第四章污水的生物处理

1、第四章 污水的生物处理第一节第一节 生化处理与微生物生化处理与微生物 一、微生物的生理特征及规律一、微生物的生理特征及规律1 1、污水中常见的微生物、污水中常见的微生物 P87P87有分类有分类植物型微生物植物型微生物( (菌类、高等细菌、真菌、藻类）菌类、高等细菌、真菌、藻类）动物型微生物（原生动物、后生动物）动物型微生物（原生动物、后生动物）特点：个体小、分布广特点：个体小、分布广 种类多、繁殖快、容易变异种类多、繁殖快、容易变异2 2、微生物的新陈代谢、微生物的新陈代谢合成和分解合成和分解3 3、微生物生长的营养及影响因素、微生物生长的营养及影响因素补充微生物的图片 图片3、微生物生长的

2、营养及影响因素、微生物生长的营养及影响因素3.1微生物代谢过程中对营养的要求及酶微生物代谢过程中对营养的要求及酶C H O N P 维生素等维生素等酶酶第四章 污水的生物处理4 4、环境对微生物生长的影响、环境对微生物生长的影响 P94P94温度温度溶解氧溶解氧PHPH值：好氧值：好氧6.5-8.5 6.5-8.5 厌氧：厌氧：6.7-7.46.7-7.4营养物的要求：好氧营养物的要求：好氧BODBOD：N N：P=100P=100：5 5：1 1 厌氧：厌氧： BODBOD：N N：P=100P=100：6 6：1 1有毒物的限制有毒物的限制进水有机物的浓度进水有机物的浓度第四章 污水的生物

3、处理5 5、微生物的生长规律、微生物的生长规律 P95P951)1)生长曲线生长曲线 图图4-154-15适应期：适者生存适应期：适者生存 不适者淘汰不适者淘汰对数期对数期平衡期平衡期衰老期衰老期2)2)细菌的定向变异细菌的定向变异混合微生物群体的生长混合微生物群体的生长 曲线图曲线图第四章 污水的生物处理二、污水的可生化性及提高的途径二、污水的可生化性及提高的途径 P97P971 1污水的可生化性污水的可生化性注意事项：注意事项：2 2改善生化性的途径改善生化性的途径调节营养比调节营养比 调节调节PH PH 预处理预处理BOD/COD0.45可生化性难生化可生化易生化第四章 污水的生物处理三

4、、污水生物处理概述三、污水生物处理概述好氧与厌氧的区别好氧与厌氧的区别: :1 1微生物群不同微生物群不同2 2产物不同产物不同3 3反应速率不同反应速率不同4 4对环境要求条件不同对环境要求条件不同第四章 污水的生物处理第二节第二节 活性污泥法活性污泥法一、活性污泥法组成及性能指标一、活性污泥法组成及性能指标1 1活性污泥法组成活性污泥法组成2 2性能指标性能指标污泥浓度污泥浓度MLSSMLSS污泥沉降比污泥沉降比SVSV污泥容积指数污泥容积指数SVISVI表示混合液中活性污泥数量的指标（曝气池）表示混合液中活性污泥数量的指标（曝气池）1. MLSS浓度混合液悬浮固体浓度混合液污泥浓度： m

5、g/L混合液；g/L混合液；g/m3混合液； kg/m3混合液 MLSSM=X=Ma + Me + Mi + Mii 2-4g/L为宜2. MLVSS浓度混合液挥发性悬浮固体浓度 MLVSSMV=XV=Ma + Me + Mi 。0.75f，；0.75f：XXMLSSMLVSSfv对于城市污水对于生活污水原混合液体积后形成沉淀污泥容积100min30SV)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 3.SV污泥沉降比，又叫30min污泥沉降率 SV反应了曝气池正常运行的污泥量，可用于控制剩余污泥排放量， 同时通过它能

6、及早发现污泥膨胀等异常现象的发生。15-30%为宜 4. SVI污泥容积指数（污泥指数） 曝气池出口处的混合液经30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污 泥所占的容积mL/g 50-150为宜表示活性污泥的沉降性能及评定指标（二沉池）表示活性污泥的沉降性能及评定指标（二沉池）Xe)QwQ(QwXrX)d(XVXC曝气池内活性污泥总量式中VX ：每日排放污泥量X 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

7、维持曝气池一定的MLSS浓度。SVI=SV*10/MLSS SV=% MLSS =g/L5、C污泥龄（生物固体平均停留时间）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）C的定义式（1710） 活性污泥在曝气池内的平均停留时间生物固体平均停留时间。 （179） 将X（17-9）式代入（17-10）式：Xe)QwQ(QwXrVXC可忽略不计0Xe QwXrVXCSVI10Xr6max（17-11）（17-12）(17-13)Xr是活性污泥特性和二沉池沉淀效果的函数。drsCKYN1(17-14)第四章 污水的生物处理二、活性污泥法处理过程二、活性污泥法处理过程1 1活性污泥法基本原理

8、活性污泥法基本原理吸附吸附微生物代谢微生物代谢絮凝体的形成与絮凝沉淀絮凝体的形成与絮凝沉淀2 2活性污泥增长规律活性污泥增长规律 见图见图4-174-17对数增长期内对数增长期内减速增长期减速增长期内源呼吸期内源呼吸期第四章 污水的生物处理3 3活性污泥法运行参数活性污泥法运行参数1 1）污泥负荷）污泥负荷Ns=Ns=QLa/XV(kgBOD/MLSS.dQLa/XV(kgBOD/MLSS.d) )QQ污水流量污水流量m3/dm3/dLaLa进水有机物进水有机物BODBOD浓度浓度mg/Lmg/LXX暴气池容积暴气池容积m3m3VV污泥浓度污泥浓度MLSS mg/LMLSS mg/L2)2)污

9、泥龄污泥龄 见图见图4-184-18Xe)QwQ(QwXrX)d(XVXC曝气池内活性污泥总量式中VX ：每日排放污泥量X 2)污泥龄污泥龄 见图见图4-18 C污泥龄（生物固体平均停留时间），定义为系统中每日新增的活性污泥平均停留在暴气池中的天数，即暴气池全部活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量（X）的比值，单位天C的定义式（1710） 活性污泥在曝气池内的平均停留时间生物固体平均停留时间。 （179） 将X（17-9）式代入（17-10）式：Xe)QwQ(QwXrVXC可忽略不计0Xe QwXrVXCSVI10Xr6max（17-11）（17-12）(17-13)Xr是活性污泥特性和二沉池沉

10、淀效果的函数。drsCKYN1(17-14)第四章 污水的生物处理3)3)有机物去除量与活性污泥的增加有机物去除量与活性污泥的增加X= aQLr-bXV 公式公式4-3 P1054-3 P105X每日新增污泥量，即剩余污泥排放量kg/dLr污水BOD5去除量 kg/m3Q污水量m3/d X混合液污泥浓度 kg/m3X暴气池体积 m3a污泥增长系数，即去除每kgBOD所产生的污泥kg数b污泥自身氧化率，污泥自身氧化率，即每kgBOD自身氧化自身氧化所产生的污泥kg数第四章 污水的生物处理X= aQLr-bXV X/XV=aQLr/XV-b1/ C =aU-b 4-5 图解法4-19表4-5 几种

11、物质的ab 值 P1064 4）暴气时间）暴气时间 T=V/QT=V/Q5 5）污泥回流比）污泥回流比R=R=QrQr/Q=CX/(Cr-/Q=CX/(Cr-CxCx) )C=C=（R/1+R R/1+R ） * *CRCR第四章 污水的生物处理4 4活性污泥法的运行方式活性污泥法的运行方式1 1）普通活性污泥法）普通活性污泥法 图图4-204-202 2）阶段暴气法）阶段暴气法 图图4-214-213 3）生物吸附法）生物吸附法 图图4-224-224 4）完全混合法）完全混合法 图图4-234-235 5）延时暴气法）延时暴气法 图图4-244-246 6）渐减暴气法）渐减暴气法 图图4-

12、254-25%90 ，BOD处理效果好1传统活性污泥法的特征：1) 有机物的吸附与代谢在一个曝气池中连续进行2) 活性污泥经历了一个生长周期：对数增长期减速增长期 内源呼吸期。经历了吸附与代谢二个阶段3) S由大小，dO2/dt由大小。 3缺点： 1)不适应冲击负荷和有毒物质 因为是推流式，进入池中的污水和回流污泥在理论上不与池 中原有的混合液混合。水质的变化对活性污泥影响较大 2)前段供氧不足，后段供氧过剩 3)Ns不高，曝气池V大，占地大2优点：池首往往供氧不足，后段供氧过剩，池前段DO浓度较低，沿池长逐渐增高传统活性污泥法（普通活性污泥法）传统活性污泥法（普通活性污泥法）传统活性污泥法流

13、程图（图17-11）阶段曝气活性污泥法阶段曝气活性污泥法特点 1) 分段多点进水，负荷分布均匀，均化了需氧量，避免 了前段供氧不足，后段供氧过剩的缺点 2) 提高了耐水质，水量冲击负荷的能力 3) 活性污泥浓度沿池长逐渐降低阶段曝气活性污泥法工艺流程图吸附吸附再生活性污泥法系统再生活性污泥法系统特点 1) 吸附与再生分别进行，二沉池在二者之中 2) 吸附时间较短（3060min），再生池只对回流污泥再生。 整个池容小于普通活性污泥法 3) 处理效果低于普通活性污泥法 4) 具有一定的耐冲击负荷的能力 5) 不宜处理溶解性有机物较多的污水吸附再生活性污泥法工艺流程图（图17-13）再生曝气活性污

14、泥法系统再生曝气活性污泥法系统积较大而吸附段占的时间与容曝气池再生池 ，V2141V而吸附再生活性污泥法系统V再生池很大，V吸附仅3060min，容积小完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法sNNFNF特点 1) 耐冲击负荷，特别适应于工业废水处理 2) 池内水质均匀一致，各点相同，3) 池内需氧均匀，动力消耗小于推流式4) 出水水质比推流式差，活性污泥易产生膨胀各部分工况几乎完全一致，可通过来调整工作情况完全混合活性污泥法工艺流程图（图17-14）延时曝气活性污泥法延时曝气活性污泥法 tQVQVt ；、. 1低负荷长时间曝气2.特点 1) Ns非常小，只有0.050.10 kgBOD/kgML

15、SSd 2) 曝气时间t长（24h以上），污泥处于内源呼吸期，剩余污泥量 少且稳定，池容大 3) 出水水质好，对原污水有较强的适应能力，无需设初沉池，只 适合于小城镇污水处理（Q1000m3/d）。污泥不需进行厌氧 消化处理 4) 基建费和运行费较高吸附再生活性污泥法工艺流程图第四章 污水的生物处理三、暴气三、暴气1 1暴气方法和设备暴气方法和设备1 1）鼓风暴气）鼓风暴气小气泡扩散器小气泡扩散器 图图4-26 4-274-26 4-27中气泡扩散器中气泡扩散器 图图4-28 4-294-28 4-29大气泡扩散器大气泡扩散器 图图4-304-30水力剪切扩散装置水力剪切扩散装置 图图4-31

16、4-31空气升流暴气装置空气升流暴气装置 图图4-324-32第四章 污水的生物处理2 2）机械暴气）机械暴气泵型泵型 倒散型倒散型 平板型平板型 图图4-334-333 3）暴气设备的比较）暴气设备的比较 表表4-7 P1134-7 P1132 2、暴气池的结构、暴气池的结构1 1）推流式暴气池）推流式暴气池 图图4-37 4-384-37 4-382 2）完全混合式）完全混合式 图图4-39 4-40 4-41 4-424-39 4-40 4-41 4-423 3）循环混合式）循环混合式 图图4-43 4-43 第四章 污水的生物处理四、活性污泥法的设计和运行四、活性污泥法的设计和运行1

17、1活性污泥法的设计活性污泥法的设计2 2活性污泥法的运行和控制活性污泥法的运行和控制活性污泥法的培养活性污泥法的培养活性污泥法的驯化活性污泥法的驯化活性污泥法的试运行活性污泥法的试运行活性污泥法运行中的异常现象活性污泥法运行中的异常现象污泥膨胀污泥膨胀 污泥上浮（脱污泥上浮（脱N N上浮、腐化上浮、解体上浮、泡上浮、腐化上浮、解体上浮、泡沫问题）沫问题）第四章 污水的生物处理五、活性污泥法的新发展五、活性污泥法的新发展1 1纯氧暴气法纯氧暴气法 1 1）联合暴气法）联合暴气法 图图4-444-442 2）表面暴气法）表面暴气法 图图4-454-452 2深井暴气法深井暴气法3 3粉末活性炭粉末

18、活性炭- -活性污泥法活性污泥法4 4两级活性污泥法（两级活性污泥法（ABAB法）法）第四章 污水的生物处理5 5两级活性污泥法脱两级活性污泥法脱N N 图图4-46 4-474-46 4-476 6间歇暴气活性污泥法工艺（间歇暴气活性污泥法工艺（SBRSBR）7 7氧化沟工艺氧化沟工艺1 1）特点）特点 2 2）分类）分类3 3）典型氧化沟）典型氧化沟帕斯韦尔氧化沟帕斯韦尔氧化沟 图图4-504-50T T型氧化沟型氧化沟 图图4-514-51DEDE型氧化沟型氧化沟 图图4-524-52阻流板回流污泥原污水氧曝气池盖搅拌用电机气体循环搅拌用空压机废气混合液流向沉淀池搅拌叶轮喷气管图 17-

19、14 纯氧曝气曝气池构造图 (有盖密封式)图17-17 纯氧曝气活性污泥法系统1概述 1-1 1-1 纯氧曝气活性污泥法系统纯氧曝气活性污泥法系统aK40CCKdtdC2sa2空气纯氧20 Po20.21atmCs9.2mg/LPo2（4.44.7）0.21atmCs（4.44.7）9.2mg/L当维持曝气池DO（C）2mg/L则氧转移的推动力：（CsC）9.227.2mg/L（CsC）9.227.2mg/LaK2 . 7CCKdtdC2sa2。5 . 5aK2 . 7aK40dtdC22倍提高了对比空气氧转移速率也纯氧曝气氧转移推动（CsC）比空气曝气氧转移的推动力提高了40/7.2=5.5

20、倍，同时纯氧曝气氧转移推速率2特征 1) 氧的利用率EA（8090），而传统活性污泥法EA仅为 10 2) MLSS47g/L，使Nrv 3) SVI100，一般不会发生污泥膨胀 4) 剩余污泥量小V纯氧曝气活性污泥法工艺流程图（图17-17）1-2 1-2 浅层曝气活性污泥法系统（殷卡曝气法）浅层曝气活性污泥法系统（殷卡曝气法）1.气泡只有在形成与破碎的一瞬间有着最高的氧转移率，而与 其在液体中的移动高度无关2.可使用低压鼓风机，节省电耗，EP1.82.6kgO2/KWh浅层曝气活性污泥法工艺流程图（图17-16）32 2/3- 3/4BB 2 0.6-0.8 0.6-0.81/4-1/3B

21、13 图 17-16 浅层曝气曝气池1-空气管；2-曝气栅；3-导流板浅层曝气活性污泥法系统1.概述1)亨利定律：CHP 式中：C水中溶解氧饱和浓度 H亨利常数 P压力2)有利于微水中溶解氧饱和浓度dtdCCCaKdtdCCPs2s 生物的增殖和有机物降解2 深水曝气池 深水中层曝气池 深水底层曝气池占地少混合液中，DO，dtdC2 2 深水曝气活性污泥法系统深水曝气活性污泥法系统深井曝气池活性污泥法系统深井曝气池活性污泥法系统1. H50100m，16m2. 特征：1) 氧的利用效率EA高达90，动力效率EP高达6kgO2/KWh；占地少 （传统活性污泥法EA10，EP23）2) 适用于各种

22、气候条件，可不设初沉池3) 适用于处理高浓度有机废水总供氧量转移到混合液中的氧量氧的利用效率100E：EAAEP动力效率：1KWh电能转移到混合液中的氧量，以kgO2/KWh深井曝气池活性污泥法工艺流程图（图17-15）处理水空气空气提升原污水回流污泥图17-15 深井曝气活性污泥法系统深井曝气活性污泥法系统 特点 1) 当污水BODu300mg/L，一级曝气池以采用完全混合式曝气 池为好；（对水质水量冲击负荷承受力强） 2) 当污水BODu300mg/L，一级曝气池可采用推流式 3) 当污水BODu150mg/L，不应采用多级 4) 处理水水质好，但建设费和运行费均较高3 3粉末活性炭粉末活

23、性炭- -活性污泥法活性污泥法( (略略) )4 4 两级或多级活性污泥法系统两级或多级活性污泥法系统高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法tQVQVt ；，. 1不完全处理活性污泥法短时曝气2.特点 1).曝气时间短（1.53.0h）。Ns高（1.5 3.0kgBOD/kgMLSSd），BOD（6575）%。低 2).池容小，出水水质不好第四章 污水的生物处理7 7氧化沟工艺氧化沟工艺1 1）特点）特点 2 2）分类）分类3 3）典型氧化沟）典型氧化沟帕斯韦尔氧化沟帕斯韦尔氧化沟 图图4-504-50T T型氧化沟型氧化沟 图图4-514-51DEDE型氧化沟型氧化沟 图图4-524-52环状跑道

24、形曝气池氧化沟图 17-32 运行中的推流式曝气池2鼓风曝气系统的计算与设计图 17-33 空气扩散装置（曝气器）补充内容补充内容 17. 7 17. 7 活性污泥处理系统的工艺设计活性污泥处理系统的工艺设计17.7.1 17.7.1 概述概述17.7.2 17.7.2 曝气池（区）容积的计算曝气池（区）容积的计算17.7.3 17.7.3 曝气系统与空气扩散装置的计算与设计曝气系统与空气扩散装置的计算与设计 本教材设计举例本教材设计举例1工艺设计内容 1）工艺流程选择 2） V曝气池、曝气池工艺尺寸 3）需氧量、供气量的计算及曝气系统设计 4）回流污泥量（RQ）剩余污泥排放量QW与回流污泥系

25、统的设计 5）二沉池的设计计算2原始资料与数据 1） 曝气时间t6h，曝气池设计流量为Q平均日 2） 曝气时间t2h，曝气池设计流量为KzQ平均日 3） 曝气时间t36h，曝气池设计流量为KdQ平均日（最大平均日）3应确定的主要参数 1） Ns MLSS（MLVSS） R SVI SV 2） Kz Y Kd a b4处理工艺流程的确定17.7.1 17.7.1 概述概述d)LSS(kgBOD/kgM VXQSNasXNQSVsa17.7.2 17.7.2 曝气池（区）容积的计算曝气池（区）容积的计算（17-9）（17-78）e2VeaSKtXSS由eaaaeaSSSSSSfXX,XXMLVSS

26、MLSSfVV1Ns的确定1）完全混合式曝气池 （17-32）： VXQSN ) 12-17 ( X,Sasa中得出式代入将fSKtXfSSVXfQSSNe2VeaVeas 式中：K20.01680.0281 工业废水K2值见表17-17 对于城市污水： Ns0.30.5（kgBOD5/kgMLSSd） 则90，SVI80150 （17-79）fSKNe2s计算按完全混合式曝气池来1918. 1esS01295. 0N fNfSKNrse2sdrsCxrsKYN1fNN代入 3KYN1 drsC日求出2）推流式曝气池按经验计算式计算 根据Ns值，复核SVI值如果要求进入硝化阶段，则应使C3日

27、（17-80）图 17-32 运行中的推流式曝气池2X的确定 X高，V小，但X不能太高，应考虑以下三个因素1供氧的经济性与可能性 X太高，粘滞性，O2的扩散阻力增大，扩散器的动力费用X太高，需氧量太大，扩散器的供氧活性污泥的需氧，满足不了活性污泥对氧的需要。对空气曝气而言，要求供氧量太大则为不可能。 X太高，即不经济也不可能不经济2活性污泥的凝聚沉淀性能 XXr，而Xr与活性污泥的沉淀性能、浓缩时间有关1.2r ： rSVI10X6r一般为式中 Xr与SVI成反比，当SVI100， 则Xr在800012000mg/L之间 3二沉池与污泥回流设备的造价 X太高，二沉池负荷大，二沉池造价高 X太高

28、，RQ回流污泥量大，回流污泥设备的造价与动力费用ewrwrXQQXQRQXXRQQ0XQQ0XewerwrwrXQQXQRQXXRQQR1RR1QQRRQQQRQXXwwr0QQ,QQwwrXR1RXX的确定（1） 进入二沉池的污泥量应等于从二沉池流出的污泥量：（17-81）XRQQRQXrXRQQXQRQXrwrrSVI10X6rrSVI10R1RX6对曝气池进出的污泥量进行物料平衡: （2）应为进入曝气池的污泥量加上曝气池内净增污泥量等 于流出曝气池的污泥量：（3） 按（17-83）式计算出X 在考虑上述三个因素的基础上，参考表17-18，确定X （17-82） （17-83）vr2VXb

29、QSaORvrhmax2VXbQSKaO1活性污泥需氧量（RO2）与曝气设备供气量（Gs）的计算1）需氧量计算（1） 日平均需氧量（2） 最大时需氧量（O2）max)Pa(H108 . 910013. 1P35b%100E12179E121OAAt2）供气量（Gs）计算（1） 计算Csb42O10206. 2PCCt5bssb17.7.3 17.7.3 曝气系统与空气扩散装置的计算与设计曝气系统与空气扩散装置的计算与设计 20TTsb20sb0024. 1CCRCR 20TTsb20sbmax2maxo024. 1CCCOR（2）求曝气设备在标准条件下脱氧清水中的供氧量R0 日平均供氧量R0最

30、大时供氧量（R0）max （17-71） （17-71）（3）求曝气设备供气量Gs 平均时供气量100E3 . 0RGA0s（m3/h）（17-73）最大时供气量（Gs）max100E3 . 0RGAmax0maxs （m3/h）2鼓风曝气系统的计算与设计图 17-33 空气扩散装置（曝气器）1）空气扩散装置（曝气器）的选定与布置 要求EA、EP较高，且不易堵塞2）空气管道系统的计算与设计（1）经济流速： 主干管、干管：1015 m/s 竖管、支管：45 m/s 然后根据Q、V查附录二求出对应的管径（2）阻力损失计算总h 管h扩散器h7 .14 KPa（1.5mH2O柱） 4.9 Kpa （4

31、.99.8）KPa21hhh管式中：h1沿程阻力损失，查附录三求出 h2局部阻力损失，换算成当量长度l0来计算) m ( KD5 .55l 2 . 10当量长度) m ( LLL0设计计算长度ilhiOmH6C30DQVQ20阻力损失柱空气压力为管 K是长度换算系数表（17-23）由计算长度L来查附录三，求出h管（17-84）（3）鼓风曝气压缩空气的绝对压力P554321hhhhhhP（17-85）4321hhhhH321hhhKPa 8 . 9H5 . 1h4台数来确定鼓风机的型号与根据 hhhhHGQ 4321s式中：h1管路沿程阻力损失（Pa） h2管路局部阻力损失（Pa） h3曝气器的

32、阻力损失（Pa） 查产品样本 h4曝气器安装深度（m9.8103Pa） h5所在地区的大气压（Pa）（4）空压机所需压力H估算空压机所需压力P= （5）鼓风机的选择同型号：3台 备用1台 4台 备用2台1.5mH2O柱vr2VXbQSaOR 20TTs20sb0024. 1CCRCR188. 18 . 20osKDV379. 0RQ208. 23KDV0804. 0N 3 机械曝气装置的设计1）选择叶轮型式2）确定叶轮直径与轴功率 51717171DD：倒伞型叶轮平板型叶轮：泵型叶轮：池叶轮5241HD水深叶轮3）其它要求 调节叶轮速度和淹没深度QRQRR XR1RX ) 83-17 ( r推

33、出污泥回流比式由XXXRr4. 污泥回流系统的设计与剩余污泥处置1污泥回流系统的设计（1）回流污泥量的计算（QR）（17-86） SVI、X、Xr三者之间关系SVI会在一定范围内变化，要维持一定的X，则R就应加以调整变化同时X也需要根据进水负荷的变化而加以调整，为调整X也需要调整R （17-87） 设计应按Rmax设计，并有几极较小回流比条件下工作的可能性，使R可以调整rSVI10X6rrSVI10R1RX6XXXRr （17-87） （17-7）（17-83）（2）污泥提升设备的选择与设计 污泥泵（轴流泵） 效率高、运行稳定，不会破坏活性污泥絮体。设回流污泥泵 站，适用于大、中型污水厂1nh

34、h2min15 . 0hhh ：211在一般情况下 空气提升器 设在二沉池排泥井或曝气池进口处的污泥井内 一座污泥回流井只设一台空气提升器，并只接受一座二沉池污泥 斗来的污泥 升液筒在井内的最小淹没水深h1 （mm）式中：n密度系数，一般为22.5 h2需提升的高度 空气用量Qu（35）Qmax提升污泥量 查设计手册 （17-88）h10.2mh2回流污泥液面回流污泥泵底来自二次沉淀 池空气图17-34 空气提升器构造示意图 潜污泵 螺旋泵图 17-35 螺旋提升泵的基本构造) min/r (D50V 32j最佳转速jgjV1 . 1VV6 . 0jgV1 . 16 . 0V ) mm ( 1

35、D1420. 0（17-89） 式中：D螺旋泵的外缘直径（m）工作转速Vg安装倾角：3038泵体外缘与导槽内壁之间的间隙优点与缺点： 效率高，节省能耗 不堵塞，维护管理方便 转速较慢，不会打碎活性污泥絮体 无其它附属设备，直接设在曝气池与二沉池之间，应用广泛 缺点是占地较大（17-90）) d/VSSkg ( VXKYQSXvdr) VSSkg/d ( fXQXrs剩余污泥式中 ) d/m ( QQ ：3ws 75. 0XXMLSSMLVSSfrvr/d)(m fXXQ3rs2 剩余污泥及其处置(1) 剩余污泥 （17-15）（17-91） （17-92）污泥浓缩澄清泥水分离功能 (2) 处置

36、 将含水率为99的剩余污泥送入浓缩池浓缩 （9697）含水率的污泥再与初沉池污泥一起去进行厌氧消化 将含水率为99的剩余污泥初沉池，起生物絮凝作用，提高初沉池去除效果。但是增大了初沉池负荷，提高了进入曝气池的BOD浓度，增加了曝气池负荷 剩余污泥（99）浓缩与初沉池污泥相混合，并投加混凝剂后采用机械脱水。5. 二沉池2) 特点 (1) 同时具有泥水分离和污泥浓缩的二种功能，要求池表面积A较大 (2) 进入的混合液污泥浓度高，且具有絮凝性，属于成层沉淀 (3) 因为活性污泥质轻，出流堰负荷比初沉池小，为1.7L/ms， 初沉池为2.9 L/ms1)（二沉池）水平 maxV（初沉池）水平 maxV

37、32同时 5mm/s 7mm/s(4) 静水压力排泥的静水头0.9mH2O柱 参见：图17-360.5m50i1H2图 17-36 沉淀池静水压力排泥 1-排泥管；2-集泥斗固体通量法表面负荷法二沉池设计)(m u6 . 3QqQA23)(1) 沉淀池表面积A式中：u成层沉淀之沉速，mm/s （17-93）(2) 澄清区水深H1tqAQtH1式中：t水力停留时间（h），一般为11.5h （17-94）rrXXXQR14XX21XQR12VVVV圆筒污泥区锥体污泥斗锥体污泥斗锥体污泥斗圆筒污泥区VVXXXQR14VVVVr(3) 污泥区容积V设计二沉池贮泥时间为2h(4) 圆筒部分污泥区高度H2

38、AVH2圆筒污泥区(5) 池边水深（有效水深）H H H1 + H2 + h2 H1H20.3 澄清区 污泥区 缓冲层 (6) 池总高度H总H总 H + h1 + h3 + h4 池边水深 超高 池中心与池边落差 污泥斗高度 h1导流区高度 h2曝气筒直壁段高度 h3沉淀区水深12m H:(0.81.2m)曝气筒保护高度6. 曝气沉淀池各部分尺寸的确定 1) 池体 受搅拌器的限制： （1） D20m，受充氧能力和搅拌能力的限制，D不能过大 （2） H水深5m，太深，搅拌不好，池底易于积泥 结构尺寸的要求： （3） h3（沉淀区水深）12m，过小就会影响上升水流的稳定 （4） 曝气筒保护高度0.

39、81.20m （5） 曝气筒直壁段高度h2导流区高度h1 且（h2h1）0.414B（B为导流区宽度） Bbh2Hh1h2V2V1D3D2D1 LD4D5图 17-37 曝气沉淀池各部位图示nV6 . 3R1Qf ) ( 200mm/s 100V11过窗流速F )( s/mm15V2导流区面积导流区下降流速2322VV ； nV6 . 3R1QF沉淀区面积导流区面积曝气区面积321FFF回流缝面积每个回流窗孔面积回流窗孔总面积21fff2) 回流窗 回流窗总长度为曝气筒周长的30，其调节高度为50150mm3) 导流区 4) V42040mm/s 确定回流缝的宽度b，b一般取值为150300m

40、m，顺流圈长度L0.40.6m。该结构形式为防止曝气区混合液和气泡窜入污泥回流区，干扰沉淀；同时要使回流污泥顺利回流入曝气区。s/mm4020VVVs/mm15Vs/mm200100V42321B414. 0hhhh1212且5) 池底斜壁与水平呈456)结构容积系数为（35） 回流缝设计：先确定回流缝的宽度b（150300mm）确定顺流圈长度L0.40.6m校核回流缝内污水的流速V4（2040mm/s）41. 1bLDbf 42先求回流缝过水面积 则s/mm4020nf6 . 3QRV24 7. 处理水的水质1)出水总的BOD5溶解性BOD5非溶解性BOD5 （Se）2)出水中SS Ce 2

41、030mg/L （Xe）) CbX1 . 7CbX42. 1 ( 5BODeaea5每日氧化掉的微生物量非溶解性3)（17-95）式中：Ce出水中SS浓度（mg/L） Xa活的微生物在出水中SS中所占比例 4 . 0X1 . 0X8 . 0Xaaa其它活性污泥法延时曝气高负荷率b微生物自身氧化率（Kd）：0.050.10 kg/kgd（d1）42. 11131160X1.42氧化1g微生物体所需氧量1.42g C5H7NO2+5O25CO2+NH3+2H2O 113 160 1 X 5五天的BOD培养期4) 处理出水中总BOD5值：eae5CbX1 . 7SBOD总 Se值是从滤后水样测出的，

42、则出水总的BOD5值应按（17-96） 计算得出 Se值是从滤后水静沉后水样测出，则Ce值从静沉下污泥中测 出，总的BOD5按（17-96）计算得出 Se值是从搅拌过的水样中测出，则测出的Se值即为总的BOD5（17-96）例题例题17-1：已知Q=30000m3/d，Kh=1.4，S0=225mg/L，Se=25mg/L，一级处理的BOD5=25%要求： 计算确定曝气池工艺尺寸 计算设计鼓风曝气系统 本教材设计举例本教材设计举例解：一、曝气池各主要部位尺寸的计算与确定1处理程度的确定1进入曝气池污水75.168%251225Sa mg/L2出水中非溶解性BOD5=7.1bXaSe4 . 62

43、509. 01 . 7 mg/L（17-96）处理水：BOD5（总） Se + BOD5 = Se + 7.1bXaCe 溶解性 非溶解性 25mg/L 18.6 mg/L + 6.4 mg/L%2 .8575.1682575.168;%9075.1686 .1875.168mg/L 6 .184 . 625CbX1 . 725BOD ea5出水中溶解性%9075.1686 .1875.168SSSaea34 2运行方式 传统活性污泥法、阶段曝气活性污泥法、吸附再生活性污泥法 集中从池首进水 沿曝气池多点进水 沿曝气池某点进水 和进回流污泥 从池首进回流污泥 从池首进回流污泥3曝气池计算与设计

44、1Ns的确定 首先拟定Ns0.3，然后用下列公式校核d/kgMLSSkgBOD 3 . 09 . 075. 06 .180185. 0fSKN5e2s（17-97） 2确定X 由Ns查图17-2得出SVI值为100120，取120，并取R50，根据（17- 83）式计算Xmg/L 33332 . 1120105 . 015 . 0rSVI10R1RX66 取整X3300 mg/L 3确定曝气池容积V3sam 512133003 . 016930000XNQSV ； 4.2mH ； m 256025121V ，3则取池水深则每座池容每组一座设二组曝气池。 21 07. 12 . 45 . 4B

45、4.5m；B ； m 6 .6092 . 42560F 2之间在则取池宽每座池的表面积m5 .1355 . 46 .609BFL池长m 1 .2755 .135L ，51每廊道长个廊道设4确定曝气池各部位尺寸 取超高0.5m，池总高水深+超高4.2+0.54.7m具体布置见图17-38来自初次沉淀池来自空压机站回流污泥井来自污泥泵站回流污泥去二次沉淀池中间配水渠后配水渠前配水渠回流污泥井出水进水空气干管空气干管图17-38 曝气池平面图二、曝气系统的计算与设计1平均需氧量O2 h/kg)8 .173(170d/kg)5 .4171(4 .408010002500512115. 01000)6

46、.18(2575.168300005 . 0VXbQSaOvr22最大时需氧量(O2)maxh/kg) 3 .211(2052410002500512115. 01000)6 .18(2575.1684 . 124300005 . 0Omax2每日去除的BOD5值：d/kg)5 .4504(43201000)6 .18(2575.16830000BOD5522kgBOD/kgO)93. 0(95. 0)5 .4504(4320)5 .4171(4 .4080O2 . 1)8 .173(0 .170)3 .211(0 .205OO2max2去除每千克BOD5的需氧量O23供气量Gs 确定用网状膜

47、中微孔空气扩散器，其EA12，距池底0.2m，淹没水深4.0m，查附录一得出：Cs（20）9.17 mg/L，Cs（30）7.63 mg/L，设计水温定为30（最不利温度！）。Pa10405. 14108 . 910103. 1P535b%96.18%10012. 01217912. 0121%100E12179E121OAAtL/mg54. 84296.1810026. 210405. 163. 742O10026. 2PCC55t5b30s30sbL/mg5 .10145. 117. 9C20sbh/kgO250024. 10 . 254. 8195. 082. 0)5 .10(17. 9

48、170024. 1CCRCR2203020T30sb20sb0h/kgO303024. 10 . 254. 8195. 082. 0)5 .10(17. 9205R22030max0 平均供气量Gsh/m6946100123 . 0250100E3 . 0RG3A0s 最大时供气量(Gs)maxh/m8418100123 . 0303G3maxs 去除每千克BOD5的供气量为：53kgBOD/m6 .382443206946 每m3污水供气量为：污水33m/m56. 524300006946 提升污泥的空气量：h/m37506 . 0243000053 总需气量GsT8418+37501216

49、8m3/hh/m168508418 ：3每根竖管供气量个采用空气扩散器个数2500， 247949. 01215 ：个每根竖管上安装数目50502500 ：h/m37. 325008418 ：3每个扩散器的配气量4空气管路计算 空气管的布置 曝气池面积F27451215m2 选择最远最长的管路作为计算管路，列空气管路计算表进行 计算，得出管道系统的总压力损失：KPa979. 1Pa19798 . 999.201hh21 网状膜扩散器的压力损失为 5.88 KPa，设计取9.8 KPa 9874.017 1615 14130.50.50.50.50.50.90.90.90.91.60.65101

50、1图17-39 空气管路计算图5空气机的选择 所需压力P（4.2-0.2+1）9.849 KPa 空气流量：最大时：8418+375012168m3/h202.8m3/min 平均时：6946+375010696m3/h178.3m3/min 选LG60，5台，P50KPa，Q60 m3/min。3用2备；4用1备%30 ， mg/L300S ，/h m 150Q5BOD03经一级处理的已知L/mg20S; dkgMLSS/kgBOD4 . 0Ne5s52kgBOD/kgO0 . 1R;L/mg4000X%600R 例题例题17-217-2： 已确定下列设计参数 解： 1. 曝气区容积VL/m

51、g2103 . 013001SS0ad/m3600h24h/m150Q333sam5 .47240004 . 02103600XNQSV 3m2375 .23625 .472V ，每座设计二座池23m754 .74228. 06 . 3150n6 . 3QF32m1135 .11225 . 11502QtVm5 . 175113FV）：h(321导流区高度沉淀区高度2沉淀区面积与容积（F3、V2） 由X4000mg/L，查表17-25得0.28mm/s 取沉淀t1.5h，则沉淀区容积V2为V1回流窗孔流速：100200mm/sV2导流区下降流速：15mm/sV3由导流区沉淀流速：V3V2V4污

52、泥回流缝的流速：2040mm/sh/kgO5 .1421000202101500 . 1n1000QSRR 2r需氧量h/kgO6 .24024. 15 . 16 . 719 . 08 . 017. 95 .14024. 1CCRCR2203020T30s20s03需氧量与充气量的计算2 标准条件下的充氧量R014确定曝气叶轮、曝气区直径与面积 泵型叶轮：查附录六，R026kgO2/h，线速度为4.5m/s，叶轮直 径d1000mm，N7KW 曝气区直径：m616d6D,61Dd11取 曝气区面积：22211m3 .28614. 341D41F222m73. 92156 . 361150nV6

53、 . 3R1QF 导流区面积m0 . 714. 373. 93 .284FF4D 212导流区外直径m5 . 02672DDB 12导流区宽度2111D41F h曝气区面积导流区高度nV6 . 3R1QF h222导流区面积曝气区直壁高度n6 . 3QF h33沉淀区面积沉淀区水深5导流区直径与宽度 h4曝气沉淀池斜壁高Hh3；0.81.2m曝 气区直壁段超高6曝气沉淀池直径Dm1214. 37573. 93 .284FFF4D3217曝气沉淀池其它各部位尺寸的确定1曝气区直壁高h2h1+0.414B1.5+0.4140.51.7m2曝气沉淀池池深H取4.2m3曝气沉淀池斜壁高：h4Hh34.

54、21.72.5m4曝气沉淀池斜壁与曝气区直壁呈455曝气沉淀池池底直径D3D2h41222.57.0m21m46. 121006 . 361150nV6 . 3R1Qf24nm061. 02446. 1nff12118回流窗尺寸 V1取100mm/s，回流窗孔总面积f 每池开24个回流窗孔，则每个窗孔面积f1 设计成LB300200mm窗孔，共24个均布，并在孔口上设计闸板阀242m84. 441. 12 . 056. 02 . 72 . 014. 341. 1bLDbf回流缝过水面积符合要求 s/mm26284. 46 . 36150nf6 . 3QRV249回流缝 曝气直径D4D3（池底直

55、径）+0.2m7+0.27.2m 回流缝宽b取0.2m，顺流圈长L为0.5m 回流缝内污水的流速V410曝气沉淀池实际容积核算 曝气沉淀池的总容积V为：32. 222332432m37227272122125 . 2314. 37 . 121214. 32D2D2D2Dh3h2DV3m353%51372%51VV32212222m1135 . 17124hDD4V321m240113353VVV 实际有效容积V 沉淀区实际有效容积V2 曝气区（包括导流区和回流区）的实际有效容积V141. 1bLDbffnVR1Qf421回流缝过水面积每个回流窗孔面积回流窗孔总面积曝气区直径（下）曝气沉淀池池底

56、直径导流区外直径曝气区直径（上）曝气沉淀池直径4321DDDDD 曝气沉淀池各部分容积比较表 对于鼓风曝气： VRCC024. 1aKVdtdCVORrTsb20T20L2（17-98）在标准条件下： 1，1，1，T20，C0VaKdtdCVR 20L0则（17-99）： ) 108-17 (VCRaK20sb020L式得出代入 CC024. 1VCRVORTsb20T20sb02 20TTsb20sb0024. 1CCRCR（17-71）17.8.1 17.8.1 活性污泥处理系统的投产与活性污泥的培养驯化活性污泥处理系统的投产与活性污泥的培养驯化 1. 活性污泥的培养与驯化 2. 试运行1

57、7.8.2 17.8.2 活性污泥处理系统运行效果的检测活性污泥处理系统运行效果的检测 1. 反映处理效果的项目：进出水总的和溶解性的BOD、COD，进出水 总的和挥发性的SS，进出水的有毒物质（对应工业废水） 2. 反映污泥情况的项目：污泥沉降比（SV%）、MLSS、MLVSS、SVI、 溶解氧、微生物观学察等 3. 反映污泥营养和环境条件的项目：氮、磷、pH、水温等。17.8.3 17.8.3 活性污泥处理系统运行中的异常情况活性污泥处理系统运行中的异常情况 1. 污泥膨胀 2. 污泥解体 3. 污泥腐化 4. 污泥上浮 5. 泡沫问题17.17. 8 8 活性污泥处理系统的运行管理活性污

58、泥处理系统的运行管理1、什么是活性污泥？它由一些什么部分组成？它的活性是指何而言？如何评价活性污泥的好坏？2、活性污泥法的基本要领和基本流程是什么？3、活性污泥评价指标有哪些？它们的意义与应用如何？其数值范围受何影响？4、污泥龄的概念与意义是什么？怎样进行污泥龄的计算？在设计与运行中如何应用？5、活性污泥法去除有机物的净化过程及作用如何？6、生化反应中参数Vmax、K、Y、Kd、a、b的意义是什么？如何来求定这几个参数？7、推流式与完全混合式曝气池的区别是什么？它们两者基质降解的数学模式为何不同？思考题与习题思考题与习题习题习题8、当完全混合式曝气池与推流式曝气池的进水Q、Sa与要求出 水Se

59、都完全相 同时，且完全混合式曝气池中X等于推流式曝 气池中X时，问哪类池型需要的容积要大？为什么？9、曝气设备的作用和分类如何，如何测定曝气设备的性能？10、城市污水属低底物浓度的有机污水，试问有机废物的 降解速度遵循哪级反应？并用何式来描述？11、曝气池有哪几种构造和布置形式？12、活性污泥法有哪些主要的运行方式，各种运行方式的 特点是什么？促使各种运行方式发展的因素是什么？13、影响活性污泥法运行的主要因素有哪些？这些因素的 作用是什么？14、曝气池设计的主要方法有哪几种，各有什么特点？15、曝气池和二沉池的作用和相互联系是什么？习习 题题1、二沉池的功能和构造与一沉池相比有什么不同？在二

60、沉池中设置斜板 或斜管为什么不能取得理想的效果？2、写出好氧微生物的分子式。氧化1kgBOD5的理论需氧量要多少kg？产生 的活性污泥氧化1kg活性污泥的理论需氧量要多少kg？3、国内目前主要采用哪几种曝气设备，曝气设备的改进对活性污泥法将 带来什么好处？4、污水充氧性能修正系数、的意义和测定原理如何？影响、值 的因素有哪些？5、鼓风曝气与机械曝气设备选用计算式有何不同？6、合建式完全混合曝气沉淀池的构造与各区的作用是什么？7、BOD5污泥负荷Ns与Nrs的概念与区别？8、污泥回流的方式有哪几种？它们各自的优缺点是什么？9、试论述鼓风曝气系统的设计、计算步骤和注意事项。10、曝气池内容解氧浓度