《污水的生物处》PPT课件

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1、第四章 污水的生物处理第一节第一节 生化处理与微生物生化处理与微生物 一、微生物的生理特征及规律一、微生物的生理特征及规律1 1、污水中常见的微生物、污水中常见的微生物 P87P87有分类有分类植物型微生物植物型微生物( (菌类、高等细菌、真菌、藻类）菌类、高等细菌、真菌、藻类）动物型微生物（原生动物、后生动物）动物型微生物（原生动物、后生动物）特点：个体小、分布广特点：个体小、分布广 种类多、繁殖快、容易变异种类多、繁殖快、容易变异2 2、微生物的新陈代谢、微生物的新陈代谢合成和分解合成和分解3 3、微生物生长的营养及影响因素、微生物生长的营养及影响因素补充微生物的图片图片3、微生物生长的营

2、养及影响因素、微生物生长的营养及影响因素3.1微生物代谢过程中对营养的要求及酶微生物代谢过程中对营养的要求及酶C H O N P 维生素等维生素等酶酶第四章 污水的生物处理4 4、环境对微生物生长的影响、环境对微生物生长的影响 P94P94温度温度溶解氧溶解氧PHPH值：好氧值：好氧6.5-8.5 6.5-8.5 厌氧：厌氧：6.7-7.46.7-7.4营营养养物物的的要要求求：好好氧氧BODBOD：N N：P=100P=100：5 5：1 1 厌厌氧氧： BODBOD：N N：P=100P=100：6 6：1 1有毒物的限制有毒物的限制进水有机物的浓度进水有机物的浓度第四章 污水的生物处理5

3、 5、微生物的生长规律、微生物的生长规律 P95P951)1)生长曲线生长曲线 图图4-154-15适应期：适者生存适应期：适者生存 不适者淘汰不适者淘汰对数期对数期平衡期平衡期衰老期衰老期2)2)细菌的定向变异细菌的定向变异混合微生物群体的生长混合微生物群体的生长 曲线图曲线图第四章 污水的生物处理二、污水的可生化性及提高的途径二、污水的可生化性及提高的途径 P97P971 1污水的可生化性污水的可生化性注意事项：注意事项：2 2改善生化性的途径改善生化性的途径调节营养比调节营养比 调节调节PH PH 预处理预处理BOD/COD0.45可生化性难生化可生化易生化第四章 污水的生物处理三、污水

4、生物处理概述三、污水生物处理概述好氧与厌氧的区别好氧与厌氧的区别: :1 1微生物群不同微生物群不同2 2产物不同产物不同3 3反应速率不同反应速率不同4 4对环境要求条件不同对环境要求条件不同第四章 污水的生物处理第二节第二节 活性污泥法活性污泥法一、活性污泥法组成及性能指标一、活性污泥法组成及性能指标1 1活性污泥法组成活性污泥法组成2 2性能指标性能指标污泥浓度污泥浓度MLSSMLSS污泥沉降比污泥沉降比SVSV污泥容积指数污泥容积指数SVISVI表示混合液中活性污泥数量的指标（曝气池）表示混合液中活性污泥数量的指标（曝气池）1. MLSS浓度混合液悬浮固体浓度混合液污泥浓度： mg/L

5、混合液；g/L混合液；g/m3混合液； kg/m3混合液 MLSSM=X=Ma + Me + Mi + Mii 2-4g/L为宜2. MLVSS浓度混合液挥发性悬浮固体浓度 MLVSSMV=XV=Ma + Me + Mi 3.SV污泥沉降比，又叫30min污泥沉降率 SV反应了曝气池正常运行的污泥量，可用于控制剩余污泥排放量， 同时通过它能及早发现污泥膨胀等异常现象的发生。15-30%为宜 4. SVI污泥容积指数（污泥指数） 曝气池出口处的混合液经30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污 泥所占的容积mL/g 50-150为宜表示活性污泥的沉降性能及评定指标（二沉池）表示活性污泥的沉降性能

6、及评定指标（二沉池） SVI在习惯上只称数字，而把单位略去 SVI值能够反映活性污泥的凝聚、沉降性能 要维持曝气池一定的MLSS（如3000mg/L）的情况下，SVI值越高， 则要求的污泥回流比R就越大，但当SVI值高达400mL/g时，则难于 用提高R来维持曝气池一定的MLSS浓度。SVI=SV*10/MLSS SV=% MLSS =g/L5、C污泥龄（生物固体平均停留时间）系统中每日增长的活性污泥量应等于每日排出的剩余污泥量（X）C的定义式（1710） 活性污泥在曝气池内的平均停留时间生物固体平均停留时间。 （179） 将X（17-9）式代入（17-10）式：（17-11）（17-12）(

7、17-13)Xr是活性污泥特性和二沉池沉淀效果的函数。(17-14)第四章 污水的生物处理二、活性污泥法处理过程二、活性污泥法处理过程1 1活性污泥法基本原理活性污泥法基本原理吸附吸附微生物代谢微生物代谢絮凝体的形成与絮凝沉淀絮凝体的形成与絮凝沉淀2 2活性污泥增长规律活性污泥增长规律 见图见图4-174-17对数增长期内对数增长期内减速增长期减速增长期内源呼吸期内源呼吸期第四章 污水的生物处理3 3活性污泥法运行参数活性污泥法运行参数1 1）污泥负荷）污泥负荷Ns=Ns=QLa/XV(kgBOD/MLSS.dQLa/XV(kgBOD/MLSS.d) )QQ污水流量污水流量m3/dm3/dLa

8、La进水有机物进水有机物BODBOD浓度浓度mg/Lmg/LXX暴气池容积暴气池容积m3m3VV污泥浓度污泥浓度MLSS mg/LMLSS mg/L2)2)污泥龄污泥龄 见图见图4-184-18 2)污泥龄污泥龄 见图见图4-18 C污泥龄（生物固体平均停留时间），定义为系统中每日新增的活性污泥平均停留在暴气池中的天数，即暴气池全部活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量（X）的比值，单位天C的定义式（1710） 活性污泥在曝气池内的平均停留时间生物固体平均停留时间。 （179） 将X（17-9）式代入（17-10）式：（17-11）（17-12）(17-13)Xr是活性污泥特性和二沉池沉淀效果的函

9、数。(17-14)第四章 污水的生物处理3)3)有机物去除量与活性污泥的增加有机物去除量与活性污泥的增加X= aQLr-bXV 公式公式4-3 P1054-3 P105X每日新增污泥量，即剩余污泥排放量kg/dLr污水BOD5去除量 kg/m3Q污水量m3/d X混合液污泥浓度 kg/m3X暴气池体积 m3a污泥增长系数，即去除每kgBOD所产生的污泥kg数b污污泥泥自自身身氧氧化化率率，即每kgBOD自自身身氧氧化化所产生的污泥kg数第四章 污水的生物处理X= aQLr-bXV X/XV=aQLr/XV-b1/ C =aU-b 4-5 图解法4-19表4-5 几种物质的ab 值 P1064

10、4）暴气时间）暴气时间 T=V/QT=V/Q5 5）污泥回流比）污泥回流比R=R=QrQr/Q=CX/(Cr-/Q=CX/(Cr-CxCx) )C=C=（R/1+R R/1+R ） * *CRCR第四章 污水的生物处理4 4活性污泥法的运行方式活性污泥法的运行方式1 1）普通活性污泥法）普通活性污泥法 图图4-204-202 2）阶段暴气法）阶段暴气法 图图4-214-213 3）生物吸附法）生物吸附法 图图4-224-224 4）完全混合法）完全混合法 图图4-234-235 5）延时暴气法）延时暴气法 图图4-244-246 6）渐减暴气法）渐减暴气法 图图4-254-251传统活性污泥法

11、的特征：1) 有机物的吸附与代谢在一个曝气池中连续进行2) 活性污泥经历了一个生长周期：对数增长期减速增长期 内源呼吸期。经历了吸附与代谢二个阶段3) S由大小，dO2/dt由大小。 3缺点： 1)不适应冲击负荷和有毒物质 因为是推流式，进入池中的污水和回流污泥在理论上不与池 中原有的混合液混合。水质的变化对活性污泥影响较大 2)前段供氧不足，后段供氧过剩 3)Ns不高，曝气池V大，占地大2优点：池首往往供氧不足，后段供氧过剩，池前段DO浓度较低，沿池长逐渐增高传统活性污泥法（普通活性污泥法）传统活性污泥法（普通活性污泥法）传统活性污泥法流程图（图17-11）阶段曝气活性污泥法阶段曝气活性污泥

12、法特点 1) 分段多点进水，负荷分布均匀，均化了需氧量，避免 了前段供氧不足，后段供氧过剩的缺点 2) 提高了耐水质，水量冲击负荷的能力 3) 活性污泥浓度沿池长逐渐降低阶段曝气活性污泥法工艺流程图吸附吸附再生活性污泥法系统再生活性污泥法系统特点 1) 吸附与再生分别进行，二沉池在二者之中 2) 吸附时间较短（3060min），再生池只对回流污泥再生。 整个池容小于普通活性污泥法 3) 处理效果低于普通活性污泥法 4) 具有一定的耐冲击负荷的能力 5) 不宜处理溶解性有机物较多的污水吸附再生活性污泥法工艺流程图（图17-13）再生曝气活性污泥法系统再生曝气活性污泥法系统而吸附再生活性污泥法系统

13、V再生池很大，V吸附仅3060min，容积小完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法特点 1) 耐冲击负荷，特别适应于工业废水处理 2) 池内水质均匀一致，各点相同，3) 池内需氧均匀，动力消耗小于推流式4) 出水水质比推流式差，活性污泥易产生膨胀各部分工况几乎完全一致，可通过来调整工作情况完全混合活性污泥法工艺流程图（图17-14）延时曝气活性污泥法延时曝气活性污泥法 2.特点 1) Ns非常小，只有0.050.10 kgBOD/kgMLSSd 2) 曝气时间t长（24h以上），污泥处于内源呼吸期，剩余污泥量 少且稳定，池容大 3) 出水水质好，对原污水有较强的适应能力，无需设初沉池，只 适合于

14、小城镇污水处理（Q1000m3/d）。污泥不需进行厌氧 消化处理 4) 基建费和运行费较高吸附再生活性污泥法工艺流程图第四章 污水的生物处理三、暴气三、暴气1 1暴气方法和设备暴气方法和设备1 1）鼓风暴气）鼓风暴气小气泡扩散器小气泡扩散器 图图4-26 4-274-26 4-27中气泡扩散器中气泡扩散器 图图4-28 4-294-28 4-29大气泡扩散器大气泡扩散器 图图4-304-30水力剪切扩散装置水力剪切扩散装置 图图4-314-31空气升流暴气装置空气升流暴气装置 图图4-324-32第四章 污水的生物处理2 2）机械暴气）机械暴气泵型泵型 倒散型倒散型 平板型平板型 图图4-33

15、4-333 3）暴气设备的比较）暴气设备的比较 表表4-7 P1134-7 P1132 2、暴气池的结构、暴气池的结构1 1）推流式暴气池）推流式暴气池 图图4-37 4-384-37 4-382 2）完全混合式）完全混合式 图图4-39 4-40 4-41 4-424-39 4-40 4-41 4-423 3）循环混合式）循环混合式 图图4-43 4-43 第四章 污水的生物处理四、活性污泥法的设计和运行四、活性污泥法的设计和运行1 1活性污泥法的设计活性污泥法的设计2 2活性污泥法的运行和控制活性污泥法的运行和控制活性污泥法的培养活性污泥法的培养活性污泥法的驯化活性污泥法的驯化活性污泥法的

16、试运行活性污泥法的试运行活性污泥法运行中的异常现象活性污泥法运行中的异常现象污污泥泥膨膨胀胀 污污泥泥上上浮浮（脱脱N N上上浮浮、腐腐化化上上浮浮、解解体体上上浮浮、泡泡沫问题）沫问题）第四章 污水的生物处理五、活性污泥法的新发展五、活性污泥法的新发展1 1纯氧暴气法纯氧暴气法 1 1）联合暴气法）联合暴气法 图图4-444-442 2）表面暴气法）表面暴气法 图图4-454-452 2深井暴气法深井暴气法3 3粉末活性炭粉末活性炭- -活性污泥法活性污泥法4 4两级活性污泥法（两级活性污泥法（ABAB法）法）第四章 污水的生物处理5 5两级活性污泥法脱两级活性污泥法脱N N 图图4-46

17、4-474-46 4-476 6间歇暴气活性污泥法工艺（间歇暴气活性污泥法工艺（SBRSBR）7 7氧化沟工艺氧化沟工艺1 1）特点）特点 2 2）分类）分类3 3）典型氧化沟）典型氧化沟帕斯韦尔氧化沟帕斯韦尔氧化沟 图图4-504-50T T型氧化沟型氧化沟 图图4-514-51DEDE型氧化沟型氧化沟 图图4-524-52图17-17 纯氧曝气活性污泥法系统1概述 1-1 1-1 纯氧曝气活性污泥法系统纯氧曝气活性污泥法系统空气纯氧20 Po20.21atmCs9.2mg/LPo2（4.44.7）0.21atmCs（4.44.7）9.2mg/L当维持曝气池DO（C）2mg/L则氧转移的推动

18、力：（CsC）9.227.2mg/L（CsC）9.227.2mg/L纯氧曝气氧转移推动（CsC）比空气曝气氧转移的推动力提高了40/7.2=5.5倍，同时纯氧曝气氧转移推速率2特征 1) 氧的利用率EA（8090），而传统活性污泥法EA仅为 10 2) MLSS47g/L，使Nrv 3) SVI100，一般不会发生污泥膨胀 4) 剩余污泥量小V纯氧曝气活性污泥法工艺流程图（图17-17）1-2 1-2 浅层曝气活性污泥法系统（殷卡曝气法）浅层曝气活性污泥法系统（殷卡曝气法）1.气泡只有在形成与破碎的一瞬间有着最高的氧转移率，而与 其在液体中的移动高度无关2.可使用低压鼓风机，节省电耗，EP1.

19、82.6kgO2/KWh浅层曝气活性污泥法工艺流程图（图17-16）浅层曝气活性污泥法系统1.概述1)亨利定律：CHP 式中：C水中溶解氧饱和浓度 H亨利常数 P压力2) 生物的增殖和有机物降解2 深水曝气池 深水中层曝气池 深水底层曝气池2 2 深水曝气活性污泥法系统深水曝气活性污泥法系统深井曝气池活性污泥法系统深井曝气池活性污泥法系统1. H50100m，16m2. 特征：1) 氧的利用效率EA高达90，动力效率EP高达6kgO2/KWh；占地少 （传统活性污泥法EA10，EP23）2) 适用于各种气候条件，可不设初沉池3) 适用于处理高浓度有机废水EP动力效率：1KWh电能转移到混合液中

20、的氧量，以kgO2/KWh深井曝气池活性污泥法工艺流程图（图17-15）深井曝气活性污泥法系统 特点 1) 当污水BODu300mg/L，一级曝气池以采用完全混合式曝气 池为好；（对水质水量冲击负荷承受力强） 2) 当污水BODu300mg/L，一级曝气池可采用推流式 3) 当污水BODu150mg/L，不应采用多级 4) 处理水水质好，但建设费和运行费均较高3 3粉末活性炭粉末活性炭- -活性污泥法活性污泥法( (略略) )4 4 两级或多级活性污泥法系统两级或多级活性污泥法系统高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法2.特点 1).曝气时间短（1.53.0h）。Ns高（1.5 3.0kgBOD/k

21、gMLSSd），BOD（6575）%。低 2).池容小，出水水质不好第四章 污水的生物处理7 7氧化沟工艺氧化沟工艺1 1）特点）特点 2 2）分类）分类3 3）典型氧化沟）典型氧化沟帕斯韦尔氧化沟帕斯韦尔氧化沟 图图4-504-50T T型氧化沟型氧化沟 图图4-514-51DEDE型氧化沟型氧化沟 图图4-524-52环状跑道形曝气池氧化沟图 17-32 运行中的推流式曝气池2鼓风曝气系统的计算与设计图 17-33 空气扩散装置（曝气器）补充内容补充内容 17. 7 17. 7 活性污泥处理系统的工艺设计活性污泥处理系统的工艺设计17.7.1 17.7.1 概述概述17.7.2 17.7.

22、2 曝气池（区）容积的计算曝气池（区）容积的计算17.7.3 17.7.3 曝气系统与空气扩散装置的计算与设计曝气系统与空气扩散装置的计算与设计 本教材设计举例本教材设计举例1工艺设计内容 1）工艺流程选择 2） V曝气池、曝气池工艺尺寸 3）需氧量、供气量的计算及曝气系统设计 4）回流污泥量（RQ）剩余污泥排放量QW与回流污泥系统的设计 5）二沉池的设计计算2原始资料与数据 1） 曝气时间t6h，曝气池设计流量为Q平均日 2） 曝气时间t2h，曝气池设计流量为KzQ平均日 3） 曝气时间t36h，曝气池设计流量为KdQ平均日（最大平均日）3应确定的主要参数 1） Ns MLSS（MLVSS）

23、 R SVI SV 2） Kz Y Kd a b4处理工艺流程的确定17.7.1 17.7.1 概述概述17.7.2 17.7.2 曝气池（区）容积的计算曝气池（区）容积的计算（17-9）（17-78）1Ns的确定1）完全混合式曝气池 （17-32） 式中：K20.01680.0281 工业废水K2值见表17-17 对于城市污水： Ns0.30.5（kgBOD5/kgMLSSd） 则90，SVI80150 （17-79）2）推流式曝气池按经验计算式计算 根据Ns值，复核SVI值如果要求进入硝化阶段，则应使C3日 （17-80）图 17-32 运行中的推流式曝气池2X的确定 X高，V小，但X不能

24、太高，应考虑以下三个因素1供氧的经济性与可能性 X太高，粘滞性，O2的扩散阻力增大，扩散器的动力费用X太高，需氧量太大，扩散器的供氧活性污泥的需氧，满足不了活性污泥对氧的需要。对空气曝气而言，要求供氧量太大则为不可能。 X太高，即不经济也不可能不经济2活性污泥的凝聚沉淀性能 XXr，而Xr与活性污泥的沉淀性能、浓缩时间有关 Xr与SVI成反比，当SVI100， 则Xr在800012000mg/L之间 3二沉池与污泥回流设备的造价 X太高，二沉池负荷大，二沉池造价高 X太高，RQ回流污泥量大，回流污泥设备的造价与动力费用X的确定（1） 进入二沉池的污泥量应等于从二沉池流出的污泥量：（17-81）

25、对曝气池进出的污泥量进行物料平衡: （2）应为进入曝气池的污泥量加上曝气池内净增污泥量等 于流出曝气池的污泥量：（3） 按（17-83）式计算出X 在考虑上述三个因素的基础上，参考表17-18，确定X （17-82） （17-83）1活性污泥需氧量（RO2）与曝气设备供气量（Gs）的计算1）需氧量计算（1） 日平均需氧量（2） 最大时需氧量（O2）max2）供气量（Gs）计算（1） 计算Csb17.7.3 17.7.3 曝气系统与空气扩散装置的计算与设计曝气系统与空气扩散装置的计算与设计（2）求曝气设备在标准条件下脱氧清水中的供氧量R0 日平均供氧量R0最大时供氧量（R0）max （17-71

26、） （17-71）（3）求曝气设备供气量Gs 平均时供气量（m3/h）（17-73）最大时供气量（Gs）max （m3/h）2鼓风曝气系统的计算与设计图 17-33 空气扩散装置（曝气器）1）空气扩散装置（曝气器）的选定与布置 要求EA、EP较高，且不易堵塞2）空气管道系统的计算与设计（1）经济流速： 主干管、干管：1015 m/s 竖管、支管：45 m/s 然后根据Q、V查附录二求出对应的管径（2）阻力损失计算 KPa（1.5mH2O柱） 4.9 Kpa （4.99.8）KPa式中：h1沿程阻力损失，查附录三求出 h2局部阻力损失，换算成当量长度l0来计算 K是长度换算系数表（17-23）由

27、计算长度L来查附录三，求出h管（17-84）（3）鼓风曝气压缩空气的绝对压力P（17-85）式中：h1管路沿程阻力损失（Pa） h2管路局部阻力损失（Pa） h3曝气器的阻力损失（Pa） 查产品样本 h4曝气器安装深度（m9.8103Pa） h5所在地区的大气压（Pa）（4）空压机所需压力H估算空压机所需压力P= （5）鼓风机的选择同型号：3台 备用1台 4台 备用2台1.5mH2O柱3 机械曝气装置的设计1）选择叶轮型式2）确定叶轮直径与轴功率 3）其它要求 调节叶轮速度和淹没深度4. 污泥回流系统的设计与剩余污泥处置1污泥回流系统的设计（1）回流污泥量的计算（QR）（17-86） SVI、

28、X、Xr三者之间关系SVI会在一定范围内变化，要维持一定的X，则R就应加以调整变化同时X也需要根据进水负荷的变化而加以调整，为调整X也需要调整R （17-87） 设计应按Rmax设计，并有几极较小回流比条件下工作的可能性，使R可以调整 （17-87） （17-7）（17-83）（2）污泥提升设备的选择与设计 污泥泵（轴流泵） 效率高、运行稳定，不会破坏活性污泥絮体。设回流污泥泵 站，适用于大、中型污水厂 空气提升器 设在二沉池排泥井或曝气池进口处的污泥井内 一座污泥回流井只设一台空气提升器，并只接受一座二沉池污泥 斗来的污泥 升液筒在井内的最小淹没水深h1 （mm）式中：n密度系数，一般为22

29、.5 h2需提升的高度 空气用量Qu（35）Qmax提升污泥量 查设计手册 （17-88） 潜污泵 螺旋泵（17-89） 式中：D螺旋泵的外缘直径（m）工作转速Vg安装倾角：3038泵体外缘与导槽内壁之间的间隙优点与缺点： 效率高，节省能耗 不堵塞，维护管理方便 转速较慢，不会打碎活性污泥絮体 无其它附属设备，直接设在曝气池与二沉池之间，应用广泛 缺点是占地较大（17-90）2 剩余污泥及其处置(1) 剩余污泥 （17-15）（17-91） （17-92） (2) 处置 将含水率为99的剩余污泥送入浓缩池浓缩 （9697）含水率的污泥再与初沉池污泥一起去进行厌氧消化 将含水率为99的剩余污泥初

30、沉池，起生物絮凝作用，提高初沉池去除效果。但是增大了初沉池负荷，提高了进入曝气池的BOD浓度，增加了曝气池负荷 剩余污泥（99）浓缩与初沉池污泥相混合，并投加混凝剂后采用机械脱水。5. 二沉池2) 特点 (1) 同时具有泥水分离和污泥浓缩的二种功能，要求池表面积A较大 (2) 进入的混合液污泥浓度高，且具有絮凝性，属于成层沉淀 (3) 因为活性污泥质轻，出流堰负荷比初沉池小，为1.7L/ms， 初沉池为2.9 L/ms1)同时 5mm/s 7mm/s(4) 静水压力排泥的静水头0.9mH2O柱 参见：图17-363)(1) 沉淀池表面积A式中：u成层沉淀之沉速，mm/s （17-93）(2)

31、澄清区水深H1式中：t水力停留时间（h），一般为11.5h （17-94）(3) 污泥区容积V设计二沉池贮泥时间为2h(4) 圆筒部分污泥区高度H2(5) 池边水深（有效水深）H H H1 + H2 + h2 H1H20.3 澄清区 污泥区 缓冲层 (6) 池总高度H总H总 H + h1 + h3 + h4 池边水深 超高 池中心与池边落差 污泥斗高度 h1导流区高度 h2曝气筒直壁段高度 h3沉淀区水深12m H:(0.81.2m)曝气筒保护高度6. 曝气沉淀池各部分尺寸的确定 1) 池体 受搅拌器的限制： （1） D20m，受充氧能力和搅拌能力的限制，D不能过大 （2） H水深5m，太深，

32、搅拌不好，池底易于积泥 结构尺寸的要求： （3） h3（沉淀区水深）12m，过小就会影响上升水流的稳定 （4） 曝气筒保护高度0.81.20m （5） 曝气筒直壁段高度h2导流区高度h1 且（h2h1）0.414B（B为导流区宽度） 2) 回流窗 回流窗总长度为曝气筒周长的30，其调节高度为50150mm3) 导流区 4) V42040mm/s 确定回流缝的宽度b，b一般取值为150300mm，顺流圈长度L0.40.6m。该结构形式为防止曝气区混合液和气泡窜入污泥回流区，干扰沉淀；同时要使回流污泥顺利回流入曝气区。5) 池底斜壁与水平呈456)结构容积系数为（35） 回流缝设计：先确定回流缝的

33、宽度b（150300mm）确定顺流圈长度L0.40.6m校核回流缝内污水的流速V4（2040mm/s） 则 7. 处理水的水质1)出水总的BOD5溶解性BOD5非溶解性BOD5 （Se）2)出水中SS Ce 2030mg/L （Xe）3)（17-95）式中：Ce出水中SS浓度（mg/L） Xa活的微生物在出水中SS中所占比例 b微生物自身氧化率（Kd）：0.050.10 kg/kgd（d1）1.42氧化1g微生物体所需氧量1.42g C5H7NO2+5O25CO2+NH3+2H2O 113 160 1 X 5五天的BOD培养期4) 处理出水中总BOD5值： Se值是从滤后水样测出的，则出水总的

34、BOD5值应按（17-96） 计算得出 Se值是从滤后水静沉后水样测出，则Ce值从静沉下污泥中测 出，总的BOD5按（17-96）计算得出 Se值是从搅拌过的水样中测出，则测出的Se值即为总的BOD5（17-96）例题例题17-1：已知Q=30000m3/d，Kh=1.4，S0=225mg/L，Se=25mg/L，一级处理的BOD5=25%要求： 计算确定曝气池工艺尺寸 计算设计鼓风曝气系统 本教材设计举例本教材设计举例解：一、曝气池各主要部位尺寸的计算与确定1处理程度的确定1进入曝气池污水 mg/L2出水中非溶解性BOD5=7.1bXaSe mg/L（17-96）处理水：BOD5（总） Se

35、 + BOD5 = Se + 7.1bXaCe 溶解性 非溶解性 25mg/L 18.6 mg/L + 6.4 mg/L34 2运行方式 传统活性污泥法、阶段曝气活性污泥法、吸附再生活性污泥法 集中从池首进水 沿曝气池多点进水 沿曝气池某点进水 和进回流污泥 从池首进回流污泥 从池首进回流污泥3曝气池计算与设计1Ns的确定 首先拟定Ns0.3，然后用下列公式校核（17-97） 2确定X 由Ns查图17-2得出SVI值为100120，取120，并取R50，根据（17- 83）式计算X 取整X3300 mg/L 3确定曝气池容积V4确定曝气池各部位尺寸 取超高0.5m，池总高水深+超高4.2+0.

36、54.7m具体布置见图17-38二、曝气系统的计算与设计1平均需氧量O2 2最大时需氧量(O2)max每日去除的BOD5值：去除每千克BOD5的需氧量O23供气量Gs 确定用网状膜中微孔空气扩散器，其EA12，距池底0.2m，淹没水深4.0m，查附录一得出：Cs（20）9.17 mg/L，Cs（30）7.63 mg/L，设计水温定为30（最不利温度！）。 平均供气量Gs 最大时供气量(Gs)max 去除每千克BOD5的供气量为： 每m3污水供气量为： 提升污泥的空气量： 总需气量GsT8418+375012168m3/h4空气管路计算 空气管的布置 曝气池面积F27451215m2 选择最远最

37、长的管路作为计算管路，列空气管路计算表进行 计算，得出管道系统的总压力损失： 网状膜扩散器的压力损失为 5.88 KPa，设计取9.8 KPa 5空气机的选择 所需压力P（4.2-0.2+1）9.849 KPa 空气流量：最大时：8418+375012168m3/h202.8m3/min 平均时：6946+375010696m3/h178.3m3/min 选LG60，5台，P50KPa，Q60 m3/min。3用2备；4用1备例题例题17-217-2： 已确定下列设计参数 解： 1. 曝气区容积V 2沉淀区面积与容积（F3、V2） 由X4000mg/L，查表17-25得0.28mm/s 取沉淀

38、t1.5h，则沉淀区容积V2为V1回流窗孔流速：100200mm/sV2导流区下降流速：15mm/sV3由导流区沉淀流速：V3V2V4污泥回流缝的流速：2040mm/s3需氧量与充气量的计算2 标准条件下的充氧量R014确定曝气叶轮、曝气区直径与面积 泵型叶轮：查附录六，R026kgO2/h，线速度为4.5m/s，叶轮直 径d1000mm，N7KW 曝气区直径： 曝气区面积：5导流区直径与宽度 h4曝气沉淀池斜壁高Hh3；0.81.2m曝 气区直壁段超高6曝气沉淀池直径D7曝气沉淀池其它各部位尺寸的确定1曝气区直壁高h2h1+0.414B1.5+0.4140.51.7m2曝气沉淀池池深H取4.

39、2m3曝气沉淀池斜壁高：h4Hh34.21.72.5m4曝气沉淀池斜壁与曝气区直壁呈455曝气沉淀池池底直径D3D2h41222.57.0m8回流窗尺寸 V1取100mm/s，回流窗孔总面积f 每池开24个回流窗孔，则每个窗孔面积f1 设计成LB300200mm窗孔，共24个均布，并在孔口上设计闸板阀9回流缝 曝气直径D4D3（池底直径）+0.2m7+0.27.2m 回流缝宽b取0.2m，顺流圈长L为0.5m 回流缝内污水的流速V410曝气沉淀池实际容积核算 曝气沉淀池的总容积V为： 实际有效容积V 沉淀区实际有效容积V2 曝气区（包括导流区和回流区）的实际有效容积V1 曝气沉淀池各部分容积比

40、较表 对于鼓风曝气：（17-98）在标准条件下： 1，1，1，T20，C0（17-99）（17-71）17.8.1 17.8.1 活性污泥处理系统的投产与活性污泥的培养驯化活性污泥处理系统的投产与活性污泥的培养驯化 1. 活性污泥的培养与驯化 2. 试运行17.8.2 17.8.2 活性污泥处理系统运行效果的检测活性污泥处理系统运行效果的检测 1. 反映处理效果的项目：进出水总的和溶解性的BOD、COD，进出水 总的和挥发性的SS，进出水的有毒物质（对应工业废水） 2. 反映污泥情况的项目：污泥沉降比（SV%）、MLSS、MLVSS、SVI、 溶解氧、微生物观学察等 3. 反映污泥营养和环境条

41、件的项目：氮、磷、pH、水温等。17.8.3 17.8.3 活性污泥处理系统运行中的异常情况活性污泥处理系统运行中的异常情况 1. 污泥膨胀 2. 污泥解体 3. 污泥腐化 4. 污泥上浮 5. 泡沫问题17.17. 8 8 活性污泥处理系统的运行管理活性污泥处理系统的运行管理1、什么是活性污泥？它由一些什么部分组成？它的活性是指何而言？如何评价活性污泥的好坏？2、活性污泥法的基本要领和基本流程是什么？3、活性污泥评价指标有哪些？它们的意义与应用如何？其数值范围受何影响？4、污泥龄的概念与意义是什么？怎样进行污泥龄的计算？在设计与运行中如何应用？5、活性污泥法去除有机物的净化过程及作用如何？6

42、、生化反应中参数Vmax、K、Y、Kd、a、b的意义是什么？如何来求定这几个参数？7、推流式与完全混合式曝气池的区别是什么？它们两者基质降解的数学模式为何不同？思考题与习题思考题与习题习题习题8、当完全混合式曝气池与推流式曝气池的进水Q、Sa与要求出 水Se都完全相 同时，且完全混合式曝气池中X等于推流式曝 气池中X时，问哪类池型需要的容积要大？为什么？9、曝气设备的作用和分类如何，如何测定曝气设备的性能？10、城市污水属低底物浓度的有机污水，试问有机废物的 降解速度遵循哪级反应？并用何式来描述？11、曝气池有哪几种构造和布置形式？12、活性污泥法有哪些主要的运行方式，各种运行方式的 特点是什

43、么？促使各种运行方式发展的因素是什么？13、影响活性污泥法运行的主要因素有哪些？这些因素的 作用是什么？14、曝气池设计的主要方法有哪几种，各有什么特点？15、曝气池和二沉池的作用和相互联系是什么？习习 题题1、二沉池的功能和构造与一沉池相比有什么不同？在二沉池中设置斜板 或斜管为什么不能取得理想的效果？2、写出好氧微生物的分子式。氧化1kgBOD5的理论需氧量要多少kg？产生 的活性污泥氧化1kg活性污泥的理论需氧量要多少kg？3、国内目前主要采用哪几种曝气设备，曝气设备的改进对活性污泥法将 带来什么好处？4、污水充氧性能修正系数、的意义和测定原理如何？影响、值 的因素有哪些？5、鼓风曝气与

44、机械曝气设备选用计算式有何不同？6、合建式完全混合曝气沉淀池的构造与各区的作用是什么？7、BOD5污泥负荷Ns与Nrs的概念与区别？8、污泥回流的方式有哪几种？它们各自的优缺点是什么？9、试论述鼓风曝气系统的设计、计算步骤和注意事项。10、曝气池内容解氧浓度应保持多少？在供气正常时它的突然变化说 明了什么？11、试分别阐述曝气池每日活性污泥的净增殖量与曝气池混合液每日 需氧量的计算公式的物理意义？并写出每日排出剩余污泥体积量 的计算式。12、从c=YNrs-Kd公式中，论述为什么Nrs增大，就减小?13、从Qsr=a+bNrs公式中，论述为什么Nrs增大，Qsr就减小？14、活性污泥的合成产率

45、Y与表观产率Yobs有何区别？它们与c的关 系式？15、从生化降解有机物的原理，论述曝气池内水中的有机物、泥、气 三者之间的传质与转化关系。16、城市污水二级处理出水中总BOD值与其中非溶解性BOD值的计算中 应注意什么问题？17、产生活性污泥膨胀的主要原因是什么？18、如果某污水厂经常会发生严重的活性污泥膨胀问题，大致可以 从哪些方面着手进行研究、分析，可以采取哪些措施加以控制？19、试从双膜理论推导氧转移速率公式，并说明KLa值如何测定？20、普通曝气池混合液污泥浓度不能过高的原因何在？21、经过实验得到如下一组数据，试求该反应的级数及反应速度常数k （数值及单位）：t/min012345

46、678910S(mgL-1)10077.860.647.236.828.722.317.413.510.58.222、已知某一级反应起始基质浓度为220mg/L，2h后的基质浓度为 20mg/L，求其反应速度常数k与反应后1h的基质浓度S。23、在河流某断面处取水样测得二日20的生化需氧量BOD5为15mg/L ，若河水流速为0.1m/s，只考虑水体的生化自净作用，河水水温 为20，耗氧速度常数k1=0.1d-1，求水流经过86.4km之后的五 日生化需氧量BOD5为多少？24、某普通曝气池混合液的污泥浓度MLSS为4000mg/L，曝气池有效容 积V=3000m3，若污泥龄c=10天，求每日

47、的干污泥增长量。25、曝气池有效容积为4000m3，混合液浓度2000mg/L（其中挥发性污泥 浓度为1500mg/L），半小时沉降比为30%，当进水BOD5为220mg/L， 每日处理1000m3/d生活污水时，处理后水的溶解性BOD5为20mg/L， 试验测得污泥产率系数为0.65g/g，自身氧化率为0.05/d。计算污 泥负荷率、污泥指数、剩余污泥量、污泥龄、回流污泥浓度及污泥 回流比。26、某市平均日污水流量为48000m3/d，Kz=KdKh=1.11.2。污水 BOD5=180mg/L，一级处理BOD5去除率为20%。二级处理拟用推流式 鼓风曝气工艺，其设计参数为：曝气池混合液污泥

48、浓度 X=3000mg/L，DO=1.5mg/L，f=0.75，设计水温30，污泥负荷率 Ns=0.35kgBOD5/（kgMISSd）。生化反应系数为：Y=0.55， Kd=0.05，a=0.5，b=0.15。采用微孔曝气器，EA=18%， =0.95，=0.9，=1，Cs（30）=7.6mg/L，Cs（20） =9.2mg/L。曝气器距水面3.6m，二沉池中清液上升流速 U=0.4mm/s，要求处理水BOD520mg/L。请计算： 曝气池的容积(m3)。 每日需排除的剩余污泥量（kg/d）。 平均时，最大时需氧量。平均时，最大时供气量。 二沉池沉淀表面积。第四章 污水的生物处理第三节第三节

49、 生物膜法生物膜法 生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的基础上，经原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术，已有百余年的发展史。人工生物处理技术，已有百余年的发展史。 污水长时间以滴状喷洒在块状滤料层的表面上，在污污水长时间以滴状喷洒在块状滤料层的表面上，在污水流经的表面上就会形成生物膜，待生物膜成熟后，栖水流经的表面上就会形成生物膜，待生物膜成熟后，栖息在生物膜上的微生物即摄取流经污水中的有机物作为息在生物膜上的微生物即摄取流经污水中的有机物作为营养，从而使污水得到净化。

50、营养，从而使污水得到净化。第四章 污水的生物处理第三节第三节 生物膜法生物膜法特点特点: : 1 1适应性好适应性好 2 2不会发生污泥膨胀不会发生污泥膨胀, ,运转方便运转方便 3 3生物群丰富生物群丰富 4 4剩余污泥少剩余污泥少 5 5自然通风供氧自然通风供氧 6 6运行方面灵活性差运行方面灵活性差 7 7空间效率低空间效率低 8 8可处理低负荷有机物废水可处理低负荷有机物废水第四章 污水的生物处理一、生物膜净化污水的原理一、生物膜净化污水的原理1 1生物膜的形成生物膜的形成 脱落的原因见下页脱落的原因见下页2 2生物膜中的微生物生物膜中的微生物细菌细菌 菌胶团菌胶团 真菌真菌 丝状细菌

51、丝状细菌 原生动物原生动物后生动物后生动物 灰蝇灰蝇从上到下很丰富从上到下很丰富生物膜脱落的原因生物膜脱落的原因u内因内因 厌氧菌营养耗尽而死亡，其附着力降低，很快脱厌氧菌营养耗尽而死亡，其附着力降低，很快脱落落 气态代谢产物不断逸出，破坏了好氧层生态的稳气态代谢产物不断逸出，破坏了好氧层生态的稳定，使二者失去了平衡，生物膜老化定，使二者失去了平衡，生物膜老化 气态产物的积累，将膜顶起气态产物的积累，将膜顶起u外因外因 水流的冲刷作用，加大水量，则冲刷力增大水流的冲刷作用，加大水量，则冲刷力增大第四章 污水的生物处理3 3生物膜去除有机物过程生物膜去除有机物过程 图图4-544-54u空气中氧

52、溶解于流动水层中；空气中氧溶解于流动水层中；u 污水中有机物由流动水层传递到附着水层，污水中有机物由流动水层传递到附着水层，在进入生物膜；在进入生物膜；u 微生物代谢有机物。微生物代谢有机物。第四章 污水的生物处理二、生物滤池的一般构造二、生物滤池的一般构造 图图4-554-551 1滤料滤料2 2池壁池壁3 3排水及通风系统排水及通风系统 图图4-564-564 4布水装置布水装置 图图4-574-571池体池体 生物滤池的池体多为圆形、方形或矩形；生物滤池的池体多为圆形、方形或矩形；池壁可有孔洞或不带孔洞的两种形式，有孔池壁可有孔洞或不带孔洞的两种形式，有孔洞的池壁有利于滤料的内部通风，但

53、在低温洞的池壁有利于滤料的内部通风，但在低温季节，易受低温的影响，使净化功能降低；季节，易受低温的影响，使净化功能降低；池壁一般要求高于滤料表面池壁一般要求高于滤料表面0.50.9m。2滤料滤料 滤料是生物滤池的主体，它对生物滤池的滤料是生物滤池的主体，它对生物滤池的净化功能有直接影响。其一般要求：大的表净化功能有直接影响。其一般要求：大的表面积；有足够大的孔隙率；有较好的机械强面积；有足够大的孔隙率；有较好的机械强度，不易变形和破碎。度，不易变形和破碎。 3布水装置布水装置 布水装置的目的是将废水均匀地喷洒在滤料上。布水装置的目的是将废水均匀地喷洒在滤料上。主要有两种：主要有两种： 固定式布

54、水装置（普通生物滤池多采用）；固定式布水装置（普通生物滤池多采用）； 旋转式布水装置（高负荷生物滤池和塔式生物旋转式布水装置（高负荷生物滤池和塔式生物滤池常用）。滤池常用）。4、排水系统、排水系统 排水系统处于滤床的底部，其作用是收排水系统处于滤床的底部，其作用是收集、排出处理后的废水和保证良好的通风；集、排出处理后的废水和保证良好的通风；一般由渗水装置、汇水沟和总排水沟所组一般由渗水装置、汇水沟和总排水沟所组成；渗水装置用于支撑滤料，其排水孔隙成；渗水装置用于支撑滤料，其排水孔隙的总面积应不小于滤池表面积的的总面积应不小于滤池表面积的20%；渗；渗水装置与池底之间的距离一般应在水装置与池底之

55、间的距离一般应在0.4m以以上，以利通风，一般在出水区的四周池壁上，以利通风，一般在出水区的四周池壁均匀布置进风孔。均匀布置进风孔。第四章 污水的生物处理三、生物过滤法的基本流程与分类三、生物过滤法的基本流程与分类 1 1低负荷生物滤池低负荷生物滤池2 2高负荷生物滤池高负荷生物滤池3 3塔式生物滤池塔式生物滤池 图图4-594-592. 高负荷生物滤池高负荷生物滤池 1）高负荷生物滤池系统流程）高负荷生物滤池系统流程 （1） 典型流程典型流程 （2）二段滤池处理系统流程）二段滤池处理系统流程 2）特征）特征 （1）大幅度地提高了滤池的负荷率；）大幅度地提高了滤池的负荷率； （2）高负荷生物滤

56、池的高负荷率是通过限制进水）高负荷生物滤池的高负荷率是通过限制进水BOD5和运行上采取处理水回流等技术措施而达到目和运行上采取处理水回流等技术措施而达到目的；的； （3）处理水回流可以均化与稳定进水水质、加大）处理水回流可以均化与稳定进水水质、加大水力负荷，及时地冲刷过厚和老化的生物膜，加速水力负荷，及时地冲刷过厚和老化的生物膜，加速生物膜更新，抑制厌氧层发育，使生物膜经常保持生物膜更新，抑制厌氧层发育，使生物膜经常保持较高的活性；抑制滤池蝇的过度滋长，减轻臭味。较高的活性；抑制滤池蝇的过度滋长，减轻臭味。第四章 污水的生物处理四、其他常用生物膜处理设施四、其他常用生物膜处理设施1 1 生物转

57、盘生物转盘 图图4-604-60构造构造 技术条件技术条件 布置方式布置方式( (图图4-61)4-61)2 2 生物接触氧化池图生物接触氧化池图4-62 4-63 4-64 4-654-62 4-63 4-64 4-653 3 生物流化床生物流化床1)1)类型类型: :两相生物流化床图两相生物流化床图4-66 4-66 三相生物流化床图三相生物流化床图4-674-67 1盘片盘片1）材质：要求轻质高强、耐腐不变形、取材加工方便，一般采用聚氯乙烯或聚脂玻璃钢制作。 =37mm（ =1015）2）形状、大小：圆形、正多角形，为波纹状盘片，此时表面积可提高一倍。直径：23.6m，最大5.0m3）盘

58、片间距：一般为30mm，多级转盘前级数为2535mm，后级数1020mm。2接触反应槽接触反应槽 半圆形，盘片直径半圆形，盘片直径40%浸没于污水中，盘片边缘与槽内面浸没于污水中，盘片边缘与槽内面间距间距150mm，进出水采用锯齿形溢流堰，槽底设放空管。对，进出水采用锯齿形溢流堰，槽底设放空管。对于多级生物转盘在级与级之间设导流槽。于多级生物转盘在级与级之间设导流槽。3转轴与驱动装置转轴与驱动装置 1）转轴：实心钢轴或无缝钢管，长）转轴：实心钢轴或无缝钢管，长L=0.57.0m，否则易扰，否则易扰曲变形，发生折断或扭断，直径曲变形，发生折断或扭断，直径d=5080mm。 2）驱动装置：电机）驱

59、动装置：电机减速器减速器转动链条转动链条轴，转速轴，转速0.83.0r/min，线速度，线速度1020m/min。不能过高或过低。不能过高或过低。第四章 污水的生物处理2)2)生物流化床的构造生物流化床的构造床体床体载体载体布水装置布水装置充氧装置和脱膜装置充氧装置和脱膜装置四生物滤池系统的设计计算四生物滤池系统的设计计算 P140P140例题例题4-24-2第四章 污水的生物处理第四节第四节 厌氧生物处理法厌氧生物处理法特点特点: :1 1应用范围广应用范围广2 2能耗低能耗低3 3负荷高负荷高4 4剩余污泥少剩余污泥少, ,污泥脱水性好污泥脱水性好5N5N、P P营养需要少营养需要少6 6

60、有一定的杀菌作用有一定的杀菌作用7 7厌氧污泥可长期储存厌氧污泥可长期储存8 8厌氧反应器可间歇运转，停止运行后能迅速启动厌氧反应器可间歇运转，停止运行后能迅速启动第四章 污水的生物处理第四节第四节 厌氧生物处理法厌氧生物处理法缺点缺点: :1 1微生物增殖缓慢，启动和处理时间长微生物增殖缓慢，启动和处理时间长2 2出水不达标，需要进一步处理出水不达标，需要进一步处理3 3工艺控制严格，对进水毒物敏感工艺控制严格，对进水毒物敏感 （PHPH、温度）、温度）4 4对低浓度废水处理效果不好对低浓度废水处理效果不好5 5出水臭，影响环境出水臭，影响环境第四章 污水的生物处理一、厌氧生化法的基本原理一

61、、厌氧生化法的基本原理图图4-684-68水解酸化阶段水解酸化阶段产氢产乙酸阶段产氢产乙酸阶段产甲烷阶段产甲烷阶段第四章 污水的生物处理二、厌氧生化法的影响因素二、厌氧生化法的影响因素1 1温度图温度图4-694-692PH2PH值及碱度值及碱度 6.8-7.26.8-7.2，加石灰调节，加石灰调节3C/N3C/N比比=10-20=10-20：1 14 4有机负荷率有机负荷率5 5搅拌搅拌6 6有毒物质有毒物质 表表4-24-2各种废物的碳氮比（C/N） 原料碳氮比原料碳氮比大便(610):1厨房垃圾25:1小便0.8:1混合垃圾34:1牛厩肥18:1初沉池污泥5:1鲜马粪24:1二沉池污泥1

62、0:1鲜羊粪 29:1鲜猪粪13:1第四章 污水的生物处理三、厌氧生化法的工艺和设备三、厌氧生化法的工艺和设备1 1 厌氧消化池厌氧消化池 1 1）传统消化池）传统消化池 图图4-70 4-714-70 4-71 2 2）高速消化池）高速消化池 图图4-72 4-72 2 2 厌氧接触法厌氧接触法 图图4-734-733 3 厌氧滤池厌氧滤池 图图4-744-744 4 升流式厌氧污泥床反应器升流式厌氧污泥床反应器UASB UASB 图图4-754-755 5 厌氧膨胀床和流化床厌氧膨胀床和流化床 图图4-764-766 6 两段厌氧法和复合厌氧法两段厌氧法和复合厌氧法 图图4-77 4-784-77 4-78第四章 污水的生物处理7 7厌氧生物处理构筑物容积的确定厌氧生物处理构筑物容积的确定 P155P155例题例题4-44-4四、四、厌氧处理装置的启动与运行管理厌氧处理装置的启动与运行管理第四章 污水的生物处理第五节第五节 污水的自然生物处理污水的自然生物处理一、氧化塘一、氧化塘1 1 氧化塘的类型和机理氧化塘的类型和机理1 1）好氧塘）好氧塘2 2）兼性塘）兼性塘3 3）厌氧塘）厌氧塘4 4）暴气塘）暴气塘2 2 氧化塘的优缺点氧化塘的优缺点