《水污染控制工程教学作者孙体昌娄金生好养悬浮生长生物法.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水污染控制工程教学作者孙体昌娄金生好养悬浮生长生物法.pptx（280页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1第17章 好氧悬浮生长生物法17.1 17.1 基本工艺与分类基本工艺与分类 17.1.1 17.1.1 悬悬浮浮生生长长法法基本工艺流程基本工艺流程 17.1.2 17.1.2 悬悬浮浮生生长长生生物法分类物法分类17.2 17.2 悬悬浮浮生生长长系系统统反反应器应器 17.2.1 17.2.1 反应器分类反应器分类 17.2.2 17.2.2 推推流流式式反反应应器器 17.2.3 17.2.3 完完全全混混合合反反应器应器 17.3 17.3 悬浮生长生物法的悬浮生长生物法的基本原理基本原理 17.3.1 17.3.1 净化机理净化机理 17.3.2 17.3.2 活性污泥的性质活性
2、污泥的性质 17.3.3 17.3.3 净化反应影响因净化反应影响因素素17.4 17.4 悬浮生长系统生物悬浮生长系统生物反应动力学反应动力学 17.4.1 17.4.1 有机物去除动力有机物去除动力学学 17.4.2 17.4.2 有机物去除过程有机物去除过程第1页/共280页2第17章 好氧悬浮生长生物法17.5 17.5 曝气系统曝气系统 17.5.1 17.5.1 曝气器及其性能曝气器及其性能 17.5.2 17.5.2 鼓风曝气系统鼓风曝气系统 17.5.3 17.5.3 机械曝气装置机械曝气装置17.6 17.6 氧转移基本原理氧转移基本原理 17.6.1 17.6.1 传质理论
3、传质理论 17.6.2 17.6.2 氧转移速度的影氧转移速度的影响因素响因素 17.7 17.7 悬浮生长生物法工艺悬浮生长生物法工艺模式模式 17.7.1 17.7.1 传统活性污泥法传统活性污泥法17.7.2 17.7.2 阶段曝气活性污泥法阶段曝气活性污泥法 17.7.3 17.7.3 吸附吸附-再生活性污泥法再生活性污泥法 17.7.4 AB 17.7.4 AB两段活性污泥法两段活性污泥法 17.7.5 17.7.5 延时曝气活性污泥法延时曝气活性污泥法 17.7.6 17.7.6 完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法 17.7.7 17.7.7 间歇式活性污泥法间歇式活性污泥法第2
4、页/共280页第17章 好氧悬浮生长生物法 17.7.8 17.7.8 氧化沟氧化沟 17.7.9 17.7.9 深水和深井活性污泥法深水和深井活性污泥法 17.7.10 17.7.10 浅层曝气活性污泥法浅层曝气活性污泥法 17.7.11 17.7.11 纯氧曝气活性污泥法纯氧曝气活性污泥法17.8 17.8 悬浮生长法的工艺选择与设计悬浮生长法的工艺选择与设计 17.8.1 17.8.1 悬浮生长生物法工艺选择悬浮生长生物法工艺选择 17.8.2 17.8.2 悬浮生长生物法工艺设计悬浮生长生物法工艺设计17.9 17.9 工程案例工程案例 第3页/共280页4第17章 好氧悬浮生长生物法
5、17.1 17.1 基本工艺与分类基本工艺与分类 17.1.1 17.1.1 悬悬浮浮生生长长法法基本工艺流程基本工艺流程 17.1.2 17.1.2 悬悬浮浮生生长长生生物法分类物法分类17.2 17.2 悬悬浮浮生生长长系系统统反反应器应器 17.2.1 17.2.1 反应器分类反应器分类 17.2.2 17.2.2 推推流流式式反反应应器器 17.2.2 17.2.2 完完全全混混合合反反应器应器 17.3 17.3 悬浮生长生物法的悬浮生长生物法的基本原理基本原理 17.3.1 17.3.1 净化机理净化机理 17.3.2 17.3.2 活性污泥的性质活性污泥的性质 17.3.3 17
6、.3.3 净化反应影响因净化反应影响因素素17.4 17.4 悬浮生长系统生物悬浮生长系统生物反应动力学反应动力学 17.4.1 17.4.1 有机物去除动力有机物去除动力学学 17.4.2 17.4.2 有机物去除过程有机物去除过程第4页/共280页 好氧悬浮生长生物法好氧悬浮生长生物法n水水的的生生物物处处理理是是利利用用微微生生物物的的新新陈陈代代谢谢作作用用，对对废废水水中中的的污污染染物物进进行行转转化化和和稳稳定定，使使之之无无害害化化的的处处理理方方法法。对对污污染染物物进进行行转转化化和和稳稳定定的的主主体体是是微微生物。生物。n生生物物处处理理的的方方法法很很多多，从从不不同
7、同的的角角度度有有不不同同的的分分类类方方法法。从从微微生生物物的的代代谢谢形形式式出出发发，可可分分为为好好氧氧处理和厌氧处理两大类型。处理和厌氧处理两大类型。n悬悬浮浮生生长长生生物物法法是是通通过过向向生生活活污污水水注注入入空空气气进进行行曝曝气气，每每天天保保留留沉沉淀淀物物，更更换换新新鲜鲜污污水水，在在持持续续一一段段时时间间后后，在在污污水水中中即即将将形形成成一一种种呈呈黄黄褐褐色色的的絮絮凝凝体体。这这种种絮絮凝凝体体主主要要是是由由大大量量繁繁殖殖的的微微生生物物群群体体所所构构成成，它它易易于于通通过过沉沉降降与与水水分分离离，并并使使污污水得到净化、澄清。水得到净化、
8、澄清。第5页/共280页17.1 17.1 基本工艺与分类基本工艺与分类17.1.1 17.1.1 悬浮生长法基本工艺流程悬浮生长法基本工艺流程n悬悬浮浮生生长长生生物物法法是是在在人人工工充充氧氧条条件件下下，对对废废水水和和各各种种微微生生物物群群体体进进行行培培养养和和驯驯化化，形形成成活活性性污污泥泥，利利用用活活性性污污泥泥的的吸吸附附和和氧氧化化作作用用，以以分分解去除废水中的有机物。解去除废水中的有机物。n然然后后进进入入二二沉沉池池使使污污泥泥与与水水分分离离，大大部部分分污污泥泥再再回回流流到到曝曝气气池池，多多余余部部分分则则排排出出活活性性污污泥泥系系统统，返返回回到到曝
9、曝气气池池的的污污泥泥称称为为回回流流活活性性污污泥泥，排放的污泥称为剩余活性污泥。排放的污泥称为剩余活性污泥。n悬悬浮浮生生长长生生物物法法是是以以活活性性污污泥泥为为主主体体的的废废水水生生物物处处理理技技术术，它它主主要要由由曝曝气气池池、二二沉沉池池、曝曝气气系统及污泥回流系统系统及污泥回流系统等组成。等组成。第6页/共280页悬浮生长生物法基本工艺流程悬浮生长生物法基本工艺流程空气曝气池废水二次沉淀池出水回流污泥剩余污泥进水与回流污泥同时进入曝气池，通过曝气实现供氧和使活性污泥呈悬浮状态第7页/共280页n由由污污水水、回回流流污污泥泥和和空空气气互互相相混混合合形形成成的的液液体体
10、称为混合液。称为混合液。n废废水水中中的的有有机机物物等等一一部部分分被被活活性性污污泥泥中中的的微微生生物物用用作作自自身身繁繁殖殖的的营营养养，代代谢谢转转化化为为微微生生物物细细胞胞，另另一一部部分分氧氧化化为为二二氧氧化化碳碳和和水水等等最最终终产产物物，废水由此得到处理。废水由此得到处理。n经经过过活活性性污污泥泥净净化化作作用用后后，混混合合液液由由曝曝气气池池的的另另一一端端流流出出进进入入二二次次沉沉淀淀池池，在在这这里里进进行行固固液液分分离离，活活性性污污泥泥通通过过沉沉淀淀与与污污水水分分离离，澄澄清清后后的污水作为处理水排出系统。的污水作为处理水排出系统。悬浮生长生物法
11、基本工艺流程悬浮生长生物法基本工艺流程第8页/共280页n经经过过沉沉淀淀浓浓缩缩的的污污泥泥从从沉沉淀淀池池底底部部排排出出，其其中中一一部部分分作作为为接接种种污污泥泥回回流流曝曝气气池池，多多余余的的一一部部分则作为剩余污泥排出系统。分则作为剩余污泥排出系统。n剩剩余余污污泥泥与与在在曝曝气气池池内内增增长长的的污污泥泥，在在数数量量上上应应保保持持平平衡衡，使使曝曝气气池池内内的的污污泥泥浓浓度度相相对对地地保保持在一个较为恒定的范围内。持在一个较为恒定的范围内。n活活性性污污泥泥反反应应进进行行的的结结果果是是污污水水中中的的有有机机污污染染物物得得到到降降解解、去去除除，污污水水得
12、得以以净净化化，由由于于微微生生物的繁衍增殖，活性污泥本身也得到增长。物的繁衍增殖，活性污泥本身也得到增长。第9页/共280页17.1.2 17.1.2 悬浮生长法分类悬浮生长法分类活性污泥法中的基本概念：活性污泥法中的基本概念：u污污泥泥负负荷荷是是指指单单位位质质量量活活性性污污泥泥或或单单位位曝曝气气池池体积在单位时间内所承担的污染物的量。体积在单位时间内所承担的污染物的量。u单单位位质质量量污污泥泥承承担担的的污污染染物物量量称称为为质质量量负负荷荷，符符号号LSLS，单单位位kgBOD5/(kgMLSSd)。单单位位容容积积曝曝气气池池所所承承担担的的污污染染物物量量称称为为容容积积
13、负负荷荷，符符号号LV，单位单位kgBOD5/(m3d)。u生生物物固固体体停停留留时时间间也也称称污污泥泥龄龄，是是指指活活性性污污泥泥在在曝曝气气池池中中的的平平均均停停留留时时间间，符符号号一一般般用用C或或SRTSRT表表示示，单单位位是是d。生生物物固固体体停停留留时时间间C与与污污泥负荷泥负荷LSLS大致成反比关系。大致成反比关系。第10页/共280页11按曝气池内混按曝气池内混合液的流态合液的流态推流式活性污泥法推流式活性污泥法按曝气池污泥负荷按曝气池污泥负荷高负荷：高负荷：LS0.5，Lv1.5 低负荷：低负荷：0.07LS0.2，0.35LV0.6完全混合活性污泥法完全混合活
14、性污泥法中负荷：中负荷：0.2LS0.5，0.6LV15d第12页/共280页13按主要去除按主要去除污染物污染物二级强化处理活性污泥法二级强化处理活性污泥法（具有较强的除磷脱氮功能）（具有较强的除磷脱氮功能）二级处理活性污泥法二级处理活性污泥法（以去除有机物为主）（以去除有机物为主）悬浮生长法分类悬浮生长法分类第13页/共280页14第17章 好氧悬浮生长生物法17.1 17.1 基本工艺与分类基本工艺与分类 17.1.1 17.1.1 悬悬浮浮生生长长法法基本工艺流程基本工艺流程 17.1.2 17.1.2 悬悬浮浮生生长长生生物法分类物法分类17.2 17.2 悬悬浮浮生生长长系系统统反
15、反应器应器 17.2.1 17.2.1 反应器分类反应器分类 17.2.2 17.2.2 推推流流式式反反应应器器 17.2.3 17.2.3 完完全全混混合合反反应器应器 17.3 17.3 悬浮生长生物法的悬浮生长生物法的基本原理基本原理 17.3.1 17.3.1 净化机理净化机理 17.3.2 17.3.2 活性污泥的性质活性污泥的性质 17.3.3 17.3.3 净化反应影响因净化反应影响因素素17.4 17.4 悬浮生长系统生物悬浮生长系统生物反应动力学反应动力学 17.4.1 17.4.1 有机物去除动力有机物去除动力学学 17.4.2 17.4.2 有机物去除过程有机物去除过程
16、第14页/共280页17.2 17.2 悬浮生长系统反应器悬浮生长系统反应器17.2.1 17.2.1 反应器分类反应器分类曝曝气气池池是是活活性性污污泥泥法法的的反反应应器器，也也是是悬悬浮浮生生长长污污泥泥系系统统的的核核心心设设备备，悬悬浮浮生生长长系系统统的的净净化化效效果果，在在很很大大程程度度上上取取决决于于曝曝气气池池的的功功能能是是否否能能够正常发挥。够正常发挥。按混合液流动按混合液流动形态形态推流式推流式完全混合式完全混合式循环混合式循环混合式第15页/共280页按平面形状按平面形状长方廊道形长方廊道形圆形圆形方形方形环状跑道形环状跑道形按采用的曝按采用的曝气方法气方法鼓风曝
17、气池鼓风曝气池机械曝气池机械曝气池机械机械-鼓风曝气池鼓风曝气池从从曝曝气气池池与与二二沉沉池池之之间间的的关关系系，可可分分为为曝曝气气沉沉淀池合建式和分建式两种淀池合建式和分建式两种第16页/共280页17.2.2 17.2.2 推流式反应器推流式反应器l反反应应器器呈呈长长方方廊廊道道形形。所所谓谓推推流流，就就是是污污水水（混混合合液液）从从池池的的一一端端流流入入，在在后后继继水水流流的的推推动动下下，沿沿池池长长度度流流动动，并并从从池池的的另另一一端端流流出出池池外外。对对这这种种类类型型反反应应器器，在在工工艺艺、构构造造等等方方面面，应应考考虑虑下下列各项问题。列各项问题。（
18、1 1）曝气系统与空气扩散装置）曝气系统与空气扩散装置采采用用鼓鼓风风曝曝气气系系统统时时，传传统统的的作作法法是是将将空空气气扩扩散散装装置置安安装装在在曝曝气气池池廊廊道道底底部部的的一一侧侧，这这样样的的作作法法可可使使水水流流在在池池内内呈呈旋旋转转状状流流动动，提提高高气气泡泡与与混混合合液液的的接接触触时时间间，因因此此，曝曝气气池池廊廊道道的的宽宽深深比比一一般般要在要在2 2以下，多介于以下，多介于1.01.51.01.5之间。之间。第17页/共280页推流式鼓风曝气池空气扩散装置布置推流式鼓风曝气池空气扩散装置布置形式与水流在横断面的流态形式与水流在横断面的流态进水在池底一侧
19、在池底一侧在池底两侧在池底两侧曝气池壁空气扩散装置空气扩散装置空气扩散装置空气扩散装置出水进水曝气池壁空气干管第18页/共280页推流式反应器推流式反应器l如如果果曝曝气气池池的的宽宽度度较较大大，则则应应考考虑虑将将空空气气扩扩散散装装置置安安设设在在廊廊道道的的两两侧侧，也也可可按按一一定定的的形形式式，如如相相互互垂垂直直的的正正交交形形式式或或呈呈梅梅花花形形交交错错式式均均衡衡地地布布置置在整个曝气池底。在整个曝气池底。l采采用用表表面面机机械械曝曝气气装装置置时时，则则沿沿池池长长在在池池中中线线每每隔隔一一定定距距离离设设置置一一台台曝曝气气装装置置，其其间间距距则则取取决决于于
20、每台曝气装置的服务面积。每台曝气装置的服务面积。l采采用用表表面面机机械械曝曝气气装装置置时时，混混合合液液在在曝曝气气池池内内的的流流态态，就就每每台台曝曝气气装装置置的的服服务务面面积积来来讲讲是是完完全全混混合合，但但就就整整体体廊廊道道而而言言又又属属于于推推流流。在在这这种种情情况况下下，相相临临两两台台装装置置的的旋旋转转方方向向应应相相反反，否否则则两两台台装置之间的水流相互冲突，可能形成短路。装置之间的水流相互冲突，可能形成短路。第19页/共280页采用表面曝气装置的推流式曝气池采用表面曝气装置的推流式曝气池机械曝气装置曝气池第20页/共280页采用表面曝气装置的推流式曝气池采
21、用表面曝气装置的推流式曝气池机械曝气装置曝气池曝气池沿曝气池廊道的长度，按每台曝气装置的服务面积设隔墙，将曝气池分为若干曝气室，则每个曝气室内的混合液都保持着独立的完全混合流态，而与相临曝气室的水流互无干扰，在这种情况下，曝气装置都可以保持同一的转向。第21页/共280页（2 2）曝气池的数目及廊道的排列与组合）曝气池的数目及廊道的排列与组合曝曝气气池池的的数数目目随随污污水水处处理理厂厂的的规规模模而而定定，一一般般在在结结构构上上分分成成若若干干单单元元，每每个个单单元元包包括括一一座座或或几几座座曝曝气气池池，每每座座曝曝气气池池常常由由1 1个个廊廊道道或或2525个个廊道组成，见下图
22、。廊道组成，见下图。当当廊廊道道数数为为单单数数时时，污污水水的的进进、出出口口分分别别位位于于曝曝气气池池的的两两端端；而而当当廊廊道道数数为为双双数数时时，则则位位于于廊道的同一侧。廊道的同一侧。第22页/共280页曝气池的廊道组合曝气池的廊道组合进水进水进水进水进水出水出水出水出水单廊道双廊道三廊道四廊道五廊道第23页/共280页n如如在在曝曝气气池池的的进进水水与与出出水水两两侧侧，增增设设污污水水配配水水渠渠道道，中中间间并并用用中中间间渠渠道道连连通通，见见图图17-617-6，则则可可以以采采用用多多种种运运行行方方式式，进进、出出口口的的设设置置位位置置更为灵活多样。更为灵活多
23、样。（3 3）曝气池廊道的长度、宽度和深度）曝气池廊道的长度、宽度和深度曝曝气气池池廊廊道道的的长长度度，主主要要根根据据污污水水处处理理厂厂所所在在地地址址的的地地形形条条件件与与总总体体布布置置而而定定。在在水水流流运运动动方方面面则则应应考考虑虑不不产产生生短短流流，就就此此，长长度度可可达达100m100m，但以，但以5070m5070m之间为宜。之间为宜。长长度度（L L）与与池池宽宽度度（B B）之之间间以以保保持持式式17-117-1关关系系为宜。为宜。L(510L(510）B B 第24页/共280页l当当空空气气扩扩散散装装置置安安设设在在廊廊道道底底部部的的一一侧侧时时，池
24、池宽宽度与池深度（度与池深度（H H）之间宜于保持下式关系：）之间宜于保持下式关系：B=(12)HB=(12)Hl在在确确定定曝曝气气池池的的深深度度时时，应应考考虑虑氧氧的的利利用用率率，此此外外，池池的的深深度度与与造造价价及及动动力力费费用用密密切切相相关关。池池深深大大，有有利利于于氧氧的的利利用用，但但造造价价与与动动力力费费用用都都将将有有所所提提高高。反反之之，造造价价及及运运行行费费用用降降低低，但但氧氧的的利利用率也将降低。用率也将降低。l此此外外，还还应应考考虑虑土土建建结结构构和和曝曝气气池池的的功功能能要要求求、允允许许占占用用的的土土地地面面积积、能能够够购购置置到到
25、的的空空压压机机所所具具有的压力等因素。有的压力等因素。l综综上上所所述述，推推流流式式曝曝气气池池的的深深度度必必须须综综合合考考虑虑上上述述各各项项因因素素，并并进进行行经经济济技技术术比比较较后后确确定定。当当前我国对推流式曝气池采用的深度多为前我国对推流式曝气池采用的深度多为35m35m。第25页/共280页（4 4）曝气池内设横向隔墙分室的问题）曝气池内设横向隔墙分室的问题在在曝曝气气池池内内沿沿其其长长度度设设若若干干横横向向隔隔墙墙，将将曝曝气气池池分分为为若若干干个个小小室室，混混合合液液逐逐室室串串联联流流动动，混混合合液液在在每每个个小小室室内内呈呈完完全全混混合合式式流流
26、态态，而而从从曝曝气池整体来看则是推流式流态。气池整体来看则是推流式流态。采取这种技术措施能够产生以下效益：采取这种技术措施能够产生以下效益：消消除除混混合合液液在在曝曝气气池池内内的的纵纵向向混混合合，并并使使混混合液在曝气池的整体内形成真正的推流流态；合液在曝气池的整体内形成真正的推流流态；消除水流死角；消除水流死角；处理水水质稳定。处理水水质稳定。第26页/共280页横向隔墙设置方式横向隔墙设置方式第第一一室室隔隔墙墙的的一一端端紧紧靠靠池池壁壁，另另一一端端则则与与池池壁壁之之间间留留有有一一定定的的间间距距，逐逐室室交交替替，混混合合液液在在室内除完全混合外，还呈横向流动；室内除完全
27、混合外，还呈横向流动；第第一一室室的的隔隔墙墙上上端端高高出出水水面面，下下端端则则与与池池底底之之间间留留有有间间距距，第第二二室室则则下下端端紧紧接接池池底底，上上端端在在水水位位之之下下，以以后后逐逐室室交交替替，最最后后的的小小室室必必须须是是由由底底部部出出水水。混混合合液液在在小小室室内内，除除完完全全混混合合外，还呈上、下流动。外，还呈上、下流动。第27页/共280页设有横向隔墙分室的曝气池设有横向隔墙分室的曝气池曝气池二次沉淀池污泥泵站回流污泥系统二次沉淀池曝气池回流污泥系统来自空压机站的空气来自空压机站的空气a)a)横向流动横向流动b)b)竖向流动竖向流动第28页/共280页
28、（5 5）曝气池的顶部与底部）曝气池的顶部与底部n为为了了使使混混合合液液在在池池内内的的旋旋转转流流动动能能够够减减少少阻阻力力，并并避避免免形形成成死死角角，将将廊廊道道横横剖剖面面的的4 4个个角角（墙墙顶顶与墙脚）作成与墙脚）作成4545斜面。斜面。n在在曝曝气气池池水水面面以以上上应应在在墙墙面面上上考考虑虑0.5m0.5m的的超超高高。在在池池顶顶部部隔隔墙墙上上可可考考虑虑建建成成渠渠道道状状，此此渠渠道道可可作作为为配配水水渠渠道道使使用用，也也可可充充作作空空气气干干管管的的管管沟沟，渠道上安设盖板，作为人行道。渠道上安设盖板，作为人行道。第29页/共280页n在在池池底底部
29、部应应考考虑虑排排空空措措施施，按按纵纵向向留留22左左右右的的坡坡度度，并并设设直直径径为为80100mm80100mm的的放放空空管管。此此外外，考考虑虑到到在在活活性性污污泥泥培培养养、驯驯化化时时周周期期排排放放上上清清液液的的要要求求，根根据据具具体体情情况况在在不不同同的的高高度度设设2323根排水管，管径也是根排水管，管径也是80100mm80100mm。（6 6）曝气池的进水、进泥与出水设备）曝气池的进水、进泥与出水设备u推推流流式式曝曝气气池池的的进进水水口口与与进进泥泥口口均均设设于于水水下下，宜宜采采用用淹淹没没入入流流方方式式，以以免免形形成成短短路路，并并设设闸闸门，
30、以调节流量。门，以调节流量。u推推流流式式曝曝气气池池的的出出水水，一一般般都都采采用用溢溢流流堰堰的的方方式，处理水流过堰顶，溢流入排水渠道式，处理水流过堰顶，溢流入排水渠道.第30页/共280页推流式曝气池的进水、出水设备推流式曝气池的进水、出水设备曝气池进水口曝气池壁出水槽溢流堰淹没进水口a)a)曝气池进水口曝气池进水口b)b)曝气池出水堰曝气池出水堰曝气池进水溢流堰曝气池壁第31页/共280页32第17章 好氧悬浮生长生物法17.1 17.1 基本工艺与分类基本工艺与分类 17.1.1 17.1.1 悬悬浮浮生生长长法法基本工艺流程基本工艺流程 17.1.2 17.1.2 悬悬浮浮生生
31、长长生生物法分类物法分类17.2 17.2 悬悬浮浮生生长长系系统统反反应器应器 17.2.1 17.2.1 反应器分类反应器分类 17.2.2 17.2.2 推推流流式式反反应应器器 17.2.3 17.2.3 完完全全混混合合反反应器应器 17.3 17.3 悬浮生长生物法的悬浮生长生物法的基本原理基本原理 17.3.1 17.3.1 净化机理净化机理 17.3.2 17.3.2 活性污泥的性质活性污泥的性质 17.3.3 17.3.3 净化反应影响因净化反应影响因素素17.4 17.4 悬浮生长系统生物悬浮生长系统生物反应动力学反应动力学 17.4.1 17.4.1 有机物去除动力有机物
32、去除动力学学 17.4.2 17.4.2 有机物去除过程有机物去除过程第32页/共280页17.2.3 17.2.3 完全混合反应器完全混合反应器n完完全全混混合合式式曝曝气气池池多多采采用用表表面面机机械械曝曝气气装装置置，但但也可以应用鼓风曝气系统。也可以应用鼓风曝气系统。n在在完完全全混混合合曝曝气气池池中中应应当当首首推推合合建建式式完完全全混混合合曝曝气沉淀池，简称曝气沉淀池。气沉淀池，简称曝气沉淀池。n其其主主要要特特点点是是曝曝气气反反应应与与沉沉淀淀固固液液分分离离在在同同一一的的处理构筑物内完成。处理构筑物内完成。n曝曝气气沉沉淀淀池池有有多多种种结结构构形形式式，下下图图所
33、所示示为为我我国国从从7070年代广泛使用的一种形式。年代广泛使用的一种形式。第33页/共280页圆形曝气沉淀池剖面示意图圆形曝气沉淀池剖面示意图挡流板平台出水槽曝气管污泥回流区进水管放空管排泥管出水管曝气区第34页/共280页u曝曝气气沉沉淀淀池池在在表表面面上上多多呈呈圆圆形形，偶偶见见方方形形或或多多边边形形。曝曝气气沉沉淀淀池池是是由由曝曝气气区区、导导流流区区和和沉沉淀淀区区3 3部分所组成部分所组成（1 1）曝气区）曝气区考考虑虑到到表表面面机机械械曝曝气气装装置置的的提提升升能能力力，深深度度一一般般在在4m4m以以内内为为宜宜。曝曝气气装装置置设设于于池池顶顶部部中中央央，并并
34、深深入入水水下下某某一一深深度度。污污水水从从池池底底部部进进入入，立立即即与与池池内内原原有有混混合合液液完完全全混混合合，并并与与从从沉沉淀淀区区回流缝回流的活性污泥充分混合、接触。回流缝回流的活性污泥充分混合、接触。经经过过曝曝气气反反应应后后的的污污水水从从位位于于顶顶部部四四周周的的回回流流窗窗流流出出并并流流入入导导流流区区。回回流流窗窗的的大大小小可可以以调调节节，以调节流量以调节流量.第35页/共280页（2 2）导流区）导流区位位于于曝曝气气区区与与沉沉淀淀区区之之间间，其其宽宽度度通通过过计计算算确确定，一般在定，一般在0.6m0.6m左右。左右。内内设设竖竖向向整整流流板
35、板，其其作作用用是是阻阻止止从从回回流流窗窗流流入入的的水水流流在在惯惯性性作作用用下下的的旋旋流流，并并释释放放混混合合液液中中的的气气泡泡，使使水水流流平平稳稳地地进进入入沉沉淀淀区区，为为固固液液分分离创造良好条件。导流区的高度在离创造良好条件。导流区的高度在1.5m1.5m以上。以上。（3 3）沉淀区）沉淀区n位位于于导导流流区区和和曝曝气气区区的的外外侧侧，其其功功能能是是泥泥水水分分离，上部为澄清区，下部为污泥区。离，上部为澄清区，下部为污泥区。第36页/共280页n澄澄清清区区的的深深度度不不宜宜小小于于1.5m1.5m，污污泥泥区区的的容容积积，一般应不小于一般应不小于2h2h
36、的存泥量。的存泥量。n澄澄清清的的处处理理水水沿沿设设于于四四周周的的出出流流堰堰流流出出进进入入排排水槽，出流堰多采用锯齿状的三角堰。水槽，出流堰多采用锯齿状的三角堰。n污污泥泥通通过过回回流流缝缝回回流流到到曝曝气气区区，回回流流缝缝一一般般宽宽0.150.20m0.150.20m。n在在回回流流缝缝上上侧侧设设池池裙裙，以以避避免免死死角角。在在污污泥泥区区的一定深度设排泥管，以排出剩余污泥。的一定深度设排泥管，以排出剩余污泥。第37页/共280页方形曝气沉淀池方形曝气沉淀池进水出水曝气区沉淀区抽吸回流污泥管污水进水窗这种设备适用于规模较小的污水处理站。第38页/共280页长方形曝气沉淀
37、池长方形曝气沉淀池导流墙原污水从曝气区的一侧均匀地进入，处理水均匀地从沉淀区溢出。沉淀区曝气区污泥回流缝曝气装置第39页/共280页分建式完全混合曝气池分建式完全混合曝气池出水槽进泥槽进水槽二次沉淀池曝气池进水槽出水槽进泥槽第40页/共280页41完全混合式曝气池的优缺点完全混合式曝气池的优缺点第41页/共280页42第17章 好氧悬浮生长生物法17.1 17.1 基本工艺与分类基本工艺与分类 17.1.1 17.1.1 悬悬浮浮生生长长法法基本工艺流程基本工艺流程 17.1.2 17.1.2 悬悬浮浮生生长长生生物法分类物法分类17.2 17.2 悬悬浮浮生生长长系系统统反反应器应器 17.
38、2.1 17.2.1 反应器分类反应器分类 17.2.2 17.2.2 推推流流式式反反应应器器 17.2.3 17.2.3 完完全全混混合合反反应器应器 17.3 17.3 悬浮生长生物法的悬浮生长生物法的基本原理基本原理 17.3.1 17.3.1 净化机理净化机理 17.3.2 17.3.2 活性污泥的性质活性污泥的性质 17.3.3 17.3.3 净化反应影响因净化反应影响因素素17.4 17.4 悬浮生长系统生物悬浮生长系统生物反应动力学反应动力学 17.4.1 17.4.1 有机物去除动力有机物去除动力学学 17.4.2 17.4.2 有机物去除过程有机物去除过程第42页/共280
39、页17.3 17.3 悬浮生长生物法的基本原理悬浮生长生物法的基本原理17.3.1 17.3.1 净化机理净化机理在在悬悬浮浮生生长长生生物物处处理理系系统统中中，有有机机污污染染物物从从污污水水中中去去除除过过程程的的实实质质就就是是有有机机污污染染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，也就是所谓程，也就是所谓“活性污泥反应活性污泥反应”的过程。的过程。这这一一过过程程的的结结果果是是污污水水得得到到净净化化，微微生生物物获获得得能能量量合合成成新新的的细细胞胞，使使活活性性污污泥泥得得到到增增长长。这这一一过过程程是是比比较较
40、复复杂杂的的，它它是是由由物物理理、化化学学、物物理化学以及生物化学等反应过程所组成。理化学以及生物化学等反应过程所组成。这一过程大致上是出下列几个阶段所组成：这一过程大致上是出下列几个阶段所组成：第43页/共280页（1 1）初期吸附去除）初期吸附去除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（5 530min30min）内内，污污水水中中的的有有机机污污染染物物即即被被大大量量去去除除，出出现现很很高高的的BODBOD去去除除率率。这这种种初初期期高高速速去去除除现现象象是是由由于于具具有有很很强强能能力力的的活活性性污污泥泥
41、的的吸吸附附作作用用产产生生的的，吸吸附附作作用包括物理吸附和生物吸附。用包括物理吸附和生物吸附。活活性性污污泥泥有有着着很很大大的的表表面面积积，可可以以达达到到200010000m2/m3混混合合液液。活活性性污污泥泥表表面面上上富富集集着着大大量量的的微微生生物物，在在其其外外部部覆覆盖盖着着多多糖糖类类的的粘粘质质层层。当当其其与与污污水水接接触触时时，污污水水中中呈呈悬悬浮浮和和胶胶体体状状态态的的有有机机污污染染物物即即被被活活性性污污泥泥所所凝凝聚聚和和吸吸附附而而得得到到去去除除，这这一一现现象象称称为为“初初期期吸吸附附去去除除”作用。作用。第44页/共280页这这一一过过程
42、程进进行行较较快快，一一般般能能够够在在30min30min内内完完成成，BODBOD的的去去除除率率可可达达7070，它它的的速速度度取取决决于于微微生生物物的的活活性性程程度度和和反反应应器器内内水水力力扩扩散散程程度度与与水水动动力学的规律。力学的规律。前前者者决决定定活活性性污污泥泥微微生生物物的的吸吸附附、凝凝聚聚功功能能。后后者者则则决决定定活活性性污污泥泥絮絮凝凝体体与与有有机机污污染染物物的的接接触程度。触程度。活活性性强强的的活活性性污污泥泥，除除应应具具有有较较大大的的表表面面积积外外，它它所所处处的的增增殖殖期期也也起起作作用用，一一般般处处在在“饥饥饿饿”状状态态的的内
43、内源源呼呼吸吸期期的的微微生生物物，其其活活性性最最强强，吸吸附能力也强。附能力也强。第45页/共280页被被吸吸附附在在微微生生物物细细胞胞表表面面的的有有机机物物，在在经经过过数数小小时时的的曝曝气气后后，才才能能够够相相继继地地被被摄摄入入微微生生物物体体内内，因因此此，被被初初期期吸吸附附去去除除的的有有机机污污染染物物的的数数量是有一定限度的。量是有一定限度的。对对此此，回回流流污污泥泥应应进进行行足足够够的的曝曝气气，将将贮贮存存在在微微生生物物细细胞胞表表面面和和体体内内的的有有机机污污染染物物充充分分地地加加以以代代谢谢，使使活活性性污污泥泥微微生生物物进进入入内内源源呼呼吸吸
44、期期，使其再生，提高活性。使其再生，提高活性。但但如如曝曝气气过过分分，活活性性污污泥泥微微生生物物自自身身氧氧化化过过分分，也会使初期吸附去除的效果降低。也会使初期吸附去除的效果降低。第46页/共280页（2 2）微生物的代谢）微生物的代谢存存活活在在曝曝气气池池内内的的活活性性污污泥泥微微生生物物，不不断断地地从从其其周周围围的的环环境境中中摄摄取取污污水水中中的的有有机机污污染染物物作作为为营营养养加加以以摄取、吸收。摄取、吸收。污污水水中中的的有有机机污污染染物物，首首先先被被吸吸附附在在有有大大量量微微生生物物栖栖息息的的活活性性污污泥泥表表面面，并并与与微微生生物物细细胞胞表表面面
45、接接触触，在在微微生生物物透透膜膜酶酶的的催催化化作作用用下下，透透过过细细胞胞壁壁进进入入微微生物细胞体内。生物细胞体内。小小分分子子的的有有机机物物能能够够直直接接透透过过细细胞胞壁壁进进入入微微生生物物体体内内，而而如如淀淀粉粉、蛋蛋白白质质等等大大分分子子有有机机物物，则则必必须须在在细细胞胞外外酶酶水水解解酶酶的的作作用用下下，被被水水解解为为小小分分子子后后再再为为微微生生物物摄摄入入细细胞胞体体内内。被被摄摄入入细细胞胞体体内内的的有有机机污污染染物物，在在各各种种胞胞内内酶酶，如如脱脱氢氢酶酶、氧氧化化酶酶等等的的催催化化作用下，微生物对其进行代谢反应。作用下，微生物对其进行代
46、谢反应。第47页/共280页（2 2）微生物的代谢）微生物的代谢u微微生生物物对对一一部部分分有有机机物物进进行行氧氧化化分分解解，最最终终形形成成CO2和和H2O等等稳稳定定的的无无机机物物质质，并并从从中中获获取取合合成成新新细细胞胞物物质质所所需需要要的的能能量量，这这一一过过程程可可用用化化学方程下式表示。学方程下式表示。式中，式中，CxHyOz表示有机污染物。表示有机污染物。u另另一一部部分分有有机机污污染染物物被被微微生生物物用用于于合合成成新新细细胞胞，即即合合成成代代谢谢，所所需需能能量量取取自自分分解解代代谢谢。这这一一反反应过程可用方程下式表示：应过程可用方程下式表示：第4
47、8页/共280页u在在曝曝气气池池的的末末端端，由由于于营营养养物物质质的的缺缺乏乏，微微生生物物可可能能进进入入内内源源代代谢谢反反应应，微微生生物物对对其其自自身身的的细细胞胞物物质质进进行行代代谢谢反反应应，其其过过程程可可用用以以下化学式表示。下化学式表示。第49页/共280页微生物对有机物的分解代谢及微生物对有机物的分解代谢及合成代谢及其产物的模式图合成代谢及其产物的模式图第50页/共280页p从从图图中中可可以以看看出出，无无论论是是分分解解代代谢谢还还是是合合成成代代谢谢，都都能能够够去去除除污污水水中中的的有有机机污污染染物物，但但产产物物不不同同，分分解解代代谢谢的的产产物物
48、是是CO2和和H2O，可可直直接接排排入入环环境境，而而合合成成代代谢谢的的产产物物则则是是新新生生的的微微生生物物细细胞胞，并并以以剩剩余余污污泥泥的的方方式式排排出出活活性性污污泥泥处处理理系系统统，对对其其需需进进行行妥妥善善处处理理，否否则则可可能能造造成成二次污染。二次污染。p美美国国污污水水生生物物处处理理专专家家麦麦金金尼尼，对对活活性性污污泥泥微微生生物物在在曝曝气气池池内内所所进进行行的的有有机机物物氧氧化化分分解解、细细胞胞质质合合成成以以及及内内源源代代谢谢三三项项反反应应，提提出出了了如如下下图所示的数量关系，可供参考。图所示的数量关系，可供参考。第51页/共280页微
49、生物三项代谢活动之间的数量关系微生物三项代谢活动之间的数量关系第52页/共280页17.3.2 17.3.2 活性污泥的性质活性污泥的性质（1 1）活性污泥微生物的增殖与活性污泥的增长）活性污泥微生物的增殖与活性污泥的增长在在曝曝气气池池内内，活活性性污污泥泥微微生生物物对对污污水水中中有有机机污污染染物物的的降降解解，其其必必然然结结果果之之一一是是微微生生物物的的增增殖殖，而而微微生生物物的的增增殖殖，实实际际上上就就是是活活性性污污泥泥的的增增长长。这这一一现现象象对活性污泥处理系统有着非常重要实际的作用。对活性污泥处理系统有着非常重要实际的作用。微微生生物物在在曝曝气气池池内内的的增增
50、殖殖规规律律，是是污污水水生生物物处处理理程程技术人员应予以充分考虑和掌握的。技术人员应予以充分考虑和掌握的。微生物的增殖规律，一般是用其增殖曲线来表示的。微生物的增殖规律，一般是用其增殖曲线来表示的。增增殖殖曲曲线线所所表表示示的的是是在在某某些些关关键键性性的的环环境境因因素素，如如温温度度一一定定、溶溶解解氧氧含含量量充充足足等等条条件件下下，营营养养物物质质一一次次充充分分投投加加，微微生生物物种种群群随随时时间间以以量量表表示示的的增增殖殖和和衰减动态。衰减动态。第53页/共280页在在微微生生物物学学中中，对对纯纯菌菌种种的的增增殖殖规规律律，已已进进行行过过为为数数众众多多的的试