降解规律课件

§3.3§3.3活性污泥降解有机物的规活性污泥降解有机物的规律律 在其他条件一定的条件下，需要研究在其他条件一定的条件下，需要研究的几个核心问题：的几个核心问题：1.1.基质基质BODBOD浓度与其去除速度的关系浓度与其去除速度的关系2.2.污泥的增殖与污泥的增殖与BODBOD去除速度的关系去除速度的关系3.3.耗氧速度与耗氧速度与BODBOD去除速度的关系去除速度的关系一、基质浓度与其去除速度的关系一、基质浓度与其去除速度的关系1.1.莫诺莫诺(Monod)(Monod)方程式方程式vMonodMonod经过大量的试验研究，提出的微生经过大量的试验研究，提出的微生物增长速度公式，也可以用来描述曝气池物增长速度公式，也可以用来描述曝气池中活性污泥的增长速度中活性污泥的增长速度v式中：式中： －污泥的比增长速度，即单位质量－污泥的比增长速度，即单位质量的污泥在单位时间内的增长速度，的污泥在单位时间内的增长速度，t t－－1 1；；v m m－活性污泥的最大比增长速度，－活性污泥的最大比增长速度，t t－－1 1；；vS S－曝气池中的－曝气池中的BODBOD浓度，浓度，mg/Lmg/L；；vK Ks s－饱和常数，也称半速度常数，－饱和常数，也称半速度常数，mg/Lmg/L，，即污泥增长速度达到最大速度一半时的即污泥增长速度达到最大速度一半时的BODBOD浓度浓度mKsm/20S半速度常数确定图示半速度常数确定图示BODBOD的利用速度与活性污泥浓度和的利用速度与活性污泥浓度和BODBOD浓度的关系浓度的关系为：为：vdS/dtdS/dt－－BODBOD降低的速度，降低的速度，t t－－1 1；；vX X－－活性污泥浓度，活性污泥浓度， kg/mkg/m3 3；；vv vmaxmax－－BODBOD的最大比降解速度，的最大比降解速度，t t－－1 1，即单位质，即单位质量的活性污泥在单位时间内利用量的活性污泥在单位时间内利用BODBOD的量。

的量vv : BODv : BOD的比降解速度的比降解速度2.2.莫诺方程式的推论莫诺方程式的推论（（1 1）当）当S S＞＞＞＞KsKs时，时，KsKs与与S S相比可忽略不计，相比可忽略不计，于是，于是，可简化为可简化为  （（2 2）在低底物条件下，）在低底物条件下，S S＜＜＜＜KsKs于是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  积分整理后，得积分整理后，得二、细菌净增长速度与二、细菌净增长速度与BODBOD利用速度之间的关系利用速度之间的关系v式式中中：：dX/dtdX/dt－－污污泥泥的的净净增增长长速速度度，，表表示示单单位位体体积积混混合合液液内内的活性污泥在单位时间内净增加的质量；的活性污泥在单位时间内净增加的质量；vY Y－－增增殖殖利利用用系系数数，，也也称称产产率率系系数数，，无无量量纲纲，，表表示示利利用用单单位位质量的质量的BODBOD所生成的污泥质量。

所生成的污泥质量vdS/dtdS/dt－－BODBOD降解的速度降解的速度t t－－1 1；；vK Kd d－－活活性性污污泥泥的的自自身身氧氧化化率率，，即即微微生生物物的的分分解解（（死死亡亡））系系数数，，t t－－1 1；；vX X－曝气池污泥浓度，－曝气池污泥浓度，kg/mkg/m3 3Y Y值表示的是微生物增殖的总量，没有去除由于值表示的是微生物增殖的总量，没有去除由于微生物内源呼吸作用而使其本身质量消亡的那微生物内源呼吸作用而使其本身质量消亡的那一部分，所以，这个产率也称为合成产率一部分，所以，这个产率也称为合成产率实测所得微生物增殖量，实际上都没有包括由于实测所得微生物增殖量，实际上都没有包括由于内源呼吸作用而减少的那部分微生物质量，也内源呼吸作用而减少的那部分微生物质量，也就是微生物的净增殖量，所以，这一产率称为就是微生物的净增殖量，所以，这一产率称为表观产率，用表观产率，用Y Yobsobs表示于是，上式可表达为表示于是，上式可表达为如果曝气池的有效体积为如果曝气池的有效体积为V，活性污泥微生物在，活性污泥微生物在曝气池内每天的净增殖量（以曝气池内每天的净增殖量（以ΔX表示）为：表示）为：dS/dt=(S0－Se)/θ   =V/Q  c=VX/ X Nr=Q(S0－－Se)/VX 将上式代入：将上式代入：得到：得到：BODBOD去除率与去除率与 c c的关系的关系: :描述活性污泥法的主要公式描述活性污泥法的主要公式v结论：结论：v实际水处理中一般就是通过控制实际水处理中一般就是通过控制 c c 来取得不来取得不同的处理效率的。

同的处理效率的v因为因为BODBOD的去除率的去除率为为: :对于同一废水，进水的对于同一废水，进水的S0S0是固定的，所以去除是固定的，所以去除率取决于出水的率取决于出水的BODBOD浓度浓度SeSe，，也即去除率也仅与也即去除率也仅与 c c 有关有关v在在活活性性污污泥泥法法中中，，污污泥泥回回流流的的目目的的就就是是在在不不增增加加曝气池体积的条件下增加曝气池体积的条件下增加 c c来增加去除率的来增加去除率的v这这可可以以比比较较 与与 c c的的公公式式看看出出，，如如果果没没有有污污泥泥回回流流，，则则有有 c c＝＝  ＝＝V/QV/Q，，此此时时的的去去除除率率在在理理论论上上也也仅仅与与 c c有有关关，，但但由由于于 c c＝＝V/QV/Q，，要要想想提提高高去去除除率率，，就就要要增增加加 c c，，此此时时要要么么增增加加曝曝气气池池的的体体积积，，要么减少处理量要么减少处理量v而而有有回回流流时时t t＝＝V/QV/Q，， c c＝＝V/QV/Qw w，，要要想想增增加加 c c 只只要要改改变变Q QW W即即可可，，既既不不需需要要增增加加曝曝气气池池的的体体积积，，也也不不需需要要改改变变处处理理量量，，同同时时可可以以很很方方便便地地通通过过调调整整Q QW W来改变去除率。

来改变去除率活性污泥法常数值活性污泥法常数值常常数数单位单位数值（数值（2020ºCºC））范围范围典型值典型值K Kd d––1 1 2~10 2~10 5 5K Ks smg/L BODmg/L BOD5 5 mg/L COD mg/L COD 25~10025~10015~70 15~70 6060Y Ymg MLVSS/mg BODmg MLVSS/mg BOD5 5mg MLVSS/mg COD mg MLVSS/mg COD 0.4~0.80.4~0.80.25~0.4 0.25~0.4 0.60.60.30.3K Kd dd d––1 1 0.025~0.070.025~0.075 5 0.060.06例子：例子：v某某 有有 机机 废废 水水 ，， S S0 0＝＝1000mg/L1000mg/L，，K K＝＝5d5d-1-1，，K Ks s＝＝100mg/L100mg/L，，Y Y＝＝0.50.5，，K Kd d＝＝0.05d0.05d-1-1，，如如果果采采用用不不同同的的 c c，，会会得得到到不不同同的的出出水水BODBOD浓浓度度和去除率和去除率。

v以以 c c为为横横坐坐标标，，去去除除率率和和出出水水BODBOD浓浓度度为为纵纵坐坐标标作作图图，，可可得得右右图图所示的曲线所示的曲线v从图中看出，随污泥从图中看出，随污泥龄的延长，出水中龄的延长，出水中BODBOD的浓度下降，而的浓度下降，而去除率上升去除率上升v当污泥龄小到一定程当污泥龄小到一定程度时，虽然有一定的度时，虽然有一定的停留时间，但是出水停留时间，但是出水BODBOD的浓度与进水相的浓度与进水相同，即去除率为零同，即去除率为零v说明在活性污泥法中说明在活性污泥法中存在存在最小停留时间最小停留时间即若停留时间小于此即若停留时间小于此值，没有处理效果值，没有处理效果最小污泥龄常用最小污泥龄常用( ( c c) )minmin表示v( ( c c) )minmin即进出水即进出水BODBOD浓度相同时的浓度相同时的 c c ( c c) )minmin( ( c c) )minmin计算公式：计算公式：实际情况大多是实际情况大多是S S0 0>>K>>Ks s，，所以有：所以有：v实实际际废废水水处处理理中中所所选选的的污污泥泥龄龄不不能能小小于于最最小小污污泥泥龄龄，，否否则则没没有有处处理理效效果果，，对对于于传传统统的的活活性性污污泥泥法法，，一一般般是是 c c≥(2-20)(≥(2-20)( c c) )minmin 才能取得较好的处理效果。

才能取得较好的处理效果v如如果果污污泥泥的的排排放放是是在在回回流流污污泥泥中中排排放放的的，，则则 c c＝＝VX/QVX/Qw wX Xr r，，即即要要想想确确定定 c c需需要要知知道道回回流污泥的浓度和曝气池内的污泥浓度流污泥的浓度和曝气池内的污泥浓度三、污泥负荷对需氧量的影响三、污泥负荷对需氧量的影响v理论上，去除理论上，去除lkgBODlkgBOD应消耗应消耗lkgOlkgO2 2v由于废水中有机物的存在形式及运转条件不同，由于废水中有机物的存在形式及运转条件不同，需氧量有所不同需氧量有所不同v废水中胶体和悬浮状态的有机物首先被污泥表面废水中胶体和悬浮状态的有机物首先被污泥表面吸附、水解、再吸收和氧化，其降解途径和速度吸附、水解、再吸收和氧化，其降解途径和速度与溶解性与溶解性BODBOD不同v当污泥负荷大时，当污泥负荷大时，BODBOD在系统中的停留时间短，在系统中的停留时间短，一些只被吸附而未经氧化的有机物可能随污泥排一些只被吸附而未经氧化的有机物可能随污泥排出处理系统，使去除单位出处理系统，使去除单位BODBOD的需氧量减少的需氧量减少在低负荷情况下，有机物能彻底氧化，甚至过量自身氧化，在低负荷情况下，有机物能彻底氧化，甚至过量自身氧化，因此需氧量单耗大。

因此需氧量单耗大从需氧量看，高负荷系统比低负荷系统经济从需氧量看，高负荷系统比低负荷系统经济过程总需氧量包括有机物去除过程总需氧量包括有机物去除 ( (用于分解和合成用于分解和合成) )的需氧量以的需氧量以及有机体自身氧化需氧量之和，在工程上，常表示为：及有机体自身氧化需氧量之和，在工程上，常表示为：v式中：式中：O O2 2－每日系统的需氧量，－每日系统的需氧量，kg/dkg/d；；va′a′－有机物代谢的需氧系数，－有机物代谢的需氧系数，kg/kg BODkg/kg BOD；；vb′b′－污泥自身氧化需氧系数，－污泥自身氧化需氧系数，kg/kg MLSS·dkg/kg MLSS·d；；vN Nr r－去除负荷，－去除负荷，kg BOD/kg MLSS·dkg BOD/kg MLSS·d把把N Nr r代入上式代入上式得：得：等式两边除以等式两边除以Q Q(S(S0 0-S-Se e) )，得：，得：再把再把N Nr r代入，得：代入，得：v即去除每单位质量即去除每单位质量BODBOD的需氧量随污泥负的需氧量随污泥负荷升高而减小荷升高而减小v在活性污泥法中，一般在活性污泥法中，一般a a = 0.25= 0.25－－0.760.76，，平均平均0.470.47；；b b = 0.10= 0.10－－0.370.37，平均，平均0.170.17。

v例题：某曝气池的污泥负荷为例题：某曝气池的污泥负荷为0.3kg/kg.d0.3kg/kg.d，已知，已知Y=0.6,kd=0.07Y=0.6,kd=0.07，，MLVSS/MLSS=0.8,MLVSS/MLSS=0.8,去除率为去除率为90%90%，求污泥的平均停留时间求污泥的平均停留时间。