第12章活性污泥法

物量的比值。以θC表示，单位为d。
c
( X )T (X / t)T
c
(Q
XV Qw) X e Qw 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。
12.5 去除有机污染物的活性 污泥法过程设计
活性污泥法的设计计算，主要是根据进水水 质和出水的要求，确定活性污泥法工艺流程，选 择曝气池的类型，计算曝气池的容积，确定污泥 回流比，计算所需的供氧量，曝气设备选择和剩 余活性污泥量计算等，下面主要讨论去除BOD5及 硝化过程的活性污泥法设计计算。主要介绍以下 三个方面的内容：
泥法典型的系数值可参见下表：
dX dt
dS y
dt
Kd X
也 可
以
表
达
为
dX dt
dS yobs ( dt
)Байду номын сангаас
这里的yobs实质是扣除了内源代谢后的净合成系数，称为表观 合成系数。y为理论合成系数。
2.污泥泥龄
2. 污泥泥龄法
微生物在处理系统（曝气池）中的平均停留时间，又称污 泥龄，是指反应系统内的微生物全部更新一次所用的时间，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
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
12.5.1 曝气池容积设计计算
曝气池的选型，从理论上分析，推流优于完全混合，但由于充氧设备能 力的限制，以及纵向混合的存在，实际上推流和完全混合的处理效果相近。 若能克服纵向掺混，则推流比完全混合好，而完全混合抗冲击负荷的能力 强。可见，二者各有优缺点。
12.5.3 需氧量设计计算
1. 根据微生物对有机物的氧化分解需氧量计算
有机物在生化反应中有部分被氧化，有部分合成微生物，形 成剩余活性污泥量。因而所需氧量为：
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：
LV
QS0 V
LS X
式中：Lv——容积负荷，kg (BOD5)/(m3·d)。
LS
QS0 XV
LV
QS0 V
LS X
根据上面任何一式可计算曝气池的体积，即:
V Q S0 QS0 LS X LV
S0和Q是已知的，X和L可参考有关资料选择。对于某些工业污水， 要通过试验来确定X和L值。污泥负荷法应用方便，但需要一定的经
过程，因此，需氧量为：
O2 a'QS r b'VX v
O2 ——混合液需氧量，kgO2/d; a´——有机物代谢的需氧率， kgO2/kgBOD5; b´——活性污泥内源代谢的需氧率， kgO2/（kgMLVSS·d); Sr——经活性污泥代谢降解的有机污染物；
生活污水的a´为0.42~0.53，b´介于0.19~0.11之间。
验。
2. 污泥泥龄法——
劳伦斯和麦卡蒂法
1.微生物的增长和基质的去除关系式
dX dS dt y dt Kd X
式中：y——合成系数，mg(VSS)/mg(BOD5)； Kd——内源代谢系数，h-1 。
dX dt
y dS dt
Kd X
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
稳态条件下，可以得到污泥泥龄与进水水质、污泥浓度之间关系：
1
c
Y
Q(S0 Se) XV
Kd
S0 /Se——进/出水中BOD5浓度，mg/L； Y——活性污泥的产率系数，gVSS/gBOD5； Kd ——内源代谢系数，d-1。
因此，曝气池容积：
V YQ(S0 Se )c X (1 Kdc )
12.5.3 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
也可以表达为：
O2 a' b'
QSr
Ls
O2 X vV
a L' b' s
b'
可见，高污泥负荷条件下运行时，活性污泥泥龄较短，降解单 位质量的BOD5的需氧量低，因为，一部分有机物通过吸附去 除，且污泥内源代谢作用弱。反之亦然。
LV（简称容积负荷）
经验水力停留时间：t
根据某种工艺的经验停留时间和经验去除率，确定曝气池的水 力停留时间。
例如：流量200m3/h，曝气池进水BOD浓度150mg/L, 出水要求为 15mg/L，采用多点进水，求曝气池容积。
多点进水经验去除率：85%—90％ 经验停留时间：3—5h 取停留时间为4.5h，则曝气池容积：
曝气池的设计计算正在由经验方法向更精确的理论方法过渡，由于污 水水质的复杂性，有些情况需要通过试验来来确定设计参数。但是，理论 方法能深刻地揭示活性污泥法的本质，加深对它的认识和理解，对做好设 计是极为重要的。
1.有机物负荷法
有机物负荷率的两种表示方法
活性污泥负荷
LS（简称污泥负荷）
曝气池容积负荷
X v Y (S0 Se )Q KdVXv X v YobsQ(S0 Se )
该法计算的是挥发性剩余污泥量，工程实践中需要的是总的 悬浮固体量，需要确定MLSS和MLVSS之间的关系。
12.5.3 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 曝气池内，活性污泥对有机物的氧化分解和其自身的内源代谢都是好氧
为了曝气池投产期驯化活性污泥，各类曝气池在设计时，都应 在池深1/2处设中间排液管。
12.5.2 剩余污泥量计算
1. 按污泥泥龄计算 根据污泥泥龄的定义，每日排出的总固体量：
X VX
c
12.5.2 剩余污泥量计算
1. 按污泥泥龄计算 根据产率系数或表观产率系数计算，活性污泥微生物每日在曝气池 内的净增量为：
V＝200×4.5m3=900m3
污泥负荷
污泥负荷是指单位质量活性污泥在单位时间内所能承受的 BOD5量，即:
LS
QS 0 XV
式中：Ls——污泥负荷,kg BOD5/（kgMLVSS·d）; Q——与曝气时间相当的平均进水流量，m3/d； 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。