生物处理活性污泥法

1、会计学1生物处理活性污泥法生物处理活性污泥法一、什么是活性污泥？一、什么是活性污泥？ 由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。 一组活性污泥图片一组活性污泥图片活性污泥的性质活性污泥的性质颜色颜色黄褐色黄褐色状态状态似矾花絮绒颗粒似矾花絮绒颗粒味道味道土腥味土腥味相对密度相对密度曝气池混合液：曝气池混合液：1.0021.0021.0031.003回流污泥：回流污泥：1.00

2、41.0041.0061.006粒经粒经0.020.020.2mm0.2mm2020100cm100cm2 2/mL/mL比表面积比表面积曝气池曝气池曝气池出水堰曝气池出水堰曝气池混合液配水进入二沉池曝气池混合液配水进入二沉池二、活性污泥法的基本流程 活性污泥法的基本流程各构筑物的功能（作用）活性污泥法的基本流程各构筑物的功能（作用） 三、活性污泥性能评价指标三、活性污泥性能评价指标 用污泥浓度表示。用污泥浓度表示。 混合液悬浮固体浓度：混合液悬浮固体浓度：MLSSMLSS 混合液挥发性悬浮固体浓度：混合液挥发性悬浮固体浓度：MLVSSMLVSS 污泥沉降比：污泥沉降比：SVSV 污泥体积指数

3、：污泥体积指数：SVISVI处理生活污水的活性污泥处理生活污水的活性污泥MLVSS: 70%MLVSS: 70%NVSS: 30%NVSS: 30% MLSSMLSS：表示悬浮固体物质总量，：表示悬浮固体物质总量，MLVSSMLVSS挥发性固体成分表示有机物含量，挥发性固体成分表示有机物含量，NVSSNVSS灼烧残量，表示无机物含量。灼烧残量，表示无机物含量。 MLVSSMLVSS：包含了微生物量，但不仅是微生物的量，：包含了微生物量，但不仅是微生物的量， 由于测定方便，目前还是近似用于表示微生物的量。由于测定方便，目前还是近似用于表示微生物的量。MLVSS: MLVSS: 一般范围为一般范围

4、为55557575NVSS: NVSS: 一般范围为一般范围为25254545有人曾企图通过直接测定污泥中细胞的有人曾企图通过直接测定污泥中细胞的DNADNA量、有机氮量、三磷量、有机氮量、三磷酸腺苷（酸腺苷（ATPATP）量、脱氢酶的活力等指标去反映活性污泥的活力）量、脱氢酶的活力等指标去反映活性污泥的活力，这种方法既复杂又不准确，而且微生物的含量不断变化。，这种方法既复杂又不准确，而且微生物的含量不断变化。 MLSS=MLSS=M Ma a+ +M Me e+ +M Mi i+ +M Miiii式中：式中：M Ma a具备活性细胞成分；具备活性细胞成分； M Me e内源代谢残留的微生物有

5、机体；内源代谢残留的微生物有机体； M Mi i未代谢的不可生化的有机悬浮固体；未代谢的不可生化的有机悬浮固体； M Miiii吸附的无机悬浮固体。吸附的无机悬浮固体。污泥沉降比：污泥沉降比：SVSV活性污泥的沉降浓缩性能活性污泥的沉降浓缩性能!取混合液至取混合液至1000mL1000mL或或100mL100mL量筒，静止沉淀量筒，静止沉淀30min30min后，度量沉淀活后，度量沉淀活性污泥的体积（性污泥的体积（mLmL）。）。 (mL/L)(mL/L)!以沉淀活性污泥的体积占混合液体积的比例（以沉淀活性污泥的体积占混合液体积的比例（% %）表示污泥沉降）表示污泥沉降比。（比。（20%-30

6、%20%-30%）SV=SV=（静止沉淀（静止沉淀30min30min后沉淀活性污泥的体积后沉淀活性污泥的体积/ /混合液体积）混合液体积）* *100%100%污泥体积指数：污泥体积指数：SVISVI!SVSV不能确切表示污泥沉降性能，故人们想起用不能确切表示污泥沉降性能，故人们想起用单位干泥形成湿泥单位干泥形成湿泥时的体积来表示污泥沉降性能时的体积来表示污泥沉降性能，简称污泥指数，单位为，简称污泥指数，单位为mL/gmL/g。!混合液静置混合液静置3030分钟后，单位干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积分钟后，单位干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积SVI=SVI=静止沉淀静止沉淀30min30m

7、in后沉淀活性污泥的体积后沉淀活性污泥的体积/ /混合液污泥干重混合液污泥干重 =SV /MLSS=SV /MLSS（1 1）SVI=SVI=静止沉淀静止沉淀30min30min后沉淀活性污泥的体积后沉淀活性污泥的体积/ /混合液污泥干重混合液污泥干重 =SV /MLSS=SV /MLSS（单位干泥形成湿泥时的体积单位干泥形成湿泥时的体积 01002005004003002.52.00.51.52.50SVI高负荷一般负荷低负荷BOD-污泥负荷率(kgBOD/kgMLSSd)图 17-2 污泥负荷与SVI值之间的关系活性污泥性能评价指标活性污泥性能评价指标 （MLSSMLSS、MLVSSMLV

8、SS） （SVSV、SVISVI）每日排放剩余污泥的量活性污泥总量/c四、活性污泥降解污水中有机物的过程四、活性污泥降解污水中有机物的过程 活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除） 过程可分为过程可分为两个阶段两个阶段：吸附阶段吸附阶段稳定阶段稳定阶段由于活性污泥具有巨大的由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖表面积，而表面上含有多糖类的黏性物质，导致污水中类的黏性物质，导致污水中的有机物转移到活性污泥上的有机物转移到活性污泥上去。去。主要是转移到活性污泥上主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。的有机物为微生物所利用。四、活性污泥

9、降解污水中有机物的过程四、活性污泥降解污水中有机物的过程污水与污泥混合曝气后污水与污泥混合曝气后BOD的变化曲线的变化曲线对活性污泥法曝气过程中污水中有机物的变化分析得到结论：对活性污泥法曝气过程中污水中有机物的变化分析得到结论：废废水水中中的的有有机机物物残留在废残留在废水中的有水中的有机物机物从废水中从废水中去除的有去除的有机物机物微生物不能利用的有机物微生物不能利用的有机物微生物能利用的有机物微生物能利用的有机物微生物能利用而尚未微生物能利用而尚未利用的有机物利用的有机物微生物不能利用的有微生物不能利用的有机物机物微生物已利用的有机微生物已利用的有机物（氧化和合成）物（氧化和合成）（吸附

10、量）（吸附量）增殖的微生物体增殖的微生物体氧化产物氧化产物曲线反映污水中有机物的曲线反映污水中有机物的 去除规律；去除规律； 曲线反映活性污泥利用曲线反映活性污泥利用 有机物的规律；有机物的规律；曲线反映了活性污泥吸附曲线反映了活性污泥吸附 有机物的规律有机物的规律。这三条曲线反映出，在曝气过程中：这三条曲线反映出，在曝气过程中：污水中有机物的去除在较短时间污水中有机物的去除在较短时间( ( 图中是图中是5h5h左右左右) )内就基本完成内就基本完成了了( (见曲线见曲线) )；污水中的有机物先是转移到污水中的有机物先是转移到( (吸附吸附) )污泥上污泥上( (见曲线见曲线),),然后逐渐然

11、后逐渐为微生物所利用为微生物所利用( (见曲线见曲线) )；吸附作用在相当短的时间吸附作用在相当短的时间( (图中是图中是45min45min左右左右) )内就基本完成了内就基本完成了( (见曲线见曲线) )； 微生物利用有机物的过程比较缓慢微生物利用有机物的过程比较缓慢( (见曲线见曲线) )。 活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题 活性污泥法的三个要素构成一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥活性污泥；二是废水中的二是废水中的有机物有机物，它是处理对象，也是微生，它是处理对象，也是微生物的食料

12、物的食料；三是溶解氧，没有充足的三是溶解氧，没有充足的溶解氧溶解氧，好氧微生物既，好氧微生物既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。不能生存，也不能发挥氧化分解作用。一、气一、气 体体 传传 递递 原原 理理 B 双膜理论双膜理论基点：基点：认为在气液界面存在着认为在气液界面存在着气膜和液膜。气膜和液膜。气体传质阻力来自双膜气体传质阻力来自双膜 主要是液膜阻力主要是液膜阻力。气体传质推动力气体传质推动力气膜气膜中存在的压力梯度及液膜中存在的压力梯度及液膜中的浓度梯度。中的浓度梯度。 在废水生物处理系统中，氧的在废水生物处理系统中，氧的传递速率传递速率d dM M/d/dt t气体传递速率气体传递速

13、率kgokgo2 2/h/hD D液膜中气体（氧）的扩散系数液膜中气体（氧）的扩散系数m2/hm2/hA A 气体扩散通过的面积（界面面积）气体扩散通过的面积（界面面积）m2m2C Cs s 气体在溶液中的饱和浓度气体在溶液中的饱和浓度kgokgo2 2/m3/m3 C C 气体在溶液中的实际浓度气体在溶液中的实际浓度kgo2/m3 LsccDAddcDAtMdd)(ddsLccVAKtc)(ddsLaccKtc氧分子的总（传质）转氧分子的总（传质）转移系数移系数1/h单位容积内氧的转移速率单位容积内氧的转移速率,(液相中溶解氧浓度变化率液相中溶解氧浓度变化率)kgo2/(m3h)液膜中氧的传

14、质速率（液膜中氧的传质速率（转移系数）转移系数）m/hF将上式进行积分，可求得总的传质系数：将上式进行积分，可求得总的传质系数：1S212Lalg13 . 2ccccttKSF KLa值受污水水质污水水质的影响，把用于清水测出的值用于污水，要采用修正系数修正系数，同样清水的cs值要用于污水要乘以系数系数，因而上式变为：)(ddsLaccKtc)()()()(ssLaLa清水污水清水污水ccKK)(ddsLaccKtc结果分析结果分析系数修正系数修正F测定不在标准状态测定不在标准状态2020时，可按此式修正。时，可按此式修正。 7 6 0/S OS Op测测标（2 2）气压的修正：）气压的修正：

15、F大气压力的影响，可按此式修正。大气压力的影响，可按此式修正。 清水中的测试清水中的测试（1 1）水温的修正：）水温的修正：L(20)20)(La024.1KKtt氧转移的影响因素氧转移的影响因素(：水质、水温、氧分压：水质、水温、氧分压)(ddsLaccKtc K KLaLa 的影响因素的影响因素( (氧转移的影响因素氧转移的影响因素) )：水质水质 ： 修正系数修正系数a a水的温度：水的温度： 温暖上升温暖上升,K,KLaLa随着上升随着上升, ,c cs s 值下降值下降 压力压力: :压力上升压力上升, ,c cs s值增加。值增加。进厂污水 粗格栅 污水泵房 细格栅 沉砂池 A2/

16、O 反应池 UV 消毒 剩余污泥 鼓风机房 排放 污泥脱水车间 泥饼外运 1.1.供氧供氧 好氧微生物的好氧微生物的需氧需氧代谢代谢 兼性微生物酶的兼性微生物酶的好氧好氧合成合成2.2.混合液的搅拌作用（厌氧、缺氧池另加搅拌器）混合液的搅拌作用（厌氧、缺氧池另加搅拌器）曝气方式：曝气方式：1.1.鼓风曝气系统鼓风曝气系统2.2.机械曝气装置：纵轴表面曝气机、横轴表面曝气器机械曝气装置：纵轴表面曝气机、横轴表面曝气器3.3.鼓风鼓风+ +机械曝气系统机械曝气系统4.4.其他：富氧曝气、纯氧曝气其他：富氧曝气、纯氧曝气 1 1、曝、曝 气气 设设 备备 鼓风曝气鼓风曝气机械曝气机械曝气空气净化器空

17、气净化器 鼓鼓 风风 机机 空气输配管系统空气输配管系统 扩扩 散散 器器 竖式曝气机竖式曝气机表面曝气机表面曝气机卧式曝气机卧式曝气机鼓风曝气空气净化器空气净化器 鼓鼓 风风 机机 空气输配空气输配管系统管系统 扩扩 散散 器器 目的是改善整个曝气系统的运行状态目的是改善整个曝气系统的运行状态和防止扩散器阻塞。和防止扩散器阻塞。鼓风曝气空气净化器空气净化器 鼓鼓 风风 机机 空气输配空气输配管系统管系统 扩扩 散散 器器 鼓风机鼓风机供应压供应压缩空气缩空气风量风量要满足生化反应所需的氧量和能保要满足生化反应所需的氧量和能保持混合液悬浮固体呈悬浮状态。持混合液悬浮固体呈悬浮状态。风压风压要满

18、足克服管道系统和扩散器的摩要满足克服管道系统和扩散器的摩阻损耗以及扩散器上部的静水压。阻损耗以及扩散器上部的静水压。罗茨鼓风机：适用于中小型罗茨鼓风机：适用于中小型污水厂，噪声大，必须采取污水厂，噪声大，必须采取消音、隔音措施消音、隔音措施离心式鼓风机：噪声小，效离心式鼓风机：噪声小，效率高，适用于大中型污水厂率高，适用于大中型污水厂鼓风曝气空气净化器空气净化器 鼓鼓 风风 机机 扩扩 散散 器器 空气输配空气输配管系统管系统负责将空气输送到空气扩散器。要求沿负责将空气输送到空气扩散器。要求沿程阻力损失小，曝气设备各点压力均衡，程阻力损失小，曝气设备各点压力均衡，空气干管和支管流速符合设计要求

19、，配备空气干管和支管流速符合设计要求，配备必要的手动阀和电动调节阀门。必要的手动阀和电动调节阀门。鼓风曝气空气净化器空气净化器 鼓鼓 风风 机机 扩扩 散散 器器 作用是将空气分散成空气泡，增大空气作用是将空气分散成空气泡，增大空气和混合液之间的接触界面，把空气中的氧和混合液之间的接触界面，把空气中的氧溶解于水中。溶解于水中。空气输配空气输配管系统管系统小气泡扩散器小气泡扩散器中气泡扩散器中气泡扩散器大气泡扩散器大气泡扩散器微气泡扩散器微气泡扩散器扩散器的类型扩散器的类型微孔曝气盘 微孔曝气设备安装 微孔曝气设备的运行状况 穿孔曝气管穿孔曝气管微孔曝气器实际安装情况微孔曝气器实际安装情况机械曝

20、气：表面曝气机机械曝气：表面曝气机 表面曝气机充氧原理：表面曝气机充氧原理：(1)(1)曝气设备的曝气设备的提水和输水作用提水和输水作用，使曝气池内液体不断循，使曝气池内液体不断循环流动环流动, , 从而不断更新气液接触面从而不断更新气液接触面, , 不断吸氧不断吸氧；(2)(2)曝气设备旋转时在周围形成曝气设备旋转时在周围形成水跃水跃，并把液体抛向空中，并把液体抛向空中，剧烈搅动而卷进空气；，剧烈搅动而卷进空气；(3)(3)曝气设备高速旋转时，在后侧形成曝气设备高速旋转时，在后侧形成负压区负压区而吸入空气而吸入空气。机械曝气：表面曝气机机械曝气：表面曝气机 曝气的效率取决于：曝气的效率取决于

21、：曝气机的性能曝气机的性能曝气池的池形曝气池的池形倒伞形倒伞形平板形平板形泵泵 形形这类曝气机的转动轴与水这类曝气机的转动轴与水面平行面平行, ,主要用于氧化沟主要用于氧化沟 。竖式曝气机竖式曝气机卧式曝气刷卧式曝气刷泵泵 形形倒伞形倒伞形平板形平板形倒伞形机械曝气器曝气转刷转刷曝气机转刷曝气机测试中的曝气转碟 2、曝气设备性能指标曝气设备性能指标 比较各种曝气设备性能的主要指标比较各种曝气设备性能的主要指标氧转移率（氧转移率（E EL ）：机机械械曝气系统曝气系统单位时间内转移到单位体单位时间内转移到单位体 积液体中氧的量，积液体中氧的量，单位为单位为mgmg（O O2 2）/ /（L Lh

22、 h） 充氧能力（或动力效率）（充氧能力（或动力效率）（ E EP ）：即每消耗即每消耗1kW1kWh h动动 力能传递到水中的氧量（或氧传递速率力能传递到水中的氧量（或氧传递速率） 单位为单位为kgkg（O O2 2）/ /（kWkWh h）。）。氧利用率（氧利用率（ E EA）：通过通过鼓风曝气系统鼓风曝气系统转移到混合液中的转移到混合液中的 氧量占总供氧的比例，单位为。氧量占总供氧的比例，单位为。 曝 气 设 备 性 能曝气池的三种池型推流式推流式曝气池曝气池完全混合完全混合式曝气池式曝气池两种池型两种池型结合式结合式推流式曝气池 推流式曝气池的长宽比一般为推流式曝气池的长宽比一般为5

23、51010； 为了便于布置，长池可以两者或多折；为了便于布置，长池可以两者或多折； 进水方式不限；出水用溢流堰。进水方式不限；出水用溢流堰。1.平面布置平面布置推流式曝气池的池宽和有效水深之比一般为推流式曝气池的池宽和有效水深之比一般为1 12 2。2.横断面布置横断面布置是废水从一端进入，另一端流出。随着水流是废水从一端进入，另一端流出。随着水流的过程，废物降解，微生物增长，的过程，废物降解，微生物增长，F/M F/M 沿程变沿程变化化，系统处于生长曲线，系统处于生长曲线某一段某一段上工作。上工作。根根据据横横断断面面上上的的水水流流情情况况，可可分分为为推流式曝气池推流式曝气池完全混合曝气

24、池 池形：圆形、方形、矩形池形：圆形、方形、矩形 根据和沉淀池的关系：分建式、合建式根据和沉淀池的关系：分建式、合建式是废水进入曝气池后，在搅拌下与池内活性污泥混是废水进入曝气池后，在搅拌下与池内活性污泥混合液混合，从而使污泥与废水得到充分混合，池内各合液混合，从而使污泥与废水得到充分混合，池内各点水质均匀、点水质均匀、F/MF/M一定一定。系统处于生长曲线。系统处于生长曲线某一点某一点上上工作。工作。机械曝气完全混合曝气池鼓风曝气完全混合曝气池局部完全混合推流式曝气池曝气池的三种池型推流式推流式曝气池曝气池完全混合完全混合式曝气池式曝气池两种池型结合式两种池型结合式（封闭环流式封闭环流式、序

25、批式序批式）活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题VxQSLS0式中式中Q Q、S S0 0和和V V分别代表废水流量、分别代表废水流量、BODBOD浓度和曝气池容积浓度和曝气池容积。L L0.4kgBOD/kgMLSS0.4kgBOD/kgMLSSd ,d ,可得到可得到9090以上的以上的BODBOD去除率。去除率。对不同的底物，对不同的底物，L-L-关系有很大差别。关系有很大差别。一般在高负荷时应选择在一般在高负荷时应选择在1.51.52.0kgBOD2.0kgBODkgMSSkgMSSd d范围内范围内, ,中中负荷时为负荷时为0.20.20.

26、4kgBOD/kgMLSS.d0.4kgBOD/kgMLSS.d，低负荷时为，低负荷时为0.030.030.05kgBOD/ kgMLSS0.05kgBOD/ kgMLSSd d。bVxaVxLxSxkdtdxYdtdxdxkdtdxYdtdxdxkdtdxYdtdxdVxbVxLaOr2VrVXbQSaO2细胞平均停留时间细胞平均停留时间cc也称泥龄，表示微生物在曝气池也称泥龄，表示微生物在曝气池中的平均培养时间中的平均培养时间, , 也即曝气池内活性污泥平均更新一也即曝气池内活性污泥平均更新一遍所需的时间。遍所需的时间。在间歇实验装置里，在间歇实验装置里，细胞平均停留时间与水力停留时细胞平

27、均停留时间与水力停留时间相等间相等，在实际的连续流活性污泥系统中，由于存在污，在实际的连续流活性污泥系统中，由于存在污泥回流，泥回流，细胞平均停留时间比水力停留时间大得多细胞平均停留时间比水力停留时间大得多。 eWWcxQQxQVx活性污泥系统工艺设计应把应把整个系统作为整体整个系统作为整体来考虑，包括曝气池、二沉池、曝气来考虑，包括曝气池、二沉池、曝气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处理处置。设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处理处置。主要设计内容：主要设计内容：1 1、工艺流程选择；、工艺流程选择；2 2、曝气池容积和构筑物尺寸的确定；、曝气池容积和构筑物尺寸的确定；3 3、二沉池澄

28、清区、污泥区的工艺设计；、二沉池澄清区、污泥区的工艺设计；4 4、供氧系统设计；、供氧系统设计；5 5、污泥回流设备设计。、污泥回流设备设计。主要依据：水质水量资料主要依据：水质水量资料生活污水或生活污水为主的城市污水：成熟设计经验生活污水或生活污水为主的城市污水：成熟设计经验工业废水：试验研究设计参数工业废水：试验研究设计参数1 1、工艺流程的选择、工艺流程的选择需要调查研究和收集的基础资料：需要调查研究和收集的基础资料：（1 1）污水的水量水质资料）污水的水量水质资料水量关系到处理规模，多种方法分析计算，注意收集率和地水量关系到处理规模，多种方法分析计算，注意收集率和地下水渗入量；下水渗入

29、量；水质决定选用的处理流程和处理程度。水质决定选用的处理流程和处理程度。（2 2）接纳污水的对象资料）接纳污水的对象资料（3 3）气象水文资料）气象水文资料（4 4）污水处理厂厂址资料、厂址地形资料、厂址地质资料。）污水处理厂厂址资料、厂址地形资料、厂址地质资料。（5 5）剩余污泥的出路调研）剩余污泥的出路调研流程选择流程选择是活性污泥设计中的首要问题，关系到日后运转的是活性污泥设计中的首要问题，关系到日后运转的稳定可靠以及经济和环境效益，必须在详尽调查的基础上进行稳定可靠以及经济和环境效益，必须在详尽调查的基础上进行技术、经济比较，以得到先进合理的流程。技术、经济比较，以得到先进合理的流程。

30、活性污泥系统工艺设计2 2、曝气池的计算：纯经验方法、曝气池的计算：纯经验方法劳伦斯（劳伦斯（LawronceLawronce）和麦卡蒂）和麦卡蒂(McCarty)(McCarty)法法有机物负有机物负荷率法荷率法麦金尼麦金尼(McKinney)(McKinney)法法活性污泥系统工艺设计活性污泥系统工艺设计有机物负荷率的两种表示方法有机物负荷率的两种表示方法活性污泥负荷率活性污泥负荷率L LS S（简称污泥负荷）简称污泥负荷）曝气区容积负荷率曝气区容积负荷率L LV V（简称容积负荷）（简称容积负荷）活性污泥系统工艺设计活性污泥系统工艺设计2 2、曝气池的计算：纯经验方法、曝气池的计算：纯经

31、验方法污泥负荷率污泥负荷率-单位质量活性污泥在单位时间单位质量活性污泥在单位时间 内所能承受的内所能承受的BODBOD5 5量，即量，即: :式中：式中：L Ls s污泥负荷率污泥负荷率,kg BOD,kg BOD5 5/ /（kgMLVSSkgMLVSSd d）; ; Q Q与曝气时间相当的平均进水流量，与曝气时间相当的平均进水流量，m m3 3/d/d； S S0 0曝气池进水的平均曝气池进水的平均BODBOD5 5值，值，mg/Lmg/L； X X曝气池中的污泥浓度，曝气池中的污泥浓度，mg/Lmg/L。 污泥负荷率污泥负荷率XVQSMFL0S2 2、曝气池的计算、曝气池的计算容积负荷是

32、指单位容积曝气区在单位时间内所容积负荷是指单位容积曝气区在单位时间内所能承受的能承受的BODBOD5 5量，即：量，即：式中：式中：L Lv v容积负荷率，容积负荷率，kg (BODkg (BOD5 5)/(m)/(m3 3d)d)。容积负荷率容积负荷率XLVQSLS0VXVQSL0S2 2、曝气池的计算、曝气池的计算S S0 0和和Q Q是已知的，是已知的，X X和和L L可参考可参考12-112-1选择。对于某些工业选择。对于某些工业污水，要通过试验来确定污水，要通过试验来确定X X和和L L值。污泥负荷率法应用方值。污泥负荷率法应用方便，但需要一定的经验。便，但需要一定的经验。 V0S0

33、LQSXLQSVXLVQSLS0VXVQSL0S2 2、曝气池的计算、曝气池的计算XVQSMFL0SXLVQSLS0V根据某种工艺的根据某种工艺的经验停留时间和经验去除率经验停留时间和经验去除率，确定曝气池的水力停留时间。确定曝气池的水力停留时间。例例：流量：流量200m200m3 3/h/h，曝气池进水，曝气池进水BODBOD浓浓150mg/L, 150mg/L, 出水要求为出水要求为15mg/L15mg/L，采用多点进水，求曝气池容积。多点进水经验去除率，采用多点进水，求曝气池容积。多点进水经验去除率：85%-9085%-90，经验停留时间：，经验停留时间：3-5h3-5h解：取停留时间为

34、解：取停留时间为4.5h4.5h，曝气池容积，曝气池容积V V2002004.5m4.5m3 3=900m=900m3 32 2、曝气池的计算、曝气池的计算劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 (1) (1) 曝气池中基质去除速率和微生物浓度的关系方程曝气池中基质去除速率和微生物浓度的关系方程式中：式中：dS/ddS/dt t基质去除率，即单位时间内单位体积去除的基质基质去除率，即单位时间内单位体积去除的基质mg(BODmg(BOD5 5)/(L)/(Lh)h)；K K最大的单位微生物基质去除速率，即在单位时间内，单位微生物量去除的最大的单位微生物基质去除速率，即在单位时间内，单位微生物量去除的基

35、质，基质，mg(BODmg(BOD5 5)/(mgVSS)/(mgVSSh)h)；S S微生物周围的基质浓度，微生物周围的基质浓度，mg(BODmg(BOD5 5)/L)/L；K Ks s饱和常数，其值等于基质去除速率的饱和常数，其值等于基质去除速率的1/21/2K K时的基质浓度，时的基质浓度，mg/Lmg/L；X X微生物的浓度，微生物的浓度，mg/Lmg/L。 SKXKStSSdd）（SkYSXdtdSSmax2 2、曝气池的计算、曝气池的计算当当S SK Ks s时，该方程可简化为时，该方程可简化为当当S SK Ks s时，该方程可简化为时，该方程可简化为当曝气池出水要求高时，常处于当

36、曝气池出水要求高时，常处于S S K Ks s状态状态 KXtSddXSKKtSSddSKXKStSSdd2 2、曝气池的计算、曝气池的计算劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 （2 2）基质的去除率和微生物的增长关系式基质的去除率和微生物的增长关系式 式中：式中：y y合成系数，合成系数，mg(VSS)/mg(BODmg(VSS)/mg(BOD5 5) )； K Kd d内源代谢系数，内源代谢系数，h h-1 -1 。XKtSytXddddd2 2、曝气池的计算、曝气池的计算 上式表明曝气池中的微生物的变化是由上式表明曝气池中的微生物的变化是由合成和内源合成和内源代谢两方面代谢两方面综合形成的。

37、不同的运行方式和不同的水综合形成的。不同的运行方式和不同的水质，质，y y 和和K Kd d 值是不同的。活性污泥法典型的系数值值是不同的。活性污泥法典型的系数值可参见下表：可参见下表： XKtSYtXddddd2 2、曝气池的计算、曝气池的计算这里的这里的Y Yobsobs实质是扣除了内源代谢后的净合成实质是扣除了内源代谢后的净合成系数，称为系数，称为表观合成系数表观合成系数。Y Y为为理论合成系数理论合成系数。 也可以表达为XKtSYtXddddd)dd(ddobstSYtX2 2、曝气池的计算、曝气池的计算Cdobs1KYY劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 完全混合曝气池的计算模式完全混

38、合曝气池的计算模式 (1)(1)曝气池体积的计算曝气池体积的计算F应把整个系统作为应把整个系统作为整体整体来考虑，包括曝气池、二沉来考虑，包括曝气池、二沉池、曝气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处池、曝气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处理处置。理处置。2 2、曝气池的计算、曝气池的计算!污水中的污水中的X X0 0 很小很小, ,可以忽略不计可以忽略不计, ,因而因而X Xo o =0, =0, 在稳在稳定状态下定状态下d dX X/d/dt t=0=0且且tSStSe0dd)1()(Cd0CKXSSQYVeXKtSYVXQQXQXQVtXewRwd0dd)(ddF 对系统进行对系统

39、进行微生物量的物料平衡计算微生物量的物料平衡计算：eeRwXQXQVXC每日排放剩余污泥的量活性污泥总量 /c污泥龄：污泥龄：QQRR回流比回流比劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 完全混合曝气池的计算模式完全混合曝气池的计算模式 (2)(2)排出的剩余活性污泥量计算排出的剩余活性污泥量计算 RwXQVXC(1)(1)曝气池体积的计算曝气池体积的计算eeRwXQXQVXCRCWXVXQ2 2、曝气池的计算、曝气池的计算劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 完全混合曝气池的计算模式完全混合曝气池的计算模式 (2)(2)排出的剩余活性污泥量计算排出的剩余活性污泥量计算 RwewXQXQQXKtSYVXQ

40、)(dd0d0F微生物的物料平衡关系式微生物的物料平衡关系式SKXKStSSdd0,00eXXRwSXQXKSKSXKVd02 2、曝气池的计算、曝气池的计算dRwSKVXXQSKSK0劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 完全混合曝气池的计算模式完全混合曝气池的计算模式 (2)(2)排出的剩余活性污泥量计算排出的剩余活性污泥量计算 ewewReRSSQSQQQSQSKYXSKVSQ)(00F有机物的物料平衡关系式有机物的物料平衡关系式SKYXSKVSSQSe00)(SKSKVXSSYQS00)(2 2、曝气池的计算、曝气池的计算劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 完全混合曝气池的计算模式完全混合曝

41、气池的计算模式 (2)(2)排出的剩余活性污泥量计算排出的剩余活性污泥量计算 F微生物的物料平衡关系式微生物的物料平衡关系式dRwSKVXXQSKSK0F有机物的物料平衡关系式有机物的物料平衡关系式SKSKVXSSYQSe00)(VXSSYQKVXXQedRw0RwXQVXCQV水力停水力停留时间留时间dckXSSY01RdewXXVkSSYQQ02 2、曝气池的计算、曝气池的计算(1)(1)曝气池体积的计算曝气池体积的计算(2)(2)排出的剩余活性污泥量计算排出的剩余活性污泥量计算 2 2、曝气池的计算、曝气池的计算)1()(Cd0CKXSSQYVeV0S0LQSXLQSV有机负荷率法有机负

42、荷率法: :污泥龄法污泥龄法:(劳伦斯和麦卡蒂法)劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 完全混合曝气池的计算模式完全混合曝气池的计算模式 (2)(2)排出的剩余活性污泥量计算排出的剩余活性污泥量计算 (1)(1)曝气池体积的计算曝气池体积的计算RCWXVXQ2 2、曝气池的计算、曝气池的计算RdewXXVkSSYQQ0劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 完全混合曝气池的计算模式完全混合曝气池的计算模式 (3)(3)确定所需的空气量确定所需的空气量(1)(1)曝气池体积的计算曝气池体积的计算(2)(2)排出的剩余活性污泥量计算排出的剩余活性污泥量计算 所需氧气量所需氧气量所需空气量所需空气量2 2、曝

43、气池的计算、曝气池的计算（）根据（）根据有机物降解需氧率和内源代谢需氧率有机物降解需氧率和内源代谢需氧率计算计算所所以以需氧气量需氧气量（之和）（之和）劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 所需氧气量计算所需氧气量计算VeVXbSSQaO02)(0.420.53) (0.11 (0.110.19)0.19)X XV V 曝气池内曝气池内MLVSSMLVSS，Kg/m3Kg/m32 2、曝气池的计算、曝气池的计算（）（）微生物对有机物的氧化分解需氧量微生物对有机物的氧化分解需氧量有机物在生化反应中有部分被氧化，有部分合成微生物（形有机物在生化反应中有部分被氧化，有部分合成微生物（形成剩余活性污泥量）

44、，含碳可生物降解物质的需氧量成剩余活性污泥量），含碳可生物降解物质的需氧量VbebXCODCODQO1.42-022 2、曝气池的计算、曝气池的计算劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 进水可生物进水可生物降解降解CODCOD污泥氧当污泥氧当量系数量系数出水可生物出水可生物降解降解CODCOD剩余污剩余污泥量泥量所需氧气量计算所需氧气量计算CODCODb合成微生物去除的耗氧量-BODBOD总的炭化需氧量（完全需氧量总的炭化需氧量（完全需氧量/ /第一阶段生化需氧量）第一阶段生化需氧量）)101 ()(1)(tKLTtTBODBOD2 2、曝气池的计算、曝气池的计算劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法

45、bLCODBOD)20()20(1)(1047.1TTkk生活污水：生活污水：T=20T=20时时11)20(10.17d28. 015. 0，常采用dk经生化处理出水：经生化处理出水：T=20T=20时时1)20(110.006.0dk轻度污染的河水：轻度污染的河水：T=20T=20时时1)20(110.005.0dkbLtKLTtCODBODBODBODT68.068.0)101 ()(1)(耗氧速率常数耗氧速率常数,1/dVeXSSQO42.168.0)(022 2、曝气池的计算、曝气池的计算劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 VbebXCODCODQO1.42-02beTCODSSBOD

46、68.00)(5所需氧气量计算所需氧气量计算（）（）微生物对有机物的氧化分解需氧量微生物对有机物的氧化分解需氧量劳伦斯和麦卡蒂法劳伦斯和麦卡蒂法 完全混合曝气池的计算模式完全混合曝气池的计算模式 (3)(3)确定所需的空气量确定所需的空气量2 2、曝气池的计算、曝气池的计算F空气中氧的含量为空气中氧的含量为23.223.2, ,氧的密度为氧的密度为1.201kg/ m1.201kg/ m3 3 。所需氧气量计算所需氧气量计算所需空气量计算所需空气量计算氧在空气中的含量氧的密度需氧量空气量103Q, S0, X0进水进水曝气池曝气池V,Se,X二次沉二次沉淀池淀池回流污泥回流污泥RQ, S Se

47、 e, XrQ+RQS Se e, XQ-QwSe, Xe排放污泥排放污泥I IQ Qw w,X,S,X,Se e排放污泥排放污泥IIQw, Xr, Se出出水水)XKdtdSV(YQX)XQ(QXQd0ewwewwc)XQ(QXQVX处理污水量为处理污水量为21600m21600m3 3/d/d，经沉淀后的，经沉淀后的BODBOD5 5为为250mg/L,250mg/L,希望处理后的希望处理后的出水出水BODBOD5 5为为20mg/L20mg/L。要求确定曝气池的体积、排泥量和空气量。经研。要求确定曝气池的体积、排泥量和空气量。经研究，还确立下列条件：究，还确立下列条件： （1 1）污水温

48、度为）污水温度为2020； （2 2）曝气池中混合液挥发性悬浮固体（）曝气池中混合液挥发性悬浮固体（MLVSSMLVSS）同混合液悬浮固）同混合液悬浮固体（体（MLSSMLSS）之比为）之比为0.80.8； （3 3）回流污泥）回流污泥SSSS浓度为浓度为10000mg/L10000mg/L； （4 4）曝气池中）曝气池中MLMLSSSS为为3500 mg/L3500 mg/L； （5 5）设计的）设计的c c为为10d10d； （6 6）出水中含有）出水中含有22mg/L22mg/L生物固体，其中生物固体，其中6565是可生化的；是可生化的； （7 7）污水中含有足够的生化反应所需的氧、磷和

49、其他微量元素；）污水中含有足够的生化反应所需的氧、磷和其他微量元素； （8 8）污水流量的总变化系数为）污水流量的总变化系数为2.52.5。 例)1()(Cd0CKXSSQYVe(1)(1)曝气池体积的计算曝气池体积的计算出水中溶出水中溶解性解性BODBOD5 5的的浓度浓度例解 确定出水中悬浮固体的确定出水中悬浮固体的BODBOD5 5 ： (a)(a)悬浮固体中可生化的部分为悬浮固体中可生化的部分为0.650.6522 mg/L22 mg/L =14.3mg/L=14.3mg/L (b) (b)可生化悬浮固体的最终可生化悬浮固体的最终BODBODL L 0.650.6522221.42 m

50、g/L1.42 mg/L 20.3mg/L20.3mg/L (c) (c)可生化悬浮固体的可生化悬浮固体的BODBODL L为为BODBOD5 50.680.6820.3 mg/L20.3 mg/L13.8mg/L13.8mg/L (d) (d)确定经曝气池处理后的出水溶解性确定经曝气池处理后的出水溶解性BODBOD5 5 ，即，即SeSe 20 mg/L 20 mg/LSeSe13.8 mg/L 13.8 mg/L SeSe6.2 mg/L6.2 mg/L 计算处理效率计算处理效率E E ：若沉淀池能去除全部悬浮固体，则处理效率可达若沉淀池能去除全部悬浮固体，则处理效率可达2502092%2

51、50E2506.297.5%250E1.1.估计出水中溶解性估计出水中溶解性BODBOD5 5的浓度的浓度出水中总的出水中总的BODBOD5 5出水中溶解性的出水中溶解性的BODBOD5 5出水中悬浮固体的出水中悬浮固体的BODBOD5 5已知则：解2.2.计算曝气池的体积计算曝气池的体积)(06d. 03500mg/L2mg/L. 6)(mg/mg5 . 0/dm21600d101d3C查表选定查表选定KXSYQe33Cd0Cm4702m)1006. 0135002 . 62505 . 02160010)1 ()(KXSeSQYV解3.3.计算每天排除的剩余活性污泥量计算每天排除的剩余活性污

52、泥量 计算计算Y Yobsobs计算排除的以计算排除的以挥发性悬浮固体计挥发性悬浮固体计的干污泥量的干污泥量计算排除的以计算排除的以SSSS计的污泥量计的污泥量3125. 01006. 015 . 01CdobsKYYkg/d7 .1645kg/d10)2 . 6250(216003125. 0)(30obseVSSQYXkg/d1 .2057/0.87 .1645X解3.3.计算每天排除的剩余计算每天排除的剩余活性活性污泥量污泥量 污泥龄计算污泥龄计算dmXVXQRCW/7 .205800010350047023曝气池中曝气池中VSSVSS浓度浓度3500mg/L3500mg/L回流污泥回流

53、污泥VSSVSS浓度浓度8000mg/L8000mg/L110Q, S0, X0进水进水曝气池曝气池V,Se,X二次沉二次沉淀池淀池回流污泥回流污泥RQ, S Se e, XrQ+RQS Se e, XQ-QwSe, Xe排放污泥排放污泥I IQ Qw w,X,S,X,Se e排放污泥排放污泥IIQw, Xr, Se出出水水eWRWRRXQQXQQXQQ)()()(4.4.计算回流污泥比计算回流污泥比 解4.4.计算回流污泥比计算回流污泥比 曝气池中曝气池中VSSVSS浓度浓度3500mg/L3500mg/L回流污泥回流污泥VSSVSS浓度浓度8000mg/L8000mg/L76.021600

54、3 .16434/3 .164343500800080007 .205350021600)(8000)(3500)()()(3QQRdmXXXQQXQQQQQXQQXQQXQQRRRWRWRReWRWRR解5.5.计算曝气池的水力停留时间计算曝气池的水力停留时间 h2 . 5d217. 0d216004702QVt6.6.计算曝气池所需的空气量计算曝气池所需的空气量 (1)(1)生化反应中含碳有机物全部生化所需的氧量生化反应中含碳有机物全部生化所需的氧量: :所需氧量所需氧量7744-1.427744-1.421645.71645.75407.1 kg/d5407.1 kg/d 首先计算曝气池

55、所需的氧量首先计算曝气池所需的氧量 (2)(2)生化反应所需氧量生化反应所需氧量: :kg/d7744kg/d68. 010)2 . 6250(216000.68)(BOD30LSSQVeXSSQO42.168.0)(02解6.6.计算曝气池所需的空气量计算曝气池所需的空气量 (1)(1)若空气密度为若空气密度为1.201kg/m1.201kg/m3 3, ,空气中含有的氧量为空气中含有的氧量为23.223.2，则所需的，则所需的理论空气量理论空气量为：为： (2)(2)实际实际所需的空气量为（氧的利用率所需的空气量为（氧的利用率E EA A=8%=8%）: : 其次根据所需的氧量计算相应的空

56、气量其次根据所需的氧量计算相应的空气量 (3)(3)设计所需的空气量为（考虑安全因素）设计所需的空气量为（考虑安全因素）: : 上海嘉定水质净化厂辐流式二沉池1 1、二次沉淀池的功能要求、二次沉淀池的功能要求1 1）澄清（固液分离）澄清（固液分离）2 2）污泥浓缩）污泥浓缩（使回流污泥的含水率降低回流污泥的体积减少）（使回流污泥的含水率降低回流污泥的体积减少）2 2、二沉池的实际工作情况、二沉池的实际工作情况（1 1）二沉池中普遍存在着四个区：清）二沉池中普遍存在着四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区。水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区。两个界面：泥水界面和压缩界面。两个界面：泥水界面和压

57、缩界面。（2 2）混合液进入二沉池以后，立即被稀）混合液进入二沉池以后，立即被稀释，固体浓度大大降低，形成一个絮凝释，固体浓度大大降低，形成一个絮凝区。絮凝区上部是清水区，两者之间有区。絮凝区上部是清水区，两者之间有一泥水界面。一泥水界面。（3 3）絮凝区后是一个成层沉降区，在此区内，固体浓度基本不变，）絮凝区后是一个成层沉降区，在此区内，固体浓度基本不变，沉速也基本不变。絮凝区中絮凝情况的优劣，直接影响成层沉降区中沉速也基本不变。絮凝区中絮凝情况的优劣，直接影响成层沉降区中泥花的形态、大小和沉速。泥花的形态、大小和沉速。（4 4）靠近池底处形成污泥压缩区。）靠近池底处形成污泥压缩区。2 2、

58、二沉池的实际工作情况、二沉池的实际工作情况二沉池的二沉池的澄清能力澄清能力与混合液进入池后的絮凝情况与混合液进入池后的絮凝情况密切相关，也与二沉池的表面面积有关。密切相关，也与二沉池的表面面积有关。 二沉池的二沉池的浓缩能力浓缩能力主要与污泥性质及泥斗的容积主要与污泥性质及泥斗的容积有关有关。（。（对于沉降性能良好的活性污泥，二沉池的泥斗容积对于沉降性能良好的活性污泥，二沉池的泥斗容积可以较小。）可以较小。）3 3、二次沉淀池的构造和计算、二次沉淀池的构造和计算二次沉淀池在构造上要注意以下特点：二次沉淀池在构造上要注意以下特点：（1 1）二次沉淀池的进水部分，应使）二次沉淀池的进水部分，应使布

59、水均匀布水均匀并造成有利于絮并造成有利于絮凝的条件，使泥花结大。凝的条件，使泥花结大。（2 2）二沉池中污泥絮体较轻，容易被出流水挟走）二沉池中污泥絮体较轻，容易被出流水挟走, ,要限制出流要限制出流堰处的流速堰处的流速，使单位堰长的出水量不超过，使单位堰长的出水量不超过10m10m3 3/ /（m m h h）。）。（3 3）污泥斗的容积，要考虑）污泥斗的容积，要考虑污泥浓缩污泥浓缩的要求。在二沉池内，活的要求。在二沉池内，活性污泥中的溶解氧只有消耗，没有补充，容易耗尽。缺氧时间过性污泥中的溶解氧只有消耗，没有补充，容易耗尽。缺氧时间过长可能影响活性污泥中微生物的活力，并可能因反硝化而使污泥

60、长可能影响活性污泥中微生物的活力，并可能因反硝化而使污泥上浮，故浓缩时间一般不超过上浮，故浓缩时间一般不超过2h2h。二次沉淀池的二次沉淀池的容积计算方法容积计算方法可用下列两个公式反映可用下列两个公式反映：式中：式中：A A 澄清区表面积，澄清区表面积，m m2 2； Q Q 废水设计流量，用最大时流量，废水设计流量，用最大时流量，m m3 3/h/h； u u 沉淀效率参数，沉淀效率参数，m m3 3/ /（m m2 2h h）或）或m/hm/h； V V 污泥区容积，污泥区容积，m m3 3； R R 最大污泥回流比；最大污泥回流比； t- t- 水力停留时间水力停留时间 t ts s