水污染控制工程 1-5课件

1、第十二章 活性污泥法,水污染控制工程 第十二章,第12章 活性污泥法 12.1 活性污泥法的基本原理 12.2 活性污泥工艺的发展 12.3 活性污泥法数学模型基础 12.4 气体传递原理与曝气设备 12.5 去除有机污染物的活性污泥法工艺设计 12.6 生物脱氮除磷工艺及设计 12.7 活性污泥法的运行管理,水污染控制工程 第十二章,活性污泥法反应动力学模型？,将动力学引入活性污泥法系统，并结合系统的物料平衡，可以建立活性污泥法系统的数学模型，可以定量或半定量地揭示系统内有机物降解、污泥增长、氧气的消耗等与各项设计参数、运行参数及环境因素之间的关系，对系统进行科学的设计和运行管理。,水污染控

2、制工程 第十二章,12.3 活性污泥法数学模型基础,水污染控制工程 第十二章,12.3.1 反应动力学基础 12.3.2 建立模型的假设 12.3.3 劳伦斯和麦卡蒂模型,污水生物处理反应动力学的主要内容:,(1) 微生物增长动力学，涉及微生物增长与基质浓度、生物量、增长常数等因素的关系； (2) 基质降解动力学，涉及基质降解与基质浓度、生物量等因素的关系； (3) 底物降解与生物量增长、底物降解与需氧、营养要求等的关系。,12.3.1 反应动力学基础,水污染控制工程 第十二章,12.3 活性污泥法数学模型基础,水污染控制工程 第十二章,12.3.1 反应动力学基础 12.3.2 建立模型的假

3、设 12.3.3 劳伦斯和麦卡蒂模型,污水生物处理基本动力学方程:,(1)微生物增长： (2)基质降解： (3) 底物降解与微生物增长的关系：,12.3.1 反应动力学基础,水污染控制工程 第十二章,12.3.2 建立活性污泥法反应动力学模型的假设,(1)反应器处于完全混合状态，对于推流式曝气池系统，需加 以修正； (2)进水有机物均为溶解性有机物，且浓度恒定，不含微生物； (3)活性污泥系统的运行稳定状态； (4)二沉池内无微生物活动和污泥累积，且泥水分离效果良好； (5)进水中不含对微生物具有毒性或抑制性的物质。,水污染控制工程 第十二章,12.3.2 建立活性污泥法反应动力学模型的假设,

4、Q/ Si / Xi,V/ X/ Se,I. Qw / Xr / Se,Q-Qw / Xe / Se,Qr / Xr / Se,水污染控制工程 第十二章,12.3 活性污泥法数学模型基础,水污染控制工程 第十二章,12.3.1 反应动力学基础 12.3.2 建立模型的假设 12.3.3 劳伦斯和麦卡蒂模型,污泥停留时间（SRT）、平均细胞停留时间（MCRT）污泥龄(c)：,1、重要基本概念：,12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型,水污染控制工程 第十二章,曝气池中总活性污泥质量，kg,每天排出活性污泥质量，kg/d,污泥龄的实质就是曝气池中的活性污泥全部更新一次需要的时间。,2、 基本方程 ：,1

5、2.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型,水污染控制工程 第十二章,对活性污泥法系统作微生物物料平衡，稳态下则有：,进水中微生物浓度可忽略，则有：,2、 基本方程（续） ：,12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型,水污染控制工程 第十二章,将 代入式 则有,由于 ，则,基本方程,3、 与c的关系：,12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型,水污染控制工程 第十二章,控制污泥龄可控制微生物的比增长速率及系统中微生物的生理状态，是重要的控制参数。,4、 基本方程的推论：,12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型,水污染控制工程 第十二章,第一导出方程出水水质与污泥龄 之间的关系,4、 基本方程的推论：,12.3.2 劳伦斯和麦卡

6、蒂模型,水污染控制工程 第十二章,第二导出方程曝气池内微生物浓度与污泥龄 之间的关系,对曝气池有机底物作物料横算，则有： 底物的净变化率 = 底物进入曝气池的速率 - 底物从曝气池中消失的速率,=,0,4、 基本方程的推论：,12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型,水污染控制工程 第十二章,第一导出方程出水水质与污泥龄 之间的关系,第二导出方程曝气池内微生物浓度与污泥龄 之间的关系,劳伦斯和麦卡蒂导出的活性污泥法数学模型,4、 基本方程的推论：,水污染控制工程 第十二章,C. 第三导出方程回流比R与c之间的关系,12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型,对曝气池微生物作物料衡算，则有： 微生物的净变化率 =

7、 微生物进入曝气池速率 微生物离开曝气池速率,4、 基本方程的推论：,水污染控制工程 第十二章,12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型,C. 第三导出方程回流比R与c之间的关系（续）,5、 动力学参数的测定,12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型,水污染控制工程 第十二章,劳伦斯和麦卡蒂活性污泥法数学模型,5、 动力学参数的测定,水污染控制工程 第十二章,动力学参数：Ks、rmax、Y 和Kd,12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型,（1） Ks 和 rmax,5、 动力学参数的测定,水污染控制工程 第十二章,动力学参数：Ks、rmax、Y 和Kd,12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型,（2） Y 和Kd,12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型（小结）,水污染控制工程 第十二章,基本方程：,第一导出方程：,第二导出方程：,第三导出方程：,3、普通活性污泥法曝气池中的MLSS为3700 mg/L，SVI为80 mL/g，求其SV和回流污泥中的悬浮固体浓度。,水污染控制工程 第十二章,作 业,4、 某城镇日排污水10000 m3，决定采用活性污泥技术进行处理，并采用完全混合式曝气池。试用劳伦斯-麦卡蒂方程式进行计算。 原始数据：污水量为10000 m3/d，进水溶解性BOD5为200 mg/L，出水溶解性BOD5为10 mg/L。MLVSS为1600