第四章-活性污泥法ppt课件

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1、第一节 基本概念 第二节 活性污泥法的发展 第三节 气体传质原理和曝气设备 第四节 去除有机污染物活性污泥法过程设计 第五节 脱氮、除磷活性污泥法工艺及设计 第六节 二沉池 第七节 活性污泥法处理系统运行管理,第四章 活性污泥法,第一节 基本概念,一、概述,2.活性污泥组成 活性微生物（Ma，主体，主要是细菌、真菌等，以菌胶团形式存在)、自身氧化残留物(Me)、吸附的不能降解的有机物(Mi)和无机悬浮物(Mii)。 3.活性污泥性状(P102) 粒径2001000m，比表面积20100cm2/mL。 一般呈茶褐色，略显酸性，含水率99左右，相对密度1.0021.006；具有凝聚沉降性能和生物活

2、性。,1.活性污泥法产生过程（P100),4.活性污泥评价方法（P103),混合液悬浮固体浓度（MLSS）和混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） MLSS，又称污泥浓度，指曝气池中单位体积混合液悬浮固体的质量，包括Ma、Me、Mi、Mii。单位：mg/L或g/L。 MLVSS，又称活性污泥浓度，指曝气池中单位体积混合液悬浮固体中有机物的质量，包括Ma、Me、Mi。,MLSS、MLVSS都是微生物浓度近似值，MLVSS更接近活性微生物的浓度。生活污水MLVSS/MLSS=0.70.8。,生物相观察:观察活性污泥中微生物的种类、数量、优势度及代谢情况。,污泥沉降比（SV）：曝气池混合液静置30m

3、in后沉淀污泥的体积分数，单位：%。,污泥体积指数(SVI)：指曝气池混合液沉淀30min后，每克干污泥形成的湿污泥体积，单位 mL/g。,SVI反映污泥的沉降性能和活性。城市污水SVI正常值100150mL/g。SVI过低时，污泥含无机物较多，污泥活性差。SVI过高时，污泥颗粒松散，沉降性能差。,如:SV=30%，MLSS=3000mg/L，求SVI=100mL/g。,二、活性污泥法基本流程(P103),曝气装置：供氧、搅拌，使混合液处于悬浮状态。 曝气池：微生物降解有机物的场所； 二沉池：泥水分离，浓缩活性污泥； 污泥回流系统：保持曝气池中一定的微生物浓度； 剩余污泥排放系统：维持系统的稳

4、定运行。,三、活性污泥降解污水中有机物过程,1.吸附阶段：时间短（1045min)，BOD5去除率高。污水中悬浮和胶体有机物浓度越高，吸附效果越明显。,2.稳定阶段：时间长；微生物对吸附的有机物氧化分解。,推流式曝气池示意图（平行水流式）,一、曝气池基本形式（P106),第二节 活性污泥法的发展,1.推流式曝气池,废水及回流污泥由池一端进入，水流呈推流型，沿池长方向污染物浓度逐渐降低。,根据断面上水流情况，分为平移推流式和旋转推流式。,平移推流式：曝气池底铺满扩散器，水流沿池长方向流动,旋转推流式：扩散器装于横断面一侧。水流除沿池长方向流动外，还有侧向旋流，形成了旋转推流。,旋转推流式示意图,

5、2.完全混合曝气池（P108),池内各点的底物浓度、微生物浓度、需氧速率一致，耐冲击负荷。,3.封闭环流式反应池(P109),4.序批式反应池（P109),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。,图12-9序批式反应工艺操作流程,1.传统推流式（图12-4）,二、活性污泥法的发展和演变,2.渐减曝气法,特点：供氧沿池长逐渐递减，节能。,3.阶段曝气法（分段进水法）,图12-12 阶段曝气法示意图,4.高负荷曝气法,有机物容积负荷或污泥负荷高；停留时间短(1.53h)，活性污泥处于对数增长期；处理效果低，产泥量多； 适用于对处理水质要求不高的场合。,5.延时曝气法（

6、低负荷曝气法) 有机物容积负荷或污泥负荷低；曝气时间长（24h)，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。,6.吸附再生法（又称接触稳定法，P112),吸附池：快速去除有机物,容积较小； 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。,7.完全混合法,特点：微生物浓度、底物浓度在池内均匀分布，需氧速率均衡；耐冲击负荷；,图12-15完全混合法处理流程,8.深层曝气法（P113),9.纯氧曝气法（P115):,图12-18 纯氧曝气池结构简图 纯氧代替空气，曝气时间短，MLSS较高；设备需密封，结构要求高。,11.吸附-生物降解工艺（AB法,P

7、116）,由预处理段、A级、B级三段组成，无初沉池； A级由吸附池和沉淀池组成，负荷高、停留时间短；B级由曝气池和二沉池组成，负荷低，停留时间长； A、B段各有污泥回流系统和适合的微生物种群；,12.序批式活性污泥法（SBR）,13.氧化沟（P117),1.（ ）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。 A、细菌；B、真菌；C、原生动物； D、后生动物 2.某曝气池的污泥沉降比为25，MLSS浓度2000mg/L，污泥体积指数为（ ）mL/g。 A. 25 B.100 C.125 D.150 3.关于污泥体积指数，正确的是（ ）。 A.SVI高，活性污泥沉降性能好 B.SVI低

8、，活性污泥沉降性能好 C.SVI 过高，污泥细小而紧密 D.SVI 过低，污泥会发生膨胀 4.下列关于各种活性污泥运行方式不正确的是（ ）。 A.渐减曝气法克服了传统推流式供氧与需氧间的矛盾； B.多点进水法比普通曝气池出水水质要高； C.吸附再生法采用的污泥回流比比普通曝气池要大； D.完全混合法克服了普通曝气池不耐冲击负荷的缺点。,5.活性污泥增长曲线如图4-2，图中1、2、3分别代表（）。 A.BOD降解曲线、氧利用速率曲线、微生物增殖曲线； B.微生物增殖曲线、氧利用速率曲线、内源分解曲线； C.微生物增殖曲线、氧利用速率曲线、BOD降解曲线； D.氧利用速率曲线、BOD降解曲线、内源

9、分解曲线；,6.下图是吸附一再生活性污泥法流程图，图中 1、2、3、4、5各代（）。 A.吸附段、再生段、曝气池、回流污泥、剩余污泥； B.吸附段、再生段、二沉池、回流污泥、剩余污泥； C.再生段、吸附段、二沉池、回流污泥、剩余污泥； D.再生段、吸附段、二沉池、剩余污泥、回流污泥；,第三节 气体传递原理和曝气设备,一、气体传质原理(P128) 1.菲克定律：,气、液接触界面附近存在着气膜和液膜，外侧分别是气相主体和液相主体； 气体从气相主体传递到液相主体，传质阻力仅存在于气、液两层层流膜； 气膜中氧的分压梯度，液膜中氧的浓度梯度是氧转移的推动力； 液膜的传质速率是氧转移的控制速率。,2.双膜

10、理论（P128),图12-25气体传质双膜理论简图,3.氧传递方程,设液相主体体积为V，上式两边同除以V得：,提高氧转移速率方法：提高KLa值；提高CS值。,(12-37),1.污水水质,KLa（T）T时氧总转移系数； KLa（20）20时氧总转移系数; T设计温度；1.024温度系数。,污水中有机物,含盐量,二、氧转移的影响因素（P130),2.水温,温度对溶解氧饱和度和氧转移有相反的影响，但不是相互抵消。总的来说，温度降低有利于氧转移。,3.氧分压（P131）,鼓风曝气池Cs值,CS1、CS2池底、池面混合液DO饱和浓度，mg/L；,pd空气扩散装置出口处的压力（Pa）,EA空气扩散装置的

11、氧转移效率，%；,H空气扩散装置安装深度，m；,压力修正系数,三、氧转移速率与供气量的计算（P132),1.理论供氧量,标准条件下，氧转移量OS(kg/h),实际情况下，氧转移量O2：,联解上面两式：,(12-49),（12-51）,氧利用效率EA(%)：,实际供氧量S与供气量GS关系：,2.供气量,联解以上两式得曝气系统所需供气量：,0.21氧在空气中所占体积百分数；1.33120时氧气的密度，kg/m3；,(12-52),(12-53),(12-54),鼓风曝气图,四、曝气设备（P134）,1.鼓风曝气：由空气净化器、鼓风机、空气输配管系统、扩散器组成。,微气泡扩散器,多孔刚性材料扩散器,

12、微孔曝气设备安装,小气泡扩散器,气泡直径1.5mm以下。,中气泡扩散器,常用穿孔管和莎纶管。孔直径23mm，气泡直径26mm。氧利用率较高，压力损失较小；,大气泡扩散器,气泡直径15mm左右，氧利用率低。,剪切分散空气扩散器,如：射流空气扩散器、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，空气净化设备要求越低；反之亦然。选择扩散器要因地制宜。,2.机械曝气（表面曝气）,竖轴式曝气器,充氧原理：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；,卧轴式曝气器,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。,3.曝气设备性能指标（P1

13、38） 氧转移速率：mgO2/L.h； 充氧能力（或动力效率）：kgO2/kw.h； 氧利用率：通过鼓风曝气转移到混合液中的氧量占总供氧的百分比，。,鼓风曝气、评价，机械曝气按、评价。,一、设计计算内容（P139) 工艺流程选择：根据水量、进出水水质要求确定； 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； 污泥回流及剩余污泥排放设计； 二沉池设计；,第四节 去除有机污染物活性污泥法过程设计,二、曝气池容积计算,活性污泥负荷（简称污泥负荷LS）,Ls污泥负荷，kgBOD5/kgMLSSd或kgBOD5/kgMLVSSd； Q曝气池平均进水流量，m3/d； S0曝气池进水BOD5

14、值，mg/L或kg/m3； V曝气池容积，m3。 X曝气池MLSS或MLVSS浓度，mg/L或kg/m3；,1.有机物负荷法(P140),因此,容积负荷法(Lv),Lv容积负荷，kgBOD5/m3d。,S0、Q已知，X、Lv、Ls可参考表121（P118)按不同运行方式选择。,室外排水设计规范公式,Se出水BOD5值，mg/L；,注意:X与LS单位应一致。,表121常用活性污泥法典型设计参数,2.污泥泥龄法(P141),污泥泥龄，d；Q进水流量，m3/d；,Y污泥产率系数，mgVSS/mgBOD5；,S0、Se分别为曝气池进出水BOD5值，mg/L；,X曝气池混合液MLVSS浓度，mg/L；,

15、Kd内源代谢系数，d-1；,通过试验或经验选定（表121，P118；表122，P125）。,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。,三、剩余污泥量计算（P142),1.按污泥泥龄计算,X每天排出的总固体量，gVSS/d； X曝气池MLVSS浓度，gVSS/m3； V曝气池容积，m3。,污泥泥龄，d；,注意：X与X单位的一致。,根据污泥产率系数计算,XV-每日增长的挥发性活性污泥量，kgVSS/d； Y产率系数(也称合成产率系数或总产率系数）， mgVSS/mgBOD5；,2.根据污泥产率系数或表观产率系数计算,Kd内源代谢系数，d-1；,根据表观（净）产率系数计算,上述计算得

16、到的是MLVSS量，根据MLVSS/MLSS比值计算总悬浮固体量。,（12-67）,（补充）,四、需氧量计算（P143),1.根据有机物降解需氧率和内源代谢需氧率计算,O2混合液需氧量，kgO2/d；,微生物氧化分解有机物需氧率，kgO2/kgBOD5；,Q污水流量，m3/d；,活性微生物降解的有机物量，kg/m3；,微生物内源代谢需氧率，kgO2/kg.d；,XV曝气池内MLVSS浓度，kg/m3；,V曝气池容积，m3；,0.420.53,0.090.11,（12-68),2.微生物对有机物的氧化分解需氧量,Q污水流量，m3/d； bCOD0进水可生物降解COD浓度，g/m3； bCODe出水可生物降解COD浓度，g/m3； XV剩余污泥量（以MLVSS计算），g/d 1.42污泥的氧当量系数；,以BODL（总生化需氧量）代替bCOD,BOD50.68BODL,（P145)某