2019最新22 悬浮生长的好氧生物处理工艺物理

有关概念
F/M值:
在温度适宜、DO充足、且不存在抑制物质的条件下，活 性污泥微生物的增殖速率主要取决于微生物与有机基质的相 对数量，即有机基质(Food)与微生物(Microorganism)的比值， 即F/M值。
F/M值是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要因素。
实际上，F/M值就是以BOD5表示的进水污泥负荷，即：
剩余污泥： 1）去除有机物的途径之一；
2）维持系统的稳定运行
供氧系统：为微生物提供溶解氧
生活污水或城市废水的处理流程
高碑店污水处理厂的工艺流程图
活性污泥系统
高碑店污水处理厂的工艺流程与平面布置 初沉池
二沉池
曝气池
初沉池
曝气池 二沉池
二期
正在运行的曝气池
曝气池中的曝气头的布置
活性污泥系统有效运行的基本条件是： 废水中含有足够的可溶性易降解有机物； 混合液含有足够的溶解氧； 活性污泥在池内呈悬浮状态； 活性污泥连续回流，剩余污泥及时排放， 维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；
a、b经验值的获得：
（3）通过小试获得：
x aQS r bVX v 可 改 写 为 ：
x a QS r b
VX v
VX v
x/VXv( /d)
1
b
a
＋
＋
＋
＋
＋
QSr/VXv(kgBOD/kgVSS.d)
有机物降解与需氧：
氧在微生物代谢过程中的用途：
(1)氧化分解有机物；
(2)氧化分解自身的细胞物质。
A．细菌： 是活性污泥净化功能最活跃的成分
主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌 属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等
特征： 1）绝大多数是好氧和兼性异养型的原核细菌； 2）在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能； 3）具有很高的增殖速率，其世代时间仅为2030分钟； 4）动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团”的功能。
O2 a'Q Sr b'V X v
式中：O2——曝气池中混合液的需氧量，kgO2/d; a’——代谢每kgBOD所需的氧量， kgO2/kgBOD.d; b’——每kgVSS每天进行自身氧化所需的氧量， kgO2/kgVSS.d 。
有机物降解与需氧:
上式可改写为：
O2 V Xv
功能：能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能， 其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多； 其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀；
正常范围： 50150 ml/g（处理城市污水时）
三、活性污泥法的基本工艺参数
1、曝气池的有机容积负荷：
1）进水COD（BOD5）容积负荷：
Lv CO D

Q Ci V
(kgCOD m3 d )
LvBOD5 Q Bi V
(kgBOD5 m3 d )
2）COD（ BOD5 ）去除容积负荷：
LvCOD

Q (Ci
Ce ) V
(kgCOD m3 d )
Lv BO D5
Q (Bi
Be ) V
(kgBOD5 m3 d )
4）推流式活性污泥法： 一段线段； 完全混合式活性污泥法： 一个点
活性污泥的增殖曲线
适应期 对数增殖
减速增殖
内源呼吸
微 生 物 量
时间
有机物降解与微生物增殖：
活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化(内源呼吸)两项作用 的综合结果，所以，微生物的净增殖速率为：
dx dx dx dt n dt s dt e
式中： dx ——活性污泥中微生物的净增值速率（kgVSS/d）；
dt n
dx a ds
dt s
dt u
——活性污泥中微生物的合成速率（kgVSS/d）；
其中：a ——降解1kgBOD所产生的VSS，即产率系数（kgVSS/kgBOD.d）；
第三章 废水好氧生物处理工艺(1) ——活性污泥法
•第一节 •第二节 •第三节 •第四节 •第五节 •第六节
活性污泥法的基本原理 活性污泥法的运行方式 活性污泥法的反应动力学 曝气的原理、方法与设备 活性污泥法的工艺设计 活性污泥法的运行管理
第一节、活性污泥法的基本原理
一、活性污泥法的工艺流程
空气
进水中不含有对微生物有毒有害的物质
二、活性污泥的性质及性能指标
1、物理性质： ——“菌胶团”——“生物絮凝体”
颜色：褐色、（土）黄色、铁红色 气味：泥土味（城市污水） 比重：略大于1 （1.0021.006） 粒径：0.020.2 mm 比表面积：20100cm2/ml
0min
15min
30min
SV = 40%
4、活性污泥的性能指标：
（4）污泥体积指数（SVI） （Sludge Volume Index） 定义：曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，1g干污泥所形 成的污泥体积，( ml/g)
SVI SV (ml / l) MLSS (g / l)
SVI SV (%) 10 (ml / l) MLSS (g / l)
Q (Bi
Be ) MLSS V
kgCOD kgMLSS d
kgBOD5 kgMLSS d kgBOD5 kgMLVSS d
kgCOБайду номын сангаас kgMLSS d kgBOD5 kgMLSS d
三、活性污泥法的基本工艺参数
3、曝气池的水力停留时间（HRT、Hydraulic Retention Time）
活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝 气池内发生反应、有机物被降解的必然结 果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的 增殖。
活性污泥的增殖曲线
活性污泥的增殖曲线
对数增殖期 减速增殖期 适应期
微 生 物 量
内源呼吸期 微生物增殖曲线(M)
氧利用速率曲线
BOD变化曲线(F)
时间
注意：1）间歇静态培养；2）底物是一次投加
HRT V Q （h）
4、曝气池的污泥停留时间（SRT，Sludge Retention Time、c）
SRT V X
VX
VX
x Qw X r (Q Qw ) X e Qw X r
（d）
(X
r
)max

10 6 SVI
(mg/l)
四、活性污泥的增殖规律及应用
废水
初次 沉淀池
曝气池
二次 沉淀池
出水
回流污泥
剩余活性污泥
活性污泥系统的主要组成
曝气池：反应的主体，有机物被降解，微生物得以增殖；
二沉池：1）泥水分离，保证出水水质；
2）浓缩污泥，保证污泥回流，维持曝气池内的污泥浓度。
回流系统：1）维持曝气池内的污泥浓度；
2）回流比的改变，可调整曝气池的运行工况。
二、活性污泥的性质及性能指标
2、生化性能：
活性污泥的含水率： 99.299.8%
其中固体物质的组成：
1）活细胞（Ma）： 2）微生物内源代谢的残留物（Me）： 3）吸附的原废水中难于生物降解的有机物（Mi）： 4）无机物质（Mii）：
有机物 75~85%
二、活性污泥的性质及性能指标
3、活性污泥中的微生物：
B、原生动物----在活性污泥中大约为103个/ml
钟虫 小口钟虫 肾形虫
草履虫 盖纤虫 变形虫
0.1mm
C、后生动物
线虫
轮虫
原（后）生动物作为“指示性生物”
数 量
4、活性污泥的性能指标：
（1）混合液悬浮固体浓度（MLSS） （Mixed Liquor Suspended Solids）
MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/L 或 g/m3
4、活性污泥的性能指标：
（3）污泥沉降比（SV） （Sludge Volume）
定义：将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污 泥与原混合液的体积比，一般以%表示；
功能：能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能， 可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀；
正常范围： 2030%
SV的测定
2、 曝气池的有机污泥负荷：
1）进水COD（BOD5）污泥负荷：
LsCOD Q Ci MLSS V
LsBOD5 Q Bi MLSS V
LsBOD5 Q Bi MLVSS V
2）COD（BOD5）去除污泥负荷：
LsCOD

Q (Ci
Ce ) MLSS
V
LsBOD5
a、b经验值的获得：
(1) 对于生活污水或相近的工业废水: a = 0.5~0.65，b = 0.05~0.1；
(2) 对于工业废水，则：
工业废水
a
合成纤维废水
0.38
含酚废水
0.55
制浆与造纸废水
0.76
制药废水
0.77
酿造废水
0.93
亚硫酸浆粕废水
0.55
b 0.10 0.13 0.016
0.13
F M LsBOD5 Q Bi V X v (kgBOD5 kgVSS d)
活性污泥的增殖曲线的分区
可将增殖曲线分为四个时期： 1)适应期 2)对数增殖期 3)减速增殖期 4)内源呼吸期
适应期
1）定义：微生物对于新的环境条件、污水中不同种类的 有机物污染物等的短暂的适应过程；
2）活性污泥微生物的变化： 数量基本没有变化； 菌体体积增大； 酶系统相应调整； 新的变异；等。