水污染控制工程_07活性污泥生物处理过程
《水污染控制工程》课程设计
沈阳化工大学《水污染控制工程》课程设计题目：城镇污水处理厂工艺设计——活性污泥法院系：环境与安全工程学院专业：环境优创班级：0901学生姓名：王希鹏指导教师: 范文玉2012年8月23日目录第一章绪论 (3)第二章常见污水生物处理的工艺 (3)一、活性污泥法 (3)1。
1 SBR法 (3)1。
2 CASS法 (4)1。
3 AO法 (4)1.4 AAO法 (5)1.5 氧化沟法 (6)二、生物膜法 (6)2.1 生物滤池 (6)2.2 生物转盘 (7)2。
3 生物接触氧化法 (7)三、厌氧生物处理法 (8)四、自然条件下的生物处理法 (9)4。
1 稳定塘 (9)4。
2 土地处理法 (9)第三章污水处理流程 (9)一、格栅 (10)二、泵房 (10)三、沉砂池 (10)四、沉淀池 (12)五、曝气池 (13)六、二沉池 (14)七、污泥浓缩池 (14)第四章构筑物的计算 (14)一、设计参数 (14)二、设计计算 (15)第五章设计总结 (17)参考文献 (18)第一章绪论随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高，用水紧张和污水排放的问题已越来越突出.目前，我国城镇大部分的生活污水采用直接排放的方式，没有采取应有的治理措施,加重了对环境的污染。
在国家可持续发展的新政策下,环境保护已受到各级政府和全国人民的重视，对污水进行彻底的治理以保护人类赖以生存的环境的重要性越来越大，高效节能的城市污水处理技术与工艺已能为国民经济的发展起到较大的推动作用.建立城镇污水处理厂对改善城镇水环境,保障城镇经济发展起着举足轻重的作用。
随着经济的发展，城市化进程的不断加速，人口和经济增长、粗放型发展模式、无组织大面积排施污染物、污水处理率偏低,以及牺牲环境和资源去追求眼前利益等，均是造成水污染日趋严重的原因。
大量未经充分处理的污水被用于灌溉，已经使农田受到重金属和合成有机物的污染。
据农业部在占国土面积85%的流域内,通过372个代表性区域取样调查,发现全国粮食总量的1/10不符合卫生标准。
水污染控制工程答案
习题高廷耀，顾国维，周琪。
水污染控制工程（下册）.高等教育出版社.2007一、污水水质和污水出路（总论)1．简述水质指标在水体污染控制、污水处理工程设计中的作用.答:水质污染指标是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反映污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。
2．分析总固体、溶解性固体、悬浮性固体及挥发性固体指标之间的相互联系，画出这些指标的关系图.答：水中所有残渣的总和称为总固体（TS），总固体包括溶解性固体(DS）和悬浮性固体（SS）.水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体（DS)，滤渣脱水烘干后即是悬浮固体（SS）。
固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体（VS）和固定性固体（FS）.将固体在600℃的温度下灼烧，挥发掉的即市是挥发性固体（VS)，灼烧残渣则是固定性固体（FS）。
溶解性固体一般表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶解的固态物质含量，挥发性固体反映固体的有机成分含量。
关系图3．生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义是什么?分析这些指标之间的联系与区别。
答:生化需氧量（BOD):水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量。
化学需氧量（COD）:在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量。
总有机碳（TOC)：水样中所有有机污染物的含碳量。
总需氧量（TOD):有机物除碳外，还含有氢、氮、硫等元素，当有机物全都被氧化时，碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量.这些指标都是用来评价水样中有机污染物的参数。
生化需氧量间接反映了水中可生物降解的有机物量。
化学需氧量不能表示可被微生物氧化的有机物量，此外废水中的还原性无机物也能消耗部分氧。
总有机碳和总需氧量的测定都是燃烧化学法，前者测定以碳表示，后者以氧表示.TOC、TOD的耗氧过程与BOD 的耗氧过程有本质不同，而且由于各种水样中有机物质的成分不同，生化过程差别也大。
《水污染控制工程》第三章 活性污泥法
• 式中:
• Ma——具有代谢功能活性的微生物群体（细菌,真菌, 原生动物,后生动物）；
• Me——代谢产物； • Mi——活性污泥吸附的难降解惰性有机物； • Mii——活性污泥吸附的无机物。
活性污泥的物质组成与性状是随环境而 变化的，对评价系统运行情况和处理功效具 有重要的意义。
活性污泥法基本概念：
根据（3-1）式得：
c
VX X
（3-2）
c
QW
Xr
VX （Q QW）X e
（3-3）
在一般条件下，Xe值极低可忽略不计，上式可简化为:
c
VX QW X r
（3-4）
Xr值是从二沉池底部流出,回流至曝气池的污泥浓度,即剩余污泥浓度:
（X
）
r max
10 6 SVI
（3-5）
活性污泥降解污水中有机物的过程
构成 活性污泥法的三个要素
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物， 也就是活性污泥；
二是废水中的有机物，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。
活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
活性污泥法的基本流程
初沉池
去除污水中大颗粒的悬浮物质，根据废水的特性不同，有 时可以省去。
普通活性污泥法城市污水：SV取30%； SV能够反映曝气池运行过程中的活性污 泥量，可以调节剩余污泥排放量； 是活性污泥处理系统重要的运行参数， 是评定活性污泥数量和质量的重要指标。
评价活性污泥的重要指标—污泥沉降性能
为什么用30min沉降时间？
正常的活性污泥在30min内即可完成絮凝沉淀和成层 沉淀，并进入压缩沉淀过程；
生化处理—活性污泥法
1 生化处理方法概述生物处理法在城市污水的处理中使用得比较广泛。
城市污水的处理分为三个级别，分别称为污水一级处理、污水二级处理和污水三级处理。
污水一级处理就是使用物理处理方法，如格栅、沉淀池等去除水中不溶解的污染物。
二级处理应用生物处理法，通过微生物的代谢作用进行物质的转化，将废水中的复杂有机构氧化降解为简单的物质。
三级处理是用生物法、离子交换法等去除水中的氮和磷，并用臭氧氧化、活性炭吸附等去除难降解有机物，用反渗透法去除盐类物质，用氯化法对水进行消毒。
我国目前正在努力普及二级处理，而二级处理中生物处理是最常采用的方法。
不同的细菌对氧的反应变化很大，一些细菌只能在有氧存在的环境中生长，称需氧细菌(或称好氧细菌)，利用此类微生物的作用来处理废水称为好氧生物处理法。
另一些细菌只能在无氧的环境中生长，叫厌氧细菌，相应的处理方法叫厌氧生物处理。
介于两者之间的还有兼性微生物(在有氧或无氧的环境中均可生长)，但它们在废水处理中不起主要作用。
按微生物的代谢形式，生化法可分为好氧法和厌氧法两大类；按微生物的生长方式可分为悬浮生物法和生物膜法，现归纳如下：图1 生物处理方法分类1.1废水的好氧生物处理在充分供氧的条件下，利用好氧微生物的生命活动过程，将有机污染物氧化分解成较稳定的无机物的处理方法，在工程上称为废水的好氧生物处理。
微生物对有机污染物进行好氧分解的过程如下：溶解态的有机物可以直接透过细菌的细胞壁进入细胞内。
固体或胶体的有机物先被细菌吸附，靠细菌所分泌的外酶作用，分解成溶解性的物质，然后，再渗入细菌细胞内，通过细菌自身的生命活动，在内酶的作用下，进行氧化、还原和合成过程。
一部分被吸收的有机物氧化分解成简单的无机物，如有机物中的碳被氧化成二氧化碳，氢与氧化合成水，氮被氧化成氨、亚硝酸盐和硝酸盐，磷被氧化成磷酸盐，硫被氧化成硫酸盐等。
与此同时释放出能量，作为细菌自身生命活动的能源，并将另一部分有机物作为其生长繁殖所需要的构造物质，合成新的原生质。
生物处理2(活性污泥法、厌氧、脱氮除磷)
利用聚磷菌在好氧条件下过量摄取磷， 并在缺氧条件下释放磷的原理，通过 排放富磷污泥达到除磷目的。
同步脱氮除磷技术
A2/O工艺
即厌氧-缺氧-好氧工艺，是最典型的同步脱氮除磷工艺。在厌氧区，聚磷菌释放磷并摄取有机物；在 缺氧区，反硝化菌将硝酸盐还原为氮气；在好氧区，聚磷菌过量摄取磷，同时硝化菌将氨氮氧化为硝 酸盐。
脱氮原理及方法
氨化作用
01
将有机氮转化为氨氮。
硝化作用
02
在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧
化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。
反硝化作用
03
在缺氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原为氮气，
达到脱氮目的。
除磷原理及方法
化学沉淀法
通过投加化学药剂，使磷酸根离子与 钙、镁等离子反应生成难溶性的磷酸 钙、磷酸镁等沉淀物，从而去除磷。
02
生物强化技术
通过投加特效菌种或基因工程菌，提）
结合活性污泥法和生物膜法的优点，具有高效、节能、占地面积小等优
点。
生物处理与膜技术结合
膜生物反应器（MBR）
将膜分离技术与生物处理相结合，实现高效固液分离，提高出水水质。
动态膜生物反应器（DMBR）
采用动态膜代替静态膜，降低膜污染，提高膜通量和使用寿命。
影响因素及优化措施
影响因素
包括污泥浓度、曝气量、污水水质、 温度等。
优化措施
通过合理控制污泥回流量和剩余污泥 排放量，调整曝气量，提高污水水质 稳定性等措施来优化活性污泥法的运 行效果。
应用实例
城市污水处理
活性污泥法广泛应用于城市污水处理中，可有效去除污水中的有机污染物和营 养盐，提高出水水质。
活性污泥法处理污水的工艺流程
活性污泥法处理污水的工艺流程
《活性污泥法处理污水的工艺流程》
活性污泥法是一种常用的污水处理方法，它通过利用微生物对有机废水进行降解和去除有机物质，从而达到净化水质的目的。
下面将介绍活性污泥法处理污水的工艺流程。
首先，污水经过预处理后，进入进流水箱，经由增氧设备进行氧化还原作用，使水中的有机物质氧化成无机物质。
然后，将污水引入曝气池中，并加入活性污泥，通过曝气设备对污水进行氧化处理，使废水中的有机物质得到降解，同时活性污泥中的微生物被氧气搅拌扩散，增加微生物与有机物质接触的机会。
接着，将含有微生物的活性污泥和处理后的污水一起进入沉淀池中，由于活性污泥附着在废水中悬浮物的表面，其密度大于水，因此可以通过重力沉降将污水中的固体颗粒物和活性污泥分离出来，从而达到净化水质的目的。
经过沉降后的清水被排放出去，而沉淀下的活性污泥则返回至曝气池中，继续参与下一轮的污水处理。
最后，通过对处理后的水质进行监测和调节，确保排放出的水质符合国家相关的废水排放标准。
综上所述，活性污泥法处理污水的工艺流程主要包括进流水箱预处理、曝气池中的氧化处理、沉淀池的分离及清水排放等过程，通过这些步骤能够有效去除污水中的有机物质和悬浮物，使废水得到有效处理和净化。
水污染处理基本工艺流程
水污染处理基本工艺流程水污染处理基本工艺流程主要包括预处理、物理处理、化学处理和生物处理四个阶段。
首先是预处理阶段，这个阶段主要是去除水中的固体颗粒物、悬浮物和沉淀物等。
预处理工序一般包括网格过滤、格栅池、砂滤等，通过这些工序将水中的颗粒物等杂质去除。
接着是物理处理阶段，这个阶段主要是通过物理方法去除水中的胶体、热量、气体和溶解性有机物。
物理处理工序一般包括膜过滤、吸附、沉淀等，通过这些工序将水中的难以去除的物质去除。
然后是化学处理阶段，这个阶段主要是通过添加化学剂来去除水中的有机物和无机物。
化学处理工序一般包括氧化、沉淀、中和等，通过这些工序可以将水中的各种有害物质进行处理。
最后是生物处理阶段，这个阶段主要是利用微生物去除水中的有机物和硝化或还原水中的无机物。
生物处理工序一般包括曝气、活性污泥法、生物膜法等，通过这些工序可以有效地去除水中的有机物和无机物。
总的来说，水污染处理基本工艺流程需要经过预处理、物理处理、化学处理和生物处理四个阶段，通过这些阶段的工序，能够有效地去除水中的各种污染物，从而保证水质的安全和清洁。
希望各地能够加大对水污染处理工艺流程的研究和应用，从而有效地保护地球上宝贵的水资源。
水污染处理基本工艺流程在实际应用中起着至关重要的作用，它涉及到环境保护、人类健康和持续发展等多个方面。
因此，不仅要关注水污染处理的理论研究，还需要关注实践中的操作技术和设备应用。
在实际应用中，水污染处理通常有着复杂的水质特点，要根据具体情况进行综合考虑，采取不同的工艺流程及控制技术，保障其高效、安全、环保和低成本的处理效果。
下面将进一步分析几个重要的水污染处理过程。
首先介绍预处理阶段，在这个阶段主要通过一系列的机械物理处理设备去除水中的较大颗粒物和悬浮物。
其中，网格过滤是一种常见的预处理方法，通过网格孔径和滤料的作用，将水中的大颗粒物或者比较大的悬浮物截留在网格上，防止这些杂质进一步进入后续的处理过程。
水污染控制工程课程设计(ABR工艺+后续好氧工艺)
某食品工业污水处理厂工艺设计（ABR工艺及后续好氧生物氧化工艺）摘要：主要为某食品工业污水处理厂工艺设计。
根据食品工业污水有机物质、悬浮物含量高且处理出水水质要求去除率高，本设计采用厌氧-好氧处理路线，废水首先通过厌氧处理装置，大大去除进水有机负荷，获得沼气，并使出水达到好氧处理可接受的浓度，再进行好氧处理后达标排放。
该工艺污水处理流程为：格栅→沉砂池→ABR→SBR→消毒池→出水，污泥处理流程为：剩余污泥→污泥浓缩池→污泥脱水房→泥饼外运。
通过此工艺的处理，出水水质将达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）二级排放标准。
关键词：厌氧-好氧、ABR、SBR、污泥处理1.绪论地球表面上水的覆盖面积约占四分之三。
水是宝贵的自然资源，是人类生活、动植物生长和工农业生产不可缺少的物质。
水是一切生命机体的组成物质，是生命发生、发育和繁衍的源泉。
生产和生活用水，基本上都是淡水。
地球上全部地面和地下的淡水量总和仅占总水量的0.63％。
随着社会发展和人们生活水平的提高，生产和生活用水量在不断上升。
而且随着工农业的迅速发展和人口增长，排放的废污水量也急剧增加，使许多江、河、湖、水库，甚至地下水等都遭受不同程度的污染，使水质下降。
而水质的优劣直接关系到工农业生产能否正常进行，关系到水生生物的生长，更关系到人体的健康，因此，水质的优劣极为重要。
1.1设计目的和意义食品工业是以农、牧、渔、林业产品为主要原料进行加工的工业，食品工业作为中国经济增长中的低投入、高效益产业正在引人注目地发展、扩大，这种扩大对中国的经济发展无疑有促进作用，但从环境保护的角度来讲，食品工业污水对环境的影响也要引起有关方面的高度重视。
由于食品工业原料广泛，制品种类繁多，排出废水的水量、水质差异很大，废水中主要污染物有：①漂浮在废水中固体物质，如茶叶、果皮、碎肉、禽羽等。
②悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等。
水污染控制工程第七章
Se S010 K1t
（7-4）
式中：t—污水与滤料平均接触时间，与滤层深度，水力负荷以及 滤料特性有关。
H Echenfelder提出可用下式计算接触时间 t C n q
（7-5）
式中：C、n是与滤料比表面积及水流特性有关的常数。当为紊流 时，n=2/3；当为层流时，n=1/2。代入式7-4，得
生物滤池的设计计算
供氧量 由温差确定
（7-8）
v = 0.075△T - 0.15 式中：v ─ 空气流速(m/min)
△T ─ 池内外温差，一般为6℃
氧的利用率一般按5～8％考虑。
生物滤池的运转管理与优、缺点
运行管理
挂膜、防止堵塞、减小环境影响
优点
动力省（不需曝气）、操作运转简便
缺点
处理效率低于活性污泥法
工艺特征及优缺点
工艺特征
工艺特征 高负荷率、滤层内部的分层
优缺点 与普通生物滤池和高负荷生物滤池相比，塔式生物滤池具有如下的 优缺点： 1）具有较高的负荷率，因此所需滤池体积较小； 2）塔身高，因而占地面积小； 3）对冲击负荷的适应性好。当受突变负荷冲击时，一般只是上层滤 料的生物膜受到影响，因此可较快地恢复正常工作； 4）塔身高,形成拔风状态,通风效果好;必要时塔顶可加设引风机; 5）由于塔身高，因而废水的提升费用高； 6）运行管理不甚方便。
生物滤池的设计计算
工艺设计
有机负荷法 已知 Fv a 滤料层容积 b 平面尺寸
V A H
Q ( S0 S e ) V FV
H=1~3m
（7-1） （7-2）
c 校核水力负荷
Q q A
（7-3）
q应在适宜范围内，否则改变H，重新求A
《水污染控制工程》第十二章+活性污泥法
三、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
由于活性污泥具有巨大 的表面积，而表面上含 有多糖类的粘性物质， 导致污水中的有机物转 移到活性污泥上去。
稳定阶段
主要是转移到活性污泥上 的有机物为微生物所利用
第二节 活性污泥法的发展
一、活性污泥法曝气反应池的基本形式
初沉池：设在工艺系统首端，用于去除原废水中 所含的悬浮物质。
二沉池：设在系统末端，将曝气池出水中的活性 污泥进行分离、浓缩；
回流污泥：主要用来保持曝气池中所需的微生物 量，以分解氧化有机物；
曝气：既为活性污泥微生物提供呼吸所需的氧 气，同时也使活性污泥与废水不断混合、搅拌以防 止活性污泥在曝气池中沉淀。
推流式曝气池
推流曝气池长宽比一般为5～10；进水方式不限；出水用溢流堰。 推流曝气池的池宽和有效水深之比一般为1～2。 根据横断面上的水流情况，可分为平流推移式、旋流推流式。
进水
气泡 出水
平面流态示意 平流推移式态示意图
横断面示意
进水
出水
旋流
旋流推流式态示意图
完全混合曝气池
按池形分：圆型、方型、矩型； 根据和沉淀池的关系分：分建式、 合建式。
2.渐减曝气活性污泥法
供
、
需
氧 速 率
供氧速率 需氧速率
进水 曝气池
二沉池 出水
回流污泥
剩余污泥
渐减曝气活性污泥法
3.多点进水活性污泥法
供
、
需
氧 速
需氧速率
率
进水
曝气池
供氧速率 二沉池 出水
回流污泥 多点进水活性污泥法
水污染控制工程废水好氧生物处理工艺——活性污泥法
污泥龄也称固体平均停留时间或细胞平均停留时间 污泥龄是影响活性污泥处理效果的重要参数。
水力停留时间是指水在处理系统中的停留时间，单 位也是d。HRT＝V/Q，V是曝气池的体积；Q是 废水的流量。
对于推流式活性污泥法，氧的最大需要量出现在污水与污 泥开始混合的曝气池首端，常供氧不足。供氧不足会出现 厌氧状态，妨碍正常的代谢过程，滋长丝状菌。供氧多少 一般用混合液溶解氧的浓度表示。
混合液是曝气池中污水和活性污泥混合后的混合悬 浮液。
混合液固体悬浮物数量是指单位体积混合液中污泥 的含量，单位为mg/L或g/L，工程上还常用kg/m3。
它是计量曝气池中活性污泥数量多少的指标。
指混合液悬浮固体中的有机物的重量，单位为 mg/L、g/L或kg/m3。
把混合液悬浮固体在600℃焙烧，能挥发的部分 即是挥发性悬浮固体，剩下的部分称为非挥发性 悬浮固体（MLIVSS）。
向生活污水注入空气进行曝气，并持续一段 时间以后，污水中即生成一种絮凝体。这种 絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构 成，它有巨大的表面积和很强的吸附性能， 称为活性污泥 。
活性污泥通常为黄褐色絮状颗粒，其直径一 般为0.02－2mm，含水率一般为99.2－ 99.8％，密度因含水率不同而异，一般为 1.002－1.006g/cm3。
1、污泥负荷 在(M活LS性S污)的泥重法量中比，值一(f般oo将d有t机o b物io（mBaOsDs,5F）:M与)活，性称污为泥污泥
负荷，一般用N表示。 污泥负荷又分为重量负荷和容积负荷。 重污量泥负在荷单位(o时rg间an内ic所lo承ad受in的gBrOaDte5,量N，S）单即位单为位kg重B量O活D5性
污水处理 活性污泥法
污水处理活性污泥法活性污泥法是一种常用的污水处理方法，通过悬浮微生物的生物降解作用来去除有机物及氮、磷等污染物。
本文将详细介绍活性污泥法的工艺流程、设备选型、操作细节等内容。
1.活性污泥法工艺流程1.1 进水与原水处理在进水处理阶段，需要对原水进行预处理，一般包括格栅、除砂池和调节池。
格栅用于拦截大颗粒杂质，除砂池用于去除砂石等重颗粒物，调节池用于平稳进水水质。
1.2 好氧池反应进水经过预处理后，进入好氧池中进行反应。
好氧池中注入空气氧化剂，提供微生物降解有机物的氧气，同时通过搅拌设备保持好氧池内悬浮固体的悬浮状态，促进微生物与污水的接触。
1.3 混凝剂投加与搅拌沉淀好氧池反应后的污水进入混凝剂投加与搅拌沉淀池，投加混凝剂使污水中的悬浮物凝聚成较大的颗粒，再经过搅拌沉淀设备，使颗粒沉降到污泥底部。
1.4 污泥回流与剩余污泥处理沉淀池底部的污泥通过泵回流到好氧池中，以提供更多的微生物来降解有机物。
剩余污泥则通过压滤机、离心机等设备进行脱水处理，得到固体污泥和液体污泥两部分。
1.5 出水与后处理经过好氧池、混凝剂投加与搅拌沉淀、污泥回流等处理过程后，出水的有机物、氮、磷等污染物得到去除，水质得到改善。
出水可以进一步进行消毒处理，达到排放标准。
2.设备选型2.1 格栅格栅根据进水量和杂质粒径的大小选择合适的类型和规格。
常见的格栅有机械格栅、静态格栅等。
2.2 好氧池好氧池一般采用圆形或长方形混合液空间，需要考虑进水量、氧气供应、搅拌设备等参数。
2.3 混凝剂投加与搅拌沉淀池混凝剂投加与搅拌沉淀池可选择在一个池内进行投加和沉淀，也可选择在两个独立池内进行。
搅拌设备可以采用搅拌机、搅拌器等。
2.4 泵与回流系统回流污泥需要泵进行输送，泵的类型和规格需根据泵送距离、泵送高度、污泥浓度等因素选择合适的泵。
2.5 污泥处理设备根据污泥量和脱水要求选择压滤机、离心机等设备进行污泥的脱水处理。
2.6 消毒设备如果出水需要进一步进行消毒处理，可选择紫外线消毒设备、臭氧消毒设备等。
《水污染控制工程》第三章 活性污泥法2-动力学
1 Km 1 1 （2-28） v vmax S vmax
酶促反应速率
微生物增长速率 底物利用速率
底物 浓度
莫诺特（Monod）模式方程式-微生物增长
• 主要内容：
基质降解动力学：基质降解与基质浓度、生 物量等因素的关系
微生物增长动力学：微生物增长与基质浓度、 生物量、增长常数等因素的关系
底物降解与生物量增长、底物降解与需氧量、 营养要求之间的关系
反应动力学模型的假设
• 反应器处理完全混合状态 • 活性污泥系统处于绝对稳定
• 二沉池内无微生物活动、也无污泥累积、且泥 水分离效果好
有机物比降解速度（按物理意义）：
v d（S0 S） 1 dS （2-31）
Xdt
X dt
式中：
S0—原污水中有机底物的原始浓度; S—经t时间反应后混合液中残留的有机底物浓度;
t—活性污泥反应时间；
X—混合液中活性污泥总量。
根据（2-30）、（2-31）两式得:
v
vm ax
S KS
S
v d（S0 S） 1 dS
Xdt
X dt
dS
XS
dt vmax KS S
（2-32）
莫诺特（Monod）方程式推论:
dS dt
vm a x
XS KS
S
(1)高底物浓度条件下,S》KS
dS dt
vm a x X
K1 X
活性污泥法的基本流程作用
活性污泥法的基本流程作用下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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水污染控制工程第五节活性污泥的工艺设计(BOD去除)
活性污泥
2. 剩余污泥计算：
剩余污泥P： P·θc=VX，根据计算曝气池容积公式，代入 得
P = Y Q (S0 - Se )
或者微生1物增K长d 速率c 乘以V，剩余污泥：
P= V[Y·dS/dt –Kd·X]计算， P = Y·Q·(S0-Se)- Kd·V·Xv 可得到同样结果。
曝气池容积V的计算式. Q流量, Y产率系数, S0Se分别表示进水出水BOD
浓度, X污泥浓度, 以MLVSS计, Kd内源代谢系 数, θc污泥龄.
V Q Y c (S0 - Se ) Xv (1 Kd c )
活性污泥
(3)麦金尼法: 通过将活性污泥系统中各物质的数量关系的确定, 并建立
dS K S X因为出水的BOD很低,与Ks比可忽略:
dt KS S
K SX
若Km=K·X/Ks, 则
KS
因为K m曝 S气池内浓度均匀,所以代谢速率是均匀的:
dS S0 Se , t S0 Se
dt
t
Km为代谢速率系数,
水Km温2S0℃,
取15/h
f= MLVSS/MLSS=Xv/X，X=Xv将S0、X和V/Q=t代入得：Ls= QS0 ＝ S0 ＝ (S0 - Se )
XV Xt Xt
= (S0 - Se )=f fK 2Se= f rmax S,e各参数可(实验)得到.
Xvt
Ks
活性污泥
=流入 - 排出
+ 合成 –内源代谢
活性污泥
根据 [Qw Xr (Q - Qw )Xe ] V[Y
以(S0-Se)/t=dS/dt代入,并除以VX得到：
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池 形 方形
矩形
分建式
根据和沉淀池的关系
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
曝气设备性能测试
测 试 途 径
清水中的测试
在运行条件下的测试
麦金尼（Ross．E．Mckinney）方法
第三节 活性污泥法的发展和演变
活性污泥法的多种运行方式
第二节 气体传递和曝气池
构成 活性污泥法的三个要素
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就 是活性污泥；
二是废水中的有机物，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。
气体传递原理
双膜理论的基点是认 为在气液界面存在着二层 膜（即气膜和液膜）这一 物理现象。
d o A K g ( so o ) dt V
通常KgA/V项用KLa来代替，由此上式变为：
d o K La ( so o ) dt
将上式进行积分，可求得总的传质系数：
K La 2.3
2 1 lg S0 t 2 t1 S0 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α，同样清水的ρs0值要用于污水要乘以系数β，
NVSS: 一般范围为25％~45％
活性污泥的沉降浓缩性能
污泥沉降比：SV
取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后，度 量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。
污泥体积指数：SVI SV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。
一组活性污泥图片
活性污泥的性质
颜色 味道 状态 相对密度 黄褐色 土腥味 似矾花絮绒颗粒 曝气池混合液：1.002～1.003 回流污泥：1.004～1.006
粒经 比表面积
0.02～0.2mm
20～100cm2/mL
曝气池
曝气池出水堰
曝气池混合液配水进入二沉池
活性污泥的组成
按栖息着的微生物分： 大量的细菌 真菌 原生动物 后生动物
3.鼓风+机械曝气系统 4.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
表面曝气机
竖式曝气机
空气输配管系统
扩 散 器 卧式曝气机
高速单级鼓风机曝气系统的组成
旁通消音器
旁通阀 过滤器 进风消音器 鼓风机 空气总管 调节阀
生化处理系统 曝气扩散装置
进口导叶片调节
出口导叶片调节 压力 DO
机械曝气：表面曝气机
竖式曝气机 卧式曝气刷
曝气的效率取决于： 曝气机的性能 曝气池的池形
这类曝气机的转动轴与水 面平行,主要用于氧化沟 。
泵 形
倒伞形
平板形
泵 形
倒伞形
平板形
倒伞形机械曝气器
曝气转刷
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）/（L· h）。
渐减曝气
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。 实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧量 超过需要。 渐减曝气的目的就是合理地布臵扩散器，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。
渐减曝气
分步曝气
把入流的一部分从池端引入到池的中部分点进水。
曲线①反映污水中有 机物的去除规律； 曲线②反映活性污泥利 用有机物的规律； 曲线③反映了活性污泥 吸附有机物的规律。 这三条曲线反映出，在曝气过程中： 污水中有机物的去除在较短时间( 图中是5h左右)内就基本完 成了(见曲线①)； 污水中的有机物先是转移到(吸附)污泥上(见曲线③),然后逐渐 为微生物所利用(见曲线②)； 吸附作用在相当短的时间(图中是45min左右)内就基本完成了 (见曲线③)； 微生物利用有机物的过程比较缓慢(见曲线②)。
这两层薄膜使气体分 子从一相进入另一相时受 到了阻力。当气体分子从 气相向液相传递时，若气 体的溶解度低，则阻力主 要来自液膜。
在废水生物处理系统中，氧的传递速率可用下式表示：
dm K g A( so o ) dt
式中：dm/dt——气体传递速率； Kg ——气体扩散系数； A ——气体扩散通过的面积； ρs0 ——气体在溶液中的饱和浓度； ρ0 ——气体在溶液中的浓度。 而dm=Vdρ0，则上式可改写成：
第二节 活性污泥的反应过程分析
活性污泥系统过程参数：
水温T 水力停留时间HRT 污泥龄ΘC 污泥负荷 污泥浓度X 溶解氧DO 污泥回流比R 混合液回流比RN 剩余污泥排放量 X
微生物平均停留时间(MCRT)(又称泥龄)
微生物平均停留时间 工作着的活性污泥总量 每日排放的剩余污泥量
1L混合液沉淀30min的活性污泥体积（mL） SV(mL/L) SVI= = 1升混合液中悬浮固体干重（g） MLSS(g/L)
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 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。
充氧能力（或动力效率）：即每消耗1kW· h动力能 传递到水中的氧量（或氧传递速率）,单位为kg（O2）/ （kW· h）。 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
满足混合要求的曝气量 满铺的小气泡扩散器： 2.2m3/（m2· h） 旋流的大中气泡扩散器： 1.2m3/（m2· h） 机械曝气： 13W/m3
第七章 活性污泥生物处理过程
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
基本原理 活性污泥反应过程分析 好氧活性污泥处理过程 厌氧活性污泥处理过程 厌氧-好氧活性污泥处理过程
第一节 基 本 原 理
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。
稳定阶段
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
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：
残留在废 水中的有 机物
微生物不能利用的有机物
废 水 中 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 （吸附量） 从废水中 去除的有 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） 增殖的微生物体 氧化产物
鼓风机控制系统
鼓风曝气
空气净化器
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 风 机
空气输配 管系统
扩 散 器
鼓风曝气
空气净化器
鼓 风 机
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。
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： 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。 MLVSS: 70% 处理生活污水的活性污泥 NVSS: 30% MLVSS: 一般范围为55％~75％
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5～10； 进水方式不限；出水用溢流堰。
1.平面布臵
2.横断面布臵
推流式曝气池的池宽和有效水深之比一般为1～2。
根 据 横 断 面 上 的 水 流 情 况 ， 可 分 为
推流式曝气池
完全混合曝气池
从常用污水处理流程看曝气系统
进厂污水 粗格栅 污水泵房 细格栅 沉砂池 剩余污泥 A2/O 反应池 鼓风机房 UV 消毒 排放
污泥脱水车间
泥饼外运
曝气的作用与曝气方式
1.好氧微生物的需氧代谢
2.兼性微生物酶的好氧合成 3.混合液的搅拌作用（厌氧、缺氧池另加搅拌器） 曝气方式： 1.鼓风曝气系统
2.机械曝气装臵：纵轴表面曝气机、横轴表面曝气器
除活性微生物外，活性污泥还挟带着来自污水的有机物、无机悬浮物、胶 体物；活性污泥中栖息的微生物以好氧微生物为主，是一个以细菌为主体的群 体，除细菌外,还有酵母菌、放线菌、霉菌以及原生动物和后生动物。 活性污泥中细菌含量一般在107～108个/mL；原生动物103个/mL，原生动物中 以纤毛虫居多数，固着型纤毛虫可作为指示生物，固着型纤毛虫如钟虫、等枝 虫、盖纤虫、独缩虫、聚缩虫等出现且数量较多时，说明培养成熟且活性良好。
含水98％~99％ 干固体和水分
MLVSS MLSS
NVSS
干固体1％~2%
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；