水污染控制工程第六章反应动力学方程
《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。
(作业解答提要)2014-水污染控制工程
(1) 微生物的营养 (2) 温度 (3) pH 值 (4) DO (5) 有毒物质
5、某种污水在一连续进水和完全均匀混合的反应器中进行处理，反应不可逆， 符合一级反应，V=kSA，K=0.15 d-1，求当反应池容积为 20 m3，反应效率为 98％时， 该反应池能够处理的污水流量为多大？ 解答：设 Q 为污水流量，S 为底物浓度：则 Q*S=20*v=k*S*20 则:Q=20k=0.15*20=3m3/d Q(实)=Q/98%=3.06 m3/d
厌氧生物处理：在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳 定有机物的生物处理方法。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、 转化为简单的化合物，同时释放能量。适用于有机污泥和高浓度有机废水（一般 BOD5≥2000mg/L）。
2、简述发酵和呼吸的区别。 解答：根据氧化还原反应中最终电子受体的不同，分解代谢可分成发酵和呼
2. 解释污泥泥龄的概念，说明它在污水处理系统设计和运行管理中的作用。 解答： 污泥泥龄即生物固体停留时间，其定义为在处理系统（曝气池）中微生物的
平均停留时间。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。
活性污泥泥龄是活性污泥处理系统设计\运行的重要参数。 （1）在曝气池设计中的活性污泥法，即是因为出水水质、曝气池混合液污 泥浓度、污泥回流比等都与污泥泥龄存在一定的数学关系，由活性污泥泥龄即可 计算出曝气池的容积。 （2）在剩余污泥的计算中也可根据污泥泥龄直接计算每天的剩余污泥。 （3）在活性污泥处理系统运行管理过程中，污泥泥龄也会影响到污泥絮凝 的效果。 （4）污泥泥龄也有助于进步了解活性污泥法的某些机理，而且还有助于说 明活性污泥中微生物的组成。
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。
(全部作业)水污染控制工程
第1章污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础1、简述好氧和厌氧生物处理有机污水的原理和适用条件。
2、简述发酵和呼吸的区别。
3、Monod方程和Michaelis-Menten的异同点和方程式中各参数的意义。
4、影响微生物生长的环境因素有哪些？5、某种污水在一连续进水和完全均匀混合的反应器中进行处理，反应不可逆，符合一级反应，V=kS A，K=0.15 d -1，求当反应池容积为20 m3，反应效率为98％时，该反应池能够处理的污水流量为多大？第2章活性污泥法1.活性污泥法有哪些主要运行方式？各种运行方式有何特点？2.解释污泥泥龄的概念，说明它在污水处理系统设计和运行管理中的作用。
3.二沉池的功能和构造与一般沉淀池有什么不同？在二沉池中设置斜板为什么不能取得理想的效果？4.活性污泥法处理系统的设计、运行和管理中对系统产生重要影响的因素有哪些？5.简述活性污泥膨胀的原因及控制策略。
6.城市污水厂流量Q=6000m3/d，进水BOD5=200mg/L,出水BOD5=25mg/L，曝气池容积1000m3, MLVSS=3g/L，活性污泥合成系数Y=0.4(mgVSS/mgBOD5), 活性污泥内源代谢系数K d=0.06d-1，计算该活性污泥系统泥龄θc。
7.石油加工废水进水量100m3/h。
曝气池进水BOD5为300mg/L。
出水BOD5为30mg/L，混合液污泥浓度为4g/L。
曝气池曝气区有效容积为330m3。
求该处理站的活性污泥负荷和曝气池容积负荷？8.已知曝气池的MLSS浓度为2200mg/L，混合液在1000mL量筒中经30min沉淀的污泥量为180mL，计算污泥指数，所需的污泥回流比及回流污泥浓度。
补充：9. 生活污水BOD5浓度为200mg/L,处理水量为5000m3/d，拟采用活性污泥法处理，要求出水BOD5的浓度达到《污水综合排放标准（GB8978-1996）》一级排放标准（≤20 mg/L）。
水污染控制工程第六章
形成与成 熟后
生物膜的厚度由于微生物不断增殖而不断增加，在增厚到一定程度 后，在氧不能透入的里侧深部就会转变为厌氧状态，形成厌氧性膜 。
这样，生物膜便由两层组成，即好氧层和厌氧层。好氧层的厚度一 般为2mm左右，有机物的降解主要是在好氧层内进行。
综上所述，减缓生物膜的老化进程，不使厌氧层过分增长，加快好氧膜的更新， 并且尽量使生物膜不集中脱落是提高生物膜法污水处理技术的有效途径。
水污染控 制工程
二 生物滤池
污水长时间的以滴状喷洒在块状滤料层的表面上，在污水流经的表面上就 会形成生物膜，待生物膜成熟以后，栖息在生物膜上的微生物就会摄取流经 污水中的有机物作为营养，污水从而得负荷生物滤池的流程系统系负统荷（生物1）滤是池应处用理比系较统广，泛这的种高系
统有利于生物膜的接种。促进生 物膜的更新。生物滤池出水直接 向滤池回流；由二次沉淀池向初 次沉淀系池统回（流2生）物的污高沉负。荷此生外物，滤 初沉池池的系沉统淀应效用果也由比于较生广物泛污。泥处 的注人理而水有回所流提滤高池。前，可避免加
水污染控 制工程
当厌氧层还不厚时
厌氧层与好氧层平衡与稳定的关系 能够保持，此时，好氧层能够维持 正常的净化功能
当厌氧层逐渐加厚 到一定程度后
其代谢产物逐渐增多，这些产物会向 外侧逸出，透过好氧层。这时候，好 氧层的生态系统的稳定状态就会遭到 破坏，这两种膜层之间的平衡关系被 打破
另一反面，由于气态代谢产物的不断逸出，生物膜在滤料(载体、填料) 上的固着力被减弱，这种状态下的生物膜叫做老化生物膜。
给水排水物理化学第六章课件讲解
1/ 2
k
k
三、二级反应
反应的几种情况： 1） 2A P 2）A+B P 3）aA+bB P
只讨论1）以及2）A、B初始浓度相同的情况
2A P
t =0 cA,0
t
cA
dcA dt
kcA2
11 kt
cA cA,0
t1/ 2
1 cA,0k
半衰期与初始浓度成反比。
四、零级反应
AP t =0 cA,0 t cA
V
(NO2
)
c2(NO2 ) t2Δt 趋于无限小时的平均速率的极限值。
1 N2O5(CCl4 ) 2NO2 (CCl4 ) + 2 O2(g)
V
(N2O5
)
dc(N2O5 dt
)
V
(NO2
)
dc(NO2 dt
)
1 V (N2O5 ) 2V (NO2 )
d ln k dT
Ea RT 2
ln k2 k1
Ea R
1
T2
1 T1
k A e Ea / RT
ln k Ea ln A RT
A —指前参量，频率因子 Ea—实验活化能，单位为kJ·mol-1,当温度变化范围 不大时，可视为与温度无关
只有（1）符合阿累尼斯经验公式
对于可逆反应
k1 A e Ea1 / RT
第三节 反应速率与浓度的关系
1.反应级数
基元反应
aA+bB gG+dD
质量作用定律 v kca (A)cb(B)
反应速率常数 k
反应总级数
ab
a、b反应分级数
化学反应
2NO+2H2 N2+2H2O
水污染控制工程第六章 化学氧化还原
水合肼及铁屑等。 电化学法(电解)
电解槽的阳极可作为氧化剂，阴极可作为还原剂。
光化学法（光辐射或放射性辐射强化氧化过程）
紫外线、放射线(α、β、X射线等)等可强化废水的氧
化过程，使氧化效率提高。目前多处于试验研究阶段。
第六章 化学氧化还原
8
水污染 控制工程 Ⅰ
（4）处理方法和药剂选择原则
① 处理效果好，反应产物无毒无害，不需进行二次处理。 ② 处理费用合理，所需药剂与材料易得。
6
水污染 控制工程 Ⅰ
(2) 影响处理能力的动力学因素
① 反应剂和还原剂的本性 ② 反应物的浓度 ③ 温度：温度升高，速度加快， 可由阿仑尼乌斯公式计算； ④ 催化剂及某些不纯物的存在 近年来异相催化剂(如活性炭、粘土、金属氧化物等)在水 处理中的应用受到重视； ⑤ 溶液的pH值 影响途径：
例如：MnO4-中的Mn7+接受电子后还原成Mn2+。
第六章 化学氧化还原
11
水污染 控制工程 Ⅰ
常用的药剂氧化法分类
空气(及纯氢)氧化法 臭氧氧化法
氯氧化法
高锰酸盐氧化法 光辐射或放射性辐射强化氧化过程
第六章 化学氧化还原
12
水污染 控制工程 Ⅰ
6.2.2 空气氧化法
即利用空气中的氧气氧化废水中的有机物和还原性物质。 特点： 电对O2/O2-的半反应式中有H+或OH-离子参加，因而氧 化还原电位与pH值有关，降低pH值，有利于空气氧化。
第六章 化学氧化还原
5
水污染 控制工程 Ⅰ
(1)基本原理
应用标准电极电位E0，还可求出氧化还原反应的平衡常数 K和自由能变化△G0，判断反应在热力学上的可能性和进 行的程度：
同济大学水污染控制工程章反应动力学
01
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02
同济大学水污染控制工程章反应动力学概 述
定义和概念
同济大学水污染控制工程章反应动力学：研究水污染控制工程中化学反应动力学的过程和规律 反应动力学：研究化学反应速率和反应机理的科学 水污染控制工程：研究水污染防治和治理的工程技术 同济大学：位于中国上海市，是一所综合性研究型大学，在水污染控制工程领域具有重要地位
实验数据：记录反应时间、 反应速率、产物浓度等
实验分析：分析实验结果， 得出结论
实验改进：根据实验结果， 提出改进措施
数据采集和处理
实验设计：确定实验目的、实验对象、实验 条件等
数据采集：使用仪器设备进行数据采集，包 括水质、反应速率、反应产物等
数据处理：对采集到的数据进行处理，包括 数据清洗、数据转换、数据整合等
数据分析：对处理后的数据进行分析，包 括趋势分析、相关性分析、回归分析等
结果展示：将分析结果以图表、文字等形式 展示，便于理解和交流
结果分析和解释
实验目的：研究水污染控制工程章反应动力学
实验方法：采用实验法，包括实验设计、实验操作、数据处理等
实验结果：得出了反应动力学方程，验证了理论模型的准确性 解释：实验结果证明了水污染控制工程章反应动力学的有效性，为实际应 用提供了理论依据
实验误差和可靠性
实验误差来源：仪器误差、操作误差、环境误差等
实验误差控制：采用标准方法、多次测量、校准仪器等
实验可靠性评估：通过重复实验、对比实验、交叉验证等方法进行评估
实验误差和可靠性对实验结果的影响：影响实验结果的准确性和可靠性，可能导致错误 的结论和决策
06
同济大学水污染控制工程章反应动力学的 数值模拟方法
数值模拟的实现过程
3.5 生化反应动力学基础
酶促反应分为两步进行，第一步，酶与底物作用形成中间产物（此中间产物被看作 稳定的过渡态物质）。第二步，中间产物分解形成产物，并释放出游离的酶。
E S ES P E 整个酶反应处于动态平衡（steady state）
生化反应，即酶促反应，反应速度受酶浓度、底物浓度、pH值、温度、 反应产物、活化剂和抑制剂等因素影响，在有足够底物又不受其他因 素的影响时，酶促反应速度与酶浓度成正比。但是当底物浓度较低时， 反应速度与底物浓度成正比（一级反应）。当底物浓度增加到一定限 度时，所有酶与底物结合后，酶反应速度达到最大值，此时反应速度 与底物浓度没有关系（零级反应）。
水污染控制工程
Water Pollution Control
Engineering
-----Wastewater Treatment and Reuse-----
第三章
The basic concept of biological wastewater treatment and the biochemical reaction kinetics
微生物增长与底物降解的基本关系式
1951年，霍克莱金（Heuklelkian）等人通过大量实验，得出如下方程：
d[ X ] dt g
y d[S ] dt u
Kd [ X ]
微生物净 增长速度
底物利用速度 （降解速度）来自内源呼吸 （衰减）系数
d[ X ]
米氏常数获得方法
1）V对[S]作图可以得到 Vmax，Vmax/2处[S]即 是Km。而真实的情况无 法达到Vmax，所以存在 误差。
2）双倒数法(doublereciprocal plot Line weaver-Burk法)
水污染控制工程高廷耀第三版课程学习重点
水污染控制工程Wastewater Treatment一、水质指标：物理指标、化学指标、生物指标（一）BOD5（5日生化需氧量）：指5天内水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量（mg/L）（二）水体自净作用：以河流为例，指河水中的污染物在河水向下游流动中浓度自然降低的现象。
（1）物理净化：指污染物由于稀释、扩散、沉淀等作用，使河水污染物浓度降低的过程。
（2）化学净化：指污染物由于氧化、还原、分解等作用，使河水污染物浓度降低的过程。
（3）生物净化：由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物氧化分解作用而使河水污染物浓度降低的过程。
二、污水的物理处理（一）格栅（Screening）：在水处理中，格栅是用来去除可能阻塞水泵机及管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设备能正常运行的一种装置。
Screening to remove large subjects,such as stones or sticks that could plug lines or block tank inlets.(二)沉淀的基础理论1.沉淀法：利用水中悬浮颗粒和水的密度差，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。
2.沉淀法的四种用法：1.污水处理系统的预处理（沉砂池—预处理手段去除污水中易沉降的无机性颗粒物）2.污水的初步处理（初沉池）（经济有效地去除污水中的悬浮固体和呈悬浮状态的有机物）3.生物处理后的固液分离（二次沉淀池，简称二沉池）4.污泥处理阶段的污泥浓缩（污泥浓缩池）3.沉淀类型（1）自由沉淀：悬浮颗粒物浓度不高：沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各单独进行沉淀，颗粒沉淀轨迹呈直线。
沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。
发生在沉砂池。
（2）絮凝沉淀：悬浮颗粒物浓度不高：沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。
沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。
化学絮凝沉淀属于这种类型。
水污染控制-6稳定塘和污水的土地处理(课件模板)
水污染控制工程 第六章
完全混合曝气塘
部分混合曝气塘
水污染控制工程 第六章
• 曝气塘出水的悬浮固体浓度较高，排放前需 进行沉淀，沉淀的方法可以用沉淀池，或在塘中 分割出静水区用于沉淀。若曝气塘后设置兼性塘， 则兼性塘要在进一步处理其出水的同时起沉淀作 用。
•
曝气塘的水力停留时间为3～10d，有效水 深2～6m。曝气塘一般不少于3座，通常按串连方 式运行。
有机物＋O2＋H+→CO2＋H2O＋NH4+ ＋C5H7O2N
藻类的光合作用：
（细菌）
（A）
106CO2＋16NO3-＋HPO42-＋122H2O＋18H+→C106H263O110N16P＋138O2
（藻类）
（B ）
好 氧 塘
基本工作原理
水污染控制工程 第六章
藻类光合作用使塘水的溶解氧和pH呈昼夜变化。白天， 藻类光合作用使CO2降低，pH上升。夜间，藻类停止光合作用， 细菌降解有机物的代谢没有终止，CO2累积，pH下降。 其平衡关系式如下：
法国南部某镇（MeZe），氧化塘污水处理系统 水污染控制工程 第六章
MeZe生态中心的氧化塘实验装置 水污染控制工程
第六章
水污染控制工程 第六章
MeZe氧化塘处理系统中曝气塘
建设中的氧化塘处理试验系统
水污染控制工程 第六章
水污染控制工程 第六章
稳定塘系统的工艺流程
稳定塘处理系统的组成
预处理系统
稳定塘
后处理设施
稳定塘进水的预处理： 为防止稳定塘内污泥淤积，污水进入稳定塘前应先去除水中的悬浮物 质。常用设备为格栅、普通沉砂池和沉淀池。若塘前有提升泵站，而泵站 的格栅间隙小于20mm时，塘前可不另设格栅。原污水中的悬浮固体浓度 小于100mg/L时，可只设沉砂池，以去除砂质颗粒。原污水中的悬浮固体 浓度大于100mg/L时，需考虑设置沉淀池。设计方法与传统污水二级处理 方法相同。
水污染控制工程》复习提纲
2、叙述生物膜法的优点
3、画出生物滤池的简图并叙述各部分的功能
4、叙述生物转盘的生物分级现象并说明其在生化操作中的优点
5、为什么生物转盘的处理能力比生物滤池高
6、高负荷生物滤池、活性污泥法和气浮Βιβλιοθήκη 都采用回流，三者回流的作用及其异同
7、比较普通生物滤池、高负荷生物滤池及塔式生物滤池，有何优缺点
第七章 吸附
一、概念
吸附、吸附剂、吸附质、平衡吸附量
二、简答题或论述题
1、吸附机理及分类
2、单组分物理吸附等温线及吸附等温式
3、多组分体系的吸附等温式
4、吸附剂结构及对吸附性能的影响
5、固定床吸附的穿透曲线
第八章 离子交换
一、概念
交联度、交联剂、树脂湿真密度、树脂湿视密度、交换容量
二、简答题或论述题
13、不同废水浓度时的生化好氧曲线，并说明酚类物及乙醇等都属于哪一类曲线
14、在测定生化线与呼吸线时，当生化线位于呼吸线上时，是否一定可以用生化法处理？
第十三章 活性污泥法
一、概念
活性污泥、污泥负荷、MLSS与MLVSS、SVI与SV、渐减曝气、逐步曝气、加速曝气、延时曝气、污泥培养与驯化
二、简答题或论述题
2、比较电渗析与反渗透的浓差极化现象
3、CA膜结构及特性
4、反渗透运行中，引起膜污染的原因及相应措施
第十章其它相转移分离法
一、概念
吹脱法、汽提法、结晶法
第十一章 循环冷却水处理
一、简答题或论述题
1、水垢控制三个途径
2、阻垢剂分类及其阻垢机理
3、腐蚀机理及影响腐蚀的去极化作用的因素
第十二章 废水生化处理理论基础
水污染控制工程水处理计算公式大全
水污染控制工程水处理计算公式大全生物法处理基本公式一反应速度计算： 公式：P z X y S •+•→ ⎪⎭⎫⎝⎛-=dt dS y dt dX dSdXy =式中：S ——底物；X ——合成细胞； P ——最终产物；y ——又称产率系数，mg （生物量）/mg （降解的底物）； S ——底物浓度，同ρS ；X ——合成细胞浓度或微生物浓度，同ρX ； 反应级数：n kS dtdSv ==k S n v lg lg lg +=式中：k ——反应速度常数，随温度而异； n ——反应级数； 零级反应：k v =，k dtdS=，kt S S -=0 一级反应：kS v =，kS dtdS=， t kS S 3.2lg lg 0-=零级反应：2kS v =，2kS dtdS=， kt S S +=011 式中：v ——反应速度； t ——反应时间；k ——反应速度常数，随温度而异；米氏方程（表示酶促反应速度与底物浓度的关系）： 公式：SK Sv v m +=maxmaxmax 111v S v K v m +⋅= 式中：v ——酶反应速度，例如dtdXv X =； v max ——最大酶反应速度； ρs ——底物浓度； K m ——米氏常数；莫诺特方程（表示微生物比增长速度与底物浓度的关系）： 公式：SK Ss +=maxμμqv v dS dX y S X μ===式中：μ——微生物比增长速度，Xv X=μ； μmax ——μ的最大值，即底物浓度很大，不影响微生物增长速度时的μ值； S ——底物浓度； K s ——饱和常数；生物处理基本公式二劳伦斯迈卡蒂公式（有机物比降解速度与底物浓度的关系）： 公式：q Y ⋅=μ max max q Y ⋅=μS K S q q s +=max又有dtX dSv q S ⋅-==X①ρs ≯K S 时，max q q = 1max K X q X dtdS⋅=⋅=- ②K S ≯ρs 时，SK S q q max= 2max K S X K Sq X dt dS S⋅⋅=⋅=- 式中：q ——底物比降解速度； K1——反应常数； K2——反应常数；劳伦斯迈卡蒂第一方程： 公式：由：SK Sq dt X dS q s +=⋅-=max 得到：SK S X q dt dS s +⋅=-max 劳伦斯迈卡蒂第二方程：公式：X K dt dS Y dt dX d ug⋅-⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛d ug K Xdt dS Y X dt dX -⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛ d K q Y -⋅='μ cg V X V dt dX θμ1=⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛='故得到：d cK q Y -⋅=θ1式中：gdt dX ⎪⎭⎫ ⎝⎛——微生物净增长速度； uS dt d ⎪⎭⎫ ⎝⎛ρ——底物利用（或降解）速度； Y ——产率系数，同y ；K d ——内源呼吸（或衰减）系数； ρX ——反应器中微生物浓度；也可简化为： 公式：u obs g dt dS Y dt dX ⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛q Y obs ⋅='μ式中：Y obs ——实际工程中，产率系数Y 常以实际测得的观测产率系数Y obs 替代活性污泥法基本计算公式项目公式说明处理率()%100%10000⨯=⨯-=ere S S S S S η S 0——进水BOD 5浓度，mg/LS e ——出水BOD 5浓度，mg/LS r ——进出水BOD 5浓度差，mg/L 污泥负荷()V X S S Q V X S Q L e S ⋅-⋅=⋅⋅=00 ()VX S S Q V X S Q L V e V S ⋅-⋅=⋅⋅='00Q ——设计流量，m 3/dL S ——污泥负荷，kg （BOD 5）/[kg(MLSS)•d] L S ′——污泥负荷，kg （BOD 5）/[kg(MLVSS)•d]V ——曝气池容积，m 3X ——曝气池污泥浓度(MLSS)，mg/LX V ——挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS)，mg/L容积负荷()'⋅=-⋅=⋅=S V e V L X VS S Q V S Q L 00L V ——容积负荷，g （BOD 5）/（m 3•d ） 注：污泥负荷和容积负荷从定义来说用S 0正确，但规范中用去除量，考试中用去除量来计算 污泥容积指数()610%⨯=XSV SVIX ——曝气池污泥浓度(MLSS)，mg/L SV ——污泥沉降比，mL/L （如28%，即代0.28） 混合液污泥浓度r SVI X r ⋅=610r X RRX +=1 SVI ——污泥容积指数，mL/g ，取值范围约100左右 r ——二沉池中污泥综合系数，一般为1.2左右污泥浓度()R SVI f r R X V +⋅⋅⋅⨯=1106()R SVI r R f X X V +⋅⋅⨯==1106X ——曝气池污泥浓度(MLSS)，mg/LX V ——挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS)，mg/L R ——污泥回流比 f ——X V /X ，（MLVSS/MLSS ）挥发性污泥浓度/污泥浓度r ——二沉池中污泥综合系数，一般为1.2左右 曝气池容积()se s L X S S Q L X S Q V ⋅-⋅=⋅⋅=00()'⋅-⋅='⋅⋅=sV e sV L X S S Q L X S Q V 00 ()Ve V L S S Q L S Q V -⋅=⋅=00 ()()C d V e C K X S S Q Y V θθ⋅+⋅-⋅⋅⋅=10()XX Q Q X Q V ew r w C ⋅-+⋅⋅=θθC ——污泥龄即污泥停留时间，dY ——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD 5) K d ——污泥内源呼吸率，d -1X ——曝气池污泥浓度(MLSS)，mg/L X r ——剩余污泥/回流污泥浓度，mg/L X e ——二沉池出水污泥浓度，mg/L Q ——设计流量，m 3/dQ w ——每日排出污泥量，m 3/dX V ——挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS)，mg/L L S ——污泥负荷，kg （BOD 5）/[kg(MLSS)•d] L S ′——污泥负荷，kg （BOD 5）/[kg(MLVSS)•d] L V ——容积负荷，g （BOD 5）/（m 3•d ）水力停留时间QV =θ()QR Vs ⋅+=1θθ——水力停留时间（名义），d θS ——水力停留时间（实际），d污泥龄XVX c ∆⋅=θ d cK Yq -=θ1θC ——污泥龄即污泥停留时间，dΔX ——每日排出污泥量即污泥产量，g/d Y ——污泥理论产率，kg(MLVSS)/kg(BOD 5) q ——有机物比降解速率，d -1，有些手册上q=L S ′（即kgBOD 5/kgMLVSS ·d ） 稳态条件下的完全混合式曝气池e S K q ⋅=2 K 2——动力学参数（参见上面公式，Se 单位为mg/L ）K d ——污泥内源呼吸率，d -1污泥产量CXV X θ⋅=∆V d r V X V K S Q Y X ⋅⋅-⋅⋅=∆ΔX ——每日排出污泥量即污泥产量（MLSS ），gMLSS/dΔX V ——每日排出挥发性污泥量即挥发性污泥产量（MLVSS ），gMLVSS/dY obs ——实际工程中，产率系数Y 常以实际测得的观测产率系数Y obs 替代f ——X V /X ，挥发性污泥浓度/污泥浓度Cd rr obs K S Q Y S Q Y θ⋅+⋅⋅=⋅⋅=1Cd obs K YY θ⋅+=1f X X V∆=∆ rW X XQ ∆=()e w r w X Q Q X Q X ⋅-+⋅=∆'⋅=⋅=Sdd L K Y q K Y x d S K L Y y -'⋅=Q w ——每日排出污泥量，m 3/d ，即剩余污泥湿量 X r ——剩余污泥/回流污泥浓度，mg/L X e ——二沉池出水污泥浓度，mg/L Y ——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD 5) K d ——污泥内源呼吸率，d -1θC ——污泥龄即污泥停留时间，d x ——去除每kgBOD 5产泥量，（kgVSS/kgBOD 5·d ） y ——每kg 活性污泥日产泥量，（kgVSS/kgVSS ·d ）负荷法①设定污泥负荷L s ，取值SVI 、R 、r 、f②设定曝气池数量n 、池深H ③设定曝气池宽度B④取值a ′、b ′，及根据总系数K Z ⑤取值α、β、ρ、C st 、C s20、C ⑥设定E A⑦设定二沉池表面负荷q 此表参见三废手册例题P527→求得污泥浓度X/X V （注意统一用MLSS 或者MLVSS ）→求得曝气池体积→求得单座曝气池体积，及表面积→求得单座曝气池长度，并验算宽深比、长宽比 →曝气时间→求得需氧量，及最大时需氧量 →求得标态需氧量 →求得标态空气量 →求得二沉池表面积 →得出二沉池直径需氧量计算公式除碳需氧量V r VX b QS a O '+'=⨯21000()V e X COD COD b Q O ∆--⋅⋅=⨯42.1100002 V r X S Q O ∆-⋅=⨯42.147.110002b L a O S a '+'⋅'=∆O 2——需氧量，kg/da ′——氧化每kgBOD 5所需氧量，取值：生活污水0.42~0.53，有机工业废水0.35~0.75b ′——污泥自身氧化需氧率，d -1，取值：生活污水0.09~0.11，有机工业废水0.06~0.341.47——碳的氧当量，当含碳物质以BOD 5计时，取1.47，符号为aS r ——进出水BOD 5浓度差，mg/L''+'=∆Sb L b a O ΔX v ——每日排出挥发性活性污泥量（微生物），g （MLVSS ）/d1.42（c ）——细胞的氧当量，（gO 2/gMLVSS ），取1.42，符号为cΔO a ——每kg 污泥日需氧量，kgO 2/kgMLVSS ·d ΔO b ——去除每kgBOD 5需氧量，kgO 2/kgBOD 5·d L S ′——污泥负荷，kg （BOD 5）/[kg(MLVSS)•d]除碳和硝化反硝化需氧量()[]100012.057.442.147.12V ke k V r X N N Q X S Q O ∆--⋅+∆-⋅=()[]100012.057.442.147.12V ke k V r X N N Q X S Q O ∆--⋅+∆-⋅=()[]100012.086.2V oe ke t X N N N Q ∆---⋅- 4.57——氧化每g 氨氮所需氧量，（gO 2/gN ），取4.57，符号b2.86——反硝化系数N k ——进水总凯氏氮（TKN 凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/LN ke ——出水总凯氏氮（TKN ），mg/L N t ——进水总氮，mg/LN oe ——出水总硝态氮，mg/L 0.12ΔX v ——排出生物处理系统的微生物含氮量，g/d供氧量计算公式曝气池供氧量计算供氧量时单位折算成kg/h ，注意除24 O 2——计算需氧量，kgO 2/h O S ——标态需氧量，kgO 2/h基本原理()C C K dtdCS La -⋅= dC/dt ——单位体积清水中氧的转移速率，kgO 2/m 3•hK La ——清水中氧的总转移系数，1/h C S ——清水中饱和氧浓度（对应某一温度），kgO 2/m 3 C ——清水中氧的实际浓度，kgO 2/m 3()C C V K OTR S La -⋅⋅=OTR ——体积为V 的液体中氧的转移速率，kgO 2/h V ——曝气系统液体体积，m 3温度因素()()()2020-⋅=T La T La K K θT ——设计的工艺温度，20为标准状态的温度，℃ K La （T ）——温度为T ℃时氧的总转移系数，1/h K La （20）——温度为20℃时氧的总转移系数，1/h θ——温度系数，取值范围1.008~1.047，一般取值为1.024污水因素La LaK K '=α α——氧转移折算系数，其值小于1取值范围0.2~1.0 K La ——清水中氧的总转移系数，1/h K La ′——污水中氧的总转移系数，1/h其他组分对饱和溶解度的影SS C C '=β β——氧溶解度折算系数，其值小于1取值范围0.8~1.0C S ——清水中氧的溶解度，kgO 2/m 3响C S ′——污水中氧的溶解度，kgO 2/m 3 压力的影响 SP P =ρ ρ——压力修正系数P S ——标准大气压，1.013×105Pa P ——当地大气压，Pa标态需氧量()()V C K R O S La S ⋅⋅==20200()()()()V C C K R O T S T La ⋅-⋅⋅==-βρθα20202()()()()FC C C O O T T S S S ⋅⋅-⋅⋅=-20202θβρα鼓风曝气和表面曝气不同，应按给排水手册计算O S /R 0——标态下转移到曝气池中的总氧量，kgO 2/h O 2/R ——实际状态下转移到曝气池中的总氧量，kgO 2/hF ——安全系数，不要求时取1 θ——温度系数，取值范围1.008~1.047，一般取值为1.024C ——T ℃时工艺系统中污水的溶解氧浓度，mg/L ，多数情况为2C S （T ）——T ℃时曝气池混合液的平均饱和溶解氧浓度，mg/L ，如未告知取值，则查三废P501C S （20）——20℃时清水中氧的溶解度，9.17mg/L 空气量ASA S S E O E O G ⨯=⨯⨯=28.033.121.0G S ——供气量，m 3/h ，注意单位换算 O S ——供气量，kg/h ，注意单位换算 0.21——氧在空气中的百分数 1.33——20℃时氧的密度，kg/m 3 E A ——曝气器的氧利用率二沉池计算公式表面负荷法vQ q Q A 6.32424maxmax ⨯=⨯=t q AtQ H ⋅=⋅=max Q K K Q K Q d h z ⋅⋅=⋅=maxA ——二沉池面积，m 2Q max ——废水最大时流量，m 3/d q ——水力表面负荷，m 3/（m 2·h ） H ——澄清区水深，/mt ——二沉池水力停留时间，一般为1.5~2.5h Q ——设计流量，m 3/d K z ——总变化系数 K h ——时变化系数 K d ——日变化系数固体通量法 tG XQ A ⨯⋅=1000maxX ——曝气池污泥浓度(MLSS)，mg/L G t ——固体表面负荷值，kg/m 2·d Q max ——废水最大时流量，m 3/d回流污泥浓度V r X fR RX R R X ⋅+=+=11 r SVIX r ⋅=-610()610%⨯=XSV SVI SVI ——污泥容积指数，mL/g ，取值范围约100左右X r ——剩余污泥/回流污泥浓度，mg/L X ——曝气池污泥浓度(MLSS)，mg/L f ——X V /X ，挥发性污泥浓度/污泥浓度X V ——挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS)，mg/L SV ——污泥沉降比，mL/L （如28%，即代0.28） r ——二沉池中污泥综合系数，一般为1.2左右污泥斗容积计算()()()()RRQRXXXQRVrS2124142414+⨯⋅⋅+⨯=+⨯⋅⋅+⨯=此公式规定泥斗的储泥时间为2hX r——剩余污泥/回流污泥浓度，mg/LX——曝气池污泥浓度(MLSS)，mg/LR——污泥回流比Q——设计流量，m3/d污泥回流量RQQr⋅=Q——设计流量，m3/dQ r——回流污泥流量，m3/dR——污泥回流比，此时按最大回流比100%算污泥产量及剩余污泥排放量曝气池容积、污泥产量及泥龄的计算见前面曝气池部分污泥由曝气池排放时CVWθ=当污泥从二沉池排放时()CRRVWθ⋅+⋅=1W——剩余污泥排放量，m3/dR——污泥回流比θC——污泥龄即污泥停留时间，dV——曝气池容积，m3SBR计算公式曝气时间内BOD负荷法nttF=XLSmtSR⋅⋅⋅=024XLVtStQXLVtStQVSRFVSRF⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅'⋅⋅⋅⋅⋅=02424nXLVttSQVSR⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=024一个周期所需时间：bdSRttttt+++=——有疑问周期数：tN24=反应池容积另一公式：mnNQV⋅⋅⨯=24Q——设计的流量，m3/hV——SBR池总容积，m3S0——进水有机物浓度，mg/Ln——每个系列反应池个数L S——污泥负荷，kg（BOD5）/[kg(MLSS)•d]X——污泥浓度(MLSS)，mg/Lm——充水比（一次进入反应槽内的污水量与充水结束时混合液容积的比值，同排出比）t——一个运行周期所需要的时间，ht F——一个周期的进水时间，ht R——一个周期的反应时间，ht S——一个周期的沉淀时间，ht d——一个周期的排水时间，ht b——一个周期的闲置时间，hN——周期数氧化沟活性污泥法计算公式硝化菌生长速率()()[]pH DO K DO N N e O T ke keT n --⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅⨯=--2.7833.011047.02158.1051.015098.0μ 泥龄算法一nCm μθ1=Cm C SF θθ⋅=μn ——硝化菌的生长率，d -1N ke ——出水总凯氏氮或氨氮（TKN ），mg/L T ——计算温度，℃DO ——溶解氧的浓度，mg/L ，一般按2mg/L 计 K O2——氧的半速常数，mg/L ，0.45~2.0mg/L,15℃时为2θCm ——最小污泥龄，dSF ——安全系数，通常取2.0~3.0θC ——污泥龄，d ，此值也可按经验取值 S r ——进出水BOD 5浓度差，mg/LY ——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD 5) K d ——污泥内源呼吸率，d -1f b ——可生物降解VSS 占VSS 的比例（与f 不同） 泥龄算法二bd r V C f K S Y X ⋅=⋅=77.0θ存疑问 θC ——污泥龄，d ，此值也可按经验取值 S r ——进出水BOD 5浓度差，mg/LY ——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD 5) K d ——污泥内源呼吸率，d -1f b ——可生物降解VSS 占VSS 的比例（与f 不同） 好氧区容积()()C d V e C K X S S Q Y V θθ⋅+⋅-⋅⋅⋅=101 ()'⋅-⋅=SV e L X S S Q V 01V 1——好氧区有效容积，m 3 Q ——废水流量，m 3/dX V ——挥发性污泥浓度(MLVSS)，mg/L Y ——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD 5) K d ——污泥内源呼吸率，d -1 S 0——进水BOD 5浓度，mg/L S e ——出水BOD 5浓度，mg/LL S ′——污泥负荷，kg （BOD 5）/[kg(MLVSS)•d] 注意此处为MLVSS ，如为MLSS 需对应X 反硝化速率()()O D r r T DN DN '-⨯⨯='-109.120T ——计算温度，℃r DN ′——实际的反硝化速率，gNO 3-N/gVSS ·d r DN ——反硝化速率，gNO 3-N/gVSS ·d ，温度15~27℃时城市污水取值0.03~0.11，20℃可取0.07DO ′——反硝化时的溶解氧浓度，可取0.2mg/L 生物污泥产量Cd r V K YS Q X θ⋅+⋅⋅=∆1算法参见活性污泥法ΔX V ——每日排出挥发性污泥量即挥发性污泥产量（MLVSS ），gMLVSS/dS r ——进出水BOD 5浓度差，mg/L Q ——废水流量，m 3/dK d ——污泥内源呼吸率，d -1Y ——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD 5) 除氮量核算()V oe ke k NO X N N N Q ∆---⋅=∆12.030.12ΔX V ——生物合成所需的氮，gMLVSS/d N t ——进水总氮，mg/LN oe ——出水总硝态氮，mg/LN k ——进水总凯氏氮（TKN 凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/LN ke ——出水总凯氏氮或氨氮（TKN ），mg/L ΔNO3——所需去除氮量，g/d 缺氧区容积（脱氮） V DN NO X r V ⋅'∆=32 V 2——缺氧区有效容积，m 3X V ——挥发性污泥浓度(MLVSS)，mg/Lr DN ′——实际的反硝化速率，gNO 3-N/gVSS ·d ΔNO3——所需去除氮量，g/d 厌氧区容积（除磷） 2413θ⋅=Q V V 3——厌氧区有效容积，m 3 θ1——厌氧区水力停留时间，h ，一般根据试验确定，可取2h氧化沟总容积 321V V V V ++=V ——氧化沟总容积，m 3 水力停留时间 QVHRT ⨯=24HRT ——水力停留时间，h碱度的校核剩余碱度=进水碱度+3.57×反硝化NO 3-N 的量+0.1×去除BOD 5的量-7.14×氧化沟氧化总氮的量 其中：反硝化NO3-N 的量：QX N N N Voe ke k ∆---12.0 去除BOD 的量：e S S -0 氧化总氮的量：QX N N Vke k ∆--12.0 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+⋅⨯=∆C d r V K YS Q X θ112.012.0 剩余碱度——通常系统中应保证有大于100mg/L 的剩余碱度（即保持pH ≧7.2），以保证反硝化所需环境，所有碱度均以CaCO 3计3.57——反硝化NO 3-N 产生的碱度 0.1——去除BOD 5产生的碱度 7.14——氧化NH 4-N 消耗的碱度0.12ΔX V ——生物合成所需的氮，gMLVSS/d Q ——流量，m 3/dS r ——去除BOD 5的量，mg/L N t ——进水总氮，mg/LN oe ——出水总硝态氮，mg/LN k ——进水总凯氏氮（TKN 凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/LN ke ——出水总凯氏氮或氨氮（TKN ），mg/L ΔNO3——所需去除氮量，g/d回流污泥量计算r SVIX r ⋅=-610参见活性污泥法计算 ()()X Q Q Q X Q TSS r r r ⋅+=⋅+⋅r ——二沉池中污泥综合系数，一般为1.2左右 SVI ——污泥容积指数，mL/g ，取值范围约100左右X r ——剩余污泥/回流污泥浓度，mg/L Q r ——回流污泥量，m 3/d X ——污泥浓度(MLSS)，mg/L R ——污泥回流比，%Q Q R r =()Q X Q X K f YS Q W e C d r ⋅-⋅+⋅+⋅⋅⋅=11θW ——总的剩余污泥量，g/dX 1——污泥中的惰性物质，mg/L ，为进水总悬浮物浓度（mg/L ）与挥发性悬浮物浓度之差 X e ——随出水流出的污泥量，mg/L污水脱氮除磷计算公式硝化菌生长速率()()[]pH DO K DO N N e O T ke keT n --⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅⨯=--2.7833.011047.02158.1051.015098.0μ 一、 好氧区计算泥龄算法一nCm μθ1= Cm C SF θθ⋅=μn ——硝化菌的生长率，d -1N ke ——出水总凯氏氮或氨氮（TKN ），mg/L T ——计算温度，℃DO ——溶解氧的浓度，mg/L ，一般按2mg/L 计 K O2——氧的半速常数，mg/L ，0.45~2.0mg/L,15℃时为2θCm ——最小污泥龄，dSF ——安全系数，通常取2.0~3.0θC ——污泥龄，d ，此值也可按经验取值 S r ——进出水BOD 5浓度差，mg/LY ——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD 5) K d ——污泥内源呼吸率，d -1f b ——可生物降解VSS 占VSS 的比例（与f 不同） 泥龄算法二 VVC X X V X X V ∆⋅=∆⋅=θ 计算参见活性污泥法公式此处ΔX V =0.5~0.7×Q ×S r ，即1kgBOD 产生0.5~0.7kgVSS负荷法V S X V S Q L ⋅⋅='10XV S Q L S ⋅⋅=10S0适当的情况下可以用SrV 1——好氧区有效容积，m 3 Q ——废水设计流量，m 3/dL S ′——有机负荷，kgCOD/（kgMLVSS ·d ） L S ——有机负荷，kgCOD/（kgMLSS ·d ） X ——污泥浓度(MLSS)，mg/L X V ——污泥浓度(MLVSS)，mg/LS 0——进水有机物浓度COD （或者BOD ），mg/L 好氧区容积()()C d V e C K X S S Q Y V θθ⋅+⋅-⋅⋅⋅=101 ()()X L S S Q L X S S Q V S e SV e ⨯-⋅='⋅-⋅=001 V 1——好氧区有效容积，m 3 Q ——废水流量，m 3/dX V ——挥发性污泥浓度(MLVSS)，mg/L Y ——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD 5) K d ——污泥内源呼吸率，d -1 S 0——进水BOD 5浓度，mg/L S e ——出水BOD 5浓度，mg/LL S ′——污泥负荷，kg （BOD 5）/[kg(MLVSS)•d]VVC X X V ∆⋅=θ1注意此处为MLVSS ，如为MLSS 需对应X二缺氧区计算甲醇投加量计算01087.053.147.2D N N C m +⨯+⨯=注意：此公式未考虑氨氮的变化N 0——起始硝酸盐浓度，mg/L N 1——起始亚硝酸盐浓度，mg/L D 0——起始溶解氧DO 浓度，mg/L C m ——所需甲醇浓度，mg/L 反硝化速率()()O D r r T DN DN '-⨯⨯='-109.120T ——计算温度，℃r DN ′——实际的反硝化速率，gNO 3-N/gVSS ·d r DN ——反硝化速率，gNO 3-N/gVSS ·d ，温度15~27℃时城市污水取值0.03~0.11，20℃可取0.07DO ′——反硝化时的溶解氧浓度，可取0.2mg/L 生物污泥产量Cd r V K YS Q X θ⋅+⋅⋅=∆1算法参见活性污泥法ΔX V ——每日排出挥发性污泥量即挥发性污泥产量（MLVSS ），gMLVSS/dS r ——进出水BOD 5浓度差，mg/L Q ——废水流量，m 3/dK d ——污泥内源呼吸率，d -1Y ——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD 5) 除氮量核算()V oe ke k NO X N N N Q ∆---⋅=∆12.030.12ΔX V ——生物合成所需的氮，gMLVSS/d N t ——进水总氮，mg/LN oe ——出水总硝态氮，mg/LN k ——进水总凯氏氮（TKN 凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/LN ke ——出水总凯氏氮或氨氮（TKN ），mg/L ΔNO3——所需去除氮量，g/d 缺氧区容积（脱氮） VDN NO X r V ⋅'∆=32 V 2——缺氧区有效容积，m 3X V ——挥发性污泥浓度(MLVSS)，mg/Lr DN ′——实际的反硝化速率，gNO 3-N/gVSS ·d ΔNO3——所需去除氮量，g/d 三 厌氧区计算厌氧区容积（除磷） 2413θ⋅=Q V V 3——厌氧区有效容积，m 3 θ1——厌氧区水力停留时间，h ，一般根据试验确定，可取2h氧化沟总容积 321V V V V ++=V ——总容积，m 3 水力停留时间 QVHRT ⨯=24HRT ——水力停留时间，h碱度的校核剩余碱度=进水碱度+3.57×反硝化NO 3-N 的量+0.1×去除BOD 5的量-7.14×氧化沟氧化总氮的量 其中：剩余碱度——通常系统中应保证有大于100mg/L 的剩余碱度（即保持pH ≧7.2），以保证反硝化所需环境，所有碱度均以CaCO 3计3.57——反硝化NO 3-N 产生的碱度反硝化NO3-N 的量：QX N N N Voe ke k ∆---12.0 去除BOD 的量：e S S -0 氧化总氮的量：QX N N Vke k ∆--12.0 0.1——去除BOD 5产生的碱度 7.14——氧化NH 4-N 消耗的碱度0.12ΔX V ——生物合成所需的氮，gMLVSS/d N t ——进水总氮，mg/LN oe ——出水总硝态氮，mg/LN k ——进水总凯氏氮（TKN 凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/LN ke ——出水总凯氏氮或氨氮（TKN ），mg/L ΔNO3——所需去除氮量，g/d回流污泥量计算r SVIX r ⋅=-610 参见活性污泥法计算()()X Q Q Q X Q TSS r r r ⋅+=⋅+⋅QQ R r=()Q X Q X K f YS Q W e C d r ⋅-⋅+⋅+⋅⋅⋅=11θr ——二沉池中污泥综合系数，一般为1.2左右 SVI ——污泥容积指数，mL/g ，取值范围约100左右X r ——剩余污泥/回流污泥浓度，mg/L Q r ——回流污泥量，m 3/d X ——污泥浓度(MLSS)，mg/L R ——污泥回流比，%W ——总的剩余污泥量，g/dX 1——污泥中的惰性物质，mg/L ，为进水总悬浮物浓度（mg/L ）与挥发性悬浮物浓度之差 X e ——随出水流出的污泥量，mg/L 混合液回流计算10--='oekek N N N RN oe ——出水总硝态氮，mg/LN k ——进水总凯氏氮（TKN 凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/LN ke ——出水总凯氏氮或氨氮（TKN ），mg/L R ′——混合液回流比，%A/O 法脱氮计算公式-负荷法生化反应池总容积 XL S Q L X S Q V S SV ⨯⋅='⋅⋅=00 S0适当的情况下可以用SrV ——生化池总有效容积，m 3Q ——废水流量，m 3/dX V ——挥发性污泥浓度(MLVSS)，mg/L S 0——进水BOD 5浓度，mg/L S e ——出水BOD 5浓度，mg/LL S ′——污泥负荷，kg （BOD 5）/[kg(MLVSS)•d] 注意此处为MLVSS ，如为MLSS 需对应X 生化反应池容积比 21V V V += 4~221=V V V 1——好氧区有效容积，m 3 V 2——好氧区有效容积，m 3 水力停留时间甲醇投加量计算01087.053.147.2D N N C m +⨯+⨯=注意：此公式未考虑氨氮的变化N 0——起始硝酸盐浓度，mg/L N 1——起始亚硝酸盐浓度，mg/L D 0——起始溶解氧DO 浓度，mg/L C m ——所需甲醇浓度，mg/L反硝化速率()()O D r r T DN DN '-⨯⨯='-109.120T ——计算温度，℃r DN ′——实际的反硝化速率，gNO 3-N/gVSS ·d r DN ——反硝化速率，gNO 3-N/gVSS ·d ，温度15~27℃时城市污水取值0.03~0.11，20℃可取0.07DO ′——反硝化时的溶解氧浓度，可取0.2mg/L 生物污泥产量Cd r V K YS Q X θ⋅+⋅⋅=∆1算法参见活性污泥法ΔX V ——每日排出挥发性污泥量即挥发性污泥产量（MLVSS ），gMLVSS/dS r ——进出水BOD 5浓度差，mg/L Q ——废水流量，m 3/dK d ——污泥内源呼吸率，d -1Y ——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD 5) 除氮量核算()V oe ke k NO X N N N Q ∆---⋅=∆12.030.12ΔX V ——生物合成所需的氮，gMLVSS/d N t ——进水总氮，mg/LN oe ——出水总硝态氮，mg/LN k ——进水总凯氏氮（TKN 凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/LN ke ——出水总凯氏氮或氨氮（TKN ），mg/L ΔNO3——所需去除氮量，g/d 缺氧区容积（脱氮） VDN NO X r V ⋅'∆=32 V 2——缺氧区有效容积，m 3X V ——挥发性污泥浓度(MLVSS)，mg/Lr DN ′——实际的反硝化速率，gNO 3-N/gVSS ·d ΔNO3——所需去除氮量，g/d 三 厌氧区计算厌氧区容积（除磷） 2413θ⋅=Q V V 3——厌氧区有效容积，m 3 θ1——厌氧区水力停留时间，h ，一般根据试验确定，可取2h氧化沟总容积 321V V V V ++=V ——总容积，m 3 水力停留时间 QVHRT ⨯=24HRT ——水力停留时间，h碱度的校核剩余碱度=进水碱度+3.57×反硝化NO 3-N 的量+0.1×去除BOD 5的量-7.14×氧化沟氧化总氮的量 其中：反硝化NO3-N 的量：QX N N N Voe ke k ∆---12.0 去除BOD 的量：e S S -0剩余碱度——通常系统中应保证有大于100mg/L 的剩余碱度（即保持pH ≧7.2），以保证反硝化所需环境，所有碱度均以CaCO 3计3.57——反硝化NO 3-N 产生的碱度 0.1——去除BOD 5产生的碱度 7.14——氧化NH 4-N 消耗的碱度0.12ΔX V ——生物合成所需的氮，gMLVSS/d N t ——进水总氮，mg/LN oe ——出水总硝态氮，mg/LN k ——进水总凯氏氮（TKN 凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/LN ke ——出水总凯氏氮或氨氮（TKN ），mg/L氧化总氮的量：QX N N Vke k ∆--12.0ΔNO3——所需去除氮量，g/d回流污泥量计算r SVIX r ⋅=-610参见活性污泥法计算 ()()X Q Q Q X Q TSS r r r ⋅+=⋅+⋅QQ R r=()Q X Q X K f YS Q W e C d r ⋅-⋅+⋅+⋅⋅⋅=11θr ——二沉池中污泥综合系数，一般为1.2左右 SVI ——污泥容积指数，mL/g ，取值范围约100左右X r ——剩余污泥/回流污泥浓度，mg/L Q r ——回流污泥量，m 3/d X ——污泥浓度(MLSS)，mg/L R ——污泥回流比，%W ——总的剩余污泥量，g/dX 1——污泥中的惰性物质，mg/L ，为进水总悬浮物浓度（mg/L ）与挥发性悬浮物浓度之差 X e ——随出水流出的污泥量，mg/L 混合液回流计算10--='oekek N N N RN oe ——出水总硝态氮，mg/LN k ——进水总凯氏氮（TKN 凯氏氮=有机氮+氨氮），mg/LN ke ——出水总凯氏氮或氨氮（TKN ），mg/L R ′——混合液回流比，%厌氧计算公式负荷法VS Q L V ⨯⋅=10000V S X V S Q L ⋅⋅='0XV S Q L S ⋅⋅=0XL S Q X L S Q L S Q V S VS V ⨯⋅=⨯'⋅=⨯⋅=001000 QV HRT ⨯==24θ H A V ⋅=24D A ⋅=πθθH A V A Q v =⋅=⨯=241V ——反应器有效容积，m 3 Q ——废水设计流量，m 3/dL V ——容积负荷，kgCOD/（m 3·d ）L S ′——有机负荷，kgCOD/（kgMLVSS ·d ） L S ——有机负荷，kgCOD/（kgMLSS ·d ） X ——污泥浓度(MLSS)，mg/L X V ——污泥浓度(MLVSS)，mg/LS 0——进水有机物浓度COD （或者BOD ），mg/L θ即HRT ——水力停留时间，h H ——反应器高度，m A ——反应器截面积，m 2 D ——反应器直径，mv 1——反应器内液体上升流速，m/h注：污泥负荷和容积负荷从定义来说用S 0正确，但规范中用去除量，考试中用去除量来计算 投配率法 100⨯=PVV nV n ——每日需要处理的污泥或废液体积，m 3/d P ——设计投配率，%/d ，通常采用5~12%/d 动力学公式法适用于厌氧生物滤池t ——水力停留时间，d K ——反应动力学常数，d -1S 0——进水有机物浓度COD ，mg/L⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=e S S K t 0ln 1Q t V ⋅=S e ——进水有机物浓度COD ，mg/LQ ——废水设计流量，m 3/d污泥处理计算公式含水率12122121100100C C P P W W V V =--== P 1、V 1、W 1、C 1——含水率为P 1的污泥体积、重量、固体物浓度P 2、V 2、W 2、C 2——含水率为P 2的污泥体积、重量、固体物浓度适用于含水率大于65%的污泥 可消化程度 %10012112⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅-=S V S V d P P P P RR d ——可消化程度P S1、P S2——生污泥及消化污泥无机物含量，% P V1、P V2——生污泥及消化污泥有机物含量，% 湿、干污泥比重P P S S-+⋅=100100γγγVS P ⨯+=5.1100250γγ——湿污泥比重，g/L P ——湿污泥含水率，% γS ——干污泥比重，g/LP V ——干固体物质中，有机物所占百分比，%初沉污泥产量可根据人口数，或者悬浮固体去除率计算二沉污泥产量V d r V X V K S Q Y X ⋅⋅-⋅⋅=∆Cd rr obs K S Q Y S Q Y θ⋅+⋅⋅=⋅⋅=1见活性污泥法计算公式污泥重力浓缩计算MWM C Q A =⋅= ()1000100100⨯-⨯=⋅=P Q C Q Wn A A =1()21100100P P Q Q --⋅='24/Q HA t ⋅=A ——浓缩池总面积，m 2 Q ——污泥体积流量，m 3/dM ——浓缩池污泥固体通量，kg/m 2·d W ——污泥质量流量，kg/d C ——污泥固体浓度，g/L A 1——单个浓缩池总面积，m 2 n ——浓缩池数量，个Q ′——浓缩后污泥体积流量，m 3/d P 、P 1、P 2——均为含水率，% t ——停留时间，hH ——有效水深，常数可取4m ，m1000——P 含水率时的污泥密度，1000kg/m 3 气浮浓缩计算污泥厌氧消化计算100⨯=PVV n 投配率法'=⋅=SSC L W Q V θ泥龄及负荷法 ()100100bS f P Q W ⋅⋅-⨯=γ此处γ为干泥密度，kg/m3，fb 为VSS 所占比例，用前面VSS 比例和含水率求Ws V n ——每日需要处理的污泥或废液体积，m 3/d P ——设计投配率，%/d ，通常采用5~12%/d V ——消化池有效容积，m 3W S ——挥发性干固体重量，kgVSS/d L S ′——挥发性固体负荷，kgVSS/m 3·d Q ——污泥体积流量，m 3/dθC ——污泥龄即污泥停留时间，d沼气产量 0.35m3（标准）/kgCOD城市污水中COD/有机物=1.6~1.8两级厌氧消化 '=S S L WV 总 321总V V ⨯= 312总V V ⨯=V1和V2为2:1的时候板框污泥脱水计算vQ P A ⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=2410011000 A ——板框压滤机过滤面积，m 2P ——压滤污泥含水率，% Q ——污泥体积流量，m 3/d v ——过滤速度，kg/m 2·h 带机污泥脱水计算Tv Q P B 110011000⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=B ——带机滤带宽度，m P ——湿污泥含水率，% Q ——污泥体积流量，m 3/d v ——污泥脱水负荷，kg/m ·h T ——每天工作时间，h/d气浮计算公式名称公式说明0.1Mpa 下所需释放的空气量()10001PS Q P f C A ⋅-⋅⋅⋅=γ （kg/d ）C S 单位为mg/L 时，不需要空气密度γ——空气密度，g/L ，20℃时为1.164 C S ——20℃时空气溶解度，18.7ml/Lf ——实际空气溶解度与理论空气溶解度之比，一般为0.5~0.8，多取0.5P ——溶气压力（绝对大气压，0.1Mpa ），如0.5Mpa 时P=0.5/0.1=5气浮的污泥干重a S Q S ⋅= （kg/d ）S a ——污泥浓度，kg/m 3 加压溶气水量Q R Q P ⋅= （m 3/d ）()11000-⋅⋅⋅⨯⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅=P f C S A S Q Q S a P γ （m 3/d ） Q ——气浮池设计水量，m3/d R ——溶气压力下的回流比，%SA——气固比，一般在0.01~0.04之间，常取0.03 标态空气供应量ηγ⋅'='A A （m 3/d ）A ——所需空气量，kg/dγ′——0℃时，0.1Mpa 下空气密度，kg/m3，取值1.252η——溶气效率，可采用0.5接触室平面面积 1186400v Q Q A P⨯+=（m 2）v 1——接触室水流平均上升速度，m/s气浮池容积()t Q Q V P ⋅+=分离室平面面积 2286400v Q Q A P⨯+= （m 2）v 2——分离室水流平均下降速度，m/s气浮浓缩池表面积MSF =（m 2） M ——气浮浓缩池固体负荷，kg/m 2·d。
水污染控制工程——化学氧化还原
有机物的氧化还原过程
由于涉及共价键，电子的移动情形很复杂。许多反应 并不发生电子的直接转移。只是原子周围的电子云密度发 生变化。目前还没有建立电子云密度变化与氧化还原反应 的方向和程度之间的定量关系。因此，在实际上，凡是加 氧或脱氢的反应称为氧化，而加氢或脱氧的反应则称为还 原，凡是与强氧化剂作用使有机物分解成简单的无机物的 反应，可判断为氧化反应。甲烷的降解历程历程如下：
第三节 化学还原法
废水中的某些金属离子在高价态时毒性很大，可用化 学还原法将其还原为低价态后分离除去。 常用的还原剂有下列几类。 ①某些电极电位较低的金属，如铁屑、锌粉等。
简单无机物的化学氧化还原过程
实质是电子转移。失去电子的元素被氧化，是还原剂； 得到电子的元素被还原，是氧化剂。在一个化学反应中，氧 化和还原是同时发生的，某一元素失去电子，必定有另一元 素得到电子。氧化剂的氧化能力和还原剂的还原能力是相对 的，其强度可以用相应的氧化还原电位的数值来比较。许多 种物质的标准电极电位值可以在化学书中查到。值愈大，物 质的氧化性愈强，值愈小，其还原性愈强。
一、空气氧化
空气氧化法就是把空气鼓入废水中，利用空气中的氧气氧 化废水中的污染物。空气氧化法具有以下特点： ①电对O2/O2-的半反应式中有H+或OH-离子参加，因而氧化 还原电位与pH值有关。 ②在常温常压和中性pH值条件下，分子氧O2为弱氧化剂， 反应性很低，故常用来处理易氧化的污染物。 ③提高温度和氧分压，可以增大电极电位；添加催化剂， 可以降低反应活化能，都利于氧化反应的进行。
第六章 化学氧化还原
第一节 概述 第二节 化学氧化法 第三节 化学还原法 第四节 电解
第一节 概述
化学氧化还原是转化废水中污染物的有效方法。废水中 呈溶解状态的无机物和有机物，通过化学反应被氧化或还原 为微毒、无毒的物质，或者转化成容易与水分离的形态，从 而达到处理的目的。
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。
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微生物的生长规律与生长环境
• 微生物的生长规律 • 微生物的生长规律一般以生长曲线来反映。 • 停滞期 • 对数期 • 静止期 • 衰老期
微生物的生长规律与生长环境
• 微生物的生长环境 • 微生物的营养 • 温度 • pH值 • 溶解氧 • 有毒物质
反应速度与反应级数
• 反应速度 • 在生化反应中，反应速度是指单位时间里底物的减少量、最终产物的增加量或细 胞的增加量。 • 在废水生物处理中，是以单位时间里底物的减少或细胞的增加来表示生化反应速 度。
• 中间产物学说 • 举例说明
米歇里斯－门坦方程式
• 1913年前后，米歇里斯和门坦提出了表示整个反应中，底物浓度与酶 促反应速度之间的关系式，称为米歇里斯－门坦方程式，简称米氏方 程式，即：
• 式中：v－酶促反应速度；
vmax－最大酶反应速度；
ρS
－底物浓度；
Km－米氏常数。
• 此式表明，当Km和vmax已知时，酶反应速度与酶底物浓度之间的定量关 系
反应速度与反应级数
米歇里斯－门坦方程式
• 一切生化反应都是在酶催化下进行的 • 酶促反应受多种因素的影响 • 底物浓度对酶反应速度的影响
• 底物足够，不受其它因素影响时，酶浓度与反应速度 之间的关系？
• 底物不够，底物浓度与反应速度之间的关系？
米歇里斯－门坦方程式
• 底物浓度对酶反应速度的影响 • 一级反应 • 零级反应
莫诺特方程式
• 微生物增长速度和微生物本身的浓度、底物之间的关系是废水生物处理的一个重要课 题
• 莫诺特方程式
• 微生物比增长速度
max
s Ks
s
dx / dt x
• 产率系数
莫诺特方程式
• Vx：微生物增长速度 • Vs：底物降解速度
• 底•物q比：降底解Y物速比度降解d速度x dx / dt v x v x / x ds ds / dt vs vs / x q
废水的好氧生物处理和厌氧生物处理
废水的厌氧生物处理
废水的好氧生物处理和厌氧生物 处理
• 废水的厌氧生物处理 • 厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有 机物的生物处理方法。 • 特点：不要氧源、反应速度慢、产气（CH4） • 厌氧生物处理方法：化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、UASB
反应速度与反应级数
• 反应级数 • 反应速率通常可以写成幂乘积的形式，各浓度的方次称为各浓度的分级数，反应 的总级数为反应各浓度分级数的总和。 • 反应级数的大小表示浓度对反应速率影响的程度，级数越大，则速率受浓度的影 响越激烈。
• 一级反应
反应速度与反应级数
• 二级反应
反应速度与反应级数
• 零级反应
米歇里斯－门坦方程式
• 由上式得：
• 该式表明，当vmax/v=2或v=1/2vmax时，Km=ρS，即Km是v=1/2vmax时的底物浓度，故 又称半速度常数。
米歇里斯－门坦方程式
• 废水生物处理工程中，米氏方程的应用 • 微生物的浓度代替了酶浓度
• 米氏常数的意义及测定 • 意义：特征常数；最适底物（天然底物）；1／ Km • 测定：双倒数作图法
第六章 废水生物处理的基本概
念
和生化反应动力学基
• 废水的好氧生物处理和厌氧生物处理 • 微生物的生物规律和生长环境 • 反应速度和反应级数 • 米歇里斯－门坦方程式 • 莫诺特方程式 • 废水生物处理工程的基本数学模式
础
废水的好氧生物处理和厌氧生物
处理
• 微生物的新陈代谢 • 新陈代谢：微生物不断从外界环境中摄取营养物质，通过生物酶催化的复杂生化 反应，在体内不断进行物质转化和交换的过程。 • 分解代谢：分解复杂营养物质，降解高能化合物，获得能量； • 合成代谢：通过一系列的生化反应，将营养物质转化为复杂的细胞成分，机体制 造自身。
q
q max
s Ks s
废水生物处理工程的基本数学模 式
• 生化反应动力学的研究的发展 • 推倒废水生物处理工程数学模式的几点假定：
• （1）整个系统处于稳态 • （2）反应器中物质完全混合均步 • （3）氧的供应充分（好氧处理）
废水生物处理工程的基本数学模 式
• 微生物增长与底物降解的基本关系式 • 1951年，霍克金莱等人提出的方程式：
dx dt
g
Y
ds dt
u
Kd
x
' dx / dtg
x
' Yq Kd
dxdt
u
q
ds
/
dt
u
x
' Yobsq
感谢下 载
废水的好氧生物处理和厌氧生物 处理
• 微生物的呼吸类型 • 好氧呼吸 • 异养型微生物 • 自养型微生物 • 厌氧呼吸 • 发酵 • 无氧呼吸
废水的好氧生物处理和厌氧生物处理
废水的好氧生物处理
废水的好氧生物处理和厌氧生物 处理
• 废水的好氧生物处理 • 好氧生物处理是在游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使 其稳定、无害化的处理方法。 • 特点：氧源、反应速度快、臭气较少 • 好氧生物处理法：活性污泥法；生物膜法