1、第一节第一节 基本概念基本概念第二节第二节 活性污泥法的发展活性污泥法的发展第三节第三节 气体传质原理和曝气设备气体传质原理和曝气设备第四节第四节 去除有机污染物活性污泥法去除有机污染物活性污泥法过程设计过程设计第五节第五节 脱氮、除磷活性污泥法脱氮、除磷活性污泥法工艺及设计工艺及设计第六节第六节 二沉池二沉池第七节第七节 活性污泥法处理系统运行管理活性污泥法处理系统运行管理第四章第四章 活性污泥法活性污泥法第一节第一节 基本概念基本概念 一、概述一、概述2.2.活性污泥组成活性污泥组成 活性微生物活性微生物（MaMa，主体，主体，主要是主要是细菌、真菌细菌、真菌等，等，以以菌胶团菌胶团形式存
2、在形式存在)、自身氧化残留物自身氧化残留物(Me)(Me)、吸附吸附的不能降解的有机物的不能降解的有机物(Mi)(Mi)和无机悬浮物和无机悬浮物(Mii)(Mii)。3.3.活性污泥性状活性污泥性状(P102)(P102)粒径粒径2002001000m1000m，比表面积比表面积2020100cm100cm2 2/mL/mL。一般一般呈茶褐色，呈茶褐色，略显酸性，含水率略显酸性，含水率9999左右，相对左右，相对密度密度1.0021.0021.0061.006；具有具有凝聚沉降性能和生物活性凝聚沉降性能和生物活性。1.1.活性污泥法产生过程（活性污泥法产生过程（P100)P100)4.4.活性
3、污泥评价方法（活性污泥评价方法（P103)P103)混合液悬浮固体浓度（混合液悬浮固体浓度（MLSSMLSS）和混合液挥发性悬浮固）和混合液挥发性悬浮固体浓度（体浓度（MLVSSMLVSS）MLSSMLSS，又称污泥浓度，指曝气池中单位体积混合液，又称污泥浓度，指曝气池中单位体积混合液悬浮悬浮固体的质量固体的质量，包括，包括MaMa、MeMe、MiMi、MiiMii。单位：。单位：mg/Lmg/L或或g/Lg/L。MLVSSMLVSS，又称活性污泥浓度，指曝气池中单位体积混合，又称活性污泥浓度，指曝气池中单位体积混合液液悬浮固体中有机物的质量，悬浮固体中有机物的质量，包括包括MaMa、MeMe
4、、MiMi。MLSSMLSS、MLVSSMLVSS都是微生物浓度近似值，都是微生物浓度近似值，MLVSSMLVSS更接近更接近活性微生物的浓度活性微生物的浓度。生活污水。生活污水MLVSS/MLSS=0.7MLVSS/MLSS=0.70.80.8。生物相观察生物相观察:观察活性污泥中微生物的种类、数量、观察活性污泥中微生物的种类、数量、优势度及代谢情况。优势度及代谢情况。污泥沉降比（污泥沉降比（SVSV）：曝气池混合液静置）：曝气池混合液静置30min30min后后沉淀沉淀污泥的体积分数污泥的体积分数，单位：，单位：%。污泥体积指数污泥体积指数(SVI)(SVI)：指曝气池混合液：指曝气池混合
5、液沉淀沉淀30min30min后，后，每每克干污泥形成的湿污泥体积克干污泥形成的湿污泥体积，单位单位 mL/gmL/g。SVISVI反映污泥的反映污泥的沉降性能和活性沉降性能和活性。城市污水。城市污水SVISVI正正常值常值100100150mL/g150mL/g。SVISVI过低时，污泥含无机物较过低时，污泥含无机物较多，污泥活性差。多，污泥活性差。SVISVI过高时，污泥颗粒松散，沉过高时，污泥颗粒松散，沉降性能差。降性能差。)/(10/)/LgMLSSSVLgMLSSLmlSVI ）（沉沉淀淀污污泥泥体体积积（如如:SV=30%:SV=30%，MLSS=3000mg/LMLSS=3000
6、mg/L，求，求SVI=100SVI=100mL/gmL/g。二、活性污泥法基本流程二、活性污泥法基本流程(P103)(P103)曝气装置曝气装置：供氧、搅拌，使混合液处于悬浮状态。：供氧、搅拌，使混合液处于悬浮状态。曝气池曝气池：微生物降解有机物的场所；：微生物降解有机物的场所；二沉池二沉池：泥水分离，浓缩活性污泥；：泥水分离，浓缩活性污泥；污泥回流系统污泥回流系统：保持曝气池中一定的微生物浓度；：保持曝气池中一定的微生物浓度；剩余污泥排放系统剩余污泥排放系统：维持系统的稳定运行。：维持系统的稳定运行。出水出水剩余污泥排放剩余污泥排放回流污泥回流污泥进水进水二沉池二沉池曝气池曝气池初沉池初沉
7、池曝气装置曝气装置图图12-112-1活性污泥法基本流程活性污泥法基本流程三、活性污泥降解污水中有机物过程三、活性污泥降解污水中有机物过程1.1.吸附阶段：时间短吸附阶段：时间短（101045min)45min)，BODBOD5 5去去除率高。污水中悬浮和除率高。污水中悬浮和胶体有机物浓度越高，胶体有机物浓度越高，吸附效果越明显。吸附效果越明显。2.2.稳定阶段：时间长；稳定阶段：时间长；微生物对吸附的有机物微生物对吸附的有机物氧化分解。氧化分解。吸附吸附稳定稳定曝气时间曝气时间/min/min图图12-212-2活性污泥降解有机物过程活性污泥降解有机物过程BODBOD5 5(mg/L)(mg
8、/L)推流式推流式曝气池示意图曝气池示意图（平行水流式平行水流式）出水出水曝气池曝气池剩余污泥剩余污泥进水进水回流污泥回流污泥空气空气二沉池二沉池曝气池曝气池一、曝气池基本形式（一、曝气池基本形式（P106)P106)第二节第二节 活性污泥法的发展活性污泥法的发展1.1.推流式曝气池推流式曝气池 废水及回流污泥由池一端废水及回流污泥由池一端进入，水流呈推流型，进入，水流呈推流型，沿池沿池长方向污染物浓度逐渐降低长方向污染物浓度逐渐降低。根据断面上水流情况，分为根据断面上水流情况，分为平移推流式平移推流式和和旋转推流式。旋转推流式。平移推流式：曝气池底铺满扩散器，水流沿池长方向流动平移推流式：曝
9、气池底铺满扩散器，水流沿池长方向流动旋转推流式：扩散器装于横断旋转推流式：扩散器装于横断面一侧。水流除沿池长方向流面一侧。水流除沿池长方向流动外，还有侧向旋流，形成了动外，还有侧向旋流，形成了旋转推流。旋转推流。旋转推流式示意图旋转推流式示意图2.2.完全混合曝气池（完全混合曝气池（P108)P108)池内各点池内各点的的底物浓底物浓度、微生度、微生物浓度、物浓度、需氧速率需氧速率一致，耐一致，耐冲击负荷冲击负荷。3.3.封闭环流式反应池封闭环流式反应池(P109)(P109)图图12-812-8封闭环流式处理系统流程封闭环流式处理系统流程具有推流和完全混合反应池的特点。具有推流和完全混合反应
10、池的特点。进水进水二沉池二沉池出水出水回流活性污泥回流活性污泥剩余污泥剩余污泥曝气转刷曝气转刷4.4.序批序批式反应池（式反应池（P109)P109)曝气池和沉淀池合二为一。工作周期由进水、反曝气池和沉淀池合二为一。工作周期由进水、反应、沉淀、排水和闲置组成。应、沉淀、排水和闲置组成。流入流入反应反应沉淀沉淀排放排放待机（闲置）待机（闲置）图图12-912-9序批式反应工艺操作流程序批式反应工艺操作流程1.1.传统推流式（图传统推流式（图12-412-4）二、活性污泥法的发展和演变二、活性污泥法的发展和演变特点特点：污染物：污染物浓度沿池长逐浓度沿池长逐渐降低，处理渐降低，处理效果好；耐冲效果
11、好；耐冲击能力差。氧击能力差。氧利用率不均，利用率不均，能耗较高。能耗较高。图图12-10 推流式供氧和需氧率曲线推流式供氧和需氧率曲线供氧曲线供氧曲线需氧曲线需氧曲线供供需需氧氧量量2.2.渐减曝气法渐减曝气法 特点特点：供氧沿池长逐：供氧沿池长逐渐递减，节能。渐递减，节能。3.3.阶段曝气法（分段进水法）阶段曝气法（分段进水法）污水沿池长分段进入，曝气池内供氧需氧平衡。污水沿池长分段进入，曝气池内供氧需氧平衡。出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥进水进水二沉池二沉池曝气池曝气池图图12-12 12-12 阶段曝气法示意图阶段曝气法示意图4.4.高负荷曝气高负荷曝气法法 有机物有机物容积
12、负荷容积负荷或或污泥负荷污泥负荷高；停留时间高；停留时间短短(1.5(1.53h)3h)，活性污泥处于，活性污泥处于对数增长期对数增长期；处理效果低，；处理效果低，产泥量多；产泥量多；适用于对处理水质要求不高的场合。适用于对处理水质要求不高的场合。5.5.延时曝气延时曝气法（低负荷曝气法法（低负荷曝气法)有机物容积负荷或污泥负荷低；曝气时间有机物容积负荷或污泥负荷低；曝气时间长长（24h)24h)，剩余污泥少，出水水质好；耐冲击负荷；，剩余污泥少，出水水质好；耐冲击负荷；占地面积大，运行费用高。占地面积大，运行费用高。6.6.吸附再生吸附再生法（又称接触稳定法，法（又称接触稳定法，P112)P
13、112)图图12-13 12-13 吸附再生法活性污泥法系统吸附再生法活性污泥法系统剩余剩余污泥污泥回流污泥回流污泥进水进水二沉池二沉池吸附池吸附池再生池再生池剩余剩余污泥污泥回流污泥回流污泥进水进水二沉池二沉池再生段再生段 吸附段吸附段分建式分建式合建式合建式吸附池：快速去除有机物吸附池：快速去除有机物,容积较小容积较小；再生池：使回流污泥恢复活性。再生池：使回流污泥恢复活性。处理效果低，适用于含有机悬浮物和胶体较多的污水。处理效果低，适用于含有机悬浮物和胶体较多的污水。7.7.完全混合法完全混合法特点：特点：微生物微生物浓度、底物浓浓度、底物浓度在池内均匀度在池内均匀分布，需氧速分布，需氧
14、速率均衡；耐冲率均衡；耐冲击负荷；击负荷；图图12-1512-15完全混合法处理流程完全混合法处理流程8.8.深层曝气深层曝气法（法（P113)P113)特点：特点：DODO和污泥浓度高，占地面积小。井壁腐蚀或受损和污泥浓度高，占地面积小。井壁腐蚀或受损时可能污染地下水。时可能污染地下水。图图12-612-6深层曝气法处理流程深层曝气法处理流程沉砂池；深井曝气池；脱气塔；二沉池。沉砂池；深井曝气池；脱气塔；二沉池。（）（）（）（）（）（）（）（）9.9.纯氧曝气纯氧曝气法（法（P115):P115):图图12-18 12-18 纯氧曝气池结构简图纯氧曝气池结构简图纯氧代替空气，纯氧代替空气，曝
15、气时间短曝气时间短，MLSSMLSS较高较高；设备需密；设备需密封，结构要求高。封，结构要求高。11.11.吸附吸附-生物降解工艺（生物降解工艺（ABAB法法,P116,P116）由预处理段、由预处理段、A A级、级、B B级三段组成，无初沉池；级三段组成，无初沉池；A A级由级由吸附池吸附池和沉淀池组成，负荷高、和沉淀池组成，负荷高、停留时间短停留时间短；B B级级由由曝气池曝气池和二沉池组成，负荷低，和二沉池组成，负荷低，停留时间长停留时间长；A A、B B段各有段各有污泥回流系统污泥回流系统和适合的微生物种群；和适合的微生物种群；图图12-20AB12-20AB法工艺流程图法工艺流程图剩
16、余剩余污泥污泥回流回流污泥污泥进水进水沉砂池沉砂池格栅格栅剩余剩余污泥污泥回流回流污泥污泥A级级沉淀池沉淀池吸附池吸附池沉淀池沉淀池曝气池曝气池出水出水B级级12.12.序批式活性污泥法（序批式活性污泥法（SBRSBR）SBR操作过程.swf特点：特点：工艺简单，曝气池兼二沉池功能；耐冲击负工艺简单，曝气池兼二沉池功能；耐冲击负荷；具有荷；具有脱氮除磷脱氮除磷功能；适合于功能；适合于水量少水量少的场合。的场合。流入流入反应反应沉淀沉淀排放排放待机（闲置）待机（闲置）图图12-9 12-9 序批式反应工艺的操作流程序批式反应工艺的操作流程特点：特点：沟内沟内设机械曝气和推进装置，具有推流和完全混
17、合反应池设机械曝气和推进装置，具有推流和完全混合反应池特点；可特点；可生物除磷脱氮生物除磷脱氮，剩余污泥量剩余污泥量少；少；图图12-21 12-21 氧化沟处理系统氧化沟处理系统13.13.氧化沟（氧化沟（P117)P117)1.1.（）是活性污泥在组成和净化功能上的中心，是微生）是活性污泥在组成和净化功能上的中心，是微生物的主要成分。物的主要成分。A A、细菌；、细菌；B B、真菌；、真菌；C C、原生动物；、原生动物；D D、后生动物、后生动物2.2.某曝气池的污泥沉降比为某曝气池的污泥沉降比为2525，MLSSMLSS浓度浓度2000mg/L2000mg/L，污泥体积指数为（污泥体积指
18、数为（）mL/gmL/g。A.25 B.100 C.125 D.150A.25 B.100 C.125 D.1503.3.关于污泥体积指数，正确的是（关于污泥体积指数，正确的是（）。）。A.SVIA.SVI高，活性污泥沉降性能好高，活性污泥沉降性能好B.SVIB.SVI低，活性污泥沉降性能好低，活性污泥沉降性能好C.SVI C.SVI 过高，污泥细小而紧密过高，污泥细小而紧密D.SVI D.SVI 过低，污泥会发生膨胀过低，污泥会发生膨胀4.4.下列关于各种活性污泥运行方式不正确的是（下列关于各种活性污泥运行方式不正确的是（）。）。A.A.渐减曝气法克服了传统推流式供氧与需氧间的矛盾；渐减曝气
19、法克服了传统推流式供氧与需氧间的矛盾；B.B.多点进水法比普通曝气池出水水质要高；多点进水法比普通曝气池出水水质要高；C.C.吸附再生法采用的污泥回流比比普通曝气池要大；吸附再生法采用的污泥回流比比普通曝气池要大；D.D.完全混合法克服了普通曝气池不耐冲击负荷的缺点。完全混合法克服了普通曝气池不耐冲击负荷的缺点。5.5.活性污泥增长曲线如图活性污泥增长曲线如图4-24-2，图中，图中1 1、2 2、3 3分别代表（）。分别代表（）。A.BODA.BOD降解曲线、氧利用速率曲线、微生物增殖曲线；降解曲线、氧利用速率曲线、微生物增殖曲线；B.B.微生物增殖曲线、氧利用速率曲线、内源分解曲线；微生物
20、增殖曲线、氧利用速率曲线、内源分解曲线；C.C.微生物增殖曲线、氧利用速率曲线、微生物增殖曲线、氧利用速率曲线、BODBOD降解曲线；降解曲线；D.D.氧利用速率曲线、氧利用速率曲线、BODBOD降解曲线、内源分解曲线；降解曲线、内源分解曲线；6.6.下图是吸附一再生活性污泥法流程图，图中下图是吸附一再生活性污泥法流程图，图中 1 1、2 2、3 3、4 4、5 5各代（）。各代（）。A.A.吸附段、再生段、曝气池、回流污泥、剩余污泥；吸附段、再生段、曝气池、回流污泥、剩余污泥；B.B.吸附段、再生段、二沉池、回流污泥、剩余污泥；吸附段、再生段、二沉池、回流污泥、剩余污泥；C.C.再生段、吸附
21、段、二沉池、回流污泥、剩余污泥；再生段、吸附段、二沉池、回流污泥、剩余污泥；D.D.再生段、吸附段、二沉池、剩余污泥、回流污泥；再生段、吸附段、二沉池、剩余污泥、回流污泥；第三节第三节 气体传递气体传递原理和原理和曝气设备曝气设备 一、一、气体传质气体传质原理原理(P128)(P128)1.1.菲克定律：菲克定律：ddcDvd v vd d物质的物质的扩散速率扩散速率,以单位时间通过单位截面积的以单位时间通过单位截面积的物质数量表示，物质数量表示，kmoL/mkmoL/m2 2.s.s；DD扩散系数扩散系数,与扩散物质和介质的特性及与扩散物质和介质的特性及温度温度有关有关;ddc浓度梯度浓度梯
22、度;表明物质在表明物质在静止或层流状态下静止或层流状态下分子扩散的规律。分子扩散的规律。气、液接触界面附近存在气、液接触界面附近存在着着气膜和液膜气膜和液膜，外侧分别是，外侧分别是气相主体和液相主体气相主体和液相主体；气体气体从气相主体传递到液从气相主体传递到液相主体，传质阻力仅存在于相主体，传质阻力仅存在于气、液两层层流膜气、液两层层流膜；气膜中氧的气膜中氧的分压梯度分压梯度，液，液膜中氧的膜中氧的浓度梯度浓度梯度是氧转移是氧转移的推动力；的推动力；液膜的传质速率是氧转移液膜的传质速率是氧转移的控制速率的控制速率。2.2.双膜理论（双膜理论（P128)P128)图图12-2512-25气体传
23、质双膜理论简图气体传质双膜理论简图3.3.氧传递方程氧传递方程)(LSccDAdtdM DD液膜中氧分子扩散系数液膜中氧分子扩散系数，m m2 2/h/h；AA气液气液接触面积接触面积，m m2 2；C Cs s溶液中氧的溶液中氧的饱和浓度值饱和浓度值，kgOkgO2 2/m/m3 3；C C溶液中氧的溶液中氧的实际浓度值实际浓度值，kgOkgO2 2/m/m3 3。氧传递速率氧传递速率（kgOkgO2 2/h/h）dtdM132mmkgOccLS/溶溶解解氧氧浓浓度度梯梯度度，L L液膜厚度，液膜厚度，m m；设液相主体体积为设液相主体体积为V V，上式，上式两边同除以两边同除以V V得：得
24、：)(ccVADVdtdMsL ）（氧氧转转移移速速率率，hmkgOdtdc32/1,氧氧分分子子总总传传质质系系系系数数令令hVADKLLa 提高氧转移速率方法：提高提高氧转移速率方法：提高K KLaLa值；提高值；提高C CS S值。值。)(ccKdtdcsaL (12-37)(12-37)1.1.污水水质污水水质K KLaLa（T T）TT时氧总转移系数；时氧总转移系数；K KLaLa（2020）2020时氧总转移系数时氧总转移系数;TT设计温度；设计温度；1.0241.024温度系数。温度系数。1 1K KK KLaLaLaLa （清水）（清水）污水）污水）(污水中有机物污水中有机物含
25、盐量含盐量1 1C CC Cs s （清水）（清水）污水）污水）(S)20()20(024.1 TLTLKK ）二、氧转移的影响因素（二、氧转移的影响因素（P130)P130)2.2.水温水温 温度对温度对溶解氧饱和度和氧转移有相反的影响溶解氧饱和度和氧转移有相反的影响，但不是，但不是相互抵消。总的来说，温度降低有利于氧转移。相互抵消。总的来说，温度降低有利于氧转移。3.3.氧分压（氧分压（P131P131）)(Pa5 51 10 01 1.0 01 13 3)所所在在地地区区大大气气压压(P Pa a).()(211001312210521 dsssspCCCC鼓风曝气鼓风曝气池池C Cs
26、s值值 21,SsCCC CS1S1、C CS2S2池底、池面混合液池底、池面混合液DODO饱和浓度，饱和浓度，mg/Lmg/L；;/LmgDOC浓浓度度，标标准准状状态态时时混混合合液液 s sp pd d空气扩散装置出口处的压力（空气扩散装置出口处的压力（PaPa）Hpp3108.9 d dPap 大大气气压压力力，%0积积分分数数，气气泡泡离离开开池池面面时时氧氧的的体体%E12179E121AA0 ）（）（E EA A空气扩散装置的氧转移效率，空气扩散装置的氧转移效率，%；HH空气扩散装置安装深度，空气扩散装置安装深度，m m；压力修正系数压力修正系数三、氧转移速率与供气量的计算（三、
27、氧转移速率与供气量的计算（P132)1.1.理论供氧量理论供氧量标准条件标准条件下，氧转移量下，氧转移量O OS S(kg/h)实际情况下，氧转移量实际情况下，氧转移量O O2 2：联解上面两式：联解上面两式：VcKOSLaS )20()20(12-49)(12-49)FF曝气扩散设备堵塞系数，其他参数同前。曝气扩散设备堵塞系数，其他参数同前。VFccKOTTSLa )20()()20(2024.1 (12-50)(12-50)FcccOOTTsss )20()()20(2024.1 （12-5112-51）氧利用效率氧利用效率E EA A(%)(%)：实际供氧量实际供氧量S与供气量与供气量G
28、S关系关系：2.2.供气量供气量联解以上两式得曝气系统联解以上两式得曝气系统所需供气量所需供气量：0.210.21氧在空气中所占体积百分数；氧在空气中所占体积百分数；1.331201.33120时氧气的密度，时氧气的密度，kg/mkg/m3 3；%100 SOESA(12-52)(12-52)sSGGS28.0331.121.0 (12-53)(12-53)ASSEOG28.0(12-54)(12-54)鼓风曝气图鼓风曝气图四、曝气设备（四、曝气设备（P134）1.1.鼓风曝气鼓风曝气：由：由空气净化器空气净化器、鼓风机鼓风机、空气输配、空气输配管系统、管系统、扩散器扩散器组成。组成。微气泡微
29、气泡扩散器扩散器 多孔多孔刚性材料刚性材料扩散器扩散器 特点：特点：气泡直径气泡直径100um100um左右，左右，气液接触面积大，氧利用率高；气液接触面积大，氧利用率高；易堵塞，压力损失大。易堵塞，压力损失大。图图12-2712-27圆盘微孔扩散器圆盘微孔扩散器 微孔曝气设备安装 小气泡扩散器小气泡扩散器 气泡直径气泡直径1.5mm1.5mm以下。以下。中气泡扩散器中气泡扩散器 常用常用穿孔管穿孔管和和莎纶管莎纶管。孔直径。孔直径2 23mm3mm，气泡直径，气泡直径2 26mm6mm。氧利用率较高，压力损失较小；。氧利用率较高，压力损失较小；大气泡扩散器大气泡扩散器 气泡直径气泡直径15m
30、m15mm左右，左右，氧利用率低。氧利用率低。剪切分散空气剪切分散空气扩散器扩散器 如：射流空气扩散器、如：射流空气扩散器、水下空气扩散器。水下空气扩散器。扩散器形成的气泡直径越大，氧利用率越低扩散器形成的气泡直径越大，氧利用率越低，空气净，空气净化设备要求越低；反之亦然。选择扩散器要因地制宜。化设备要求越低；反之亦然。选择扩散器要因地制宜。叶轮盖板构造.swf2.2.机械曝气（表面曝气）机械曝气（表面曝气）竖轴式曝气器竖轴式曝气器表面曝气机曝气现状1.MPG充氧原理充氧原理：叶轮提升混合液，气液接触液面更新，空气叶轮提升混合液，气液接触液面更新，空气中氧转移。曝气装置后侧形成负压，吸入空气；
31、中氧转移。曝气装置后侧形成负压，吸入空气；卧轴式曝气器卧轴式曝气器 转动轴与水面平行，主要用于氧化沟。能够充转动轴与水面平行，主要用于氧化沟。能够充氧和推动混合液在池内流动。氧和推动混合液在池内流动。3.3.曝气设备性能指标（曝气设备性能指标（P138P138）氧转移速率：氧转移速率：mgOmgO2 2/L.h/L.h；充氧能力（或动力效率）：充氧能力（或动力效率）：kgOkgO2 2/kw.h/kw.h；氧利用率：通过氧利用率：通过鼓风曝气鼓风曝气转移到混合液中的氧量转移到混合液中的氧量占总供氧的百分比，。占总供氧的百分比，。鼓风曝气、评价，机械曝气按、评价。鼓风曝气、评价，机械曝气按、评价
32、。一、设计计算内容（一、设计计算内容（P139)P139)工艺流程选择工艺流程选择：根据：根据水量水量、进出水水质进出水水质要求确定；要求确定；曝气池设计；曝气池设计；曝气系统设计：曝气设备选择、供氧量、供气量计算；曝气系统设计：曝气设备选择、供氧量、供气量计算；污泥回流及剩余污泥排放设计；污泥回流及剩余污泥排放设计；二沉池设计；二沉池设计；第四节第四节 去除有机污染物活性污泥法去除有机污染物活性污泥法过程设计过程设计二、曝气池容积计算二、曝气池容积计算活性污泥负荷活性污泥负荷（简称污泥负荷（简称污泥负荷L LS S）L Ls s污泥负荷，污泥负荷，kgBODkgBOD5 5/kgMLSSd/
33、kgMLSSd或或kgBODkgBOD5 5/kgMLVSSd/kgMLVSSd；QQ曝气池平均进水流量，曝气池平均进水流量，m m3 3/d/d；S S0 0曝气池进水曝气池进水BODBOD5 5值，值，mg/Lmg/L或或kg/mkg/m3 3；VV曝气池容积，曝气池容积，m m3 3。XX曝气池曝气池MLSSMLSS或或MLVSSMLVSS浓度浓度，mg/Lmg/L或或kg/mkg/m3 3；X XV VQ QS SL L0 0S S （微微生生物物总总量量）基基质质总总量量）MF(1.1.有机物负荷法有机物负荷法(P140)(P140)SoLXSQV 因此因此容积负荷法容积负荷法(L(
34、Lv v)L Lv v容积负荷，容积负荷，kgBODkgBOD5 5/m/m3 3dd。VSQLov VoLSQV S S0 0、Q Q已知，已知，X X、LvLv、LsLs可参考可参考表表12121 1（P118)P118)按不按不同运行方式选择。同运行方式选择。室外排水设计规范室外排水设计规范公式公式SeoLXSSQV )(SeSe出水出水BODBOD5 5值，值，mg/Lmg/L；注意注意:X X与与L LS S单位应一致。单位应一致。XLLSV 表表12121 1常用活性污泥法典型设计参数常用活性污泥法典型设计参数运行运行方式方式污泥龄污泥龄d d污泥负荷污泥负荷kgBODkgBOD5
35、 5/kgMLSS.d/kgMLSS.d容积负荷容积负荷kgBODkgBOD5 5/m/m3 3.d.dMLSSMLSSmg/Lmg/L停留时停留时间间（h h）回流比回流比%推流推流式式3 35 50.20.20.40.40.40.40.90.915001500250025004 48 80.250.250.750.75阶段阶段曝气曝气3 35 50.20.20.40.40.40.41.21.215001500300030003 35 50.250.250.750.75高负高负荷荷0.20.20.50.51.51.55.05.01.21.21.41.42002005005001.51.53
36、30.050.050.150.15完全完全混合混合3 35 50.250.250.50.50.50.51.81.820002000400040003 35 50.250.251.01.0（分建）（分建）延时延时曝气曝气202030300.050.050.150.150.10.10.40.4300030006000600018183636 0.750.751.51.5ABAB法法A A级级0.50.51 12 26 60.10.10.40.430003000300030000.50.50.50.50.80.8B B级级151520200.10.10.30.30.10.10.40.43000300
37、0500050002 24 40.50.50.80.82.2.污泥泥龄污泥泥龄法法(P141)(P141)c 污泥泥龄，污泥泥龄，d d；QQ进水流量，进水流量，m m3 3/d/d；YY污泥产率系数污泥产率系数，mgVSS/mgBODmgVSS/mgBOD5 5；S S0 0、SeSe分别为曝气池进出水分别为曝气池进出水BODBOD5 5值，值，mg/Lmg/L；)1()(cdeoCKXSSYQV XX曝气池混合液曝气池混合液MLVSSMLVSS浓度，浓度，mg/Lmg/L；K Kd d内源代谢系数内源代谢系数，d d-1-1；根据处理要求确定，根据处理要求确定，已知，已知，、SeSQ0cd
38、KXY 和和、通过试验或经验选定（表通过试验或经验选定（表12121 1，P118P118；表表12122 2，P125P125）。）。反应系统内（曝气池内）活性微生反应系统内（曝气池内）活性微生物全部更新一次所用的时间。物全部更新一次所用的时间。三、剩余污泥量计算（三、剩余污泥量计算（P142)P142)1.1.按污泥泥龄计算按污泥泥龄计算cXVX XX每天排出的总固体量，每天排出的总固体量，gVSS/dgVSS/d；XX曝气池曝气池MLVSSMLVSS浓度，浓度，gVSS/mgVSS/m3 3；VV曝气池容积，曝气池容积，m m3 3。c 污泥泥龄，污泥泥龄，d d；注意：注意：XX与与X
39、 X单位的一致。单位的一致。根据根据污泥产率系数污泥产率系数计算计算VdeoVVXKSSQYX )(；每每日日去去除除的的有有机机物物量量，dkgSSQeo/)(；总总量量，曝曝气气池池内内kgMLVSSXVVXXV V-每日增长的挥发性活性污泥量，每日增长的挥发性活性污泥量，kgVSS/dkgVSS/d；Y Y产率系数产率系数(也称也称合成产率系数合成产率系数或或总产率系数总产率系数），），mgVSS/mgBODmgVSS/mgBOD5 5；2.2.根据污泥产率系数或表观产率系数计算根据污泥产率系数或表观产率系数计算K Kd d内源代谢系数，内源代谢系数，d d-1-1；根据根据表观（净）产
40、率系数表观（净）产率系数计算计算 上述计算得到的是上述计算得到的是MLVSSMLVSS量，根据量，根据MLVSS/MLSSMLVSS/MLSS比比值值计算总悬浮固体量。计算总悬浮固体量。)(eoobsVSSQYX （12-6712-67）cdobsKYY 1系系数数表表观观产产率率系系数数或或净净产产率率obsY（补充）（补充）四、需氧量计算（四、需氧量计算（P143)P143)1.1.根据根据有机物降解需氧率有机物降解需氧率和和内源代谢需氧率内源代谢需氧率计算计算O O2 2混合液需氧量，混合液需氧量，kgOkgO2 2/d/d；a 微生物微生物氧化分解有机物需氧率氧化分解有机物需氧率，kg
41、OkgO2 2/kgBOD/kgBOD5 5；QQ污水流量，污水流量，m m3 3/d/d；eorSSS rS活性微生物降解的有机物量，活性微生物降解的有机物量，kg/mkg/m3 3；b 微生物微生物内源代谢需氧率内源代谢需氧率，kgOkgO2 2/kg.d/kg.d；X XV V曝气池内曝气池内MLVSSMLVSS浓度，浓度，kg/mkg/m3 3；VV曝气池容积，曝气池容积，m m3 3；0.420.530.090.11VrVXbQSaO 2（12-68)12-68)2.2.微生物对有机物的氧化分解微生物对有机物的氧化分解需氧量需氧量VeXbCODbCODQO 42.1)(02QQ污水流
42、量，污水流量，m m3 3/d/d；bCODbCOD0 0进水可生物降解进水可生物降解CODCOD浓度，浓度，g/mg/m3 3；bCODbCODe e出水可生物降解出水可生物降解CODCOD浓度，浓度，g/mg/m3 3；XXV V剩余污泥量（以剩余污泥量（以MLVSSMLVSS计算），计算），g/dg/d1.421.42污泥的污泥的氧当量系数氧当量系数；VeXSSQO 42.168.0)(02以以BODBODL L（总生化需氧量）代替（总生化需氧量）代替bCOD,BODbCOD,BOD5 50.68BOD0.68BODL L （P145)P145)某污水处理厂某污水处理厂Q=21600mQ
43、=21600m3 3/d/d，经预处理沉淀，经预处理沉淀后后BODBOD5 5为为200mg/L200mg/L，希望生物处理出水，希望生物处理出水BODBOD5 520mg/L20mg/L。该地区大气压为该地区大气压为1.0131.01310105 5PaPa，设计，设计曝气池的体积，曝气池的体积，剩余污泥量和空气量剩余污泥量和空气量。相关参数取值如下：。相关参数取值如下：曝气池污水曝气池污水温度温度为为2020；曝气池中曝气池中MLVSS/MLSS=0.8MLVSS/MLSS=0.8；回流污泥浓度回流污泥浓度（MLSSMLSS）为）为10000mg/L10000mg/L；曝气池中曝气池中ML
44、SS=3000mg/LMLSS=3000mg/L；污泥泥龄污泥泥龄c=10dc=10d；二沉池出水含二沉池出水含12mg/L12mg/L的的TSSTSS，其中，其中VSSVSS占占6565；污水中含有足够的生化反应所需的氮、磷和其他污水中含有足够的生化反应所需的氮、磷和其他微量元素；微量元素；估计出水中估计出水中溶解性溶解性BODBOD5 5浓度浓度出水总出水总BODBOD5 5未被生物降解未被生物降解溶解性溶解性BODBOD5 5悬浮固体悬浮固体BODBOD5 5悬浮固体所占悬浮固体所占BODBOD5 5计算计算 悬浮固体中悬浮固体中可生物降解量可生物降解量=0.65=0.6512=7.8m
45、g/L12=7.8mg/L可生物降解可生物降解悬浮固体悬浮固体BODBODL L7.87.81.421.4211mg/L 11mg/L 可生物降解悬浮固体可生物降解悬浮固体BODBODL L换算为换算为BODBOD5 50.680.6811117.57.5（mg/Lmg/L）生物处理后出水溶解性生物处理后出水溶解性BODBOD5 5，即，即S Se eS Se e7.5mg/L20mg/L S7.5mg/L20mg/L Se e12.5mg/L12.5mg/L按按污泥泥龄污泥泥龄计算：计算：35625)1008.01(8.03000)5.12200(106.021600)1()(mKXSSYQ
46、Vcdeoc 经计算，经计算，取曝气池容积取曝气池容积5700m5700m3 3。表表12122 2（P125P125书书），），Y Y0.6kgVSS/kgBOD0.6kgVSS/kgBOD5 5，K Kd d0.08d0.08d-1-1；hQVt33.621600245700 计算曝气池水力停留时间计算曝气池水力停留时间计算曝气池容积计算曝气池容积按按污泥负荷污泥负荷计算计算35400300025.0)5.12200(21600)(mLXSSQVSeo 表表12121 1（P118)P118)，L LS S=0.25kgBOD=0.25kgBOD5 5/（kgMLSSdkgMLSSd）计算
47、每天排除的计算每天排除的剩余污泥量剩余污泥量按按表观产率系数表观产率系数计算计算333.01008.016.01 cdobsKYY 计算系统排除的计算系统排除的以以VSSVSS计计的干污泥量的干污泥量dkgdkgSSQYXeoobsV/1350/10)5.12200(21600333.0)(3 计算计算总排泥量总排泥量：dkg/16888.01350 dkgXVXc/17101010300057003 按污泥泥龄计算按污泥泥龄计算湿污泥量湿污泥量计算计算剩余污泥按含水率剩余污泥按含水率9999计算，每天排放湿污泥量：计算，每天排放湿污泥量：31719910071.1)(71.110001710
48、mt，干干泥泥 计算计算污泥回流比污泥回流比R R43.0 QQRRRRQQQ10000)(3000 曝气池中曝气池中MLSS=3000mg/LMLSS=3000mg/L；回流污泥；回流污泥MLSS=10000mg/LMLSS=10000mg/L(6)(6)计算曝气池需氧量计算曝气池需氧量dkgXSSQOVe/4039135042.11068.0)5.12200(2160042.168.0)(302 -回流污泥量回流污泥量Q QR R与污与污水量水量Q Q的比值的比值空气量计算：空气量计算：采用鼓风曝气，设曝气池有效水深采用鼓风曝气，设曝气池有效水深6.0m6.0m，曝气扩散器，曝气扩散器安装
49、距池底安装距池底0.2m0.2m，则扩散器上静水压，则扩散器上静水压5.8m5.8m，其它相关参，其它相关参数选择：数选择：=0.7=0.7，=0.95=0.95，1 1，扩散设备堵塞系数，扩散设备堵塞系数F=0.8F=0.8，采用管式微孔曝气设备，采用管式微孔曝气设备，E EA A=18%,=18%,扩散器压力损失：扩散器压力损失：4kPa4kPa，2020水中溶解氧饱和度为水中溶解氧饱和度为9.17mg/L9.17mg/L。扩散器出口绝对压力扩散器出口绝对压力 PaHppd53531058.1)8.5108.910013.1(108.9%9.17%100)18.01(2179)18.01(
50、21%100)1(2179)1(210 AAEE 空气离开曝气池面，气泡含氧体积分数空气离开曝气池面，气泡含氧体积分数,按式（按式（12124747）计算计算(P132)(P132)2020时曝气池混合液中平均氧饱和度，按式（时曝气池混合液中平均氧饱和度，按式（121245,p13145,p131）计算：计算：Lmgpccdss/06.11)429.1710026.21058.1(17.9)4210026.2(5505 按计算需氧量按式（按计算需氧量按式（12125151）换算为标准条件下（）换算为标准条件下（2020脱脱氧清水）充氧量：氧清水）充氧量：hkgdkgFcccOOTTsss/32
