活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题

回流污泥与MLSS关系图
有剩余活性污泥，这就是延时曝气法。
3．微生物浓度
提高MLSS，可以缩小曝气池的容积，或者说，可以降低污泥负荷率，提 高处理效率。那么，在设计中采用高的MLSS是否就可以提高效益呢?这种想法
是一种错觉。
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，过高的微生物浓度在后续的沉淀池中难于沉淀，影响出水水质； 微生物就受到抑制，处理效率降低。而各种曝气设备都有其合理的氧传递速 率的范围，对于每一种曝气设备，超出了它合理的氧传递速率范围，其充氧 动力效率将明显降低，使能耗增加。因此，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。根据长期的运行经 验，采用鼓风曝气设备的传统活性污泥法时，曝气池中MLSS在2000mg/L左右
分得到利用。但若曝气池做得大些，则可降低需氧速率，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。因而要仔细地 评价曝气设备和能源消耗的费用以及曝气池的基建费用，使它们获得最佳 匹配。 假如希望获得硝化处理结果，那么曝气时间长短的选择是重要的。 无论是含碳物质代谢需氧还是硝化代谢需氧，都要求足够的氧。长时间曝 气能降低剩余活性污泥量，这是由于好氧硝化以及内源呼吸降低了活性物 质量所致。这样的系统更能适应冲击负荷，但曝气池容积增大。
上升。因而最大的氧传递速率是发生在气泡刚形成时。基于这种认识，要提
高氧传递速率，就要尽可能使单位气量均匀分布在最宽的断面上。
7．回流污泥浓度
回流污泥浓度是活性污泥沉淀特性和回流污泥回流速率的函数。 混合液中污泥基本来自回流污泥。故MLSS必然同回流污泥量和浓度有关。 按下图进行物料平衡，可推得下列关系式：
5．微生物平均停留时间
微生物在曝气池中的平均停留时间，又称泥龄，即工作着的活性污泥总 量同每日排放的剩余污泥量的比值，单位是d。通常活性污泥法系统的微生
物平均停留时间约为水力停留时间的20倍。延时曝气系统的比例为30:1，甚
至为40:1。对于高负荷系统，其比例接近10:1。通常活性污泥系统的水力停 留时间，对城市污水来讲为4～6 h，则相应的微生物停留时间为 3.3～5d。
其三，曝气池污泥的增加，就要求曝气池中ຫໍສະໝຸດ Baidu更高的氧传递速率。否则，
是适宜的。对不同的水质、不同的工艺应根据具体情况探索合理的微生物浓
度。
4．曝气时间
曝气时间和有机负荷的关系很密切，在考虑曝气时间时要注意一些 其他有关因素。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，在其它时间，供氧量过大，造成浪费，设备的能力不能充
面，而传递到微生物表面的氧量则控制着微生物能力的发挥。从这个观点来 看，曝气设备不仅要提供充分的氧，而且要创造足够的紊动条件，以剪切活
性污泥絮体，这样可使被围在污泥絮体中的细菌得到充足的氧。因此要提高
氧的传递速率，必须有充足的氧量，并使混合液中的悬浮固体保持悬浮状态 和紊动条件。无疑，曝气设备的选择，布置，以及如何同池型配合，是提高
1）对曝气池的影响：当流量增加时，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，由于水位的 变化，它的运行就变得不稳定。
2）对二次沉淀池的影响：使表面水力负荷增加，上升流速增加，沉降效果
下降。 活性污泥法系统承受周期性水力负荷的冲击，对运行十分不利,可通过
集水井和泵的配合调蓄后，得到相对较稳定的流量。
第五节
活性污泥法系统设计和运行中的 一些重要问题
一. 系统设计和运行中的主要问题有如下几项：
①水力负荷； ④曝气时间； ②有机负荷； ③微生物浓度；
⑤微生物平均停留时间；
⑥氧传递速率； ⑦回流污泥浓度；⑧污泥回流率； ⑨曝气池的构造； ⑩PH和碱度； ⑪溶解氧浓度。
二. 问题分析
1．水力负荷
进入污水处理厂污水量的变化规律：一天内污水流量是变化的，高峰 常出现在白天，低谷则出现在黑夜。高峰值约为平均流量的200％，最低值 约为平均流量的50％。污水流量还随季节变化。 水力负荷变化的影响表现：
曝气池性能的重要条件。
机械表面曝气机，是把水粉碎成小的液滴，散布于连续的大气相中，而 扩散曝气器则是把空气粉碎成微小气泡，散布于连续的液相。目的都是希望 从空气中获得氧，提高液相中的氧浓度。 在气泡曝气中，气泡在上升的过程，向邻近液体传递氧，因而气泡中的 氧浓度降低，相邻液体的氧浓度提高，这两个因素都使氧的传递速率减慢 （为什么？）。而细的气泡不能促使邻近液体产生紊动，泡和水几乎是同速
2．有机负荷
曝气区容积的计算，常以污泥的有机负荷率 N 作为设计参数。设计中要 选择适当的污泥负荷率和MLSS值。从公式可知， N值大，曝气池所需的体积
可以小一些。污泥有机负荷率的大小影响处理效率。根据经验，当采用活性
污 泥 法 作 为 完 全 处 理 时 ， 设 计 的 污 泥 负 荷 率 一 般 不 大 于 0.5 kg(BOD5)/kg(MLSS)· d ； 如 果 要 求 氮 素 转 入 硝 化 阶 段 ， 一 般 采 用 0.3
延时曝气的水力停留时间为24 h，则微生物停留时间为30 d左右。高负荷系
统曝气时间为2～3 h，微生物停留时间约为1d。这些是经验的数值。
6．氧传递速率
氧传递速率将最终决定任一活性污泥法系统的净化效率。氧传递速率要 考虑两个过程，即氧传递到水中以及真正传递到微生物的膜表面。通常的试
验数据只表明氧传递到水相，但这并不意味着同样量的氧已达到了微生物表
kg(BOD5)/ kg(MLSS)· d 。有时为了减小曝气池的容积，可以采用高负荷，即
污泥负荷率采用 1 以上。采用高的污泥负荷率虽可减小曝气池的容积，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。有时为避免剩余污泥处
置上的困难和要求污水处理系统的稳定可靠，可以采用低的污泥负荷率 (<0.1)，把曝气池建得很大，曝气池中的污泥浓度维持较高，可以基本上没