活性污泥法学习.pptx

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1、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 气吸附生物降解工艺（AB法）序批式活性污泥法（SBR法）活性污泥法的多种运行方式有机物去除和氨氮硝化第1页/共159页传统活性污泥法的几种类型传统活性污泥法的几种类型第2页/共159页 传统推流式需氧和供气特征 第3页/共159页在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的。实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧量超过需要。渐减曝气的目的就是合理地布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气量不变，这样可以提高处理效率。布

2、气方式的改变 渐 减 曝 气 第4页/共159页 渐 减 曝 气 空气扩散设备二次沉淀池进水出水剩余活性污泥回流活性污泥第5页/共159页把入流的一部分从池端引入到池的中部分点进水。分 步（阶段）曝 气 分步曝气示意图改变进水方式第6页/共159页 完 全 混 合 法 在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，长条形池子中也能做到完全混合状态。第7页/共159页第8页/共159页 （1）池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生活环境也基本相同。（2）入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小，因为骤然增加的负荷可为全池混合液所分担，而不是像推流中

3、仅仅由部分回流污泥来承担。完全混合池从某种意义上来讲，是一个大的缓冲器和均和池，在工业污水的处理中有一定优点。（3）池液里各个部分的需氧量比较均匀。完 全 混 合 法特点 第9页/共159页 浅 层 曝 气 特点：气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。在水的浅层处用大量空气进行曝气，就可以获得较高的氧传递速率。1953年派斯维尔（Pasveer）的研究：氧在10静止水中的传递特征，如下图所示。第10页/共159页 浅 层 曝 气 扩散器的深度以在水面以下0.60.8m范围为宜，可以节省动力费用，动力效率可达1.82.6kg（O2）/kWh。可以用一般的离心鼓风机。浅层曝气与一般曝气相比，空气

4、量增大，但风压仅为一般曝气的1/41/6左右，约10kPa，故电耗略有下降。曝气池水深一般34m，深宽比1.01.3，气量比3040m3/（m3 H2O.h）。浅层池适用于中小型规模的污水厂。由于布气系统进行维修上的困难，没有得到推广利用。第11页/共159页改良活性污泥法改良活性污泥法第12页/共159页深井曝气法深井曝气法l针对传统活性污泥法能耗大，提高氧的传递效率；l针对普通活性污泥法曝气池的体积大。而进行的改良第13页/共159页使用历程使用历程1974年，英国帝国化学公司（ICI）开发建成第一座污水处理装置；该井直径：0.4m;深：130m;日处理量：363m3;取得效果良好出水BO

5、D 15mg/L；SS18mg/L因此得到了广泛的推广，我国在70年代末也有应用，目前已建了30多座。第14页/共159页 深 层 曝 气 深井曝气法处理流程深井曝气池简图第15页/共159页深井曝气法的主要优点深井曝气法的主要优点氧的传递效率和利用率高水深-静压高-饱和溶解氧（Cs）增加；气水接触时间长，可以达到3-5min。由于井中溶解氧浓度高，生物固体浓度高，可以在很高的有机负荷下运行。占地面积小，为普通活性污泥法的1/3-1/5。污泥产量小，溶解氧高促进了污泥的自身氧化第16页/共159页缺缺 点点对地下水的污染要重视第17页/共159页一般曝气池直径约16m，水深约1020m。深井曝

6、气法深度为50150m，节省了用地面积。在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。深井曝气法中，活性污泥经受压力变化较大，实践表明这时微生物的活性和代谢能力并无异常变化，但合成和能量分配有一定的变化。深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而增加。当井壁腐蚀或受损时，污水可能会通过井壁渗透，污染地下水。深 层 曝 气 第18页/共159页 部分污水厂只需要部分处理，因此产生了高负荷曝气法。曝气时间比较短，约为1.53h，处理效率仅约65左右，有别于传统的活性污泥法，故常称变形曝气。高负荷曝气或变形曝气处理程度控制第19页/共15

7、9页 克劳斯工程师把厌氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝气，然后再进入曝气池，克服了高碳水化合物的污泥膨胀问题，这个方法称为克劳斯法。消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量碳水化合物代谢所需的氮。消化池上清液夹带的消化污泥相对密度较大，有改善混合液沉淀性能的功效。克 劳 斯 法 第20页/共159页第21页/共159页 延时曝气的特点：曝气时间很长，达24h甚至更长，MLSS较高，达到30006000mg/L；活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放；适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污水处理系统多有使用。延 时 曝 气 第22页/共159页第23

8、页/共159页 接 触 稳 定 法 混合液曝气过程中第一阶段BOD5的下降是由于吸附作用造成的，对于溶解的有机物，吸附作用不大或没有，因此，把这种方法称为接触稳定法，也叫吸附再生法。混合液的曝气完成了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳定作用。第24页/共159页直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流处理效果好；可省去初沉池；此方法剩余污泥量增加。接 触 稳 定 法 第25页/共159页氧化沟活性污泥法氧化沟活性污泥法第26页/共159页氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置，HRT 10-24h,SRT 20-30d;曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动

9、，具有曝气和搅拌两个作用，沟中混合液流速约为0.30.6m/s，使活性污泥呈悬浮状态。氧 化 沟 定 义 第27页/共159页发展历史与现状1954年在荷兰建造的第一座氧化沟废水处理厂，目前，欧洲：2000个；北美：9000个；亚洲：1000个；发展迅速。处理水量在增加，过去一般在3000t/d，现在处理量在100000t/d以上的工艺已比较普遍。现在试图在其中加填料，试验效果较好。第28页/共159页氧化沟的工艺类型氧化沟的工艺类型Carrousel型氧化沟，多沟串联系统；Orbal 型氧化沟，有多条同心圆或椭圆组成；一体化氧化沟，交替用来曝气和沉淀，不需要单设沉淀池。第29页/共159页1

10、.卡鲁塞尔氧化沟 采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟 (英国ASH Vale 污水处理厂)第30页/共159页2.交替工作式氧化沟OTV-Gruger的三沟式氧化沟(Faabborg污水处理厂)第31页/共159页3)Orbal氧化沟型 Orbal型氧化沟第32页/共159页4.一体化氧化沟Simon-Hartley船型氧化沟 第33页/共159页氧化沟的特点推流和完全混合两种流态的结合，一个循环5-20min；总体需要30-200次循环，稀释能力强（数十倍），抗冲击性强；具有明显的溶解氧梯度，可以在一个构筑物中实现硝化和反硝化，节约溶解氧、碱度等，能耗也低（自然流动）；处理流程简单，污泥量小(延

11、时曝气）出水效果稳定，水质好。第34页/共159页氧化沟的命名1、根据采用的特殊曝气设备命名，例如将采用立式表曝机曝气的氧化沟，命名为表曝氧化沟，将采用射流曝气的氧化沟命名为射流曝气氧化沟等。2、根据氧化沟的运行方式和氧化沟的主要特点方式命名，例如将目前的双沟氧化沟和三沟式氧化沟命名为交替(工作)式氧化沟，将沉淀设备在氧化沟内的氧化沟命名为一体化氧化沟等。而不宜将采用立式表曝机的氧化沟统称为卡鲁塞尔氧化沟。第35页/共159页3)在引进项目上可以直接采用原名，如奥贝尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟等等。在我们应用时虽然采用同样的工作原理，但是在其已有注册商标的情况下也不要采用同样的名称。4)对应用曝气

12、转刷和曝气转盘的氧化沟没作命名，这是因为这类设备应用非常广泛，几乎可以应用于各种类型的氧化沟。第36页/共159页氧化沟的装置 1)采用的处理流程第37页/共159页2)曝气装置转刷或转盘曝气器 立式表面曝气器射流曝气器导管式曝气机混合曝气系统第38页/共159页3)氧化沟曝气设备a)水平轴曝气转刷或转盘图6-7 曝气转刷设备(OTV-Gruger产品)第39页/共159页3)氧化沟曝气设备b)水平轴曝气转盘曝气转盘设备(美国US Filter产品)第40页/共159页c)立式低速表曝机图6-8 荷兰DHV公司表曝机第41页/共159页4)进、出水装置图6-9 三沟式氧化沟可调式出水堰第42页

13、/共159页5)导流和混合装置图6-10 潜水搅拌机图6-11 水下推进器第43页/共159页6)附属构筑物如:二沉池刮泥机污泥回流泵房等这一部分与传统活性污泥工艺相同。第44页/共159页全面认识氧化沟处理技术1、要考虑污染物的去除目的：对于不同的污染物的去除，设计参数和方法是不同的；2、氧化沟最重要的特点之一是专用的曝气设备，对于曝气设备不仅仅要求掌握其充氧能力，更重要的是全面了解和掌握氧化沟的水力学特性尤为重要；3、有关曝气设备的水力学特性，大部分设计单位恰恰掌握不够。致使在设计中由于设备型号和参数不准，常常导致设计没有达到预期效果。第45页/共159页8、设计、研究和生产厂家应加强基础

14、研究1)氧化沟技术发展与高效曝气设备的发展是密切相关的。国内外的实践证明，往往新的曝气设备开发和应用，意味着一种新的氧化沟工艺的诞生；2)大多数氧化沟工艺与其拥有的专利和设备是密切相关。并且与各厂商的注册商标相联系。如卡鲁塞尔(CarrouselR)、奥贝尔(Orbal)和三沟式氧化沟等等，都有各自的一些特色。第46页/共159页 纯氧代替空气，可以提高生物处理的速度。纯氧曝气池的构造见右图。纯 氧 曝 气 纯氧曝气的缺点是纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，运转管理较麻烦。在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推动力也随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好，污泥的沉淀性也好。纯氧曝

15、气并没有改变活性污泥或微生物的性质，但使微生物充分发挥了作用。第47页/共159页活性污泥法是世纪年代由德国发明的，年代推广应用的新技术；其发明源于两段活性污泥法和高负荷活性污泥法，集合其优点而应用的。在世界上，许多国家用于小中型处理厂；在我国用于处理一些工业废水印染废水等。具有一定的脱氮除磷效果第48页/共159页吸附生物降解工艺（AB法）第49页/共159页A级以高负荷或超高负荷运行，B级以低负荷运行，A级曝气池停留时间短，3060min，B级停留时间24h。该系统不设初沉池，A级曝气池是一个开放性的生物系统。A、B两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混。处理效果稳定，具有抗冲击

16、负荷和pH变化的能力。该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。吸附生物降解工艺（AB法）第50页/共159页应用实例应用实例山东：泰安城市污水处理厂，青岛海泊河污水处理厂；上海松江污水处理厂，嘉定污水处理厂第51页/共159页法第52页/共159页序批式活性污泥法（SBR法）SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。第53页/共159页 (1)工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；(2)耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无

17、需设置调节池；(3)反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质;(4)运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；(5)污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀;(6)该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。序批式活性污泥法（SBR法）SBR工艺与连续流活性污泥工艺相比的优点第54页/共159页 (1)容积利用率低；(2)水头损失大；(3)出水不连续；(4)峰值需氧量高；(5)设备利用率低；(6)运行控制复杂；(7)不适用于大水量。序批式活性污泥法（SBR法）SBR工艺的缺点第55页/共159页SBR工艺类型和发展1

18、)经典SBR反应器2)间歇循环延时曝气系统（Intermittent Cycle Extended Aeration）ICEAS工艺ICEAS工艺的基本单元是两个矩形池为一组的反应器。每个池子分为预反应区和主反应区两部分，预反应区一般处于缺氧状态，主反应区是曝气反应的主体。第56页/共159页3)ICEAS工艺与经典SBR工艺的对比a)沉淀特性不同；b)由于连续进水损失理想推流性能和污泥膨胀的控制功能；c)连续进水便于较大型污水处理厂；d)由于池长过长水平流速会过大，这也使得ICEAS工艺的单池无法进一步扩大；e)ICEAS工艺的运行周期比较短。第57页/共159页4)循环活性污泥（CASS）

19、工艺CASS工艺是Goronszy教授在ICEAS的基础上开发出来的(1)生物选择器(2)缺氧区(3)好氧区(4)回流污泥和剩余污泥 (5)滗水器图5-4循环式活性污泥法工艺(CASS)的组成第58页/共159页3)CASS工艺与ICEAS工艺的对比1)增加了污泥回流；2)加大了预反应区的体积；3)增加了兼氧区。通过以上三个措施，CASS反应器强化了以下的功能：1)加速对溶解性底物的去除和对难降解有机物的水解作用；2)加大兼氧区强化污泥中磷在厌氧条件下得到有效的释放；3)此外,选择器和兼氧区中还可发生比较显著的反硝化作用；4)采用多池串联运行，使废水在反应器的流动呈现出整体推流而在不同区域内为

20、完全混合的复杂流态，保证了处理效果；5)改善污泥的沉降性能，防止污泥膨胀问题的发生。第59页/共159页4)UNITANK系统UNITANK系统是90年代初，比利时SEGHERS公司提出一种SBR的变型工艺。图5-5 UNITANK工艺图第60页/共159页2)UNITANK系统的原理和特点1、标准的UNITANK系统是由三个正方形池所组成，三个池子之间构成了一个级串的形式，弥补了单个反应器完全混合的缺点；2、UNITANK系统在恒定水位下连续运行，出水采用固定堰而不是滗水器。3、从整个系统来看，它已经不属于SBR了，与交替运转的三沟氧化沟非常相似，更接近于传统的活性污泥法。这是UNITANK

21、工艺最为显著的一个特点；第61页/共159页3)UNITANK系统的缺点 与三沟氧化沟的情况相类似，UNITANK工艺中三池的作用也是不均等的，存在中间池子污泥浓度高的情况。第62页/共159页5)UNITANK工艺的改进UNITANK发明人在离开SEGHERS公司之后，提出新的变型工艺-LUCAS工艺图5-6 采用四个正方形反应器和四个圆形反应的LUCAS工艺第63页/共159页（三）各种不同类型SBR的设计方法1、进水浓度和设计负荷的影响2、周期的影响3、进水方式的影响4、不同类型SBR反应器的设计公式 不同类型SBR常用的运行方式和动力学公式第64页/共159页活性污泥法的设计计算活性污

22、泥法的设计计算第五节第五节 去除有机物的过程设计去除有机物的过程设计第65页/共159页活性污泥系统工艺设计 应把整个系统作为整体来考虑，包括曝气池、二沉池、曝气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处理处置。主要设计内容：（1）工艺流程选择；（2）曝气池容积和构筑物尺寸的确定；（3）二沉池澄清区、污泥区的工艺设计；（4）供氧系统设计；（5）污泥回流设备设计。主要依据：水质水量资料 生活污水或生活污水为主的城市污水：成熟设计经验 工业废水：试验研究设计参数第66页/共159页工艺流程的选择 需要调查研究和收集的基础资料：1.污水的水量水质资料 水量关系到处理规模，多种方法分析计算，注意收集率和地

23、下水渗入量；水质决定选用的处理流程和处理程度。2.接纳污水的对象资料 3.气象水文资料 4.污水处理厂厂址资料 厂址地形资料；厂址地质资料。5.剩余污泥的出路调研 流程选择是活性污泥设计中的首要问题，关系到日后运转的稳定可靠以及经济和环境效益，必须在详尽调查的基础上进行技术、经济比较，以得到先进合理的流程。第67页/共159页曝气池的计算：纯经验方法劳伦斯（Lawronce）和麦卡蒂(McCarty)法（污泥龄法）有机物负荷率法麦金尼(McKinney)法第68页/共159页有机物负荷率的两种表示方法活性污泥负荷率NS（简称污泥负荷）曝气区容积负荷率NV（简称容积负荷）第69页/共159页 根

24、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：35h 取停留时间为4.5h，则曝气池容积：V2004.5m3=900m3经验水力停留时间：HRT第70页/共159页 污泥负荷率是指单位质量活性污泥在单位时间内所能承受的BOD5量，即:式中：Ls污泥负荷率,kg BOD5/（kgMLVSSd）;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。污泥负荷率Ls

25、=F/M =QS0/XV第71页/共159页 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：式中：Nv容积负荷率，kg(BOD5)/(m3d)。容积负荷率Lv=QS0/V第72页/共159页根据上面任何一式可计算曝气池的体积，即:S 0和Q 是已知的，X和L可参考教材中表121选择。对于某些工业污水，要通过试验来确定X和L值。污泥负荷率法应用方便，但需要一定的经验。Ls=F/M =QS0/XVLv=QS0/V=LsXV=QS0/XLs=QS0/Lv第73页/共159页室外排水设计规范V=Q(S0-Se)/XLs 所求值略小第74页/共159页污泥龄法污泥龄法-劳伦斯和麦卡蒂法

26、劳伦斯和麦卡蒂法 第75页/共159页污泥泥龄法出水水质、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，利用这些数学关系可以进行生物处理设计。式中：V-曝气池溶积，m3Y-活性污泥的产率系数，gVSS/gBOD5Q-与曝气时间相当的平均进水量，m3/dS0-曝气池进水的平均BOD5，mg/LSe-曝气池出水的平均BOD5，mg/Lc-污泥泥龄（SRT),dX-曝气池混合液污泥浓度MLVSS,mg/LKd-内源代谢系数，d-1第76页/共159页剩余污泥量计算1.按污泥泥龄计算式中：X-每天排出的总固体量，gVSS/dX-活性污泥的产率系数，gVSS/Gbod5V-曝气池反应

27、器容积，m3c-污泥泥龄，d第77页/共159页剩余污泥量计算2.根据污泥产率系数或表观产率系数计算产率系数：指降解一个单位质量的底物所增长的微生物的质量。则活性污泥微生物每日在曝气池内的净增量为：每日增长的挥发性活性污泥量，kg/dY-产率系数Q(S0-Se）-每日有机物去除量VXv-曝气池内挥发性悬浮固体总量，kg第78页/共159页好氧系统各种反应对应的好氧系统各种反应对应的SRTSRT范围（范围（2020度）度）生物性的溶解性有机物的去除：0-2d;颗粒态有机物的溶解和代谢：1.8-4d;污泥稳定化：8.5-20d;人工合成物质的降解：5-20d；生活污水1-2d；工业废水2.5-5d

28、；硝化：2-15d,（与温度有关）磷的去除：2-3d.第79页/共159页劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型 污泥龄的概念（p122）物料平衡式（12-4）：进水中微生物-排出的+增长的=0假定进水的微生物浓度为零，则得出12-5式得出12-10，说明：活性污泥系统出水有机物浓度仅与污泥龄有关第80页/共159页曝气池体积的污泥龄计算稳态条件下，底物的物料平衡12-11得到12-14等到V的污泥龄计算方法模型中的动力学参数的计算方法：模型中的动力学参数的计算方法：12-13和12-9 得出公司可以求rmax,Ks以12-21可以求Y，Kd第81页/共159页劳伦斯和麦卡蒂模型 1.曝气池中基

29、质去除速率和微生物浓度的关系方程式中：ds/dt基质去除率，即单位时间内单位体积去除的基质量，mg(BOD5)/(Lh)；K最大的单位微生物基质去除速率，即在单位时间内，单位微生物量去除的基质，mg(BOD5)/(mgVSSh)；s微生物周围的基质浓度，mg(BOD5)/L；Ks饱和常数，其值等于基质去除速率的1/2K时的基质浓度，mg/L；x微生物的浓度，mg/L。ds/dt=rXp95第82页/共159页当Ks时，该方程可简化为当Ks时，该方程可简化为当曝气池出水要求高时，常处于1000mg/L)试验可以看到A、B、C、D分层现象；浓度越大，沉速越小，如12-51l认为与自由沉淀和絮凝沉淀

30、类型相似l推出一种二沉池的设计方法第126页/共159页基本原理第127页/共159页污水处理厂实际运行结果污水处理厂实际运行结果l与上述试验结果有明显的区别：l混合液进入二沉池后立即被池水稀释，固体浓度大大降低，形成了一个絮凝区。l二沉池的主要类型属于成层沉淀而非自由沉降。l二沉池的澄清能力与混合液进入池中的絮凝情况关系密切。而这与池的表面积有关，因此采用表面负荷法来对二沉池进行设计计算。第128页/共159页第129页/共159页第130页/共159页第131页/共159页二沉池的实际工作情况 （1）二沉池中普遍存在着四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区。两个界面：泥水界面和压缩界面

31、。（2）混合液进入二沉池以后，立即被稀释，固体浓度大大降低，形成一个絮凝区。絮凝区上部是清水区，两者之间有一泥水界面。（3）絮凝区后是一个成层沉降区，在此区内，固体浓度基本不变，沉速也基本不变。絮凝区中絮凝情况的优劣，直接影响成层沉降区中泥花的形态、大小和沉速。（4）靠近池底处形成污泥压缩区。第132页/共159页二沉池的实际工作情况 二沉池的澄清能力与混合液进入池后的絮凝情况密切相关，也与二沉池的表面面积有关。二沉池的浓缩能力主要与污泥性质及泥斗的容积有关。对于沉降性能良好的活性污泥，二沉池的泥斗容积可以较小。第133页/共159页二次沉淀池的构造和计算二次沉淀池在构造上要注意以下特点：（1

32、）二次沉淀池的进水部分，应使布水均匀并造成有利于絮凝的条件，使泥花结大。（2）二沉池中污泥絮体较轻,容易被出流水挟走,要限制出流堰处的流速,使单位堰长的出水量不超过10m3/（m h）。（3）污泥斗的容积，要考虑污泥浓缩的要求。在二沉池内，活性污泥中的溶解氧只有消耗，没有补充，容易耗尽。缺氧时间过长可能影响活性污泥中微生物的活力，并可能因反硝化而使污泥上浮，故浓缩时间一般不超过2h。第134页/共159页二次沉淀池的容积计算方法可用下列两个公式反映：式中：A澄清区表面积，m2；qv废水设计流量，用最大时流量，m3/h；u表面水力负荷，m3/（m2h）或m/h；V污泥区容积，m3；r最大污泥回流

33、比；t污泥在二次沉淀池中的浓缩时间，h。二次沉淀池的构造和计算第135页/共159页第六节 活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题第136页/共159页1水力负荷2有机负荷3微生物浓度4曝气时间5微生物平均停留时间（）6氧传递速率7回流污泥浓度8回流污泥率9曝气池的构造十、pH和碱度十一、溶解氧浓度十二、污泥膨胀及其控制第137页/共159页流向污水厂的流量变化 一、水 力 负 荷 一天内的流量变化随季节的流量变化雨水造成的流量变化泵的选择不当造成的流量变化第138页/共159页水力负荷的变化影响活性污泥法系统的曝气池和二次沉淀池。当流量增大时，污水在曝气池内的停留时间缩短，影响出水质量，同

34、时影响曝气池的水位。若为机械表面曝气机，由于水面的变化，它的运行就变得不稳定。对二次沉淀池的影响尤为显著。一、水 力 负 荷 第139页/共159页 二、有机负荷率N 污泥负荷率N和MLSS的设计值采用得大一些，曝气池所需的体积可以小一些。但出水水质要降低，而且使剩余污泥量增多，增加了污泥处置的费用和困难，同时，整个处理系统较不耐冲击，造成运行中的困难。为避免剩余污泥处置上的困难和保持污水处理系统的稳定可靠，可以采用低的污泥负荷率（0.1），把曝气池建得很大，这就是延时曝气法。曝气区容积的计算，设计中要考虑的主要问题是如何确定污泥负荷率N 和MLSS的设计值。第140页/共159页 三、微生物

35、浓度 在设计中采用高的MLSS并不能提高效益，原因如下：其一，污泥量并不就是微生物的活细胞量。曝气池污泥量的增加意味着泥龄的增加，泥龄的增加就使污泥中活细胞的比例减小。其二，过高的微生物浓度使污泥在后续的沉淀池中难以沉淀，影响出水水质。其三，曝气池污泥的增加，就要求曝气池中有更高的氧传递速率，否则，微生物就受到抑制，处理效率降低。采用一定的曝气设备系统，实际上只能够采用相应的污泥浓度，MLSS的提高是有限度的。第141页/共159页 四、曝 气 时 间 在通常情况下，城市污水的最短曝气时间为3h或更长些，这和满足曝气池需氧速率有关。当曝气池做得较小时，曝气设备是按系统的负荷峰值控制设计的。这样

36、，在非高峰时间，供氧量过大，造成浪费，设备的能力不能得到充分利用。若曝气池做得大些，可降低需氧速率，同时由于负荷率的降低，曝气设备可以减小，曝气设备的利用率得到提高。第142页/共159页五、微生物平均停留时间(MCRT)(又称泥龄)微生物平均停留时间至少等于水力停留时间，此时，曝气池内的微生物浓度很低，大部分微生物是充分分散的。微生物的停留时间应足够长，促使微生物能很好地絮凝，以便重力分离，但不能过长，过长反而会使絮凝条件变差。微生物平均停留时间还有助于说明活性污泥中微生物的组成。世代时间长于微生物平均停留时间的那些微生物几乎不可能在该活性污泥中繁殖。第143页/共159页 六、氧 传 递

37、速 率 氧传递速率要考虑二个过程要提高氧的传递速率氧传递到水中氧真正传递到微生物的膜表面必须有充足的氧量必须使混合液中的悬浮固体保持悬浮状态和紊动条件第144页/共159页七、回流污泥浓度 回流污泥浓度是活性污泥沉降特性和回流污泥回流速率的函数。按右图进行物料衡算，可推得下列关系式：式中：sa曝气池中的MLSS,mg/L;sr回流污泥的悬浮固体浓度,mg/L;r 污泥回流比。根据上式可知，曝气池中的MLSS不可能高于回流污泥浓度，两者愈接近，回流比愈大。限制MLSS值的主要因素是回流污泥的浓度。第145页/共159页 衡量活性污泥的沉降浓缩特性的指标，它是指曝气池混合液沉淀30min后，每单位

38、质量干泥形成的湿泥的体积，常用单位是mL/g。（1）在曝气池出口处取混合液试样；（2）测定MLSS（g/L）；（3）把试样放在一个1000mL的量筒中沉淀30min，读出活性污泥的体积（mL）；（4）按下式计算：活性污泥体积指数SVISVI的测定七、回流污泥浓度 第146页/共159页八、污泥回流率 高的污泥回流率增大了进入沉淀池的污泥流量，增加了二沉池的负荷，缩短了沉淀池的沉淀时间，降低了沉淀效率，使未被沉淀的固体随出流带走。活性污泥回流率的设计应有弹性，并应操作在可能的最低流量。这为沉淀池提供了最大稳定性。第147页/共159页九、曝气池的构造 推流式曝气池完全混合式曝气池示踪剂的研究表明

39、：推流式曝气池的纵向混合很严重氧消耗率的数据表明：氧的传递受到限制处理量小时，只配有一个机械曝气机，很容易围绕曝气机形成混合区处理量大时，曝气池也相应增大，曝气池不是充分完全混合的第148页/共159页十、pH和碱度 活性污泥pH通常为6.58.5。pH之所以能保持在这个范围，是由于污水中的蛋白质代谢后产生碳酸铵碱度和从天然水中带来的碱度所致。工业污水中经常缺少蛋白质，因而产生pH过低的问题。工业废水中的有机酸通常在进入曝气池前进行中和。生活污水中有足够的碱度使pH保持在较好的水平。第149页/共159页十一、溶解氧浓度 通常溶解氧浓度不是一个关键因素，除非溶解氧浓度跌落到接近于零。只要细菌能

40、获得所需要的溶解氧来进行代谢，其代谢速率就不受溶解氧的影响。一般认为混合液中溶解氧浓度应保持在0.52mg/L，以保证活性污泥系统的正常运行。过分的曝气使氧浓度得到提高，但由于紊动过于剧烈，导致絮状体破裂，使出水浊度升高。特别是对于好氧速度不快而泥龄偏长的系统，强烈混合使破碎的絮状体不能很好地再凝聚。第150页/共159页十二、污泥膨胀及其控制 正常的活性污泥沉降性能良好，其污泥体积指数SVI在50150之间；当活性污泥不正常时，污泥不易沉淀，反映在SVI值升高。混合液在1000mL量筒中沉淀30min后，污泥体积膨胀，上层澄清液减少，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

41、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 第151页/共159页丝状菌性膨胀絮花状物质，其骨干是菌胶团正常的活性污泥丝状菌大量出现，主要是有鞘细菌和硫细菌不正常的情况下 当污泥中有大量丝状菌时，大量有一定强度的丝状体相互支撑、交错，大大恶化了污泥的沉降、压缩性能，形成了污泥膨胀。第152页/共159页丝状菌性膨胀的主要因素污水水质运行条件工艺方法 污水水质是造成污泥膨胀的最主要因素。含溶解性碳水化合物多的污水往往发生由浮游球衣细菌引起的丝状膨胀。含硫化物多的污水往往发生由硫细菌引起的丝状膨胀。水温低于15时，一般不会发生膨胀。pH低时，容易产生膨胀。第153页/共159页丝状

42、菌性膨胀的主要因素污水水质运行条件工艺方法 污泥负荷对污泥膨胀在一定条件下有一定的影响，但两者无必然的联系。溶解氧浓度并不一定影响污泥的膨胀。第154页/共159页丝状菌性膨胀的主要因素污水水质运行条件工艺方法 完全混合的工艺方法比传统的推流方式较易发生污泥膨胀。间歇运行的曝气池最不容易发生污泥膨胀。不设初次沉淀池的活性污泥法，不容易发生污泥膨胀。叶轮式机械曝气与鼓风曝气相比，易于发生丝状菌性膨胀。射流曝气的供氧方式可以有效地克制浮游球衣细菌引起的污泥膨胀。第155页/共159页非丝状菌性膨胀 非丝状菌性膨胀主要发生在污水水温较低而污泥负荷太高时。微生物的负荷高，细菌吸收了大量的营养物，但由于

43、温度低，代谢速度较慢，就积贮起大量高黏性的多糖类物质。这些多糖类物质的积贮，使活性污泥的表面附着水大大增加，使污泥形成污泥膨胀。发生污泥非丝状菌性膨胀时，处理效率仍很高，上清液也清澈。第156页/共159页 在运行中，如发生污泥膨胀，针对膨胀的类型和丝状菌的特性，可采取的抑制措施：(1)控制曝气量，使曝气池中保持适量的溶解氧；(2)调整pH；(3)如磷、氮的比例失调，可适量投加氮化合物和磷化合物；(4)投加一些化学药剂；(5)城市污水厂的污水在经过沉砂池后，跳跃初沉池，直接进入曝气池。第157页/共159页 在设计时，对于容易发生污泥膨胀的污水，可以采用以下一些方法：(1)减少城市污水厂的初沉池或取消初沉池，增加进入曝气池的污水中的悬浮物，可使曝气池中的污泥浓度明显提高，污泥沉降性能改善；(2)两级生物处理法，即采用沉砂池一级曝气池中间沉淀池二级曝气池二次沉淀池的工艺等工艺；(3)对于现有的容易发生污泥严重膨胀的污水厂，可以在曝气池的前面部分补充设置足够的填料（降低了曝气池的污泥负荷，也改变了进入后面部分曝气池的水质）；(4)用气浮法代替二次沉淀池，可以有效地使这个处理系统维持正常运行。第158页/共159页感谢您的观看。第159页/共159页