活性污泥2课件

1、第二节活性污泥法的发展和演变最早1912年在英国的曼彻斯特修建第一座活性污泥试验厂，已有100年的历史，工艺从简单到复杂，功能从单一到综合，效率从低到高；投入由高而低，运行稳定性不断提高！在传统的基础上提出了一系列新工艺新技术：美国：污水处理厂18000座，84%为活性污泥二级工艺英国：污水处理厂3000座，100%为活性污泥二级工艺日本：城市处理厂703座，城镇污水处理厂2000座，99%为活性污泥二级或三级工艺瑞典：处理厂1540座，91%为活性污泥二级工艺我国：处理厂540座，80%为活性污泥二级工艺活性污泥法的各种运行方式传统活性污泥法渐减曝气分步曝气完全混合法浅层曝气深层曝气高负荷曝

2、气或变型曝气克劳斯法延时曝气接触氧化氧化沟纯氧曝气AB法SBR法活性污泥工艺分类简介运行方式流态曝气方式BOD去除率%附注传统法（CAS）推流鼓风或机械85-95中等浓度，对冲击负荷敏感渐减曝气推流鼓风85-90气量逐渐减小完全混合（CMAS）完全混合鼓风或机械85-90抗冲击分步曝气（SFAS）推流鼓风85-95使用性广接触稳定（CSAS）推流鼓风或机械80-90高悬浮固体废水延时曝气（EAAS）完全混合或推流鼓风或机械75-95适用于大城镇企业污水纯氧曝气（HPOAS）串联完全混合反应器纯氧机械85-95空间小，经济氧源处吸附-生物降解完全混合或推流鼓风或机械85-95抗冲击、可分期建设投

3、产序批式（SBR）完全混合鼓风90-99中小型污水处理厂1、传统活性污泥法（CAS）：（1）工艺流程：（2）工艺特点：高效、稳定，管理方便；耐负荷冲击能力差，氧的利用率低（3）曝气池池型多采用矩形廊道式曝气池，污水和回流污泥从池首进入，混合液以活塞流的流态逐渐向池尾部流动，从池末端出水堰流出，进入二沉池。曝气池2、渐减曝气和分段进水活性污泥法（1）工艺流程：（2）工艺特点氧利用率提高，节省费用耐负荷冲击，氧利用效率高3、高负荷曝气法 部分污水只需部分处理，短时曝气、不完全活性污泥法，也叫变型曝气。（1）工艺流程（2）工艺特点负荷高，曝气时间短（2-3h），处理率约70%；适合于处理要求不高和有

4、机物主要以不容性状态存在的污水。5、吸附再生法（1）工艺流程（2）工艺特点6、完全混合法完全混合法（CMAS）出现于20世纪50年代后期，用来处理高负荷工业废水，尤其是含有抑制性有机物的工业废水。进水均匀分布于整个反应器中，使反应器内个点的可生物降解有机物浓度比较低，即使进水中有机物有毒性，其毒性仍然可以减低，生物降解也会得以进行。分建式：表面曝气机的充氧和混合性能同池型关系密切，因而表面曝气机的选用应和池型配合，已达到最好的效果。分建式虽然不如合建式紧凑，而且需要专设污泥回流设备，但运行上便于调节。合建式：我国定名为曝气沉淀池（国外称为加速曝气池），沉淀池和曝气池合建于一个圆形池中，沉淀池在

5、外环。结构紧凑，但是很难分别控制和调节。我国仍有利用，国外已经趋于淘汰。两种池型的结合使用表曝机充氧的推流式曝气池中间设有挡板的表曝机充氧的推流式曝气池7、深层曝气法一般曝气池的深度以45米为宜，是为了节约用地，60年代开始研究深层曝气（1020米）法。70年代以来，又开发了深井曝气（150300米）技术。（1）工艺流程深井曝气池简图深井曝气法具有占地面积小、充氧动力效率高等特点（10倍），另外该工艺还有利于冬季保持水温。缺点：构造复杂、维修困难、泄漏会造成地下水污染。适用于工业废水以及高浓度废水的处理。（2）工艺特点深井曝气工艺参数工艺参数变化范围井深充氧能力氧利用率曝气时间有机物负荷MLS

6、S空隙率经济循环流速回流污泥比脱气池容积二沉池固体负荷停留时间一般为50-150m0.5-1.0kgO2/m2h，最高可达3.0kgO2/m2h40%-80%对于城市污水，1小时左右COD：10-30kg/m3d,BOD：0.5-2.0kg/kgVSSd6-10g/L不得高于0.2，否则容易发生气泡合并一般1.0-1.5m/s50%-200%尽可能大些，一般为井容的30%-50%SVI大于150：150kg/m2d；SVI小于100：300kg/m2d3.5小时以内。8、纯氧曝气（1）工艺流程（2）工艺特点纯氧代替空气，氧的利用率EA（8090），而传统活性污泥法EA仅为 10MLSS47g/

7、L，使Nrv ，VSVI100，一般不会发生污泥膨胀剩余污泥量小9、克劳斯（Kraus）法（1）工艺流程 污泥消化上清液回流到曝气池（2）工艺特点消化上清液富含NP，消化上清液夹带污泥，改善混合液沉淀性能适合于处理污水营养比失调，碳水化合物高，NP不足的污水。10、 吸附生物降解工艺（ Absorption-Biodegration ，AB法）70年代，德国Boehnke教授提出了AB法工艺。吸附段采用高负荷或超高负荷运行，停留时间短（3060分钟），主要为吸附过程。而氧化段采用低负荷运行，停留时间24小时。两段具有独立的污泥系统，不相混合。（1）工艺流程A段B段（2）工艺特点：不设初沉池，A

8、段曝气池是一个开放性生物系统；A，B段污泥回流单独分开；A，B段负荷相差悬殊，A段曝气时间短，30-60min。处理稳定，耐负荷冲击吸附生物降解工艺（AB法）A段B段吸附段高有机负荷F2kg/kg d缺氧DO=0.2-0.5HRT=30-40min泥龄=0.3-0.5d污泥产量大，且由于吸附作用，有机物含量较高，如用厌氧消化处理污泥，多产气25% 以上。耐冲击负荷，适应性很强生物氧化低负荷F300mg/L。反硝化碳源问题：当B段有反硝化作用时（A/O），A段BOD去除率50%，否则碳源不足，影响反硝化效果。A段运行时，会出现恶臭，影响卫生：高有机负荷，产生硫化氢、大粪素等气体。所以A段应加盖子

9、，并通风除臭。11、 序批式活性污泥法（SBR）Sequencing Batch Reactor，并非“新”工艺1914年，Arden&Lockett “Fill and Draw Process”.1980年。美国印第安纳州第一个SBR污水厂建成我国，1985年，上海吴淞肉联厂污水处理设施（2400m3/d）序批间歇式的含义：1、运行操作在空间上是按序列、间歇运行的。2、每个SBR反应器运行时间上也是按次序排列间歇运行的。常规除碳反应周期：进水期（F）：反应期（R）沉淀期（S）排水排泥期（D）闲置期（I）按曝气时间与充水过程时序不同分为：非限量曝气：边进水，边曝气。限量曝气：充水结束后曝气。

10、半限量曝气：充水中后期开始曝气。SBR优势在于：复合流态（空间上完全混合，时间上理想推流）；理想沉淀池；反应推动力大。主要工艺特征：不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能；不设污泥回流设备；在多数情况下，无需设置调节池；SVI值较低，污泥易于沉淀，一般不产生污泥膨胀现象；易于维护管理，如运行管理得当，处理出水水质将优于连续式；通过对运行方式的适当调节，在单一的曝气池内可完成脱氮和除磷的效果；易于实现自动化控制。 运行中的SBR工艺滗水器是SBR工艺中最关键的机械设备之一。滗水器按其结构形式可分为机械式、虹吸式、自浮式、简易式等几种。目前在国内应用广泛的多为旋转式(属机械式滗水器的一种)。 滗水器

11、浮动式重力滗水器（也称浮筒式滗水器） 无动力滗水机 旋转滗水机 SBR法处理部分工业废水效果废水pHCOD（mg/L）BOD（mg/L）SS（mg/L）主要运行参数豆汁废水原水5.8-6.510000-2000015000-300001500-3500Fw=1.5-4Kg/（m3d） MLSS=6000-10000mg/LSVI=41-60出水8.8-9.188-29014-18031-95面筋废水原水6.2-7.3900-17001000-1800100-350Fw=0.5-0.9Kg/（m3d）MLSS=4000-6000mg/LSVI=80-100出水7.8-8.210-153-122-

12、8薯粉废水原水5.5-6.310000-2000012000-230003300-17000Fw=1.3-2.5Kg/（m3d）MLSS=8000-10000mg/LSVI=50-80出水8.0-8.3130-25080-120感光剂工业废水原水7.6-8.91800-56003700-110044-300Fw=1.9-3.9Kg/（m3d）MLSS=8000-12000mg/L出水8.7-9.1650-80080-33020-40周期循环活性污泥法(Cyclic Activated Sludge System，简称CASS)。美国川森维柔废水处理公司1975年研究成功，是SBR工艺的一种新的

13、形式 。CASS工艺与SBR不同之处：进水阶段不设单纯充水过程或缺氧混合过程。在反应器进水端增设生物选择区，利于创造适合微生物并选择絮凝性微生物，可以保持污泥良好性能，提高抗冲击能力。可通过调节曝气同时实现硝化和反硝化。CASS一般工艺流程反应操作历程：进水曝气阶段：20% 回流污泥进水沉淀阶段：“竖流式沉淀池”停止进水排水阶段：“反硝化、磷释放”闲置：一般不用单独分配时间。CASS工艺的主要优点 工艺流程简单，占地面积小，投资较低生化反应推动力大 沉淀效果好 运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标 不易发生污泥膨胀 适用范围广，适合分期建设 剩余污泥量小，性质稳定 （1.0kgBOD产

14、生0.20.3kg剩余污泥 ）大连泉水污水处理厂CASS池尾MSBR工艺概述 MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)工艺是80年代初期发展起来的改良式SBR工艺，目前主要在北美和南美应用，而在韩国汉城和我国深圳盐田污水处理厂也采用该工艺。 MSBR工艺被认为是目前最新的一体化工艺流程，它是由A2/O系统与常规SBR系统串联组成，具有二者的全部优点。因而它具有同时高效去除有机物与氮、磷污染物的功能，出水水质稳定。 特别是回流污泥进入厌氧池前增加了一个污泥浓缩区，浓缩后污泥经缺氧区再进入厌氧区，这样就大大减少了回流污泥中硝酸盐进入厌氧区的量，也减少了VFA因

15、回流而造成稀释，增加了厌氧区的实际停留时间，所以大大提高了除磷效率。 MSBR工艺组成MSBR工艺系统由三个主要部分组成其平面布置如上图所示。 1. A2/O：由厌氧区缺氧区好氧区组成。2. 污泥回流浓缩：由浓缩池缺氧区组成。3. 二个交替进行搅拌、曝气、沉淀的SBR池。在SBR池前段设置底部穿孔挡板，使得SBR池后段的水流状态是由下而上，而不是平流状态，这样SBR池后段对水流起到了悬浮污泥床的过滤作用，而非一般的沉淀作用。 MSBR工艺原理 原污水和回流污泥同时进入厌氧池搅拌混合，回流污泥中的聚磷菌利用原污水中的快速降解有机物在此进行充分释磷，然后其混合液由厌氧池进入缺氧池，与好氧池来的含大

16、量NOXN的回流混合液搅拌混合，进行反硝化脱氮，反硝化后的混合液流入好氧池，在此进行硝化、有机物降解和聚磷菌超量吸磷。 经好氧池处理后，一部分混合液至缺氧池，另一部分混合液进入SBR2池，经沉淀后上清液排放。此时另一边的SBR1池进行搅拌、曝气、预沉，起着反硝化、硝化、有机物降解的作用，沉下的污泥作为回流污泥，首先进入浓缩池浓缩，其上清液直接进入好氧池，而浓缩污泥进入缺氧池，减少污泥中的溶解氧，同时对回流污泥中硝酸盐进行反硝化，降低回流污泥中的硝酸盐浓度，使由缺氧池进入厌氧池的回流污泥中溶解氧和硝酸盐浓度都很低，为厌氧池中厌氧释磷提供了更为有利的条件。 MSBR工艺运行方式-1 MSBR由6个

17、时段组成一个运行周期，而每个运行周期由二个半运行周期组成，前3个时段（120min）组成第一个半运行周期，后3个时段（120min）组成第二个半运行周期，在两个相邻的半周期内，除二个SBR池的运行方式不同外，其余各个单元的运行方式完全一样。 原污水由单元厌氧区进入，流经单元缺氧区、单元好氧区，在第一个半周期内从单元 SBR2出水。而在第二个半周期内原污水同样由单元进入，流经单元、，出水则从单元 SBR1出水。第一个半周期内，单元 SBR2起沉淀作用，并从SBR-2出水；而在第二个半周期内则是单元 SBR1起沉淀作用，并从SBR-1池出水。 MSBR系统的回流由污泥回流和混合液回流二部分组成，而

18、污泥回流有浓缩污泥回流路径和上清液回流路径。其MSBR的运行状态和回流系统见图21-12与表21-4。=MSBR工艺运行方式-2表21-4 MSBR工艺运行方式 周期时段时间（Min）MSBR各单元的工作状态MSBR的污泥回流MSBR的混合液回流途径MSBR的出水单元SBR1单元浓缩池单元缺氧池单元厌氧池单元缺氧池单元好氧池单元SBR2回 流种 类回 流途 径第一个半周（120min）140搅拌浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀浓缩污泥回流1234561656单元SBR-2出水上清液回流1261250曝气浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀浓缩污泥回流1234561656上清液回流1261330预沉浓缩搅拌搅拌搅拌

19、曝气沉淀浓缩污泥回流无回流656上清液回流无回流第二个半周期（120min）440沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气搅拌浓缩污泥回流7234567656单元SBR-1出水上清液回流7267550沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气曝气浓缩污泥回流7234567656上清液回流7267630沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气预沉浓缩污泥回流无回流656上清液回流无回流MSBR工艺特点MSBR比常规SBR工艺具有以下特点：1 MSBR系统原污水从连续运行的单元厌氧区进入，而不是从常规SBR单元进水，这样将大部分好氧量从SBR池转移到连续运行的A2/O系统的主曝气池中，从而将需氧量也转移到主曝气池中，改善了设备的利用率。2 MSB

20、R系统原污水进入A2/O系统，由于生化反应与反应物的浓度有关，所以加速了厌氧反应速率、反硝化速率、BOD5降解速率和硝化反应速率，从而改善了系统的整体处理效果，提高了出水水质。3 MSBR具有最新的除磷工艺专利：回流污泥经浓缩区和缺氧区再进入厌氧区，大大地减少了带入厌氧区的硝酸盐和溶解氧量，从而比常规SBR工艺的除磷效果要高得多。4 MSBR工艺是由A2/O工艺和SBR工艺串联组成，具有二者的全部优点。 UNITANK工艺概述 UNITANK工艺是比利时史格斯清水公司（SEGHERS ENGINEERING WATER NV）于90年代初开发的专利，取名为UNITANK。已为世界和我国广泛采用

21、。 原污水经格栅与沉沙池预处理后连续进入UNITANK反应池，该反应池由三个矩形池相连组成，三个池水流相连通，每个池中均设有曝气供氧设备，可采用鼓风曝气或表面机械曝气。 在外边两侧矩形池，设有固定出水堰与剩余污泥排放口。外边的两侧矩形池交替作为曝气池和沉淀池，而中间一只矩形池只作曝气池。 连续进入该系统的污水，通过控制进水闸可分时序分别进入三个矩形池中任意一只，采用连续进水、出水，周期交替运行。 UNITANK工艺操作过程-1去除有机物与脱氮除磷的UNITANK工艺运行过程见下图：UNITANK工艺操作过程-2 该运行过程通过进行灵活的时间与空间控制，并适当增加水力停留时间，就可具有去除污水中

22、的有机物和脱氮除磷的功能。 在第一个运行阶段，污水交替进入左侧池和中间池，左侧池作为缺氧搅拌反应器，反硝化菌以污水中的有机物为电子供体，对前一个运行阶段产生的硝态氮进行反硝化脱氮；然后释放前一个运行阶段沉淀的含磷污泥中的磷。 当中间池曝气运行时，去除有机物和进行硝化与吸收磷；当中间池进水并搅拌时，则进行反硝化脱氮，同时污泥也由左向右推进，右侧池进行沉淀。泥水分离，上清液作为处理水溢出，含磷污泥的一部分作为剩余污泥排放。 在进入第二个运行阶段前，污水只进入中间池，使左侧池中尽可能完成硝化反应。其后左侧池停止曝气，作为沉淀池。 进入第二个运行阶段，污水交替进入右侧池和中间池，污水由右向左流动，处理

23、过程与第一个运行阶段相同。 UNITANK工艺主要特点1. 结构紧凑，一体化，三个矩形池组成一个单元。一个处理厂可由若干个单元组成，均可利用公共池壁，同一单元的三个矩形池之间水力相通，中间池壁不受单向水压，所以基建费用低，占地少。2. 与常规SBR工艺相比,该工艺连续进水，运行管理简单。3. 与常规SBR工艺相比，该工艺反应池有效容积能得到连续使用，不需设闲置阶段。另外采用固定式出水堰出水,不需设置滗水器。4. 各池之间采用渠道配水，并在恒水位下交替运行，减少了管道、阀门、水泵等设备的数量，水头损失小，降低了运行成本。 12、氧化沟（Oxidation Dictch）氧化沟（Oxidation

24、 Dictch）：延时曝气的一种特殊形式。又称连续环式反应池，指污水在一个首尾相接的曝气沟渠中循环流动，而使污水得到净化的工艺，一体式氧化沟工艺以及交替式氧化沟工艺（VR、D、T）。 20世纪50年代由荷兰卫生工程研究所（TNO）研制成功，第一家氧化沟污水处理厂在1954年荷兰Voorshoper投产，称为Pasveer氧化沟，由Kessenser转刷曝气。水深1.5m。1968年，DHV公司将立式表曝机用于氧化沟，建立了Carrousel氧化沟。水深达到4.5m，新型号Carrousel3000，水深达到8m，全球近850座 。1970年，Huisman在南非开发了使用转盘曝气的Orbal氧

25、化沟。后将技术专利转让给美国Envirex公司，目前美国有200多座。特征为：(a)呈环状沟渠，平面多为椭圆形或圆形。总长为几十米至百米以上；(b)沟深取决于曝气装置，一般为26m；(c)流态特性介于完全混合和推流之间。特点：(a)对水温、水质和水量的变动有较强的适应性；(b)污泥龄一般可达1530d；(c)污泥产率低且多已达到稳定的程度，不需再进行消化处理氧化沟的类型 基本型：转刷曝气 卡鲁塞尔式（Carrousel）氧化沟 三沟式氧化沟 奥巴勒（Orbal）氧化沟 曝气沉淀一体化氧化沟 侧渠形一体氧化沟 船形一体化氧化沟 二沉池交替运行的氧化沟 基本型：转刷曝气 服务人口仅为360，BOD

26、去除率达到97%。氧化沟在国内的应用厂名处理规模m3/d进水BOD5mg/L氧化沟形式广东南海县污水厂桂林东区污水厂昆明市污水厂邯郸市城东污水厂抚顺石油二厂污水厂广东石化公司污水厂上海龙华肉联厂上海乳品五厂山西针织厂西安杨森制药厂武汉江汉制药厂上海动物园污水厂上海定山湖污水厂成都天彭镇污水厂100004000055000660002880020000120050050001000150-2002001200400013080-10018063-782501100250100150PasveerCarrousel（四槽）Carrousel（六槽）三沟交替工作型Orbal型Orbal型Carrou

27、sel（四槽）Carrousel（四槽）Carrousel（二槽）与二沉池合建圆形PasveerOrbal型Carrousel氧化沟Carrousel氧化沟主要采用特殊设计的立式低速表曝机作为主要设备有Carrousel 1000、 Carrousel 2000、 Carrousel 3000型等 Orbal氧化沟设计深度：3.5-4.0m转盘曝气，浸没深度为230-530mm沟中流速0.3-0.6m/s。一般为3沟，容积比为：6：3：1三沟溶解氧分别为：0、1、2mg/L适用于处理规模小于200，000m3/d的中小型污水厂。三沟式氧化沟 特点：流程简单，无需设置初沉池、二沉池和污泥回流设备

28、；处理效果稳定、管理方便；基建费用低、占地少；具有脱氮除磷功能。一体式氧化沟工艺集曝气、泥水分离以及污泥回流等功能于一体，无须设立二次沉淀池。美国Armco环境企业公司的BMTS沉淀分离系统。美国大约60座。交替式氧化沟工艺（T型，三沟式）将SBR工艺与Pasveer氧化沟工艺结合而开发和应用的复合式废水生物处理工艺。一般运行周期为8h。交替式氧化沟工艺（T型）T型氧化沟工艺过程（脱氮）13、膜工艺与生物处理的结合MBR （Membrane Bio-Reactor）膜生物反应器膜生物反应器（MBR）工艺:是指将膜分离技术中的超滤组件与污水生物处理工程中的生物反应器相互结合而成的新的开发系统。它

29、综合了膜处理技术和生物处理技术的优点。超滤组件代替二沉池，提高了污泥浓度，延长有机物停留时间，提高了有机物氧化率，出水水质高，几乎不排除剩余污泥。开始于1966年美Dorr-oliver公司（膜制造工艺限制了发展）。20世纪70年代,MBR的研究进一步深入开展。“中水回用”，同时膜制造工艺也突飞猛进。1983-1987年，日本有13家好氧MBR处理写字楼废水，并回用。规模：50-250m3/d。目前，虽然也有处理能力在5000-20000m3/d的MBR事例，但大部分应用还是400m3/d我国1995年，樊耀波将MBR用于石油化工污水净化的研究。MBR主要包括：膜组件；泵；生物反应器三个部分。

30、分离膜生物反应器（BSMBRBiomass Separation Membrane Bio-Reactor ）无泡曝气膜生物反应器（MABRMembrane Aeration Bio-Reactor）萃取膜生物反应器（EMBRExtractive Membrane Bio-Reactor）MBR分离膜生物反应器（BSMBR）一体式MBRMBR装置无泡曝气膜生物反应器(MABR)萃取膜生物反应器(EMBR)萃取水中的特定有机物（挥发性、毒性物质），然后利用专性细菌降解。常用分置式。适用于含有挥发性、有毒有害工业废水处理。目前仍处于小试阶段。MBR工艺特性对污染物的去除效率高，出水水质好。 具有较

31、大的灵活性和实用性，工艺参数易于控制。设备紧凑，占地少。易于自动控制管理。解决了剩余污泥处置难的问题 。MBR与CAS经济比较1、结构紧凑，节省基建费用。2、小水量比较经济。处理量MBR费用比CAS费用比1400m3/d1（膜占0.78）1.622500m3/d10.54MBR处理生活污水出水部分水质指标 MBR处理生活污水出水部分水质指标类 别原水水质(mg/l)处理出水(mg/l)国家一级排放标准(GB8978-1996)生活杂用水水质标准CJ25.1-89冲厕，绿化洗车，扫除BOD5 (mg/L)15025010201010COD(mg/L)200400501005050SS (mg/L

32、)1502501070105NH3-N(mg/L)103510152010污废水种类处理能力(m3/d)COD(mg/L)BOD(mg/L)NH3-N(mg/L)SS(mg/L)进水出水进水出水进水出水进水出水洗浴污水10130322409921250.5910.20.415500印染废水11100150018050040黄泔废水179001200010068051013018054750547010医院污水254827825200.410241制药废水501500490018050016331029735415430103310大楼污水20092108232732839473.5膜过滤过程的

33、主要影响因素膜的性质；料液性质；膜分离的操作条件。 采用膜生物反应器工艺处理酒店洗浴废水，使之达标后用于冲厕、绿化、刷车与空调冷却水，实现了污水的资源化；凝结水回用主要是回收储存蒸汽凝结水，用于员工浴池及洗衣房的热水供应，既节水又节能。两系统各自独立，又相互关联。中水改造所省空间用来建造冷凝系统水池，冷凝系统的热量又为活性污泥提供适宜的生长温度。 工程应用项目北京市朝阳区红领巾公园公厕的改造 MBR：独立供气柱式膜生物反应器膜：圆柱式中空纤维超滤膜组件膜面积：40m2；水处理量：510T/D改造前：每天抽粪渣一次两车，费用300元，水消耗510T。MBR：180天抽粪渣一次，冲便池水封闭循环。

34、节约费用：（300+5）* 365 = 111325元/年。第三节 活性污泥法数学模型活性污泥法模型是将微生物、有机质、溶解氧之间的数量关系用数学公式表达，为进一步优化系统提供依据！ 动力学+物料衡算数学模型根据质量守恒定律进行反应器中各种反应物的质量平衡计算一、建立模型的假设活性污泥动力学研究的假定条件 曝气池为完全混合式； 系统在稳定状态下； 进水和出水中没有微生物； 二沉池中不发生微生物对有机物的降解； 底物浓度、用可降解的有机物浓度表示； 温度不变，进水有机物成分性质不变； 二次沉淀池中没有污泥积累且沉淀性能好。Q,So,Xo进水Qw,S,XR剩余污泥RQ,S,XR回流污泥剩余污泥（G

35、arret工艺）S,X,V(1+R)Q,S,X曝气池二沉池Qw,S,X(Q-Qw),Se,Xe出水I为传统排泥方式；II为劳伦斯麦卡蒂建议方式，即从曝气池直接排出剩余污泥，其优势主要在于减轻了二沉池的负荷，有利于污泥浓缩，回流污泥浓度较高。Q-进水流量；S0-进水基质浓度；X0-进水微生物浓度；Qw-排出剩余污泥量；Se-流出基质浓度；Xe-流出微生物浓度；R-回流比，X-曝气池挥发性混合液悬浮浓度；活性污泥法的基本流程二、劳 -麦模型1、泥龄c（细胞平均停留时间，SRT）： 表示微生物在曝气池中的平均培养时间, 也即曝气池内活性污泥平均更新一遍所需的时间。在工程上，就是指反应系统内微生物总量

36、与每日排出的剩余微生物量的比值。 在间歇试验装置里，c与水力停留时间相等。但在实际的连续流活性污泥系统中，由于存在着污泥回流，c将比大得多，而且c不受的局限。 泥龄=曝气池内活性污泥总量/每天排放的剩余污泥量 c=（X）T/(X/T)TXe=0如果污泥直接从曝气池排出（II），X=XR污泥龄是活性污泥去除系统设计、运行管理的重要参数，在理论上也有重要的意义。污泥龄与污泥去除负荷呈反比关系。这一参数还能够说明活性污泥微生物状况，世代时间长于污泥龄的微生物在曝气池内不可能繁殖成优势菌种，如硝化菌在20度时，其世代时间为三天，当3d时，硝化菌就不可能在曝气池内大量繁殖，不可能成为优势菌种属，就不可能

37、在曝气池内产生硝化反应。污泥龄越长，有机物氧化越彻底，处理效果越好，剩余污泥量越少！但是，也不能太长，否则污泥老化，影响处理效果，普通活性污泥法的污泥龄一般5-15d。对上图II进行曝气池活性污泥的物料平衡：累积=进入-出流+净增长 在稳态情况下，dx/dt=0，若假定进水中微生物x0=0，且两边除VX可得出曝气池体积公式：或活性污泥浓度或书中P123由Monod公式：或：根据麦-劳方程：积分qBOD比降解速率，污泥去除负荷，量纲与污泥负荷相同，单位kgBOD/kgMLSS.d小结Se与c的关系X与c的关系Y与c的关系模型中的动力学参数： Ks 、Kd、Y、rmaxrmaxmgCOD/(mgV

38、SSd)2105KsmgBOD5/L2510060Kdd-10.040.0750.06YmgVSS/mgBOD50.40.80.6城市污水参考值练习对于流程中的排泥方式I，推导活性污泥浓度X(c)及出水有机底物浓度S (c) 的数学式。剩余活性污泥量：剩余污泥流量*底流浓度（ss计）；或每天新增长的VSS，等于反应池进水溶解性有机物和SS转化为活性污泥量与活性微生物自身分解量的差值（vss计）。2、排出的剩余活性污泥量计算3、回流污泥浓度及回流比回流比R：回流污泥流量与进入曝气池的水量的比根据曝气池中活性污泥的物料平衡： 流入=流出 QX0+QRXR=（Q+QR）X回流污泥的最大浓度一般可以估

39、算：则：【例1】活性污泥曝气池的MLSS3g/L，混合液在1000mL量筒中经30min沉淀的污泥容积为 200mL，计算污泥沉降比，污泥指数、所需的回流比及回流污泥浓度。【解】 （1）SV200/1000100%20%（2）SVI(SV%10)/MLSS(2010)/366.7mL/g 干泥（3）XR106/SVI106/66.715000（mg/L）（4）因X（1R）XRR 即3（1R）15R R0.2525%【例2】某城市生活污水采用活性污泥法处理，废水量10000m3/d，曝气池容积V2500m3，进水BOD5为250mg/L，二次沉淀池出水BOD5为30mg/L，曝气池混合液固体浓度

40、5000mg/L，其中挥发性悬浮固体占75。求：污泥龄，每日剩余污泥量。生活污水有关参数如下：y0.60kgMLVSS/kgBOD5 Kd0.06d-1【解】方法一： 剩余污泥量（以vss计） X=YQ(S0Se) KdVXV=757.5（kg/d） 污泥龄计算 =12.38（d） 方法二： 计算污泥龄 = 0.08076 d-1 c= 12.38 剩余污泥量(以ss计） X=XV/ c=1009 （kg/d）作业某城市生活污水采用活性污泥法处理，曝气池有效容积为4000m3，混合液浓度2000mg/L（其中挥发性污泥浓度为1500mg/L），半小时沉降比为30%，当进水BOD5为220mg/

41、L，每日处理10000m3/d生活污水时，处理后水的溶解性BOD5为20mg/L，试验测得y0.60g/g Kd0.05d-1。计算污泥指数、剩余污泥量、污泥龄、回流污泥浓度及污泥回流比。第四节 气体传递原理和曝气设备一、 活性污泥法的三要素具有引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥废水中存在有机物，即处理对象、微生物的食料混合液中含有溶解氧。没有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存也不能发挥氧化分解的作用。上面三个要素缺一不可。而溶解氧的存在就需要人为的工艺来达到这一目的。这一工艺就是“曝气”设备。二、 曝气的概念1、曝气的含义： 采用相应的设备和技术措施，使空气中的氧（或纯氧）转移到

42、混合液中而被微生物利用，并使MLSS悬浮的过程。2、曝气的主要作用：充氧：向活性污泥中的微生物提供足够的溶解氧。搅动和混合：使曝气池中的污泥处于悬浮状态，从而增加废水与混合液的充分接触，提高传质效率，保证曝气池的处理效率。三 、曝气氧传递的基本理论曝气过程中，氧由气相向液相进行传质转移，最后为微生物所利用，目前，气液传质理论主要有：静态水体复氧的分子扩散理论模型： Fick定律紊动水体复氧的理论模型： 双膜理论；浅渗理论及表面更新理论等工程和理论应用较多的是双膜理论。1 、 静态水体大气复氧的分子扩散理论Fick定律对于曝气复氧过程，可以看作空气中的氧（或纯氧）穿过气水界面向水体内部的分子扩散

43、过程，可以用Fick定律表示为：氧扩散速度（单位时间、面积通过的物质量）。氧分子扩散系数溶解氧浓度距离：扩散过程长度氧分子扩散系数DL，表示氧在水中的扩散能力，主要决定于扩散物质（氧）和介质（水）的特性和温度。该式表明：氧气扩散速率与浓度梯度成正比关系。2 、紊动水体大气复氧的理论模型-双膜理论1924年，Lewis和Whitman提出了双膜理论，因为其简单和普遍适用，一直受到人们关注和利用。双膜理论的假设：1）在气液界面存在着两层薄膜，即气膜和液膜。2）这两层薄膜使气体分子从一相进入另一相时形成了阻力。若气体溶解度很低时，传质阻力主要来自液膜。） O2的传递过程： 气相主体气膜液膜液相主体）

44、 O2的传递阻力：气相中对流扩散，阻力很小；气膜中分子扩散，阻力稍大；液膜中分子扩散，阻力很大（ O2难溶于水）；液相中对流扩散，阻力很小。）O2的推动力气膜中 O2的分压梯度 液膜中 O2的浓度梯度）液膜中O2的转移速率氧传递速率氧在液膜中扩散系数气体扩散通过的面积氧气在溶液中的饱和浓度可以得到传递速率的方程如下：KLa：总传质系数，1/h，该值减小，表明氧传递阻力增加。该值倒数表示曝气池中溶解氧从 o变为so所需要的时间。由Fick定律（设m为物质量，A为界面面积）如何提高氧传递速率？由上述公式可得出以下方法：提高KLa，具体手段可以提高搅拌、搅动速度，提高液相主体紊流程度（即降低xf值，厚度）；减小气泡粒径，增加表面积A。例如微孔曝气。2. 提高so值，可以采用纯氧曝气手段或深井曝气工艺来提高氧分压，继而提高饱和溶解氧浓度。例如压力生物反应器、纯氧曝 气、深水曝气。积分如何来获得KLa得值？测定：采用充氧试验（清水） 对曝气池混合液