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1、第三章第三章 废水好氧生物处理工艺废水好氧生物处理工艺(1)(1)活性污泥法活性污泥法第一节第一节 活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理第二节第二节 活性污泥法的运行方式活性污泥法的运行方式第三节第三节 活性污泥法的反应动力学活性污泥法的反应动力学第四节第四节 曝气的原理、方法与设备曝气的原理、方法与设备第五节第五节 活性污泥法的工艺设计活性污泥法的工艺设计第六节第六节 活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理第一节、活性污泥法的基本原理第一节、活性污泥法的基本原理一、活性污泥法的工艺流程一、活性污泥法的工艺流程回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池废水废水曝气池曝气池初次初次沉淀池沉淀池出
2、水出水空气空气剩余活性污泥剩余活性污泥活性污泥系统的主要组成活性污泥系统的主要组成活性污泥系统的主要组成活性污泥系统的主要组成 曝气池曝气池曝气池曝气池：反应的主体，有机物被降解，微生物得以增殖；反应的主体，有机物被降解，微生物得以增殖；nn二沉池二沉池二沉池二沉池：1 1）泥水分离，保证出水水质；）泥水分离，保证出水水质；2 2）浓缩污泥，保证污泥回流，维持曝气池内的污泥浓度。）浓缩污泥，保证污泥回流，维持曝气池内的污泥浓度。nn回流系统回流系统回流系统回流系统：1 1）维持曝气池内的污泥浓度；）维持曝气池内的污泥浓度；2 2）回流比的改变，可调整曝气池的运行工况。）回流比的改变，可调整曝气
3、池的运行工况。剩余污泥剩余污泥剩余污泥剩余污泥：1 1）去除有机物的途径之一；）去除有机物的途径之一；2 2）维持系统的稳定运行）维持系统的稳定运行 供氧系统供氧系统供氧系统供氧系统：为微生物提供溶解氧为微生物提供溶解氧生活污水或城市废水的处理流程生活污水或城市废水的处理流程高碑店污水处理厂的工艺流程图高碑店污水处理厂的工艺流程图活性污泥系统活性污泥系统高碑店污水处理厂的工艺流程与平面布置高碑店污水处理厂的工艺流程与平面布置初沉池曝气池二沉池二期曝气池二沉池初沉池正在运行的曝气池正在运行的曝气池曝气池中的曝气头的布置曝气池中的曝气头的布置活性污泥系统有效运行的活性污泥系统有效运行的活性污泥系统
4、有效运行的活性污泥系统有效运行的基本条件基本条件基本条件基本条件是：是：是：是：废水中含有足够的可溶性废水中含有足够的可溶性易降解有机物易降解有机物易降解有机物易降解有机物；混合液含有足够的混合液含有足够的溶解氧溶解氧溶解氧溶解氧；活性污泥在池内呈活性污泥在池内呈悬浮悬浮悬浮悬浮状态；状态；活性污泥连续活性污泥连续回流回流回流回流，剩余污泥剩余污泥剩余污泥剩余污泥及时排放，及时排放，维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；进水中不含有进水中不含有对微生物对微生物有毒有害有毒有害有毒有害有毒有害的物质的物质二、活性污泥的性质及性能指标二、活性污泥的性质及性能指标1、物理性
5、质物理性质：“菌胶团菌胶团”“生物絮凝体生物絮凝体”颜色：颜色：褐色褐色、（土）黄色（土）黄色、铁红色铁红色气味：泥土味（城市污水）气味：泥土味（城市污水）比重：略大于比重：略大于1（1.002 1.006）粒径：粒径：0.02 0.2mm比表面积：比表面积：20 100cm2/ml二、活性污泥的性质及性能指标二、活性污泥的性质及性能指标2、生化性能生化性能：活性污泥的含水率活性污泥的含水率：99.2 99.8%其中其中固体物质的组成：固体物质的组成：1）活细胞（）活细胞（Ma）：）：2）微生物内源代谢的残留物（）微生物内源代谢的残留物（Me）：）：3）吸附的原废水中难于生物降解的有机物（）吸
6、附的原废水中难于生物降解的有机物（Mi）：）：4）无机物质（）无机物质（Mii）：有机物有机物7585%二、活性污泥的性质及性能指标二、活性污泥的性质及性能指标3、活性污泥中的微生物：、活性污泥中的微生物：A细菌细菌：是活性污泥净化功能最活跃的成分是活性污泥净化功能最活跃的成分主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等特征：特征：1）绝大多数是）绝大多数是好氧好氧和和兼性兼性异养型的异养型的原核细菌原核细菌；2）在）在好氧好氧条件下，具有很强的条件下，具
7、有很强的分解分解有机物的功能；有机物的功能；3）具有很高的）具有很高的增殖速率增殖速率，其世代时间仅为，其世代时间仅为20 30分钟；分钟；4）动胶杆菌具有将大量细菌结成为）动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团菌胶团”的功能。的功能。0.1mmB、原生动物原生动物-在活性污泥中大约为在活性污泥中大约为103个个/ml钟虫小口钟虫草履虫盖纤虫肾形虫变形虫C、后生动物后生动物线虫轮虫原（后）生动物作为原（后）生动物作为原（后）生动物作为原（后）生动物作为“指示性生物指示性生物指示性生物指示性生物”数数量量 4 4、活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：（1
8、）混合液悬浮固体浓度（MLSS）（Mixed Liquor Suspended Solids）MLSS=Ma+Me+Mi+Mii 单位：mg/L 或或 g/m3（2）混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）（Mixed Liquor Volatile Suspended Solids）MLVSS=Ma+Me+Mi 单位：mg/L 或或 g/m3在条件一定时，较稳定；对于处理城市污水的活性污泥系统，一般为0.750.854 4、活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：（3）污泥沉降比（污泥沉降比（SV）（SludgeVolume）定义：将曝气池中的定义：将曝
9、气池中的混合液混合液在量筒中静置在量筒中静置30分钟分钟，其沉淀污，其沉淀污泥与原混合液的体积比，一般以泥与原混合液的体积比，一般以%表示；表示；功能：能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，功能：能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及时发现早期的可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀污泥膨胀；正常范围：正常范围：20 30%SV的测定的测定0min15min30minSV=40%4 4、活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：（4）污泥体积指数（污泥体积指数（SVI）（SludgeVolumeIndex）定义：曝气池
10、出口处混合液经定义：曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，分钟静沉后，1g干污泥所形干污泥所形成的污泥体积，成的污泥体积，(ml/g)功能：能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，功能：能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多；其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多；其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀；其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀；正常范围：正常范围：50 150 ml/g（处理城市污水时）（处理城市污水时）三、活性污泥法的基本工艺参数三、活性污泥法的基本工艺参数三、活性污泥法的基本工艺参数三、活性污泥法的基本工艺参数1、曝
11、气池的有机容积负荷：、曝气池的有机容积负荷：1）进水进水COD（BOD5）容积）容积负荷负荷：2）COD（BOD5）去除去除容积容积负荷负荷：2、曝气池的有机污泥负荷：曝气池的有机污泥负荷：1）进水）进水COD（BOD5）污泥负荷：）污泥负荷：2）COD（BOD5）去除污泥负荷：）去除污泥负荷：三、活性污泥法的基本工艺参数三、活性污泥法的基本工艺参数三、活性污泥法的基本工艺参数三、活性污泥法的基本工艺参数3、曝气池的、曝气池的水力停留时间水力停留时间（HRT、Hydraulic Retention Time）4、曝气池的、曝气池的污泥停留时间污泥停留时间（SRT，Sludge Retentio
12、n Time、c）（h）（d）(mg/l)四、活性污泥的增殖规律及应用四、活性污泥的增殖规律及应用l活性污泥中活性污泥中微生物的增殖微生物的增殖是活性污泥在曝是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的必然结气池内发生反应、有机物被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增殖。增殖。l活性污泥的活性污泥的增殖曲线增殖曲线微微生生物物量量时间时间活性污泥的增殖曲线活性污泥的增殖曲线注意：1）间歇静态培养；2）底物是一次投加对数增殖期对数增殖期减速增殖期减速增殖期内源呼吸期内源呼吸期氧利用速率曲线氧利用速率曲线微生物增殖曲线微生物增殖曲线(M)BOD变化
13、曲线变化曲线(F)适应期适应期有关概念有关概念F/M值值:在在温温度度适适宜宜、DO充充足足、且且不不存存在在抑抑制制物物质质的的条条件件下下，活活性性污污泥泥微微生生物物的的增增殖殖速速率率主主要要取取决决于于微微生生物物与与有有机机基基质质的的相相对对数数量量，即即有有机机基基质质(Food)与与微微生生物物(Microorganism)的的比比值值，即即F/M值。值。F/M值是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要因素。值是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要因素。实际上，实际上，F/M值就是以值就是以BOD5表示的表示的进水污泥负荷进水污泥负荷，即：，即：活性污泥的增殖曲线的分区活性污泥
14、的增殖曲线的分区可将增殖曲线分为四个时期：可将增殖曲线分为四个时期：1)适应期适应期2)对数增殖期对数增殖期3)减速增殖期减速增殖期4)内源呼吸期内源呼吸期适应期1）定义：微生物对于新的环境条件、污水中不同种类的）定义：微生物对于新的环境条件、污水中不同种类的有机物污染物等的有机物污染物等的短暂的适应过程短暂的适应过程；2）活性污泥）活性污泥微生物的变化微生物的变化：数量数量基本没有变化；基本没有变化；菌体菌体体积体积增大；增大；酶系统酶系统相应调整；相应调整；新的新的变异变异；等。；等。3）水质）水质指标指标基本无变化。基本无变化。对数增殖期lF/M值高值高(2.2kgBOD/kgVSS.d
15、)，有机物丰富，营养物质不是微生物增，有机物丰富，营养物质不是微生物增殖的控制因素；殖的控制因素；l微生物的增值速率与基质浓度无关，呈微生物的增值速率与基质浓度无关，呈零级反应零级反应，仅由微生物本身特有，仅由微生物本身特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身生理机能的限制；的最小世代时间所控制，即只受微生物自身生理机能的限制；l微生物以最高速率对有机物进行摄取，以微生物以最高速率对有机物进行摄取，以最高速率增殖最高速率增殖，合成新细胞；，合成新细胞；l活性污泥具有高的能量水平，微生物的活动能力很强，污泥质地松散，活性污泥具有高的能量水平，微生物的活动能力很强，污泥质地松散，不易形成较好的絮
16、凝体，不易形成较好的絮凝体，沉淀性能不佳沉淀性能不佳；l活性污泥的活性污泥的代谢速率极高代谢速率极高，需氧量大；，需氧量大；l一般不采用此阶段作为运行工况。（但也有，如一般不采用此阶段作为运行工况。（但也有，如高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法）减速增长期lF/M值下降到一定水平后，值下降到一定水平后，有机物的浓度有机物的浓度成为微生物增殖的控制因素；成为微生物增殖的控制因素；l微生物的增殖速率与残存的有机物呈正比，为微生物的增殖速率与残存的有机物呈正比，为一级反应一级反应；l有机底物的有机底物的降解速率降解速率也开始下降；也开始下降；l微生物的微生物的增殖速率增殖速率在逐渐下降，直至最终下降为
17、在逐渐下降，直至最终下降为零零，但活性污泥的量仍，但活性污泥的量仍持续增长并最终达到最高；持续增长并最终达到最高；l絮凝体开始形成絮凝体开始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；l出水水质出水水质有较大改善，且整个系统运行稳定；有较大改善，且整个系统运行稳定；l大多数污水厂曝气池的大多数污水厂曝气池的运行工况运行工况。内源呼吸期l内源呼吸的速率在本期之初首次内源呼吸的速率在本期之初首次超过超过了合成速率，了合成速率，因此从整体上来说，因此从整体上来说，活性污泥的量在减少活性污泥的量在减少，最终所，最终所有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留
18、物，有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物，而这些物质多是难于降解的细胞壁等；而这些物质多是难于降解的细胞壁等；l污泥的无机化程度较高，污泥的无机化程度较高，沉降性能良好沉降性能良好，但凝聚性，但凝聚性较差；有机物基本消耗殆尽，较差；有机物基本消耗殆尽，处理水质良好处理水质良好；l一般不采用这一阶段作为运行工况，但也有采用，一般不采用这一阶段作为运行工况，但也有采用，如如延时曝气法延时曝气法。活性污泥增殖规律的应用：1）活性污泥的增殖状况，主要是由）活性污泥的增殖状况，主要是由F/M值值所控制；所控制；2）不同增殖期的活性污泥，性能不同，）不同增殖期的活性污泥，性能不同，出水水质出水水质
19、也不同；也不同；3）通通过过调调整整F/M值值，可可调调控控曝曝气气池池的的运运行行工工况况，以以达达到到所所要求的出水水质和活性污泥的良好性能；要求的出水水质和活性污泥的良好性能；4）推流式活性污泥法：）推流式活性污泥法：一段线段一段线段；完全混合式活性污泥法：完全混合式活性污泥法：一个点一个点微微生生物物量量时间时间活性污泥的增殖曲线活性污泥的增殖曲线对数增殖对数增殖减速增殖减速增殖内源呼吸内源呼吸适应期适应期有机物降解与微生物增殖：有机物降解与微生物增殖：活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化(内源呼吸内源呼吸)两项作用两项作用的综合结果，所以，
20、微生物的的综合结果，所以，微生物的净增殖速率净增殖速率为：为：式中：式中：活性污泥中微生物的净增值速率（活性污泥中微生物的净增值速率（kgVSS/d）；）；活性污泥中微生物的合成速率（活性污泥中微生物的合成速率（kgVSS/d）；）；其中：其中：a降解降解1kgBOD所产生的所产生的VSS，即产率系数（，即产率系数（kgVSS/kgBOD.d）；）；活性污泥中微生物的自身氧化速率（活性污泥中微生物的自身氧化速率（kgVSS/d）；）；其中：其中：b 活性污泥的自身氧化系数（活性污泥的自身氧化系数（kgVSS/kgVSS.d，一般为，一般为d-1）；）；xv系统中活性污泥的总量（系统中活性污泥的
21、总量（kgVSS）有机物降解与微生物增殖：有机物降解与微生物增殖：因此，活性污泥微生物增殖的基本方程式因此，活性污泥微生物增殖的基本方程式:积分后，得出活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为积分后，得出活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为:Si进水进水BOD浓度浓度(kgBOD/m3)；Se 出水浓度出水浓度(kgBOD/m3)。式中式中:x每日的污泥增长量每日的污泥增长量(kgVSS/d)；=QwXrQ每日处理废水量每日处理废水量(m3/d)；a、b经验值的获得：经验值的获得：(1)对于对于生活污水生活污水或相近的工业废水或相近的工业废水:a=0.50.65，b=0.050.1；(2)
22、对于对于工业废水工业废水，则：，则：合成纤维废水合成纤维废水0.380.10含酚废水含酚废水0.550.13制浆与造纸废水制浆与造纸废水0.760.016制药废水制药废水0.77酿造废水酿造废水0.93工业废水工业废水ab亚硫酸浆粕废水亚硫酸浆粕废水0.550.13a、b经验值的获得：经验值的获得：（3）通过小试获得：可改写为：abQSr/VXv(kgBOD/kgVSS.d)x/VXv(1/d)有机物降解与需氧：氧在微生物代谢过程中的用途：氧在微生物代谢过程中的用途：(1)氧化分解有机物；氧化分解有机物；(2)氧化分解自身的细胞物质。氧化分解自身的细胞物质。式中：式中：O2曝气池中混合液的需氧
23、量，曝气池中混合液的需氧量，kgO2/d;a代谢每代谢每kgBOD所需的氧量，所需的氧量，kgO2/kgBOD.d;b每每kgVSS每每天天进进行行自自身身氧氧化化所所需需的的氧氧量量，kgO2/kgVSS.d。有机物降解与需氧:上式可改写为：上式可改写为：或或式中：式中：O2/VXv单位质量污泥的需氧量单位质量污泥的需氧量，kgO2/kgVSS.d;O2=O2/QSr去除每去除每kgBOD所需的氧量所需的氧量，kgO2/kgBOD.d;思思考考题题：如如何何解解释释单单位位质质量量污污泥泥的的需需氧氧量量与与负负荷荷成成正正比比，而而去去除除单单位位质质量量BOD的需要量与负荷的需要量与负荷
24、成反比成反比？a、b值的确定:l活性污泥法处理城市污水：活性污泥法处理城市污水：运行方式运行方式 O2ab完全混合式完全混合式0.7 1.10.420.11生物吸附法生物吸附法0.7 1.1传统曝气法传统曝气法0.8 1.1延时曝气法延时曝气法1.4 1.80.530.188a、b值的确定值的确定:l活性污泥法处理工业污水：活性污泥法处理工业污水：废水种类废水种类ab石油化工废水石油化工废水0.750.16合成纤维废水合成纤维废水0.550.142含酚废水含酚废水0.56制浆与造纸废水制浆与造纸废水0.380.092制药废水制药废水0.350.354酿造废水酿造废水0.93漂染废水漂染废水0.
25、5 0.60.065炼油废水炼油废水0.550.12亚硫酸浆粕废水亚硫酸浆粕废水0.400.185aa、bb值的确定值的确定:(3)试验法:abLsrBOD(kgBODr/kgVSS.d)O2/VXv(kgO2/kgVSS.d)第二节第二节 活性污泥法的运行方式活性污泥法的运行方式1)传统活性污泥法传统活性污泥法；2)完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法；3)阶段曝气活性污泥法；阶段曝气活性污泥法；4)吸附吸附再生活性污泥法再生活性污泥法；5)延时曝气活性污泥法；延时曝气活性污泥法；6)高负荷活性污泥法；高负荷活性污泥法；7)纯氧曝气活性污泥法纯氧曝气活性污泥法；8)浅层低压曝气活性污泥法；浅
26、层低压曝气活性污泥法；9)深水曝气活性污泥法；深水曝气活性污泥法；10)深井曝气活性污泥法深井曝气活性污泥法。回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池废水废水曝气池曝气池初次初次沉淀池沉淀池出水出水空气空气剩余活性污泥剩余活性污泥QSiVXQwXSeQ-QwXeSeQrXrSeQ+QrXSe一、传统活性污泥法：1)工艺流程:一、传统活性污泥法：平面图剖面图曝气头曝气头曝气设备曝气设备隔墙隔墙空气管沟空气管沟一、传统活性污泥法：l供氧速率与需氧速率曝气池长度曝气池长度供氧速率供氧速率需氧速率曲线需氧速率曲线需需氧氧量量微孔曝气头微孔曝气头一、传统活性污泥法：一、传统活性污泥法：l主要优点：主要优点：
27、a.处理效果好：处理效果好：BOD5的去除率可达的去除率可达9095%；b.对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。l4)主要问题：主要问题：a.为为了了避避免免池池首首端端形形成成厌厌氧氧状状态态，不不宜宜采采用用过过高高的的有有机负荷，因而池容较大，机负荷，因而池容较大，占地面积较大占地面积较大；b.在在池池末末端端可可能能出出现现供供氧氧速速率率高高于于需需氧氧速速率率的的现现象象，会会浪费了动力费用浪费了动力费用；c.对冲击负荷的适应性较弱。对冲击负荷的适应性较弱。传统活性污泥法设计参数设计参数容积负荷容积负荷(kgBOD5/m3.d
28、)0.3 0.6MLSS(mg/l)1500 3000回流比回流比(%)25 50污泥负荷污泥负荷(kgBOD5/kgMLSS.d)0.2 0.4污泥龄污泥龄 c(d)5 15MLVSS(mg/l)1200 2400曝气时间曝气时间HRT(h)4 8BOD5去除率去除率(%)85 95二、完全混合活性污泥法l工艺流程回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池废水废水曝气池曝气池初次初次沉淀池沉淀池出水出水空气空气剩余活性剩余活性污泥污泥完全混合曝气池完全混合曝气池二、完全混合活性污泥法l主要特点：主要特点：a.可可以以方方便便地地通通过过对对F/M的的调调节节，使使反反应应器器内内的的有机物降解反应
29、控制在最佳状态；有机物降解反应控制在最佳状态；b.进进水水一一进进入入曝曝气气池池，就就立立即即被被大大量量混混合合液液所所稀稀释，所以对冲击负荷有一定的抵抗能力；释，所以对冲击负荷有一定的抵抗能力；c.适合于处理较高浓度的有机工业废水适合于处理较高浓度的有机工业废水二、完全混合活性污泥法主要结构形式：a.合建式（曝气沉淀池）b.分建式合建式曝气池曝气沉淀池合建式曝气池（曝气沉淀池）分建式曝气池污泥负荷污泥负荷(kgBOD5/kgMLSS.d)污泥龄污泥龄(d)MLVSS(mg/l)曝气时间曝气时间HRT(h)BOD5去除率去除率(%)设计参数设计参数容积负荷容积负荷(kgBOD5/m3.d)
30、08 2.0MLSS(mg/l)3000 6000回流比回流比(%)25 1000.2 0.65 152400 48003 585 90二、完全混合活性污泥法三、阶段曝气活性污泥法三、阶段曝气活性污泥法分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法l工艺流程工艺流程多点进水活性污泥法的工艺流程多点进水活性污泥法的工艺流程出水出水进水进水二沉池二沉池进水点进水点剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥回流污泥回流污泥出水出水进水点进水点进水进水剩余污泥剩余污泥二沉池二沉池进水点进水点三、阶段曝气活性污泥法三、阶段曝气活性污泥法分段进水法或多点进水法分段进水法或多
31、点进水法分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法l主要特点：主要特点：a.废废水水沿沿池池长长分分段段注注入入曝曝气气池池，有有机机物物负负荷荷分分布布较较均均衡衡，改改善善了了供供氧氧速速率率与与需需氧氧速率之间的矛盾，有利于降低能耗；速率之间的矛盾，有利于降低能耗；b.废废水水分分段段注注入入，提提高高了了曝曝气气池池对对冲冲击击负负荷的适应能力；荷的适应能力；三、阶段曝气活性污泥法三、阶段曝气活性污泥法分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法设计参数设计参数容积负荷容积负荷(kgBOD5/m3.d)0.6 1.0MLSS(mg/l)20
32、00 3500回流比回流比(%)25 75污泥负荷污泥负荷(kgBOD5/kgMLSS.d)0.2 0.4污泥龄污泥龄(d)5 15MLVSS(mg/l)1600 2800曝气时间曝气时间HRT(h)3 8BOD5去除率去除率(%)85 90四、吸附再生活性污泥法四、吸附再生活性污泥法 又称生物吸附法或接触稳定法又称生物吸附法或接触稳定法又称生物吸附法或接触稳定法又称生物吸附法或接触稳定法l主要特点：主要特点：将将吸附吸附、降解降解两个过程分别控制在不同的反应器内进行。两个过程分别控制在不同的反应器内进行。活性污泥净化反应过程:l在在活活性性污污泥泥处处理理系系统统中中，有有机机底底物物从从废
33、废水水中中被被去去除除的的实实质质就就是是有有机机底底物物作作为为营营养养物物质质被被活活性性污污泥泥微微生生物物摄摄取取、代代谢谢与与利利用用的的过过程程，这这一一过过程程的的结结果果是是污污水水得得到到了了净净化化，微微生生物物获获得得了了能能量量而而合合成成新新的的细细胞胞，活活性性污污泥泥得得到到了了增增长。长。l一般将这整个净化反应过程分为三个阶段：一般将这整个净化反应过程分为三个阶段：1）初期吸附；）初期吸附；2）微生物代谢；）微生物代谢；3）活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩）活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩活性污泥的初期吸附作用活性污泥的初期吸附作用曝气过程曝气过程降解降解初期吸附初期吸附B
34、OD活性污泥的初期吸附作用活性污泥的初期吸附作用l在在活活性性污污泥泥系系统统内内，在在污污水水开开始始与与活活性性污污泥泥接接触触后后的的较较短短时时间间(10 30min)内内，由由于于活活性性污污泥泥具具有有很很大大的的表表面面积积因因而而具具有有很很强强的的吸吸附附能能力力，因因此此在在这这很很短短的的时时间间内内，就就能能够够去去除除废废水水中中大大量量的的呈呈悬悬浮浮和和胶胶体状态的有机污染物，使废水的体状态的有机污染物，使废水的BOD5值值(或或COD值值)大幅度下降。大幅度下降。l但但不不是是真真正正的的降降解解，随随着着时时间间的的推推移移，混混合合液液的的BOD5值值会会回
35、回升升，再再之之后，后，BOD5值才会逐渐下降。值才会逐渐下降。l活性污泥吸附作用的大小与很多因素有关活性污泥吸附作用的大小与很多因素有关:1）废水的性质、特性：）废水的性质、特性：含有较高浓度呈悬浮或胶体状态的有机污染物。含有较高浓度呈悬浮或胶体状态的有机污染物。2）活性污泥的状态：）活性污泥的状态：充充分分的的再再生生曝曝气气，一一般般应应使使活活性性污污泥泥微微生生物物进进入入内内源源代代谢谢期期，才才能使其吸附功能得到恢复和增强。能使其吸附功能得到恢复和增强。四、吸附再生活性污泥法四、吸附再生活性污泥法 又称生物吸附法或接触稳定法又称生物吸附法或接触稳定法又称生物吸附法或接触稳定法又称
36、生物吸附法或接触稳定法l工艺流程工艺流程回流污泥回流污泥进水进水出水出水吸附池吸附池二沉池二沉池剩余污泥剩余污泥再生池再生池回流污泥回流污泥出水出水进水进水剩余污泥剩余污泥吸附段吸附段再生段再生段二沉池二沉池四、吸附再生活性污泥法又称生物吸附法或接触稳定法又称生物吸附法或接触稳定法l1)1)主要优点：主要优点：a.a.废废水水与与活活性性污污泥泥在在吸吸附附池池的的接接触触时时间间较较短短，吸吸附附池池容容积积较较小小，再再生生池池接接纳纳的的仅仅是是浓浓度度较较高高的的回回流流污污泥泥，因因此此，再再生生池池的的容容积积也也是是小小的的。吸吸附附池池与与再再生生池池容容积积只只和仍低于传统法
37、曝气池的容积，建筑费用较低；和仍低于传统法曝气池的容积，建筑费用较低；b.b.具具有有一一定定的的承承受受冲冲击击负负荷荷的的能能力力，当当吸吸附附池池的的活活性性污污泥遭到破坏时，可由再生池的污泥予以补充。泥遭到破坏时，可由再生池的污泥予以补充。l2)2)主要缺点：主要缺点：对对废废水水的的处处理理效效果果低低于于传传统统法法，此此外外，对对溶溶解解性性有有机物含量较高的废水，处理效果更差。机物含量较高的废水，处理效果更差。四、吸附再生活性污泥法又称生物吸附法或接触稳定法又称生物吸附法或接触稳定法设计参数设计参数容积负荷容积负荷(kgBOD5/m3.d)1.0 1.2MLSS(mg/l)吸附
38、池：吸附池：1000 3000再生池：再生池：4000 10000回流比回流比(%)25 100污泥负荷污泥负荷(kgBOD5/kgMLSS.d)0.2 0.6污泥龄污泥龄(d)5 15MLVSS(mg/l)吸附池：吸附池：800 2400再生池：再生池：3200 8000曝气时间曝气时间HRT(h)吸附池吸附池0.5 1.0；再生池再生池3 6BOD5去除率去除率(%)80 90五、延时曝气活性污泥法完全氧化活性污泥法完全氧化活性污泥法l1)主要特点：主要特点：a.有有机机负负荷荷率率非非常常低低，污污泥泥持持续续处处于于内内源源代代谢谢状状态态，剩余污泥少且稳定，无需再进行处理；剩余污泥少
39、且稳定，无需再进行处理；b.处处理理出出水水出出水水水水质质稳稳定定性性较较好好，对对废废水水冲冲击击负负荷荷有较强的适应性；有较强的适应性；c.在某些情况下，可不设初沉池。在某些情况下，可不设初沉池。l2)主要缺点：主要缺点：池容大、曝气时间长，占地面积大；池容大、曝气时间长，占地面积大；建设费用和运行费用高；建设费用和运行费用高；l适用条件：适用条件：出水水质高，小规模，水量一般在出水水质高，小规模，水量一般在1000m3/d以下。以下。五、延时曝气活性污泥法完全氧化活性污泥法完全氧化活性污泥法设计参数设计参数容积负荷容积负荷(kgBOD5/m3.d)0.1 0.4MLSS(mg/l)30
40、00 6000回流比回流比(%)75 100污泥负荷污泥负荷(kgBOD5/kgMLSS.d)0.05 0.15污泥龄污泥龄(d)20 30MLVSS(mg/l)2400 4800曝气时间曝气时间HRT(h)18 48BOD5去除率去除率(%)95六、高负荷活性污泥法六、高负荷活性污泥法又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法l1)主要特点：主要特点：a.有机负荷率高，曝气时间短，对废水的处理效果较低；有机负荷率高，曝气时间短，对废水的处理效果较低；b.在系统和曝气池的构造等方面与传统法相同
41、。在系统和曝气池的构造等方面与传统法相同。六、高负荷活性污泥法六、高负荷活性污泥法又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法l主要设计参数：主要设计参数：设计参数设计参数容积负荷容积负荷(kgBOD5/m3.d)1.22.4MLSS(mg/l)200500回流比回流比(%)515污泥负荷污泥负荷(kgBOD5/kgMLSS.d)1.55.0污泥龄污泥龄(d)0.252.5MLVSS(mg/l)160400曝气时间曝气时间HRT(h)1.53.0BOD5去除率去除率(%)6075七、纯氧曝气活性
42、污泥法七、纯氧曝气活性污泥法l工艺流程工艺流程纯氧纯氧进水进水尾气尾气出水出水回流污泥回流污泥气体循气体循环泵环泵气体分散及气体分散及搅拌装置搅拌装置七、纯氧曝气活性污泥法l1)主要特点：主要特点：a.纯纯氧氧中中氧氧的的分分压压比比空空气气约约高高5倍倍，纯纯氧氧曝曝气气可可大大大提高氧的转移效率；大提高氧的转移效率；b.氧氧的的转转移移率率可可提提高高到到80-90%，而而一一般般的的鼓鼓风风曝曝气仅为气仅为525%左右；左右；c.可可使使曝曝气气池池内内活活性性污污泥泥浓浓度度高高达达4000 7000mg/l，能够大大提高曝气池的容积负荷；，能够大大提高曝气池的容积负荷；d.剩剩余余污
43、污泥泥产产量量少少，SVI值值也也低低，污污泥泥膨膨胀胀较较少少发发生。生。七、纯氧曝气活性污泥法设计参数设计参数容积负荷容积负荷(kgBOD5/m3.d)2.0 3.2MLSS(mg/l)6000 10000回流比回流比(%)25 50污泥负荷污泥负荷(kgBOD5/kgMLSS.d)0.4 1.0污泥龄污泥龄(d)5 15MLVSS(mg/l)4000 6500曝气时间曝气时间HRT(h)1.5 3.0溶解氧浓度溶解氧浓度DO(mg/l)6 10SVI(ml/g)30 50BOD5去除率去除率(%)75 95八、浅层低压曝气法l理理论论基基础础：只只有有在在气气泡泡形形成成和和破破碎碎的的
44、瞬瞬间间，氧氧的的转转移移率率最最高高，因因此此，没没有有必必要要延延长长气气泡泡在在水水中中的的上上升升距离。距离。l其其曝曝气气装装置置一一般般安安装装在在水水下下0.8 0.9米米处处，因因此此可可以以采采用用风风压压在在1米米以以下下的的低低压压风风机机，动动力力效效率率较较高高，可可达达1.80 2.60kgO2/kw.h；l其氧转移率较低，一般只有其氧转移率较低，一般只有2.5%；l池中设有导流板，可使混合液呈循环流动状态。池中设有导流板，可使混合液呈循环流动状态。八、浅层低压曝气法微孔板微孔板0.60.80.60.8导流板导流板九、深水曝气活性污泥法1)主要特点：主要特点：a.曝
45、气池水深在曝气池水深在7 8m以上，以上，b.由由于于水水压压较较大大，氧氧的的转转移移率率可可以以提提高高，相应也能加快有机物的降解速率；相应也能加快有机物的降解速率；c.占地面积较小。占地面积较小。九、深水曝气活性污泥法曝气装置曝气装置空气空气导流墙导流墙深水中层曝气法的示意图深水中层曝气法的示意图空气空气曝气装置曝气装置深水深层曝气法的示意图深水深层曝气法的示意图十、深井曝气活性污泥法又称超深水又称超深水曝气法曝气法l工艺流程：工艺流程：一般平面呈圆形，一般平面呈圆形，直直 径径 约约 1 6m，深深 度度 为为50 150m。回流污泥回流污泥进水进水出水出水空气空气十、深井曝气活性污泥
46、法又称超深水曝气法又称超深水曝气法l主要特点：主要特点：a.氧转移率高，约为常规法的氧转移率高，约为常规法的10倍以上；倍以上；b.动力效率高，占地少，易于维护运行；动力效率高，占地少，易于维护运行；c.耐冲击负荷，产泥量少；耐冲击负荷，产泥量少；d.一般可以不建初次沉淀池一般可以不建初次沉淀池e.但受地质条件的限制。但受地质条件的限制。十、深井曝气活性污泥法十、深井曝气活性污泥法 又称超深水曝气法又称超深水曝气法又称超深水曝气法又称超深水曝气法l设计参数设计参数设计参数容积负荷容积负荷(kgBOD5/m3.d)3.0 3.6MLSS(mg/l)3000 5000回流比回流比(%)40 80污
47、泥负荷污泥负荷(kgBOD5/kgMLSS.d)1.0 1.2污泥龄污泥龄(d)5MLVSS(mg/l)2400 4000曝气时间曝气时间HRT(h)1.0 2.0BOD5去除率去除率(%)85 90作业l8、()普通活性污泥法、吸附再生法和完全混合法各有什么特普通活性污泥法、吸附再生法和完全混合法各有什么特点？在一般情况下，对于有机废水点？在一般情况下，对于有机废水BOD5的去除率如何？根据活的去除率如何？根据活性污泥增长曲线来看，这几种运行方式的基本区别在什么地方性污泥增长曲线来看，这几种运行方式的基本区别在什么地方？各自的优缺点是什么？各自的优缺点是什么？l11、()试指出污泥沉降比试指
48、出污泥沉降比SV、污泥浓度、污泥浓度MLSS和污泥指数和污泥指数SVI的定义，以及其在水处理工程中的实际意义以及一般的正的定义，以及其在水处理工程中的实际意义以及一般的正常数值范围。常数值范围。l5、()普通活性污泥法曝气池中的普通活性污泥法曝气池中的MLSS为为3700mg/L，SVI为为80mL/g，求其，求其SV和回流污泥中的悬浮固体浓度。和回流污泥中的悬浮固体浓度。l7、()某造纸厂采用活性污泥法处理废水，废水量为某造纸厂采用活性污泥法处理废水，废水量为24000m3/d，曝气池容积，曝气池容积V为为8000m3。经初次沉淀，废水的。经初次沉淀，废水的BOD5为为300mg/L，曝气池
49、对，曝气池对BOD5的去除率为的去除率为90%，曝气池混，曝气池混合液悬浮液固体浓度为合液悬浮液固体浓度为4000mg/L，其中挥发性悬浮固体占，其中挥发性悬浮固体占75%。试求：试求：F/M、每日剩余污泥量、每日需氧量和污泥龄。、每日剩余污泥量、每日需氧量和污泥龄。（已知：（已知：a=0.76kgVSS/kgBOD5.d，b=0.016d-1；a=0.38kgO2/kgBOD5，b=0.092kgO2/kgVSS.d）第三节、活性污泥法的反应动力学第三节、活性污泥法的反应动力学 什么是活性污泥法反应动力学活性污泥法反应动力学？可以定量或半定量地揭示系统内有有机机物物降降解解、污污泥泥增增长长
50、、氧氧气气的的消消耗耗等与各项设设计计参数、运行运行参数及环境因素之间的关系；活性污泥法的反应动力学的主要内容活性污泥法的反应动力学的主要内容:(1)基基质质降降解解的的动动力力学学，涉涉及及基基质质降降解解与与基基质质浓浓度、生物量等因素的关系；度、生物量等因素的关系；(2)微微生生物物增增长长动动力力学学，涉涉及及微微生生物物增增长长与与基基质质浓度、生物量、增长常数等因素的关系；浓度、生物量、增长常数等因素的关系；(3)还还研研究究底底物物降降解解与与生生物物量量增增长长、底底物物降降解解与与需氧、营养要求等的关系。需氧、营养要求等的关系。建立活性污泥法反应动力学模型的假设建立活性污泥法