《活性污泥法》PPT课件

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1、第十二章 活性污泥法第一节第一节 基基 本本 概概 念念 什么是活性污泥？由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。活性污泥的性质颜色黄褐色状态似矾花絮绒颗粒味道土腥味相对密度曝气池混合液：1.0021.003回流污泥：1.0041.006粒径2001000m20100cm2/mL比表面积微生物组成特征（一）微生物组成特征（一）细细菌菌：以以异异养养型型原原核核生生物物(细细菌菌)为为主主，数数量量107108个个/mL，自自养养菌菌数数量量略略低低。其其优优势势菌菌种种：产产碱碱杆杆菌菌属属等等，它它是

2、是降降解解污污染染物物质质的的主主体，具有分解有机物的能力。体，具有分解有机物的能力。真真菌菌：由由细细小小的的腐腐生生或或寄寄生生菌菌组组成成，具具分分解解碳碳水水化化合合物物，脂脂肪肪、蛋蛋白白质质的的功功能能，但但丝丝状状菌菌大量增殖会引发污泥膨胀。大量增殖会引发污泥膨胀。微生物组成特征（二）微生物组成特征（二）原原生生动动物物：肉肉足足虫虫，鞭鞭毛毛虫虫和和纤纤毛毛虫虫3类类，捕捕食食游游离离细细菌菌。其其出出现现的的顺顺序序反反映映了了处处理理水水质质的的好好坏坏（这这里里的的好好坏坏是是指指有有机机物物的的去去除除），最最初初是是肉肉足足虫虫，继继之之鞭鞭毛毛虫虫和和游游泳泳型型纤

3、纤毛毛虫虫；当当处处理理水水质质良良好好时时出出现现固固着着型型纤纤毛毛虫虫，如如钟钟虫虫、等等枝枝虫虫、独独缩缩虫、聚缩虫、盖纤虫等。虫、聚缩虫、盖纤虫等。 后后生生动动物物(主主要要指指轮轮虫虫、线线虫虫、甲甲壳壳虫虫如如水水骚骚类类），捕食菌胶团和原生动物捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定的标志。，是水质稳定的标志。 产碱杆菌丝状菌草履虫游泳型纤毛虫钟虫固着型纤毛虫轮虫线虫曝气池曝气池出水堰曝气池混合液配水进入二沉池有办法知道确切的生物量吗？ 有人曾企图通过直接测定污泥中细胞的DNA量、有机氮量、三磷酸腺苷（ATP）量、脱氢酶的活力等指标去反映活性污泥的活力，这种方法既复杂又不准确，而且微

4、生物的含量不断变化。按McKinney的分析： MLSS=Ma+Me+Mi+Mii式中：Ma具备活性细胞成分； Me内源代谢残留的微生物有机体； Mi未代谢的不可生化的有机悬浮固体； Mii吸附的无机悬浮固体。按有机性和无机性成分：处理生活污水的活性污泥MLVSS: 70%NVSS: 30% MLSS表示悬浮固体物质总量，MLVSS挥发性固体成分表示有机物含量，MLNVSS灼烧残量，表示无机物含量。 MLVSS包含了微生物量，但不仅是微生物的量，由于测定方便，目前还是近似用于表示微生物的量。污泥沉降比：SV活性污泥的沉降浓缩性能取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后，度量

5、沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例（%）表示污泥沉降比。通常，曝气池混合液的沉降比正常范围为1530%。 污泥体积指数：SVISV不能确切表示污泥沉降性能，故人们想起用单位干泥形成湿泥时的体积来表示污泥沉降性能，简称污泥指数，单位为mL/g。在一定的污泥量下，在一定的污泥量下，在一定的污泥量下，在一定的污泥量下，SVISVI反映了活性污泥的凝聚沉淀性。反映了活性污泥的凝聚沉淀性。反映了活性污泥的凝聚沉淀性。反映了活性污泥的凝聚沉淀性。如如如如SVISVI较高，表示较高，表示较高，表示较高，表示SVSV值较大、沉淀性较差；如值较大、沉淀性较差；如值较大、沉淀性较差；如值较大、沉淀性较差；如

6、SVISVI较小，较小，较小，较小，污泥颗粒密实，污泥无机化程度高，沉淀性好。但是，污泥颗粒密实，污泥无机化程度高，沉淀性好。但是，污泥颗粒密实，污泥无机化程度高，沉淀性好。但是，污泥颗粒密实，污泥无机化程度高，沉淀性好。但是，如如如如SVISVI过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性都较差。过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性都较差。过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性都较差。过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性都较差。通常，当通常，当通常，当通常，当SVISVI100100，沉淀性能良好；当，沉淀性能良好；当，沉淀性能良好；当，沉淀性能良好；当SVI=100SVI=100200200时，沉淀

7、性一般；而当时，沉淀性一般；而当时，沉淀性一般；而当时，沉淀性一般；而当SVISVI200200时，沉淀性较差，污时，沉淀性较差，污时，沉淀性较差，污时，沉淀性较差，污泥易膨胀。一般常控制泥易膨胀。一般常控制泥易膨胀。一般常控制泥易膨胀。一般常控制SVISVI在在在在5050150150之间。但根据废之间。但根据废之间。但根据废之间。但根据废水性质不同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机水性质不同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机水性质不同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机水性质不同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机物含量高时，正常的物含量高时，正常的物含量高时，正常的物含量高时，正常的

8、SVISVI值可能较高；相反，废水中含值可能较高；相反，废水中含值可能较高；相反，废水中含值可能较高；相反，废水中含无机性悬浮物较多时，正常有的无机性悬浮物较多时，正常有的无机性悬浮物较多时，正常有的无机性悬浮物较多时，正常有的SVISVI值可能较低。值可能较低。值可能较低。值可能较低。 活性污泥法的基本流程 活性污泥降解污水中有机物的过程 活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段：吸附阶段稳定阶段 由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的黏性物质，导致污水中的有机物转移到活性污泥上去。主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。活性污泥降解污水中有机物的过程

9、污水与污泥混合曝气后BOD的变化曲线对活性污泥法曝气过程中污水中有机物的变化分析得到结论：污水中的有机物残留在污水中的有机物从污水中去除的有机物微生物不能利用的有机物微生物能利用的有机物微生物能利用而尚未利用的有机物微生物不能利用的有机物微生物已利用的有机物（氧化和合成）（吸附量）增殖的微生物体氧化产物P105曲线曲线反映污水中有机反映污水中有机物的去除规律；物的去除规律；曲线曲线反映活性污泥利反映活性污泥利用有机物的规律；用有机物的规律；曲线曲线反映了活性污泥反映了活性污泥吸附有机物的规律。吸附有机物的规律。 这三条曲线反映出，在曝气过程中：这三条曲线反映出，在曝气过程中： 污水中有机物的去

10、除在较短时间污水中有机物的去除在较短时间( ( 图中是图中是5h5h左右左右) )内就基本内就基本完成了完成了( (见曲线见曲线)； 污水中的有机物先是转移到污水中的有机物先是转移到( (吸附吸附) )污泥上污泥上( (见曲线见曲线),),然后逐然后逐渐为微生物所利用渐为微生物所利用( (见曲线见曲线)； 吸附作用在相当短的时间吸附作用在相当短的时间( (图中是图中是45min45min左右左右) )内就基本完成内就基本完成了了( (见曲线见曲线)； 微生物利用有机物的过程比较缓慢微生物利用有机物的过程比较缓慢( (见曲线见曲线)。 第二节第二节 活性污泥法的发展活性污泥法的发展 一、活性污泥

11、法曝气反应池的基本形式一、活性污泥法曝气反应池的基本形式推流式（推流式（PF）完全混合式完全混合式封闭环流式封闭环流式序批式序批式传统活性污泥法传统活性污泥法 渐渐 减减 曝曝 气气分分 步步 曝曝 气气完全混合法完全混合法浅浅 层层 曝曝 气气深深 层层 曝曝 气气高负荷曝气或变形曝气高负荷曝气或变形曝气克克 劳劳 斯斯 法法延延 时时 曝曝 气气接触稳定法接触稳定法氧氧 化化 沟沟纯纯 氧氧 曝曝 气气活性污泥生物滤池（活性污泥生物滤池（ABF工艺）工艺）吸附生物降解工艺（吸附生物降解工艺（AB法）法）序批式活性污泥法（序批式活性污泥法（SBR法）法）二、活性污泥法的发展与演变有机物去除和

12、有机物去除和氨氮硝化氨氮硝化在推流式的传统曝气池中，混合液的需在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的。氧量在长度方向是逐步下降的。实际情况是：前半段氧远远不够，后半实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧量超过需要。段供氧量超过需要。渐减曝气的渐减曝气的目的目的就是合理地布置扩散器，就是合理地布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气量不变，这使布气沿程变化，而总的空气量不变，这样可以提高处理效率。样可以提高处理效率。 渐 减 曝 气 渐 减 曝 气 把入流的一部分从池端引入到池的中部分点进水。 分 步 曝 气 分步曝气示意图 完 全 混 合 法 在分步曝气的基础上，进一步大

13、大增加进水点，同时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，长条形池子中也能做到完全混合状态。完全混合的概念（1）池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生）池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生活环境也基本相同。活环境也基本相同。（2）入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小，因）入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小，因为骤然增加的负荷可为全池混合液所分担，而不是像推流为骤然增加的负荷可为全池混合液所分担，而不是像推流中仅仅由部分回流污泥来承担。完全混合池从某种意义上中仅仅由部分回流污泥来承担。完全混合池从某种意义上来讲，是一个大的缓冲器和均和池，在工业污水的处理中来讲，是一个大

14、的缓冲器和均和池，在工业污水的处理中有一定优点。有一定优点。（3）池液里各个部分的需氧量比较均匀。）池液里各个部分的需氧量比较均匀。 完全混合法的特征 完 全 混 合 法 浅 层 曝 气 特点：气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。在水的浅层处用大量空气进行曝气，就可以获得较高的氧传递速率。 1953年派斯维尔（Pasveer）的研究：氧在10静止水中的传递特征，如下图所示。 浅 层 曝 气 扩扩散散器器的的深深度度以以在在水水面面以以下下范范围围为为宜宜，可可以以节节省省动动力力费费用用，动力效率可达动力效率可达（O2） / kWh。可以用一般的离心鼓风机。可以用一般的离心鼓风机。浅层曝气

15、与一般曝气相比，空气量增大，但风压仅为一般曝气浅层曝气与一般曝气相比，空气量增大，但风压仅为一般曝气的的1/41/6左右，约左右，约10kPa，故电耗略有下降。，故电耗略有下降。曝气池水深一般曝气池水深一般34m，深宽比，深宽比，气量比，气量比3040m3/（m3 H2O.h）。）。浅层池适用于中小型规模的污水厂。浅层池适用于中小型规模的污水厂。由于布气系统进行维修上的困难，没有得到推广利用。由于布气系统进行维修上的困难，没有得到推广利用。 深 层 曝 气 深井曝气法处理流程深井曝气池简图一般曝气池直径约一般曝气池直径约16m，水深约，水深约1020m。深井曝气法深度。深井曝气法深度为为501

16、50m，节省了用地面积。，节省了用地面积。在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。深井曝气法中，活性污泥经受压力变化较大，实践表明这时深井曝气法中，活性污泥经受压力变化较大，实践表明这时微生物的活性和代谢能力并无异常变化，但合成和能量分配有微生物的活性和代谢能力并无异常变化，但合成和能量分配有一定的变化，发现一定的变化，发现CO2比常规增多比常规增多30%，污泥产量低。，污泥产量低。深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，值增大，同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而增同时气液接

17、触时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而增加。加。当井壁腐蚀或受损时，污水可能会通过井壁渗透，污染地下当井壁腐蚀或受损时，污水可能会通过井壁渗透，污染地下水。水。 深 层 曝 气 部分污水厂只需要部分处理，因此产生了高负荷曝气法。 曝气池中的MLSS约为300500mg/L，曝气时间比较短，约为23h，处理效率仅约65左右，有别于传统的活性污泥法，故常称变形曝气。 高负荷曝气或变形曝气 克劳斯工程师把厌氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝气，然后再进入曝气池，克服了高碳水化合物的污泥膨胀问题，这个方法称为克劳斯法。 消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量碳水化合物代谢所需的氮。 消化池上清液夹带

18、的消化污泥相对密度较大，有改善混合液沉淀性能的功效。 克 劳 斯 法 延时曝气的特点：曝气时间很长，达24h甚至更长，MLSS较高，达到30006000mg/L；活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放；适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污水处理系统多有使用。延 时 曝 气 接 触 稳 定 法 混合液曝气过程中第一阶段混合液曝气过程中第一阶段BODBOD5 5的下降是由于吸附作用造的下降是由于吸附作用造成的，对于溶解的有机物，吸附作用不大或没有，因此，把成的，对于溶解的有机物，吸附作用不大或没有，因此，把这种方法称为接触稳定法，也叫吸附再生法。混

19、合液的曝气这种方法称为接触稳定法，也叫吸附再生法。混合液的曝气完成了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳定作用。完成了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳定作用。直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流处理效果好；可省去初沉池；此方法剩余污泥量增加。 接 触 稳 定 法 氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作用，沟中混合液流速约为拌两个作用，沟中混合液流速约为，使活性污泥呈

20、悬浮状，使活性污泥呈悬浮状态。态。氧 化 沟 纯氧代替空气，可以提高生物处理的速度。纯氧曝气池的构造见右图。 纯 氧 曝 气 纯氧曝气的缺点是纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，运转管理较麻烦。 在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推动力也随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好，污泥的沉淀性也好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生物的性质，但使微生物充分发挥了作用。活性污泥生物滤池（ABF工艺）上图为上图为ABFABF的流程，在通常的活性污泥过程之前设置一个的流程，在通常的活性污泥过程之前设置一个塔式滤池，它同曝气池可以是串联或并联的。塔式滤池，它同曝气池可以是串联或并联的。塔式滤池

21、滤料表面附着很多的活性污泥，因此滤料的材塔式滤池滤料表面附着很多的活性污泥，因此滤料的材质和构造不同于一般生物滤池。质和构造不同于一般生物滤池。滤池也可以看作采用表面曝气特殊形式的曝气池，塔是滤池也可以看作采用表面曝气特殊形式的曝气池，塔是一外置的强烈充氧器。因而一外置的强烈充氧器。因而ABFABF可以认为是一种复合式活可以认为是一种复合式活性污泥法。性污泥法。活性污泥生物滤池（ABF工艺）吸附生物降解工艺（AB法）A A级以高负荷或超高负荷运行，级以高负荷或超高负荷运行，B B级以低负荷运行，级以低负荷运行，A A级级曝气池停留时间短，曝气池停留时间短，303060min60min，B B级

22、停留时间级停留时间2 24h4h。该系统不设初沉池，该系统不设初沉池，A A级曝气池是一个开放性的生物系级曝气池是一个开放性的生物系统。统。A A、B B两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混。互不相混。处理效果稳定，具有抗冲击负荷和处理效果稳定，具有抗冲击负荷和pHpH变化的能力。该变化的能力。该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。工艺还可以根据经济实力进行分期建设。吸附生物降解工艺（AB法）项目项目段段推荐设计参数推荐设计参数容积负荷容积负荷(kgBOD5/(m3d)AB6100.9污泥负荷污泥负荷(kgBOD5/(kgMLSSd)AB25

23、0.3泥龄泥龄/dAB0.30.51520曝气时间曝气时间/hAB0.50.7524沉淀时间沉淀时间/hAB1224BOD5去除率去除率/%AAB45559095AB两段的主要工艺参数对比及推荐取值两段的主要工艺参数对比及推荐取值序批式活性污泥法（SBR法）SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。 (1)工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；能，无污泥回流设备；(2)耐冲击负荷，

24、在一般情况下（包括耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；工业污水处理）无需设置调节池；(3)反应推动力大反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质；易于得到优于连续流系统的出水水质；(4)运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；氮除磷的效果；(5)污泥沉淀性能好污泥沉淀性能好,SVI值较低值较低,能有效地防止丝状菌膨胀；能有效地防止丝状菌膨胀；(6)该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。制，便于自控运行

25、，易于维护管理。 序批式活性污泥法（SBR法）SBR工艺与连续流活性污泥工艺相比的优点 (1)容积利用率低； (2)水头损失大； (3)出水不连续； (4)峰值需氧量高； (5)设备利用率低； (6)运行控制复杂； (7)不适用于大水量。 序批式活性污泥法（SBR法）SBR工艺的缺点第三节 活性污泥法数学模型基础活性污泥法动力学模型劳伦斯劳伦斯（Lawronce）和麦）和麦卡蒂卡蒂(McCarty)模型模型Eckenfelder模型麦金尼麦金尼(McKinney)模型模型底物降解速率与底物浓度、生物量等因素之间的关系底物降解速率与底物浓度、生物量等因素之间的关系微生物增殖速率与底物浓度、生物量

26、等因素之间的关系微生物增殖速率与底物浓度、生物量等因素之间的关系一、建立模型的假设一、建立模型的假设（1）曝气池处于完全混合状态）曝气池处于完全混合状态（2）进水中微生物可忽略）进水中微生物可忽略（3）全部可生物降解的底物处于完全溶解状态）全部可生物降解的底物处于完全溶解状态（4）系统处于稳定状态）系统处于稳定状态（5）二沉池中没有微生物活动）二沉池中没有微生物活动（6）二沉池中没有污泥积累，泥水分离良好）二沉池中没有污泥积累，泥水分离良好进水进水 Q S0 X0Se、X、V曝气池二沉池剩余污泥回流污泥系统边界RQ、Se、XRQW、Se、XR(Q-QW)、Se、Xe出水（1+R）QSe、XQW

27、、Se、X剩余污泥完全混合活性污泥法系统的典型流程完全混合活性污泥法系统的典型流程二、劳伦斯和麦卡蒂劳伦斯和麦卡蒂（LawronceMcCarty)模型模型污泥龄（SRT）SRT：曝气池中污泥全部更新一次所需 要的时间。（一）在稳态下，作系统活性污泥的物料平衡：（一）在稳态下，作系统活性污泥的物料平衡：活性污泥的净增长速率，活性污泥的净增长速率，gVSS/（m3d）通过控制污泥龄，可以控制微生物的比增长速率代入代入出水有机物浓度仅仅是污泥龄和动力学参数的函数，与进水有机物浓度无关。（二）在稳态下，作曝气池底物的物料平衡：（二）在稳态下，作曝气池底物的物料平衡：活性污泥浓度与进出水水质、污泥泥龄

28、活性污泥浓度与进出水水质、污泥泥龄和动力学参数密切相关。和动力学参数密切相关。Lawronce、McCarty导出的活性污泥数学模型导出的活性污泥数学模型第四节 气体传递原理和曝气设备 活性污泥法的三个要素构成一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；二是污水中的有机物，它是处理对象，也是微生物的食料；三是溶解氧，没有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。气气 体体 传传 递递 原原 理理 双膜理论的基点是认双膜理论的基点是认为在气液界面存在着二层为在气液界面存在着二层膜（即气膜和液膜）这一膜（即气膜和液膜）这一物理现象。物理现象。 这两层薄膜使气体分这两层薄膜

29、使气体分子从一相进入另一相时受子从一相进入另一相时受到了阻力。当气体分子从到了阻力。当气体分子从气相向液相传递时，若气气相向液相传递时，若气体的溶解度低，则阻力主体的溶解度低，则阻力主要来自液膜。要来自液膜。在污水生物处理系统中，氧的传递速率可用在污水生物处理系统中，氧的传递速率可用下式表示：下式表示： 式中：式中：dM/dt氧传递速率，氧传递速率，kgO2/h； D液膜中氧分子扩散系数，液膜中氧分子扩散系数，m2/h； A 气液接触面积，气液接触面积，m2； cS与界面分压对应的饱和与界面分压对应的饱和DO值，值，kgO2/m3； c 溶液中的溶液中的DO浓度，浓度，kgO2/m3 。设液相

30、主体体积为设液相主体体积为V，则上式可改写成：，则上式可改写成：通常通常KLA/V项用项用KLa来代替，由此上式变为：来代替，由此上式变为：将上式进行积分，可求得总的传质系数：KLa：氧分子的总传质系数（：氧分子的总传质系数（h-1） KLa值受污水水质的影响，把用于清水测出的值用于污水，要采用修正系数，同样清水的cs0值要用于污水要乘以系数，因而上式变为：污水水质水温氧分压氧转移的影响因素氧转移速率与供气量的计算氧转移速率与供气量的计算 曝气扩散设备堵塞系数（曝气扩散设备堵塞系数（曝气扩散设备堵塞系数（曝气扩散设备堵塞系数（）在稳定条件下，氧的转移速率等于活性污泥微在稳定条件下，氧的转移速率

31、等于活性污泥微生物的需氧速率（生物的需氧速率（Rr）在标准条件下，转移到一定体积脱氧清水中总氧量在标准条件下，转移到一定体积脱氧清水中总氧量（OS，单位：，单位：kg/h）为：）为：而在实际情况下，同样的曝气系统设备，能够转移到而在实际情况下，同样的曝气系统设备，能够转移到同样体积曝气池混合液中总氧量（同样体积曝气池混合液中总氧量（O2，kg/h）为：）为：根据生化过程计算实际需氧量O2换算为OS根据氧利用效率EA计算供气量GS曝气系统需要的供气量曝气系统需要的供气量GS（m3/h）：）：风机工作台数风机工作台数3，1台备用台备用风机工作台数风机工作台数4，2台备用（备用风机同时可台备用（备用

32、风机同时可用于高峰负荷时补充供气量）用于高峰负荷时补充供气量）鼓风机的选型鼓风机的选型主要依据：风压单机风量根据扩散设备的淹没水深及风压损失、风管的压力损失、管道中调节阀门等配件的局部压力损失等确定机械曝气的选型如泵型叶轮的充氧量与叶轮直径及叶轮线速如泵型叶轮的充氧量与叶轮直径及叶轮线速度的关系：度的关系：QS在标准条件下脱氧清水中的充氧量，在标准条件下脱氧清水中的充氧量，kg/h叶轮线速度，叶轮线速度，m/sD叶轮直径叶轮直径K池型修正系数池型修正系数曝气的作用与曝气方式曝气的作用与曝气方式 1.好氧微生物的需氧代谢好氧微生物的需氧代谢2.兼性微生物酶的好氧合成兼性微生物酶的好氧合成3.混合

33、液的搅拌作用（缺氧池另加搅拌器）混合液的搅拌作用（缺氧池另加搅拌器）曝气方式：曝气方式：1.鼓风曝气系统鼓风曝气系统2.机械曝气装置：纵轴表面曝气机、横轴表面曝气器机械曝气装置：纵轴表面曝气机、横轴表面曝气器3.鼓风鼓风+机械曝气系统机械曝气系统4.其他：富氧曝气、纯氧曝气其他：富氧曝气、纯氧曝气 曝 气 设 备 鼓风曝气机械曝气空气净化器 鼓 风 机 空气输配管系统 扩 散 器 竖式曝气机表面曝气机卧式曝气机高速单级鼓风机曝气系统的组成 鼓风曝气空气净化器 鼓 风 机 空气输配管系统 扩 散 器 空气净化器的目的是改善整个曝气系统的运行状态和防止扩散器阻塞。鼓鼓风风曝曝气气系系统统的的组组成

34、成过滤器与进口消音器 过滤器压力损失监测鼓风机旁通与旁通消音器鼓风曝气空气净化器 鼓 风 机 空气输配管系统 扩 散 器 鼓风机供应压缩空气 风量要满足生化反应所需的氧量和能保持混合液悬浮固体呈悬浮状态。 风压要满足克服管道系统和扩散器的摩阻损耗以及扩散器上部的静水压。罗茨鼓风机：适用于中小型污水厂，噪声大，必须采取消音、隔音措施离心式鼓风机：噪声小，效率高，适用于大中型污水厂常用鼓风机形式 1. 1. 容积式风机容积式风机: : 罗茨鼓风机、回转风机罗茨鼓风机、回转风机2. 2. 单级高速离心鼓风机单级高速离心鼓风机丹麦HV-Turbo风机英国Howden风机常用鼓风机形式 常用鼓风机形式常

35、用鼓风机形式 美国Power Mizer多级风机常用鼓风机形式常用鼓风机形式 常用鼓风机形式 单级高速鼓风机进出口导叶片三叶式罗茨鼓风机外型离心鼓风机外型离心鼓风机外型多极离心风机离心鼓风机房离心鼓风机房鼓风曝气空气净化器 鼓 风 机 扩 散 器 空气输配管系统 负责将空气输送到空气扩散器。要求沿程阻力损失小,曝气设备各点压力均衡,空气干管和支管流速符合设计要求，配备必要的手动阀和电动调节阀门。鼓风曝气空气净化器 鼓 风 机 扩 散 器 扩散器的作用是将空气分散成空气泡,增大空气和混合液之间的接触界面，把空气中的氧溶解于水中。空气输配管系统小气泡扩散器中气泡扩散器大气泡扩散器微气泡扩散器扩散器

36、的类型微孔曝气设备微孔曝气盘 微孔曝气管 微孔曝气设备测试 微孔曝气设备安装 微孔曝气设备的清水检验 微孔曝气设备的运行状况 表面曝气机沉水曝气机射流曝气器转刷曝气机穿孔曝气管膜片式微孔曝气器微孔曝气器实际安装情况双螺旋曝气器伞形曝气器ZDB型振动曝气器KBB型可变微孔曝气器机械曝气：表面曝气机 表面曝气机充氧原理： (1)曝气设备的提水和输水作用，使曝气池内液体不断循环流动, 从而不断更新气液接触面, 不断吸氧； (2)曝气设备旋转时在周围形成水跃，并把液体抛向空中，剧烈搅动而卷进空气； (3)曝气设备高速旋转时，在后侧形成负压区而吸入空气。机械曝气：表面曝气机 曝气的效率取决于：曝气机的性

37、能曝气池的池形倒伞形平板形泵 形 这类曝气机的转动轴与水面平行,主要用于氧化沟 。竖式曝气机卧式曝气刷泵 形倒伞形平板形倒伞形机械曝气器曝气转刷水平轴曝气转刷或转盘水平轴曝气转刷或转盘测试中的曝气转碟 曝 气 设 备 性 能 指 标 比较各种曝气设备性能的主要指标 氧转移率：单位为mg（O2）/（Lh）。 充氧能力（或动力效率）：即每消耗1kWh动力能传递到水中的氧量（或氧传递速率）,单位为kg（O2）/（kWh）。 氧利用率：通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧的比例，单位为。 曝 气 设 备 性 能注意：注意：各类曝气设备除了要满足充氧要求外，还应满足最低混各类曝气设备除了要满足充

38、氧要求外，还应满足最低混合强度要求：合强度要求：u采用鼓风曝气，处理采用鼓风曝气，处理1m3污水的曝气量污水的曝气量3m3； 如曝气池水位较深，则可以按最低曝气强度（每单位如曝气池水位较深，则可以按最低曝气强度（每单位池底面积、单位时间内的曝气量）控制：池底面积、单位时间内的曝气量）控制：大中气泡扩散器：大中气泡扩散器：3/（m2 h）小气泡扩散器：小气泡扩散器：3/（m2 h）u机械曝气：机械曝气： 混合池功率混合池功率 25W/m3；氧化沟；氧化沟15W/m3曝气池的三种池型推流式曝气池完全混合式曝气池两种池型结合式推流式曝气池 推流式曝气池的长宽比一般为510； 进水方式不限；出水用溢流

39、堰。1.平面布置 推流式曝气池的池宽和有效水深之比一般为12。2.横断面布置根据横断面上的水流情况，可分为推流式曝气池推流式曝气池完全混合曝气池 池 形 根据和沉淀池的关系 圆 形 方 形 矩 形 分建式合建式曝气池的三种池型机械曝气完全混合曝气池鼓风曝气完全混合曝气池局部完全混合推流式曝气池第五节第五节 去除有机污染物的去除有机污染物的 活性污泥法过程设计活性污泥法过程设计设计设计计算计算任务任务确定工艺流程确定工艺流程选择曝气池的类型选择曝气池的类型计算曝气池的容积计算曝气池的容积确定污泥回流比确定污泥回流比计算所需供氧量计算所需供氧量曝气设备选择曝气设备选择剩余污泥量计算剩余污泥量计算主

40、要依据：水质水量资料主要依据：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：试验研究设计参数工业废水：试验研究设计参数一、曝气池容积设计计算污泥泥龄法有机物负荷法1.有机物负荷法活性污泥负荷活性污泥负荷L LS S（简（简称污泥负荷）称污泥负荷）曝气区容积负荷率曝气区容积负荷率L LV V（简称容积负荷）（简称容积负荷） 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：式中：Ls污泥负荷率污泥负荷率,kg BOD5/（kgMLVSSd）; Q与曝气时间相当的平均进水流量，与曝气时间相当的平均进水流量，

41、m3/d； S0曝气池进水的平均曝气池进水的平均BOD5值，值，mg/L； X曝气池中的污泥浓度，曝气池中的污泥浓度，mg/L。 污泥负荷 容积负荷是指单位容积曝气区在单位时间内所能承受的BOD5量，即：式中：Lv容积负荷率，kg (BOD5)/(m3d)。容积负荷根据上面任何一式可计算曝气池的体积，即:Q和和S0是已知的，是已知的，X、LS、LV可参考教材中表可参考教材中表12-1选择。选择。对于某些工业污水，要通过试验来确定对于某些工业污水，要通过试验来确定X、LS、LV 。污。污泥负荷率法应用方便，但需要一定的经验。泥负荷率法应用方便，但需要一定的经验。 Note：室外排水设计规范（GB

42、50014-2006)2.污泥泥龄法二、剩余污泥量计算 1.按污泥龄计算每天排出的总固体量，gVSS/d2.根据污泥产率系数或表观产率系数计算或：P142三、需氧量设计计算经活性污泥代谢活动被降解的有机污染物（BOD5）量，kg/m3 空气中氧的含量为,氧的密度为3 。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。注：考虑硝化耗氧注：考虑硝化耗氧微生物细胞的耗氧当量NOr)BOD5L推流式曝气池的计算模式 由于当前两种形式的曝气池实际效果差不多，因而完全混合的计算模式也可用于推流式曝气池的计算。 处理污水量为处理污水量为21600m21600m3 3/d/d，经预处理沉淀后的

43、，经预处理沉淀后的BODBOD5 5为为250mg/L,250mg/L,希望处理后的出水希望处理后的出水BODBOD5 5为为20mg/L20mg/L。要求确定曝气池。要求确定曝气池的体积、排泥量和空气量。经研究，还确立下列条件：的体积、排泥量和空气量。经研究，还确立下列条件： （1 1）污水温度为）污水温度为2020； （2 2）曝气池中混合液挥发性悬浮固体（）曝气池中混合液挥发性悬浮固体（MLVSSMLVSS）同混合液）同混合液悬浮固体（悬浮固体（MLSSMLSS）之比为；）之比为； （3 3）回流污泥）回流污泥SSSS浓度为浓度为10000mg/L10000mg/L； （4 4）曝气池中

44、）曝气池中MLSSMLSS为为3000 mg/L3000 mg/L； （5 5）设计的）设计的c c为为10d10d； （6 6）二沉池出水中含有）二沉池出水中含有12mg/LTSS12mg/LTSS，其中，其中VSSVSS占占6565； （7 7）污水中含有足够的生化反应所需的氧、磷和其他微量）污水中含有足够的生化反应所需的氧、磷和其他微量元素；元素； 例P145解 确定出水中悬浮固体的BOD5 ： (a)悬浮固体中可生化的部分=0.6512 mg/L (b)可生化悬浮固体的最终BODL 7.8mg/L 11mg/L (c)可生化悬浮固体的BODL换算为BOD50.6811 mg/L (d)

45、确定经曝气池处理后的出水溶解性BOD5 ，即Se： 7.5+ Se 20 mg/L ，Se mg/L1.估计出水中溶解性BOD5的浓度出水中总的BOD5出水中溶解性的BOD5出水中悬浮固体的BOD5已知解2.计算曝气池容积1）按污泥负荷计算2）按污泥龄计算取V=5700m33.水力停留时间（HRT）解4.计算每天排除的剩余污泥量 1)按表观污泥产率计算按表观污泥产率计算1)按污泥龄计算按污泥龄计算剩余污泥量若以体积计，设含水率99，则每天的排放量为：解5.计算回流污泥比r 曝气池中MLSS浓度3000mg/L回流污泥浓度10000mg/L解6.计算曝气池需氧量解7.计算曝气池所需的空气量8.鼓

46、风机出口风压计算选择一条最不利空气管路的沿程和局部压选择一条最不利空气管路的沿程和局部压力损失：力损失：H扩散设备的淹没深度hd扩散设备的风压损失hf输气管道的总风压损失，包括沿程和局部风压损失第六节第六节 脱脱N除除P活性污泥法活性污泥法工艺及其设计工艺及其设计一、生物脱一、生物脱N N工艺工艺1、传统、传统(Barth)三级脱氮工艺三级脱氮工艺 该工艺是将有机物氧化，硝化及反硝化段独立开该工艺是将有机物氧化，硝化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来，每一部分都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。使除碳，硝化和反硝化在各自的污泥回流系统。使除碳，硝化和反硝化在各

47、自的反应器中进行，并分别控制在适宜的条件下运行，反应器中进行，并分别控制在适宜的条件下运行，处理效率高。处理效率高。由于反硝化段设置在有机物氧化和硝化段之后，由于反硝化段设置在有机物氧化和硝化段之后，主要靠内源呼吸碳源进行反硝化，效率很低，所主要靠内源呼吸碳源进行反硝化，效率很低，所以必须在反硝化段投加外加碳源来保证高效稳定以必须在反硝化段投加外加碳源来保证高效稳定的反硝化反应。的反硝化反应。随着对硝化反应机理认识的加深，将有机物随着对硝化反应机理认识的加深，将有机物氧化和硝化合并成一个系统以简化工艺，从氧化和硝化合并成一个系统以简化工艺，从而形成而形成二段生物脱氮工艺二段生物脱氮工艺成为现实

48、。各段同成为现实。各段同样有其自己的沉淀及污泥回流系统。样有其自己的沉淀及污泥回流系统。除碳和除碳和硝化作用硝化作用在一个反应器中进行时，设计的污在一个反应器中进行时，设计的污泥负荷率要低，泥负荷率要低，水力停留时间和泥龄要长，水力停留时间和泥龄要长，否则，硝化作用要降低。在反硝化段仍需要否则，硝化作用要降低。在反硝化段仍需要外加碳源来维持反硝化的顺利进行。（注：外加碳源来维持反硝化的顺利进行。（注：硝化菌的世代时间为硝化菌的世代时间为310d）2.3.缺氧好氧工艺（前置反硝化，又叫缺氧好氧工艺（前置反硝化，又叫A/O工艺）工艺）碱反硝化反应以污水中的有机物为碳源，曝气池中反硝化反应以污水中的

49、有机物为碳源，曝气池中含有大量硝酸盐的回流混合液，在缺氧池中进行含有大量硝酸盐的回流混合液，在缺氧池中进行反硝化脱氮。在反硝化反应中产生的碱度反硝化脱氮。在反硝化反应中产生的碱度可补偿可补偿硝化反应中所消耗的碱度的硝化反应中所消耗的碱度的50左右左右。该工艺流程简单，无需外加碳源，因而基建费用该工艺流程简单，无需外加碳源，因而基建费用及运行费用较低，脱氮效率一般在及运行费用较低，脱氮效率一般在70左右；左右；但但由于出水中含有一定浓度的硝酸盐，在二沉池中，由于出水中含有一定浓度的硝酸盐，在二沉池中，有可能进行反硝化反应，造成污泥上浮，影响出有可能进行反硝化反应，造成污泥上浮，影响出水水质。水水

50、质。3.后置缺氧好氧生物脱后置缺氧好氧生物脱N工艺工艺缺氧好氧/硝化二沉池出水出水污泥回流污泥反硝化生物脱氮工艺该工艺取消了三段脱氮工艺的中间沉淀池。该工艺取消了三段脱氮工艺的中间沉淀池。该工艺设立了该工艺设立了两个缺氧段两个缺氧段，第一段利用，第一段利用原水中的原水中的有机物为碳源有机物为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮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。经第一段处理，脱氮的混合液进行反硝化反应。经第一段处理，脱氮已基本完成。为进一步提高脱氮效率，废水进入已基本完成。为进一步提高脱氮效率，废水进入第二段反硝化反应器，利用第二段反硝化反应器，利用内源呼吸碳源内源呼吸碳源进行

51、反进行反硝化。最后的曝气池用于吹脱废水中的氮气，提硝化。最后的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高污泥的沉降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。现象。此工艺比三段脱氮工艺减少了投资和运行费用。此工艺比三段脱氮工艺减少了投资和运行费用。机理解释：机理解释：1）反应器）反应器DO分布不均论分布不均论2）缺氧微环境理论）缺氧微环境理论3）微生物学解释）微生物学解释传统理论认为硝化反应只能由自养菌完成，反传统理论认为硝化反应只能由自养菌完成，反硝化只能在缺氧条件下进行，但研究已经证硝化只能在缺氧条件下进行，但研究已经证实了好氧反硝化菌和异养硝化菌存在。实了好氧反硝

52、化菌和异养硝化菌存在。5 同步硝化反硝化（同步硝化反硝化（SNdN）短程生物脱氮工艺SHARON工艺ANAMMOX工艺SHARONANAMMOX组合工艺OLAND工艺CANON工艺6 其他新型生物脱氮工艺其他新型生物脱氮工艺（二）生物脱（二）生物脱N工艺过程设计工艺过程设计1.缺氧区容积设计根据反硝化速率计算缺氧池去除的硝酸盐，g/d；缺氧池池体容积，m3；反硝化速率，gNO3-N/（gMLVSS.d）碳源温度反硝化速率的两大影响因素反硝化速率的两大影响因素 对于一般城镇污水，没有试验资料时，前置反硝化系统利用原污水碳源作为电子供体时，在20，Kde3-N/（gMLVSS.d）； 对于没有外来

53、碳源的后置反硝化系统， Kde3-N/（gMLVSS.d）另：另：2.好氧区容积设计好氧区容积设计可参照：（仅考虑有机物去除）但硝化系统污泥龄要比仅有机物去除系统污泥但硝化系统污泥龄要比仅有机物去除系统污泥龄长，因为硝化菌的世代周期比去除有机物的龄长，因为硝化菌的世代周期比去除有机物的异养菌长得多，硝化速率将控制好氧硝化池的异养菌长得多，硝化速率将控制好氧硝化池的容积设计。容积设计。（1）DO对硝化菌比生长速率的影响（2）T对硝化菌比生长速率的影响好氧区设计污泥龄（考虑了硝化菌好氧区设计污泥龄（考虑了硝化菌的正常生长），的正常生长），d污泥龄设计安全系数，可根据进水峰值TKN/TKN平均浓度确

54、定，一般取。无硝化污水处理厂的最小泥龄选择无硝化污水处理厂的最小泥龄选择45 d，是针对生活污水的水，是针对生活污水的水质并使处理出水达到质并使处理出水达到BOD=30 mg/L和和SS=30 mg/L确定的，确定的，这是多年实践经验的积累。这是多年实践经验的积累。曝气池容积确定：曝气池容积确定：3.需氧量计算需氧量计算前置反硝化4.混合液回流量混合液回流量内回流比内回流比出水硝态氮浓度（出水硝态氮浓度（mg/L）内回流比对缺氧内回流比对缺氧/好氧过程中出水硝酸盐浓度的影响好氧过程中出水硝酸盐浓度的影响（R）对以生活污水为主的城镇污水处理厂，保持对以生活污水为主的城镇污水处理厂，保持反应池反应

55、池pH中性需要的碱度为中性需要的碱度为80mg/L（以（以CaCO3计）以上。计）以上。碱度跟碱度跟pH之间的关系？之间的关系？5.碱度平衡碱度平衡二、生物除二、生物除P工艺工艺（一）生物除磷工艺类型（一）生物除磷工艺类型AO法法Phostrip工艺工艺 为了使微生物在好氧池中易于吸收磷，溶解氧应为了使微生物在好氧池中易于吸收磷，溶解氧应维持在维持在2mgL以上，以上，pH值应控制在值应控制在78之间。之间。 （二）生物除磷工艺过程设计（二）生物除磷工艺过程设计1.厌氧区容积设计厌氧区容积设计 一般按水力停留时间（一般取一般按水力停留时间（一般取12h）设）设计，按进水中易降解计，按进水中易降

56、解COD的浓度计算生的浓度计算生物除磷的量，一般认为生物去除每物除磷的量，一般认为生物去除每1g磷约磷约需消耗需消耗10g易降解易降解COD。2.好氧区容积设计好氧区容积设计如果系统仅需除磷，则如果系统仅需除磷，则SRT即即c宜较短。宜较短。20， SRT取取23d；10，SRT取取45d。lA2/O工艺工艺l改进的改进的Bardenpho工艺工艺lUCT工艺工艺lSBR工艺三、生物脱三、生物脱N除除P工艺工艺1、A A2 2/O/O工艺工艺工艺工艺厌厌厌厌氧氧氧氧段段段段形形形形成成成成厌厌厌厌氧氧氧氧环环环环境境境境，使使使使聚聚聚聚磷磷磷磷菌菌菌菌释释释释放放放放磷磷磷磷，利利利利用用用

57、用其其其其在在在在好好好好氧氧氧氧段段段段加加加加倍倍倍倍吸吸吸吸收收收收磷磷磷磷；在在在在缺缺缺缺氧氧氧氧段段段段进进进进水水水水与与与与回回回回流流流流硝硝硝硝酸酸酸酸氮氮氮氮和和和和亚亚亚亚硝硝硝硝酸酸酸酸氮氮氮氮混混混混合合合合，在在在在反反反反硝硝硝硝化化化化菌菌菌菌的的的的作作作作用用用用下下下下进进进进行行行行反反反反硝硝硝硝化化化化，并并并并降降降降解解解解部部部部分分分分有有有有机机机机物物物物，回回回回收收收收部部部部分分分分碱碱碱碱度度度度；在在在在好好好好氧氧氧氧段段段段进进进进行行行行有有有有机机机机物物物物的的的的降降降降解解解解、氨氨氨氨氮的硝化和磷的吸收。氮的硝

58、化和磷的吸收。氮的硝化和磷的吸收。氮的硝化和磷的吸收。进水进水进水进水沉淀池沉淀池沉淀池沉淀池厌氧池厌氧池厌氧池厌氧池缺氧池缺氧池缺氧池缺氧池好氧池好氧池好氧池好氧池剩余污泥剩余污泥剩余污泥剩余污泥出水出水出水出水内回流内回流内回流内回流污泥回流污泥回流污泥回流污泥回流进进进进气气气气管管管管2 2、改进的、改进的BardenphoBardenpho工艺工艺二沉池厌氧缺氧好氧缺氧好氧出水回流回流污泥回流污泥含磷剩余污泥进水进水改进的改进的改进的改进的BardenphoBardenpho工艺由四池串联，即缺氧一好氧工艺由四池串联，即缺氧一好氧工艺由四池串联，即缺氧一好氧工艺由四池串联，即缺氧一好

59、氧一缺氧池一好氧池。类似二级一缺氧池一好氧池。类似二级一缺氧池一好氧池。类似二级一缺氧池一好氧池。类似二级A/OA/O工艺串联。第二工艺串联。第二工艺串联。第二工艺串联。第二级级级级A/OA/O的缺氧池基本上利用内源碳源进行脱氮，最的缺氧池基本上利用内源碳源进行脱氮，最的缺氧池基本上利用内源碳源进行脱氮，最的缺氧池基本上利用内源碳源进行脱氮，最后的曝气池可以吹脱氨氮，提高污泥的沉降性能。后的曝气池可以吹脱氨氮，提高污泥的沉降性能。后的曝气池可以吹脱氨氮，提高污泥的沉降性能。后的曝气池可以吹脱氨氮，提高污泥的沉降性能。为了提高除磷的稳定性，为了提高除磷的稳定性，为了提高除磷的稳定性，为了提高除磷

60、的稳定性，在在在在BardenphoBardenpho工艺流程之工艺流程之工艺流程之工艺流程之前增设一个厌氧池，前增设一个厌氧池，前增设一个厌氧池，前增设一个厌氧池，以提高污泥的磷释放效率。以提高污泥的磷释放效率。以提高污泥的磷释放效率。以提高污泥的磷释放效率。只只只只要要要要脱氮效果好，那么通过污泥进入厌氧池的硝酸盐脱氮效果好，那么通过污泥进入厌氧池的硝酸盐脱氮效果好，那么通过污泥进入厌氧池的硝酸盐脱氮效果好，那么通过污泥进入厌氧池的硝酸盐是很少的，不会影响污泥的放磷效果，从而使整个是很少的，不会影响污泥的放磷效果，从而使整个是很少的，不会影响污泥的放磷效果，从而使整个是很少的，不会影响污泥

61、的放磷效果，从而使整个系统达到较好的脱氮除磷效果。系统达到较好的脱氮除磷效果。系统达到较好的脱氮除磷效果。系统达到较好的脱氮除磷效果。在改进的在改进的在改进的在改进的BardenphoBardenpho工艺中，由于二沉池回流污工艺中，由于二沉池回流污工艺中，由于二沉池回流污工艺中，由于二沉池回流污泥中很难避免有一些硝酸盐回流到流程前端的厌泥中很难避免有一些硝酸盐回流到流程前端的厌泥中很难避免有一些硝酸盐回流到流程前端的厌泥中很难避免有一些硝酸盐回流到流程前端的厌氧池，从而影响除磷效果；为此，氧池，从而影响除磷效果；为此，氧池，从而影响除磷效果；为此，氧池，从而影响除磷效果；为此，UCTUCT工

62、艺将二工艺将二工艺将二工艺将二沉池的回流污泥回流到缺氧池，沉池的回流污泥回流到缺氧池，沉池的回流污泥回流到缺氧池，沉池的回流污泥回流到缺氧池，污泥中携带的硝污泥中携带的硝污泥中携带的硝污泥中携带的硝酸盐在缺氧池中反硝化脱氮。酸盐在缺氧池中反硝化脱氮。酸盐在缺氧池中反硝化脱氮。酸盐在缺氧池中反硝化脱氮。同时为弥补厌氧池同时为弥补厌氧池同时为弥补厌氧池同时为弥补厌氧池中污泥的流失，增设缺氧池至厌氧池的污泥回流。中污泥的流失，增设缺氧池至厌氧池的污泥回流。中污泥的流失，增设缺氧池至厌氧池的污泥回流。中污泥的流失，增设缺氧池至厌氧池的污泥回流。这样厌氧池可免受硝酸盐的干扰。这样厌氧池可免受硝酸盐的干扰

63、。这样厌氧池可免受硝酸盐的干扰。这样厌氧池可免受硝酸盐的干扰。3、UCT工艺及改良的工艺及改良的UCT工艺工艺二沉池厌氧缺氧好氧出水缺氧回流回流活性污泥回流活性污泥含磷剩余污泥进水进水好氧（硝酸盐）回流UCT工艺工艺改良的改良的UCT工艺工艺二沉池厌氧缺氧缺氧好氧出水缺氧回流回流污泥回流污泥含磷剩余污泥进水进水回流4SBR工艺工艺时间顺序控制，在同一反应器中完成时间顺序控制，在同一反应器中完成时间顺序控制，在同一反应器中完成时间顺序控制，在同一反应器中完成进水后进行一定时间的缺氧搅拌进水后进行一定时间的缺氧搅拌进水后进行一定时间的缺氧搅拌进水后进行一定时间的缺氧搅拌，好氧菌将利用进水中，好氧菌

64、将利用进水中，好氧菌将利用进水中，好氧菌将利用进水中携带的有机物和溶解氧进行好氧分解，此时水中的溶解携带的有机物和溶解氧进行好氧分解，此时水中的溶解携带的有机物和溶解氧进行好氧分解，此时水中的溶解携带的有机物和溶解氧进行好氧分解，此时水中的溶解氧将迅速降低甚至达到零氧将迅速降低甚至达到零氧将迅速降低甚至达到零氧将迅速降低甚至达到零; ;这时厌氧发酵菌进行厌氧发酵，反硝化菌进行脱氮；这时厌氧发酵菌进行厌氧发酵，反硝化菌进行脱氮；这时厌氧发酵菌进行厌氧发酵，反硝化菌进行脱氮；这时厌氧发酵菌进行厌氧发酵，反硝化菌进行脱氮；然后停止搅拌一段时间，使污泥处于厌氧状态，聚磷菌然后停止搅拌一段时间，使污泥处

65、于厌氧状态，聚磷菌然后停止搅拌一段时间，使污泥处于厌氧状态，聚磷菌然后停止搅拌一段时间，使污泥处于厌氧状态，聚磷菌放磷；放磷；放磷；放磷；接着进行曝气，硝化菌进行硝化反应，聚磷菌吸磷，经接着进行曝气，硝化菌进行硝化反应，聚磷菌吸磷，经接着进行曝气，硝化菌进行硝化反应，聚磷菌吸磷，经接着进行曝气，硝化菌进行硝化反应，聚磷菌吸磷，经一定反应时间后停止曝气进行静止沉淀，当污泥沉淀下一定反应时间后停止曝气进行静止沉淀，当污泥沉淀下一定反应时间后停止曝气进行静止沉淀，当污泥沉淀下一定反应时间后停止曝气进行静止沉淀，当污泥沉淀下来后，撇出上部清水而后再放人原水，如此周而复始。来后，撇出上部清水而后再放人原

66、水，如此周而复始。来后，撇出上部清水而后再放人原水，如此周而复始。来后，撇出上部清水而后再放人原水，如此周而复始。 四、生物脱氮除磷工艺设计参数四、生物脱氮除磷工艺设计参数和特点和特点P162164表12-4和表12-5五、生物脱五、生物脱N N除除P P系统的影响因素系统的影响因素环境因素环境因素如温度、如温度、pH、DO工艺因素工艺因素SRT、HRT、二沉池的沉淀效果、二沉池的沉淀效果污水成分污水成分易降解有机物浓度，易降解有机物浓度，BOD5与与N、P的比值的比值第九节 活性污泥法处理系统的设计和运行与管理一、水力负荷一、水力负荷二、有机负荷二、有机负荷三、微生物浓度三、微生物浓度四、曝

67、气时间四、曝气时间五、污泥龄五、污泥龄六、氧传递速率六、氧传递速率七、回流污泥浓度七、回流污泥浓度八、污泥回流比八、污泥回流比九、曝气池的构造九、曝气池的构造十、十、pH和碱度和碱度十一、溶解氧浓度十一、溶解氧浓度十二、污泥膨胀及其控制十二、污泥膨胀及其控制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

68、 力 负 荷 二、有机负荷 污泥负荷和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（），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和MLSS的设计值。 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，

69、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。 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。 五、泥龄（微生物平均停

70、留时间） 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。 微生物平均停留时间还有助于说明活性污泥中微生物的组成。世代时间长于微生物平均停留时间的那些微生物几乎不可能在该活性污泥中繁殖。 经验表明：经验表明：传统活性污泥法的传统活性污泥法的SRT20HRT延时曝气延时曝气SRT(3040)HRT高负荷系统高负荷系统SRT10HRT城镇污水：HRT46h SRT3.35dHRT为24h SRT为30dHRT为23h SRT为1d 六、氧 传 递

71、 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七、回流污泥浓度 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。 由物料衡算，可推得： 根据上式可知，曝气池中的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。 问：问：1）若设曝气池）若设曝气池MLSS浓度为浓度为3000mg/L，则当，则当回流污泥浓度为回流污泥浓度为10000mg/L，SVI为多少？污泥为多少？污泥回流比为多少？回流比为多少？ 2）若回流污泥浓度为）若回流污泥浓度

72、为8000mg/L，污泥回流，污泥回流比为多少？比为多少？八、污泥回流比 高的污泥回流比增大了进入沉淀池的污泥流量，增加了二沉池的负荷，缩短了沉淀池的沉淀时间，降低了沉淀效率，使未被沉淀的固体随出流带走。 活性污泥回流比的设计应有弹性，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。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十、pH和碱度 活性污泥pH通常为。 pH之所以能保持在这个范围，是

73、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。工业污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。 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。 一般认为混合液中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2mg/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，但由于紊动过于过分的曝气使氧浓度得到提高，但由于紊动过

74、于剧烈，导致絮状体破裂，使出水浊度升高。剧烈，导致絮状体破裂，使出水浊度升高。 特别是对于好氧速度不快而泥龄偏长的系统，强特别是对于好氧速度不快而泥龄偏长的系统，强烈混合使破碎的絮状体不能很好地再凝聚。烈混合使破碎的絮状体不能很好地再凝聚。十二、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SVI在50150之间；当活性污泥不正常时，污泥不易沉淀，反映在SVI值升高。 混合液在1000mL量筒中沉淀30min后，污泥体积膨胀，上层澄清液减少，这种现象称为活性污泥膨胀。 活性污泥膨胀可分为污泥中丝状菌大量繁殖导致的丝状菌性膨胀并无大量丝状菌存在的非丝状菌性膨胀 丝状菌性膨胀絮花状物

75、质，其骨干是菌胶团正常的活性污泥丝状菌大量出现，主要是有鞘细菌（浮游球衣菌）和硫细菌（丝硫细菌）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。丝状菌性膨胀的主要因素污水水质运行条件工艺方法污水水质是造成污泥膨胀的最主要因素。 污水含溶解性碳水化合物多易发生由浮游球衣细菌引起的丝状膨胀。含硫化物多的污水往往发生由硫细菌引起的丝状膨胀。水温低于15时，一般不会发生膨胀。 pH低时，容易产生膨胀。丝状菌性膨胀的主要因素污水水质运行条件工艺方法 污泥负荷对污泥膨胀在一定条件下有一定的影响，但两者无必然的联系。 溶解氧浓度并不

76、一定影响污泥的膨胀。丝状菌性膨胀的主要因素污水水质运行条件工艺方法 完全混合的工艺方法比传统的推流方式较易发生污泥膨胀。 间歇运行的曝气池最不容易发生污泥膨胀。 不设初次沉淀池的活性污泥法，不容易发生污泥膨胀。 叶轮式机械曝气与鼓风曝气相比，易于发生丝状菌性膨胀。 射流曝气的供氧方式可以有效地克制浮游球衣细菌引起的污泥膨胀。 非丝状菌性膨胀 非丝状菌性膨胀主要发生在污水水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。温较低而污泥负荷太高时。 微生物的负荷高，细菌吸收了大量微生物的负荷高，细菌吸收了大量的营养物，但由于温度低，代谢速度较的营养物，但由于温度低，代谢速度较慢，就积贮起大量高

77、黏性的多糖类物质。慢，就积贮起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，使污泥形成污泥表面附着水大大增加，使污泥形成污泥膨胀。膨胀。 发生污泥非丝状菌性膨胀时，处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。理效率仍很高，上清液也清澈。在运行中，如发生污泥膨胀，针对膨胀的类型在运行中，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：和丝状菌的特性，可采取的抑制措施：(1)控制曝气量，使曝气池中保持适量的溶解氧；(2)调整pH；(3)如磷、氮的比例失调，可适量投加氮化合物 和磷化合物；(4)投加一些化

78、学药剂；(5)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。 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： (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)在常规曝气池前设置污泥厌氧或缺氧选择池；在常规曝气池前设置污泥厌氧或缺氧选择池； (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)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。