污水的好养生物处理法—活性污泥法

污泥负荷 固比
单位时间内，通过气浮池断面的干固体 量，单位为kg/（m2.h）或kg/（m2.d）
水力负荷
回流比
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气浮池污泥负荷:
污泥种类
空气曝气的活性污泥 空气曝气的活性污泥经沉淀
后 纯氧曝气的活性污泥经沉淀
后 50%的初沉污泥+50%的活性
污泥经沉淀后 初次沉淀池污泥
负荷/（kg.m2.d-1) 25～75
解： 设计一座矩形的平流气浮浓缩池
污泥流量qv=240m3/d=10m3/h 1. 气浮浓缩池面积A
2. 污泥负荷取75kg/(m2.d)，污泥密度为1000kg/m3,则
A 2 4 10 0 (1 0 90 .3 9 % 2 ).4 2 (m 2 )
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75
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2. 回流比R 据经验，气固比As取0.02。 采用装设填料的压力罐，溶解效率f=0.9。
消化污泥 化学污泥 栅渣、沉砂池沉渣
城市污水厂所产生 的污泥量约为处理 水体积的1%左右 （0.5%~1.5%）,含 水率99.2%左右。
降低含水率，使其变流态为固态， 同时减少数量
处理目的 稳定有机物，使其不易腐化，避免
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1 对环境造成二次污染。
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二沉池栅滤5
二、污泥的特性 1.污泥中的固体
污泥负荷 气固比
水力负荷 回流比
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加压溶气水量与需要浓缩的污泥量的 体积比，通常以R表示，用于污水处 理时取25%~50% ，用于污泥浓缩需 计算确定
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例：某废水处理厂的剩余活性污泥量为240m3/d， 含水率为99.3%，泥温20ºC。现采用回流加压溶气气 浮法浓缩污泥，要求含固率达到4%，压力容器罐的表 压p为3×105Pa。试计算气浮浓缩池的面积A和回流比 R。若浓缩装置改为每周运行7d，每天运行16h，计算 气浮池面积。
污水的好养生物处理法—活性污泥法
污泥的处理和处置，就是要通过适当 的技术措施，使污泥得到再利用或以某种 不损害环境的形式重新返回到自然环境中。
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第一节 污泥的来源、性质和数量
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一、污泥的来源、性质及主要指标
来源
初沉污泥 剩余污泥
富含有机物，容易 腐化、破坏环境， 必须妥善处置
0 0.5~1.5
0 0.75~1.5
85~90 90~95 80~90 90~95 90~95 95~97
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剩余污泥机械浓38缩
第四节 污泥的稳定
污泥的稳定：降低有机物含量或使其 暂时不产生分解的过程
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污泥稳定化（Sludge Stabilization）的处理方法:
2021N/2—/4 —设计人口1数，人。
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公式估算
2. 剩余活性污泥量(活性污泥法)
(1) 剩余活性污泥量以VSS(挥发性固体)计:
X V S S Y Q (S 0 S e) K dX V V
(2) 剩余活性污泥量以SS计: f---0.6~0.75
(3) 剩余活性污泥量以体积计:
XSS
XVSS f
量的比值
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转筒式离心机用于污泥浓缩的运行参数
污泥种类
入流污泥 浓缩后污泥 高分子聚合物需要量/ 固体物质 含固率/% 含固率/% （g.kg-1污泥干固体） 回收率/%
剩余活性污泥
0.5~1.5
8~10
厌氧消化污泥
1~3
8~10
普通生物滤池污泥
2~3
8~9 9~11
0 0.5~1.5
2. 气浮浓缩法的主要设计参数 主要设计参数:
污泥负荷 气固比
水力负荷 回流比
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单位时间内，通过气浮池断面的处 理水量，单位为m3/（m2.h）为 m3/ （m2.d），一般40~80m3/（m2.d）或 2~3.5 m3/（m2.h)。
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2. 气浮浓缩法的主要设计参数
主要设计参数:
该法可造成磷的释放
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二、 气浮浓缩法
气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作 用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。
1. 气浮浓缩系统的组成
气浮浓缩系统主要由加压溶气装置和气浮分离装 置两部分组成。
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2. 气浮浓缩法的主要设计参数 主要设计参数:
浓缩池的上清液， 应回到初沉池前重新处 理。
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2. 连续式污泥浓缩池
连续运行的浓缩池 可采用沉淀池的形式， 一般为竖流式(或辐流 式)。
设计参数:
浓缩池的固体通量 [kg/(m2·h)或kg/(m2·d)]
水力负荷[m3/(m2·h)或 m3/(m2·d)]
水力停留时间(h或d)
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若污泥的含 水率〉98% 要先浓缩至 96%以减少 污泥体积； 若要运输， 含水率<80% 失去流态。 若要填埋含 水率<60%
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第二节 污泥的处理工艺 污泥的处置及其前处理
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一、污泥的处置 建材
农业利用 填埋
焚烧 投放海洋
二、 污泥处置的前处理
为了避免污泥进入环境时，其有机部分发生腐败, 污染环境，常在脱水之前先进行降解，称稳定。经过 稳定的污泥如果脱水性能差，则还需调理。
含水率与含 固率
挥发性固体
污泥中的有 毒有害物质
污泥的脱水 性能
挥发性固体(用VSS表示)，是 指污泥中在600ºC的燃烧炉中能被 燃烧，并以气体逸出的那部分固 体，
用指数比抗阻值(r)或毛细吸 水时间(CST)评价
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三、污泥量
计算城市污水厂的污泥量时，一般以下表所列的 经验数据为基础。
50～100
60～150
100～200
至260
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2. 气浮浓缩法的主要设计参数
主要设计参数:
污泥负荷 气固比
水力负荷 回流比
溶气水经减压释放出的空气量与需浓
缩的固体量之质量比，常用As表示； 用于污泥浓缩一般取0.01～0.04
As ASa
SaR(fp1)
0
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V
100c0Q 103(100P)
V SN 1000
式中：
V——初沉污泥量，m3/d；
Q——污水流量， m3/d；
η——沉淀池中悬浮物的去除率，%；
c0——进水中悬浮物浓度，mg/L； P——污泥含水率，%；
ρ——污泥密度，以1000kg/m3计；
S——每人每天产生的污泥量,一般采用0.3~0.8L/（d·人）;
污泥种类
沉砂池的沉砂
初次沉淀池污泥
二次沉淀池污泥 生物膜法 活性污泥法
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污泥量 /(L·m-3)
0.03 14~25
7~9 10~21
含水率/%
60 95～97.5
密度 /(kg·L-1)
1.5
1.015~1.02
96～98 99.2～99.6
1.02
1.005~1.008
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公式估算 1. 初沉污泥量
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污泥处理与处置
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储存 浓缩 稳定 调理 脱水 干化
城镇污水二级处理厂污泥处理典型流程
储存 浓缩
调理
脱水
以无机物为主的工业污泥处理典型流程
最终处置 最终处置
储存
调理
浓缩脱水
最终处置
带有生物除磷的城镇污水处理厂污泥处理典型流程
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第三节 污 泥 浓 缩
VSS
100XSS
(100 P)
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三、污泥中的水分及其对污泥处理的影响
1. 污泥中的水分
存在于污泥颗粒间隙中的水，称为间
(1) 游离水:
隙水或游离水，约占污泥水分的70％左 右。这部分水一般借助外力可与泥粒分
离。
存在于污泥颗粒间的毛细管中，称为 (2) 毛细水: 毛细水，约占污泥水分的20％左右。也
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污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体 积的有效方法。
污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。
方法
重力浓缩（沉降法） 气浮浓缩
离心浓缩
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一、沉降法 沉降法主要用于浓缩初沉污泥及初沉污泥和剩
余活性污泥的混合污泥。
1. 间隙式污泥浓缩池
设计参数为停留时 间，一般为9~12h。
20℃时，空气饱和溶解度：
S a 0 .01 1 .1 8 g 6 7 /0 4 .L 0g 2 / 1 2 L .8 8 m 1 g/L
入流污泥浓度р0为7000g/m3
代入（20-7）式：
AS
Aa S
Sa R( fp 1)
0
0.02 21.8 R (0.9 3 1) 7000
R 3.78 380%
有可能用物理方法分离出来。
(3) 内部水:
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黏附于污泥颗粒表面的附着水和存在
于其内部(包括生物细胞内的水)的内部水，
约占污泥中水分的10％左右。只有干化
才能分离，但也不完全。
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2. 污泥中的水分对污泥处理的影响
污泥处理的方法常取决于污泥的含水率和最终 的处置方式。
A
22.4
符合要求。
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3. 若浓缩池每天运行16h，则流量
qv'
24m 03/h1m 53/h 16
污泥负荷仍取75kg/(m2.d)=3.125kg/(m2.h)， 则
A 1 1 50 (1 0 90 .3 9 % m 2) 3.6 3 m 2 3 .125
回流比（R）仍为380%。
生物稳定
厌氧消化法（Anaerobic digestion） 好氧消化法（Aerobic digestion）
氯稳定法
化学稳定
石灰稳定法(Alkaline Stabilization—
臭氧稳定法
addition of lime)
热处理法
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一、污泥的生物稳定
（一）污泥的好氧生物稳定（好氧消化） 其机理是促使活性污泥进入内源呼吸阶段，通过自身 氧化降低污泥中的有机物的含量，使污泥达到稳定化。 其反应方程式如下：
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三、离心浓缩法
原理
利用污泥中固、液相的密度不同，在 高速旋转的离心机中受到不同的离心 力而使两者分离，达到浓缩的目的
出泥含固率，3min停留时间，含固率可达
到4％（能将含固率0.5%污泥浓缩到 效果指标 5%~6%）
浓缩后污泥的固体总量
固体回收率
与入流污泥中的固体总
该法可避免磷的释放
γ1-----固体相对密度， （城市污泥2.5 ）
γ2---水的相对密度
8
5.污泥体积、相对密度于含水率的关系
V
mS
W (100P)
当城市污泥含水率大于 80%时可按此公式计算：
V----污泥体积,m3 ms----污泥中固体的质量，Kg; ρ----水的密度，Kg/m3
V
V0
100 P0 100 P
溶解固体 和 悬浮固体
挥发性固体和稳定性固体 （挥发性固体反映污泥的 稳定化程度）
2.污泥固体的组分
污泥固体的组分与来源密切相关； 组分不同，性质不同，对应的处 理处置方法不同
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3.含水率与 含固率
含水率是污泥中水含量的百分数， 含固率则是污泥中固体或干泥含量 的百分数
含水率对污泥特性有重要影响。
C5H7NO2 +5O2 →5CO2+NH3+2H2O ——
只有约80%的细胞组织能被氧化，剩余的20%则是不
能被生物降解的，对污泥中挥发性固体量的降低可接近
回流水量：
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R q v 3% 8 1 0m 0 3 /h 3m 8 3 /h 32
溶气罐净体积（不包括填料）按溶气水停留3min计 算，则：
VN38630m31.9m3
以水力负荷校核气浮池面积：
R 1 q v 38 1 0 2m % 4 3 /( 2 0 d m 5 ) 1 3 /( 2 .d 4 m
含水率在85％以上呈流态,65％~ 85 ％时呈塑态，低于60％呈固态
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4.污泥相对密度
1 n ( i)
i 1 i
P1（ 1010001-2P）2
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污泥相对密度指污泥的 质量与同体积水质量的 比值。
Wi----污泥中第i项组分 的质量分数，%；
γi-----污泥中第i项组分的 相对密度.
污泥浓缩前后的关系：
99% 98%；
V 0W 0 ( 1 0 0 P 0 ) V W ( 1 0 0 P )
97% 95%
94%； 90%。
20V 21/2 /4 V 0[[1 10 00 02 2 P P 0 1((11 22))]]((1 10 00 0 P P 0))
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污泥 性质 表征 参数
回流水量： 3% 8 1 0m 5 3 /h 5m 7 3 /h
溶气罐净体积：
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VN57 630m32.8m 53
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以水力负荷校核气浮池面积：
(R1)qv(38 % 0 1)1m 53/(2m h )2.1m 43/(2m h)
A
3.6 3
513 ./4 (2m m d)
符合要求。