生物生长动力学；u废水的可生化性废水的可生化性。第1页/共88页污水生物处理：污水生物处理： 利用微生物的新陈代谢作用，对污利用微生物的新陈代谢作用，对污水中的污染物质进行分解和转化，水中的污染物质进行分解和转化，从而达到对污水的净化处理。从而达到对污水的净化处理。一、概述一、概述第2页/共88页 真核生物真核生物 （细胞具有核（细胞具

2、有核膜和细胞器）膜和细胞器） 原核生物原核生物（ 无明显的无明显的核和细胞器）核和细胞器）动物动物（多细胞，能运动，具（多细胞，能运动，具有分化的细胞组织，异养）有分化的细胞组织，异养）植物植物（多细胞，不运动，具（多细胞，不运动，具有细胞组织，有光合作用）有细胞组织，有光合作用）真菌真菌（大部分为多细胞，（大部分为多细胞，不运动，异养，分解者）不运动，异养，分解者）原生生物原生生物（大部分为单细胞，（大部分为单细胞，运动，异养，分解者）运动，异养，分解者）细菌细菌（单细胞，部分能运动，部分（单细胞，部分能运动，部分异养，分解者，部分有光合作用）异养，分解者，部分有光合作用）轮虫轮虫苔藓，苔藓

3、， 藻类藻类酵母，酵母， 蘑菇蘑菇鞭毛虫鞭毛虫微生物分类微生物分类第3页/共88页污水生物处理分类污水生物处理分类按微生物生长方式按微生物生长方式 悬浮生长法（活性污泥法）悬浮生长法（活性污泥法） 附着生长法（生物膜法）附着生长法（生物膜法）按微生物对溶解氧的要求按微生物对溶解氧的要求 好氧生物处理好氧生物处理 厌氧生物处理厌氧生物处理 缺氧生物处理缺氧生物处理第4页/共88页按微生物生长方式分类 悬浮生长法悬浮生长法（活性污泥法） 通过适当的混合方法使微生物在生物处理构筑物中保持悬浮状态，并与污水中的有机物充分接触，完成对有机物的降解。 附着生长法附着生长法（生物膜法） 微生物附着在某种载体

4、上生长，并形成生物膜。污水经过生物膜时，微生物与污水中的有机物接触，完成对污水的净化。第5页/共88页按微生物对溶解氧需求分类按微生物对溶解氧需求分类 好氧生物处理好氧生物处理 水中存在溶解的分子氧的条件下进行的生物处理过程，是城镇污水处理所采用的主要方法。 e.g.活性污泥法、生物膜法。 缺氧生物处理缺氧生物处理 水中无溶解的分子氧，但存在化合态氧(NO3-, SO42-,S2O32-, PO43-, CO2等)的条件下进行的生物处理过程。 厌氧生物处理厌氧生物处理 水中即无溶解的分子氧，也无化合态氧的条件下进行的生物处理过程，常用于高浓度有机污水的处理。第6页/共88页生物处理法生物处理法

5、好氧好氧厌氧厌氧自然自然条件条件人工人工条件条件水体自净：天然水体、氧化塘水体自净：天然水体、氧化塘土壤净化：污水灌溉土壤净化：污水灌溉悬浮生物法：活性污泥法、氧悬浮生物法：活性污泥法、氧化塘、氧化沟化塘、氧化沟固着生物法：生物滤池、生物转盘、固着生物法：生物滤池、生物转盘、接触氧化、好氧性生物流化床接触氧化、好氧性生物流化床自然自然条件条件人工人工条件条件高温堆肥高温堆肥厌氧塘厌氧塘悬浮生物法：上流式厌氧污泥床、悬浮生物法：上流式厌氧污泥床、 化粪池、厌氧消化化粪池、厌氧消化固着生物法：厌氧滤池、厌氧流化床固着生物法：厌氧滤池、厌氧流化床第7页/共88页二、基本概念和原理 代谢 底物 自养和

6、异养 好氧生物过程 厌氧生物过程 生物脱氮理论 生物除磷理论第8页/共88页2.1. 代谢(metabolism): 分解代谢，合成代谢（1）分解代谢分解代谢(catabolism)：微生物将自身或外来微生物将自身或外来的各种物质分解以获取能量的过程，也称为的各种物质分解以获取能量的过程，也称为异化作用异化作用。C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O G = -2880 kJ 好氧呼吸好氧呼吸(aerobic respiration): 以分子氧作为最终电子以分子氧作为最终电子受体受体; 厌氧呼吸(anaerobic respiration): 以化合态氧作为最终电子受体; 发酵(

7、fermentation):微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。 C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 G = -244.9 kJ glucose + 3NO3- + 3H2O 6HCO3- + 3NH4+, G = -1796 kJ glucose + 3SO42- + 3H+ 6HCO3- + 3SH-, G = -453 kJ根据最终电子受体分类根据最终电子受体分类：第9页/共88页(2) 合成代谢(anabolism)：微生物利用一部分底物或分解代谢过程中产生的中间产物，在合成酶的作用下合成微生物细

8、胞的过程，也称为同化作用。2.1.代谢(cond)根据能源的来源分类：外源性呼吸：微生物用外界供给的能源进行呼吸内源性呼吸（内源代谢）：微生物则利用自身内部储存的能源进行呼吸。e.g.细胞质进行自身氧化并释放能量。第10页/共88页(3) 微生物的新陈代谢体系2.2. 底物底物(substrate):在代谢过程中，微生在代谢过程中，微生物可以利用污水中大部分有机物和部分无物可以利用污水中大部分有机物和部分无机物作为营养源，这些可被微生物利用的机物作为营养源，这些可被微生物利用的物质，即称为物质，即称为底物底物。微生物的微生物的新陈代谢新陈代谢 分解代谢分解代谢(异化作用异化作用) 合成代谢合成

9、代谢(同化作用同化作用)复杂物质分解复杂物质分解为简单物质为简单物质+ 能量能量微生物增殖微生物增殖释放释放第11页/共88页2.3.自养和异养 根据微生物进行分解代谢时所利用的底物，可将微生物分为两种类型： 异养微生物(heterotrophic organism)：底物为有机物，如蛋白质、糖等 自养微生物(autotrophic organism)：底物为无机物，以CO2为主要或唯一碳源，无机氮为氮源第12页/共88页2.4. 好氧生物处理过程有机物有机物+氧氧+微生物微生物 (C, O, H, N, S, P)分解(1/3)合成细胞合成细胞物质物质+氧氧+微生物微生物 热热80%20%内

10、源代谢产物内源代谢产物+能量能量(CO2, H2O, NH3)内源代谢产内源代谢产物残留物物残留物CO2, H2O, NH3, SO42-, P43- + 能量内源内源代谢代谢好氧生物处理过程有机物转化示意图合成合成(2/3)第13页/共88页(2)好氧生物处理过程的生化反应方程式： I. 分解反应（氧化反应、异化代谢、分解代谢）微生物 CHONS + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +能量（有机物的组成元素） III. 内源呼吸（细胞物质的自身氧化） C5H7NO2 + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +能量 II. 合成反应（合成代谢、同化作用）

11、 CHONS + 能量 C5H7NO2微生物(1) 在正常情况下，各类微生物细胞物质的成分是相对稳定的，一般可用下列实验式来表示：细菌：C5H7NO2；真菌：C16H17NO6；藻类：C5H8NO2；原生动物：C7H14NO32.4. 好氧生物处理过程 (cond)第14页/共88页2.4. 好氧生物处理过程 (cond)(3)好氧生物处理的特点：p反应速率快，所需的反应时间较短；p处理构筑物容积较小；p处理过程中散发的臭味较少；p适用于中、低浓度的有机污水，或BOD5 2000 mg/L的有机污水。第17页/共88页废水生物脱氮的基本过程：氨化硝化反硝化。 241NONH 322NONO硝化

12、反应分为两步进行：总的硝化反应： HOHNOONH2223242.6.生物脱氮理论 氨化：废水中的含氮有机物，在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮 硝化：废水中的氨氮在好氧自养型微生物（统称为硝化菌）的作用下被转化为NO2 和NO3 反硝化：废水中的NO2 和/或NO3 在缺氧条件下在反硝化菌（异养型细菌）的作用下被还原为N2的过程。第18页/共88页生物脱氮过程示意图第19页/共88页2.7.生物除磷理论 磷在废水中的存在形式：磷酸盐（PO43-, HPO42-, H2PO4-）、聚磷酸盐和有机磷 磷细菌：可以过量地、超出其生理需要地从外部摄取磷，并以聚合磷酸盐的形式贮存在

13、细胞体内： 除磷菌过量摄取磷：在好氧条件下，除磷菌合成聚磷酸盐并将之贮存在体内； 除磷菌的磷释放：在厌氧条件下，除磷菌分解聚磷酸盐产生磷酸，并将之排除体外； 富磷污泥的排放：在好氧条件下所摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷多，废水生物除磷工艺是利用除磷菌的这一过程，将多余剩余污泥排出系统而达到除磷的目的。第20页/共88页3.1. 3.1. 微生物的生长规律微生物的生长规律三、微生物的生长规律和生长环境三、微生物的生长规律和生长环境培养时间培养时间(h)细胞数目的对数细胞数目的对数活菌数活菌数微生物生长曲线微生物生长曲线IIIIIIIV适应期适应期生生长长期期稳定期稳定期衰亡期衰亡期第21页/共

14、88页3.1.微生物生长规律(cond) 适应期(延迟期)：几分钟 - 几小时 微生物细胞刚进入新环境，需要适应新的环境。 生长期(对数增长期)： 底物大量消耗，细胞增加数量与培养时间呈直线关系 稳定期(减速增长期)： 微生物升值速度与死亡率趋于平衡 营养物质减少，微生物活动能力降低，菌胶团细菌之间易于相互黏附，形成活性污泥絮体。 活性污泥具有一定的氧化有机物的能力及良好的沉降性能。 衰亡期(内源呼吸期)： 微生物细胞靠内源呼吸代谢以维持生存，许多细胞出现自溶。 生长速率为零，而死亡速率随时间延长而加快； 絮凝体吸附有机物的能力显著，但污泥活性低，污泥较松散。第22页/共88页3.2.控制微生

15、物生长期对污水生物处理的重要性： 生长期 需要充足的营养物质，但高浓度的有机物进水含量易造成出水的有机物超标，使出水达不到排放要求。 此时的微生物活性强，活性污泥不容易聚集和沉降，给泥水分离造成一定困难。 衰亡期末期 处理过的污水含有机物浓度低 微生物氧化分解有机物的能力差，所需反应时间长。 通常将活性污泥控制在稳定期末期和衰亡期初期。 活性污泥即具有较强的氧化和吸附有机物的能力，又具有良好的沉降性能。第23页/共88页3.3. 微生物的生长的影响因素营养、温度、营养、温度、pH、溶解氧、有毒物质、溶解氧、有毒物质 微生物的营养 好氧： BOD5:N:P=100:5:1 （碳源：BOD5； N

16、：NH3-N； P：PO43-P） 厌氧： C/N比：（120）：1 在废水处理中要先分析废水水质 低碳：投加生活污水或米泔水、淀粉浆料等 低N：投加尿素、硫酸铵等 低P：投加磷酸钠、磷酸钾等第24页/共88页3.3. 微生物的生长的影响因素(cond)v反应温度微生物可分为高温性（嗜热菌）、中温性、常温性和低温性（嗜冷菌）四类。好氧：中温性微生物为主；厌氧：中温性和高温性微生物为主。最低温最低温度度最适温度最适温度最高温度最高温度低温低温性性O5103O常温常温性性5103040中温中温性性10304050高温高温性性3050607080第25页/共88页3.3. 微生物的生长的影响因素(c

17、ond) pH 好氧：pH 6.5 8.5 厌氧：pH 6.7 7.4 废水pH变化较大：设置调节池 溶解氧 好氧：溶解氧浓度24 mg/L 厌氧: 当有氧存在时，会形成H2O2积累，对微生物细胞产生毒害作用，使其无法生长。 设备要严格密封，隔绝空气。第26页/共88页有毒物质：破坏细菌细胞的正常结构、使菌体内的酶变质并失去活性有毒物质包括：重金属离子（铅、铜、铬、砷、铜、铁、锌等）有机物类(酚、甲醛甲醇、苯、氯苯等) 无机物类(硫化物、氰化钾、氯化钠、硫酸根、硝酸根等）。3.3. 微生物的生长的影响因素(cond)第27页/共88页废水生物处理有毒物质允许浓度第28页/共88页4.1.4.1

18、.反应速率：在污水生物处理中，单位时间内底物的减少量或细胞的增加量。底底物物(S)细胞细胞(X)最终产物最终产物(P)合成合成分解分解生化反应过程底物生化反应过程底物变化示意图变化示意图)(1)(ZPYXSdtdXYdtdSdtdSYdtdXS, X: 底物、微生物浓度 Y: 反应系数/产率系数 Y=dX/dS, g(生物量)/g(降解的底物)四、微生物的反应速率和反应级数第29页/共88页nkSdtdSvv: 反应速率反应速率 n: 反应级数反应级数k: 反应速率常数反应速率常数4.2.反应级数： n=0: 零级反应；v=k,即反应速率不受反应物浓度影响;kSnvlglglg对上式两边取对数

19、：对上式两边取对数：ktSSkdtdSAAA0SA零级反应示意图零级反应示意图t0k1ktSSA0A第30页/共88页4.2.反应级数(cond)： n=1: 一级反应， v = kSA n=2: 二级反应, v = kSA2tkSSkdtSdSkSdtdSAAAAAA3 . 2lglg0t0Lg SA一级反应示意图一级反应示意图k/2.31t3 . 2kSlglgSA0AktSSkdtSdSkSdtdSAAAAAA022111/SAt二级反应示意图二级反应示意图0k1kt1S10AAS01ASt3 . 2kSlglgSA0A第31页/共88页4.2.反应级数(cond)：lg vlg S零级

20、零级11一级一级12二级二级第32页/共88页 某种污水在一连续进水和完全均匀混合的反应器里进行处理，假设反应是不可逆的，且符合一级反应(v = kSA), 反应速率常数k为0.15 d-1, 求解当反应池容积为20 m3、反应效率为98%时，该反应器能够处理的污水流量。例题1t3 . 2kSlglgSA0A第33页/共88页例题1解答：tkSSAA3 . 2lg0t3 . 215. 0%)981/(1lgdayt1 .26daymdaymtVQ/77. 01 .26/20/33tkSSAA3 . 2lglg0一级反应：第34页/共88页微生物群体增长的决定性条件为营养，当外部电子受体、适宜的

21、物理/ /化学环境都具备时：XdtdXdX/dt: 微生物群体增长速率；微生物群体增长速率； X：现有微生物群体浓度：现有微生物群体浓度, ML-3：比增长速率比增长速率, T-1SKSsmaxMonod方程方程S: 限值增长的限值增长的底物浓度底物浓度, ML-3； max：最大比增长速率：最大比增长速率, T-1; Ks:饱和常数，即饱和常数，即=max/2时的底物浓度时的底物浓度, ML-35.1. 微生物群体增长速率五、微生物生长动力学第35页/共88页maxmax/2S比增长速度与底物浓度的关系一级反应区一级反应区(n=1)混合反应区混合反应区(0n Ks: r = rmax, dS

22、/dt = rmaxX ，即底物的降解速率仅与微生物的浓度有关，呈一级反应关系。2.Ks S： r = rmaxS/Ks=KS， dS/dt = KXS，即底物降解速率与底物浓度呈一级反应关系，微生物增长处于稳定期或衰亡期。 第40页/共88页t 内，被利用的底物内，被利用的底物S = (S)s + (S)ee)dtdS(s)dtdS(u)dtdS(总底物利用速率总底物利用速率用于合成的底物利用速率用于合成的底物利用速率用于提供能量的用于提供能量的底物利用速率底物利用速率底物可分成两个部分：用于合成 + 提供能量5.3. 微生物增长与有机底物降解第41页/共88页5.3. 微生物增长与有机底物

23、降解(cond)微生物的生长分为两部分：合成 + 内源代谢edtdXsdtdXgdtdX微生物净增微生物净增长速率长速率微生物合成速率微生物合成速率内源呼吸或内内源呼吸或内源代谢速率源代谢速率XdK内源代谢系数内源代谢系数/衰减系数，衰减系数， T-1现有微生物浓度现有微生物浓度udtdSYY:被利用的单位底物量转被利用的单位底物量转换成微生物体量的系数换成微生物体量的系数(未未将内源代谢造成的微生物将内源代谢造成的微生物减少量计算在内减少量计算在内)第42页/共88页YKYdtdSXrorKdtdSXYXdtdXXKdtdSYdtdXdududug11/比底物利用速率比增长速率5.3. 微生

24、物增长与有机底物降解(cond)rYobsuobsgdtdSYdtdXSchroederSherrard提出：年&1973dobsKYY1第43页/共88页 废水可生化性：指废水中所含的污染物通过微生物的生命活动来改变污染物的化学结构，从而改变污染物的化学和物理性能所能达到的程度。六、废水的可生化性第44页/共88页各类有机物的可降解性及特例(cond)第45页/共88页废水可生化性的评价方法1. BOD5/COD值法BOD5：微生物在五天内生物降解一升污水中有机物所需的氧量 。COD：水体中能被氧化的物质在规定条件下进行化学氧化过程中所消耗氧化剂的量用KMnO4KMnO4或K2CrO

25、7K2CrO7测量，不受水质影响不能区分可被生物氧化和难以被生物氧化的有机物，包含还原性无机物BOD5COD值愈大，说明废水可生物处理性愈好。BOD5/COD值法值法BOD5/TOD值法第46页/共88页BOD5/COD值法( (cond) )废水的BOD5/COD值不可能直接等于可生物降解的有机物占全部有机物的百分数。所以，用BOD5/COD值来评价废水的生物处理可行件尽管方便，但比较粗糙，欲做出准确的结论，还应辅以生物处理的模型实验。 第47页/共88页2 2、BOD5/TOD值法TOC: total oxygen demand，其测定是在特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，于900900下将有

26、机物燃烧氧化所消耗氧的量，该测定结果比CODCOD更接近理论需氧量。 第48页/共88页以TOD代表废水中的总有机物含量要比COD准确，即用BOD5/TOD值来评价废水的可生化性能得到更好的相关性。2 2、BOD5/TOD值法( (cond) )第49页/共88页第二节、活性污泥法基本概念 活性污泥法的主要过程 活性污泥的组成 活性污泥的评价方法 Lawrence McCarty 模型第50页/共88页一、活性污泥法的主要过程 活性污泥法：利用悬浮生长的微生物絮体(即活性污泥)处理有机废水一类好氧生物的处理方法。 活性污泥具有降解废水中有机污染物（也有些可部分利用无机物）的能力，显示生物化学活

27、性。本质上与天然水体（江、湖）的自净过程相似。第51页/共88页活性污泥法净化废水过程 吸附 微生物代谢 凝聚与沉淀 第52页/共88页活性污泥法净化废水过程 吸附吸附：废水中的污染物被比表面积巨大且表面上含有多糖类粘性物质的微生物吸附和粘连。大分子有机物小分子物质渗入细胞体内第53页/共88页活性污泥法净化废水过程 微生物代谢 吸收进入细胞体内的污染物通过微生物的代谢反应而被降解。分解代谢：生成分解代谢：生成CO2和和H2O合成代谢：转化为新的有机体，使细胞增殖。合成代谢：转化为新的有机体，使细胞增殖。第54页/共88页活性污泥法净化废水过程 凝聚与沉淀 产生凝聚的原因： 细菌体内积累的聚-

28、羟基丁酸释放到液相，促使细菌间相互凝聚; 微生物摄食过程释放的粘性物质促进凝聚； 当外界营养不足时，细菌内部能量降低，表面电荷减少，使细菌间容易相互聚集。 沉淀:是混合液中固相活性污泥颗粒同废水分离的过程。第55页/共88页曝气池曝气池二沉池二沉池出水出水进水进水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥空气空气初沉池初沉池初沉污泥初沉污泥活性污泥法的基本流程第56页/共88页二、 活性污泥组成和成分活性污泥组成： 好气性微生物 细菌、真菌、原生动物、后生动物 微生物代谢和吸附的有机物、无机物。活性污泥成分 有活性的微生物 (Ma); 微生物自身氧化残留物(Me); 吸附在活性污泥上不能被微生物所降解的

29、有机物(Mi); 无机悬浮固体(Mii)第57页/共88页活性污泥成分(cond)H2O(99%)固体固体(1%)有机有机(7585%)无机无机 (1525%)MiiMaMeMi活性污泥活性污泥第58页/共88页活性污泥性状 粒径：200 1000 m 表面积： 20 100 cm2/mL 相对密度： 曝气池混合液 1.002 1.003 回流污泥 1.004 1.006 一般呈茶褐色，略显酸性，稍具土壤气味并夹带一些霉臭味。 供氧不足或出现厌氧状态：呈黑色 供氧过多营养不足：灰白色。第59页/共88页活性污泥图片第60页/共88页三、活性污泥评价方法生物相观察MLSS和MLVSS污泥沉降比和

30、污泥体积指数BOD负荷污泥泥龄和回流比第61页/共88页生物相观察 工具：光学显微镜或电子显微镜 观察内容： 种类 数量 优势度 代谢活动 在一定程度上可反映整个系统的运行状况。第62页/共88页生物相观察(cond) 活性污泥中的微生物在污水处理中起作用的主要是细菌和原生动物。 细菌：活性污泥净化功能最活跃的成分 游离细菌：有较强的氧化分解有机物的能力；e.g. 球菌、杆菌、螺旋菌, 菌胶团：活性污泥絮凝体的基本成分，是无数短杆菌的群体。为原生动物和丝状细菌提供生长场所； 丝状细菌：增殖速率较高； e.g. 球衣细菌、硫丝细菌、白硫细菌 原生动物： 常见的有肉足类、鞭毛类和纤毛类等，尤其以固

31、着型纤毛类,如钟虫、盖虫、累技虫等占优势。出现频率高、数量大，规律性强，常被作为活性污泥法的特征指示生物。 第63页/共88页MLSS=Ma+Me+Mi+MiiMLVSS=Ma+Me+MiMLSS & MLVSS MLSS: mixed liquor suspended solids, 混合液悬浮固体浓度。 曝气池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量，也称为污泥浓度(g/L)。 MLVSS: mixed liquor volatile suspended solids, 混合液挥发性悬浮固体浓度。 混合液悬浮固体中有机物的质量(g/L)。 对于某一特定的污水处理系统，MLVSS/M

32、LVV的比值相对稳定(0.7 0.8)第64页/共88页 SV%：曝气池混合液静止：曝气池混合液静止30 min后，沉淀污后，沉淀污泥与原混合液的体积比泥与原混合液的体积比(用百分数表示用百分数表示)。混合液体积静置沉淀后的污泥体积混合液经污泥沉降比min30SV污泥沉降比(settled volume, SV%)t=0 t=30minVV%100%VVSV第65页/共88页污泥体积指数 (settled volume index, SVI) SVI:曝气池混合液静止30 min后，每克悬浮固体所占有的体积(mL/g) 是判断污泥沉降浓缩性能的重要参数： SVI=100150：污泥沉降性能好

33、SVI200：污泥沉淀性较差，污泥易膨胀。 SVI过小：污泥含无机物较多，污泥活性差。 一般城市污水SVI：50 150)/(/%103gmLLgMLSSSVSVI 第66页/共88页例题3 某曝气池污泥沉降比SV=30%， MLSS = 3000 mg/L, 计算其污泥体积指数SVI。)/(100/0 . 3%3010)/(/%1033gmLLggmLLgMLSSSVSVI第67页/共88页XLLVQSLVXQSLsv0v0s S0: 曝气池入流废水的曝气池入流废水的BOD5浓度，浓度，kg/m3 V: 曝气池容积，曝气池容积，m3 X: 曝气池曝气池MLSS浓度，浓度，kg/m3 Q: 废

34、水流量，废水流量，m3/dBOD负荷 污泥负荷Ls 单位质量活性污泥在单位时间内所承受的有机污染物量，kg(BOD5)/kg(MLSS)d。 也称为F/M比(F: 营养料量，M：微生物量) 容积负荷Lv 单位曝气池有效容积活性污泥在单位时间内所承受的有机污染物量，kg(BOD5)/m3d第68页/共88页例题4 含CN50mg/L的有机工业废水，水量Q为100m3/h,在有效容积V500m3曝气池中用活性污泥法处理之，为维持氰的污泥负荷Ls0.1kgCN-/kgMLSSd，求必要的污泥浓度为多少？Q= 100m3/h = 100 *24 m3/dLs = 0.1 = QS0/VX = 2400

35、 * 50 / 500X, X= 2400 mg/L第69页/共88页XSt111XSVQ11Lees Se: 出水底物浓度出水底物浓度 : 去除率去除率 t: 曝气时间曝气时间nesKSL (经验式, K, n为经验常数)日本桥本奖统计了美国46个城市污水厂的运转数据，得到上式中的K0.01295，n=1.1918（相关系数r=0.821）国内某石油化工厂废水活性污泥法处理系统的K=0. 00326，n=1.33（相关系数r=0.92）；某煤气厂废水，按酚的去除负荷计，K=0.3802，n=0.4586，按COD的去除负荷计，K=6.624，n=0.5521。 完全混合曝气池的污泥负荷Ls第

36、70页/共88页当污泥负荷在当污泥负荷在 0.17 3.07 kg/(kg d)时：时： SVI = 353 Ls0.983污泥负荷与处理效率的关系第71页/共88页污泥负荷及水温对活性污泥特性的影响第72页/共88页污泥负荷对营养比要求的影响 低负荷： 污泥自身氧化程度较大，在有机体氧化过程中释出N&P，所以N、P的需要量减小; 在延时曝气法中，BOD5:N:P=100:1:0.2时即可使微生物正常生长。 一般负荷: BOD5:N:P=100:5:1。 第73页/共88页例题5 某厂废水其初始某厂废水其初始BOD5浓度为浓度为1000mg/L，含，含N为为20mg/L，含，含P为为1

37、0mg/L，水流量为水流量为1600m3/d,现向废水中加尿素现向废水中加尿素CH4N2O补充活性污泥法所需水中营补充活性污泥法所需水中营养物氮量之不足，加三聚磷酸钠养物氮量之不足，加三聚磷酸钠Na3PO410H2O补充磷量之不足，问尿素与补充磷量之不足，问尿素与三聚磷酸钠最少添加量分别为多少？三聚磷酸钠最少添加量分别为多少？第74页/共88页例题5解答 该系统中BOD5 : N : P = 1000 : 20 : 10 = 100:2:1 一般负荷情况下，BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 (N 为NH3， P为PO43-） 该系统不需另外加P，但需要补充N 1L废水需补充

38、(100*5)/1000 20 = 30 mg N/L 1L废水中需要加 CH4N2O: 30 mg N/L * (60 g/mol CH4N2O / 28 g N/mol) = 64.3 mg CH4N2O /L = 64.3 g/m3 每天需补充的CH4N2O ： (1600 m3/d)*(64.3 g/m3) = 102880g/d = 102.9 kg/d第75页/共88页TTct)X/(X) (X)T: 处理系统中的活性污泥质量，处理系统中的活性污泥质量，kg ( X/ t)T: 每天从处理系统中排出的活性污泥质量，每天从处理系统中排出的活性污泥质量，kg/dXdtdXXdtdX/污

39、泥泥龄（c） 污泥泥龄：Solids Retention Time,SRT 在处理系统中(曝气池)微生物的平均停留时间。1c第76页/共88页Q, S0V, S, XQ, S, XTTt)X/(X)QV c= = 水力停留时间（水力停留时间（hydraulic detention time )污泥泥龄计算 完全混合系统QXVX第77页/共88页污泥泥龄计算 有污泥回流的连续流混合系统(1)TTct)X/(X)Q Qw Se, XeQw, XQ, S0沉淀池沉淀池X, V, SeXR, Qr, Se（剩余污泥从曝气池混合液排除）（剩余污泥从曝气池混合液排除）eww)XQ(QXQVX 出水的出水的

40、Xe很小：很小：wcQV 无回流）(QV c第78页/共88页ewRw)XQ(QXQVX 出水的出水的Xe很小：很小：RXwcQVX Q, S0沉淀池沉淀池Q Qw Se, XeX, V, SeXR, Qr, SeXR, Qw, Se(剩余污泥从沉淀池底部排泥管排除剩余污泥从沉淀池底部排泥管排除)(1+R)QSe, X污泥泥龄计算 有污泥回流的连续流混合系统(2)TTct)X/(X)第79页/共88页/QQRrQr: 污泥回流量污泥回流量; Q: 进水流量进水流量R)X(1RXR若从二沉池出水所夹带的活性污泥量、剩余污泥排放量以及污泥增长量忽略不计：当二沉池运行正常时当二沉池运行正常时: (XR)max = 106/SVI污泥回流比RQ, S0沉淀池沉淀池Q Qw Se, XeX, V, SeXR, Qr, SeXR, Qw, Se(剩余污泥从沉淀池底部排泥管排除剩余污泥从沉淀池底部排泥管排除)(1+R)QSe, XQXRXQRr)1 ( 第80页/共88页例题6 用活性污泥法处理某废水，在污泥体积指数SV