6-生物处理2(活性污泥法、厌氧、脱氮除磷)

dm = Vdρ
dρ A = K g ( ρs − ρ L ) dt V
dρ
单位容积内氧 的转移速率
dt
= K La ( ρ s − ρ L )
氧的总转移系数
将上式进行积分，可求得总的传质系数： 将上式进行积分，可求得总的传质系数：
dρ dt = K La ( ρ s − ρ L )
K La
ρS − ρ2 1 = 2 .3 ⋅ lg t 2 − t1 ρ S − ρ1
曝气池的三种池型
推流式 曝气池
完全混合 式曝气池
两种池型 结合式
推流式曝气池
机械曝气完全混合曝气池
鼓风曝气完全混合曝气池
局部完全混合推流式曝气池
内 容
基本概念 气体传递和曝气池 活性污泥法的发展和演变 曝气池的计算 二次沉淀池
活性污泥法的多种运行方式(自学内容 自学内容) 自学内容
有机物去除 和氨氮硝化
活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
曝气池
曝气池混合液配水进来自百度文库二沉池
曝气池（曝气）的作用: 曝气池（曝气）的作用:
1、使活性污泥处于悬浮状态 提供溶解氧(供氧装置) 2、提供溶解氧(供氧装置)
二沉池的作用: 二沉池的作用:
1、固液分离 浓缩活性污泥， 2、浓缩活性污泥，以较高的浓度回流曝气池前
对系统进行微生物量的物料平衡计算： 对系统进行微生物量的物料平衡计算： 微生物量的物料平衡计算
dX dS ⋅ V = Q0 X 0 − [Qw X u + (Q0 − Qw ) X e ] + V y − Kd X dt dt
很小,可以忽略不计, 污水中的X0 很小,可以忽略不计,因而Xo =0, 在稳 定状态下d =0且 定状态下dX/dt=0且 d S S0 − S = dt t 污泥龄： 污泥龄： θ c = 活性污泥总量 / 每日排放剩余污泥的量
传统活性污泥法 • 渐 减曝 气 • 分 步曝 气 • 完全混合法 • 浅层 曝 气 • 深层 曝 气 • 高负荷曝气或变形曝气 • 克劳 斯 法 • 延时 曝 气 • 接触稳定法 • 氧 化 沟 • 纯氧 曝 气 • 活性污泥生物滤池（ABF工艺） 活性污泥生物滤池（ABF工艺 工艺） • 吸附－生物降解工艺（AB法） 吸附－生物降解工艺（AB法 • 序批式活性污泥法（SBR法） 序批式活性污泥法（SBR法
内 容
基本概念 气体传递和曝气池 活性污泥法的发展和演变 曝气池的计算 二次沉淀池
一、气 体 传 递 原 理
双膜理论 基点： 基点：认为在气液界 面存在着二层膜（ 面存在着二层膜（即 气膜和液膜） 气膜和液膜）这一物 理现象。 理现象。 这两层薄膜使气体 分子从一相进入另一 相时受到了阻力。 相时受到了阻力。当 气体分子从气相向液 相传递时， 相传递时，若气体的 溶解度低， 溶解度低，则阻力主 要来自液膜。 要来自液膜。
一组活性污泥图片
活性污泥的组成
按栖息着的微生物分： 按栖息着的微生物分： 大量的细菌 真菌 原生动物 后生动物
活性污泥：活性微生物+来自污水的有机物、 活性污泥：活性微生物+来自污水的有机物、无机悬浮 胶体物； 物、胶体物； 栖息的微生物以好氧微生物为主， 栖息的微生物以好氧微生物为主，是一个以细菌为主 体的群体，活性污泥中细菌含量一般在107～108个/mL； 体的群体，活性污泥中细菌含量一般在10 /mL；
KLa值受污水水质 污水水质的影响，把用于清水测出的值用于 污水水质 污水，要采用修正系数α，同样清水的ρs值要用于污 修正系数 水要乘以系数β，因而上式变为： 系数
K α = K
La La
( 污水 ( 清水 ) )
) )
dρ dt
β =
ρ s ( 污水 ρ s ( 清水
= α K La ( βρ s − ρ L )
•
内 容
基本概念 气体传递和曝气池 活性污泥法的发展和演变 曝气池的计算 二次沉淀池
曝气池的计算： 曝气池的计算：纯经验方法
有机物负 荷率法
劳伦斯（Lawronce） 劳伦斯（Lawronce） 和麦卡蒂(McCarty) 和麦卡蒂(McCarty) 法
麦金尼 (McKinney) 法
劳伦斯和麦卡蒂法
第二篇
水污染控制工程
目 录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 废水处理微生物学基础 废水的好氧生物处理（ 稳定塘、 废水的好氧生物处理（一） 稳定塘、土地处理 废水的好氧生物处理（ --生物膜法 废水的好氧生物处理（二）--生物膜法 废水的好氧生物处理（ --活性污泥法 废水的好氧生物处理（三）--活性污泥法 废水的厌氧生物处理 水处理厂污泥处理技术 生物脱氮除磷技术
回流装置的作用: 回流装置的作用:
使池内保持一定的悬浮固体和微生物的浓度
活性污泥性能评价指标
足够的数量（生物量） 足够的数量（生物量） 用污泥浓度表示。 用污泥浓度表示。 混合液悬浮固体浓度： 混合液悬浮固体浓度：MLSS 混合液挥发性悬浮固体浓度： 混合液挥发性悬浮固体浓度：MLVSS 性能良好（沉降浓缩性能） 性能良好（沉降浓缩性能） 污泥沉降比： 污泥沉降比：SV 污泥体积指数： 污泥体积指数：SVI 污泥龄
*以沉淀活性污泥的体积占混合液体积的比例（%）表示污泥沉降比 以沉淀活性污泥的体积占混合液体积的比例（
(mL/L)。（20%--30%） (mL/L)。（20%--30%） 。（20%--30% SV=（静止沉淀30min后沉淀活性污泥的体积/混合液体积）*100% SV=（静止沉淀30min后沉淀活性污泥的体积/混合液体积） 30min后沉淀活性污泥的体积
内 容
基本概念 气体传递和曝气池 活性污泥法的发展和演变 曝气池的计算 二次沉淀池
什么是活性污泥？ 什么是活性污泥？ 由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体 由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体 及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、 及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、 具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥 絮绒状污泥。 具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。
二、曝气的作用与曝气方式
曝气的作用： 曝气的作用： 1、供气 2、混合搅拌 曝气方式： 曝气方式： 1、鼓风曝气系统 2、机械曝气装置： 机械曝气装置： 纵轴表面曝气机、 纵轴表面曝气机、横轴表面曝气器 鼓风+ 3、鼓风+机械曝气系统 其他：富氧曝气、 4、其他：富氧曝气、纯氧曝气
曝气方式
穿 孔 曝 气 管
空气中氧的含量为23.2％ 氧的密度为1.201kg/ 空气中氧的含量为23.2％,氧的密度为1.201kg/ m3 。将 23.2 上面求得的氧量除以氧的密度和空气中氧的含量， 上面求得的氧量除以氧的密度和空气中氧的含量，即为所 需的空气量。 需的空气量。
污泥龄 活性污泥在曝气池中停留的时间。 活性污泥在曝气池中停留的时间。
θ c = 活性污泥总量 / 每日排放剩余污泥的量
活性污泥净化反应影响因素
营养物质： 营养物质： BOD5:N:P=100:5:1 溶解氧 ： 水温： 水温： pH: 有毒物质 2-4mg/L 20～30℃之间 20～30℃之间 最佳的pH值为6.5 最佳的pH值为6.5～8.5 pH值为6.5～ 主要是重金属， 主要是重金属，H2S、酚等
微孔曝气盘
微孔曝气设备的运行状况
倒伞形机械曝气器
转 刷 曝 气 机
曝气转刷
测试中的曝气转碟
曝 气 设 备 性 能 指 标
比较各种曝气设备性能的主要指标 动力效率（ 即每消耗1kW 1kW·h 动力效率（Ep)：即每消耗1kW h动力能传递到水中的 氧量（或氧传递速率） 单位为kg kg（ kW·h 氧量（或氧传递速率）,单位为kg（O2）/（kW h）。 氧转移效率(E 氧转移效率(EA)：通过鼓风曝气系统转移到混合液 中的氧量占总供氧的比例，单位为％。 中的氧量占总供氧的比例，单位为％。 冲氧能力(E 冲氧能力(EL)：通过机械曝气系统单位时间内转移 到液体中的氧量，单位为kg kg（ /h。 到液体中的氧量，单位为kg（O2）/h。
含水98％ 99％ 含水98％～99％ 98 干固体和水分 干固体1 干固体1％～2% MLSS NVSS
MLVSS
构成活性污泥法的三个要素
引起吸附和氧化分解作用的微生物， 引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就 是活性污泥； 是活性污泥； 废水中的有机物，它是处理对象， 废水中的有机物，它是处理对象，也是微 生物的食料； 生物的食料； 溶解氧，没有充足的溶解氧， 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。 既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
污泥体积指数： 污泥体积指数：SVI
SV不能确切表示污泥沉降性能，故人们想起用单位干泥形成湿泥 SV不能确切表示污泥沉降性能，故人们想起用单位干泥形成湿泥 不能确切表示污泥沉降性能 时的体积来表示污泥沉降性能，简称污泥指数，单位为mL/g mL/g。 时的体积来表示污泥沉降性能，简称污泥指数，单位为mL/g。 *混合液静置30分钟后，单位干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积 混合液静置30分钟后， 30分钟后 SVI=静止沉淀30min后沉淀活性污泥的体积 静止沉淀30min后沉淀活性污泥的体积/ SVI=静止沉淀30min后沉淀活性污泥的体积/混合液污泥干重 =SV /MLSS
足够的数量（生物量） 足够的数量（生物量） MLSS：表示悬浮固体物质总量，MLVSS挥发性固 MLSS：表示悬浮固体物质总量，MLVSS挥发性固 体成分表示有机物含 有机物含量 NVSS灼烧残量 表示无机 灼烧残量， 体成分表示有机物含量，NVSS灼烧残量，表示无机 物含量。 物含量。 MLVSS：包含了微生物量，但不仅是微生物的量， MLVSS：包含了微生物量，但不仅是微生物的量， 由于测定方便，目前还是近似用于表示微生物的量。 由于测定方便，目前还是近似用于表示微生物的量。
回流比
V
=
θ
QY ( S 0 − S ) X (1 + K d θ C )
C
劳伦斯和麦卡蒂法
完全混合曝气池的计算模式 曝气池体积的计算 排出的剩余活性污泥量计算 确定所需的空气量 (2)排出的剩余活性污泥量计算 (2)排出的剩余活性污泥量计算
劳伦斯和麦卡蒂法
完全混合曝气池的计算模式 曝气池体积的计算 排出的剩余活性污泥量计算 确定所需的空气量 (3)确定所需的空气量 (3)确定所需的空气量 ①所需氧气量 ②所需空气量
MLVSS: 70% 处理生活污水的活性污泥 NVSS: 30% 一般范围为55 55％ 75％ MLVSS: 一般范围为55％～75％ 一般范围为25 25％ 45％ NVSS: 一般范围为25％～45％
活性污泥的沉降浓缩性能 污泥沉降比： 污泥沉降比：SV
取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后 取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后，度量沉淀活 1000mL 量筒 30min 性污泥的体积。 性污泥的体积。
完全混合曝气池的计算模式 曝气池体积的计算 排出的剩余活性污泥量计算 确定所需的空气量 (1)曝气池体积的计算 (1)曝气池体积的计算 应把整个系统作为整体来考虑，包括曝气池、 应把整个系统作为整体来考虑，包括曝气池、二沉 整体来考虑 曝气设备、回流设备等， 池、曝气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处 理处置。 理处置。
500
400
300 SVI 一般负荷
200
100 高负荷 0 2.5 2.0 1.5 0.5 2.5 0
低 负 荷
BOD-污 泥 负 荷 率 (kgBOD/kgMLSS· d)
图 17-2 污 泥 负 荷 与 SVI值 之 间 的 关 系
活性污泥性能评价指标
足够的数量（生物量） 足够的数量（生物量） MLSS、MLVSS） （MLSS、MLVSS） 性能良好（沉降浓缩性能） 性能良好（沉降浓缩性能） SV、SVI） （SV、SVI）
在废水生物处理系统中，氧的传递速率 在废水生物处理系统中，氧的传递速率
dm = K g A( ρ s − ρ L ) dt
dm/dt——气体传递速率 气体传递速率 Kg ——气体扩散系数 气体扩散系数 A ——气体扩散通过的面积 气体扩散通过的面积 ρs ——气体在溶液中的饱和浓度 气体在溶液中的饱和浓度 ρL ——气体在溶液中的实际浓度 气体在溶液中的实际浓度