水污染控制工程第122章课件

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1、第六章 污水的好氧生物处理（二）活性污泥法1水污染控制工程第122章优秀课件第五节 去除有机污染物的活性污泥法过程设计 2水污染控制工程第122章优秀课件活性污泥系统工艺设计 应把整个系统作为整体来考虑，包括曝气池、二沉池、曝气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处理处置。 主要设计内容： （1） 工艺流程选择； （2） 曝气池容积和构筑物尺寸的确定； （3）二沉池澄清区、污泥区的工艺设计； （4） 供氧系统设计； （5）污泥回流设备设计。 主要依据：水质水量资料 生活污水或生活污水为主的城市污水：成熟设计经验 工业废水：试验研究设计参数3水污染控制工程第122章优秀课件工艺流程的选择 需要调

2、查研究和收集的基础资料： 1. 污水的水量水质资料 水量关系到处理规模，多种方法分析计算，注意收集率和地下水渗入量； 水质决定选用的处理流程和处理程度。 2. 接纳污水的对象资料 3. 气象水文资料 4. 污水处理厂厂址资料 厂址地形资料；厂址地质资料。 5. 剩余污泥的出路调研 流程选择是活性污泥设计中的首要问题，关系到日后运转的稳定可靠以及经济和环境效益，必须在详尽调查的基础上进行技术、经济比较，以得到先进合理的流程。4水污染控制工程第122章优秀课件一、曝气池容积的计算：纯经验方法劳伦斯（Lawronce）和麦卡蒂(McCarty)法有机物负荷率法麦金尼(McKinney)法5水污染控制

3、工程第122章优秀课件有机物负荷率的两种表示方法有机物负荷率的两种表示方法活性污泥负荷率活性污泥负荷率NNS S（简称（简称污泥负荷污泥负荷）曝气区容积负荷率曝气区容积负荷率NNV V（简称（简称容积负荷容积负荷）难点难点重点重点6水污染控制工程第122章优秀课件 污泥负荷率是指单位质量活性污泥在单位时间内所能承受的BOD5量，即:式中：Ns污泥负荷率,kg BOD5/（kgMLVSSd）; qv与曝气时间相当的平均进水流量，m3/d； s0曝气池进水的平均BOD5值，mg/L； s曝气池中的污泥浓度，mg/L。 污泥负荷率7水污染控制工程第122章优秀课件 容积负荷是指单位容积曝气区在单位时

4、间内所能承受的BOD5量，即：式中：Nv容积负荷率，kg (BOD5)/(m3d)。容积负荷率8水污染控制工程第122章优秀课件根据上面任何一式可计算曝气池的体积，即: s0和qv是已知的，x和N可参考教材中表145选择。对于某些工业污水，要通过试验来确定x和N值。污泥负荷率法应用方便，但需要一定的经验。 9水污染控制工程第122章优秀课件qv进水流量；Qvw排除的剩余活性污泥流量；qvr污泥回流量；x 曝气池中的微生物浓度；xe出流水中带走的微生物浓度；xr回流污泥中的微生物浓度；s0进水基质浓缩；s出流基质浓度；V曝气池体积。 2、污泥龄法、污泥龄法10水污染控制工程第122章优秀课件 微

5、生物平均停留时间，又称污泥龄污泥龄，是指反应系统内的微生物全部更新一次所用的时间，在工程上，就是指反应系统内微生物总量与每日排出的剩余微生物量的比值。以C表示，单位为d。（掌握）（掌握）11水污染控制工程第122章优秀课件 对上图所示系统进行微生物量的物料平衡计算：12水污染控制工程第122章优秀课件整理后即得 污水中的x0很小,可以忽略不计,因而x0=0,在稳定状态下dx/dt=0且13水污染控制工程第122章优秀课件二、剩余活性污泥量计算 14水污染控制工程第122章优秀课件1、按污泥龄计算15水污染控制工程第122章优秀课件 根据yobs以及上面的物料平衡式可推得： 则剩余活性污泥量Px

6、（以挥发性悬浮固体表示的剩余活性污泥量）为：(重要)表观产率系数表观产率系数2、按污泥表观产率系数计算难点难点16水污染控制工程第122章优秀课件三、确定所需的空气量三、确定所需的空气量难点难点仔细看课本P143-14717水污染控制工程第122章优秀课件1、根据有机物降解需氧量、率和内源代谢需氧率计算 O2=a Q Sr + b V Xv P143(12-68)以上计算为平均需氧量。 O2（max）=k a Q Sr + b V Xv k=1.218水污染控制工程第122章优秀课件 有机物在生化反应中有部分被氧化，有部分合成微生物，形成剩余活性污泥量。因而所需氧量为： 空气中氧的含量为23.

7、2,氧的密度为1.201kg/ m3 。将上面求得的氧量除以氧的密度和空气中氧的含量，即为所需的空气量。K为氧当量系数。当M表示为C5H7NO2时，k=1.42；当M表示为C5H9O2.5N时，k=1.372、微生物对有机物的氧化分解需氧量、微生物对有机物的氧化分解需氧量难点、重点难点、重点P144（12-73）19水污染控制工程第122章优秀课件城市污水的深度处理 第六节第六节 脱氮除磷活性污泥法工艺及其设计脱氮除磷活性污泥法工艺及其设计20水污染控制工程第122章优秀课件 城市污水经传统的二级处理以后，虽然城市污水经传统的二级处理以后，虽然绝大部分悬浮固体和有机物被去除了，但还绝大部分悬浮

8、固体和有机物被去除了，但还残留微量的悬浮固体和溶解的有害物，如氮残留微量的悬浮固体和溶解的有害物，如氮和磷等的化合物。氮、磷为植物营养物质，和磷等的化合物。氮、磷为植物营养物质，能助长藻类和水生生物，引起水体的富营养能助长藻类和水生生物，引起水体的富营养化，影响饮用水水源。化，影响饮用水水源。21水污染控制工程第122章优秀课件太湖的富营养化22水污染控制工程第122章优秀课件23水污染控制工程第122章优秀课件24水污染控制工程第122章优秀课件 第一小节第一小节 氮、磷的去除氮、磷的去除25水污染控制工程第122章优秀课件一、氮的去除一、氮的去除 废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮

9、四种形式存在。1. 化学法除氮(1) 吹脱法: 废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存： 这一平衡受pH的影响，pH为10.511.5时，因废水中的氮呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。 吹脱过程包括将废水的pH提高至10.511.5，然后曝气，这一过程在吹脱塔中进行。26水污染控制工程第122章优秀课件(2) 离子交换法: 常用天然的离子交换剂，如沸石等。 与合成树脂相比，天然离子交换剂价格便宜且可用石灰再生。2. 生物法脱氮(1) 生物脱氮机理 生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。 同化作用去除的氮依运行条件

10、和水质而定，如果微生物细胞中氮含量以12.5%计算，同化氮去除占原污水BOD的2%5%，氮去除率在8%20%。27水污染控制工程第122章优秀课件 硝化反应是在好氧条件下，将NH4+转化为NO2-和NO3-的过程。 总反应式为： 硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件变化较为敏感。温度、溶解氧、污泥龄、pH、有机负荷等都会对它产生影响。硝化反应：28水污染控制工程第122章优秀课件硝化过程的影响因素： （a）好氧环境条件，并保持一定的碱度：硝化菌为了获得足够的能量用于生长，必须氧化大量的NH3和NO2-，氧是硝化反应的电子受体，反应器内溶解氧含量的高低，必将影响硝化反应的进程，在硝化反应的

11、在硝化反应的曝气池内，溶解氧含量不得低于曝气池内，溶解氧含量不得低于1mg/L，多数学者建，多数学者建议溶解氧应保持在议溶解氧应保持在1.22.0mg/L。 在硝化反应过程中，释放H+，使pH下降，硝化硝化菌对菌对pH的变化十分敏感，为保持适宜的的变化十分敏感，为保持适宜的pH，应当在，应当在污水中保持足够的碱度，污水中保持足够的碱度，以调节pH的变化，lg氨态氮（以N计）完全硝化，需碱度（以CaCO3计）7.14g。对硝化菌的适宜的pH为8.08.4。 29水污染控制工程第122章优秀课件硝化过程的影响因素： （b）混合液中有机物含量不应过高：硝化菌是自养菌，有机基质浓度并不是它的增殖限制因

12、素，若BOD值过高，将使增殖速度较快的异养型细菌迅速增殖，从而使硝化菌不能成为优势种属。 （c）硝化反应的适宜温度是2030，15以下时，硝化反应速度下降，5时完全停止。 （d）除有毒有害物质及重金属外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有高浓度的NH4-N、高浓度的NOx-N、高浓度的有机基质、部分有机物以及络合阳离子等。30水污染控制工程第122章优秀课件 反硝化反应是指在无氧的条件下，反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)还原为氮气的过程。 反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在有氧存在时，它会以O2为电子进行呼吸；在无氧而有NO3-或NO2-存在时，则以NO3-或NO2-为电子受体，

13、以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。 总反应式为：反硝化反应：31水污染控制工程第122章优秀课件 在反硝化菌代谢活动的同时，伴随着反硝化菌的生长繁殖，即菌体合成过程，反应如下：式中：C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。 反硝化还原和微生物合成的总反应式为： 从以上的过程可知，约94的NO3-N经异化过程还原，6经同化过程合成微生物。32水污染控制工程第122章优秀课件反硝化过程的影响因素： （a）碳源：能为反硝化菌所利用的碳源碳源较多，从污水生物脱氮考虑，可有下列三类：一是原污水中所含碳源，对于城市污水，当原污水BOD5/TKN35时,即可认为碳源充足；二是外加碳源，多采用甲醇（C

14、H3OH），因为甲醇被分解后的产物为CO2和H2O，不留任何难降解的中间产物；三是利用微生物组织进行内源反硝化。 （b）pH：对反硝化反应，最适宜的pH是6.57.5。pH高于8或低于6，反硝化速率将大为下降。注意注意33水污染控制工程第122章优秀课件反硝化过程的影响因素： （c）溶解氧浓度：反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在无分子氧同时存在硝酸根离子和亚硝酸根离子的条件下，它们能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原。另一方面，反硝化菌体内的某些酶系统组分，只有在有氧条件下，才能够合成。这样，反硝化反应宜于在缺氧、好氧条件交替的条件下进行，溶解溶解氧应控制在氧应控制在0.5 mg/L以下。以

15、下。 （d）温度：反硝化反应的最适宜温度是2040，低于15反硝化反应速率最低。为了保持一定的反硝化速率，在冬季低温季节，可采用如下措施：提高生物固体平均停留时间；降低负荷率；提高污水的水力停留时间。34水污染控制工程第122章优秀课件 在反硝化反应中，最大的问题就是污水中可用于反硝化的有机碳的多少及其可生化程度。碳源原水中含有的有机碳外加碳源，多用甲醇内源呼吸碳源细菌体内的原生物质及其贮存的有机物注意了注意了35水污染控制工程第122章优秀课件(2) 生物脱氮工艺（a）三段生物脱氮工艺：P148 将有机物氧化、硝化有机物氧化、硝化以及反硝化段独立开来，每一部分都有其自己的沉淀池和各自独立的污

16、泥回流系统。两段式两段式36水污染控制工程第122章优秀课件（b）前置缺氧好氧生物脱氮工艺：P149 该工艺将反硝化段设置在系统的前面，又称前置式反硝化生物脱氮系统。 反硝化反应以水中的有机物为碳源，曝气池中含有大量的硝酸盐的回流混合液，在缺氧池中进行反硝化脱氮。缺氧-好氧生物脱氮工艺其特点，其特点，见见P149后置，与前置式相反。37水污染控制工程第122章优秀课件（C）Bardenpho生物脱氮工艺：P150 设立两个缺氧段，第一段利用原水中的有机物原水中的有机物为碳源为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。 为进一步提高脱氮效率，废水进入第二段反硝化反应器，利用内源呼

17、吸碳源内源呼吸碳源进行反硝化。 曝气池用于吹脱废水中的氮气，提高污泥的沉降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。38水污染控制工程第122章优秀课件39水污染控制工程第122章优秀课件机理：1、反应器DO分布不均理论：氧化沟系统2、缺氧微环境理论：活性污泥絮体3、微生物学理论：反硝化菌硝化，硝化菌反硝化（d）同步硝化反硝化（SNdN）过程 P15040水污染控制工程第122章优秀课件 磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素。长的重要元素。 磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤

18、剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。含磷工业废水。 危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡；使水质迅速恶化，危害水产资源。平衡；使水质迅速恶化，危害水产资源。含磷化合物有机磷有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等无机磷磷酸盐：正磷酸盐(PO43-)、磷酸氢盐(HPO42-) 、 磷酸二氢盐H2PO4-、偏磷酸盐(PO3-)聚合磷酸盐：焦磷酸盐(P2O74) 、三磷酸盐(P3O105-)、 三磷酸氢盐(HP3O92-) 二、污水中磷的去除二、污水中磷的去除41水污染控制工程第122章优秀课件 常规活性污泥法的微生物同化和吸附；p 如何去除以达到

19、排放标准？ 生物强化除磷； 投加化学药剂除磷。42水污染控制工程第122章优秀课件常规活性污泥法的微生物同化和吸附 普通活性污泥法剩余污泥中磷含量约占微生物干重的1.5%2.0%，通过同化作用可去除磷12%20%。 生物强化除磷工艺可以使得系统排除的剩余污泥中磷含量占到干重5%6%。生物强化除磷工艺 如果还不能满足排放标准，就必须借助化学法除磷。43水污染控制工程第122章优秀课件生物强化除磷工艺 利用好氧微生物中聚磷菌聚磷菌在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐过量吸收作用，然后沉淀分离而除磷。 污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌厌氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苷乙酸苷；而活性污泥中的聚磷菌聚磷菌在厌

20、氧的不利状态下，将体内积聚的聚磷分解，分解产生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主动吸收乙酸聚磷菌主动吸收乙酸苷转化为苷转化为PHB(聚聚-羟基丁酸羟基丁酸)的形态储藏于体内。 聚磷分解形成的无机磷释放回污水中，这就是厌厌氧释磷氧释磷。厌氧环境中：44水污染控制工程第122章优秀课件 进入好氧状态后，聚磷菌聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解并释出大量能量供聚磷菌增殖等生理活动，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐磷酸盐，以聚磷的形式积聚于体内，这就是好氧吸磷好氧吸磷。 剩余污泥中包含过量吸收磷的聚磷菌，也就是从污水中去除的含磷物质。 普通活性污泥法通过同化作用除磷率可以达到12%20

21、%。而具生物除磷功能的处理系统排放的剩余污泥中含磷量可以占到干重5%6%，去除率基本可满足排放要求。好氧环境中：45水污染控制工程第122章优秀课件生物除磷机理46水污染控制工程第122章优秀课件 （1）厌氧环境条件： （a）氧化还原电位：Barnard、Shapiro等人研究发现，在批式试验中，反硝化完成后，ORP突然下降，随后开始放磷，放磷时ORP一般小于100mV； （b）溶解氧浓度：厌氧区如存在溶解氧，兼性厌氧菌就不会启动其发酵代谢，不会产生脂肪酸，也不会诱导放磷，好氧呼吸会消耗易降解有机质； （c）NOx-浓度：产酸菌利用NOx- 作为电子受体，抑制厌氧发酵过程，反硝化时消耗易生物降

22、解有机质。生物除磷影响因素：47水污染控制工程第122章优秀课件 （2）有机物浓度及可利用性：碳源的性质对吸放磷及其速率影响极大.生物除磷影响因素：48水污染控制工程第122章优秀课件 （3）污泥龄：污泥龄影响着污泥排放量及污泥含磷量，污泥龄越长，污泥含磷量越低，去除单位质量的磷须同时耗用更多的BOD。 同时脱氮除磷系统应处理好泥龄的矛盾。生物除磷影响因素：49水污染控制工程第122章优秀课件 （4）pH：与常规生物处理相同，生物除磷系统合适的pH为中性和微碱性，不合适时应调节。生物除磷影响因素： （5）温度：在适宜温度范围内，温度越高释磷速度越快；温度低时应适当延长厌氧区的停留时。 （6）其

23、他：影响系统除磷效果的还有污泥沉降性能和剩余污泥处置方法等。50水污染控制工程第122章优秀课件 A/O法是由厌氧池和好氧池组成的同时去除污水中有机污染物及磷的处理系统。厌氧-好氧除磷工艺流程三、三、 生物除磷及生物脱氮除磷工艺生物除磷及生物脱氮除磷工艺P1571.A/O生物除磷工艺51水污染控制工程第122章优秀课件三、生物除磷及生物脱氮除磷工艺三、生物除磷及生物脱氮除磷工艺2. A2/O工艺A2/O工艺基本流程52水污染控制工程第122章优秀课件进水进水沉淀池沉淀池厌氧池厌氧池缺氧池缺氧池好氧池好氧池剩余污泥剩余污泥出水出水内回流内回流污泥回流污泥回流进进气气管管53水污染控制工程第122

24、章优秀课件3. 改进的Bardenpho工艺54水污染控制工程第122章优秀课件4. UCT工艺 UCT工艺与A2/O工艺不同之处在于沉淀池污泥回流到缺氧池而不是回流到厌氧池，这样可以防止由于硝酸盐氮进入厌氧池，破坏厌氧池的厌氧状态而影响系统的除磷率。增加了从缺氧池到厌氧池的混合液回流，由缺氧池向厌氧池回流的混合液中含有较多的溶解性BOD，而硝酸盐很少，为厌氧段内所进行的有机物水解反应提供了最优的条件。 55水污染控制工程第122章优秀课件 为了使进入厌氧池的硝态氮量尽可能少，保证污泥具有良好的沉淀性能，即回流比不能太小，Capetown University又开发了改良型的UCT工艺，其工艺

25、流程如下图：改造后的UCT工艺，缺氧池分为两部分，第一缺氧反应池接纳回流污泥，然后由该反应池将混合液回流至厌氧池；硝化混合液回流到第二个缺氧池，使大部分NO3-回流至第二缺氧池进行反硝化。改造后的UCT工艺基本解决了UCT工艺原来存在的问题，最大限度地消除了向厌氧段回流液中的硝酸盐量对聚磷菌所产生的不利影响。但由于增加了回流系统，使运行费和工程造价升高。 56水污染控制工程第122章优秀课件5. SBR工艺 SBR工艺是将除磷脱氮的各种反应，通过时间顺序上的控制，在同一反应器中完成。57水污染控制工程第122章优秀课件MSBRMSBR工艺工艺传统传统A A2 2OO工艺工艺MSBR脱氮除磷工艺

26、58水污染控制工程第122章优秀课件6.三沟式氧化沟59水污染控制工程第122章优秀课件 环境因素，如温度、pH、溶解氧。 工艺因素，如泥龄、各反应区的水力停留时间。 污水成分，如BOD5与N、P的比值。四、主要的脱氮除磷活性污泥法影响因素四、主要的脱氮除磷活性污泥法影响因素60水污染控制工程第122章优秀课件第八节 二次沉淀池 61水污染控制工程第122章优秀课件62水污染控制工程第122章优秀课件63水污染控制工程第122章优秀课件64水污染控制工程第122章优秀课件二次沉淀池的功能要求1.澄清（固液分离）2.污泥浓缩（使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少）65水污染控制工程第122

27、章优秀课件二沉池的实际工作情况 （1）二沉池中普遍存在着四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区。两个界面：泥水界面和压缩界面。 （2）混合液进入二沉池以后，立即被稀释，固体浓度大大降低，形成一个絮凝区。絮凝区上部是清水区，两者之间有一泥水界面。 （3）絮凝区后是一个成层沉降区，在此区内，固体浓度基本不变，沉速也基本不变。絮凝区中絮凝情况的优劣，直接影响成层沉降区中泥花的形态、大小和沉速。 （4）靠近池底处形成污泥压缩区。66水污染控制工程第122章优秀课件二次沉淀池的构造和计算二次沉淀池在构造上要注意以下特点： （1）二次沉淀池的进水部分，应使布水均匀并造成有利于絮凝的条件，使泥花结大。

28、（2）二沉池中污泥絮体较轻,容易被出流水挟走,要限制出流堰处的流速,使单位堰长的出水量不超过10m3/（m h）。 （3）污泥斗的容积，要考虑污泥浓缩的要求。在二沉池内，活性污泥中的溶解氧只有消耗，没有补充，容易耗尽。缺氧时间过长可能影响活性污泥中微生物的活力，并可能因反硝化而使污泥上浮，故浓缩时间一般不超过2h。67水污染控制工程第122章优秀课件第九节 活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题68水污染控制工程第122章优秀课件1水力负荷2有机负荷3微生物浓度4曝气时间5微生物平均停留时间（MCRT）6氧传递速率7回流污泥浓度8回流污泥率9曝气池的构造十、pH和碱度十一、溶解氧浓度十二、污

29、泥膨胀及其控制69水污染控制工程第122章优秀课件流向污水厂的流量变化 一、水 力 负 荷 一天内的流量变化随季节的流量变化雨水造成的流量变化泵的选择不当造成的流量变化70水污染控制工程第122章优秀课件水力负荷的变化影响活性污泥法系统的曝气池和二次沉淀池。当流量增大时，污水在曝气池内的停留时间缩短，影响出水质量，同时影响曝气池的水位。若为机械表面曝气机，由于水面的变化，它的运行就变得不稳定。对二次沉淀池为水力影响。 一、水 力 负 荷 71水污染控制工程第122章优秀课件 二、有机负荷率N 污泥负荷率N和MLSS的设计值采用得大一些，曝气池所需的体积可以小一些。但出水水质要降低，而且使剩余污

30、泥量增多，增加了污泥处置的费用和困难，同时，整个处理系统较不耐冲击，造成运行中的困难。为避免剩余污泥处置上的困难和保持污水处理系统的稳定可靠，可以采用低的污泥负荷率（0.1），把曝气池建得很大，这就是延时曝气法。 曝气区容积的计算，设计中要考虑的主要问题是如何确定污泥负荷率N和MLSS的设计值。 72水污染控制工程第122章优秀课件 三、微生物浓度 在设计中采用高的MLSS并不能提高效益，原因如下： 其一，污泥量并不就是微生物的活细胞量。曝气池污泥量的增加意味着泥龄的增加，泥龄的增加就使污泥中活细胞的比例减小。 其二，过高的微生物浓度使污泥在后续的沉淀池中难以沉淀，影响出水水质。 其三，曝气池

31、污泥的增加，就要求曝气池中有更高的氧传递速率，否则，微生物就受到抑制，处理效率降低。采用一定的曝气设备系统，实际上只能够采用相应的污泥浓度，MLSS的提高是有限度的。73水污染控制工程第122章优秀课件 四、曝 气 时 间 在通常情况下，城市污水的最短曝气时间为3h或更长些，这和满足曝气池需氧速率有关。 当曝气池做得较小时，曝气设备是按系统的负荷峰值控制设计的。这样，在非高峰时间，供氧量过大，造成浪费，设备的能力不能得到充分利用。 若曝气池做得大些，可降低需氧速率，同时由于负荷率的降低，曝气设备可以减小，曝气设备的利用率得到提高。 74水污染控制工程第122章优秀课件五、微生物平均停留时间(S

32、RT)(又称泥龄) 微生物平均停留时间至少等于水力停留时间，此时，曝气池内的微生物浓度很低，大部分微生物是充分分散的。 微生物的停留时间应足够长，促使微生物能很好地絮凝，以便重力分离，但不能过长，过长反而会使絮凝条件变差。 75水污染控制工程第122章优秀课件 六、氧 传 递 速 率 氧传递速率要考虑二个过程要提高氧的传递速率氧传递到水中氧真正传递到微生物的膜表面必须有充足的氧量必须使混合液中的悬浮固体保持悬浮状态和紊动条件76水污染控制工程第122章优秀课件七、回流污泥浓度 式中：sa曝气池中的MLSS,mg/L;sr回流污泥的悬浮固体浓度,mg/L;r 污泥回流比。 根据上式可知，曝气池中

33、的MLSS不可能高于回流污泥浓度，两者愈接近，回流比愈大。限制MLSS值的主要因素是回流污泥的浓度。 回流污泥浓度是活性污泥沉降特性和回流污泥回流速率的函数。 按右图进行物料衡算，可推得下列关系式：77水污染控制工程第122章优秀课件 衡量活性污泥的沉降浓缩特性的指标，它是指曝气池混合液沉淀30min后，每单位质量干泥形成的湿泥的体积，常用单位是mL/g。 （1）在曝气池出口处取混合液试样； （2）测定MLSS（g/L）； （3）把试样放在一个1000mL的量筒中沉淀30min，读出活性污泥的体积（mL）； （4）按下式计算：活性污泥体积指数SVISVI的测定七、回流污泥浓度 78水污染控制工

34、程第122章优秀课件例题：取得某活性污泥与废水混合液，测得其例题：取得某活性污泥与废水混合液，测得其MLSS为为1000mg/L，在，在100mL量筒中，沉淀量筒中，沉淀30min时的污时的污泥体积为泥体积为30mL，计算其，计算其AVI值。值。SV30 =（mL泥体积 / mL泥浆总体积）*100%注意：SVI的单位！mL/gSVI= 30%*103/(3000*10-3)SVI=100 mL/g请掌握请掌握要点：注意单位的换算！要点：注意单位的换算！79水污染控制工程第122章优秀课件八、污泥回流比 高的污泥回流高的污泥回流比比增大了进入沉淀池的污泥流量，增加了增大了进入沉淀池的污泥流量，

35、增加了二沉池的负荷，缩短了沉淀池的沉淀时间，降低了沉淀效二沉池的负荷，缩短了沉淀池的沉淀时间，降低了沉淀效率，使未被沉淀的固体随出流带走。率，使未被沉淀的固体随出流带走。 活性污泥回流率的设计应有弹性，并应操作在可能的最低流量。这为沉淀池提供了最大稳定性。80水污染控制工程第122章优秀课件九、曝气池的构造 推流式曝气池完全混合式曝气池示踪剂的研究表明：推流式曝气池的纵向混合很严重氧消耗率的数据表明：氧的传递受到限制处理量小时，只配有一个机械曝气机，很容易围绕曝气机形成混合区处理量大时，曝气池也相应增大，曝气池不是充分完全混合的81水污染控制工程第122章优秀课件十、pH和碱度 活性污泥pH通

36、常为6.58.5。 pH之所以能保持在这个范围，是由于污水中的蛋白质代谢后产生碳酸铵碱度和从天然水中带来的碱度所致。 工业污水中经常缺少蛋白质，因而产生pH过低的问题。工业废水中的有机酸通常在进入曝气池前进行中和。 生活污水中有足够的碱度使pH保持在较好的水平。 82水污染控制工程第122章优秀课件十一、溶解氧浓度 通常溶解氧浓度不是一个关键因素，除非溶解氧浓度通常溶解氧浓度不是一个关键因素，除非溶解氧浓度跌落到接近于零。只要细菌能获得所需要的溶解氧来进行跌落到接近于零。只要细菌能获得所需要的溶解氧来进行代谢，其代谢速率就不受溶解氧的影响。代谢，其代谢速率就不受溶解氧的影响。 一般认为混合液中

37、溶解氧浓度应保持在一般认为混合液中溶解氧浓度应保持在0.50.52mg/L2mg/L，以，以保证活性污泥系统的正常运行。保证活性污泥系统的正常运行。 过分的曝气使氧浓度得到提高，但由于紊动过过分的曝气使氧浓度得到提高，但由于紊动过于于剧烈，导剧烈，导致絮状体破裂，使出水浊度升高。致絮状体破裂，使出水浊度升高。 特别是对于好氧速度不特别是对于好氧速度不快快而泥龄偏长的系统，强烈混合使而泥龄偏长的系统，强烈混合使破碎的絮状体不能很好地再凝聚。破碎的絮状体不能很好地再凝聚。83水污染控制工程第122章优秀课件十二十二、污泥膨胀及其控制污泥膨胀及其控制 正常的活性污泥沉降性能良好，其污泥体积指数正常的

38、活性污泥沉降性能良好，其污泥体积指数SVISVI在在5050150150之间；当活性污泥不正常时，污泥不易沉淀，反映在之间；当活性污泥不正常时，污泥不易沉淀，反映在SVISVI值值升高。升高。 混合液在混合液在1000mL1000mL量筒中沉淀量筒中沉淀30min30min后，污泥体积膨胀，上层后，污泥体积膨胀，上层澄清液减少，这种现象称为澄清液减少，这种现象称为活性污泥膨胀活性污泥膨胀。 活性污泥膨胀可分为活性污泥膨胀可分为污泥中丝状菌大量繁殖污泥中丝状菌大量繁殖导致的导致的丝状菌性膨胀丝状菌性膨胀并无大量丝状菌存在并无大量丝状菌存在的的非丝状菌性膨胀非丝状菌性膨胀 84水污染控制工程第12

39、2章优秀课件丝状菌性膨胀絮花状物质，其骨干是菌胶团絮花状物质，其骨干是菌胶团正常的活性污泥正常的活性污泥丝状菌大量出现，主要是有鞘细菌和硫细菌丝状菌大量出现，主要是有鞘细菌和硫细菌不正常的情况下不正常的情况下 当污泥中有大量丝状菌时，大量有一定强度的丝状当污泥中有大量丝状菌时，大量有一定强度的丝状体相互支撑、交错，大大恶化了污泥的沉降、压缩性能，体相互支撑、交错，大大恶化了污泥的沉降、压缩性能，形成了污泥膨胀。形成了污泥膨胀。 85水污染控制工程第122章优秀课件丝丝状状菌菌性性膨膨胀胀的的主主要要因因素素污水水质污水水质运行条件运行条件工艺方法工艺方法 污水水质是造成污泥膨胀的污水水质是造成

40、污泥膨胀的最主要因素最主要因素。 含溶解性碳水化合物多的污含溶解性碳水化合物多的污水往往发生由浮游球衣细菌引水往往发生由浮游球衣细菌引起的丝状膨胀起的丝状膨胀。 含硫化物多的污水往往发生含硫化物多的污水往往发生由硫细菌引起的丝状膨胀由硫细菌引起的丝状膨胀。 水温低于水温低于1515时，一般不会时，一般不会发生发生膨胀膨胀。 p pH H低时，容易产生膨胀。低时，容易产生膨胀。86水污染控制工程第122章优秀课件丝丝状状菌菌性性膨膨胀胀的的主主要要因因素素污水水质污水水质运行条件运行条件工艺方法工艺方法 污泥负荷对污泥膨胀在一污泥负荷对污泥膨胀在一定条件下有一定的影响定条件下有一定的影响，但但两

41、两者者无必然的联系无必然的联系。 溶解氧浓度并不一定影响溶解氧浓度并不一定影响污泥的膨胀。污泥的膨胀。87水污染控制工程第122章优秀课件丝丝状状菌菌性性膨膨胀胀的的主主要要因因素素污水水质污水水质运行条件运行条件工艺方法工艺方法 完全混合的工艺方法比完全混合的工艺方法比传统的推流方式较易发生污传统的推流方式较易发生污泥膨胀泥膨胀。 间歇运行的曝气池最不间歇运行的曝气池最不容易发生污泥膨胀容易发生污泥膨胀。 不设初次沉淀池的活性不设初次沉淀池的活性污泥法，不容易发生污泥膨污泥法，不容易发生污泥膨胀胀。 叶轮式机械曝气与鼓风叶轮式机械曝气与鼓风曝气相比，易于发生丝状菌曝气相比，易于发生丝状菌性膨

42、胀性膨胀。 射流曝气的供氧方式可射流曝气的供氧方式可以有效地克制浮游球衣细菌以有效地克制浮游球衣细菌引起的污泥膨胀。引起的污泥膨胀。 88水污染控制工程第122章优秀课件非非丝丝状状菌菌性性膨膨胀胀 非丝状菌性膨胀主要发生在污水水温较低非丝状菌性膨胀主要发生在污水水温较低而污泥负荷太高时。而污泥负荷太高时。 微生物的负荷高，细菌吸收了大量的营养微生物的负荷高，细菌吸收了大量的营养物，但由于温度低，代谢速度较慢，就积贮起物，但由于温度低，代谢速度较慢，就积贮起大量高黏性的多糖类物质。这些多糖类物质的大量高黏性的多糖类物质。这些多糖类物质的积贮，使活性污泥的表面附着水大大增加，使积贮，使活性污泥的

43、表面附着水大大增加，使污泥形成污泥膨胀。污泥形成污泥膨胀。 发生污泥非丝状菌性膨胀时，处理效率发生污泥非丝状菌性膨胀时，处理效率仍很高，上清液也清澈。仍很高，上清液也清澈。89水污染控制工程第122章优秀课件 在在运行运行中，如发生污泥膨胀，针对膨胀的类型和丝中，如发生污泥膨胀，针对膨胀的类型和丝状菌的特性，可采取的抑制措施：状菌的特性，可采取的抑制措施：(1)(1)控制曝气量，使曝气池中保持适量的溶解氧；控制曝气量，使曝气池中保持适量的溶解氧；(2)(2)调整调整pHpH；(3)(3)如磷、氮的比例失调，可适量投加氮化合物和如磷、氮的比例失调，可适量投加氮化合物和磷化合物；磷化合物；(4)(

44、4)投加一些化学药剂；投加一些化学药剂；(5)(5)城市污水厂的污水在经过沉砂池后，跳跃初沉城市污水厂的污水在经过沉砂池后，跳跃初沉池，直接进入曝气池。池，直接进入曝气池。90水污染控制工程第122章优秀课件 在设计时，对于容易发生污泥膨胀的污水，可以采用以在设计时，对于容易发生污泥膨胀的污水，可以采用以下一些方法：下一些方法： (1) (1)减少城市污水厂的初沉池或取消初沉池，增加进入曝气减少城市污水厂的初沉池或取消初沉池，增加进入曝气池的污水中的悬浮物，可使曝气池中的污泥浓度明显提高，污池的污水中的悬浮物，可使曝气池中的污泥浓度明显提高，污泥沉降性能改善；泥沉降性能改善； (2) (2)两

45、级生物处理法，即采用沉砂池两级生物处理法，即采用沉砂池一级曝气池一级曝气池中间沉中间沉淀池淀池二级曝气池二级曝气池二次沉淀池的工艺等工艺；二次沉淀池的工艺等工艺； (3) (3)对于现有的容易发生污泥严重膨胀的污水厂，可以在曝对于现有的容易发生污泥严重膨胀的污水厂，可以在曝气池的前面部分补充设置足够的填料（降低了曝气池的污泥负气池的前面部分补充设置足够的填料（降低了曝气池的污泥负荷，也改变了进入后面部分曝气池的水质）；荷，也改变了进入后面部分曝气池的水质）； (4) (4)用气浮法代替二次沉淀池，可以有效地使这个处理系统用气浮法代替二次沉淀池，可以有效地使这个处理系统维持正常运行。维持正常运行。91水污染控制工程第122章优秀课件