1、第第4 4章章 污水的生物处理污水的生物处理 活性污泥法活性污泥法 _排水工程排水工程课程课程概述概述 1.1.活性污泥法在污水处理中的重要地位活性污泥法在污水处理中的重要地位 我国的河流我国的河流97%97%以上都受到有机物的污染以上都受到有机物的污染（1 1）应用的普遍性：）应用的普遍性：95%95%以上的城市污水，以上的城市污水，5%5%以上工业废水以上工业废水（2 2）高效性：）高效性：SS SS，CODCOD，90%90%以上以上（3 3）灵活性：）灵活性：大，中，小水厂大，中，小水厂 高，中，低负荷高，中，低负荷（4 4）连续运行，可自动化）连续运行，可自动化（5 5）工艺）工艺(
2、运行方式多样运行方式多样)，功能多样化，可脱，功能多样化，可脱N N，除，除P P _排水工程排水工程课程课程2.2.活性污泥法研究及应用的现状和发展活性污泥法研究及应用的现状和发展（1 1）超大型化）超大型化(集中化集中化)微型化微型化（2 2）高效快速）高效快速(高负荷，节省体积高负荷，节省体积)（3 3）自动化控制管理，参数精密化，控制自动化）自动化控制管理，参数精密化，控制自动化（4 4）多功能化）多功能化(N(N，P)P)（5 5）节能）节能_排水工程排水工程课程课程v 活性污泥活性污泥是活性污泥法系统中使有机污染物质得以转是活性污泥法系统中使有机污染物质得以转化的主体。由于它不是一
3、般的污泥，而是栖息着具有化的主体。由于它不是一般的污泥，而是栖息着具有生命活力的微生物群体的絮状污泥，故人们称之为活生命活力的微生物群体的絮状污泥，故人们称之为活性污泥。性污泥。v 活性污泥通常呈活性污泥通常呈流态流态，为，为黄褐色絮状颗粒黄褐色絮状颗粒（绒粒），（绒粒），通称通称生物絮凝体生物絮凝体。v 活性污泥直径一般为活性污泥直径一般为0.020.022mm2mm，含水率含水率一般为一般为99.299.299.899.8，密度密度（含固率）因含水率不同而异，一般（含固率）因含水率不同而异，一般为为1.0021.0021.006g/cm1.006g/cm3 3。4.1 4.1 活性污泥法的
4、基本原理活性污泥法的基本原理 4.1.1 4.1.1 基本概念与流程基本概念与流程 1.1.活性污泥活性污泥 污水通气一段时间后，形成一种由大量微生物群污水通气一段时间后，形成一种由大量微生物群 体构成的易于沉淀的絮凝体。体构成的易于沉淀的絮凝体。_排水工程排水工程课程课程3.3.命名命名活性污泥法活性污泥法(悬浮的有活性的生物絮体悬浮的有活性的生物絮体)生物膜法生物膜法(附着的生物膜附着的生物膜)4.4.基本流程基本流程 污水污水格栅格栅泵间泵间沉砂池沉砂池初沉池初沉池活性污泥曝气活性污泥曝气池池二沉池二沉池消毒消毒2.2.活性污泥法来源活性污泥法来源 河流自净河流自净启示启示人工强化人工强
5、化_排水工程排水工程课程课程二、基本流程二、基本流程活性污泥系统活性污泥系统 a.a.主体：曝气池和二沉池；主体：曝气池和二沉池；b.b.辅助设施：实现曝气、回辅助设施：实现曝气、回 流、污泥处置的设备；流、污泥处置的设备；活性污泥、回流污泥和剩余污泥活性污泥、回流污泥和剩余污泥；二沉池二沉池：固液分离（澄清）、污泥：固液分离（澄清）、污泥浓缩（使回流污泥的含水率降低，浓缩（使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少）回流污泥的体积减少）初沉池初沉池：预处理，满足生物处理的：预处理，满足生物处理的需要（去除需要（去除202030%BOD30%BOD5 5和和404060%60%的悬浮物）。的悬
6、浮物）。出出水水剩余剩余污泥污泥进进水水回流回流污泥污泥空空气气曝曝气气池池二二沉沉池池_排水工程排水工程课程课程4.1.2 4.1.2 活性污泥的形态、性质与评价指标活性污泥的形态、性质与评价指标 1.1.形态形态 多为黄褐色絮体，含水率超过多为黄褐色絮体，含水率超过9999 2.2.组成组成 四部分组成四部分组成 （1 1）MaMa活性污泥活性污泥微生物微生物；（2 2）MeMe活性污泥活性污泥代谢产物代谢产物；（3 3）MiMi活性污泥活性污泥吸附的难降解惰性有机物吸附的难降解惰性有机物；（4 4）MiiMii活性污泥活性污泥吸附的无机物吸附的无机物。_排水工程排水工程课程课程3.3.微
7、生物组成微生物组成细菌、真菌、原生动物、后生动物细菌、真菌、原生动物、后生动物_排水工程排水工程课程课程活性污泥增长规律活性污泥增长规律1.1.活性污泥增长曲线活性污泥增长曲线p97p97对数增长：对数增长：F/MF/M较大，营养充分，氧利用最大，较大，营养充分，氧利用最大，微生物增殖速率和有机物降解速率最大。微生物增殖速率和有机物降解速率最大。污泥活动力强，污泥松散，不易沉降污泥活动力强，污泥松散，不易沉降(利用有机物不足利用有机物不足)减速期：减速期：F/MF/M减小，有机物量成为增殖的限减小，有机物量成为增殖的限制因素，微生物增殖速率和有机物降解制因素，微生物增殖速率和有机物降解速率下降
8、，污泥沉降性好，出水效果好。速率下降，污泥沉降性好，出水效果好。衰减期：衰减期：F/MF/M最小，最小，(内源呼吸期内源呼吸期)微生物活微生物活动能力低，絮凝体，沉降性好，此时污动能力低，絮凝体，沉降性好，此时污泥量出现下降，出水水质较好。泥量出现下降，出水水质较好。_排水工程排水工程课程课程4.1.34.1.3净化过程与机理净化过程与机理（1 1）初期去除与吸附作用）初期去除与吸附作用（2 2）微生物的代谢作用）微生物的代谢作用（3 3）絮凝体的形成与凝聚沉降）絮凝体的形成与凝聚沉降_排水工程排水工程课程课程 在很多活性污泥系统里，当污水与活性污泥接触在很多活性污泥系统里，当污水与活性污泥接
9、触后很短的时间（后很短的时间（5 510 min)10 min)内就出现了很高的有内就出现了很高的有机物机物(BOD)(BOD)去除率。去除率。这种初期高速去除现象是吸附作用所引起的。由这种初期高速去除现象是吸附作用所引起的。由于污泥表面积很大于污泥表面积很大(可达可达2000200010000m10000m2 2/m/m3 3混合液混合液)，且表面具有多糖类粘质层，因此，污水中悬浮的且表面具有多糖类粘质层，因此，污水中悬浮的和胶体的物质是被吸附去除的。和胶体的物质是被吸附去除的。_排水工程排水工程课程课程活性污泥中的微生物以污水中各种有机物作活性污泥中的微生物以污水中各种有机物作为营养，在有
10、氧的条件下，将其中一部分有机物为营养，在有氧的条件下，将其中一部分有机物合成新的细胞物质合成新的细胞物质(原生质原生质)，对另一部分有机物，对另一部分有机物则进行分解代谢，即氧化分解以获得合成新细胞则进行分解代谢，即氧化分解以获得合成新细胞所需要的能量，并最终形成所需要的能量，并最终形成COCO2 2和和H H2 2O O等稳定物质。等稳定物质。_排水工程排水工程课程课程 如果形成菌体的有机物不从污水中分离出去，这样的净化不如果形成菌体的有机物不从污水中分离出去，这样的净化不能算结束。能算结束。为了使菌体从水中分离出来，现多采用为了使菌体从水中分离出来，现多采用重力沉降法重力沉降法。如果每。如
11、果每个菌体都处于松散状态，由于其大小与胶体颗粒大体相同，个菌体都处于松散状态，由于其大小与胶体颗粒大体相同，它们将保持稳定悬浮状态，沉降分离是不可能的。为此，必它们将保持稳定悬浮状态，沉降分离是不可能的。为此，必须使菌体凝聚成为易于沉降的絮凝体。须使菌体凝聚成为易于沉降的絮凝体。絮凝体的形成是通过丝状细菌来实现的。絮凝体的形成是通过丝状细菌来实现的。_排水工程排水工程课程课程2.2.温度温度 酶的温度活性酶的温度活性151540400 0C C，安全，安全151535350 0C C3.DO3.DO DO DO，S Se e 运行费用高运行费用高 ，不低于，不低于2mg/L2mg/L4.2 4
12、.2 活性污泥反应的影响因素活性污泥反应的影响因素 1.BOD1.BOD负荷率负荷率 过低，丝状菌膨胀 过高，絮体活性高，不易沉降 （污泥增长），（底物降解），SeV （倍增时间短）（污泥增长），SeV p110XVQSNS0SNSNSNCSNC_排水工程排水工程课程课程4.pH4.pH 6.5 6.58.5 pH6.58.5 pH9pH9时，时，菌胶易解体活性污泥凝体遭菌胶易解体活性污泥凝体遭 到破坏到破坏5.5.营养物营养物 CNP=10051CNP=10051_排水工程排水工程课程课程6.6.有毒物质有毒物质 重金属、硫化氢、有毒有机物重金属、硫化氢、有毒有机物_排水工程排水工程课程课程
13、1.1.混合液活性污泥微生物量的评价指标：混合液活性污泥微生物量的评价指标：（1 1）污泥浓度污泥浓度 1L1L曝气池污泥混合液所含干污泥的重量，用重量曝气池污泥混合液所含干污泥的重量，用重量 法法测定；测定；（2 2）悬浮物浓度悬浮物浓度(MLSSMLSS，mg/Lmg/L、g/Lg/L或或kg/mkg/m3 3)：计量曝气池中活性污泥数量多少的指标；计量曝气池中活性污泥数量多少的指标；一般为一般为2 24g/L4g/L。（3 3）挥发性悬浮物浓度挥发性悬浮物浓度(MLVSSMLVSS mg/L mg/L、g/Lg/L或或kg/mkg/m3 3)：表示活性污泥中表示活性污泥中生物生物的含量；
14、的含量；一般情况下，一般情况下，MLVSS/MLSS=0.75MLVSS/MLSS=0.75左右。左右。_排水工程排水工程课程课程 是指曝气池混合液在是指曝气池混合液在l000mLl000mL量筒中，静置沉降量筒中，静置沉降30min30min后，后，沉降污泥所占的体积与混合液总体积之比的百分数。所沉降污泥所占的体积与混合液总体积之比的百分数。所以也常称为以也常称为30min30min沉降比沉降比SVSV3030。正常的活性污泥在沉降正常的活性污泥在沉降30min30min后，可以接近它的最大密度，后，可以接近它的最大密度，故污泥沉降比可以反映曝气池正常运行时的污泥量。可故污泥沉降比可以反映曝
15、气池正常运行时的污泥量。可用于控制剩余污泥的排放。用于控制剩余污泥的排放。它还能及时反映出污泥膨胀等异常情况，便于及早查明它还能及时反映出污泥膨胀等异常情况，便于及早查明原因，采取措施。原因，采取措施。污泥沉降比测定比较简单，并能说明一定问题，因此它污泥沉降比测定比较简单，并能说明一定问题，因此它成为成为评定活性污泥的重要指标之一。评定活性污泥的重要指标之一。2.2.活性污泥沉降性能评价指标活性污泥沉降性能评价指标 _排水工程排水工程课程课程 污泥体积指数也称污泥容积指数，是指曝气池出口污泥体积指数也称污泥容积指数，是指曝气池出口处混合液，经处混合液，经30min30min静置沉降后，沉降污泥
16、体积中静置沉降后，沉降污泥体积中1g1g干污泥所占的容积的干污泥所占的容积的mLmL数数，单位为，单位为mL/gmL/g，但一般，但一般不标出。不标出。它与污泥沉降比、浓度有如下关系：它与污泥沉降比、浓度有如下关系：SVI=SV/XSVI=SV/X 式中：污泥浓度式中：污泥浓度X X的单位为的单位为g/Lg/L，SVSV以百分数代入。以百分数代入。（2 2）污泥容积）污泥容积(体积）指数体积）指数 （SVISVI）_排水工程排水工程课程课程 SVISVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度值能较好地反映出活性污泥的松散程度(活性活性)和和凝聚、沉降性能。凝聚、沉降性能。SVlSVl值过低，说明污
17、泥颗粒细小紧密，无机物多，缺值过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，缺乏活性和吸附力；乏活性和吸附力；SVISVI值过高，说明污泥难于沉降分离，并使回流污泥值过高，说明污泥难于沉降分离，并使回流污泥的浓度降低，甚至出现的浓度降低，甚至出现污泥膨胀污泥膨胀，导致污泥流失等后，导致污泥流失等后果。果。一般认为，一般认为，处理生活污水时处理生活污水时SVI50SVI150SVI150时，沉降时，沉降性能不好。性能不好。一般控制一般控制SVISVI为为5050150150之间较好。之间较好。(70(70100100之间之间 )_排水工程排水工程课程课程213.3.污泥龄污泥龄(t(ts s或或 c c
18、)污泥龄也就是新增长的污泥在曝气池中平均停留时污泥龄也就是新增长的污泥在曝气池中平均停留时间，或污泥增长一倍平均所需要的时间，也称间，或污泥增长一倍平均所需要的时间，也称固体固体平均停留时间平均停留时间或或细胞平均停留时间细胞平均停留时间。污泥龄污泥龄：是曝气池中工作着的活性污泥总量与每日：是曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的污泥量之比，单位是排放的污泥量之比，单位是d d。在运行稳定时，曝气池中活性污泥的量保持常数，在运行稳定时，曝气池中活性污泥的量保持常数，每日排出的污泥量也就是新增长的污泥量。每日排出的污泥量也就是新增长的污泥量。污泥龄污泥龄是影响活性污泥处理效果的重要参数。污泥龄
19、污泥龄是影响活性污泥处理效果的重要参数。XXVcRRXQX _排水工程排水工程课程课程 分为分为重量负荷重量负荷和和容积负荷容积负荷。重量负荷重量负荷F/MF/M ：即单位重量活性污泥单位时间内所承受的即单位重量活性污泥单位时间内所承受的BODBOD5 5量，量，单位为单位为kgBODkgBOD5 5/(kgMLSS/(kgMLSS d)d)。容积负荷：容积负荷：是曝气池单位有效容积在单位时间内是曝气池单位有效容积在单位时间内所承受的所承受的BODBOD5 5量，单位为量，单位为kgBODkgBOD5 5/(m/(m3 3曝气池曝气池 d)d)。4.4.污泥负荷污泥负荷_排水工程排水工程课程课
20、程污泥负荷的影响：污泥负荷的影响：污泥负荷与废水处理效率、活性污泥特性、污泥生污泥负荷与废水处理效率、活性污泥特性、污泥生成量、氧的消耗量有很大关系，是设计活性污泥法成量、氧的消耗量有很大关系，是设计活性污泥法时的主要参数。温度对污泥负荷的选择也有一定影时的主要参数。温度对污泥负荷的选择也有一定影响。响。污泥负荷影响活性污泥特性。采用不同的污泥负荷，污泥负荷影响活性污泥特性。采用不同的污泥负荷，微生物的营养状态不同，活性污泥絮凝和沉降性也微生物的营养状态不同，活性污泥絮凝和沉降性也就不同。就不同。实践表明，在一定的活性污泥法系统中，污泥的实践表明，在一定的活性污泥法系统中，污泥的SVISVI值
21、与污泥负荷之间有复杂的变化关系。值与污泥负荷之间有复杂的变化关系。-图图4-74-7_排水工程排水工程课程课程245.5.水力停留时间（水力停留时间（）水力停留时间水力停留时间：是指污水在处理系统中的停留是指污水在处理系统中的停留时间，单位也是时间，单位也是d d。污泥回流比污泥回流比是指回流污泥的流量与曝气池进水流是指回流污泥的流量与曝气池进水流量的比值，一般用百分数表示，量的比值，一般用百分数表示，符号为符号为R R。污泥回流量的大小直接影响曝气池污泥的浓度和污泥回流量的大小直接影响曝气池污泥的浓度和二次沉淀池的沉降状况，所以应适当选择，二次沉淀池的沉降状况，所以应适当选择，一般一般在在2
22、0205050之间之间，有时也高达，有时也高达150150。6.6.污泥回流比污泥回流比_排水工程排水工程课程课程4.34.3有机物底物降解与活性污泥反应动力学有机物底物降解与活性污泥反应动力学 4.3.1 4.3.1 有机物降解动力学有机物降解动力学 _排水工程排水工程课程课程单位质量微生物的增殖速率单位质量微生物的增殖速率(kg/kgdd)d-1 微生物最大比增殖速度微生物最大比增殖速度t-1 饱和常数饱和常数 S 微生物周围的即反应器曝气池中的底物浓度微生物周围的即反应器曝气池中的底物浓度(mg/L)maxuusk1.1.莫诺方程莫诺方程SKSuusmax_排水工程排水工程课程课程SKX
23、SvdtdSXdtSSdXdtdSvSKSvvSSmax0max)(底物降解速率底物降解速率_排水工程排水工程课程课程)(,max22maxmaxSSSSKvKXSKXSKvdtdSSKvvKS，低底物浓度，高底物浓度，2.Monod 2.Monod 方程式的推论方程式的推论 城市污水一般有机物浓度低，常用城市污水一般有机物浓度低，常用 描述，描述，一级反应一级反应SKv2XtkeSS20_排水工程排水工程课程课程3.3.应用应用完全混合曝气池中底物降解速率及动力学常数确定完全混合曝气池中底物降解速率及动力学常数确定 _排水工程排水工程课程课程微生物的总需氧速率微生物的总需氧速率=降低底的氧速
24、率降低底的氧速率+自身氧化的需要速率自身氧化的需要速率式中式中 曝气池中的混合液需氧量曝气池中的混合液需氧量(kgO2/d)去除单位底物的需氧量去除单位底物的需氧量(kgO2/kgBOD.d)单位污泥自身氧化的需氧量单位污泥自身氧化的需氧量(kgO2/kgMLSS.d)4.3.3 4.3.3 底物降解与需氧底物降解与需氧-P112-P112VrVXbQSaO22Oab_排水工程排水工程课程课程动力学成立的假定条件动力学成立的假定条件 曝气池为完全混合式；曝气池为完全混合式；在稳定状态下；在稳定状态下；进水和出水中没有微生物；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；二沉池中不
25、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；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。温度不变，进水有机物成分性质不变。_排水工程排水工程课程课程4.4 4.4 活性污泥法的运行方式活性污泥法的运行方式1 1 传统的活性污泥法传统的活性污泥法(推流式推流式)又称普通活性污泥法又称普通活性污泥法 1.1.运行运行 水流一端进，另一端出，沿途曝气，推流前进。水流一端进，另一端出，沿途曝气，推流前进。_排水工程排水工程课程课程对数增长对数增长减速增长减速增长内源内源 呼吸完全生长周期呼吸完全生长周期处理效果好，处理效果好，BODBOD去除率达去除率达90
26、%90%不易污泥膨胀不易污泥膨胀供氧与需氧不平衡供氧与需氧不平衡 逐渐减少，但还可以满足要求逐渐减少，但还可以满足要求2mg/L2mg/L耐冲击负荷能力差耐冲击负荷能力差(尤其对有毒或高浓度工业废水尤其对有毒或高浓度工业废水)2.2.特点特点_排水工程排水工程课程课程2 2 阶段曝气活性污泥法阶段曝气活性污泥法1.1.型式：廊道式型式：廊道式2.2.流态：流态：推流式推流式(多点进水多点进水)3.3.特点：特点：有机物负荷（需氧）有机物负荷（需氧）和供氧较平衡和供氧较平衡 耐冲击负荷力强耐冲击负荷力强 处理效果好处理效果好_排水工程排水工程课程课程3 3、再生曝气活性污泥法、再生曝气活性污泥法
27、 （即传统活性污泥法的前端先设置污泥再生）（即传统活性污泥法的前端先设置污泥再生）工艺特点：工艺特点：a a、提高污泥活性，使其充分代谢。、提高污泥活性，使其充分代谢。b b、再生池不另行设置，而是将曝气池的一部分在再生池。、再生池不另行设置，而是将曝气池的一部分在再生池。曝气池一般曝气池一般3 3或或6 6廊道，廊道，1/31/3或或1/61/6作再生段。作再生段。C C、处理效果与传统活性污泥法相近，、处理效果与传统活性污泥法相近，BODBOD去除率去除率9090以上。以上。_排水工程排水工程课程课程1.1.型式：廊道式型式：廊道式(吸附池和再生池可合建吸附池和再生池可合建)，吸附与代谢过
28、程分，吸附与代谢过程分 二个池或二段。二个池或二段。2.2.流态：中间进水，推流流态：中间进水，推流3.3.特点：特点：处理质量较差由于吸附段池容较小（部分为再生池容处理质量较差由于吸附段池容较小（部分为再生池容 积），泥水接触时间短（积），泥水接触时间短（303060min60min），出水），出水BODBOD去除去除 率一般小于率一般小于9090。适合处理胶体物质含量高的工业废水适合处理胶体物质含量高的工业废水 耐冲击负荷强耐冲击负荷强4 4、吸附、吸附再生活性污泥法再生活性污泥法_排水工程排水工程课程课程 适宜对出水水质要求高的场合。如氧化沟、适宜对出水水质要求高的场合。如氧化沟、A/O
29、A/O法和法和A A2 2/O/O工艺等。水量小于工艺等。水量小于10000m10000m3 3/L/L。工艺特点：负荷低，工艺特点：负荷低，曝气时间长曝气时间长（24h24h以上），以上），活性污泥处于内源呼吸期，剩余污泥少且稳定，活性污泥处于内源呼吸期，剩余污泥少且稳定，污泥不需要消化处理，工艺也不需要设初沉池。污泥不需要消化处理，工艺也不需要设初沉池。不足：池容大、负荷小、曝气量大、投资与运行不足：池容大、负荷小、曝气量大、投资与运行费用高。费用高。5 5、延时曝气活性污泥法、延时曝气活性污泥法 _排水工程排水工程课程课程 工艺特点：构筑物与普通活性污泥法以及吸附工艺特点：构筑物与普通活
30、性污泥法以及吸附再生工艺相同，但其停留时间短，再生工艺相同，但其停留时间短，BODBOD负荷高、负荷高、曝气时间短。曝气时间短。不足：不足：BODBOD去除率不高（去除率不高（707075%75%），出水水），出水水质不达标，适合做预处理。质不达标，适合做预处理。6 6、高负荷活性污泥法、高负荷活性污泥法（又叫短时曝气活性污泥法）（又叫短时曝气活性污泥法）_排水工程排水工程课程课程 工艺特点：工艺特点：a a、污水进入曝气池后迅速被稀释、污水进入曝气池后迅速被稀释 混匀，水质水量变化对系统影混匀，水质水量变化对系统影 响小。响小。b b、由于水质在各处相同，因而、由于水质在各处相同，因而 各处
31、微生物群体与组成相同，各处微生物群体与组成相同，降解工况相同。降解工况相同。c c、需氧速度均衡，动力消耗略省。、需氧速度均衡，动力消耗略省。不足：池内未有污染物浓度、微生物浓度与种群的梯度或链不足：池内未有污染物浓度、微生物浓度与种群的梯度或链群，导致微生物的有机物降解动力低下，易出现污泥膨胀。群，导致微生物的有机物降解动力低下，易出现污泥膨胀。效果：处理效率差于推流式效果：处理效率差于推流式 类型：按构筑物形状分合建式与分建式。类型：按构筑物形状分合建式与分建式。7 7、完全混合活性污泥法、完全混合活性污泥法_排水工程排水工程课程课程_排水工程排水工程课程课程 当进水有机污染浓度很高时采用
32、此工艺当进水有机污染浓度很高时采用此工艺 工艺特点：工艺特点：a a、污水处理单元串联。、污水处理单元串联。b b、负荷高（一级），且耐冲击负荷，二级负荷低。、负荷高（一级），且耐冲击负荷，二级负荷低。c c、各级污泥、各级污泥QcQc不同，微生物种群各异不同，微生物种群各异.不足：投资与运行费用高，管理麻烦（各种设备多）。不足：投资与运行费用高，管理麻烦（各种设备多）。8 8、多级活性污泥法、多级活性污泥法_排水工程排水工程课程课程 工艺特点：工艺特点：a a、由于水压加大，提高了饱和溶解氧浓度以及降低气泡直、由于水压加大，提高了饱和溶解氧浓度以及降低气泡直 径，提高气泡的表面积，进而提高了
33、氧的传递速率，从径，提高气泡的表面积，进而提高了氧的传递速率，从 而利于微生物的增殖与有机污染物的降解。而利于微生物的增殖与有机污染物的降解。b b、向深部发展，节省占地。、向深部发展，节省占地。按机械（曝气）设备的利用情况，分中层曝气和底层曝气，前按机械（曝气）设备的利用情况，分中层曝气和底层曝气，前者可以利用常用风机（者可以利用常用风机（5m5m风机），对风机），对10m10m深井曝气；后者需用深井曝气；后者需用高压风机（高压风机（10m10m风机）。风机）。9 9、深水曝气活性污泥法、深水曝气活性污泥法_排水工程排水工程课程课程 工艺特点：工艺特点：a a、由于水压很大（、由于水压很大（
34、井深井深50-100m50-100m），），明显提高了饱和溶解氧浓度以及明显提高了饱和溶解氧浓度以及 降低气泡直径，提高气泡的表面降低气泡直径，提高气泡的表面 积，进而显著提高氧的传递速率，积，进而显著提高氧的传递速率，从而利于微生物的增殖与有机污从而利于微生物的增殖与有机污 染物的降解。染物的降解。b b、向深部发展，节省占地，并、向深部发展，节省占地，并 利用进出水位差以及曝气提利用进出水位差以及曝气提 升力循环。升力循环。不足之处不足之处：施工难度大，对地质条件和防渗要求高。：施工难度大，对地质条件和防渗要求高。1010、深井曝气活性污泥法、深井曝气活性污泥法_排水工程排水工程课程课程
35、理论基础：气泡只是在形成与破碎瞬间，有着最高的氧转移理论基础：气泡只是在形成与破碎瞬间，有着最高的氧转移 率，而与水深无关。率，而与水深无关。工艺特点：曝气器安装深度工艺特点：曝气器安装深度0.60.60.8m0.8m，适宜低压水机曝气。，适宜低压水机曝气。1111、浅层曝气活性污泥法、浅层曝气活性污泥法_排水工程排水工程课程课程原理：原理：提高氧的分压，强化氧的传质能力，增加提高氧的分压，强化氧的传质能力，增加 MLSSMLSS浓度和容积负荷，提高生化反应速率。浓度和容积负荷，提高生化反应速率。不足之处：不足之处：要密闭运行，工艺运行管理复杂。要密闭运行，工艺运行管理复杂。1212、纯氧曝气
36、活性污泥法。、纯氧曝气活性污泥法。_排水工程排水工程课程课程a a、BODBOD负荷负荷：一般一般BODBOD污泥负荷污泥负荷0.20.20.40.4，延时曝气法低，延时曝气法低（0.11.51.5，按，按p108p108图图4 47 7设计；而对特殊的深井曝气和纯氧曝气因氧的传质设计；而对特殊的深井曝气和纯氧曝气因氧的传质改善，可以把改善，可以把BODBOD负荷设计在负荷设计在0.50.51.51.5之间。之间。b b、泥龄泥龄：对一般的活性污泥法工艺以及深井曝气和纯氧曝气对一般的活性污泥法工艺以及深井曝气和纯氧曝气工艺，其泥龄一般在工艺，其泥龄一般在5 515d15d，多数，多数6 68d
37、8d；高负荷活性污；高负荷活性污泥法泥龄泥法泥龄2.5d2.5d以下；而延时曝气则一般在以下；而延时曝气则一般在20d20d以上。以上。c c、曝气池、曝气池混合液浓度混合液浓度（X X）：）：一般在一般在3000mg/L3000mg/L左右。延时曝左右。延时曝气、合建式完全混合活性污泥法以及深井曝气略高。气、合建式完全混合活性污泥法以及深井曝气略高。d d、污泥回流比污泥回流比R R：一般在一般在100100以下，多数在以下，多数在5050左右；而延左右；而延时曝气、合建式完全混合活性污泥法回流比在时曝气、合建式完全混合活性污泥法回流比在100100以上。以上。e e、曝气时间曝气时间：一般
38、在一般在8h8h以下，多数为以下，多数为4 46h6h。但延时曝气一。但延时曝气一般在般在20h20h以上；高负荷工艺以及深井曝气工艺曝气时间很以上；高负荷工艺以及深井曝气工艺曝气时间很短。短。具体各种工艺的特点：具体各种工艺的特点：_排水工程排水工程课程课程强化不同微生物的作用（群落），如高负荷、多级、延时曝气强化不同微生物的作用（群落），如高负荷、多级、延时曝气等工艺。等工艺。提高氧的传质，降低能耗（纯氧曝气、深水曝气、深井曝气以提高氧的传质，降低能耗（纯氧曝气、深水曝气、深井曝气以及浅层曝气等）。及浅层曝气等）。节省占地（深井）。节省占地（深井）。保证出水水质（延时曝气、多级曝气等）。保
39、证出水水质（延时曝气、多级曝气等）。活性污泥特性（吸附再生、再生以及高负荷活性污泥法等）。活性污泥特性（吸附再生、再生以及高负荷活性污泥法等）。易管理与构筑物单元少，如合建式完全混合活性污泥法与易管理与构筑物单元少，如合建式完全混合活性污泥法与SBRSBR等。等。利于污泥处置，延时曝气以及利于污泥处置，延时曝气以及A A2 2/0/0等。等。各种工艺技术的重点包括：各种工艺技术的重点包括：_排水工程排水工程课程课程4.5 4.5 活性污泥处理系统新工艺活性污泥处理系统新工艺4.5.14.5.1概述概述_排水工程排水工程课程课程1.1.特点：特点：氧化沟中形成富氧区和缺氧区，可以脱氮除磷；氧化沟
40、中形成富氧区和缺氧区，可以脱氮除磷；池型较大，占地面积较大，多在室外；池型较大，占地面积较大，多在室外；负荷低，处理效果好，产泥量少；负荷低，处理效果好，产泥量少；抗冲击负荷能力强（水温，水量，水质）；抗冲击负荷能力强（水温，水量，水质）；常常不设初沉池不设初沉池,不单设二沉池，合建不单设二沉池，合建，省去污泥回流装置。，省去污泥回流装置。4.5.2 4.5.2 氧化沟氧化沟_排水工程排水工程课程课程2.2.氧化沟构造和流态氧化沟构造和流态 环形沟渠结构，水流流态循环混合式，介于推流式和完环形沟渠结构，水流流态循环混合式，介于推流式和完全混合式之间。全混合式之间。_排水工程排水工程课程课程（1
41、 1）污泥负荷）污泥负荷 0.070.070.4kgBOD0.4kgBOD5 5/kgMLSSdd/kgMLSSdd（2 2）容积负荷）容积负荷 0.280.282.4 kgBOD2.4 kgBOD5 5/m/m3 3dd（3 3）泥龄）泥龄 151530d30d（4 4）产泥率）产泥率 0.60.61.2kgss/kgBOD1.2kgss/kgBOD5 5（5 5）MLSS 3000MLSS 30006000mg/L 6000mg/L （6 6）HRT 4HRT 424h24h3.3.氧化沟技术参数氧化沟技术参数_排水工程排水工程课程课程4.4.氧化沟种类氧化沟种类_排水工程排水工程课程课程
42、_排水工程排水工程课程课程4.5.3 4.5.3 间歇式活性污泥法（间歇式活性污泥法（SBRSBR法）法）1.SBR1.SBR法运行方式法运行方式 运行分为：运行分为：进水、曝气反应、沉淀、排水、待机（闲置）五个阶段进水、曝气反应、沉淀、排水、待机（闲置）五个阶段。_排水工程排水工程课程课程(1)(1)工艺简单，可省略二沉池和污泥回流设备工艺简单，可省略二沉池和污泥回流设备(2)(2)反应推动力大，效率高反应推动力大，效率高(3)(3)沉淀效果好沉淀效果好(4)(4)不易发生污尼膨胀不易发生污尼膨胀(5)(5)通过运行方式调节通过运行方式调节(前加缺氧，厌氧时间前加缺氧，厌氧时间)可脱可脱N
43、N除除P P(6)(6)便于自动控制便于自动控制(时间参数时间参数)(7)(7)适用于中小型污水处理装置适用于中小型污水处理装置处理水处理水2.SBR2.SBR工艺特点工艺特点_排水工程排水工程课程课程在在SBRSBR基础上出现了一系列新工艺，基础上出现了一系列新工艺，ICEASICEAS、CASSCASS、DAT-IATDAT-IAT、MSBRMSBR、UNITANKUNITANK。在原有基础上增加连续进出水、生物选择器、循环混合等功能在原有基础上增加连续进出水、生物选择器、循环混合等功能3.SBR3.SBR的发展的发展_排水工程排水工程课程课程_排水工程排水工程课程课程_排水工程排水工程课
44、程课程4.5.4 AB4.5.4 AB法废水处理工艺法废水处理工艺 1.AB1.AB法特点法特点 无初沉池无初沉池 A A，B B段各拥有自己的回流系统，两段分开，有各自段各拥有自己的回流系统，两段分开，有各自 的微生物群体的微生物群体 由于由于A A段的负荷高，有效好的抗冲击负荷能力段的负荷高，有效好的抗冲击负荷能力 可以分期建设，条件成熟建二级。可以分期建设，条件成熟建二级。2.AB2.AB法工艺法工艺_排水工程排水工程课程课程4.5.5 4.5.5 水解好氧工艺水解好氧工艺 水解酸化水解酸化-好氧活性污泥在传统活性污泥法的基础上，好氧活性污泥在传统活性污泥法的基础上，用水解池取代传统的初
45、沉池。用水解池取代传统的初沉池。集生物降解，物理吸附为一体，有机物去除效果显著高于集生物降解，物理吸附为一体，有机物去除效果显著高于初沉池，并能将水中难降大分子有机分转化为小分子有机初沉池，并能将水中难降大分子有机分转化为小分子有机物，提高污水可生物性。物，提高污水可生物性。是固体物被水解可溶物质，降低污泥产量，使污水污泥一是固体物被水解可溶物质，降低污泥产量，使污水污泥一次性处理。次性处理。能耗低能耗低停留时间短停留时间短产泥少产泥少可用于工业废水处理和含有较多难生物降解物质的城市污可用于工业废水处理和含有较多难生物降解物质的城市污水处理水处理_排水工程排水工程课程课程4.5.6 4.5.6
46、 活性污泥法发展方向活性污泥法发展方向提高氧利用率提高氧利用率减少占地面积减少占地面积减少运行费用减少运行费用提高运行管理自动化提高运行管理自动化深度净化功能（脱深度净化功能（脱N N除除P P）_排水工程排水工程课程课程4.6 4.6 曝气理论基础曝气理论基础 1.1.常用曝气方式常用曝气方式 a.a.鼓风曝气鼓风曝气 b.b.机械曝气机械曝气 c.c.射流曝气射流曝气 d.d.鼓风鼓风-机械联合曝气机械联合曝气2.2.曝气作用曝气作用 a.a.充氧充氧-生化反应生化反应b.b.搅拌搅拌,使水、气、液三相良好接触提高氧利用率使水、气、液三相良好接触提高氧利用率c.c.维持液体的足够速度以使水
47、中固体物悬浮维持液体的足够速度以使水中固体物悬浮4.6.1 4.6.1 曝气方式和曝气作用曝气方式和曝气作用 _排水工程排水工程课程课程1.1.菲克定律菲克定律 （式（式4-624-62）其中其中 物质扩散速率物质扩散速率 扩散系数扩散系数 浓度梯度浓度梯度dtdcDvLddvLDdtdc4.6.2 4.6.2 菲克定律和双膜理论菲克定律和双膜理论_排水工程排水工程课程课程a a 气液两相接触面存在层流的气液两相接触面存在层流的气膜气膜和和液膜液膜 (双膜双膜)；B B 气、液两相紊流不存在浓度差气、液两相紊流不存在浓度差c c 阻力主要存在气膜中的分压梯度阻力主要存在气膜中的分压梯度,液膜中
48、有浓度梯度液膜中有浓度梯度,梯度是推动梯度是推动d d 氧难溶于水氧难溶于水,因此液膜是氧传递的因此液膜是氧传递的 主要阻力。主要阻力。2.2.双膜理论双膜理论_排水工程排水工程课程课程3.3.氧的转移模式氧的转移模式 由菲克定律：由菲克定律：dxdcDAdtdMvL根据双膜模型根据双膜模型 a a 气膜阻力小气膜阻力小 Pg=Pi=CsPg=Pi=Cs是氧分区是氧分区PgPg时溶解氧时溶解氧 饱和浓度饱和浓度 b b 设液膜厚度为设液膜厚度为Xf(Xf(很低很低)_排水工程排水工程课程课程液膜内液膜内DODO浓度梯度浓度梯度 ，代入菲克定律有，代入菲克定律有fSXCCdxdcfSLXCCAD
49、dtdMCCVXADXCCVADVdtdMSfLfSLCCVAkdtdCSL O O2 2转移速率，转移速率，kgOkgO2 2/（m m3 3hh）；）；液膜氧传质系数，液膜氧传质系数，m/hm/h，dtdCLk_排水工程排水工程课程课程氧的总转移系数：氧的总转移系数：VAkkLLaCCkdtdCSLa氧向水中转移模式：氧向水中转移模式：_排水工程排水工程课程课程提高氧转移速率的方法：提高氧转移速率的方法：（1 1）提高）提高 ,加强液相主体紊动，降低液膜厚度，加强液相主体紊动，降低液膜厚度，可以提高氧转移速率。例如微孔曝气。可以提高氧转移速率。例如微孔曝气。（2 2）提高）提高C CS S
50、，可以提高氧转移速率。例如纯氧曝气、，可以提高氧转移速率。例如纯氧曝气、深水曝气。深水曝气。Lak 测定：采用充氧试验（清水）测定：采用充氧试验（清水）对曝气池混合液，反应器氧转移速率对曝气池混合液，反应器氧转移速率 Lak_排水工程排水工程课程课程4.6.3 4.6.3 氧转移影响因素氧转移影响因素 1.1.污水质的影响污水质的影响 2.2.水温水温 修正：修正：3.3.氧的分压氧的分压1lalakk清水中的污水中的lalakk1ssCC清水中污水中ssCC表面活性剂影响表面活性剂影响含盐量影响含盐量影响)207(202024.1)(LalaKTK)(10013.1)(10013.155pa
