污水的好氧生物處理課件

1、5.1廢水好氧生物處理的基本理論5.1.1 污水中的微生物（1）以好氧細(xì)菌為主，也存在真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物等組成相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)系。（2）污水中有機(jī)物的成分決定優(yōu)勢(shì)菌屬。主要有動(dòng)膠桿菌屬、假單胞菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、黃桿菌屬及大腸桿菌等。 5.1.1 污水中的微生物（3）真菌主要是霉菌，一種絲狀真菌，但大量繁殖可能導(dǎo)致污泥膨脹。（4）原生動(dòng)物有肉足蟲、鞭毛蟲和纖毛蟲，主要捕食對(duì)象是細(xì)菌。（5）后生動(dòng)物 一般不出現(xiàn)，僅在水質(zhì)優(yōu)異的完全氧化型活性污泥系統(tǒng)中出現(xiàn)，是水質(zhì)非常穩(wěn)定的標(biāo)志。絲狀菌發(fā)硫細(xì)菌輪蟲電鏡5.1.2 微生物的代謝與污水的生物處理（一）微生物的新陳代謝 新陳代謝：微生物不斷從外界環(huán)境中

2、攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過生物酶催化的復(fù)雜生化反應(yīng)，在體內(nèi)不斷進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和交換的過程。5.1.2 微生物的代謝與污水的生物處理5.1.2 微生物的代謝與污水的生物處理根據(jù)受氫體和電子受體的不同分為：好氧分解代謝好氧呼吸是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入好氧微生物細(xì)胞后，通過一系列氧化還原反應(yīng)獲得能量的過程。好氧呼吸過程實(shí)質(zhì)上是脫氫和氧活化相結(jié)合的過程。在這過程中同時(shí)放出能量。5.1.2 微生物的代謝與污水的生物處理好氧分解代謝例如：化能自養(yǎng)微生物大型污水溝道存在該式所示的生化反應(yīng)：生物脫氮工藝中的生物硝化過程：5.1.2 微生物的代謝與污水的生物處理 好氧分解代謝 例如：異養(yǎng)型微生物 以有機(jī)物為底物，其終點(diǎn)產(chǎn)物為二氧化

3、碳、氨和水等無機(jī)物，同時(shí)放出能量。如下式所示：5.1.2 微生物的代謝與污水的生物處理厭氧分解代謝 在無分子氧的情況下進(jìn)行的生物氧化。 只有脫氫酶系統(tǒng)，沒有氧化酶系統(tǒng)。 受氫體不是分子氧。底物氧化不徹底，最終產(chǎn)物不是二氧化碳和水，而是一些較原來底物簡(jiǎn)單化合物含有相當(dāng)?shù)哪芰?，故釋放能量較少。5.1.2 微生物的代謝與污水的生物處理厭氧分解代謝 例如：葡萄糖發(fā)酵的過程： 生物氧化作用不徹底，最終形成還原性產(chǎn)物，是比原來底物簡(jiǎn)單的有機(jī)物，在反應(yīng)過程中，釋放的自由能較少。 例如：在反硝化作用中，5.1.2.2 污水的生物處理 好氧生物處理是在有游離氧存在的條件下，好氧微生物降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無害化

4、的方法。最終過程：有機(jī)物被微生物攝取后，通過代謝活動(dòng)，約有三分之一被分解、穩(wěn)定，并提供其生理活動(dòng)所需的能量；約有三分之二被轉(zhuǎn)化，合成為新的原生質(zhì)，進(jìn)行微生物自身生長(zhǎng)繁殖。5.1.2.2 污水的生物處理廢水的厭氧生物處理是在沒有游離氧存在的條件下，兼性細(xì)菌與厭氧細(xì)菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。在這個(gè)過程中，部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CH4，部分被分解為CO2、H2O、NH3、H2S等無機(jī)物，并為細(xì)胞合成提供能量；少量有機(jī)物被轉(zhuǎn)化、合成為新的原生質(zhì)的組成部分。5.1.3 微生物生長(zhǎng)條件和生長(zhǎng)規(guī)律5.1.3.1微生物的生長(zhǎng)條件5.1.3.2 微生物的生長(zhǎng)規(guī)律按微生物生長(zhǎng)速率，其生長(zhǎng)可分為四個(gè)生長(zhǎng)期停滯期（

5、調(diào)整期）；對(duì)數(shù)期（生長(zhǎng)旺盛期）靜止期（平衡期）；衰老期（衰亡期） 對(duì)數(shù)期 減速增長(zhǎng)期 內(nèi)源呼吸期污泥濃度氧利用率BOD濃度時(shí)間量5.1.4 生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)5.1.4.1微生物增長(zhǎng)速度莫諾特（Monod）方程式 反映微生物比增殖速率與有機(jī)底物濃度關(guān)系（單一底物，純種微生物）5.1.4.1微生物增長(zhǎng)速度5.1.4.2 基質(zhì)降解速度以微反應(yīng)時(shí)段dt內(nèi)的底物消耗量和dt內(nèi)的微生物增長(zhǎng)量之間的比例關(guān)系值，表示：Y = / q式中： Y 產(chǎn)率系數(shù)；微生物比增殖速率；q為底物的比降解速度。5.1.4.2基質(zhì)降解速度由Y=/q得 =Y q 和 max = Ymax q 代入式得：廢水生物處理工程中常用基本反應(yīng)

6、動(dòng)力學(xué)方程式：5.1.4.3 微生物增長(zhǎng)速度1951年由霍克來金等人通過廢水生物處理的實(shí)驗(yàn)研究工作,發(fā)現(xiàn)在廢水生物處理中，微生物增長(zhǎng)和底物降解之間存在著一定量的關(guān)系, 提出如下方程式：（1）5.1.4.2 基質(zhì)降解速度在（1）式兩邊同除以cx ，得= Yq - Kd產(chǎn)率系數(shù)Y以實(shí)際測(cè)得的觀測(cè)產(chǎn)率系數(shù)Yobs代替。為此，（1）式改為： 和 =Y obs q上列諸式，表達(dá)了生物反應(yīng)處理器內(nèi)微生物的凈增長(zhǎng)和底物降解之間的基本關(guān)系。5.1.5 污水的生化性5.1.5.1 可生化性的評(píng)價(jià)（1）評(píng)價(jià)方法BOD5/COD0.45可生化性難生化可生化易生化5.1.5.1 可生化性的評(píng)價(jià)（2）注意事項(xiàng) 固體有機(jī)

7、物 無機(jī)還原性物質(zhì) 特殊有機(jī)物 BOD5/TOD 接種微生物的馴化 水樣稀釋5.1.5.2 改善可生化性的途徑（1）調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)比（2）調(diào)節(jié)pH值調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值酸堿中和調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值用堿性物質(zhì)控制反應(yīng)混合物的pH值改進(jìn)有機(jī)負(fù)荷控制反應(yīng)混合液的pH值（3）預(yù)處理5.1.6 生物處理方法的分類分類：好氧生物處理活性污泥法和生物膜法厭氧生物處理厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法自然生物處理穩(wěn)定塘法和土地處理法 5.2 污水的好氧處理5.2.1活性污泥法的基本原理 （1）活性污泥 生活污水曝氣一段時(shí)間后，污水中即形成一種絮凝體，主要由大量微生物群體所構(gòu)成，它易于沉淀分離，并使污水得到澄清，稱之為活性污泥。

8、 含有大量微生物，外觀黃褐色絮絨顆粒狀，有較大的比表面積，含水率99。 5.2.1活性污泥法的基本原理細(xì)菌：主要組成部分，1ml正常污泥中含細(xì)菌107108個(gè)，是有機(jī)污染物的分解者。真菌：絲狀菌出現(xiàn)異常增殖會(huì)污泥膨脹。 原生動(dòng)物：指示性生物，是首次捕食者。 后生動(dòng)物：僅在完全氧化型污泥系統(tǒng)出現(xiàn)。菌膠團(tuán)：細(xì)菌及莢膜組成的絮凝體狀團(tuán)粒。固著型纖毛蟲變形蟲原生動(dòng)物太陽(yáng)蟲絲狀細(xì)菌絲狀細(xì)菌膨脹5.2.1活性污泥法的基本原理 （2）活性污泥法的基本流程 由曝氣池、沉淀池，污泥回流，剩余污泥排除系統(tǒng)組成。剩余污泥增殖的量，保持穩(wěn)定運(yùn)行需排除。二沉池完成泥水分離。曝氣系統(tǒng)供氧，攪拌。曝氣池完成生物處理。 5.

9、2.1活性污泥法的基本原理 （3）活性污泥法的凈化過程 吸附階段污水和污泥開始接觸的510min內(nèi)，BOD去除率很高，有機(jī)物被吸附到活性污泥上。與吸附量成正比的因素：污染物的狀態(tài)（包括污泥比表面積，表面有多糖類粘性物質(zhì)，有機(jī)物處于懸浮和膠體狀態(tài)相對(duì)量。)5.2.1活性污泥法的基本原理穩(wěn)定階段微生物以污水中的有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)，合成新的細(xì)胞物質(zhì)，并進(jìn)行分解代謝獲得合成新細(xì)胞所需能量，最終形成CO2和H2O等物質(zhì)。混凝階段為了菌體和水分離，現(xiàn)多采用重力沉降法。絮凝體的形成是通過絲狀細(xì)菌來實(shí)現(xiàn)的。5.2.1活性污泥法的基本原理（3）活性污泥法的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)污泥濃度混合液懸浮固體( MLSS)

10、指單位體積混合液中干固體的含量，它是計(jì)量曝氣池中活性污泥數(shù)量多少的指標(biāo)。單位為mg/L，g/和kg/m3，也稱混合液污泥濃度（用X表示）?；旌弦簱]發(fā)性懸浮固體 ( MLVSS) 指混合液內(nèi)有機(jī)物含量，更精確代表活性污泥中 微生物的數(shù)量mg/L ，g/L或kg/m3（3）活性污泥法的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù) 污泥沉降比(SV) 指曝氣池混合液在l00mL量筒中，靜置沉降30min后，沉降污泥所占的體積與混合液總體積之比的百分?jǐn)?shù)。正常的活性污泥在沉降30min后，接近它的最大密度，用于控制剩余污泥的排放。 它還能及時(shí)反映出污泥膨脹等異常情況。 測(cè)定比較簡(jiǎn)單，是評(píng)定污泥的重要指標(biāo)之一。（3）活性污泥法

11、的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)污泥體積指數(shù) ( SVI) 指曝氣池出口處混合液，經(jīng)30min靜置沉降后，沉降污泥體積中1g干污泥所占的容積的毫升數(shù)，單位為mL/g，一般不標(biāo)出。它與污泥沉降比有如下關(guān)系：SVI=SV/ MLSS一般控制SVI為50150之間較好。（3）活性污泥法的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)泥齡（sludge age)池中工作著的活性污泥總量與每日排放的污泥量之比，單位是d。 污泥齡也就是新增長(zhǎng)的污泥在曝氣池中平均停留時(shí)間，或污泥增長(zhǎng)一倍平均所需要的時(shí)間。 也稱固體平均停留時(shí)間或細(xì)胞平均停留時(shí)間 。 污泥齡是影響活性污泥處理效果的重要參數(shù)。 活性污泥法各符號(hào)的意義Q, S0, X0進(jìn)水曝氣

12、池V,Se,X二次沉淀池回流污泥RQ, Se, XrQ+RQSe, XQ-QwSe, Xe排放污泥IQw,X,Se排放污泥IIQw, Xr, Se出水39曝氣池污泥濃度X與qc和q的關(guān)系：從c的定義可得：示意正常情況下Xe很小，可忽略，所以：系統(tǒng)中微生物量的平衡式： 示意 微生物流出量 = 流入量新生成的量 進(jìn)水中無微生物所以X0可以忽略dS/dt=(S0Se)/ 40結(jié) 論對(duì)于同一廢水及特定的處理環(huán)境，出水中BOD的濃度Se僅僅是污泥齡qc 的函數(shù)，而與其它因素?zé)o關(guān)。實(shí)際水處理中一般就是通過控制qc 來取得不同的處理效率的。污 泥 回 流 污泥回流的目的就是在不增加曝氣池體積的條件下增加qc

13、 來增加去除率的。 如果沒有污泥回流，則有qcq V/Q，要想提高去除率，就要增加qc，此時(shí)要么增加曝氣池的體積，要么減少處理量。 有回流時(shí)qV/Q，qcV/Qw，要想增加qc 只要改變QW即可，即調(diào)整QW來改變?nèi)コ省?.2.2活性污泥法的運(yùn)行方式 5.2.2.1 推流式活性污泥法 推流式活性污泥曝氣池有若干個(gè)狹長(zhǎng)的流槽，廢水從一端進(jìn)入，在曝氣的作用下，以螺旋方式推進(jìn)，流經(jīng)整個(gè)曝氣池，至池的另一端流出，隨著水流的過程，污染物被降解。 曝氣池空氣 二沉池 進(jìn)水 剩余污泥 污泥回流 5.2.2.1推流式活性污泥法 出水推流式活性污泥法的特點(diǎn)：（a）污染物濃度自池首至池尾是逐漸下降， 存在濃度梯度

14、，廢水降解反應(yīng)推動(dòng)力較大，效率較高；（b）推流式曝氣池可采用多種運(yùn)行方式； （c）不易產(chǎn)生短路，適合較大的流量；（d）氧的利用率不均勻。 5.2.2.1推流式活性污泥法 推流式活性污泥法5.2.2.2完全混合式活性污泥法完全混合式曝氣池是廢水進(jìn)入曝氣池后在攪拌的作用下迅速與池中原有的混合液充分混合，因此混合液的組成、微生物群的量和質(zhì)是完全均勻一致的。 5.2.2.2完全混合式活性污泥法 二沉池 曝氣池 進(jìn)水 回流污泥 剩余污泥 出水完全混合式活性污泥法的特點(diǎn)： （a）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。（b）全池需氧要求相同，能節(jié)省動(dòng)力； （c）不需單獨(dú)設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，便于運(yùn)行管理；（d）連續(xù)進(jìn)水出水可能造成

15、短路，引起污泥膨脹；（e）池子體積不能太大，因此一般用于處理量比較小的情況，處理高濃度的有機(jī)廢水。5.2.2.2完全混合式活性污泥法5.2.2活性污泥法的運(yùn)行方式 5.2.2.3接觸穩(wěn)定（吸附再生）法 可提高池容積負(fù)荷，適應(yīng)沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)，最適于處理含懸浮和膠體物質(zhì)較多的廢水。 5.2.2.3 接觸穩(wěn)定（吸附再生）法吸附再生法的特點(diǎn)：（1）適于處理固體和膠體物質(zhì)；（2）池容??；（3）能耗低；（4）耐沖擊負(fù)荷；（5）不易發(fā)生污泥膨脹；（6）出水水質(zhì)較差。5.2.2.4延時(shí)曝氣法（完全氧化活性污泥法） 優(yōu)點(diǎn)：曝氣時(shí)間長(zhǎng)，污泥負(fù)荷低，污泥濃度高。剩余污泥少而穩(wěn)定，無需消化可直接排放。BOD去除率7

16、595%。對(duì)氮、磷的要求低，適應(yīng)沖擊的能力強(qiáng)。 缺點(diǎn)：容積大，停留時(shí)間長(zhǎng)，投資和運(yùn)行費(fèi)高; 適用：對(duì)處理水質(zhì)要求高，又不宜采用污泥處理的小城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水。5.2.2.5 氧化溝法 循環(huán)混合式曝氣池多采用轉(zhuǎn)刷供氧，其平面形狀如環(huán)形跑道;又稱氧化渠或氧化溝，是一種簡(jiǎn)易的活性污泥系統(tǒng)，屬于延時(shí)曝氣法。 5.2.2.5 氧化溝法5.2.2.5 氧化溝法氧化溝的特點(diǎn)： 水力停留時(shí)間和污泥齡比一般生物處理法長(zhǎng)，去除率高，排出的剩余污泥穩(wěn)定； 占地面積少，省略了初沉池、污泥消化池等； 從溶解氧的分布看，溶解氧濃度在沿池長(zhǎng)方向形成濃度梯度，形成好氧、缺氧和厭氧條件。 氧化溝技術(shù)是近年來發(fā)展較快的生物處理技

17、術(shù)之一。5.2.2.6 吸附-生物降解活性污泥法（AB法） A級(jí)以高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行（2.0kgBOD5/kgMLSSd），B級(jí)以低負(fù)荷運(yùn)行（為0.10.3kgBOD5/kgMLSSd ），A級(jí)曝氣池停留時(shí)間短，3060min， B級(jí)停留24h。5.2.2.7 序批式活性污泥法（SBR法）5.2.2.7 序批式活性污泥法（SBR法）入流反應(yīng)沉淀排放待機(jī)（周期）優(yōu)點(diǎn)：無二沉池、無污泥回流、占地少、無調(diào)節(jié)池、耐沖擊、靈活性強(qiáng)、沉淀性能好、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)。5.2.2.8 ICEAS法5.2.2.9 生物脫氮除磷工藝5.2.3 曝氣與曝氣池曝氣的作用：供氧；攪拌混合作用，使活性污泥在混合液中

18、保持懸浮狀態(tài)，與廢水充分接觸混合。曝氣的方法：鼓風(fēng)曝氣機(jī)械爆氣鼓風(fēng)機(jī)械曝氣聯(lián)合5.2.3.1 曝氣原理氣液傳質(zhì)過程通常遵循一定的傳質(zhì)擴(kuò)散理論，氣液傳質(zhì)理論目前有：雙膜理論淺層理論表面更新理論目前工程和理論上應(yīng)用較多的為雙膜理論。62雙膜理論示意圖 氣相主體界面氣膜液膜Cs層流液相主體CpgpiPg表示氣相中氧的分壓Pi表示界面處氧的分壓Cs表示界面處水中氧的濃度C表示水中氧的濃度635.2.3.1 曝氣原理 在一定條件下會(huì)出現(xiàn)氣壓梯度和濃度梯度。如果液膜中氧的濃度低于水中氧的飽和濃度，在其界面存在的濃度梯度將促使氧向液膜傳遞，空氣中的氧繼續(xù)向內(nèi)擴(kuò)散透過液膜進(jìn)入水體，因而液膜和氣膜將成為氧傳遞的

19、障礙雙膜理論。式中：dC/dt氧的傳遞速率(氧進(jìn)入水的速率)，mg/(Lh)；C液相氧的實(shí)際濃度，mg/L；Cs氧的飽和濃度，mg/L；KLa液相總傳質(zhì)系數(shù)，1/h。氧傳遞過程的基本方程:5.2.3.1 曝氣原理克服液膜障礙的最有效的方法是快速變換氣-水界面，即曝氣攪拌。推動(dòng)O2通過液膜的動(dòng)力是水中氧的飽和濃度Cs和實(shí)際濃度C的差。Cs決定于空氣中氧的分壓，而C值由微生物的耗氧速率確定。氧的傳遞速率同氣、液兩相的界面面積成正比，由于其面積難于估算，所以把它的影響包括在傳質(zhì)系數(shù)內(nèi)，故KLa叫總傳質(zhì)系數(shù)。5.2.3.2 曝氣方法和設(shè)備衡量曝氣設(shè)備效能的指標(biāo)有動(dòng)力效率EP、氧轉(zhuǎn)移效率EA和充氧能力。

20、對(duì)于鼓風(fēng)曝氣，各種擴(kuò)散裝置在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的EA值是先通過脫氧清水的曝氣試驗(yàn)測(cè)定得出的，一般為515左右。5.2.3.2 曝氣方法和設(shè)備動(dòng)力效率EA是指消耗1kWh電能所轉(zhuǎn)移到液體中去的氧量，單位為kg/kWh。氧轉(zhuǎn)移效率也稱氧利用率，指鼓風(fēng)曝氣轉(zhuǎn)移到液體中的氧占供給氧的百分?jǐn)?shù)：EA=(Ro/W)100充氧能力是指葉輪或轉(zhuǎn)刷在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到液體中的氧量kg/h。曝氣設(shè)備的要求良好的曝氣設(shè)備除上述條件外，還應(yīng)盡可能滿足下列要求：（a）攪拌均勻；（b）構(gòu)造簡(jiǎn)單；（c）能耗少；（d）價(jià)格低；（e）性能穩(wěn)定，故障少；（f）不產(chǎn)生噪音及其它公害；（g）對(duì)某些工業(yè)廢水耐腐蝕性強(qiáng)。69（1）鼓風(fēng)曝氣鼓風(fēng)曝氣是

21、傳統(tǒng)的曝氣方法，它由加壓設(shè)備、擴(kuò)散裝置和管道系統(tǒng)三部分組成。加壓設(shè)備一般采用回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)，也有采用離心式鼓風(fēng)機(jī)的。為了凈化空氣，其進(jìn)氣管上常裝設(shè)空氣過濾器，在寒冷地區(qū)，還常在進(jìn)氣管前設(shè)空氣預(yù)熱器。70擴(kuò)散裝置的分類：小氣泡擴(kuò)散裝置：擴(kuò)散板、擴(kuò)散管或擴(kuò)散盤屬小氣泡擴(kuò)散裝置；中氣泡擴(kuò)散裝置：穿孔管屬中氣泡擴(kuò)散裝置； 大氣泡擴(kuò)散裝置：豎管曝氣屬大氣泡擴(kuò)散裝置； 水力剪切擴(kuò)散裝置：倒盆式、撞擊式和射流式屬水力剪切擴(kuò)散裝置；機(jī)械剪切擴(kuò)散裝置：渦輪式屬機(jī)械剪切擴(kuò)散裝置。71擴(kuò)散板及其安裝方式72擴(kuò)散管擴(kuò)散管是由陶質(zhì)多孔管組成，其內(nèi)徑4475mm，壁厚614mm，長(zhǎng)60Omm，每l0根為一組，通氣率為121

22、5m3/根h。目前用軟管代替陶質(zhì)多孔管73該曝氣器采用網(wǎng)狀膜代替曝氣盤用的各種曝氣板材，其網(wǎng)很薄，網(wǎng)上的孔徑筆直，濾水透氣效果均優(yōu)于微孔板材，不易發(fā)生堵塞。網(wǎng)膜采用聚醋酸纖維制成的。網(wǎng)狀膜曝氣器采用底部供氣。網(wǎng)狀膜擴(kuò)散器74膜片微孔曝氣器曝氣器的氣體擴(kuò)散裝置采用微孔合成橡膠膜片，膜片上開有150200mm的同心圓布置的5000個(gè)自閉式孔眼。當(dāng)充氣時(shí)空氣通過布?xì)夤艿溃⑼ㄟ^底座上的孔眼進(jìn)入膜片和底座之間，在空氣的壓力作用下，使膜片微微鼓起，孔眼張開，達(dá)到布?xì)鈹U(kuò)散的目的。優(yōu)點(diǎn)：不堵塞，可以省去空氣濾清裝置。75穿孔管曝氣器及布置方式76淺層曝氣池77豎管豎管曝氣是在曝氣池的一側(cè)布置以橫管分支成梳形

23、的豎管，豎管直徑在l5mm以上，離池底150mm左右。下圖所示為一種豎管擴(kuò)散器及其布置的示意圖。豎管屬于大氣泡擴(kuò)散器，加強(qiáng)氣泡液膜層的更新和從大氣中吸氧的過程。78豎管擴(kuò)散器及其布置形式79水力剪切擴(kuò)散裝置屬于水力剪切擴(kuò)散裝置的有倒盆式、射流式、固定螺旋式和撞擊式等右圖是倒盆式擴(kuò)散器倒盆式擴(kuò)散器80射流式曝氣器81金山l型曝氣噴頭和SX-l型曝氣噴頭82散流式曝氣器83（2）機(jī)械曝氣機(jī)械曝氣設(shè)備的式樣較多，大致可歸納為葉輪和轉(zhuǎn)刷兩大類。曝氣葉輪有安裝在池中與鼓風(fēng)曝氣聯(lián)合使用的，也有安裝在池面的，后者稱“表面曝氣”。它具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，動(dòng)力消耗小等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用較多。常用的表面曝氣葉輪有泵型，倒傘型和

24、平板型。84幾種葉輪曝氣器85不同形式的轉(zhuǎn)刷曝氣器86不同的轉(zhuǎn)刷曝氣器87動(dòng)力效率/kg O2/kWh 氧利用率/ 設(shè)備類型 1.2 2.4轉(zhuǎn)刷式曝氣器 0.7 1.31.2 2.4高速表面曝氣器 0.7 1.31.2 2.7低速表面曝氣器 0.7 1.41.5 2.41025 射流曝氣器 0.3 0.90.6 1.248大氣泡擴(kuò)散器 0.6 1.01.0 1.66 15中氣泡擴(kuò)散器 0.7 1.41.2 2.01030 小氣泡擴(kuò)散器 實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)各類曝氣設(shè)備的性能標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是指用清水作曝氣實(shí)驗(yàn)，水溫20，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，初始水中溶解氧為0實(shí)際數(shù)據(jù)是指用廢水作實(shí)驗(yàn)，水溫15，海拔150m，水中溶解氧保持

25、2mg/L（3）曝氣設(shè)備比較885.2.3.3曝氣池的類型與構(gòu)造從混合液流型可分為推流式、完全混合式和循環(huán)混合式三種；從平面形狀可分為長(zhǎng)方廊道形、圓形或方形、環(huán)形跑道形三種；從曝氣池與二次沉淀池的關(guān)系可分為分建式和合建式兩種。89（1）推流式曝氣池為長(zhǎng)方廊道形池子，采用鼓風(fēng)曝氣，擴(kuò)散裝置排放在池子的一側(cè)，可使水流在池中呈螺旋狀前進(jìn)，增加氣泡和水的接觸時(shí)間曝氣池的數(shù)目隨污水廠大小和流量而定，在結(jié)構(gòu)上可以分成若干單元，每個(gè)單元包括幾個(gè)池子，每個(gè)池子常由一至四個(gè)折流的廊道組成。90推流式曝氣池結(jié)構(gòu)示意圖曝氣裝置曝氣總管曝氣池壁曝氣池壁91曝氣池的池長(zhǎng)可達(dá)100m。為了防止短流，廊道長(zhǎng)度和寬度之比應(yīng)大

26、于5，甚至大于10。為了使水流更好的旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，寬深比不大于2，常在1.52之間。池深常在35m。曝氣池進(jìn)水口一般淹沒在水面以下，以免污水進(jìn)入曝氣池后沿水面擴(kuò)散，造成短流，影響處理效果。（1）推流式曝氣池92（1）推流式曝氣池93（2）完全混合式曝氣池完全混合式曝氣池常采用葉輪供氧，多以圓形、方形或多邊形池子作單元，主要是因?yàn)樾枰腿~輪所能作用的范圍相適應(yīng)。改變?nèi)~輪的直徑可以適應(yīng)不同直徑(邊長(zhǎng))、不同深度的池子需要。使用完全混合式曝氣池時(shí)，為了節(jié)約占地面積，常常是把曝氣池和沉淀池合建。94圓形曝氣沉淀池95方形曝氣沉淀池96長(zhǎng)方形曝氣沉淀池97分建式完全混合系統(tǒng)98（3）循環(huán)混合式曝氣池循環(huán)混合

27、式曝氣池多采用轉(zhuǎn)刷供氧，其平面形狀如環(huán)形跑道。循環(huán)混合式曝氣池也稱氧化渠或氧化溝，是一種簡(jiǎn)易的活性污泥系統(tǒng)，屬于延時(shí)曝氣法。995.2.4 活性污泥系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì) 5.2.4.1曝氣池的設(shè)計(jì)計(jì)算 主要是根據(jù)進(jìn)水情況和出水的要求，選擇曝氣池的類型，所需的供氧量和排除的剩余活性污泥量等。（1）污泥負(fù)荷和容積負(fù)荷污泥負(fù)荷Ns指單位重量活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所能承受的BOD5量。Ns= QcS0/Vcx=cS0/tcx5.2.4.1 曝氣池設(shè)計(jì) 容積負(fù)荷NV 指單位容積曝氣區(qū)在單位時(shí)間內(nèi)所能承受的BOD5量。Nv= Q cso /V= Ns cx=cso/t （2）曝氣池體積的計(jì)算V= Q cso /

28、Ns cx = Q cso /NV5.2.4.1 曝氣池設(shè)計(jì)（3）剩余污泥排放量P=aVcxNs bVcx P=aQcso bVcx （4）需氧量QO2=aVcxNs +bVcxQO2=a Qcsos +bVcx5.2.4.1 曝氣池設(shè)計(jì)（5）有機(jī)負(fù)荷的選取去除率的影響5.2.4.1 曝氣池設(shè)計(jì)活性污泥特性的影響高負(fù)荷：1.52.0kgBOD/kgMLSSd中負(fù)荷：0.20.4kgBOD/kgMLSSd低負(fù)荷：0.030.05kgBOD/kgMLSSd5.2.4.1 曝氣池設(shè)計(jì)水溫的影響 在一定的水溫范圍內(nèi)，提高水溫，可提高BOD的去除速度和能力，有利于活性污泥絮體的形成和沉淀。 水溫較高時(shí)，

29、可降低回流比，減小污泥濃度，從而相對(duì)提高了污泥負(fù)荷。5.2.4.1 曝氣池設(shè)計(jì)營(yíng)養(yǎng)比的影響一般負(fù)荷： BOD:N:P=100:5:1 延時(shí)曝氣法：BOD:N:P=100:1:0.55.2.4.2 曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）曝氣器 n=A/A0（2）管網(wǎng)設(shè)計(jì) 池外選用無縫鋼管，池內(nèi)用鍍鋅鋼管或ABS管連成回環(huán)式管網(wǎng)。（3）風(fēng)機(jī)的選擇 小型污水處理廠選用羅茨風(fēng)機(jī)； 大型污水處理廠選用離心風(fēng)機(jī)。5.2.4.3 污泥回流設(shè)備的設(shè)計(jì)空氣提升器：h1=h2/（n1）提升1m3污泥所需空氣量：W=W=k h223elg（ h1 +10）/105.2.4.4 二次沉淀池的設(shè)計(jì)沉淀池的面積A=Q/u泥斗的容積V=rQ

30、t沉降時(shí)間 一般為1.52.5h5.2.5 活性污泥系統(tǒng)的運(yùn)行管理活性污泥系統(tǒng)三要素：泥、水、氣通過排泥和回流維持系統(tǒng)中合適的微生物量；改善污泥的沉降性能；通過控制曝氣來控制曝氣池內(nèi)的溶解氧。氣維持曝氣池內(nèi)合適的溶解氧水保持均質(zhì)勻量地進(jìn)水及合適的營(yíng)養(yǎng)泥改善污泥的質(zhì)量5.2.5.1活性污泥的培養(yǎng)與馴化 (一)活性污泥的培養(yǎng) 間歇培養(yǎng)法：投加高濃度物質(zhì)BOD300400mg/L只曝氣不進(jìn)水（悶曝2-3天）停止曝氣沉淀?yè)Q水（靜沉1h、留下微生物）進(jìn)水五分之一反復(fù)（改變接近設(shè)計(jì)值、15d）連續(xù)進(jìn)水開啟曝氣與沉淀、回流系統(tǒng)（進(jìn)水）710天提高負(fù)荷至運(yùn)行值。 5.2.5.1活性污泥的培養(yǎng)與馴化(二)活性污

31、泥的馴化 主要針對(duì)工業(yè)廢水與培養(yǎng)可同時(shí)進(jìn)行，也可分開進(jìn)行。工業(yè)廢水逐漸增加，生活污水逐漸減少，營(yíng)養(yǎng)比例（N、P，不同處理系統(tǒng)、不同污水要求不同）5.2.5.2 活性污泥系統(tǒng)運(yùn)行狀況檢測(cè) 污泥性狀 顏色氣味；生物相觀察；指標(biāo)測(cè)試與分析：MLSS、SV、SVI 處理效果去除率、處理流量、設(shè)備運(yùn)行狀況、水質(zhì)、 營(yíng)養(yǎng)狀況和環(huán)境條件5.2.5.3活性污泥運(yùn)行中常見的問題 (一)污泥膨脹 廣義地把活性污泥的凝聚性和沉降性惡化，以及處理水混濁的現(xiàn)象總稱為活性污泥的膨脹。 污泥膨脹可大致區(qū)分為絲狀體膨脹和非絲狀體膨脹兩種。 絲狀體膨脹和非絲狀體膨脹絲狀體膨脹：當(dāng)絲狀體過多，長(zhǎng)出一般絮體的邊界而伸入混合液時(shí)，其

32、架橋作用妨礙了絮體間的密切接觸，致使沉降較饅，密實(shí)性差和SVI高。非絲狀體膨脹：當(dāng)發(fā)生非絲狀菌性污泥膨脹時(shí)，同樣SVI高，污泥在沉淀池內(nèi)難以沉淀、壓縮。此時(shí)的處理效率仍很高，上清液也清澈。(1)溶解氧濃度 絲狀菌能在低溶解氧條件下生長(zhǎng)良好，甚至能在厭氧條件下殘存而不受影響。城市污水廠的曝氣池溶解氧最低應(yīng)保持在2mg/L左右。(2)沖擊負(fù)荷 如果曝氣池內(nèi)有機(jī)物超過正常負(fù)荷，污泥膨脹程度提高，使絮體內(nèi)部溶解氧消耗提高，導(dǎo)致了內(nèi)部絲狀體的發(fā)展。造成絲狀菌性污泥膨脹的原因造成絲狀菌性污泥膨脹的原因(3)進(jìn)水營(yíng)養(yǎng)條件的變化 一般細(xì)菌在營(yíng)養(yǎng)為BOD5：N：P100：5：1的條件下生長(zhǎng)，但若磷含量不足，CN

33、升高，這種營(yíng)養(yǎng)情況適宜絲狀菌生活。其二是碳水化合物過多會(huì)造成膨脹。造成絲狀菌性污泥膨脹的原因其三是硫化物的影響，過多的化糞池的腐化水及糞便廢水進(jìn)入活性污泥設(shè)備，會(huì)造成污泥膨脹。含硫化物的造紙廢水，也會(huì)產(chǎn)生同樣的問題。一般是加510mL/L氯加以控制或者用預(yù)曝氣的方法將硫化物氧化成硫酸鹽。造成絲狀菌性污泥膨脹的原因還有pH值和水溫的影響，絲狀菌易在高溫下生長(zhǎng)繁殖，而菌膠團(tuán)則要求溫度適中；絲狀菌宜在酸性環(huán)境(pH值=4.56.5)中生長(zhǎng)，菌膠團(tuán)宜在pH值68的環(huán)境中生長(zhǎng)。造成非絲狀菌性污泥膨脹的原因 非絲狀菌性膨脹污泥含有大量的表面附著水，細(xì)菌外面包有黏度極高的粘性物質(zhì)，它是葡萄糖、甘露糖、脫氧核

34、糖等形成的多糖類。 非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在污水水溫較低而污泥負(fù)荷太高時(shí)。此時(shí)，細(xì)菌吸取了大量營(yíng)養(yǎng)物，但代謝速度慢，就積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥的表面附著水大大增加，致使SVI升高，形成污泥膨脹。解決污泥膨脹的辦法概括起來就是預(yù)防和抑制。預(yù)防就要加強(qiáng)管理，及時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)、曝氣池污泥沉降比、污泥指數(shù)、溶解氧等，發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)采取措施。污泥發(fā)生膨脹后，要針對(duì)發(fā)生膨脹的原因，采取相應(yīng)的制止措施。 當(dāng)進(jìn)水濃度大和出水水質(zhì)差時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)曝氣，保持曝氣池溶解氧在2mgL以上； 加大排泥量，提高進(jìn)水濃度，促進(jìn)微生物新陳代謝過程，以新污泥置換老污泥； 曝氣池中碳氮比失調(diào)時(shí)，投加含氮化合物；

35、加氯起凝聚和殺菌雙重作用，在回流污泥中投加漂白粉或液氯可抑制絲狀菌生長(zhǎng)(加氯量按干污泥的0.30.4%估計(jì))，調(diào)整pH值。5.2.5.3活性污泥運(yùn)行中常見的問題(二)污泥上浮 1、污泥脫氮上浮 硝化（曝氣池負(fù)荷小而供氧量過大時(shí)）硝化（二沉池中長(zhǎng)時(shí)間處于缺氧狀態(tài)）N2使污泥上浮方法：減少曝氣，防止硝化出現(xiàn)；及時(shí)排泥，增加回流量，減少污泥停留時(shí)間；減少曝氣池進(jìn)水量，以減少二沉池中的污泥量。5.2.5.3活性污泥運(yùn)行中常見的問題2、污泥腐化上浮 沉淀池內(nèi)污泥由于缺氧而產(chǎn)生厭氧分解產(chǎn)生大量CH4及CO2附著在污泥體上污泥比重變小而上浮 原因：二沉池內(nèi)污泥停留時(shí)間過長(zhǎng)；局部區(qū)域污泥堵塞。 解決措施：加大

36、曝氣量，以提高出水溶解氧含量；疏通堵塞，及時(shí)排泥 。5.2.5.3活性污泥運(yùn)行中常見的問題（三）污泥的致密與減少引起污泥致密的原因有：進(jìn)水中無機(jī)懸浮物突然增多；環(huán)境條件惡化，有機(jī)物轉(zhuǎn)化率降低；有機(jī)物濃度減少。造成污泥減少的原因有：有機(jī)物營(yíng)養(yǎng)減少；曝氣時(shí)間過長(zhǎng)；回流比小而剩余污泥排放量大；污泥上浮而造成污泥流失等。5.2.5.3活性污泥運(yùn)行中常見的問題 解決方法：投加營(yíng)養(yǎng)料；縮短曝氣時(shí)間或減少曝氣量；調(diào)整回流比和污泥排量；防止污泥上浮，提高沉淀效果。(四)泡沫問題 當(dāng)廢水中含有合成洗滌劑及其它起泡物質(zhì)時(shí)，就會(huì)在曝氣池表面形成大量泡沫，嚴(yán)重時(shí)泡沫層可高達(dá)1m多。5.2.5.3活性污泥運(yùn)行中常見的問

37、題 泡沫的危害表現(xiàn)為：減小以至破壞葉輪的充氧能力；在影響二沉池沉淀效率，惡化出水水質(zhì)；影響環(huán)境衛(wèi)生。 抑制泡沫的措施有：安裝噴灑管網(wǎng)，用壓力水噴灑，打破泡沫；定時(shí)投加除沫劑以破除泡沫。油類物質(zhì)投加量控制在0.51.5mgL范圍內(nèi)；提高曝氣池中活性污泥的濃度。5.2.5.4 活性污泥法的發(fā)展（1）漸減曝氣（2） 階段曝氣法（3） 完全混合法（4）延時(shí)曝氣法 曝氣時(shí)間長(zhǎng)，約2448h，污泥負(fù)荷低，約0.050.2kgBOD5/kgVSSd，曝氣池中污泥濃度高，約36g/L。微生物處于內(nèi)源呼吸階段，剩余污泥少而穩(wěn)定，無需消化，可直接排放。BOD去除率7595%。運(yùn)行是對(duì)氮、磷的要求低，適應(yīng)沖擊的能力

38、強(qiáng)。（5）氧化溝（6）接觸穩(wěn)定（吸附再生）法（7） 吸附-生物降解工藝（AB）（8）SBR 純氧曝氣 在密閉的容器中，溶解氧飽和濃度可提高，氧溶解的推動(dòng)力提高，氧傳遞速率增加，污泥的沉淀性能好。曝氣時(shí)間短。（9）活性生物濾池（ABF）工藝5.3 生物膜法5.3.1基本原理 生物膜法的基本原理是微生物附著在介質(zhì)“濾料”表面上，形成生物膜，污水同生物膜接觸后，溶解的有機(jī)污染物被微生物吸附轉(zhuǎn)化為H2O、CO2、NH3和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化，所需氧氣一般來自大氣。5.3.1.1生物膜的形成和結(jié)構(gòu)生物膜的形成掛膜 污水通過布水設(shè)備流到濾床表面上，在重力作用下，污水以水滴的形式向下滲瀝，或以波狀薄

39、膜的形式向下滲流。 污水流過濾床時(shí)，有一部分污水、污染物和細(xì)菌附著在濾料表面上，微生物便在濾料表面大量繁殖，形成一層充滿微生物的粘膜，稱為生物膜。5.3.1.1生物膜的形成和結(jié)構(gòu)生物膜結(jié)構(gòu): 細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物、肉眼可見的蠕蟲、昆蟲幼蟲等。表層2mm左右為好氧和兼性微生物生存；以下為厭氧微生物。5.3.1.2生物膜的基本流程5.3.1.3生物膜的凈化過程圖：生物膜的凈化過程5.3.1.4生物膜法的分類和特點(diǎn)（1）分類1）潤(rùn)壁型生物膜法 2）浸沒型生物膜法 3）流動(dòng)床型生物膜法5.3.1.4生物膜法的分類和特點(diǎn)（2）特點(diǎn)微生物相復(fù)雜,能去除難降解的有機(jī)物;凈化效果好，剩

40、余污泥少;污泥性能好，不易發(fā)生污泥膨脹;耐負(fù)荷沖擊,能處理低濃度廢水;操作簡(jiǎn)便,運(yùn)行費(fèi)用低; 投資費(fèi)用較大。5.3.2生物濾池5.3.2.1生物濾池分類和運(yùn)行方式(1)分類低負(fù)荷生物濾池高負(fù)荷生物濾池(回流式生物濾池)超負(fù)荷生物濾池（塔式生物濾池）5.3.2.1生物濾池分類和運(yùn)行方式(2)運(yùn)行方式交替式二級(jí)生物濾池法5.3.2.1生物濾池分類和運(yùn)行方式回流式生物濾池法qv污水流量；r 回流比5.3.2.1生物濾池分類和運(yùn)行方式回流式生物濾池法qv污水流量；r 回流比5.3.2.1生物濾池分類和運(yùn)行方式 塔式生物濾池法5.3.2.1生物濾池分類和運(yùn)行方式5.3.2.2生物濾池構(gòu)造 普通生物濾池示

41、意5.3.2.2生物濾池構(gòu)造5.3.2.2生物濾池構(gòu)造(1)濾床典型的生物濾池的構(gòu)造濾床 布水設(shè)備 排水通風(fēng)系統(tǒng) 池壁5.3.2.2生物濾池構(gòu)造(1)濾床濾床由濾料組成。理想的濾料應(yīng)具備：能為微生物附著提供大量的面積；使污水以液膜狀態(tài)流過生物膜；有足夠的空隙率；有較好的化學(xué)性能；有一定的機(jī)械強(qiáng)度；價(jià)格低廉。5.3.2.2生物濾池構(gòu)造(1)濾床常用濾料：拳狀碎石、碎鋼渣、焦炭、塑料、玻璃鋼蜂窩狀濾料。國(guó)內(nèi)目前采用的玻璃鋼蜂窩狀塊狀濾料，孔心間距在20mm左右，空隙率95左右，比表面積在200m2/m3 左右。濾料濾料5.3.2.2生物濾池構(gòu)造(2)布水設(shè)備設(shè)置目的使污水均勻地分布在濾床表面生物濾

42、池的布水設(shè)備分為兩類： 旋轉(zhuǎn)式布水器和固定式布水系統(tǒng) 旋轉(zhuǎn)式布水器的中央是一根空心立柱，底端與設(shè)在池底下面的進(jìn)水管銜接。其所需水頭在0.61.5m左右。5.3.2.2生物濾池構(gòu)造(2) 池壁：圍護(hù)濾料，減少污水飛濺(3)布水設(shè)備固定式布水系統(tǒng)是由虹吸裝置、饋水池、布水管道和噴嘴組成。旋轉(zhuǎn)式布水器實(shí)物圖旋轉(zhuǎn)式布水器固定式布水系統(tǒng)固定式布水系統(tǒng)(4)排水通風(fēng)系統(tǒng)作用收集濾床流出的污水與生物膜保證通風(fēng)支撐濾料5.3.2.2生物濾池構(gòu)造5.3.2.2生物濾池構(gòu)造(4)池底排水系統(tǒng)的組成排水假底用特制砌塊或柵板鋪成；假底空隙率不小于濾池面積58。池底除支撐濾料外，還要排泄濾床上的來水，池底中心軸線上有集

43、水溝，坡度約12。集水溝要確?？諝庠谒嫔蠒惩?，使濾池中空隙充滿空氣。池底集水溝5.3.2.3生物濾池性能的影響因素(1)濾池高度不同濾床高度的傳質(zhì)過程和能量交換不同： 生物膜量 微生物種類 去除有機(jī)物速率上層 多 以細(xì)菌為主（低級(jí)） 高下層 少 增加，高級(jí) 指數(shù)下降進(jìn)水水質(zhì)生物膜微生物不同掛膜過程。5.3.2.3生物濾池性能的影響因素(2)負(fù)荷率表達(dá)形式：水力負(fù)荷率：m3/m3d平均濾率：表面水力負(fù)荷率，m3/m2d有機(jī)負(fù)荷率：kg(BOD5)/m3d城市廢水由于生物濾池的作用是去除污水中有機(jī)物或特定污染物，因此，它的負(fù)荷率通常以有機(jī)物或特定污染物質(zhì)為準(zhǔn)較合理。5.3.2.3生物濾池性能的影

44、響因素(2)負(fù)荷率在低負(fù)荷條件下，隨著濾率的提高，污水中有機(jī)物的傳質(zhì)速率加快，生物膜量增多，濾床特別是它的表面很容易堵塞；在高負(fù)荷條件下，隨著濾率的提高，污水在生物濾床中停留的時(shí)間縮短，出水水質(zhì)將相應(yīng)下降。5.3.2.3生物濾池性能的影響因素(3)回流回流-回流水量與進(jìn)水量之比叫回流比。影響：回流可提高生物濾池的濾率；提高濾率有利于防止產(chǎn)生灰蠅和減少惡臭；回流改善進(jìn)水質(zhì)、提供營(yíng)養(yǎng)和降低有毒物質(zhì)濃度；回流有調(diào)節(jié)和穩(wěn)定進(jìn)水的作用。5.3.2.3生物濾池性能的影響因素(4)供氧生物濾池中，氧一般直接來自大氣，靠自然通風(fēng)供給。 主要影響因素是濾床自然撥風(fēng)和風(fēng)速自然撥風(fēng)推動(dòng)力是池內(nèi)溫度與氣溫的差，以及濾

45、池的高度5.3.2.4生物濾池的設(shè)計(jì)(1)濾床設(shè)計(jì)容積有機(jī)負(fù)荷率法a.濾床體積（V） =cs0 QVN v5.3.2.4生物濾池的設(shè)計(jì)b濾床高度據(jù)計(jì)算結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定。確定濾床的總體積和高度，濾床的總面積可以算出。c濾床面積 A=V/h目前生物濾池最大直徑為60m，通常是35m以下當(dāng)總面積不大時(shí)，可采用2個(gè)濾池。5.3.2.4生物濾池的設(shè)計(jì)d校核濾速濾速一般不超過30m/d，濾率的確定與進(jìn)水BOD5有關(guān)。面積有機(jī)負(fù)荷率法a濾床面積 =cs0 QAN A5.3.2.4生物濾池的設(shè)計(jì)面積有機(jī)負(fù)荷率法b濾床高度c濾床面積d校核面積水力負(fù)荷率法a濾床面積 =b濾床高度和體積c校核QAN q5.3.2.4生

46、物濾池的設(shè)計(jì)（2）布水裝置設(shè)計(jì)布水橫管根數(shù)與直徑布水橫管根數(shù)布水橫管的根數(shù)決定于池子和濾速，n取偶數(shù)，水量大時(shí)用4根，一般用2根。設(shè)布水橫管進(jìn)口端的流速為u，u一般取1m/s，則： u（D2/4）=Q5.3.2.4生物濾池的設(shè)計(jì)（2）布水裝置設(shè)計(jì)出水孔數(shù)及在布水橫管上的位置假定每個(gè)出水口噴灑的面積基本相同，孔口數(shù)（n）的計(jì)算公式為：5.3.2.4生物濾池的設(shè)計(jì)出水孔數(shù)及在布水橫管上的位置 池中心算起第i個(gè)孔中心離濾池的距離，一般取l i 為： l i5.3.2.4生物濾池的設(shè)計(jì)（2）布水裝置設(shè)計(jì)布水器的轉(zhuǎn)速布水橫管的回轉(zhuǎn)速度與濾速、橫管根數(shù)有關(guān)。 濾率/md-1 轉(zhuǎn)速/rmin-1(4根橫管)

47、 轉(zhuǎn)速/rmin-1(2根橫管) 15 1 2 20 2 3 25 2 4也可以近似地用下式計(jì)算：5.3.3 生 物 轉(zhuǎn) 盤5.3.3生物轉(zhuǎn)盤5.3.1.1生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造與工作原理生物轉(zhuǎn)盤的工藝流程5.3.3生物轉(zhuǎn)盤5.3.1.1生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造與工作原理生物轉(zhuǎn)盤的主要組成部分：轉(zhuǎn)動(dòng)軸、轉(zhuǎn)盤、廢水處理槽、驅(qū)動(dòng)裝置5.3.1.1生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造與工作原理盤片：直徑：23m，轉(zhuǎn)速23轉(zhuǎn)/分，間距2030mm轉(zhuǎn)動(dòng)軸：直徑：50mm以上,長(zhǎng)度0.5-7m.處理槽：半圓形或多邊形，凈空相距2050mm。驅(qū)動(dòng)裝置：機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置；空氣驅(qū)動(dòng)裝置；水輪驅(qū)動(dòng)裝置。5.3.3生物轉(zhuǎn)盤工作原理：生物轉(zhuǎn)盤的主體是垂直固定再

48、水平軸上的一組圓形盤片和一個(gè)同它配合的半圓形水槽。工作時(shí)，廢水流過水槽，生物膜和大氣與廢水輪替接觸，浸沒時(shí)吸附廢水中的有機(jī)物，敞露時(shí)吸收大氣中的氧氣。轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶進(jìn)空氣，使溶解氧均勻分布。5.3.3生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤運(yùn)行示意圖5.3.1.2生物轉(zhuǎn)盤的運(yùn)行特點(diǎn) 1954年在西德的Heilbronn建成世界上第一座生物轉(zhuǎn)盤污水處理廠。1.不需曝氣和回流，運(yùn)行動(dòng)力消耗和費(fèi)用低；2.運(yùn)行穩(wěn)定，適應(yīng)不同廢水，技術(shù)要求不高；3.剩余污泥量少，易于沉淀脫水；4.沒有惡臭、堵塞、泡沫、噪音等問題；5.3.1.3生物轉(zhuǎn)盤的工藝設(shè)計(jì)生物轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)和計(jì)算包括：所需轉(zhuǎn)盤總面積；接觸氧化槽總體積、轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)度以及污水在接觸

49、反應(yīng)槽內(nèi)的停留時(shí)間。水力負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷：水力負(fù)荷：m3污水/m3槽.天； m3污水/m2盤片.天有機(jī)負(fù)荷：kgBOD5/m3槽.天； kgBOD5/m2盤片.天5.3.1.3生物轉(zhuǎn)盤的工藝設(shè)計(jì)（1）生物轉(zhuǎn)盤的總面積 按負(fù)荷率計(jì)算的生物轉(zhuǎn)盤各尺寸（2）轉(zhuǎn)盤總片數(shù) （3）轉(zhuǎn)盤長(zhǎng)度（4）氧化槽有效長(zhǎng)度5.3.1.3生物轉(zhuǎn)盤的工藝設(shè)計(jì)（5）氧化槽有效容積（6）氧化槽盛水量（7）校核停留時(shí)間（8）轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速（9）轉(zhuǎn)盤軸功率5.3.3.4生物轉(zhuǎn)盤的發(fā)展（1）空氣驅(qū)動(dòng)式生物轉(zhuǎn)盤 5.3.3.4生物轉(zhuǎn)盤的發(fā)展（2）與平流式沉淀池合建的生物轉(zhuǎn)盤 5.3.3.4生物轉(zhuǎn)盤的發(fā)展（3）活性污泥-生物轉(zhuǎn)盤復(fù)合工藝5.3.

50、4生物接觸氧化法定義： 在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置填料，經(jīng)過充氧的廢水與長(zhǎng)滿生物膜的填料接觸，在生物膜的作用下，廢水的到凈化。構(gòu)造： 主要組成： 池體 填料床 曝氣裝置 進(jìn)出水裝置5.3.4生物接觸氧化法（1）填料填料要求：比表面積大，空隙率大，水力阻力小，強(qiáng)度大，化學(xué)和生物穩(wěn)定性好； 國(guó)內(nèi)常見的填料：蜂窩填料、立體波紋填料、軟性纖維狀填料、半軟性填料、不規(guī)則粒狀填料安裝：格柵支架、懸掛支架、框式支架5.3.4生物接觸氧化法 組合填料 軟性填料5.3.4生物接觸氧化法蜂窩填料 彈性填料5.3.4生物接觸氧化法填料的安裝5.3.4生物接觸氧化法（2）填料支架串狀填料支架蜂窩填料支架5.3.4生物接觸氧化法(

51、3)曝氣裝置5.3.4生物接觸氧化法5.3.4生物接觸氧化法5.3.4生物接觸氧化法曝氣裝置安裝5.3.4生物接觸氧化法微孔曝氣設(shè)備安裝5.3.4生物接觸氧化法5.3.4生物接觸氧化法5.3.4.2生物接觸氧化法的特點(diǎn)（1）容積負(fù)荷高，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)（2）具有膜法的優(yōu)點(diǎn)，剩余污泥量少；（3）具有活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，輔以機(jī)械設(shè)備供氧，生物活性高，泥齡短；（4）能分解其它生物處理難分解的物（5）容易管理，消除污泥上浮膨脹等弊端。5.3.4.3生物接觸氧化法的工藝設(shè)計(jì)cs0 QNvV=計(jì)算同活性污泥法5.3.5生物流化床5.3.5.1生物流化床的構(gòu)造以沙、活性炭、焦炭等顆粒微載體充填于生物反應(yīng)器內(nèi)，

52、由于載體表面附著生長(zhǎng)著生物膜而使質(zhì)量變輕；當(dāng)污水以一定流速?gòu)南孪蛏狭鲃?dòng)時(shí)，載體便 處于流動(dòng)狀態(tài)。載體顆粒小、表面積大，為微生物生長(zhǎng)提供了充足的場(chǎng)所，極大的提高了反應(yīng)器內(nèi)的微生物量：10-14g/L流態(tài)化原理示意圖美國(guó)Ecolotrol公司19731975年研制成功HyFlo生物流化床液體 分布板進(jìn)水管出水管 壓差計(jì)流態(tài)化原理床層的三種狀態(tài)：固定床階段流化床階段移動(dòng)床階段5.3.55.3.5.2生物流化床類型兩相生物流化床 ：5.3.5.2生物流化床類型三相生物流化床 ：葉輪脫膜裝置流化床布水裝置機(jī)械攪動(dòng)流化床5.3.6生物膜法的運(yùn)行管理5.3.6.1掛膜 培養(yǎng)出適合待處理廢水的活性污泥；將活性

53、污泥置于濾床中，將池底部的活性污泥抽入上方的布水器淋下，使污泥在濾池內(nèi)反復(fù)循環(huán)，當(dāng)已有少量微生物黏附在填料上時(shí)開始進(jìn)水，水量由小到大（設(shè)計(jì)水量20-80），當(dāng)已達(dá)到運(yùn)行所需的生物量時(shí)，系統(tǒng)可以進(jìn)入正常運(yùn)行。5.3.6.2生物膜法運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)（1）生物膜性狀觀察高負(fù)荷生物膜生物膜呈黑色到灰色，溶解氧多在1mg/L以下。負(fù)荷適當(dāng)生物膜線蟲和寡毛蟲類較多，也有絲狀菌和真菌類，灰褐色。低負(fù)荷生物膜 生物膜為褐色（2）處理效果、營(yíng)養(yǎng)狀況和運(yùn)行條件檢測(cè)5.3.6.3生物膜法運(yùn)行異常及控制（1）濾料堵塞（2）處理效果下降（3）泡沫5.4 污水的自然生物處理5.4 污水的自然生物處理5.4.1 穩(wěn)定塘5.4.1.1穩(wěn)定塘的類型和原理5.4.1.2穩(wěn)定塘的設(shè)計(jì)5.4.1.3穩(wěn)定塘的特點(diǎn)5.4.2 污水土地處理5.4.1.1穩(wěn)定塘的類型和原理穩(wěn)定塘又稱氧化塘，是一種天然的或經(jīng)過一定人工修整的有機(jī)廢水處理池塘。按塘內(nèi)