污水處理廠生物處理

活性污泥法活性污泥法性能指標(biāo)1)混合液懸浮固體（MLSS）

該指標(biāo)用來表示活性污泥量，指標(biāo)中包含具有代謝功能的活性微生物群體（Ma）；微生物內(nèi)源呼吸、自身氧化的殘留物（Me）；原污水含有的微生物難以降解有機(jī)物（Mi）；原污水含有的無機(jī)物（Mii）等四部分?？杀硎緸椋篗LSS=Ma+Me+Mi+Mii?；钚晕勰嗟男螒B(tài)與組成

活性污泥的形態(tài)：黃褐色絮絨狀顆粒，粒徑0.02-0.2mm；污水中懸浮生長，含水率>99%，比重1.002-1.006活性污泥的組成：具有代謝功能活性的微生物群體（Ma）微生物內(nèi)源代謝、自身氧化的殘留物（Me）原污水帶入的難降解惰性有機(jī)物（Mi）原污水帶入的無機(jī)物（Mii）

活性污泥生物代謝過程模式圖

分解代謝O2合成代謝代謝產(chǎn)物H2O,CO2,NH3能量微生物內(nèi)源呼吸O2內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸產(chǎn)物H2O,CO2,NH3微生物內(nèi)源呼吸殘留物合成細(xì)胞物質(zhì)C5H7NO2污水中有機(jī)物（CxHyOz）能量活性污泥增長曲線

對數(shù)增殖期減速增殖期內(nèi)源呼吸期S(BOD)O2X(污泥)X0量時間0活性污泥法的主要參數(shù)

BOD負(fù)荷F/M（Ns，Nv）生物降解需氧量（R0）活性污泥增殖量（⊿X）污泥齡（θc）——生物固體停留時間污泥容積指數(shù)（SVI）污泥濃度（X，Xv，Xr）污泥回流比（R）剩余污泥量（Qw）活性污泥法的主要設(shè)計參數(shù)

BOD污泥負(fù)荷（kgBOD5/kgMLSS.d）Q－設(shè)計流量V－曝氣池容積t－水力停留時間Sa

－進(jìn)水BOD濃度Se

－出水BOD濃度X－曝氣池混合液污泥濃度K2

－有機(jī)物降解動力學(xué)常數(shù)f－MLVSS/MLSS＝0.75η

－BOD去除率活性污泥法的主要設(shè)計參數(shù)

有機(jī)污染物降解與需氧量O2－活性污泥需氧量，kg/d；Q－污水設(shè)計流量，m3/d；Sr－去除的有機(jī)物（BOD）濃度，kg/m3；V－曝氣池有效容積，m3；Xv－揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）濃度，kg/m3；a’－BOD氧化分解需氧率，kg；b’－活性污泥自身氧化需氧率，kg?；钚晕勰喾ǖ闹饕O(shè)計參數(shù)

有機(jī)污染物降解與活性污泥增殖⊿X－活性污泥增殖量，kg/d；Q－污水設(shè)計流量，m3/d；Sr－去除的有機(jī)物（BOD）濃度，kg/m3；V－曝氣池有效容積，m3；Xv－揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）濃度，kg/m3；a－污泥產(chǎn)率(o.4–0.8)；－Yb－活性污泥自身氧化率(0.04–0.075)。－Kd活性污泥法的主要設(shè)計參數(shù)

污泥齡θc（d）——生物固體停留時間(SRT)⊿X－活性污泥增殖量，kg/d；V－曝氣池有效容積，m3；Xv－混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）濃度，kg/m3；X－混合液懸浮固體（MLSS）濃度，kg/m3；Xr－回流污泥（MLSS）濃度，kg/m3；Qw－剩余污泥排放量，m3/d；R－污泥回流比(25–100％)。活性污泥法的主要設(shè)計參數(shù)

BOD負(fù)荷與污泥齡的關(guān)系低負(fù)荷一般負(fù)荷高負(fù)荷污泥負(fù)荷<0.10.2~0.5>1.5污泥齡20～305～150.2～2.5活性污泥法的主要設(shè)計參數(shù)

污泥容積指數(shù)SVI（mL/g）SVI－污泥容積指數(shù)，一般應(yīng)為120左右；SV（％）－曝氣池混合液污泥30分鐘沉降比；X－曝氣池混合液活性污泥濃度（MLSS）活性污泥法的主要設(shè)計參數(shù)

污泥容積指數(shù)SVI（mL/g）SVI是判斷活性污泥沉降性能和生物活性的指標(biāo)，正常活性污泥的SVI應(yīng)在80－150之間，一般應(yīng)為120左右；SVI<80，說明活性污泥中無機(jī)成分增多，活性降低；SVI>150，說明活性污泥沉降性能變差，有膨脹趨勢；污泥負(fù)荷為1左右時，SVI急劇增大，污泥極易膨脹，設(shè)計時應(yīng)盡量避開這一負(fù)荷范圍?；钚晕勰喾ǖ闹饕O(shè)計參數(shù)

污泥濃度（g/L，kg/m3）活性污泥法的主要設(shè)計參數(shù)

污泥回流比SVI，X，Xr，R之間的關(guān)系SVIXr(mg/L)下列X值(mg/L)時的回流比(R)15002000300040005000600080150000.110.150.250.360.500.66120100000.180.250.430.671.001.5015080000.240.330.601.001.703.00活性污泥法的主要設(shè)計參數(shù)

剩余污泥量(m3/d)活性污泥法的動力學(xué)基礎(chǔ)1)莫諾德方程：2）勞倫斯－麥卡帝方程活性污泥法活性污泥凈化機(jī)理、過程及影響因素1)活性污泥凈化污水機(jī)理與過程①初期的吸附去除②有機(jī)物通過微生物代謝的去除③活性污泥絮體的分離沉淀初期吸附的有機(jī)物去除段時間有機(jī)物量0通過微生物代謝的有機(jī)物去除段活性污泥凈化過程示意圖活性污泥法活性污泥法凈化污水的影響因素①營養(yǎng)物質(zhì)的平衡營養(yǎng)物質(zhì)的平衡對微生物生長至關(guān)重要，當(dāng)某些元素不足或缺少時會影響活性污泥的正常功能發(fā)揮。當(dāng)碳源不足時會使得活性污泥生長不良，污泥松散、絮凝性不好。②溶解氧的含量在污水好氧生物處理中，為維持好氧微生物的代謝要求，需向曝氣池補(bǔ)充氧氣，以保證曝氣池混合液溶解氧濃度不小于2mg/L。2.1活性污泥法③pH值

曝氣池中不利的pH值可引起細(xì)胞膜電荷的變化，從而影響微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收以及代謝過程中酶的活性；改變營養(yǎng)物質(zhì)的供給性和有害物質(zhì)的毒性。此外，不利的pH值條件不僅影響微生物的生長，甚至影響微生物的形態(tài)。④水溫水溫改變，影響在生物體內(nèi)所進(jìn)行的許多生化反應(yīng)，因而影響生物的代謝活動。此外，水中溫度改變可引起其它環(huán)境因子變化，從而影響微生物的生命活動。⑤有毒物質(zhì)等8、曝氣池的需氧量和供氧量1)曝氣池的需氧量；微生物對降解有機(jī)物分解代謝和微生物內(nèi)源呼吸所需要的氧。氨氮的硝化和反硝化O2total＝O2＋O2N-DN2)曝氣池的供氧量R－R0－Gs（α，β，EA）2.1活性污泥法4)完全混合式活性污泥法5)生物吸附-降解活性污泥法（AB法）沉砂池來水剩余污泥回流污泥空氣曝氣池出水中沉池剩余污泥回流污泥空氣曝氣池圖2-7AB法工藝流程終沉池A段B段氧化溝活性污泥法氧化溝

Simon-Hartley船型氧化溝

一體化氧化溝

曝氣轉(zhuǎn)刷設(shè)備(OTV-Gruger產(chǎn)品)曝氣專刷設(shè)備曝氣轉(zhuǎn)盤設(shè)備(美國USFilter產(chǎn)品)

曝氣轉(zhuǎn)盤設(shè)備

荷蘭DHV公司表曝機(jī)污水生物脫氮除磷1.污水生物脫氮1)生物脫氮基本原理①氨化反應(yīng)未經(jīng)處理的城市污水中氮存在主要形式是有機(jī)氮化合物（蛋白質(zhì)和氨基酸）和氨氮等。在氨化菌作用下，有機(jī)氮被分解轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，這一過程稱為氨化過程，氨化過程很容易進(jìn)行。

②硝化反應(yīng)硝化過程可以分成兩個階段。第一階段是由亞硝化菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，第二階段由硝化菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。

污水生物脫氮除磷污水生物脫氮除磷③反硝化反應(yīng)

反硝化反應(yīng)是在缺氧狀態(tài)下，反硝化菌將亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮還原成氣態(tài)氮(N2)的過程。污水生物脫氮除磷2)生物脫氮過程的主要影響因素①溫度

生物硝化反應(yīng)適宜的溫度范圍為20～30℃，15℃以下硝化反應(yīng)速率下降，5℃時基本停止。反硝化適宜的溫度范圍為20～40℃，15℃以下反硝化反應(yīng)速率下降。②溶解氧

生物硝化反應(yīng)器內(nèi)宜保持溶解氧濃度在2.0mg/L以上，溶解氧濃度的增加可以提高硝化反應(yīng)速率。溶解氧對反硝化有抑制作用，一般控制溶解氧濃度小于0.5mg/L。2.3污水生物脫氮除磷③pH值硝化菌對pH值變化十分敏感，pH值在7.0～7.8時，亞硝酸菌的活性最好；而硝酸菌在pH值為7.7～8.1時活性最好。反硝化最適宜的pH值在7.0～7.5。④碳氮比對于硝化過程，碳氮比影響活性污泥中硝化細(xì)菌所占的比例，過高的碳氮比將降低污泥中硝化細(xì)菌的比例。污水生物脫氮除磷⑤泥齡硝化過程的泥齡一般為硝化菌最小世代時間的2倍以上。當(dāng)冬季溫度低于10℃，應(yīng)適當(dāng)提高泥齡。⑥有毒物質(zhì)硝化與反硝化過程都受有毒物質(zhì)的影響，硝化菌更易受到影響。對硝化菌有抑制作用的有毒物質(zhì)有Zn、Cu、Hg、Cr、Ni、Pb、CN-、HCN等。污水生物脫氮除磷3)生物脫氮的典型工藝好氧池缺氧池二沉池出水剩余污泥進(jìn)水混合液回流污泥回流空氣圖2-20A/O生物脫氮工藝流程污水生物脫氮除磷2.污水生物除磷

1)生物除磷基本原理

厭氧好氧溶解性有機(jī)物能量H3PO4CO2+H2O能量H3PO4O2剩余污泥（除磷）污水排水含碳物質(zhì)聚磷酸鹽微粒異染粒沉淀（混合液）（污泥回流）圖2-21生物除磷基本過程示意圖污水生物脫氮除磷2)生物除磷的主要影響因素①

溫度生物除磷的溫度宜大于10℃，聚磷菌在低溫時生長速率減慢。②pH值生物除磷系統(tǒng)合適的pH范圍與常規(guī)生物處理相同，為中性和弱堿性。③碳源的數(shù)量和性質(zhì)碳源的數(shù)量是影響生物除磷效果的一個重要因素。有機(jī)物濃度越高，污泥放磷越早，越快。碳源的性質(zhì)對磷的吸收也非常重要。污水中的有機(jī)物對厭氧放磷的影響情況比較復(fù)雜，存在大量不能夠被直接利用的大分子有機(jī)物。

污水生物脫氮除磷④

溶解氧生物除磷的厭氧環(huán)境要求既沒有溶解氧也沒有硝態(tài)氮。實際中應(yīng)控制溶解氧濃度小于0.2mg/L。通常存在硝酸鹽時，微生物進(jìn)行吸磷，磷濃度緩慢地減少，只有當(dāng)硝酸鹽經(jīng)反硝化全部耗完后才開始放磷。好氧池是好氧微生物生化活動的場所，溶解氧濃度通常要求保持在2.0mg/L以上。⑤泥齡在生物污泥含磷量一定時，污泥排放的越多系統(tǒng)去除的磷的量就越多。剩余污泥的排放量直接與系統(tǒng)的泥齡相關(guān)，剩余污泥排泥量大，則泥齡就小。生物除磷系統(tǒng)的泥齡宜控制3.5～7d的范圍內(nèi)。污水生物脫氮除磷3)生物除磷的典型工藝圖2-22A/O法生物脫磷工藝流程

污水生物脫氮除磷.同時生物脫氮除磷典型工藝缺氧池好氧池沉淀池出水進(jìn)水回流污泥R剩余污泥厭氧池混合液回流Ri圖2-23典型的同時生物脫氮除磷A2/O工藝出水進(jìn)水剩余污泥污泥回流（a）流程1混合液回流厭氧池缺氧池好氧池二沉池出水進(jìn)水剩余污泥污泥回流（b）流程2混合液回流厭氧池缺氧池好氧池二沉池前置缺氧池圖2-24同時生物脫氮除磷A2/O的變形工藝污泥處理與處置1.污泥的分類及基本特性1)污泥的種類和性質(zhì)①污泥可分為以下幾類：初沉污泥、腐殖污泥與剩余活性污泥、消化污泥、化學(xué)污泥。污泥處理與處置②污泥的基本特性污泥固體：污泥中的總固體包括溶解物質(zhì)和不溶解物質(zhì)兩部分。含水率：污泥中水的百分含量叫含水率。固體百分含量和含水率的關(guān)系：固體（%）+水量（%）=100（%）污泥處理與處置污泥比重：指污泥的重量與同體積水重量的比值。污泥比重S可按下式計算：式中：Wi——污泥中第i項組分的百分含量；

Si——污泥中第i項組分的比重。

污泥處理與處置污泥體積與含水率的關(guān)系

含水率為P0的污泥，其體積為V0，若含水率變?yōu)镻，則其體積公式可按下式計算：污泥處理與處置2)污泥的產(chǎn)量廢水處理中產(chǎn)生的污泥量因廢水水質(zhì)和處理工藝而異。3)污泥的處理污泥處理的主要內(nèi)容包括穩(wěn)定處理（生物穩(wěn)定、化學(xué)穩(wěn)定），去水處理（濃縮、脫水）和最終處置與利用（衛(wèi)生填埋、干化、排海、焚燒、濕式氧化及綜合利用等）。污泥處理與污水處理相比設(shè)備復(fù)雜、管理麻煩、費用昂貴。污泥處理與處置2.污泥的濃縮原理及應(yīng)用

1)污泥水的分類和去除方法

按存在狀態(tài)的不同，污泥水可分為四種：游離水、絮體水、毛細(xì)水、粒子水。通過各種去水方法降低污泥含水率，能大大減少污泥體積，并能改變其物理狀態(tài)以便進(jìn)一步處置利用。

污泥處理與處置2)污泥濃縮濃縮有間歇式和連續(xù)式兩種操作方式。濃縮方法分重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮，其中重力濃縮應(yīng)用最廣。①重力濃縮法圖2-33分層沉降過程示意圖污泥處理與處置5.污泥的最終處置方法1)污泥的綜合利用①污泥堆肥②其它用途從工業(yè)廢水泥渣中可以回收工業(yè)原料；由電鍍廢水的沉渣可提煉鐵氧體；從污泥中可以提取維生素B12；低溫干餾有機(jī)污泥能獲得可燃?xì)怏w、氨及焦油。利用污泥還可以制造生化纖維板，制造水泥和其他建材。2.5污泥處理與處置2)污泥的最終處置①衛(wèi)生填埋污泥衛(wèi)生填埋（填墊、堆置、與城市生活垃圾一起填埋）前，必須先將其含水率降低至85%以下。②干化污泥干化是將脫水污泥通過處理，使污泥中的毛細(xì)水和吸附水大部分或全部去除的方法。污泥干化后含水率可從60～80%降低至10～30%左右。污泥干化常用的設(shè)施為回轉(zhuǎn)式圓筒干燥爐。2.5污泥處理與處置③

焚燒污泥焚燒是一種常用的處置方法，即借助輔助燃料引火，使焚燒爐內(nèi)溫度升至燃點以上，令其自燒，所產(chǎn)生的廢氣（CO2、SO2等）和爐灰，再分別進(jìn)行處理。④濕式氧化濕式氧化是將濕污泥在高溫高壓下分解其中有機(jī)物的一種處理方法?；钚晕勰喾ㄔO(shè)計計算_例題1一曝氣池設(shè)計水量為50,000m3/d,進(jìn)水BOD5=200mg/L,混合液活性污泥濃度為2500mg/L,污泥負(fù)荷為0.2kgBOD5/kgMLSS.d,求曝氣池容積?；钚晕勰喾ㄔO(shè)計計算_例題2一曝氣池設(shè)計水量為30,000m3/d,進(jìn)水BOD5=200mg/L,污泥負(fù)荷為0.25kgBOD5/kgMLSS.d,混合液污泥濃度為2g/L,若BOD5去除率為90%,求曝氣池容積。活性污泥法設(shè)計計算_例題3某生活污水?dāng)M采用活性污泥法處理系統(tǒng)，污水設(shè)計流量為6000m3/d，原污水BOD5=200mg/L，處理后出水BOD5=20mg/L.設(shè)計參數(shù)：BOD5-SS負(fù)荷率Ns=0.3kgBOD5/(kgMLSS.d),混合液污泥濃度MLSS=2500mg/L,,MLVSS=2000mg/L.污泥齡θ=20d,污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.5衰減系數(shù)Kd=0.1，用污泥齡θ設(shè)計，曝氣池需要的容積為（）m3活性污泥法設(shè)計計算_例題4某城市污水處理廠采用活性污泥法處理污水，Q＝50000m3/d，Sa=220mg/L，Se=20mg/L，V=14000m3，Xv=2100mg/L，a’=0.5，b’=0.15，求需氧量。A8400，B9410，C10400，D11400；活性污泥法設(shè)計計算_例題5某城市污水處理廠采用活性污泥法處理污水，設(shè)計流量為10000m3／d，曝氣池容積為4000m3，曝氣池內(nèi)混合液污泥濃度X=3g/L.已知進(jìn)水BOD=220mg／L，出水BOD≤20mg/L，求每日活性污泥增殖量（）。（a=0.5,b=0.05,f=0.7)

A.580kg/dB.480kg/dC.680kg/dD.380kg/d活性污泥法設(shè)計計算_例題6某城市污水處理廠采用活性污泥法處理污水，設(shè)計流量為10000m3／d，曝氣池容積為6000m3，曝氣池內(nèi)混合液污泥濃度X=2g/L.已知進(jìn)水BOD=200mg／L，出水BOD≤20mg/L，求活性污泥的污泥齡（）。（a=0.5,b=0.05,f=0.75)

A.10dB.15d