《水污染控制工程》第三章 活性污泥法5
国家精品课程《水污染控制工程》3-活性污泥法
第四章、污水的生物处理
教学要求
1、掌握活性污泥法的基本原理及其反应机理 2、理解活性污泥法的重要概念与指标参数：如活性 污泥、剩余污泥、MLSS、MLVSS、SV、SVI、Qc、 容积负荷、污泥产率等。 3、理解活性污泥反应动力学基础及其应用。 4、掌握活性污泥的工艺技术或运行方式； 5、掌握曝气理论。 6、熟练掌握活性污泥系统的计算与设计； 时间安排 20h（其中机动2h）
7
后生动物(主要指轮虫），捕食菌胶团和原生动物，是水质稳 定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处 理的质量。
• 思考题：后生动物的出现反映了处理水质较好，因此能否说 明出水氨氮较低，氨氮在生物处理过程中被硝化？
③微生物增殖与活性污泥的增长：
a、微生物增值：在污水处理系统或曝气池内微生物的增殖规 律与纯菌种的增殖规律相同，即停滞期（适应期），对数期， 静止期（也减速增殖期）和衰亡期（内源呼吸期）。
③泥龄（Sludge age）Qc：生物固体平均停留时间或活性污泥在 曝气池的平均停留时间，即曝气池内活性污泥总量与每日排 放污泥量之比，用公式表示：θc＝VX/⊿X＝VX/QwXr 。式中： ⊿X为曝气池内每日增长的活性污泥量，即要排放的活性污泥 量。
Qw为排放的剩余污泥体积。 Xr为剩余污泥浓度。其与SVI的关系为(Xr) max＝106 /SVI • Qc是活性污混处理系统设计、运行的重要参数，在理论上也 具重要意义。因为不同泥龄代表不同微生物的组成，泥龄越 长，微生物世代长，则微生物增殖慢，但其个体大；反之， 增长速度快，个体小，出水水质相对差。 Qc长短与工艺组合 密切相关，不同的工艺微生物的组合、比例、个体特征有所 不同。污水处理就是通过控制泥龄或排泥，优选或驯化微生 物的组合，实现污染物的降解和转化。
《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》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；
《水污染控制工程》第三章 活性污泥法4
V
QcY Sa Se X V 1 Kdc
（3-35）
式中：
Q—曝气池的设计流量（m3/d）；
θ—设计污泥龄（d），高负荷时取值0.2~2.5;中负荷时为5~15，低负荷时
取值20~30；
Y—污泥产率系数，在200C时以BOD计，Y=0.4~0.8，如处理系统无初沉
池，Y值须通过试验确定；
关键在于正确选用a’、b ’值，求定方法：
（1）试验法 通过试验取得数据或归纳污水处理厂的运行数据，以
1
为横坐标，以 O2 为纵坐标。通过图解法求定。
NS
（2）经验值 QS r
曝气系统与空气扩散装置的计算与设计
曝气池的需氧量随BOD—污泥负荷率（Ns）而 变化，二者之间关系经验数据见下表。
曝气系统与空气扩散装置的计算与设计
曝气系统与空气扩散装置的计算与设计
空气管道计算，根据流量（Q）、流速（v）按排水工程下册附录2选定管径， 然后在核算压力损失，调整管径。
在计算确定BOD—污N泥S 负0荷.0率12的95基S础e1.1上918，（还3必-3须2）进一步复核相应的污
泥指数SVI是否在正常运行的允许范围内
生活污水
一般而言，对于城市污水BOD—污泥负荷率多取值为 0.3~0.5kgBOD5/（kgMLSSd），BOD5的去除率可达到90%以上， 污泥吸附性能和沉降性能较好，SVI值在80~150之间。
Kd值应按当地冬季和夏季的污水温度加以修正，修正公式为：
式中：
KdT Kd20
T 20 T
KKdd2T0——T200C0C时时的的KKd值d值（（d-d1）-1） θT—温度系数，取值1.02~1.06，一般为1.04。
水污染控制工程
Water Pollution Control Engineering
目录
第一章 绪论 第二章 物理法
第一章 绪论
第三章 废水生物处理概念和生化反应动力学基础第二章 污水的好氧活性污泥法 第四章 好氧生物处理——活性污泥法
第五章 好氧生物处理——生物膜法
第三章 污水的好氧生物膜法
第六章 污水的其他好氧生物处理 第七章 厌氧生物处理
第一章 绪论
1.1 水资源及其循环 1.2 水污染的来源及其危害 1.3 污水水质与水污染控制标准 1.4 水体自净与水环境容量 1.5 水污染控制的原则与方法
1.1 水资源及其循环
1.1.1 水资源
a) 全球水资源
地球上的总水量约为 13.6×108km3
海洋水占97.212％； 淡水占不足3％； 对人类生活和生产活动关系密切
1.3 污水水质与水污染控制标
准
1.3.2 水污染控制标准
标准编号
标准名称
备注
GB/T14848— 1993
地下水质量标准
CJ/T206—2005
城市供水水质标准
CJ 3020—93
生活饮用水水源水质标准
GB50282—1998
城市给水工程规划规范
GB/T50102— 2003
工业循环冷却水处理设计规范
如采矿和冶炼是重金属的最主要的污染源。
1.3 污水水质与水污染控制标准
➢生物性指标
细菌总数：反映了水体受细菌污染的程度。 大肠杆菌：大肠菌群作为最基本的粪便污染指示菌群。
细菌总数不能说明细菌的来源，必须结合大肠菌群数 来判断水体污染的来源和安全程度。 大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接反 应有肠道病菌 (伤寒、痢疾、霍乱等)存在的可能性。
水污染控制工程重点复习题(最终版)
《水污染控制工程》重点复习题一、名词解释1、生物膜法生物膜法是一大类生物处理法的统称，包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池及生物流化床等工艺形式，其共同的特点是微生物附着生长在滤料或填料表面上，形成生物膜。
污水与生物膜接触后，污染物被微生物吸附转化，污水得到净化。
2、活性污泥法活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。
活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。
利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。
然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。
3、生物脱氮生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N 2和N x O 气体的过程。
其中包括硝化和反硝化两个反应过程。
（PPT 版）含氮化合物经过氨化、硝化、反硝化后，转变为氮气而被除去的过程。
（课本版）4、泥龄微生物平均停留时间，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物量的比值。
以θC 表示，单位为d 。
5、污泥比阻单位质量干滤饼的过滤阻力m/kg ，比阻抗值越大的污泥，越难过滤，其脱水性能也差。
6、水体自净河流的自净作用是指河水中的污染物质在河水向下游流动中浓度自然降低的现象。
7、废水生物处理定义1：利用微生物的氧化分解及转化功能，以废水有机物作为微生物的营养物质，通过微生物的代谢作用，使废水中的污染物质被降解、转化，废水得以净化。
定义2：污水的生物处理是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养 多样、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，对污水进行净化的处理方法。
（课本上有两种定义，自己选择哈！）8、BOD 5在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所需要的氧量（20℃，5d ）。
水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量，间接反映了水中可生物降解的有机物量。
水污染控制工程
《水污染控制工程》课程教学大纲一、课程基本信息中文名称：水污染控制工程英文名称：Water pollution control engineering课程代码：07060169授课专业：环境工程开课单位：环境科学与工程学院学分/总学时：6学分/96学时理论学时：96 实验学时：0先修课程：无机化学、有机化学、分析化学、环境微生物学、环境工程原理、物理学等考核方式：考试二、课程简介《水污染控制工程》是理论性和实践性都很强的学科，是环境工程专业必修的一门专业主干课程。
《水污染控制工程》详细阐述了水污染控制工程的基本理论及其应用，主要内容包括：总论，不溶态污染物的分离技术，污染物的生物化学转化技术，污染物的化学转化技术，溶解态污染物的物理化学分离技术，废水的再生利用与排放，污泥处理与处置技术，污水处理厂（站）设计与水环境区域综合防治等。
通过本课程的学习，要求学生系统地掌握水污染控制工程的基本原理、基本方法，较全面掌握水与废水处理、水质管理、水资源综合利用等基本概念、原理和工艺特性等，了解水污染控制领域的最新进展，培养独立分析和解决水处理和环境保护问题的基本素质与创新能力，为以后从事水污染治理技术工程设计、科学研究、环境管理等奠定良好基础。
课程教学以讲授、讨论相结合的方式，采用多媒体方式进行授课，并适时安排学生参与相关专题的讨论与汇报，培养学生思考、分析问题的能力。
三、教学内容及学时分配四、成绩评定方法及要求本课程采用考试的方式进行期末考核。
课程总成绩按平时成绩（30%）+期末闭卷考试（70%）进行核算。
平时成绩的形式有课后作业、课堂考勤等。
五、参考教材和资料[1] 高廷耀等．水污染控制工程（第4版）．北京：高等教育出版社，2014．[2] 彭党聪．水污染控制工程（第3版）．北京：冶金工业出版社，2010．[3] 任南琪、赵庆良．水污染控制原理与技术．北京：清华大学出版社，2007．[4] 唐受印，戴友芝．废水处理工程（第2版）．北京：化学工业出版社，2004．执笔人签字：胡学伟，普红平审核人签字：刘树根主管教学院长签字：张德华。
5 活性污泥法的理论基础-3
4.3.3.3 莫诺特公式在完全混合曝气池中的应用
完全混合曝气池内的活性污泥一般处在减衰增 殖期。此外，池内混合液中的有机物浓度是均一 的，并与出水的浓度（Se）相同，其值较低，有 Se<S＂。因此，采用式（19）是适宜的。
No. 25
进水
Q，S0
完全混合式活性污泥法处理系统 V，Se， X Q+RQ 曝气池 二沉池 Se，X
量纲为[体积][质量]-1[时间]-1，一般用m3/（kg·d） 或L/（mg·h）表示。 No. 21
ν ν max ν
max
ν ν max
S ν ν KS S
max
零级反应
2
0
S`` K S =S
S`
S
在图中即为横坐标S=0到S=S＂ 这样的一个区段。这个区段的 曲线表现为通过原点的直线， 其斜率即为K2。
处理水
Q-QW Se，Xe
回流污泥
RQ，Se， Xr
剩余污泥排放
Qw，Xr
Q——污水流量； S0——原污水底物浓度；Se——处理水底物浓度； X——曝气池内活性污泥浓度； R——污泥回流比； Xr——回流污泥浓度； V——曝气池的容积； Xe——处理水中的污泥浓度
No. 24
Qw——排泥量；
小型试验的流程图
µ ∝ν
或
µ = kν
因此，与微生物比增殖速率 µ 相对应的底物比降解 速率ν 也可以用莫诺特公式描述，即：
S ν ν K S
max
（13）
S
ν ν
——底物的比降解速率，[时间]-1，常用h-l或d-1表示；
-1，常用h-l或d-1表示； —— 底物的最大比降解速率，[时间] max
水污染控制工程之完全混合活性污泥法
合Байду номын сангаас式（曝气沉淀池）
分建式
完全混合活性污泥法抗冲击负荷能力强，处理 效果好，污泥自动回流，工艺简单，操作管理 方便。通过延长污泥龄，可实现延时曝气，则 具有剩余污泥量少、稳定性高、无需再进行厌 氧硝化处理的特点，而且可省去初次沉淀池。 完全混合（延时曝气）活性污泥法是一种典型 的流程简洁、处理效果好及管理方便的一体化 污水处理工艺。
主要特点：a.可以方便地通过对F/M的调 节，使反应器内的有机物降解反应控制在 最佳状态；b.进水一进入曝气池，就立即 被大量混合液所稀释，所以对冲击负荷有 一定的抵抗能力；c.适合于处理较高浓度 的有机工业废水。d.问题：微生物对有机 物的降解动力低，易产生污泥膨胀；处理 水水质较差。
主要结构形式：a.合建式（曝气沉淀池）：b.分建式
完全混合技术
完全混合技术
概念
原理
特点
结构
完全混合技术
污水与回流污泥进入曝气池后，立即与 池内的混合液充分混合，池内的混合液 是有待泥水分离的处理水。
污水已进入反应池，在曝气搅拌的作用下 立即和全池混合，曝气池内各点的底物浓 度、微生物浓度、需氧速率完全一样，不 像推流式的前后段有明显的区别，当入流 出现冲击负荷时，因为瞬时完全混合，曝 气池混合液的组成变化较小，故完全混合 法耐冲击负荷能力较大
水污染控制工程废水好氧生物处理工艺——活性污泥法
污泥沉降比是指曝气池混合液在l00mL量筒中， 静置沉降30min后，沉降污泥所占的体积与混合 液总体积之比的百分数。所以也常称为30 min沉 降比。 正常的活性污泥在沉降30min后，可以接近它的 最大密度，故污泥沉降比可以反映曝气池正常运 行时的污泥量。可用于控制剩余污泥的排放。 它还能及时反映出污泥膨胀等异常情况，便于及 早查明原因，采取措施。 正常值20-30%
污泥龄（sludge age)是曝气池中工作着的活性污 泥总量与每日排放的污泥量之比，单位是d。 在运行稳定时，曝气池中活性污泥的量保持常数， 每日排出的污泥量也就是新增长的污泥量。 污泥龄也就是新增长的污泥在曝气池中平均停留时 间，或污泥增长一倍平均所需要的时间。 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。 活性污泥絮凝体的大小不同，所需要的最小溶解氧浓度也 就不一样。絮凝体越小，与污水的接触面积越大，也越利 于对氧的摄取，所需要的溶解氧浓度就小。反之絮凝体大， 则所需的溶解氧浓度就大。 为了使沉降分离性能良好，较大的絮凝体是所期望的，因 此溶解氧浓度以2mg/L左右为宜。
活性的微生物 微生物自身氧化的残留物 吸附在活性污泥上不能被生物降解的有机物 和无机物组成。
① 曝气池：反应主体 ② 二沉池： 1）进行泥水分离，保证出水水质； 2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。 ③ 回流系统： 1）维持曝气池的污泥浓度；2） 改变回流比，改变曝气池的运行工况。 ④ 剩余污泥排放系统： 1）是去除有机物的途径 之一；2）维持系统的稳定运行。 ⑤ 供氧系统： 提供足够的溶解氧
水污染控制工程-第三版-部分要点整理
水污染控制工程-第三版-部分要点整理第十二章第一节基本概念活性污泥法本质上与天然水体自净过程类似，都是好氧生物过程，只是活性污泥法净化强度大，有人工的因素在里面。
污泥泥龄：污泥泥龄是指曝气池中微生物细胞的平均停留时间。
活性污泥的组成：有活性的微生物（Ma）；微生物自身氧化残留物（Me）；媳妇在活性污泥上不能被微生物所降解的有机物（Mi）；无机悬浮固体（Mii）。
活性污泥性状：活性污泥是粒径在200~1000μm的类似矾花状不定性的絮状物。
混合液悬浮固体浓度（MLSS）：指曝气中池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量，也称之为污泥浓度，它包括（Ma、Me、Mi、Mii）。
混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）：是指混合液悬浮固体中有机物的质量，它包括（Ma、Me、Mi）。
一般污水处理厂曝气池混合液的MLVSS/MLSS在0.7~0.8.污泥沉降比：污泥沉降比是指曝气池混合液静止30min后沉淀污泥的体积分数，通常采用1L的两桶测定污泥沉降比。
污泥体积指数（SVI）：是指曝气池混合液沉淀30min后，单位之恋干泥形成的是污泥体积，常用单位也mL/g。
SVI=沉淀污泥的体积/MLSS。
SVI在100~150时，污泥沉降性能能娘好活性污泥法基本流程：主线是进水——曝气池——沉淀池——出水。
分线沉淀池污泥回流至进水处，同时剩余污泥量排出。
活性污泥降解有机物的过程分为：吸附阶段和稳定阶段。
吸附阶段：主要是污水中的有机物转移到活性污泥上。
稳定阶段：主要是转移到活性污泥上的有机物被微生物所利用。
耗氧量可以反映污水中有机物的浓度，耗氧量的下降就是有机物浓度的降低。
耗氧量和BOD5下降量相同时说明污水中取出的有机物已经全部被微生物所利用。
如果不相等，则两者之差就绪昂党羽尚未被微生物所利用的那部分有机物。
第二节活性污泥的发展曝气池实质是一个反应器，他的池型与所需的水力特征级反映要求密切相关，主要分为推流式、完全混合式、封闭环流式和序批式四大类。
水污染控制工程习题与思考题
水污染控制工程习题与思考题第一章 水环境的污染与防治1．收集有关技术资料，了解我国水资源现状。
2．学习中华人民共和国?水污染防治法?，了解根本内容。
第二章 水污染防治根底知识1．列表归纳污染物的类别、危害及相应的污染指标。
2．一般情况下，高锰酸钾的氧化能力大于重铬酸钾〔前者的标准氧复原电位为，后者为〕，为什么由前者测得的高锰酸盐指数值远小于由后者测得的COD 值？ 3．通常COD>BOD 20>BOD 5>高锰酸盐指数，试分析的原因。
4．含氮有机物的好氧分解分两个过程：氨化和硝化。
生活污水的BOD 5与哪个阶段相配？氨化与硝化能否同时进行？5．试验说明，T 〔℃〕时的第一阶段生化需氧量L T 与20℃时的第一阶段生化需氧量L 20有如下关系：L T =〔〕L 20。
试问L 为什么依温度的不同而异？6．某城镇废水量为500m 3/h ，效劳的当量人口为万，假设每当量人口每天排出的BOD 5为25g ，试根据上题公式计算10℃〔冬季〕及24℃〔夏季〕时废水中BOD 5的总量〔kg/d 〕，并略述其对处理负荷的影响。
7．某厂生产废水为50m 3/h ，浓度每8h 为一变化周期，各小时的浓度为20、80、90、140、60、40、70、100mg/L 。
今欲将其浓度均和到80mg/L 以下，求需要的均和时间及均和池容积。
8．某酸性废水的pH 值逐时变化为5、、、5、7，假设水量依次为4、4、6、8、10m 3/h ，问完全均和后能否到达排放标准〔pH=6~9〕？第三章 重力沉降法1．今有一座沉砂池能除去水中直径为、比重为的球形颗粒。
试计算在相同理想条件下，该沉砂池对直径为，比重为的球形颗粒的去除率是多少？2．在有效高度为的沉降柱中点取样，得到高炉煤气洗涤水的沉降试验结果如下表。
试绘制该种废水的E-t 、E-u 和E T -t 、E T -u 沉降曲线，并比拟用()i ni nih H t t H ∆-∆=∑=01和i h H H ∆-=0计算工作水深的结果。
水污染控制工程课后作业及答案
《水污染控制工程》习题集青海大学化工学院盐湖系环境工程教研室2013年3月目录第一章污水水质及控制 (3)第二章废水的预处理 (5)第三章水的混凝 (6)第四章沉淀 (7)第五章浮上分离和去油技术 (9)第六章过滤 (10)第七章吸附 (11)第八章离子交换 (13)第九章膜技术 (14)第十章氧化还原法 (15)第十一章化学沉淀法 (16)第十二章消毒 (18)第十三章生化处理概论 (19)第十四章活性污泥法 (20)第十五章生物膜法 (22)第十六章厌氧生物处理及污泥厌氧处理 (23)第十七章废水的生物脱氮除磷技术 (24)第十八章污水回用 (25)第十九章污泥的处理与处置 (26)第二十章污水处理厂的设计 (27)第一章污水水质及控制1.何谓水质？常用水质指标有哪些？2.水质的标准是如何制定的?3.一般情况下，高锰酸钾的氧化能力大于重铬酸钾（前者的标准氧还原电位为，后者为），为什么由前者测得的高锰酸盐指数值远小于由后者测得的COD值？4.按照污水处理程度不同可划分为几级处理？简述其内容。
5.试简述BOD、COD、TOC、TOD的内涵，根据其各自的内涵判断这四者之间在数量上会有怎样的关系，并陈述其原因。
6.将某污水水样100mL置于重量为的古氏坩埚中过滤，坩埚在105℃下烘干后称重为,然后再将此坩埚置于600℃下灼烧,最后称重为。
另取同一水样100mL,放在重量为的蒸发皿中,在105℃下蒸干后称重为,试计算该水样的总固体、悬浮固体、溶解固体、挥发性悬浮固体和固定性悬浮固体量各为多少？7.碱度与pH的区分是什么？8.一般采用哪些间接的水质指标来反映水中的有机物质的相对含量？9.生化需氧量反应动力学公式。
10.某废水20℃时的BOD5是150mg/L，此时K1=0.10/d。
求该废水15℃时的BOD8的值。
11. 在实际实验中区分DS、SS的方法是什么?12.在水质指标中氮有几种表述形式，磷有几种表述形式。
《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
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出水
表面活性剂导致泡沫，随着该类物质在生物处理过程中的降解 ，泡沫逐渐消失
江阴圆通污水处理厂
活性污泥处理系统中的异常情况
污泥中毒或有效碳源不足亦可产生泡沫，这一情况无法用消 泡剂解决，只有恢复生物处理系统正常功能
前洲污水处理厂
视频
80%印染废水，20%其它工业废水，废水原水经预处理后COD为 350mg/L左右，但大部分为不可生化物质，且可能有一定毒性。
第五节 设计及运行中的重要问题
营养物质平衡
1.碳源 ➢碳是构成微生物细胞的重要物质； ➢生活污水和城市污水碳源充足； ➢工业废水有时碳源不足，需补充碳源，如淀粉、乙酸钠、与生 活污水混和等。 2. 氮源 ➢氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素； ➢需要量可按BOD：N=100：5考虑； ➢生活污水氮源足够，按BOD=200mg/L计算，所需氮源仅为 200/20=10mg/L，而生活污水所能提供的总氮为30mg/L左右； ➢工业废水则应考虑其含氮量是否满足要求，必要时补充尿素、 硫酸铵等。
活性污泥处理系统中的异常情况
5.泡沫问题 曝气池中产生泡沫，主要原因是，污水中存在大量合成洗涤剂
或其它表面活性剂起泡物质。泡沫可给生产操作带来一定困难，如 影响操作环境，带走大量污泥 解决措施： （1）喷水或投加消泡剂（如机油、煤油灯等）； （2）用风机机械消泡。
活性污泥处理系统中的异常情况
进水
MLSS值，使需氧量减少；
➢如污泥负荷过高，适当提高MLSS值，以调整负荷；
➢必要时停止进水，“闷曝”；
➢如果缺氮、磷、铁等养料，投加硝化污泥液或氮磷等成分；
➢如pH过低，可投加石灰调节pH；
➢如污泥大量流失，可投加5~10mg/L氯化铁，帮助凝聚，刺激菌胶团生长；
➢也可投加漂白粉或液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），抑制丝状菌繁
殖，特别能控制结合水性污泥膨胀；
➢也可投加石棉粉末、硅藻土、粘土等惰性物质，降低污泥指数。
活性污泥处理系统中的异常情况
2.污泥解体 处理水质浑浊，污泥絮体微细化，处理效果变坏等则是污泥解
体现象。 原因：
（1）运行不当，如曝气过量，会使活性污泥生物-营养的平衡 遭到破坏，使微生物量减少并失去活性，吸附能力降低，絮凝体缩 小质密，一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥，处理水质浑浊， SVI值降低；
pH
➢pH过大，微生物酶系统催化功能减弱，甚至消失； ➢pH过小，高浓度H+导致菌体表面蛋白质和核酸水解 而变性； ➢参与污水处理的微生物，一般最佳pH范围，介于 6.5~8.5之间； ➢当污水（特别是工业废水）的pH变化较大时，应考 虑设调节池，使污水的pH调节到适宜范围后再进入曝 气池。
水温
营养物质平衡
3.磷 ➢磷是合成核蛋白、卵磷脂及其它磷化合物的重要元素； ➢磷在微生物代谢和物质转化过程中有重要作用，例如辅酶Ⅰ、 辅酶Ⅱ、磷酸腺苷（ADP和ATP）中都含磷； ➢微生物对磷的需求量，可按BOD：N：P=100：5 ： 1考虑，是 微生物需求量最多的无机元素，在细胞的组成元素中，磷占全 部无机盐元素的50%左右； ➢生活污水中含磷量较高，但许多工业废水中缺少磷，需另行投 加磷酸氢二钠等磷酸盐。 4.其它微量元素 ➢钠、钾、钙、镁、铁等，对微生物的生理活动有刺激作用， ➢需求量小，从污水中直接获得，不需另行投加。
活性污泥处理系统中的异常情况
活性污泥处理系统中的异常情况
原因：
➢缺乏氮、磷、铁等营养元素；
膜生物反应器
➢溶解氧不足；
MBR受污泥膨胀
➢水温增高或pH较低；
影响较小
➢超负荷、污泥龄过长或有机物梯度小；
➢排泥不畅则易引起结合水性污泥膨胀。
解决措施：
➢缺氧、水温高可加大曝气量，或降低进水量以减轻负荷，或适当降低
溶解氧（DO）
➢为使曝气池内微生物保持正常的生理活动，曝气池内 溶解氧一般不低于2mg/L（以出口处为准）； ➢在曝气池局部区域，如在进口区，有机物浓度高，耗 氧速率高，溶解氧不易保持2mg/L，但不宜低于1mg/L ➢曝气池内溶解氧也不宜过高，DO过高会导致有机污 染物分解过快，使微生物缺乏营养，活性污泥易于老 化、结构松散。此外DO过高，过量耗能，运行成本高。
处理出水 二沉池 好氧处理
预处理去除有毒有 害物质，解毒
活性污泥处理系统中的异常情况
3.污泥腐化 在二沉池由于污泥长期滞留而产生厌气发酵生成气体（H2S、
CH4等），从而使大块污泥上浮的现象。污泥腐败变黑、产生恶臭。 解决措施：
（1）安设不使污泥外溢的浮渣清除设备； （2）消除沉淀池的死角地区； （3）加大池底坡度或改进池底刮泥设备，不使污泥滞留于池底。 4.污泥上浮 污泥在二沉淀呈现块状上浮的现象,有时不是由腐败造成的，而 是由于在曝气池内污泥龄过长，硝化进程较高，在沉淀池底部产生 反硝化，产生氮气附着于污泥上，从而使污泥比重降低，整块上浮。 解决措施： （1）增加污泥回流量或及时排除剩余污泥，在脱氮之前将污泥排除 （2）降低污泥浓度，缩短污泥龄和降低溶解氧，使之不进行到硝化 阶段。
（2）污水中存在有毒物质时，微生物会受到抑制或伤害，净化 功能完全停止，从而使污泥失去活性。OAO工艺解毒 解决措施：
（1）如是运行问题，应对污水量、回流污泥量、空气量和排泥 状态以及SV%、MLSS、DO、NS等多项指标进行检测，加以调整
（2）当确定是污水中混入有毒物质时，应考虑是新的工业废水 混入的结果，需查明来源，按国家排放标准进行局部处理。
提高土著优 势菌的酶活 性及数量
活性污泥处理系统中的异常情况
生物促生填
中试装置（1.0m3/h） 视频
料
➢ 修复前混合液沉淀
上清液
COD=130~150mg/L;
➢ 修复后混合液沉淀
上清液
COD=70~90mg/L。
前洲印染废水集中处理厂原位生物促生强化中试研究（1.0m3/h）
水温
有毒物质
活性污泥处理系统中的异常情况
1.污泥膨胀
正常的活性污泥沉降性能良好，含水率在99%左右；当活 性污泥不正常时，污泥不易沉淀，SVI值升高。污泥结构松散 和体积膨胀，上层澄清液减少，颜色也有异变，这种现象称为 活性污泥膨胀。
活性污泥膨胀可分为
污泥中丝状菌大量繁殖 导致的丝状菌性膨胀
并无大量丝状菌存在 的非丝状菌性膨胀
效率提高
20%~30%；
➢ 适用于毒性强、
Returned activated sludge
处理难度大的化 工废水
OAO生物处理工艺
sludge
活性污泥处理系统中的异常情况
有毒工业废水抑制污泥解体方法：
工业废水
铁炭还原 或零价铁
混凝沉淀 厌氧（水解酸化）
处理出水 二沉池 好氧处理
工业废水 芬顿氧化 混凝沉淀 厌氧（水解酸化）
活性污泥处理系统中的异常情况
有毒工业废水抑制污泥解体方法：
➢ 第一O段：可选
白土活性污泥—缺氧—生物接触氧化法
择出对适应有毒 废水水质的生物
生物选择器、解毒
水解酸化-好氧
菌种，并去除对 微生物有较大抑 制作用的酚类等
O
A
O
有毒物质； ➢ 较常规水解酸化-nt 好氧有机物去除
➢在微生物生理活动的各项影响因素中，温度的作用非常 重要。温度适宜，能够促进、强化微生物的生理活动； ➢温度不适宜，能够减弱甚至破坏微生物的生理活动； ➢温度不适宜还能导致微生物形态和生理特性的改变，甚 至可能使微生物死亡； ➢参与活性污泥处理的微生物，多属嗜温菌，适宜温度介 于10~450C之间； ➢为安全计，一般将活性污泥处理的最高与最低温度值控 制在35~450C之间; ➢常年或多半年处于低温的地区，应考虑将曝气池建于室 内，建于室外露天的曝气池，则应考虑适当的保温措施。
活性污泥处理系统中的异常情况
生物促生技术工程实现方法：
微量元素、优质碳源等
原位促生法
生物池中吊挂生 物促生缓释填料
印染废水
厌氧（水解酸化） 缺氧
好氧
二沉池
提高土著优 势菌的酶活 性及数量
出水
印染废水
污泥回流 厌氧（水解酸化） 缺氧
好氧 二沉池
污泥回流
异位促生法
生物促生反应器 微量元素、优质碳源等
出水