12-5 活性污泥法过程设计计算
活性污泥法
活性污泥法活性污泥法是一种生物废水处理方法.处理过程中将废水与活性污泥的混合液搅拌并加以曝气.接下来经过沉淀把活性污泥从处理过的废水中分离开,根据需要活性污泥可以排掉或者回用.处理过的废水从沉淀池出水堰流出去.活性污泥就是废水经过一段时间自然曝气和搅拌之后沉淀下来的污泥.这种活性污泥含有许多细菌和其他微生物.当污泥与饱含氧的原废水混合时,利用污泥中的细菌可以氧化有机固体,提高混凝和絮凝效果,把胶体固体和悬浮固体转变为可降解的固体.在活性污泥处理过程中,利用悬浮好氧微生物培养物处理流入的废水.当反应期结束时,从处理的废水中把微生物培养物分离出来.大部分微生物培养物返回到流入的废水中,并与之混合.在有活性污泥作用的条件下,微生物培养物成团状或絮状体生长，这些团状或絮状体含有大量的由聚集在它们荚膜上的分泌聚合物结合在一起的细菌。
一般絮状体可以电子扫描显微照片显示。
细菌细胞在絮状体内部分散开，实际上仅占絮状体体积的10%-25%左右，正如在电子显微照片中见到的一样。
反应器内的剪应力控制最大絮状体的尺寸；用于把细菌培养物与处理过的污水分开的重力沉淀法控制最小絮状体的尺寸。
除了细菌（真菌，原生动物等）以外的生物生活在絮状体内部或表面上，但是一般不大量出现。
在活性污泥中也发现一些游离生物，如线虫和轮虫。
原生动物和轮虫以游离细菌为食，因而有助于生产低浊度的出水。
由于很难测定实际的细菌种类，，所以将曝气池中的悬浮固体或挥发性悬浮固体的浓度作为细菌含量的估量。
废水和悬浮培养物的混合体称为混合液，悬浮固体浓度分别称为混合液悬浮固体（MLSS）和混合液挥发性悬浮固体(MLVSS).【工艺构型】使用中的三种基本活性污泥工艺构型为标准式(PF)，连续流搅拌池(CFST)和间歇池。
标准推流式是最常见的。
反应器内的混合通常是游曝气系统提供的。
最初活性污泥工艺构型是一个单元的间歇反应器。
由于工作周期闲置阶段的水力问题导致了连续流系统的开发，该系统利用分离池将培养物或液体分离出去。
常见生物系统运行计算式
食微比的计算方法：食微比（F/M）实际应用中是以BOD—污泥负荷率（Ns）来表示的。
即：Ns=（QLa）/（XV）（kgBOD5/kgMLSS•d）式中：Q—污水流量（m3/d）V—曝气容积（m3）X—混合液悬浮固体（MLSS）浓度（mg/l）La—进水有机物（BOD）浓度（mg/l）污泥培养篇接种培养注意：一、污泥量计算：1．采用回流污泥：要时间短。
以食微比进行计算；F/M=5-10F/M=（进水量*有机物含量）/（接种污泥浓度*接种污泥量）2．采用脱水污泥（80%含水率）：投加量依据完全溶解后观察菌胶团数量，超过5%就可。
二、培菌过程：1．加接种活性污泥后，先闷曝气24小时左右，足够气量。
2．组织低浓度低水量进入，并控制DO在2-3mg/L。
3．逐渐提高进水量和进水浓度，同时校正营养剂投加，在1月内逐渐提高到正常处理规模。
三周后进行排泥工作，排泥以少量多排为原则。
确保MLSS值不降低。
4．维持操作指标1个月，调试结束。
三．注意要求：1．闷曝要求：在闷曝后一定要把曝气量减下来。
2．排泥要求：当池内污泥浓度超过500mg/L进行排泥工作，要少量多排。
3．营养剂要求：开始投加时超过设计的15%，投加量控制出水中P不超过0.5mg/L，N不超过5mg/L。
四．问题处理1．污泥数周不形成a.接种失败：确认接种污泥的活性b.曝气过度：检查溶解氧，不超过3mg/L。
二、工艺控制篇工艺控制内容：1． pH：控制在6-9，宁碱不酸。
pH变化直接影响水质、污泥沉降比、活性污泥浓度、污泥龄、污泥回流比。
2．水温：10-40；最佳25-30度。
变化影响混凝效果（低于10），活性污泥种群变化，沉降性降低，上清液浑浊。
3．原水成分：CHSONP；好氧：BOD：N：P=100：5：1。
厌氧：BOD：N：P=200：5：14．食微比（F/M）：BOD-污泥负荷率。
一般活性污泥法控制在0.2-0.4kgBOD5/（kgMLSS.d），氧化沟、延时曝气法：0.03-0.05；高速曝气法：1.5-3.0.5．溶解氧（DO）：从进水端到出水端逐渐升高。
《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；
第12章 活性污泥法2-0
Kd——内源代谢系数，h-1 。
dX dt
y
dS dt
KdX
上式表明曝气池中的微生物的变化是由合成和内源代谢两方面综 合形成的。不同的运行方式和不同的水质，y和Kd值是不同的。活性污
泥法典型的系数值可参见下表：
dX dt
y
dS dt
KdX
也 可 以 表 达 为
dX dt
y obs (
c c
( X )T ( X / t )T XV (Q Q w ) X e Q w X R
θc ——污泥泥龄（SRT），d； （X）T ——曝气池中总的活性污泥质量，kg； （∆X/∆t）T ——每天从曝气池中排出的活性污泥质量，包括从排泥 管线排出污泥和随出水流失的污泥量，kg； X0 ——进水中微生物浓度，gVSS/m3； Xe——出水中微生物浓度，gVSS/m3； X——曝气池中微生物浓度，gVSS/m3； XR——回流污泥浓度，gVSS/m3； V ——曝气池容积； Q ——进水流量，m3/d； Qw ——剩余污泥排放量，m3/d。
1.估计出水中溶解性BOD5的浓度
解
出水中总的BOD5＝出水中溶解性的BOD5＋出水中悬浮固体的BOD5
确定出水中悬浮固体的BOD5 ：
(a)悬浮固体中可生化的部分为0.65×12 mg/L =7.8mg/L
(b)可生化悬浮固体的最终BODL ＝ 0.65×12×1.4 2mg/L ＝11mg/L (c)可生化悬浮固体的BODL为BOD5＝0.68×11mg/L＝7.5mg/L
S0——曝气池进水的平均BOD5值，mg/L；
X——曝气池中的污泥浓度，mg/L。
容积负荷
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：
污水的好氧生物处理--活性污泥法
从池首到池尾，微生物的组成与数量、基质的组成与数量 等都在连续地变化；
有机物的降解速率、耗氧速率也都连续地变化； 活性污泥在池内是按增长曲线的一个线段进行增长； 一般呈廊道型，可有单廊道、双廊道、三廊道和五廊道等
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传统活性污泥法工艺流程：
空气
废水
初次 沉淀池
曝气池 回流污泥
二次 沉淀池
出水
剩余活性污泥
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活性污泥法的基本组成
➢ 曝气池(Aeration tank)： 在池中使废水中的有机污染物质与 活性污泥充分接触，并吸附和氧化分解有机污染物质。
➢ 曝气系统(Air transfer system)：供给曝气池生物反应所需的 氧气，并起混合搅拌作用。
MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/L 或 g/m3
4. 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） （Mixed Liquor Volatile Suspended Solids）
MLVSS = Ma + Me + Mi 单位： mg/L 或 g/m3
在条件一定时，MLVSSVSS 较稳定；
黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等 特征： 1）多属好氧和兼性异养型的原核细菌； 2）在有氧条件下，具有较强的分解有机物的功能； 3）具有较高的增殖速率，其世代时间为2030分钟； 4）其中的动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团”
的功能。
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5
B 其他微生物—原生动物
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活性污泥中的原生动物
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活性污泥法PPT课件
11.纯氧曝气
12.活性生物滤池（ABF工艺）
13.吸附—生物降解工艺（AB法）
A级
污水
B级 沉淀 曝气 沉淀 出水
格栅
沉砂
吸附
回流污泥 剩余污泥 14.序批式活性污泥法（SBR法） 初 沉 池 剩余污泥
原废水负荷率（简称污泥负荷） 污泥负荷率是指单位重量活性污泥在单位时间内所能承受的 BOD5量。
b.二沉池的沉降利用成层沉降原理,而初沉池利用的是自由沉降原理.
c.两者在构造上要注意以下N个方面:a:二沉池的进小部分要考虑布小均 匀的情况和出小情况:进水要有利于絮凝条件而出水要防止污泥
d.污泥斗的容积与设计
沉淀池由五个疗分组成:进水区,出水区,沉淀区,污泥区,缓冲区 二沉池中普通存在四个区,清水区,絮凝区,成层沉降区,压缩区.
二沉池与初沉池的比较:
二次沉淀池在功能上要同时满足澄清(固液分离)和污泥浓缩(使回流污泥 的含水率降低,回流污泥的体积减少)两方面的要求) 两者都是利用是悬浮物与污水的密度差达到液固分子离的原理 不同点: a.功能不同,二沉淀功能上要满足澄清和污泥浓缩的要求初沉池的功能是 分离废水中较大的无机物悬浮物颗粒与部分大分子有机悬浮颗粒
第一节基本概念第二节气体传递原理和曝气池第三节活性污泥法的发展和演变第四节活性污泥法的设计计算第五节活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题第六节二次沉淀池曝气池是一个生物反应器通过曝气设备充入空气空气中的氧融入污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应
第十四章 污水的好氧生物处理——活性污泥法
第一节 基本概念 第二节 气体传递原理和曝气池 第三节 活性污泥法的发展和演变 第四节 活性污泥法的设计计算 第五节 活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题
好氧区实际需氧量的计算
好氧区实际需氧量的计算yeren83382 发表于: 2008-1-04 16:55 来源: 水网博客——水业思想的集散地！很想了解实际需氧量到底是怎么计算的？在网上也没有最后搞清楚，因为版本说的好像都不太一样。
1、-2.86NO3a'为0.5，第一项为平均转化1kgBOD的需氧量kgO2/kgBOD，b'为0.1左右，微生物自身氧化物的需氧量kgO2/kgvssd，第三项项为被转化的NH3—N量kg/d有的还要减最后一项NO3，而有的公式又没有这一项，而且这个NO3就是进出水的NO3浓度差与水量的乘积？2、有的为R0=1.47QS-1.42V*mlvss/泥龄+4.57Q*NH4-2.86NO3还有的直接用公式1的前两项，现在要算需要鼓风机的气量最近老在想用第一个，理论需氧量。
第二个用来校核一下污泥浓度是否合理摘要：生物处理技术是目前十分普遍的一种水处理方法，目前我们应用的生物方法包括：活性污泥法、生物膜法、生物塘法、厌氧生物法等，其中活性污泥法最主要的生物处理方法，大多数的活性污泥法中都要有曝气这个环节，因此曝气池的建设就显的十分重要。
现实设计中，曝气池的设计需要注意许多的问题，并且要根据有关公式和实际污水处理的要求以及水质条件来确定和计算。
关键词：曝气池设计计算活性污泥法设备选择20世纪后期，我国许多城市饱尝了供水不足和水质污染的双重苦果；21世纪初期，更多的城市将面临水危机的严峻挑战。
为此，各界人士纷纷建言献策，以寻找化解水危机的“灵丹妙药”，这显然是个跨世纪的难题，因为导致水危机的原因及过程非常复杂，化解水危机便成了一项更加复杂的系统工程。
目前我们主要从两个方面着手处理水污染和供水不足的问题：一是加强保护现有的淡水资源，进行节水工程改建项目，将使用水的量控制在最小化，大力发展中水回用技术；二是加强污水处理力度，维持越来越紧缺的水资源，这就需要坚强污水处理工艺的设计和研究，强化处理效果。
好氧区实际需氧量的计算
好氧区实际需氧量的计算yeren83382 发表于: 2008-1-04 16:55 来源: 水网博客——水业思想的集散地！很想了解实际需氧量到底是怎么计算的？在网上也没有最后搞清楚，因为版本说的好像都不太一样。
1、-2.86NO3a'为0.5，第一项为平均转化1kgBOD的需氧量kgO2/kgBOD，b'为0.1左右，微生物自身氧化物的需氧量kgO2/kgvssd，第三项项为被转化的NH3—N量kg/d有的还要减最后一项NO3，而有的公式又没有这一项，而且这个NO3就是进出水的NO3浓度差与水量的乘积？2、有的为R0=1.47QS-1.42V*mlvss/泥龄+4.57Q*NH4-2.86NO3还有的直接用公式1的前两项，现在要算需要鼓风机的气量最近老在想用第一个，理论需氧量。
第二个用来校核一下污泥浓度是否合理摘要：生物处理技术是目前十分普遍的一种水处理方法，目前我们应用的生物方法包括：活性污泥法、生物膜法、生物塘法、厌氧生物法等，其中活性污泥法最主要的生物处理方法，大多数的活性污泥法中都要有曝气这个环节，因此曝气池的建设就显的十分重要。
现实设计中，曝气池的设计需要注意许多的问题，并且要根据有关公式和实际污水处理的要求以及水质条件来确定和计算。
关键词：曝气池设计计算活性污泥法设备选择20世纪后期，我国许多城市饱尝了供水不足和水质污染的双重苦果；21世纪初期，更多的城市将面临水危机的严峻挑战。
为此，各界人士纷纷建言献策，以寻找化解水危机的“灵丹妙药”，这显然是个跨世纪的难题，因为导致水危机的原因及过程非常复杂，化解水危机便成了一项更加复杂的系统工程。
目前我们主要从两个方面着手处理水污染和供水不足的问题：一是加强保护现有的淡水资源，进行节水工程改建项目，将使用水的量控制在最小化，大力发展中水回用技术；二是加强污水处理力度，维持越来越紧缺的水资源，这就需要坚强污水处理工艺的设计和研究，强化处理效果。
活性污泥的工作原理、操作流程
活性污泥的工作原理、操作流程活性污泥（activesludge）是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称，1912年由英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）发现，活性污泥可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥，活性污泥主要用来处理污废水。
活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机污水的一类好氧处理方法。
活性污泥是一种好氧生物处理方法，活性污泥基本概念是1912年英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）发现的。
他们对污水长时间曝气会产生污泥，同时水质会得到明显的改善。
继而阿尔敦（Arden）和洛开脱（Lockgtt）对这一现象进行了研究。
曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们偶然发现，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着污泥时，处理效果反而好。
由于认识了瓶壁留下污泥的重要性，他们把它称为活性污泥。
随后，他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀，只倒上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。
1916年，应用这个试验的工艺建成的第一个活性污泥法污水处理厂。
在显微镜下观察这些褐色的絮状污泥，可以见到大量的细菌，还有真菌，原生动物和后生动物，它们组成了一个特有的生态系统。
正是这些微生物（主要是细菌）以污水中的有机物为食料，进行代谢和繁殖，才降低了污水中有机物的含量。
工作原理活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。
最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌，细菌特别是球状细菌起着最关键的作用，优良运转的活性污泥，是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。
沉降性好，随着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖，开始生长原生动物，是细菌一次捕食者。
活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管虫。
活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势；后生动物是细菌的二次捕食者，如轮虫、线虫等只能在溶解氧充足时才出现，所以当出现后生动物时说明处理水质好转标志。
同步好氧污泥稳定的活性污泥法设计计算
无硝 化
４０ ．
含硝 化 含 脱氨 Ｖ ＾Ｂ ０２ Ｄ， ． 日
Ｖ ／Ｂ＝ ． Ｄｖ Ｂ ０３
８０ ．
６６ ．
厂 能够正常运行 ，确保污水处理效果 ； （ ）使有害有 ２
毒 物 质 得 到妥 善处 理 或 利 用 ： （ ）使 容 易腐 化 发 臭 的 ３ 有 机 物 质得 到 稳 定 处 理 ； （ ）使 有 用 物质 能够 得 到 综 ４
三 、剩 余污 泥产量
剩 余 污 泥 产 量 和 进 水 悬 浮 固 体 （ 。 ， 进 水 ｔ ） Ｓ Ｂ Ｄ， 以及 泥 龄 （ ｒ ０ ｔｓ 关 ，见 表２ ）有 ：
表 ２ 剩余 污泥产量 （ ｇ Ｓｋ Ｂ ｋ Ｔ ／ｇ ＯＤ５ ）
（ 二）同步好氧污泥稳定工艺流程
圈
ＴＪ Ｓ
Ｂ ＯＤ５ ４ ８
１ ． ００
１ ． １４
８３ ．
９４ ．
Ｖ ＾自＝ ． Ｄ ， ０４ Ｂ
Ｖ ，Ｂ＝ ． Ｄｖ Ｂ ０５
１． ３３
１ ． ６０
１． １Ｏ
１ ． ３２
合利用 ，变害为利 。总之 ，污泥处理 的 目的是减量 、
稳 定 、无 害化 及 综合 利 用 。
一
污泥稳定
２． ５０
、
污泥 稳定 工艺
污泥稳定的 目的就是减少有机物含量，减少产生异
表 中 ：Ｖ— — 反硝 化 容积 ； Ｖ — — 活性 污 泥池 总容 积 ； 好 氧 稳 定和 硝 化ｔ ≥２ ｄ ０； ． 好 氧 稳 定 、硝 化和 反硝 化 ｔ ≥２ ｄ ５； 当温 度 总是 高 于 １＂ ，泥龄 ｔ。 ： ２ Ｃ时 为
(行业)活性污泥法的设计计算详解(行业讲座教学培训课件)
c.可生化悬浮固体的BODL化为BOD5＝0.68x20.3＝13.8(mg／L)
（行业讲座教学培训课件）
d.确定经曝气池处理后的出水溶解性BOD5，即ρs 20mg／L=ρs十13.8mg/L ρs＝6．2mg/L 计算处理效率E: E=(250－20)/250=92% 若沉淀池能去出全部的悬浮固体， 则处理效率可达E=(250－6.2)/250=97.5%
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 工业废水：试验研究设计参数
（行业讲座教学培训课件）
工艺流程的选择
流程选择是活性污泥设计中的关键问题，关系到日后运转的稳定可 靠、经济和环境效益，必须在详尽调查的基础上进行技术、经济比 较，以得到先进合理流程。
主要调查研究和收集的基础资料： 1 污水的水量水质条件:水量关系到处理规模，多种方法分析计算， 注意收集率和地下水渗入量;水质决定选用的流程和处理程度. 2 接纳污水的对象资料 3 气象水文资料 4 污水处理厂厂址资料:厂址地形资料；厂址地质资料 5 生于污泥的出路调研
①曝气池体积的计算
完全混合曝气池如图： Qv-进水流量；qvw-排除的剩余活性污泥流量。 Qvr-污泥回流量；ρX-曝气池中的微生物浓度， ρXe-出流水中带走的微生物浓度， ρXr -回流污泥中的微生物浓度， ρS0-进水基质浓度；ρS-出流基质浓度， V-曝气池体积。
（行业讲座教学培训课件）
微生物平均停留时间，又称为污泥龄，是指反应系统内的微生物 全部更新一次所需要的时间，在工程上，就是指反应系统内微生物 总量与每日排出的剩余微生物量的比值。以θc表示，单位为d。
4.7 活性污泥法的设计计算
b’
污水种类
a’
石油化工废水
0.75
0.16
炼油废水
0.55
含酚废水
0.56
－
制药废水
0.35
漂染废水
0.5－0.6
0.065
造纸废水
0.38
合成纤维废水
0.55
0.142
b’ 0.12 0.354 0.092
曝气池工艺设计 （污泥负荷法）
设计过程如下：
1. 确定污泥负荷：一般根据经验确定，可以参看P118表12-1；
供气量：采用为空曝气器，温度取30℃，氧转移效率EA取15%
曝气池中，平均溶解氧饱和度为Cs（30）=8.46mg/L；
Cs（20）=10.17mg/L。取20℃时α=0.82，β=0.95，ρ=1.0
CL=2.0mg/L（曝气池溶解氧浓度），F扩散设备堵塞系数0.7
OS
(Cs(t)
O2Cs(20) CL ) 1.024(t20) F
Cs：不同温度下的溶解氧饱和浓度；
标准状态需氧量：
OS
(Cs(t)
O2Cs(20) CL ) 1.024(t20)
F
ρ：海拔不同引起的压力系数， ρ＝p/1.043*106
CL：曝气池平均溶解氧浓度，一般取2mg/L α，β：修正系数，一般分别取0.85、0.95。
空气量： Gs OS 0.28 E A
MLSS (mg/L)
水力停留 时间/h
回流比
5－15
0.2－0.4
0.3－0.8 1500－3000 4－8 0.25－0.75
5－15
0.2－0.6
0.6－2.4 2500－4000 3－5
【精选】活性污泥法污泥产量计算
活性污泥工艺的设计计算方法探讨摘要对活性污泥工艺的三种设计计算方法：污泥负荷法、泥龄法、数学模型法的优缺点进行了评述，建议现阶段推广采用泥龄法进行设计计算，并对泥龄法基本参数的选用提出了意见。
关键词活性污泥工艺泥龄法污泥负荷法数学模型法设计计算活性污泥工艺是城市污水处理的主要工艺，它的设计计算有三种方法：污泥负荷法、泥龄法和数学模型法。
三种方法在操作上难易程度不同，计算结果的精确度不同，直接关系到设计水平、基建投资和处理可靠性。
正因为如此，国内外专家都在进行大量细致的研究，力求找出一种精确度更高而又便于操作的计算方法。
1污泥负荷法这是目前国内外最流行的设计方法，几十年来，运用该法设计了成千上万座污水处理厂，充分说明它的正确性和适用性。
但另一方面，这种方法也存在一些问题，甚至是比较严重的缺陷，影响了设计的精确性和可操作性。
污泥负荷法的计算式为［1］V=24LjQ／1000FwNw=24LjQ／1000Fr(1)污泥负荷法是一种经验计算法，它的最基本参数Fw(曝气池污泥负荷)和Fr(曝气池容积负荷)是根据曝气的类别按照以往的经验设定，由于水质千差万别和处理要求不同，这两个基本参数的设定只能给出一个较大的范围，例如我国的规范对普通曝气推荐的数值为Fw=0.2～0.4 kgBOD/(kgMLSS·d)Fr=0.4～0.9 kgBOD/(m3池容·d)可以看出，最大值比最小值大一倍以上，幅度很宽，如果其他条件不变，选用最小值算出的曝气池容积比选用最大值时的容积大一倍或一倍以上，基建投资也就相差很多，在这个范围内取值完全凭经验，对于经验较少的设计人来说很难操作，这是污泥负荷法的一个主要缺陷。
污泥负荷法的另一个问题是单位容易混淆，譬如我国设计规范中Fw的单位是kgBOD/ (kgMLSS·d)，但设计手册中则是kgBOD/(kgMLVSS·d)，这两种单位相差很大。
MLSS是包括无机悬浮物在内的污泥浓度，MLVSS则只是有机悬浮固体的浓度，对于生活污水，一般MLVSS=0.7MLSS，如果单位用错，算出的曝气池容积将差30%。
活性污泥法的设计计算
当废水中含有合成洗涤剂及其它起泡物质时，就会在曝气池表面形成大量 泡沫，严重时泡沫层可高达1m多。
泡沫的危害表现为：表面机械曝气时，隔绝空气与水接触，减小以至破坏叶 轮的充氧能力；在泡沫表面吸附大量活性污泥固体时，影响二沉池沉淀效率， 恶化出水水质；有风时随风飘散，影响环境卫生。
抑制泡沫的措施有：在曝气池上安装喷洒管网，用压力水(处理后的废水或 自来水)喷洒，打破泡沫；定时投加除沫剂(如机油、煤油等)以破除泡沫。油类 物质投加量控制在0.5～1.5mg／L范围内；提高曝气池中活性污泥的浓度。
六、氧化沟
当用转刷曝气时，水深不 超过2.5m，沟中混合液流 速0.3~0.6m/s。
9.5 活性污泥法的发展和演变
七、接触稳定（吸附再生）法
可提高池容积负荷，适应冲击负荷的 能力强，最适于处理含悬浮和胶体物质 较多的废水，如制革废水、焦化废水等。
八、纯氧曝气
在密闭的容器中，溶解氧饱和浓度可提高，氧溶解的推动力提高，氧传递速 率增加，污泥的沉淀性能好。曝气时间短，约1.5~3.0h，MLSS较高，约 4000~8000mg/L。
b——污泥自身氧化系数，d-1，一般b=0.02~0.18，平均为0.07
一、有机物负荷率法
污泥需氧量的计算
一般a′=0.25~0.76，平均为 0.47；b′= 0.10~0.37，平均为 0.17
一、有机物负荷率法
污泥负荷与处理效率的关系
在底物浓度较低时，比底物降解速率为
-ds/(xvdt)=Q(S0-Se)/(xVV)=KSe
九、活性生物滤池（ABF）工艺
塔高4~6m，设计负荷率为3.2kg/m3•d，去除率65%，塔的出流含氧 率达6~8mg/L，混合液需氧速率可达30~300mg/L•h。
污泥处理工艺介绍及设计计算
污泥介绍及计算污泥是水处理过程的副产物，包括筛余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。
污泥体积约占处理水量的0.3%~0.5%左右，如水进行深度处理，污泥量还可能增加0.5~1倍。
是使污泥减量、稳定、无害化及综合利用。
（1）确保水处理的效果，防止二次污染；（2）使容易腐化发臭的有机物稳定化；（3）使有毒有害物质得到妥善处理或利用；（4）使有用物质得到综合利用，变害为利。
（1）按成分不同分：污泥：以有机物为主要成分。
其主要性质是易于腐化发臭，颗粒较细，比重较小（约为1.02~1.006），含水率高且不易脱水，属于胶状结构的亲水性物质。
初次沉淀池与二次沉淀池的沉淀物均属污泥。
沉渣：以无机物为主要成分。
其主要是颗粒较粗，比重较大（约为2左右），含水率较低且易于脱水，流动性差。
沉砂池与某些工业废水处理沉淀池的沉淀物属沉渣。
（2）按来源不同分：初次沉淀污泥（也称生污泥或新鲜污泥）：来自初次沉淀池。
剩余活性污泥（也称生污泥或新鲜污泥）：来自活性污泥法后的二次沉淀池。
腐殖污泥（也称生污泥或新鲜污泥）：来自生物膜法后的二次沉淀池。
消化污泥（也称熟污泥）：生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后的污泥。
化学污泥（也称化学沉渣）：用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物。
例如，用混凝沉淀法去除污水中的磷；投加硫化物去除污水中的重金属离子；投加石灰中和酸性污水产生的沉渣以及酸、碱污水中和处理产生的沉渣等均称为化学污泥。
（3）城市污水厂污泥的特性见表8-1(1)污泥含水率：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。
1污泥中水的存在形式有：空隙水，颗粒间隙中的游离水，约70%，可通过重力沉淀（浓缩压密）而分离；毛细水，是在高度密集的细小污泥颗粒周围的水，由毛细管现象而形成的，约20%，可通过施加离心力、负压力等外力，破坏毛细管表面张力和凝聚力的作用力而分离；颗粒表面吸附水和内部结合水，约10%。
表面吸附水是在污泥颗粒表面附着的水分，起附着力较强，常在胶体状颗粒，生物污泥等固体表面上出现，采用混凝方法，通过胶体颗粒相互絮凝，排除附着表面的水分；内部结合水，是污泥颗粒内部结合的水分，如生物污泥中细胞内部水分，无机污泥中金属化合物所带的结晶水等，可通过生物分离或热力方法去除。
第四章 活性污泥法
（4）污泥体积指数(SVI)：指曝气池混合液沉淀30min后， 每克干污泥形成的湿污泥体积，单位 mL/g。
沉淀污泥体积（ml / L) SV 10 SVI MLSS（g / L） MLSS( g / L)
如:SV=30%，MLSS=3000mg/ Nhomakorabea，SVI=?
城市污水：SVI=50～150mL/g，SVI反映污泥的沉降 性能和活性。
第四章 活性污泥法
第一节 基本概念
第二节 活性污泥法的发展
第三节 气体传质原理和曝气设备 第四节 去除有机污染物活性污泥法过程设计 第五节 脱氮、除磷活性污泥法工艺及设计 第六节 二沉池 第七节 活性污泥法处理系统运行管理
第一节 基本概念 一、概述 1、活性污泥法产生过程（P100)
2、活性污泥组成 活性微生物（Ma，主体，主要是细菌和真菌)、 自身氧化残留物(Me)、吸附的不能降解的有机物 (Mi)和无机悬浮物(Mii)。 3、活性污泥性状(P102) 粒径200～1000μm，比表面积20～100cm2/mL。 一般呈茶褐色，略显酸性，含水率99％左右，相对 密度1.002～1.006；具有凝聚沉降性能和生物活性。
4、活性污泥评价方法（P103) （1）生物相观察:观察污泥中微生物的种类、数 量、优势度及代谢情况。 (2)混合液悬浮固体浓度（MLSS，又称污泥浓度） 指曝气池中单位体积混合液中悬浮固体的质量， 包括Ma、Me、Mi、Mii。单位：mg/L或g/L。 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）：
指混合液悬浮固体中有机物的质量，包括Ma、Me、Mi。 MLSS、MLVSS都是微生物浓度近似值，MLVSS更接近 活性微生物的浓度。生活污水MLVSS/MLSS=0.7～0.8 （3）污泥沉降比（SV）：曝气池混合液静置30min后沉 淀污泥的体积分数，单位%。
解读活性污泥曝气反应池需氧量计算公式
解读活性污泥曝气反应池需氧量计算公式活性污泥法在现代城镇污水处理中应用广泛，活性污泥法的曝气能耗占整个污水厂处理能耗的55%～60%，所以污水需氧量的计算对污水厂能耗作用具大，《室外排水设计规范》GB50014-2006（2011年版）6.8.2条给出了需氧量计算公式，但在实际应用中一些工程师对公式中参数来源及取值有些困惑，通过本篇给大家进行解答。
标签：需氧量;引言：微生物对污水中可降解有机污染物进行氧化分解，最终形成和等稳定的无机物质，并从中获取合成新细胞物质所需要的能量，反应过程可用下列化学式表示：另一部分有机污染物为微生物用于合成新细胞即合成代谢，所需能量取自分解代谢，这一反应过程可用下列化学式表示：如果污水中营养物质匮乏，微生物可能进入内源代谢反应，微生物对其自身的细胞物质进行代谢反应，其过程可用下列化学方程式表示：微生物对有机污染物的去除作用中分解代谢、合成代谢和微生物内源代谢反应都消耗氧量。
1.在曝气池内，活性污泥对有机污染的氧化分解和其本身的内源代谢都是耗氧过程。
这两部分氧化过程所需要的氧量，一般用下列公式确定：式中—混合液需氧量，;—活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需要的氧量，以计;Q—处理污水流量，;—经活性污泥微生物代谢活动被降解的机污染物（）量，，;—活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以计;V—曝气池容积，;—单位曝气池容积的挥发性悬浮固体（MLVSS）浓度，。
2.《室外排水设计规范》GB50014-2006（2011年版）6.8.2生物反应池中好氧区的污水需氧量、根据去除的五日生化需氧量、氨氮的硝化和除氮等要求，宜按下式计算：O2=0.001αQ（So-Se）-cΔXV+b[0.001Q（Nk-Nke）-0.12ΔXV]-0.62b[0.001Q（Nt-Nke-Noe）-0.12ΔXV]（6.8.2）式中：O2—污水需氧量（kgO2/d）;Q—生物反应池的进水流量（m3/d）;So—生物反应池进水五日生化需氧量浓度（mg/L）;Se—生物反应池出水五日生化需氧量浓度（mg/L）;ΔXV—排出生物反应池系统的微生物量;（kg/d）;Nk—生物反应池进水总凯氏氮浓度（mg/L）;Nke—生物反应池出水总凯氏氮浓度（mg/L）;Nt—生物反应池进水总氮浓度（mg/L）;Noe—生物反应池出水硝态氮浓度（mg/L）;0.12ΔXV—排出生物反应池系统的微生物中含氮量（kg/d）;a—碳的氧当量，当含碳物质以BOD5计时，取1.47;b—常数，氧化每公斤氨氮所需氧量（kgO2/kgN），取4.57;c—常数，细菌细胞的氧当量，取1.42。
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§12-5 活性污泥法过程设计
• 三、需氧量设计计算 • 2.微生物对有机物的氧化分解需氧量 微生物对有机物的氧化分解需氧量 • 污水中可生物降解的有机物量常以 污水中可生物降解的有机物量常以BOD5表示，如近似以 表示，如近似以BODL代 替bCOD，折算为有机物完全氧化的需氧量 ，折算为有机物完全氧化的需氧量BODL，耗氧系数为 0.1时, BOD5＝0.68BODL,(BOD5约占总 时 约占总BOD的70%) 则： 的
C 5 H 7 NO 2 + 5O 2 → 5CO 2 + NH 3 + 2 H 2 O
113
5 × 32
1
x
5 × 32 x= = 1.42 113
• 进水总 进水总COD分为活性生物体 分为活性生物体COD和有机基质 和有机基质COD。活性生物体 分为活性生物体 和有机基质 。 包括自养菌、异养菌和聚磷菌。 包括自养菌、异养菌和聚磷菌。 有机基质依据其生物可降解性分为可生物降解BCOD和不可生物 和不可生物 有机基质依据其生物可降解性分为可生物降解 降解UBCOD。UBCOD进一步划分为溶解性惰性组分 和颗粒性 。 进一步划分为溶解性惰性组分S1和颗粒性 降解 进一步划分为溶解性惰性组分 惰性组分X1。 在活性污泥系统中不发生变化 直接流出系统， 在活性污泥系统中不发生变化， 惰性组分 。S1在活性污泥系统中不发生变化，直接流出系统， X1能够被污泥捕集，通过剩余污泥排放去除。 能够被污泥捕集，通过剩余污泥排放去除。 能够被污泥捕集 BCOD分为快速易降解 分为快速易降解RBCOD（SS）和慢速降解 分为快速易降解 （ ）和慢速降解SBCOD （XS）。速率相差约1个数量级。这种划分对设计方案脱氮除磷 ）。速率相差约 个数量级。 ）。速率相差约 个数量级 功能的预测和控制策略开发非常重要。 由细小颗粒物 由细小颗粒物、 功能的预测和控制策略开发非常重要。XS由细小颗粒物、胶体 和溶解性有机大分子组成，生活污水主要是前两者。 和溶解性有机大分子组成，生活污水主要是前两者。由于胶体物 质能够被活性污泥很快吸附而从液相中去除， 质能够被活性污泥很快吸附而从液相中去除，其归宿与颗粒物相 联系， 联系，因此模拟生物反应器可以把所有的胶体和颗粒性可降解 COD归为 。 归为XS。 归为
§12-5 活性污泥法过程设计
• 一、曝气池容积设计计算 • 2.池型的选择 2.池型的选择 • 推流理论上优于完全混合，由于充氧设备能力限制及纵向混合的 推流理论上优于完全混合， 存在，实际上推流和完全混合处理效果相近。若能克服上述缺点， 存在，实际上推流和完全混合处理效果相近。若能克服上述缺点， 则推流比完全混合好。 则推流比完全混合好。 • 完全混合抗冲击负荷的能力强。 完全混合抗冲击负荷的能力强。 • 根据进水负荷变化情况、曝气设备的选择、场地布置、设计者的 根据进水负荷变化情况、曝气设备的选择、场地布置、 经验综合确定。 经验综合确定。 • 在可能条件下，曝气池的设计要既能按推流方式运行，也能按完 在可能条件下，曝气池的设计要既能按推流方式运行， 全混合方式运行，或者两种运行方式结合，增加运行灵活性。 全混合方式运行，或者两种运行方式结合，增加运行灵活性。
• 高BOD5负荷下，泥龄较短，降解单位质量的 负荷下，泥龄较短，降解单位质量的BOD5需氧量就低。 需氧量就低。 因为一部分被吸附而未被摄入体内的有机物随剩余污泥排出； 因为一部分被吸附而未被摄入体内的有机物随剩余污泥排出；同 时，微生物内源代谢弱，需氧也较低。 微生物内源代谢弱，需氧也较低。 • 低BOD5负荷时，泥龄较长，有机物降解较彻底，内源代谢作用 负荷时，泥龄较长，有机物降解较彻底， 时间长，降解单位质量 需氧量就高。 时间长，降解单位质量BOD5需氧量就高。
§12-5 活性污泥法过程设计
• 一、曝气池容积设计计算 • 1.工艺流程的选择 工艺流程的选择 • 工艺流程的选择是设计关键问题 详细调查基础上进行技术、经 工艺流程的选择是设计关键问题, 详细调查基础上进行技术、 济比较，得到合理流程。 济比较，得到合理流程。 • 主要调查研究和收集的基础资料： 主要调查研究和收集的基础资料： • ①污水水量水质条件:水量 处理规模，注意收集率和地下水渗入 水量-处理规模 污水水量水质条件 水量 处理规模， 水质决定流程和处理程度。 量;水质决定流程和处理程度。 水质决定流程和处理程度 • ②接纳污水的对象资料 • ③ 气象水文资料 • ④污水处理厂厂址资料:厂址地形资料；厂址地质资料 厂址地形资料； 污水处理厂厂址资料 厂址地形资料 • ⑤剩余污泥出路
∆X v = Y ( S0 − Se ) Q − K dVX V
∆X V = Yobs ( S0 − Se ) Q
• ∆XV-每日增长的挥发性活性污泥量 kg/d 每日增长的挥发性活性污泥量, 每日增长的挥发性活性污泥量
§12-5 活性污泥法过程设计
• 三、需氧量设计计算 • 1. 根据有机物降解需氧率和内源代谢需氧率计算
§12-5 活性污泥法过程设计
• 一、曝气池容积设计计算 • 3. 池容积设计计算 • (1)有机负荷法 有机负荷法 • ①活性污泥负荷法 • 活性污泥负荷率(Ls)： 活性污泥负荷率 ： • 反应池体积为： 反应池体积为：
Q ⋅ S0 F (基质量) Ls = = M (微生物总量) X ⋅V
Q ⋅ S0 V= X ⋅ Ls
§12-5 活性污泥法过程设计
• 三、需氧量设计计算 • 2.微生物对有机物的氧化分解需氧量 微生物对有机物的氧化分解需氧量
O2 = Q ( bCOD0 − bCODe ) − 1.42∆X
• bCOD-污水的可生物降解基质浓度 污水的可生物降解基质浓度; 污水的可生物降解基质浓度 • 1.42-污泥的氧当量系数， 污泥的氧当量系数， 污泥的氧当量系数 • 假定细胞组成 5H7NO2, 氧化单位质量微生物需氧量： 假定细胞组成C 氧化单位质量微生物需氧量：
§12-5 活性污泥法过程设计 • 一、曝气池容积设计计算 • 二、剩余污泥量计算 • 三、需氧量设计计算
பைடு நூலகம்
§12-5 活性污泥法过程设计
• 过程设计计算 对象：曝气池、二沉池、曝气设备、回流设备等 对象：曝气池、二沉池、曝气设备、 及污泥处理处置。 及污泥处理处置。 • 设计主要依据：水质水量资料 设计主要依据： • 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： • 工业废水：试验研究设计参数 工业废水： • 主要设计内容： 主要设计内容： • 1. 工艺流程选择 • 2. 曝气池容积和构筑物尺寸的确定 • 3. 二沉池澄清区、污泥区的工艺设计 二沉池澄清区、 • 4. 供氧系统设计 • 5. 污泥回流设备设计
§12-5活性污泥法过程设计 12• 二、剩余污泥量计算 • 1.按污泥龄计算 按污泥龄计算
∆X = XV
θc
• ∆X-每天排出的总固体量，g(vss)/d; 每天排出的总固体量， 每天排出的总固体量
§12-5 活性污泥法过程设计
• 二、剩余污泥量计算 • 2.根据污泥产率系数或表观产率系数计算 根据污泥产率系数或表观产率系数计算
§12-5 活性污泥法过程设计
• 例12-1 • (2)计算曝气池的体积 计算曝气池的体积 • ①按污泥负荷计算 • 参考表12-1(p118)，污泥负荷取 ， 参考表 0.25kg(BOD5)/kg(MLSS)·d,按平均流量计算： 按平均流量计算： 按平均流量计算
X ⋅ Ls
• 室外排水设计规范体积公式：V = Q ⋅ ( S0 − Se ) 室外排水设计规范体积公式： • 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 • S0—曝气池进水的平均 曝气池进水的平均BOD5值 曝气池进水的平均
§12-5 活性污泥法过程设计
• 一、曝气池容积设计计算 • 3. 池容积设计计算 • ②容积负荷法 • 容积负荷：单位容积曝气区单位时间内所能承受的 容积负荷： Q ⋅ S0 BOD5量，即： LV = V • 曝气池容积： 曝气池容积：
§12-5 活性污泥法过程设计
• 例12-1 • 处理污水量为 600m3/d，初沉后 处理污水量为21 ，初沉后BOD5为200mg/L，希望经生物 ， 处理后出水BOD5小于 小于20mg/L。该地区大气压为标准压力，确定 处理后出水 。该地区大气压为标准压力， 曝气池体积，剩余污泥量和需氧量。相关参数按下列条件 曝气池体积，剩余污泥量和需氧量。相关参数按下列条件: • ①曝气池污水温度为20℃； 曝气池污水温度为 ℃ • ②曝气池中MVLSS同MLSS之比为 。 之比为0.8。 曝气池中 同 之比为 • ③回流污泥SS浓度为 000mg/L； 浓度为10 回流污泥 浓度为 ； • ④曝气池中的MLSS为3 000mg/L； 曝气池中的 为 ； • ⑤设计的θc为10天； 设计的 为 天 • ⑥出水中含有12mg/L的TSS，其中 可生化)占 出水中含有 的 ，其中VSS(可生化 占65%。 可生化 。 • ⑦污水中含有足够的生化反应所需的氮、磷和其它微量元素； 污水中含有足够的生化反应所需的氮、磷和其它微量元素；
Q ⋅ ( S0 − Se ) BODL = 0.68
Q ( S0 − Se ) O2 = − 1.42∆X V 0.68
BODL与BOD5
§12-5 活性污泥法过程设计
• 三、需氧量设计计算 • 2.微生物对有机物的氧化分解需氧量 微生物对有机物的氧化分解需氧量 • 空气中氧含量23.2%，氧密度1.201kg/m3。将氧量除以 空气中氧含量 ，氧密度 氧密度和空气中氧含量，既为所需空气量。 氧密度和空气中氧含量，既为所需空气量。 • 目前推流式和完全混合式曝气池实际效果差不多，完全 目前推流式和完全混合式曝气池实际效果差不多， 混合的计算模式也可用于推流曝气池的计算。 混合的计算模式也可用于推流曝气池的计算。