第16章 活性污泥法

1、第16章 活性污泥法 16.1 基本概念 16.1.1活性污泥处理法的基本概念 污水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的茶褐色絮凝体，其中含有大量的活性微生物，这种污泥絮体就是活性污泥。活性污泥是以细菌，原生动物和后生动物所组成的活性微生物为主体，此外还有一些无机物，未被微生物分解的有机物和微生物自身代谢的残留物。16.1.2活性污泥处理法的基本流程1产生：从间歇式发展到连续式2基本工艺流程：活性污泥法基本流程图活性污泥法特征1)曝气池是一个生物化学反应器2)曝气池内混合是一个三相混合系统：液相固相气相；混合=污水+活性污泥+空气3)传质过程：气象中 O2液相中的溶解氧DO进入

2、微生物体内（固相）液相中的有机物被微生物（固相）所吸收降解 降解产物返回空气相（CO2）和液相（H2O）4)物质转化过程：有机物降解活性污泥增长16.1.3 活性污泥的形态、增长规律及有关指标1 活性污泥的形态与组成        1 ）外观形态： 活性污泥（生物絮凝体）为黄褐色絮凝体颗粒： 2)特点：(1) 颗粒大小： =0.02 0.2 mm         （2）表面积： 20 100 cm 2 /mL     

3、;     (3)(200010000)m2/m3污泥     (4)      活性污泥形状图活性污泥组成 活性污泥M=Ma + Me + Mi + Mii1)  Ma具有代谢功能的活性微生物群体    好氧细菌（异养型原核细菌）    真菌、放线菌、酵母菌    原生动物    后生动物2)&#

4、160; Me微生物自身氧化的残留物3)  Mi活性污泥吸附的污水中不能降解的惰性有机物          有机物（ 75 85% ） 4)  Mii活性污泥吸附污水中的无机物     无机物（由原污水带入的）（1525%）    挥发性活性污泥 M v = X v= Ma + Me + Mi活性污泥微生物（Ma）的组成     活性污泥微生物 M

5、a 通常由细菌、真菌、原生动物、后生动物等组成。 1)细菌： (1)异养型原核细菌：107108个/mL动胶杆菌属假单胞菌属：在含糖类、烃类污水中占优势产碱杆菌属：在含蛋白质多的污水中占优势黄杆菌属 大肠埃希式杆菌(2) 细菌特征： 世代时间 G 短，一般 G=2030min,并结合成菌胶团的絮凝体状团粒2)真菌：微小的腐生或寄生丝状菌3)原生动物：肉是虫 鞭毛虫，纤毛虫等。通过辨认原生物的种类，能够判断处理水质的优劣，它是一种指示性生物。原生物摄食水中的游离细菌，是细菌的首次捕食者。4)后生动物：主要是轮虫，它在活性污泥中的不经常出现，轮虫的出现是水性稳定的标志。后生动物是细菌的第二捕食者。

6、活性污泥微生物在活性污泥中反应中的作用：1)细菌是活性污泥法中污水净化的第一承担者，也是主要承担者。2)原生动物是活性污泥法中外上污水净化的第二承担者，它摄食游离细菌，是细菌的首次捕食者3)后生动物是细菌的第二捕食者2. 活性污泥的增长规律及有关指标1）适应期（延迟期或调整期）：是微生物的细胞内各种酶系统对环境的适应过程2）对数增殖期（等速增殖期） ，活性污泥能量水平很高，活性污泥处于松散状态3）减速增殖期（减速增长期、稳定期、平衡期） 营养物不过剩，它已成为微生物生长的限制因素活性污泥水平的能量低下，污泥絮凝。4）内源呼吸期（衰亡期）营养物缺乏，为了获得能量维持生命，分解代谢自身的

7、能量物质，开始衰亡。同时内酶分解细胞壁，使污泥量减少；后来有机物几乎被耗尽，能量水平极低，微生物活动能力非常低，絮凝体形成速率增大，处理水显著澄清，水质良好。 16.1.4 活性污泥净化反应过程1初期吸附去除（物理吸附和生物吸附）活性污泥巨大的表面积（200010000m2/m3活性污泥）其表面为多糖类的粘质层，污水中悬浮和胶体状态的有机物被其凝聚和吸收而得到去除。在30min 内能去除70%BOD。一般处于饥饿状态的内源呼吸期的微生物其活性最强，吸附能力也强。初期吸附去除的过程2微生物的代谢1氧化分解       

8、60;    2合成代谢（合成新细胞）  3内源代谢3 絮凝体的形成与凝聚只有当微生物细胞能凝聚而形成絮凝体，才能使合成细胞物质从混合液中有效地分离出来。 16.2 活性污泥净化反应影响因素与主要设计、运行参数16.2.1活性污泥净化反应影响因素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BOD5100mg/L2)  氮源：组成细胞的重要元素，其需要按BOD：N=100：5考虑3)  盐类：必不可少(1)span l

9、ang=EN-US>  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无机元素(2)  微量无机元素对于生活污水，BOD5:N:P的比值为100:5:1，但经沉淀池处理后，其BOD5:N:P=100:20:252BOD污泥负荷NSNsSVI的关系 细胞分子式：简式：C5H7NO2 3DO1)  曝气池在稳定运行时，微生物的耗氧速率（Rr 需氧速率）曝气器的供氧速率时 ，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) 

10、生物絮体的大小：要求生物絮体大，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浓度为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 DO突然       慢性中毒 DO逐渐增加4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

11、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，就破坏细胞结构，抑制代谢。16.2.2活性污泥净化反应系统的主要控制指标与设计、运行参数1.表示混合液中活性污泥数量的指标（曝气池）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MLS

12、SM=X=Ma + Me + Mi + Mii2）MLVSS浓度混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSSMV=XV=Ma + Me + Mi 2.  表示活性污泥的沉降性能及评定指标（二沉池）1）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，同时通过它能及早发现污泥膨胀等异常现象的发生。2）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/gSVI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

13、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。(1)SVI=70100  其活性污泥凝聚沉淀性能很好SVI值过低，活性污泥颗粒细小，无机物含量高，缺乏活性。SVI值过高，沉淀性能不好，可能产生污泥膨胀。(2)影响SVI值的主要因素1)NS 的影响：见图2)丝状菌的大量繁殖，引起污泥膨胀，SVI值影响丝状菌大量繁殖的因素：  DO不足  NS大  PH4.5  缺乏N、P、Fe 3) 水温 T水太高3.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

14、于每日排出的剩余污泥量（X）               C的定义式                            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。将X式代入上式：

15、60;                                                    

16、              Xr是活性污泥特性和二沉池沉淀效果的函数。              4.曝气池中有机污染物与活性污泥微生物比值的指标：               式

17、中：S0原污水中有机污染物的浓度（BOD），mg/L X混合液悬浮固体（MLSS）浓度，mg/L V曝气池容积，m3                                     Ns=f(SVI)  163 活性污泥反应动力学1

18、6.3.1 概述 其值不同，就会导致 、 、 的变化动力学是研究讨论下列函数关系：      16.3.2 活性污泥反应动力学的基础米门公式与莫诺德方程式    1.米门公式：（1913年）纯酶单一基质 酶促反应中基质比降解速率2. Monod公式（1942年）纯菌种单一基质 微生物的比增长速率3)Monod公式（1950年）异养微生物群体单一基质 微生物的比增长速率              &

19、#160;                          2Monod公式的推论1)当混合液中SKS则式中KS可忽略不计高有机物浓度   呈一级反应     积分：             

20、60;                                                  &#

21、160;                    2) 当混合液中S在S´S´´之间中等有机物浓度3) 一相说与二相说一相说Monod公式二相说Eckenfelder二相说非连续函数 3 劳伦斯麦卡蒂方程式1）概述（1)单位微生物量的底物利用率q          

22、60;                 Monod 式在低有机物浓度下，有机底物的降解速度 劳麦式：有机底物的降解速度等于其被微生物的利用速度     而   则  或  以C、q作为基本参数，并以第一、二两个基本方程式表达。（2) 劳麦第一基本方程式      

23、60;                    （3) 劳麦第一基本方程式由Vq推出有机物的降解速度等于其被微生物的利用速度。              有机底物的利用速率（降解速率）与曝气池内微生物浓度 及有机底物浓度 之间的关系。2）劳麦方程式的推论与应用（1) 处理

24、水有机底物浓度Se计算                         Y微生物产率：mg微生物量/mg有机物量Ks半速度系数公式的推导：可得出： 上面等式两边都 ：移项整理：              

25、60;  （2) 反应器内活性污泥浓度Xa的计算                          公式的推导：由公式得出：移项：                

26、0;                    （3)污泥回流比R与c值之间的关系                         而   &#

27、160;                       （4)完全混合式曝气池有机底物降解速度的推导：Monod式在低有机物浓度下，有机底物的降解速度 劳麦式：有机底物的降解速度等于其被微生物的利用速度                

28、0;                   而                                 

29、                                                   

30、0;                            或                        

31、                   （5) 活性污泥的二种产率（合成产率Y与表观产率Yobs）与c的关系Y合成产率，表示微生物的增殖总量，没有去除内源呼吸而消亡的那一部分Yobs表观产率，实测所得微生物的增殖量，即微生物的净增殖量，已去除了因内源呼吸而消亡的那一部分。16.3.4动力学参数的测定1Monod公式的应用与参数的确定 SSeS´´并为定值且处于减速生长期，属一级反应：适合于

32、  在稳定条件下，对完全混合曝气池中的有机物进行物料平衡：             进入曝气池的有机物量   流出曝气池的有机物量  在曝气池降解的有机物量                        

33、60;                   当以Se代替莫诺方程式中的S得出：                          并在等式两边同时除以X得出： 以 BOD 去除量为基础的 B

34、OD 污泥去除负荷率 Nrs ：             同理          由式可知：                            &

35、#160;                              2.K2、Vmax、KS Y 、 K d 、 a ' 、 b ' 参数的求定 1) K2的求定（图）             

36、;     2) Vmax、KS的求定（图）将式取倒数得：                  为纵坐标       斜率   为横坐标      截距3 ） Y 、 K d 的求定： 根据公式： ，以 为纵坐标，以 为横坐标作图， 得出直线的斜率即为 Y ，截

37、距则为 Kd 。 4 ）a ' 、 b '的求定： 根据公式：以 为横坐标 ，以 为纵坐标作图，其直线的斜率即为a'， 直线与纵坐标轴的截距为bQwQ，Xe016.4 活性污泥处理系统的运行方式与曝气池的工艺参数16.4.1 传统活性污泥法（普通活性污泥法）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， 由大小。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2.优点 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

38、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。16.4.2 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。16.4.3 再生曝气活性污泥法系统 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16.4.4 吸附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

39、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。16.4.5 延时曝气活性污泥法1. 所需曝气池容积很大。 2.特点1)Ns非常小，只有0.050.10 kgBOD/kgMLSS·d；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。16.4.6 高负荷活性污泥法1. ，所需曝气池容积小。 2.特点1)曝气时间短（1.53.0h）。Ns高（1

40、.53.0kgBOD/kgMLSS·d），BOD<（6575）%。低；2)池容小，出水水质不好。16.4.7 完全混合活性污泥法1.主要结构形式  1)分建式2.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，各部分工况几乎完全一致，可通过 来调整工作情况；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。16.4.8 多级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

41、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。16.4.9 深水曝气活性污泥法系统1. 概述 亨利定律：CH·P式中：C水中溶解氧饱和浓度H亨利常数P压力 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3.特点水深在78m以上 16.4.10 深井曝气池活性污泥法系统1.  H50100m，16m2.特点1)氧的利用效率EA高达90，动力效率EP高达6kgO2/KW·h，占地少；      （传统活性污泥法EA10±，EP23

42、）2)适用于各种气候条件，可不设初沉池；3)适用于处理高浓度有机废水。 EP动力效率：1KWh电能转移到混合液中的氧量，以kgO2/KW·h16.4.11 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/KW·h。16.4.12 纯氧曝气活性污泥法系统1.概述空气纯氧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

43、氧转移的推动力：（CsC）9.227.2mg/L（CsC）9.227.2mg/L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倍，同时纯 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 V；3)SVI100，一般不会发生污泥膨胀；4)剩余污泥量小。几种活性污泥法系统设计与运行参数（对城市污水，仅为参考值） 设计参数传统活性污泥法完全混合活性污泥法阶段曝气活性污泥法BOD5SS负荷(kgBOD5/kgMLSS·d)0.20.40.20.60.20.4容积负荷(kgBOD5/m3·

44、;d)0.30.6082.00.61.0污泥龄(d)515515515MLSS(mg/L)150030003000600020003500MLVSS(mg/L)120024002400480016002800回流比(%)2550251002575曝气时间HRT(h)483538BOD5去除率(%)859585908590设计参数吸附再生活性污泥法延时曝气活性污泥法高负荷活性污泥法BOD5SS负荷(kgBOD5/kgMLSS·d)0.20.60.050.151.55.0容积负荷(kgBOD5/m3·d)1.01.20.10.41.22.4污泥龄(d)51520300.252.

45、5MLSS(mg/L)吸附池10003000再生池40001000030006000200500MLVSS(mg/L)吸附池8002400再生池3200800024004800160400回流比(%)2510075100515曝气时间HRT(h)吸附池0.51.0再生池3618481.53.0BOD5去除率(%)8090956075设计参数纯氧曝气活性污泥法深井曝气活性污泥法BOD5SS负荷(kgBOD5/kgMLSS·d)0.41.01.01.2容积负荷(kgBOD5/m3·d)2.03.23.03.6污泥龄(d)5155MLSS(mg/L)600010000300050

46、00MLVSS(mg/L)4000650024004000回流比(%)25504080曝气时间HRT(h)1.53.01.02.0溶解氧浓度DO(mg/L)610SVI(mL/g)3050BOD5去除率(%)7595859016.5活性污泥处理系统新工艺16.5.1概述在净化功能方面，向多功能方向发展，改变以去除有机污染物为主要功能的传统模式。对系统的运行方式进行了适当的调整，将厌氧技术运用于活性污泥处理系统，使之能够有效地进行硝化、反硝化反应，脱氮率达80以上。 在工艺方面采取措施，使活性污泥微生物从周围环境中摄取远超出其本身生理所需要的磷，使活性污泥处理系统具有除磷的功能。16.5.2氧化

47、沟50年代由荷兰的巴斯维尔（Pasveer）开发的一种污水生物处理技术，属活性污泥法中延时曝气法的一种特殊形式。1.氧化沟的工作原理与特征构造特征氧化沟一般呈环形沟渠状，平面多为椭圆形或圆形，总长可达几十至百米以上。沟深取决于曝气装置，一般为26m；流态特征氧化沟在流态上介于完全混合与推流之间。工艺特征可不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度；可不单设二次沉淀池，将氧化沟与二次沉淀池合建，可省去污泥回流装置；2. 氧化沟的曝气装置氧化沟曝气装置的功能是：向混合液供氧；将有机污染物、活性污泥、溶解氧三者充分混合、接触；推动水流以一定的流速（不低于0.25m/s）沿池长循环流动。

48、3.常用的氧化沟系统(1) 卡罗塞（Carrousel）氧化沟卡鲁塞尔氧化沟图 60年代末由荷兰DHV公司研制成功的，当时开发这一工艺的主要目的是寻求一种渠道更深、效率更高和机械性能更好的系统设备，来改善和弥补当时流行的转刷式氧化沟的技术弱点。(2) 奥巴勒（Orbal）型氧化沟系统由多个同心的椭圆形或圆形沟渠组成，污水和回流污泥进入最外一条沟渠，从内沟渠排出；一般由三条沟渠组成， V外沟6070V总         V中沟2030V总；     V内沟10V总用曝气转盘充氧

49、，H水=23.6m,v=0.30.9m/s，运行时，外、中、内沟渠应分别为厌氧、缺氧、好氧状态，以使DO保持较大的梯度，有利于提高充氧效率，同时也有利于有机物的去除和脱氮除磷。(3) 一体化氧化沟20世纪80年代初，美国开发了将二次沉淀池设置在氧化沟中的合建式一体化氧化沟，在氧化沟的一个沟渠内设沉淀槽，在沉淀槽的两侧设隔墙。其底部设一排三角形的导流板，在水面设集水管收集处理水。混合液从沉淀区底部流过，部分混合液从导流板间隙上升进入沉淀槽，沉淀污泥则从间隙回流至氧化沟。因其沉淀槽形似船形，故又称为船形一体化氧化沟。16.5.3 序批式活性污泥处理系统又称为间歇式活性污泥处理系统SBR工艺的曝气池

50、，在流态上属完全混合式，在有机物降解上，却是时间上的推流，有机物是随着时间的推移而被降解的。SBR工艺的基本运行模式，其基本操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置等五个基本过程组成。与连续流活性污泥工艺相比，SBR工艺有如下优点：工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；反应推动力大，易于得到较好出水水质；运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；污泥沉淀性能好，SVI较低，能有效地防止丝状菌膨胀；便于自控运行，易于维护管理。SBR变形工艺（1）间歇式循环延时曝气活性污泥工艺（Inte

51、rmittent Cyclic Extended Activated Sludge），简称ICEAS工艺 连续进水、间歇排水。在反应阶段，污水多次反复地经受“曝气好氧”和“闲置缺氧”的状态，从而产生有机物降解、硝化、反硝化，吸收磷、释放磷等反应，能够取得比较彻底的BOD去除、脱氮和除磷的效果。（2）循环式活性污泥工艺（Cyclic Activated Sludge Technology），简称CAST工艺在进水区设置生物选择器，即一个容积较小的污水与污泥的接触区。活性污泥由反应器回流，在生物选择器内与新进污水混合、接触，创造微生物种群在高浓度、高负荷环境下竞争生存的条件，从而选择适应该系统生存

52、的独特微生物种群，有效地抑制丝状菌的过分增殖，避免污泥膨胀现象的产生，提高系统的稳定性。（3）DAT-IAT工艺DAT-IAT工艺是由需氧池（Demand Aeration Tank）为主体处理构筑物的预反应区和以间歇曝气池（Intermittent Aeration Tank）为主体的主反应区组成的连续进水、间歇排水的工艺系统。16.5.4吸附生物降解工艺（A B法）AB法污水处理工艺流程A段以高负荷或超高负荷运行（污泥负荷2.0kgBOD5 / kgMLSS·d），B段以低负荷运行（污泥负荷一般为0.10.3 kgBOD5 / kgMLSS·d）；A段曝气池停留时间较短

53、，一般为3060min，B段停留时间一般为24h。该系统可不设初沉池。A、B两段各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混。16.6 曝气的基本理论16.6.1 氧转移原理 1扩散过程的基本规律菲克（Fick）定律                             式中：Vd物质的扩散速率，单位时间、单位断面上

54、通过的物质数量DL扩散系数 2双膜理论与氧总转移系数KLa1)                                              

55、60;                                                    

56、         两边同除以V：                                         

57、60;                 KLa小，则氧转移过程中阻力大KLa大，则氧转移过程中阻力小2)  曝气原理A双膜理论(1)  O2在气膜、液膜中进行分子扩散，而在气相和液相主体中进行对流扩散,分子扩散阻力远大于对流扩散阻力；(2)  传质的阻力集中在双膜，但因O2是难溶气体，氧转移的决定性阻力又集中在液膜内；(3)  O2通过液膜的转移速率是氧扩散转移全过程的控制速率。

58、0;B 通过液膜的氧转移速率       （kgO2/h）     C在单位容积内氧的转移速率（kg/m3h）两边都除以V（曝气池容积）：令                               

59、60;                                  式中：KLa氧的总转移系数（h1），KLa大则阻力小，反之亦然。整理后积分得： D 氧总转移系数   值小，表示氧转移过程中阻力大，氧的转移速率 小；  值大，表示氧

60、转移过程中阻力小，氧的转移速率 大 。   KLa氧总转移系数是评价空气扩散装置的重要参数。3.KLa的测定1)水中无氧状态下的测定法用清水，用Na2SO3（或N2）对清水脱氧，使C0然后进行曝气充氧，每隔一定时间，测定DO值，直至饱和为止。 2)对曝气池混合液的测定对于混合液，氧的变化率是氧的转移率与活性污泥微生物耗氧率R之差，即：                R活性污泥微生物的耗氧速率R（mg/Lmin）  &

61、#160;                                根据                        &#

62、160;                     可写为：            截 距     斜率16.6.2 影响氧转移的因素          

63、;               1Cs氧的饱和浓度 （mg/L）式中：S含盐量  （mg/L）T温度  而           式中：压力修正系数对于T，P一定时，Cs就只与含盐量S有关，即Csf（S）  采用因子来修正溶解盐类对Cs的影响       

64、60;                                                  &#

65、160;     当考虑气压和含盐量的影响 2污水水质的影响污水中存在着溶解性有机物，特别是表面活性物质，如短链脂肪酸和乙醇，是一种两亲分子，极性端羧基COOH（亲水）或羟基OH（亲水）插入液相中，而非极性端（疏水）的碳基链则伸入气相中。如由于两亲分子聚集在气液界面上，阻碍氧分子的扩散转移，增加了氧转移过程的阻力KLa引入因子来修正表面活性物质对KLa的影响                

66、;                                   3水温的影响 当  1530时：水温低对氧转移有利3035时：水温较高对氧转移有利4紊动强度1)低紊动程度液体内部对氧转移过程的阻力比液膜的阻力大得多。  液体运动对值几乎没有影

67、响2)中等紊动程度液体内部对氧扩散过程的阻力减小，此时液膜阻力将控制氧扩散速率，此时值达到最小值3)高度紊动打碎液膜，值将接近于116.6.3氧转移效率与供气量的计算1. 氧转移效率：×100 式中：EA氧转移效率，一般以百分比表示；OC供氧量，kgO2/h； 21%氧在空气中所占百分比；1.33120时氧的容重，kg/m3；Gs 供气量，m3/h。2. 供气量Gs： ×100 （16-73）3. 需氧量 O 2 的计算（ kgO 2 /d ） 在曝气池内混合液需氧量（ O 2 ）等于活性污泥微生物对有机物的氧化分解需氧量和微生物本身内源代谢自身氧化需氧量之和。 式中： a

68、 '微生物降解有机物氧化分解的需氧率，即活性污泥微生物降解氧化 1kgBOD 所需要的氧量（以 kg 计）， 对于生活污水 a （ 0.42 0.53 ） kgO 2 /kgBOD 5        b '微生物内源代谢的需氧率，即每 kg 活性污泥每天自身氧化所需的氧量（以 kg 计），              对于生活污水 b （ 0.188 0.11 ）

69、 kgO 2 /kg 活性污泥 Sr Sa Se ，即进出曝气池水中有机物浓度（ mg/L ）                             Q 污水流量， m 3 /d            

70、60;                V 曝气池容积， m 3             XV 每 m 3 曝气池混合液内挥发性悬浮固体（ MLVSS ）量， kg/m 3 1）Csb曝气池中氧的平均饱和溶解度的计算Oldshue奥特休计算法(1)Cs1曝气池池底气泡生成时氧饱和溶解度（mg/L）   

71、0; (2)Cs2气泡升至液面时氧饱和溶解度（mg/L） (3) 氧的平均饱和溶解度：           (4)求Ot气泡从曝气池逸出时氧的百分数（） 式中： EA扩散装置（扩散器）的利用效率，一般为612 2)转移到曝气池总氧量的计算R的计算在稳定状态下，即曝气池中DO浓度不变（供氧速率耗氧速率），即氧的转移速率 而               

72、0;                               （）及气压对Cs（T）的影响（ 压力修正系数，将上述影响因素代入上式得出： ）。         两边同乘以V（曝气池容积），则得出转移到曝气池的总氧量R

73、为：   3)曝气设备在标准条件下（1atm、水温20、脱氧清水）脱氧清水中氧总转移量R0的计算在标准条件下：1，1，1，C0在标准条件下曝气设备的供氧量：                               而上式中的R=O2=aQSr+bVXv    实际上，处理废水需要转移到

74、曝气池混合液中的总氧量为R，我们选定的曝气设备应满足在上述情况下总需氧量R的要求。然而曝气设备的制造厂家是在标准条件下测试得出曝气   首先要确定曝气池混合液所需的总氧量R 再求出再标准条件下曝气设备应转移的总氧量R0，这样才能满足实际废水曝气池混合液所需的总氧量R的要求 选定设备。机械曝气标准条件下充氧量（氧转移总量）Qos的计算1)Qos的计算                  V叶轮线速度 （m/s） 

75、;          式中：n叶轮转速 （转/分）D叶轮直径K1池型修正系数（表17-14）池型修正系数  池型修正系数分    建    式圆形曝气沉淀池圆池正方池长方池K1K2110.640.810.91.340.850.980.850.87  K1充氧量Qos的池型修正系数  K2泵型叶轮轴功率N公式中的池型修正系数2)叶轮轴功率N的计算      &

76、#160;               3)机械曝气计算程序  计算标准情况下的供氧量R0由（17-74）公式确定叶轮直径D                   确定叶轮轴功率N      

77、                 （17-77）例题16-1 一个城市污水处理厂，设计流量Q10000m3/d，一级处理出水BOD5150mg/L，采用活性污泥法处理，处理水BOD5£15mg/L。采用中微孔曝气盘作为曝气装置。曝气池容积V3000m3，Xr=2000mg/L，EA=10%,曝气池出口处溶解氧Cl =2mg/L，水温T=250C，曝气盘安装在水下4.5m处。有关参数为：a=0.5, b= 0.1, a=0.85

78、, b=0.95，r=1.0求：(1)采用鼓风曝气时，所需的供气量Gs（m3/min） (2)采用表面机械曝气器时的充氧量R0(kgO2/h)解： A鼓风曝气系统（1）按式（16-74）计算需氧量： O2 = aQ(SiSe) + bVXv = R（2）按式（16-62）计算20和25时曝气池内饱和溶解氧浓度的平均值：曝气装置出口处的压力Pb：气泡逸出曝气池表面时，氧含量的百分比可以按式（16-63）计算： 查表得20和25时的饱和溶解氧浓度分别为： Cs(20)=9.17mg/L； Cs(25)=8.38mg/L； 代入式（16-62）有： （3）标准供氧速率R0：由式（16-70）有： （

79、4）按式（16-73）计算供气量： B. 机械曝气器按式（16-70）求充气能力R0： 16.7 曝气系统与空气扩散装置16.7.1 概述1)鼓风曝气：空气加压设备（鼓风机）管道系统扩散装置（曝气器）2)机械曝气：曝气叶轮   曝气转刷 两种曝气示意图3)  曝气器的作用 4)  曝气器的主要指标(1)动力效率EP：（kgO2/KWh）(2)氧利用效率EA（氧转移效率）(3)充氧能力EL：（kgO2/h）(4)  对鼓风曝气性能以EP、EA来评定(5)  对机械曝气性能以EP、EL来评定。无法用EA来评定16.7.2 鼓风曝

80、气系统与空气扩散装置1. 微气泡空气扩散装置（EA10，气泡直径1.5mm） EA      EP（kgO2/KWh）新型高效曝气器1)          （714）   1.82.5300×300×35（mm）          2)扩散管：组成扩散管阻      &

81、#160;   （1013）    2.0 60100mm；L500600mm    3)固定式平板型微孔空气扩散器    （2025）    464)固定式钟罩型微孔空气扩散器  （2025）    465)膜片式微孔空气扩散器                  （2738）6)摇臂式微孔空气扩散器                  （1830）