活性污泥法的设计计算2

活性污泥法的设计计算第1页，共33页。优选活性污泥法的设计计算第2页，共33页。一、有机物负荷率法

污泥生成量的计算Y——微生物增长常数，即每消耗单位底物所形成的微生物量，一般为0.35~0.8mgMLVSS/mgBOD5;kd——微生物自身氧化率，一般为0.05~0.1d-1Δx=aLrVx-bVxΔx——每天污泥增加量，kg/d；a——污泥合成系数，一般a=0.30~0.72，平均为0.52；b——污泥自身氧化系数，d-1，一般b=0.02~0.18，平均为0.07第3页，共33页。一、有机物负荷率法

污泥需氧量的计算一般a′=0.25~0.76，平均为0.47；b′=0.10~0.37，平均为0.17第4页，共33页。

污泥负荷与处理效率的关系在底物浓度较低时，比底物降解速率为-ds/(xvdt)=Q(S0-Se)/(xVV)=KSe一、有机物负荷率法第5页，共33页。

污泥负荷对活性污泥特性的影响一、有机物负荷率法高负荷：1.5~2.0kgBOD/kgMLSS•d中负荷：0.2~0.4kgBOD/kgMLSS•d低负荷：0.03~0.05kgBOD/kgMLSS•d水温对污泥负荷的影响

在一定的水温范围内，提高水温，可以提高BOD的去除速度和能力，有利于活性污泥絮体的形成和沉淀。水温较高时，可降低回流比，减小污泥浓度，从而相对提高了污泥负荷。污泥负荷对营养比的影响一般负荷：BOD:N:P=100:5:1

延时曝气法：BOD:N:P=100:1:0.5第6页，共33页。

二、劳伦斯和麦卡蒂（Lawrence-McCarty）法一、细胞平均停留时间细胞平均停留时间θc也称泥龄，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。细胞平均停留时间时比生长速度的倒数。

θc

=1/μ=x•(dx/dt)θc

≈V/Qw第7页，共33页。

二、劳伦斯-麦卡蒂（Lawrence-McCarty）法细胞平均停留时间二、劳伦斯-麦卡蒂法1、劳伦斯和麦卡蒂根据莫诺特方程提出了曝气池中基质去除速率和微生物浓度的关系方程：dS/dt=KS•x/(Ks+S)2、微生物的增长和基质的去除关系方程：

dx/dt=y•(dS/dt)-Kd•x或dx/dt=yobs•(dS/dt)第8页，共33页。

二、劳伦斯-麦卡蒂（Lawrence-McCarty）法劳伦斯-麦卡蒂法稳态时，dx/dt=0，并假定x0=0，则因此，曝气池内污泥浓度曝气池体积V=θcYQ(S0-Se)/x(1+kdθc)对系统进行微生物量衡算，第9页，共33页。二、劳伦斯-麦卡蒂（Lawrence-McCarty）法劳伦斯-麦卡蒂法对系统进行底物衡算，稳态时，ds/dt=0，而且代入则得第10页，共33页。二、劳伦斯-麦卡蒂（Lawrence-McCarty）法

排除的剩余活性污泥量计算dx/dt=yobs•(dS/dt)1/θc=Yds/dt-kd所以剩余活性污泥量（以挥发性悬浮固体表示）

Δx=YobsQ(S0-Se)所需的空气量计算理论耗氧量=有机物氧化的耗氧量-转化为剩余污泥的有机体的有机物耗氧量有机物氧化的耗氧量=有机物完全氧化的需氧量BODu=Q(S0-Se)10-3/0.68（kg/d）转化为剩余污泥的有机体的有机物耗氧量=1.42Δx（kg/d）其中，BOD5=0.68BODu氧化1kg微生物所需的氧量为1.42kg

则系统每天的需氧量为O2=Q(S0-Se)10-3/0.68-1.42Δx第11页，共33页。二、劳伦斯-麦卡蒂（Lawrence-McCarty）法

第12页，共33页。二、劳伦斯-麦卡蒂（Lawrence-McCarty）法

θc对活性污泥系统运行的影响第13页，共33页。二、劳伦斯-麦卡蒂（Lawrence-McCarty）法

第14页，共33页。

第15页，共33页。二、劳伦斯-麦卡蒂（Lawrence-McCarty）法第16页，共33页。回流比

R=Qr/Q=0.78第17页，共33页。第18页，共33页。9.5活性污泥法的发展和演变一、普通曝气法

全池呈推流型，停留时间为4~8h，污泥回流比20~50%，池内污泥浓度2~3g/L，剩余污泥量为总污泥量的10%左右。优点在于因曝气时间长而处理效率高，一般BOD去除率为90~95%，特别适用于处理要求高而水质比较稳定的废水。第19页，共33页。9.5活性污泥法的发展和演变二、渐减曝气第20页，共33页。9.5活性污泥法的发展和演变三、阶段曝气法第21页，共33页。9.5活性污泥法的发展和演变四、完全混合法第22页，共33页。9.5活性污泥法的发展和演变五、延时曝气法曝气时间长，约24~48h，污泥负荷低，约0.05~0.2kgBOD5/kgVSS•d，曝气池中污泥浓度高，约3~6g/L。微生物处于内源呼吸阶段，剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放。BOD去除率75~95%。运行是对氮、磷的要求低，适应冲击的能力强。六、氧化沟当用转刷曝气时，水深不超过2.5m，沟中混合液流速0.3~0.6m/s。第23页，共33页。9.5活性污泥法的发展和演变第24页，共33页。七、接触稳定（吸附再生）法

可提高池容积负荷，适应冲击负荷的能力强，最适于处理含悬浮和胶体物质较多的废水，如制革废水、焦化废水等。第25页，共33页。八、纯氧曝气在密闭的容器中，溶解氧饱和浓度可提高，氧溶解的推动力提高，氧传递速率增加，污泥的沉淀性能好。曝气时间短，约1.5~3.0h，MLSS较高，约4000~8000mg/L。第26页，共33页。九、活性生物滤池（ABF）工艺

塔高4~6m，设计负荷率为3.2kg/m3•d，去除率65%，塔的出流含氧率达6~8mg/L，混合液需氧速率可达30~300mg/L•h。第27页，共33页。十、吸附-生物降解工艺（AB）A级以高负荷或超高负荷运行（污泥负荷大于2.0kgBOD5/kgMLSS•d），B级以低负荷运行（污泥符合一般为0.1~0.3kgBOD5/kgMLSS•d），A级曝气池停留时间短，30~60min，B级停留2~4h。第28页，共33页。十一、序批式活性污泥法（SBR法）第29页，共33页。第30页，共33页。9.6活性污泥法系统的运行管理

一、活性污泥的培养与驯化

(一)活性污泥的培养(二)活性污泥的驯化二、活性污泥运行中常见的问题

(一)污泥膨胀

广义地把活性污泥的凝聚性和沉降性恶化，以及处理水混浊的现象总称为活性污泥的膨胀。描述污泥膨胀程度的指标有30min沉降比、污泥容积指数。污泥膨胀可大致区分为丝状体膨胀和非丝状体膨胀两种。当丝状体过多，长出一般絮体的边界而伸入混合液时，其架桥作用妨碍了絮体间的密切接触，致使沉降较馒，密实性差和SVI高，这叫做丝状菌性膨胀污泥。当发生非丝状菌性污泥膨胀时，同样SVI高，污泥在沉淀池内难以沉淀、压缩。此时的处理效率仍很高，上清液也清澈。第31页，共33页。造成丝状菌性污泥膨胀的原因(1)溶解氧浓度丝状菌能在低溶解氧条件下生长良好，甚至能在厌氧条件下残存而不受影响。所以城市污水厂的曝气池溶解氧最低应保持在2mg/L左右。(2)冲击负荷如果曝气池内有机物超过正常负荷，污泥膨胀程度提高，使絮体内部溶解氧消耗提高，导致了内部丝状体的发展。

(3)进水营养条件的变化一般细菌在营养为BOD5：N：P＝100：5：1的条件下生长，但若磷含量不足，C／N升高，这种营养情况适宜丝状菌生活。其二是硫化物的影响，过多的化粪池的腐化水及粪便废水进入活性污泥设备，会造成污泥膨胀。含硫化物的