水的生物處理理論與應(yīng)用

1、第三篇 水的生物處理理論與應(yīng)用第七章 活性污泥法第一節(jié) 廢水生物處理 一概述廢水生物處理是通過微生物的新陳代謝作用,將廢水中有機(jī)物的一部分轉(zhuǎn)化為為微生物的細(xì)胞物質(zhì),另一部分轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)(無機(jī)物或簡(jiǎn)單有機(jī)物)的方法。不論何種生物處理系統(tǒng)，都包括三各基本要素，即作用者作用對(duì)象和條件。生物處理的主要作用者是微生物，特別是其中的細(xì)菌。根據(jù)生化反應(yīng)中氧氣的需求與否，可把細(xì)菌分為好氧菌兼性厭氧菌和厭氧菌。主要依賴好氧菌和兼性厭氧菌的生化作用來完成處理過程的工藝，稱為好氧生物處理法；主要依賴厭氧菌和兼性厭氧菌的生化作用來完成處理過程的工藝，稱為厭氧生物處理法。  再絕大多數(shù)情況下，生物

2、處理的主要對(duì)象（即充作微生物營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)）為可生化的有機(jī)物；進(jìn)在個(gè)別情況下，生物處理的主要對(duì)象可以是無機(jī)物（如好氧條件下進(jìn)行的硝化處理對(duì)象是氦，厭氧條件下進(jìn)行的反硝化處理的對(duì)象是硝酸鹽）。 生物處理需要提供眾多的環(huán)境條件，但從處理方法的分類角度看，最基本的環(huán)境條件當(dāng)屬氧的存在或供應(yīng)與否。好氧生物處理必須充分供應(yīng)微生物生化反應(yīng)所必需的溶解氧；而厭氧生物處理過程則必須隔絕與氧的接觸。由于受氧的傳遞速度的限制，微生物進(jìn)行好氧生物處理時(shí)有機(jī)物濃度不能太高。所以有機(jī)固體廢棄物有機(jī)污泥有機(jī)廢液及高濃度有機(jī)廢水的生物處理，自然是在厭氧條件下完成的。（一）好氧生物處理在廢水好氧生物處理過程中，

3、氧是有機(jī)物氧化時(shí)的最后氫受體，正是由于這種氫的轉(zhuǎn)移，才使能量釋放出來，成為微生物生命活動(dòng)和合成新細(xì)胞物質(zhì)的能源，所以，必須不斷地供給足夠的溶解氧。好氧生物處理時(shí)，一部分被微生物吸收的有機(jī)物氧化分解成簡(jiǎn)單無機(jī)物（如有機(jī)物中的碳被氧化成二氧化碳，氫與氧化合成水，氮被氧化成氨亞硝酸鹽和硝酸鹽，磷被氧化成磷酸鹽，硫被氧化成硫酸鹽等），同時(shí)釋放出能量，作為微生物自身生命活動(dòng)的能源。另一部分有機(jī)物則作為其生長(zhǎng)繁殖所需要的構(gòu)造物質(zhì)，合成新的原生質(zhì)。這種氧化分解和同化合成過程可以用下列生化反應(yīng)表示。有機(jī)物的氧化分解（有氧呼吸）：       

4、;                (7-1)原生質(zhì)的同化合成（以氨為氮源）：        (7-2)原生質(zhì)的氧化分解（內(nèi)源呼吸）：                       &

5、#160;     (7-3)由此可以看出，當(dāng)廢水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足，即微生物既能獲得足夠的能量，又能大量合成新的原生質(zhì)時(shí)，微生物就不斷增長(zhǎng)；當(dāng)廢水中營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)，微生物只能依靠分解細(xì)胞內(nèi)貯藏的物質(zhì)，甚至把原生質(zhì)也當(dāng)成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用，以獲得生命活動(dòng)所需的最低限度的能量。這種情況下，微生物無論重量還是數(shù)量都是不斷減少的。  在好氧處理過程中，有機(jī)物用于氧化與合成的比例,隨廢水中有機(jī)物性質(zhì)而異。對(duì)于生活污水或與之相類似的工業(yè)廢水，BOD5有50-60%轉(zhuǎn)化為新的細(xì)胞物質(zhì)。好氧生物處理時(shí)，有機(jī)物轉(zhuǎn)化過程如圖7-1所示。（二）厭氧生物處理 有機(jī)物的厭

6、氧分解過程分為兩個(gè)階段。在第一階段中，發(fā)酵細(xì)菌（產(chǎn)酸細(xì)菌）把存在于廢水中的復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單有機(jī)物（如有機(jī)酸，醇類等）和CO2，NH3，H2S等無機(jī)物。在第二階段中，首先由與甲烷菌共生的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌將簡(jiǎn)單有機(jī)物轉(zhuǎn)化成氫和乙酸：在由細(xì)菌將乙酸（以及甲酸，甲酸和甲胺），CO2和H2轉(zhuǎn)化成CH4和CO2等。厭氧分解過程可用圖7-2的簡(jiǎn)單圖示來說明。 厭氧分解過程中，由于缺乏氧受體，因而對(duì)有機(jī)物分解不徹底，代謝產(chǎn)物中包括眾多的簡(jiǎn)單有機(jī)物。 （三）好氧生物處理與厭氧生物處理的區(qū)別 （1）起作用的微生物群不同 好氧生物處理是由一大類群好氧微生物一次完成的，而厭氧生物處理是由兩大類群

7、的厭氧微生物接替完成的。 （2）產(chǎn)物不同 好氧生物處理中，有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成CO2,H2O,NH3,PO43-,SO42-等無機(jī)物，且基本無害。厭氧生物處理中，有機(jī)物依次被轉(zhuǎn)化為為數(shù)眾多的中間有機(jī)物，以及CO2,H2,H2S,NH3等，產(chǎn)物復(fù)雜，有異臭，一些氣態(tài)產(chǎn)物可作燃料。（3）反應(yīng)速率不同 好氧生物處理要求速率快，處理單位廢水所需處理設(shè)備較?。粎捬跎锾幚矸磻?yīng)速率慢，處理單位廢水所需設(shè)備大。（4）對(duì)環(huán)境條件要求不同 好氧生物處理要求充分供氧，對(duì)其它環(huán)境條件要求不太嚴(yán)格；厭氧生物處理要求絕對(duì)厭氧環(huán)境，對(duì)其它環(huán)境條件（如pH值，溫度等）要求甚嚴(yán)。 好氧生物處理和厭氧生物處理都能完成對(duì)有機(jī)

8、污染物的穩(wěn)定化，但在實(shí)際中究竟采用哪種方法，視具體情況而定。一般廢水中有機(jī)物濃度若底于1000mg/l,比較適于好氧生物處理；濃度更高時(shí)，可考慮采用厭氧生物處理。第二節(jié) 活性污泥法基本原理一、活性污泥與活性污泥法有機(jī)廢水經(jīng)過一段時(shí)間的暴氣后，水中會(huì)產(chǎn)生一中以好氧菌為主體的茶褐色絮凝體，其中含有大量的活性微生物，這種污泥絮體就是活性污泥?；钚晕勰嗍且约?xì)菌，原生動(dòng)物和后生動(dòng)物所組成的活性微生物為主體，此外還有一些無機(jī)物，未被微生物分解的有機(jī)物和微生物自身代謝的殘留物?；钚晕勰嘟Y(jié)構(gòu)疏松，表面嫉恨大，對(duì)有機(jī)物有著強(qiáng)烈的吸附凝聚和氧化分解能力。在條件適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，活性污泥還具有良好的自身凝聚和沉降性能，大

9、部分絮凝體在0.02-0.2mm范圍內(nèi)。沖廢水處理角度來看，這些特點(diǎn)都是十分可貴的?；钚晕勰喾ň褪且院趶U水中的有機(jī)污染物為培養(yǎng)基，在有溶解氧的條件下，連續(xù)地培養(yǎng)活性污泥，在利用其吸附凝聚和氧化分解作用凈化廢水中有機(jī)污染物。普通活性污泥法處理系統(tǒng)（圖7-3）由以下幾部分組成： （1）暴氣池 在池中使廢水中的有機(jī)污染物質(zhì)與活性污泥充分接觸，并吸附和氧化分解有機(jī)污染物質(zhì)。（2）暴氣系統(tǒng) 暴氣系統(tǒng)供給暴氣池生物反應(yīng)所必須的氧氣，并混合攪拌作用。（3）二次沉淀池 二次沉淀池用以分離暴氣池出水中的活性污泥，它是相對(duì)初沉淀言的，初沉淀設(shè)于暴氣池之前，用以去除廢水中的粗大的原生懸浮物。懸浮物少時(shí)可以不設(shè)。（

10、4）污泥回流系統(tǒng) 這個(gè)系統(tǒng)把二次沉淀池中的一部分沉淀污泥再回流到暴氣池，以供應(yīng)暴氣池賴以進(jìn)行生化反應(yīng)的微生物。（5）剩余污泥排放系統(tǒng) 暴氣池內(nèi)污泥不斷增殖，增殖的污泥作為剩余污泥從剩余污泥排放系統(tǒng)中排出?；钚晕勰喾▋艋瘡U水的能力強(qiáng)，效率高，占地面積小，臭味輕微，當(dāng)產(chǎn)生剩余污泥量大，對(duì)水質(zhì)水量的變化比較敏感，緩沖能力強(qiáng)。 二、 活性污泥增長(zhǎng)特點(diǎn)與凈化作用活性污泥中復(fù)雜的微生物與廢水中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物形成了復(fù)雜的食物鏈。盡管如此，活性污泥的增長(zhǎng)曲線仍與純種細(xì)菌增長(zhǎng)曲線頗為相似（見圖7-4）。 廢水中的有機(jī)物（即食物）和活性污泥（即微生物）的比值控制得當(dāng)時(shí)，活性污泥量的變化經(jīng)歷對(duì)數(shù)增

11、殖，增值衰減和內(nèi)源呼吸三個(gè)階段。在未充分適應(yīng)基質(zhì)條件時(shí)，開始還會(huì)經(jīng)歷一個(gè)遲緩期。對(duì)數(shù)增長(zhǎng)階段是有機(jī)物按最大速率降解階段，其特點(diǎn)是：微生物的營(yíng)養(yǎng)豐富，活性強(qiáng)，污泥增長(zhǎng)不受營(yíng)養(yǎng)條件的限制；但此時(shí)凝聚性能差，分離效果不好，因而處理效果差。這種情況出現(xiàn)在高負(fù)荷活性污泥系統(tǒng)。增殖衰減階段是由于營(yíng)養(yǎng)條件限制了活性污泥的增長(zhǎng)，因而增長(zhǎng)速率下降。這種情況下，污泥的凝聚沉降性能較好。內(nèi)源呼吸階段由于營(yíng)養(yǎng)缺乏，微生物開始新陳代謝自身原生質(zhì)。廢水生物處理中，主要運(yùn)行范圍在增殖衰減階段，如果要得到高度穩(wěn)定的出水，也可利用內(nèi)源呼吸階段。 活性污泥凈化廢水的作用是由吸附和氧化兩個(gè)階段完成的，在廢水處理中，要使活性污泥保持

12、良好狀態(tài)，吸附凝聚和氧化兩個(gè)分解應(yīng)保持適當(dāng)?shù)钠胶?。只要條件適當(dāng)，活性污泥在與廢水初期接觸的2030MIN內(nèi)，就可以去除75%以上的BOD，這種現(xiàn)象稱為活性污泥的初期吸附或生物吸附。初期吸附的基本原因，在于活性污泥具有巨大的表面積（200010000m2/m3）,且其表面具有多糖類粘液層。如果廢水中懸浮的活膠體的有機(jī)物多，則這種初期吸附去除比率就大。此外，還與污泥的狀態(tài)有關(guān)：如果吸附與氧化分解失去適當(dāng)?shù)钠胶猓降挠袡C(jī)物未氧化分解完全，則初期吸附量?。蝗绻接谖勰嗌系挠袡C(jī)物新陳代謝徹底，則二次吸附時(shí)的吸附量就大。但若回流污泥經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的暴氣，使微生物進(jìn)入了內(nèi)源呼吸期，活性降低，則再吸附能

13、力也降低，亦即初期吸附量也就低。 活性污泥的作用主要是氧化分解在吸附階段吸附的有機(jī)物，同時(shí)也繼續(xù)吸附殘余物質(zhì)。氧化分解作用相當(dāng)慢，所需時(shí)間比吸附時(shí)間長(zhǎng)的多，可見暴氣池的大部分容積實(shí)在進(jìn)行有機(jī)物的氧化和微生物的合成。 當(dāng)有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣充足時(shí)，活性污泥以合成為主。在新細(xì)胞合成的同時(shí)，還進(jìn)行著部分老細(xì)胞物質(zhì)的氧化分解。在有機(jī)營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)，這種自身分解則成為主要的獲能方式，生物處理的內(nèi)源呼吸也就是指的這種情況。 活性污泥吸附基質(zhì)，代謝，自身繁殖以及消耗水中溶解氧的關(guān)系見圖7-5（圖中適應(yīng)期未畫出）。對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期由于營(yíng)養(yǎng)充分，污泥以最大的速度分解有機(jī)物，使耗氧速度不斷增加。

14、隨著基質(zhì)的被攝取與分解，進(jìn)入了增殖衰減期，此時(shí)的總耗氧速度也下降。在內(nèi)源呼吸期內(nèi)，氧的消耗僅用于分解細(xì)胞自身，所以總消耗速度非常低，但維持時(shí)間長(zhǎng)。 圖7-5還注明了幾種主要活性污泥法的適應(yīng)范圍。經(jīng)過活性污泥微生物的分解作用，雖使一部分有機(jī)物無機(jī)化了，但是轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)的有機(jī)物僅僅是改變了存在狀態(tài)，就凈化廢水的意義來講，問題并未完結(jié)，只有將其與水分離，才算達(dá)到凈化的目的。 菌類一般略大于膠體顆粒，仍然以穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)分散在水中，難以沉淀分離，只有在其變成絮凝體以后，進(jìn)行有效的分離才有可能。 活性污泥中的菌膠團(tuán)以及常見的產(chǎn)堿桿菌，無色桿菌，黃桿菌，假單胞菌等，都是易形

15、成絮凝體的。但是在營(yíng)養(yǎng)水平高的條件下，由于細(xì)菌活力強(qiáng)，難以結(jié)合成絮凝體。只有在營(yíng)養(yǎng)相對(duì)不足和能量水平較低的情況下，細(xì)菌活力低，運(yùn)動(dòng)能力弱，彼此才易結(jié)合成絮凝體。在活性污泥混合液中，如果營(yíng)養(yǎng)與污泥之間的比值（常用F/M表示）高，微生物處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，能量水平高，污泥凝聚性能差；反之，營(yíng)養(yǎng)與污泥微生物比值低，致使微生物增長(zhǎng)處于增長(zhǎng)率下降段或其后期，此時(shí)由于能量水平低，故易于凝聚。普通活性污泥法的暴氣池的末段即呈現(xiàn)后一狀態(tài)。 三、活性污泥的性能指標(biāo)活性污泥的性能決定著凈化結(jié)果的好壞。在吸附階段要求污泥顆粒松散，表面積大，易于吸附有機(jī)物，在泥水分離階段，則希望污泥有好的凝聚與沉降性能。反映活

16、性污泥性能的指標(biāo)有混合液懸浮固體濃度，污泥沉降比，污泥體積指數(shù)和密度指數(shù)。 （一）混合液懸浮固體 （MLSS） 混合液懸浮固體是指暴氣池中廢水和活性污泥的混合液體的懸浮固體濃度。工程上往往以MLSS作為間接計(jì)量活性污泥微生物的指標(biāo)。 混合液懸浮固體中的有機(jī)物量稱為混合液體揮發(fā)性懸浮固體（MLSS），用它表示活性污泥微生物量比用MLSS更為切合實(shí)際。對(duì)一定的廢水而言，MLSS與MLSS有一定的比值，例如生活污水的比值為0.7左右。（二）污泥沉降比（SV）污泥沉降比是指暴氣池混和液在100ML量筒中，靜置沉降30MIN后，沉降污泥與混合液的體積比（%）。正常污泥在靜置

17、30MIN后，一般可達(dá)到它的最大密度，所以沉降比可以反映暴氣池正常運(yùn)行的污泥數(shù)量，可以用于控制剩余污泥的排放，還反映出污泥膨脹等異常情況。由于SV測(cè)定簡(jiǎn)單，便于說明問題，所以是評(píng)定活性污泥特性的重要指標(biāo)之一。一般城市污水的SV值在1530%左右，污泥沉降比超過正常范圍，則要分析原因。若是污泥濃度過大，則要排除部分污泥；若是污泥凝聚沉降性差，則要結(jié)合污泥指數(shù)情況，查明情況采取措施。 (三)污泥指數(shù) （1）污泥體積指數(shù)（SVI）曝氣池出口處的混合液在靜置30MIN后，每克是懸浮固體所占的體積（ML）稱為污泥體積指數(shù)（SVI），其值按下式計(jì)算：    

18、;                                                  

19、0;     (7-4) 例如：某暴氣池污泥沉降比SV=30%，混合液懸浮固體濃度為X=3000MG/L，則 。（2）污泥密度指數(shù)（SDI）曝氣池混合液在靜置30MIN后，含于100ML沉降污泥中的活性污泥懸浮固體的克數(shù)，稱為污泥密度指數(shù)（SDI），它和SVI的關(guān)系為：                       &#

20、160;                                    (7-5) 前例中的SDI=3000/100*301 污泥指數(shù)也是表示活性污泥的凝聚沉降和濃縮性能的指標(biāo)。SVI低時(shí)，沉降性能好，但吸附性能差。SVI高時(shí)，沉降

21、性能不好，及時(shí)有良好的吸附性能，也不能很好的控制泥水分離，一般認(rèn)為：SVI100 污泥的沉降性能好 100SVI200污泥的沉降性能一般   SVI200   污泥的沉降性能不好 正常情況下，城市污水SVI值在50150之間。SVI大小與水質(zhì)有關(guān)。當(dāng)工業(yè)廢水中溶解性有機(jī)物含量高時(shí)，正常的SVI值偏高，而當(dāng)無機(jī)物含量高時(shí)，正常的SVI值可能偏低。影響SVI值的因素還有溫度，污泥負(fù)荷等。 從微生物組成方面看，活性污泥中固著型纖毛類原生動(dòng)物（如鐘蟲，蓋纖蟲等） 和均膠團(tuán)占優(yōu)勢(shì)時(shí)，吸附氧能力較強(qiáng)，出水有機(jī)物濃度較低，污泥比較容易凝聚。

22、0;四、影響活性污泥性能的環(huán)境因素 （一）溶解氧 供養(yǎng)是活性污泥法高效運(yùn)行的重要條件，供氧多少一般用混合液溶解氧的濃度控制。一般說，溶解氧濃度以不低于2mg/L為宜。 （二）水溫好氧生物處理時(shí)，溫度多維持在1525攝氏度的廢水原有溫度范圍內(nèi)，溫度再高時(shí)，氣味明顯，而低溫會(huì)降低BOD的去除速率。（三）營(yíng)養(yǎng)料各種微生物體內(nèi)含的元素和需要的營(yíng)養(yǎng)元素大體一致。細(xì)菌的化學(xué)組成實(shí)驗(yàn)式為C5H7O2N，霉菌為C10H17O6原生動(dòng)物為C7H14O3N，所以在培養(yǎng)微生物時(shí)，可按菌體的主要成分比例供給營(yíng)養(yǎng)。微生物賴以生活的主要外界營(yíng)養(yǎng)為碳和氮，通常稱為碳源和氮源。此外，還需要微量的

23、鉀，鎂，鐵，維生素等。碳源-異氧型微生物利用有機(jī)碳源，自氧菌利用無機(jī)碳源。氮源-無機(jī)氮（NH3及NH4+）和有機(jī)氮（尿素，氨基酸，蛋白質(zhì)等）。許多學(xué)者研究了廢水處理中微生物對(duì)基質(zhì)（BOD）與磷，氮的要求，得出了有參考價(jià)值的比例關(guān)系（表7-1），可作為生物處理中的重要的控制條件之一。表7-1  營(yíng)養(yǎng)物的比例研   究   者BOD:N:PSawyerSimpsonMckinneyEekenfelder100:4.3:190:5.3:180:5.0:1100:5.0:1一般地說，廢水中的BOD5最少應(yīng)不低于100mg/L。但BOD5濃度也不應(yīng)太高，

24、否則，氧化分解時(shí)會(huì)消耗過多的溶解氧，一旦耗氧速度超過溶氧速度，就會(huì)出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，使好氧過程破壞。好氧生物處理中BOD5最大為5001000MG/L，具體視充氧能力而定。生活污水與之性質(zhì)相近的有機(jī)工業(yè)廢水中，含有上述各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但許多工業(yè)廢水中往往缺乏氮源和磷，鉀等無機(jī)鹽，故在進(jìn)行生物處理時(shí)，必須補(bǔ)充氮，磷，鉀。投加方法有二：其一是與營(yíng)養(yǎng)豐富的生活污水混合處理；其二是投加化學(xué)藥劑，如硫酸銨，硝酸銨，尿素，磷酸氫二鈉等。投加比例多采用BOD5：N：P=100：5：1，根據(jù)不同情況，氮變化于47之間，磷變化于0.52之間。（四）有毒物質(zhì)主要毒物有重金屬離子（如鋅，銅，鎳，鉛，鉻等）和一些非金屬化合

25、物（如酚，醛，氰化物，硫化物等）。油類物質(zhì)亦應(yīng)加以限制。五、BOD負(fù)荷與污泥平均停留時(shí)間（一）BOD負(fù)荷BOD負(fù)荷有污泥負(fù)荷和容積負(fù)荷兩種不同的表示方法：（1） 污泥負(fù)荷LS指單位重量活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所承受的有機(jī)物染物量，單位是kg（BOD5）/kg（MLSS）·d；（2）容積負(fù)荷LV指單位暴氣池有效容積在單位時(shí)間內(nèi)所承受的有機(jī)污染物量，單位是kg（BOD5）/M3·D；LS和LV及其相互關(guān)系式如下：              &#

26、160;                                                 (7-6) &

27、#160;                                                  

28、            (7-7)                                       

29、;                         (7-8) 式中S0-暴氣池入流廢水的BOD5濃度（kg/M3）； V-暴氣區(qū)容積（M3） X-暴氣池MLSS濃度（kg/M3） Q-廢水流量（M3/d）。污泥負(fù)荷也叫F/M比，F(xiàn)為營(yíng)養(yǎng)料，M為微生物量。實(shí)踐證明，它是影響活性污泥增長(zhǎng)速率，有機(jī)物去除速率，氧的利用速率

30、以及污泥吸附凝聚性能的重要因素。在F/M大于等于2.2時(shí)，活性污泥微生物處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，有機(jī)物能以最大的速率去除，但污泥呈分散狀而不宜凝聚沉降。通常希望暴氣池活性污泥處于減速增長(zhǎng)期，以營(yíng)養(yǎng)控制污泥增長(zhǎng)，這時(shí)，細(xì)菌會(huì)因活力小而結(jié)合成絮狀物。當(dāng)暴氣池中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)幾乎耗盡，F(xiàn)/M值很小，并維持一常數(shù)值時(shí)，即進(jìn)入內(nèi)源呼吸期。此時(shí)微生物明顯代謝自身細(xì)胞物質(zhì)，會(huì)在維持生命過程中逐漸死亡；同樣由于活力甚低，形成絮凝體的速率劇增，加之溶解氧水平高，原生動(dòng)物大量吞食細(xì)菌，故可得到澄清的處理水?？梢姡昧己玫奶幚斫Y(jié)果，就應(yīng)很好地控制BOD負(fù)荷。在完全混合暴氣池中，LS與去除率及處理水濃度Se的關(guān)系為： 

31、                                          (7-9) 式中 t-暴氣時(shí)間。 在t和一定時(shí)，可根據(jù)要求的Se和適宜的X求得BOD負(fù)荷。

32、60;根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，在處理生活污水的推流式暴氣池內(nèi)，LS和Se之間存在以下關(guān)系：                                            &

33、#160;                  (7-10)式中K=0.01295，n=1.1918，但當(dāng)采用活性污泥法處理特殊有機(jī)污水時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確定Ls與Se之間的關(guān)系。BOD-SS負(fù)荷在1.20.5kg/kg·d范圍內(nèi)時(shí)，SVI控制在100左右比較合適。在曝氣系統(tǒng)運(yùn)行中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)污泥指數(shù)增高和污泥膨脹的現(xiàn)象，其原因雖然很多，但主要污泥負(fù)荷有關(guān)，處理工業(yè)廢水時(shí)，還與水質(zhì)特性有關(guān)。奧福特(Orford)認(rèn)

34、為，當(dāng)BOD-SS負(fù)荷在0.173.07kg/kg·d范圍時(shí)，Ls與SVI的關(guān)系為：                                           

35、                (7-11)（二）污泥平均停留時(shí)間（ts）污泥平均停留時(shí)間可用下式表示：                              

36、60;                     (7-12) 式中QW剩余污泥排除量（m3/d） Xe凈化水的污泥濃度（mg/L） Xr回流污泥濃度（mg/L）。由于Xe很小，所以： (7-13) 由上式知，1/tsµ（µ為活性污泥微生物比增殖速度），說明污泥平均停留時(shí)間和增殖的關(guān)系密切，用ts控制剩余污泥量，已是一種重要方法，它有助于說明污泥微生物的組成：世代期長(zhǎng)的微生物在系

37、統(tǒng)中將被逐漸淘汰，所以要達(dá)到預(yù)期效果，必須使ts值適當(dāng)，使活性污泥中凈化微生物得到充分的增殖。ts長(zhǎng)，吸附的有機(jī)物被氧化掉的多，需氧量就大，增加的污泥量就少；反之，吸附的有機(jī)物被氧化的量就少，一部分來不及氧化的有機(jī)物就作為剩余污泥排除系統(tǒng)，需要的氧量相應(yīng)就少些。延時(shí)曝氣法的ts長(zhǎng)，增加污泥量少，需氧量比普通法大一倍左右。第三節(jié) 活性污泥降解有機(jī)物的規(guī)律污泥對(duì)有機(jī)物的轉(zhuǎn)化過程，也就是生物代謝過程，它包括微生物細(xì)胞物質(zhì)的合成 (活性污泥的增長(zhǎng))、有機(jī)物的氧化分解(包括部分細(xì)胞物質(zhì)的分解)、以及溶解氧的消耗等。所以基質(zhì)BOD濃度與其去除速度、污泥的增殖與BOD去除速度、耗氧速度與BOD去除速度之間的

38、關(guān)系，是研究?jī)艋碚摰暮诵摹?一、基質(zhì)濃度與其去除速度的關(guān)系 單位污泥降解有機(jī)物的速度(v)，根據(jù)Michae1isMenten酶反應(yīng)關(guān)系；可用下式表示： (7-14) 式中   X身身表示的活性污泥濃度，mg/L；        S以BOD表示的基質(zhì)濃度，mg/L；        K最大反應(yīng)速度常數(shù)；         Ks常數(shù)，其值等于基質(zhì)去除速度為最大值的一半時(shí)的基質(zhì)濃度。 由此可知

39、，基質(zhì)濃度很高時(shí)(S>>Ks)，基質(zhì)去除速度和其濃度無關(guān)，即vK，達(dá)到最大值。當(dāng)基質(zhì)濃度很低(S<<Ks)時(shí)，基質(zhì)去除速度為一級(jí)反應(yīng)，圖76反映了基質(zhì)降解速度與其濃度的關(guān)系。從圖中看出，污泥濃度越小，對(duì)應(yīng)的Ks越小，則1/Ks越大，直線斜率也越大，即去除速度大，因而將1/Ks視為污泥與基質(zhì)結(jié)合的親合力。  式(7-14)可變換為 與 全的直線求，按各時(shí)刻基質(zhì)平衡濃度S和單位活性污泥反應(yīng)速度v的一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用圖解法求得K和KS。  Ecltenfelder等人則將基質(zhì)降解按高濃度相與低濃度相分別予以表示。 在高濃度下，BOD/VSS達(dá)2以上，活性污

40、泥增長(zhǎng)速度與殘存基質(zhì)濃度無關(guān)，僅與活性污泥濃度呈一級(jí)反應(yīng)：  (715) 式中    Xt時(shí)刻的污泥濃度，XX0+aSr ,X0為t0時(shí)的活性污泥微生物濃度，a為去除每千克BOD5所產(chǎn)生的污泥量(kg)；K1為去除的BOS5(kg)，K1為高基質(zhì)濃度時(shí)的污泥增長(zhǎng)常數(shù)。積分式(715)，并代入X與X0的關(guān)系，得： (716) 由式(716)看出，在基質(zhì)濃度高的時(shí)候，B0D5去除濃度Sr和殘余濃度S并無關(guān)系。在活性污泥法中，由于高基質(zhì)濃度時(shí)污泥絮體分散，所以這種情況僅用于預(yù)處理，使其濃度降低。  在低基質(zhì)濃度(S0300mg/L)下，BOD去除速度

41、與殘余濃度呈一級(jí)反應(yīng)關(guān)系，考慮到污泥濃度X的影響，則有： (717) 式中    K2低基質(zhì)BOD濃度時(shí)速度常數(shù)，約為(2.625.49)×10-4h-1·mg-1·L,代入關(guān)系式S0=S+Sr，得： (718)  由此看出，基質(zhì)濃度低時(shí)，在X、t一定的情況下，BOD去除濃度與殘余BOD濃度S成比例。 對(duì)式(7-14)討論看出，一相理論引入適當(dāng)條件，則和Eckenfelder等的理論是一致的。 二、活性污泥的增長(zhǎng)與B0D去除的關(guān)系  活性污泥法處理過程中，微生物量的增加是同化合成和內(nèi)源分解兩種作用的共同結(jié)果?；钚晕?/p>

42、泥的增長(zhǎng)和BOD去除之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系為： (7l9)  (720)  式中   dX/dt活性污泥增殖速度，即單位時(shí)間內(nèi)單位體積中所增殖的以VSS計(jì)的微生物量，kg/m3·d；          a產(chǎn)率系數(shù)，即平均去除單位重量的B0D所增殖的微生物量，kg/kg；          dSr/dt活性污泥去除BOD速度，kg/m3·d；    

43、60;     b活性污泥自身分解系數(shù)，d-1；         X活性污泥濃度，kg/m3；           活性污泥比增殖速度，kg/kg·d，常以 表示。 由以上兩式可知，污泥增殖是微生物去除基質(zhì)BOD的必然結(jié)果。增殖速度與營(yíng)養(yǎng)的豐富程度有關(guān)。確定污泥增殖量對(duì)控制曝氣池的污泥量以及確定污泥處理設(shè)施是極為重要的。 由式(719)可以得出曝氣池每日污泥增量 為：  (72

44、1) 式中   Q處理廢水量，m3/d；         V曝氣池容積，m3。 a與b由下式通過試驗(yàn)求得： (7-22)          式中     污泥微生物平均停留時(shí)間ts的倒數(shù)，即1/ts：          以去除的基質(zhì)為基準(zhǔn)的污泥負(fù)荷。 以 為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，可用圖解法求得a和b。&

45、#160; 一些廢水的a和b值見表72。  表7-2  不同廢水的污泥產(chǎn)率系數(shù)(a)與自身分解系數(shù)(b)廢         水a(chǎn)b家庭污水石油精制化學(xué)、石油化學(xué)釀    造制    藥牛皮紙漿0.730.490.620.310.720.560.720.770.500.0750.10.160.050.080.100.08此外，有機(jī)負(fù)荷、基質(zhì)濃度、曝氣時(shí)間、處理水溫度等，對(duì)污泥增長(zhǎng)也有影響。在冬季水溫低時(shí)，雖然污泥轉(zhuǎn)換率低，但由于b非常小，

46、所以污泥量可能還會(huì)有增加。 實(shí)際曝氣池的污泥增加量，比上述計(jì)算值要大。這是因?yàn)槌鼴0D轉(zhuǎn)換而增加的污泥量外。其它懸浮固體被吸附后，也構(gòu)成了增殖污泥的一部分。如果廢水中諸如無機(jī)物、纖維 等無活性的SS具有相當(dāng)比例，則比較接近實(shí)際的計(jì)算應(yīng)考慮上述兩方面的因素。有的學(xué)者認(rèn)為采用兩者之和偏大，采用前者加后者的平均值，比較切合實(shí)際。 三、輕氯速度與基質(zhì)量BOD去除的關(guān)系  被去除的BOD中，一部分被氧化分解以取得能量，另一部分被轉(zhuǎn)化為新的原生質(zhì)和貯藏物質(zhì)。前者消耗溶解氧，后者在內(nèi)源呼吸時(shí)也消耗溶解氧，由此可得曝氣池需氧量R0(kg/d): (723) 式中   &

47、#160;  平均轉(zhuǎn)化lkg的BOD的需氧量，kg/kg；           微生物(以VSS計(jì))自身氧化的需氧量，kg/kg·d。  式(723)可變?yōu)椋?#160; (724)  (725) 式中     氧的比耗速度，即每公斤活性污泥(以VSS計(jì))平均每天的耗氧量，kg/kg·d，常用Kr表示；          比需氧量，即去除

48、lkg的B0D的需氧量，kg/kg。 根據(jù)式(724)和(725)，可用圖解法求得 、 。圖77是城市污水的 、 值。表73列出了一些廢水的 和 值。 當(dāng)廢水進(jìn)行包括硝化在內(nèi)的完全氧化處理時(shí)，氨變成硝酸尚需氧。 故曝氣池需氧量 (726)  式中    Nr被轉(zhuǎn)化的氨氮量(kg/d)。4.6為1公斤氨氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽所需氧量 (kg) 。 四、凈化理論在活性污泥按中的應(yīng)用  根據(jù)廢水流人曝氣池的方式和曝氣池內(nèi)回流污泥與廢水的流動(dòng)混合方式，曝氣池可分為推流式曝氣池和完全混合式曝氣池。 在連續(xù)的完全混合式活性污泥法系統(tǒng)中，曝氣池內(nèi)處于穩(wěn)定狀

49、態(tài)，出水中的基質(zhì)濃度以Se表示，則由式(7-17)得： 表7-3  幾種廢水的、值廢  水  名  稱石油化工廢水       含酚廢水       合成纖維廢水       漂染廢水       煉油廢水       釀造廢水  

50、0;    制藥廢水       亞硫酸漿廢水       制漿造紙廢水0.750.560.560.50.60.500.440.350.400.380.120.530.1600.1420.0650.120.3540.1850.0920.1880.110(7-27) (7-28)     由于Sr=S0-Se,故BOD去除率 為 (7-29)     由于曝氣池內(nèi)的吸附時(shí)間甚短，此時(shí)間內(nèi)污

51、泥的增殖和BOD的流出可略而不計(jì)，以活性污泥氧化能力（BOD去除）為基準(zhǔn)的污泥負(fù)荷率Ls和容積負(fù)荷率Lv為 (7-30) (7-31)   K2值可通過實(shí)驗(yàn)取得幾組(S0-Se)/Xt與Se值后，用圖解法求得。 在推流式曝氣池內(nèi)，BOD去除率按下式計(jì)算，Se/S0值可由式(7-17)積分而得: (7-32)  第四節(jié) 活性污泥法運(yùn)行方式最早的活性污泥法是圖7-3介紹的普通活性污泥法系統(tǒng)。經(jīng)過長(zhǎng)期的研究和實(shí)踐，在以下幾方面得到了改進(jìn)和發(fā)展：(1)曝氣池的混合反應(yīng)型式；(2)進(jìn)水點(diǎn)的位置；(3) 污泥負(fù)荷率；(4)曝氣技術(shù)。根據(jù)這些改進(jìn)，出現(xiàn)了許多新的類型，現(xiàn)概述如下

52、。一、曝氣池混合反應(yīng)型式曝氣池混合型式有推流式和完全混合式兩大類型。推流式為長(zhǎng)方形的曝氣池，廢水從一端流入，以旋流式推進(jìn)經(jīng)與氣體混合并流經(jīng)整個(gè)曝氣池后，至池末端流出。它有如廠特點(diǎn)：(1)沿曝氣池的長(zhǎng)度方向上微生物的生活環(huán) 境不斷發(fā)生變化，亦即廢水在流經(jīng)曝氣池的過程中，由于有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物被微生物所攝取，因而不斷減少，甚至在池尾達(dá)到微生物內(nèi)源呼吸的營(yíng)養(yǎng)水平；(2)在曝氣池廢水入流端， 氧的利用速率很高，而流出端氧的利用速率很低；(3)由于高負(fù)荷集中在廢水入流端， 因而對(duì)水質(zhì)、水量、濃度等變化適應(yīng)性較弱；(4)水質(zhì)、水量等比較穩(wěn)定時(shí)，可獲得質(zhì)量較好的處理水。  完全混合式(簡(jiǎn)稱全混式

53、)是廢水與回流污泥一起進(jìn)入曝氣池后，就立即與曝氣池其它混合液均勻混合，使有機(jī)物濃度因稀釋而立即降低。它具有以下特點(diǎn)；(1)整個(gè)曝氣池的環(huán)境條件一定，可有效地進(jìn)行處理；(2)整個(gè)曝氣池氧利用速度一定，供入氧氣習(xí) 以得到有效的溶解和利用；(3)對(duì)入流水質(zhì)、水量、濃度等變化有較強(qiáng)的緩沖能力，所以對(duì)B0D濃度較高的廢水，也能獲得穩(wěn)定的處理效果；(4)和推流式比較，發(fā)生短流的可能性大；(5)受曝氣池型式和曝氣方法的限制，池子不能太大。  二、各種活性污泥法系統(tǒng)   (一)普通(或標(biāo)準(zhǔn))活性污泥法 普通活性污泥法系統(tǒng)是以推流式曝氣池為核心的，其流

54、程見圖7-3。 經(jīng)初次沉淀池去除粗大懸浮物的廢水，在曝氣池內(nèi)與污泥混合，呈推流式從池首向池尾流動(dòng)，活性污泥微生物在此過程中連續(xù)完成吸附和代謝過程。曝氣池混合液在二沉池去除活性污泥懸浮固體后，澄清液作為凈化水流出。沉淀的污泥一部分以回流形式返回曝氣池，再起凈化作用：另一部分作為剩余污泥排出。普通活性污泥法的BOD負(fù)荷是0.2 0.4kg/kg·d，一般在0.3左右。凈化效果和沉降性能均甚好。污泥回流率一般為1030 剩余污泥量約為入流廢水量的l.556。入流的B00含量越高，則剩余污泥量亦越多。  (二)漸減曝氣法系統(tǒng)和逐步曝氣法系統(tǒng) 普通活性污

55、泥法的需氧率沿池長(zhǎng)逐漸降低，而氧氣卻沿池長(zhǎng)均勻供給，造成了浪費(fèi)。 由此產(chǎn)生了沿池長(zhǎng)漸減的供氣方式，以達(dá)到供氧與需氧的均衡，這就是漸減曝氣法(圖7-8(a)，其供氧需氧的特點(diǎn)如圖7-8(b)所示。 針對(duì)普通活性污泥法的BOD負(fù)荷在池首過高的缺點(diǎn)，將廢水沿曝氣池長(zhǎng)分?jǐn)?shù)處注入， 即形成逐步曝氣法(圖7-9)。這種方法除了能平衡曝氣池供氣量外，還能使微生物營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)均勻；另一個(gè)特點(diǎn)是污泥濃度沿池長(zhǎng)是變化的，池子前段污泥濃度高于平均濃度，后段低于平均濃度，曝氣池出流混合液濃度降低，對(duì)二沉池工作有利。  采用逐步曝氣法時(shí)，池內(nèi)各點(diǎn)的活性污泥濃度、回流污泥濃度及回流率按下列公式計(jì)

56、算：(7-33) (734)式中           Xx池內(nèi)任一點(diǎn)處的污泥濃度，mg/L；                   Q入流廢水量，m3/d；           &#

57、160;      Qx流到x點(diǎn)的廢水量，m3/d；                 Xr回流污泥濃度，mg/L；                 X0入流廢水的SS濃度，mg/L；   &

58、#160;           X曝氣池出口處的活性污泥濃度，mg/L；                   r污泥回流率，。和普通活性污泥法相比，在相同的B00負(fù)荷條件下，逐步曝氣法的BOD容積負(fù)荷可明顯增大，去除一定量的BOD從曝氣池容積僅為普通法的一半。但逐步曝氣法的平均污泥濃度是有一定限度的，分散進(jìn)水的點(diǎn)數(shù)一般為34處，

59、再若增加，污泥濃度并不能按比例增加。(三)吸附再生法系統(tǒng) 普通活性污泥法把活性污泥對(duì)基質(zhì)的吸附凝聚和氧化分解混在同一曝氣池內(nèi)進(jìn)行，適于處理溶解的BOD。對(duì)含有大量膠體的和懸浮性的混合基質(zhì)的廢水，因初期吸附量大，以及吸附的有機(jī)固體物在生物酶作用下變成可溶性物質(zhì)再向水中擴(kuò)散，遂產(chǎn)生了把吸附凝聚和氧化分解分別在兩個(gè)曝氣池中進(jìn)行的構(gòu)想，從而出現(xiàn)了吸附再生法或稱接觸穩(wěn)定法。 實(shí)踐證明，良好的活性污泥完成吸附時(shí)間相當(dāng)短，所以合理控制吸附時(shí)間十分重要。圖7-10反映了活性污泥對(duì)不同形態(tài)BOD的去除特點(diǎn)。 吸附再生法流程如圖7-11，有分建與合建兩種形式。廢水先進(jìn)入吸附池，將基質(zhì)吸附于活性

60、污泥，再進(jìn)入二沉池。分離出的活性污泥上附著有大量有機(jī)物，其中的回流部分送入再生池繼續(xù)曝氣，使其恢復(fù)活性，然后再返回吸附池。 由于再生池僅對(duì)回流行泥進(jìn)行曝氣(剩余污泥不必再生)，故節(jié)約空氣量，且可縮小池容。經(jīng)過再生的活性污泥處于營(yíng)養(yǎng)不足狀態(tài)，因而吸附活性高。再則，再生池的污泥微生物很快在池末端遇到營(yíng)養(yǎng)不足環(huán)境，絲狀菌不適應(yīng)這樣的空曝環(huán)境，所以其繁殖受到限制，有利于防止污泥膨脹。在使用上，吸附再生法具有很大的靈活性。 吸附再生法一般用推流式鼓風(fēng)曝氣，但也可用葉輪曝氣。  (四)完全混合法處理系統(tǒng) 完全混合法中的入流廢水進(jìn)入曝氣池后,即與池內(nèi)廢水完全

61、混合，曝氣池內(nèi)營(yíng)養(yǎng)和需氧率都是均勻的，微生物接觸的是濃度與出水濃度一樣的廢水，故可承受一定的沖擊負(fù)荷。 完全混合法的，曝氣池與沉淀池有分建(圖7-12)與合建(圖7-13)兩種類型。 完全混合法的工作點(diǎn)可以處于微生物對(duì)效增長(zhǎng)期入也可處于衰減增長(zhǎng)期或內(nèi)源呼吸期。 (五)延時(shí)曝氣系統(tǒng)和氧化溝  延時(shí)曝氣法屬于長(zhǎng)時(shí)間曝氣法，其特點(diǎn)是負(fù)荷低、停留時(shí)間長(zhǎng)(1624h)。不但能去除廢水中的有機(jī)污染物，而且還能氧化分解轉(zhuǎn)移到污泥中的有機(jī)物質(zhì)和合成的細(xì)胞物質(zhì)。它的處理效果穩(wěn)定、出水水質(zhì)好、剩余污泥量少。 氧化溝污水處理技術(shù)是延時(shí)曝氣法的一種。一般而言

62、，氧化溝的有機(jī)負(fù)荷為0.050.15kg(BOD5)/kg(BOD5)/kg(MLVSS)·d；有機(jī)容積負(fù)荷為0.20.4kg/m3.d；水力停留時(shí)間為1030h；污泥平均停留時(shí)間為1030d；混合液SS濃度為20006000mg/L；溝中流速為0.30.5m/L；混合所需動(dòng)力為25W/m3(池容)·h；出水水質(zhì)：BOD5為1015mg/L，SS為1020mg/L，NH3-N為l3mg/L。   氧化溝的型式目俞主要有普通氧化溝和卡魯塞爾氧化溝(圖7-14)。普通氧化溝采用橫軸轉(zhuǎn)刷曝氣，推動(dòng)水流，能耗小，溝中水深l1.5m，循環(huán)流量為設(shè)計(jì)流量的

63、3060倍， 循環(huán)周期為520min?？斎麪栄趸筒捎秘Q軸表面葉輪曝氣，曝氣葉輪安裝在池的一端，除起暖氣作用外，同時(shí)使槽中產(chǎn)生紊流,使污泥懸浮。 氧化溝一般不設(shè)初沉池，或同時(shí)不設(shè)二沉池，因而減化了流程。廢水在氧化為內(nèi)與混 合液的混合特征，就整體看，既具有完全混合式的特征，又具有推流式的某些特征，因而 忍受沖擊負(fù)荷能力和降解能力都強(qiáng)。(六)短時(shí)高效曝氣法短時(shí)高效曝氣法分兩種：一是采用低污泥濃度、短曝氣時(shí)間，使微生物維持在對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，以BOD的高速去除為特征，去除效率低,約在7080%之間；二是采用高污泥濃度、短曝氣時(shí)間，使微生物維持在衰減增長(zhǎng)期，一般去除率在80、90%之間。

64、0;近年來，有綜合上兩種方法的特點(diǎn)，探求高污泥濃度、高負(fù)荷和短時(shí)間曝氣的高效 法。其污泥負(fù)荷Lsl5kg/kg.d，Lv1020kg/m3.d。污泥平均停留時(shí)間短，菌體增長(zhǎng)在對(duì)數(shù)期，故增殖顯著。由于增殖緩慢的絲狀菌被排除在體系以外，在一定程度上可控 制污泥膨脹。由于曝氣時(shí)間短(11.5h)，故曝氣池容積小。其缺點(diǎn)是有機(jī)物去除不充分 (7080%)，增殖污泥量大(a 0.7)；對(duì)水質(zhì)水量變化適應(yīng)性差。由于氧的利用速率大，因而氧的供應(yīng)成了控制因素。 為克服上述問題，產(chǎn)生了將生物處理與凝聚沉淀組合在一起的方法，從而改善了出水水質(zhì)，其工藝流程見圖7-15。 這種工藝特點(diǎn)為：(1)污泥負(fù)荷在1

65、6kg/kg.d，污泥體積指數(shù)(SVI)在100或更低，一般不產(chǎn)生活泥膨脹；(2)剩余活泥雖多，但由于進(jìn)行好氧消化，污泥量可減?。?(3)剩余污泥好氧消化2d后，其上清波可回流到曝氣池，可節(jié)約補(bǔ)充的氮和磷；(4) BOD基質(zhì)主要用于合成，作為能量利用的比率小，故需氧量少。   (七)AB法 AB法即吸附生物降解法，其工藝流程見圖7-16。A段污泥負(fù)荷達(dá)26kg/kg·d， 約為普通法的1020倍，污泥平均停留時(shí)間短(0.30.5d)，水力停留時(shí)間約為30min。A段的活性污泥全部是繁殖快、世代時(shí)間短的細(xì)菌，以控制溶解氧含量(一般為0.20.7mg/L)，

66、使其按好氧或兼性方式運(yùn)行，所以污泥產(chǎn)率高。B段負(fù)荷為0.150.3kg/kg·d，污泥平均停留時(shí)間為1520d，水力停留時(shí)間為23h，溶解氧含量為l2mg/L。AB法的基本特點(diǎn)是：(1)微生物群體完全分開為兩段系統(tǒng)，A段負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，經(jīng)A段后使B段可生化性提高，因而取得更佳更穩(wěn)定的效果；(2)廢水連續(xù)直接流入A段，帶入了繁殖能力強(qiáng)、抗環(huán)境變化的短世代原核生物，使工藝穩(wěn)定性提高；A段去除率一般為4070%，除磷效果好，且為B段硝化作用創(chuàng)造了條件。 各種活性污泥法操作條件歸納為表7-4。表7-4  活性污泥法運(yùn)行條件綜合處理方式操  &

67、#160;    作       條       件BOD負(fù)荷混合渣懸浮固體濃度(MLSS)mg/L污泥平均停留時(shí)間d送氣量m3/m3曝氣時(shí)間h回流比%污泥指數(shù)mL/gBOD去除率%剩余污泥生成率%BOD-SS負(fù)荷LsBOD容積負(fù)荷Lv普通活性污泥法逐步曝 法吸附再生法延時(shí)曝氣法氧化溝高速曝氣法加速曝氣法0.20.40.20.40.20.030.050.050.151.53.00.20.40.30.80.41.40.81.40.150.250.2

68、0.40.62.40.62.415002000200030002000800030006000200060004008003000600024244153015300.30.5243737121524586836516242448232320502030501005015050150515501506012010012050100406050959590759070901212120.250.251212第五節(jié) 曝氣原理與曝氣池構(gòu)造一、曝氣的作用與方法在活性污泥法系統(tǒng)中，曝氣的作用是向液相供給溶解氧，并起攪拌和混合作用。根據(jù)活性污泥法的基本理論，向廢水供給溶解氧更有效地接觸。 通常采用的曝氣方

69、法有鼓風(fēng)曝氣，機(jī)械曝氣以及二者聯(lián)合使用的混合曝氣，某些情況下也采用射流曝氣。鼓風(fēng)曝氣是將壓縮空氣通過管道系統(tǒng)送入池內(nèi)的散熱設(shè)備，以氣泡形式分散進(jìn)入混合液。機(jī)械曝氣則利用裝設(shè)在曝氣池內(nèi)的葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，劇烈地?cái)噭?dòng)水面，使液體循環(huán)流動(dòng)，不斷更新液面并產(chǎn)生劇烈水躍，從而使空氣中的氧與水滴或水氣的界面充分接觸，轉(zhuǎn)入液相中去。射流曝氣則是利用水射流泵將空氣吸入，使空氣與水充分混合并溶解的曝氣方式。 鼓風(fēng)曝氣設(shè)備的關(guān)鍵部件是浸于混合液中的擴(kuò)散器。根據(jù)分散氣泡的大小，擴(kuò)散器又可分成：（1）小氣泡擴(kuò)散器 它包括有微孔材料（陶瓷，砂粒，塑料） 制成的擴(kuò)散板和擴(kuò)散管等，其特點(diǎn)是氣泡?。ㄖ睆皆?.5mm以下），氧利用率

70、高（在11%左右），但阻力大，易阻塞； （2）中氣泡擴(kuò)散器 常用穿孔管，它的孔直徑為23mm，孔眼氣體流速不小于10m/s,以防堵塞，其特點(diǎn)是氧利用率低，但空氣壓力損失較??； （3） 大氣泡擴(kuò)散器 常用的是曝氣豎管，直徑為15mm左右，底口敞開，其特點(diǎn)是氣泡大（直徑3mm以上），分布不勻，氧利用率低，不易堵塞； （4）微氣泡擴(kuò)散器 它常稱為射流曝氣器，氣泡直徑在100µm左右，射流曝氣器通過混合液的高速射流，將鼓風(fēng)機(jī)引入的空氣切割粉碎為微細(xì)氣泡，與混合液充分接觸混合，促進(jìn)氧的傳遞。圖7-17是幾種擴(kuò)散器的簡(jiǎn)圖。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)采用氧吸收率（EA）來比較設(shè)備效

71、率，其意義用下式表示：                                                   (7-35) 為便于比較各種鼓風(fēng)曝氣擴(kuò)散器（除射流曝氣器），將其裝于水深1m處，以虧氧量1mg/L時(shí)的EA值作為互相比較的指標(biāo)。