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1、 第 十 四 章 污 水 的 好 氧 生 物 處 理（ 二 ） 活 性 污 泥 法 活 性 污 泥 法 曝 氣 池 的 基 本 形 式推 流 式 曝 氣 池 完 全 混 合 式封 閉 環(huán) 流 式序 批 式 傳 統(tǒng) 活 性 污 泥 法 漸 減 曝 氣分 步 曝 氣完 全 混 合 法淺 層 曝 氣深 層 曝 氣高 負(fù) 荷 曝 氣 或 變 形 曝 氣克 勞 斯 法延 時(shí) 曝 氣接 觸 穩(wěn) 定 法氧 化 溝純 氧 曝 氣吸 附 生 物 降 解 工 藝 （ AB法 ）序 批 式 活 性 污 泥 法 （ SBR法 ）活 性 污 泥 法 的 多 種 運(yùn) 行 方 式有 機(jī) 物 去 除 和氨 氮 硝 化 傳 統(tǒng)

2、 活 性 污 泥 法 的 幾 種 類 型 傳 統(tǒng) 推 流 式 需 氧 和 供 氣 特 征 在 推 流 式 的 傳 統(tǒng) 曝 氣 池 中 ， 混 合 液 的 需 氧量 在 長 度 方 向 是 逐 步 下 降 的 。實(shí) 際 情 況 是 ： 前 半 段 氧 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 不 夠 ， 后 半 段供 氧 量 超 過 需 要 。漸 減 曝 氣 的 目 的 就 是 合 理 地 布 置 擴(kuò) 散 器 ，使 布 氣 沿 程 變 化 ， 而 總 的 空 氣 量 不 變 ， 這 樣可 以 提 高 處 理 效 率 。 布 氣 方 式 的 改 變 漸 減 曝 氣 漸 減 曝 氣 空 氣 擴(kuò) 散 設(shè) 備 二 次 沉淀 池進(jìn) 水 出

3、 水剩 余 活 性 污 泥回 流 活 性 污 泥 把 入 流 的 一 部 分 從 池 端 引 入 到 池 的 中 部 分 點(diǎn) 進(jìn) 水 。 分 步 （ 階 段 ） 曝 氣 分 步 曝 氣 示 意 圖 改 變 進(jìn) 水 方 式 完 全 混 合 法 在 分 步 曝 氣 的 基 礎(chǔ) 上 ， 進(jìn) 一 步 大 大 增 加 進(jìn)水 點(diǎn) ， 同 時(shí) 相 應(yīng) 增 加 回 流 污 泥 并 使 其 在 曝 氣池 中 迅 速 混 合 ， 長 條 形 池 子 中 也 能 做 到 完 全混 合 狀 態(tài) 。 （ 1） 池 液 中 各 個(gè) 部 分 的 微 生 物 種 類 和 數(shù) 量 基 本 相同 ， 生 活 環(huán) 境 也 基 本

4、相 同 。 （ 2） 入 流 出 現(xiàn) 沖 擊 負(fù) 荷 時(shí) ， 池 液 的 組 成 變 化 也 較小 ， 因 為 驟 然 增 加 的 負(fù) 荷 可 為 全 池 混 合 液 所 分 擔(dān) ， 而不 是 像 推 流 中 僅 僅 由 部 分 回 流 污 泥 來 承 擔(dān) 。 完 全 混 合池 從 某 種 意 義 上 來 講 ， 是 一 個(gè) 大 的 緩 沖 器 和 均 和 池 ，在 工 業(yè) 污 水 的 處 理 中 有 一 定 優(yōu) 點(diǎn) 。（ 3） 池 液 里 各 個(gè) 部 分 的 需 氧 量 比 較 均 勻 。 完 全 混 合 法 特 點(diǎn) 淺 層 曝 氣 特 點(diǎn) ： 氣 泡 形 成 和 破 裂 瞬 間 的 氧 傳

5、 遞 速 率 是 最 大 的 。 在水 的 淺 層 處 用 大 量 空 氣 進(jìn) 行 曝 氣 ， 就 可 以 獲 得 較 高 的 氧 傳 遞速 率 。 1953年 派 斯 維 爾 （ Pasveer） 的 研 究 ： 氧 在 10 靜 止 水 中的 傳 遞 特 征 ， 如 下 圖 所 示 。 淺 層 曝 氣 擴(kuò) 散 器 的 深 度 以 在 水 面 以 下 0.6 0.8m范 圍 為 宜 ， 可 以 節(jié) 省 動(dòng)力 費(fèi) 用 ， 動(dòng) 力 效 率 可 達(dá) 1.8 2.6kg（ O2） / kWh。可 以 用 一 般 的 離 心 鼓 風(fēng) 機(jī) 。淺 層 曝 氣 與 一 般 曝 氣 相 比 ， 空 氣 量 增

6、 大 ， 但 風(fēng) 壓 僅 為 一 般 曝氣 的 1/41/6左 右 ， 約 10kPa， 故 電 耗 略 有 下 降 。曝 氣 池 水 深 一 般 3 4m， 深 寬 比 1.0 1.3， 氣 量 比 30 40m3/（ m3 H 2O.h） 。淺 層 池 適 用 于 中 小 型 規(guī) 模 的 污 水 廠 。由 于 布 氣 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 維 修 上 的 困 難 ， 沒 有 得 到 推 廣 利 用 。 改 良 活 性 污 泥 法 深 井 曝 氣 法l針 對 傳 統(tǒng) 活 性 污 泥 法 能 耗 大 ， 提 高氧 的 傳 遞 效 率 ；l針 對 普 通 活 性 污 泥 法 曝 氣 池 的 體 積大

7、。 而 進(jìn) 行 的 改 良 使 用 歷 程 1974年 ， 英 國 帝 國 化 學(xué) 公 司 （ ICI） 開 發(fā)建 成 第 一 座 污 水 處 理 裝 置 ； 該 井 直 徑 ： 0.4m; 深 ： 130m; 日 處 理 量 ：363m3; 取 得 效 果 良 好 出 水 BOD 15mg/L；SS18mg/L 因 此 得 到 了 廣 泛 的 推 廣 ， 我 國 在 70年 代末 也 有 應(yīng) 用 ， 目 前 已 建 了 30多 座 。 深 層 曝 氣 深 井 曝 氣 法 處 理 流 程深 井 曝 氣 池 簡 圖 深 井 曝 氣 法 的 主 要 優(yōu) 點(diǎn) 氧 的 傳 遞 效 率 和 利 用 率

8、高 水 深 -靜 壓 高 -飽 和 溶 解 氧 （ Cs） 增 加 ； 氣 水 接 觸 時(shí) 間 長 ，可 以 達(dá) 到 3-5min。 由 于 井 中 溶 解 氧 濃 度 高 ， 生 物 固 體 濃 度 高 ，可 以 在 很 高 的 有 機(jī) 負(fù) 荷 下 運(yùn) 行 。 占 地 面 積 小 ， 為 普 通 活 性 污 泥 法 的 1/3-1/5。 污 泥 產(chǎn) 量 小 ， 溶 解 氧 高 促 進(jìn) 了 污 泥 的 自 身 氧化 缺 點(diǎn) 對 地 下 水 的 污 染 要 重 視 一 般 曝 氣 池 直 徑 約 16m， 水 深 約 10 20m。 深 井 曝 氣 法 深度 為 50 150m， 節(jié) 省 了 用

9、 地 面 積 。在 深 井 中 可 利 用 空 氣 作 為 動(dòng) 力 ， 促 使 液 流 循 環(huán) 。深 井 曝 氣 法 中 ， 活 性 污 泥 經(jīng) 受 壓 力 變 化 較 大 ， 實(shí) 踐 表 明 這 時(shí)微 生 物 的 活 性 和 代 謝 能 力 并 無 異 常 變 化 ， 但 合 成 和 能 量 分 配 有一 定 的 變 化 。深 井 曝 氣 池 內(nèi) ， 氣 液 紊 流 大 ， 液 膜 更 新 快 ， 促 使 KLa值 增 大 ，同 時(shí) 氣 液 接 觸 時(shí) 間 延 長 ， 溶 解 氧 的 飽 和 度 也 由 深 度 的 增 加 而 增加 。當(dāng) 井 壁 腐 蝕 或 受 損 時(shí) ， 污 水 可 能

10、會(huì) 通 過 井 壁 滲 透 ， 污 染 地 下水 。 深 層 曝 氣 部 分 污 水 廠 只 需 要 部 分 處 理 ， 因 此 產(chǎn) 生 了 高負(fù) 荷 曝 氣 法 。 曝 氣 時(shí) 間 比 較 短 ， 約 為 1.5 3h， 處 理 效 率 僅約 65 左 右 ， 有 別 于 傳 統(tǒng) 的 活 性 污 泥 法 ， 故 常 稱變 形 曝 氣 。 高 負(fù) 荷 曝 氣 或 變 形 曝 氣 處 理 程 度控 制 克 勞 斯 工 程 師 把 厭 氧 消 化 的 上 清 液 加 到 回 流污 泥 中 一 起 曝 氣 ， 然 后 再 進(jìn) 入 曝 氣 池 ， 克 服 了高 碳 水 化 合 物 的 污 泥 膨 脹

11、問 題 ， 這 個(gè) 方 法 稱 為克 勞 斯 法 。 消 化 池 上 清 液 中 富 有 氨 氮 ， 可 以 供 應(yīng) 大 量 碳水 化 合 物 代 謝 所 需 的 氮 。 消 化 池 上 清 液 夾 帶 的 消 化 污 泥 相 對 密 度 較 大 ，有 改 善 混 合 液 沉 淀 性 能 的 功 效 。 克 勞 斯 法 延 時(shí) 曝 氣 的 特 點(diǎn) ： 曝 氣 時(shí) 間 很 長 ， 達(dá) 24h甚 至 更 長 ， MLSS較 高 ， 達(dá)到 3000 6000mg/L； 活 性 污 泥 在 時(shí) 間 和 空 間 上 部 分 處 于 內(nèi) 源 呼 吸 狀 態(tài) ，剩 余 污 泥 少 而 穩(wěn) 定 ， 無 需 消

12、 化 ， 可 直 接 排 放 ； 適 用 于 污 水 量 很 小 的 場 合 ， 近 年 來 ， 國 內(nèi) 小 型 污水 處 理 系 統(tǒng) 多 有 使 用 。 延 時(shí) 曝 氣 接 觸 穩(wěn) 定 法 混 合 液 曝 氣 過 程 中 第 一 階 段 BOD 5的 下 降 是 由 于 吸 附作 用 造 成 的 ， 對 于 溶 解 的 有 機(jī) 物 ， 吸 附 作 用 不 大 或 沒 有 ，因 此 ， 把 這 種 方 法 稱 為 接 觸 穩(wěn) 定 法 ， 也 叫 吸 附 再 生 法 。混 合 液 的 曝 氣 完 成 了 吸 附 作 用 ， 回 流 污 泥 的 曝 氣 完 成 穩(wěn)定 作 用 。 直 接 用 于 原

13、 污 水 的 處 理 比 用 于 初 沉 池 的 出 流 處 理 效 果 好 ；可 省 去 初 沉 池 ； 此 方 法 剩 余 污 泥 量 增 加 。 接 觸 穩(wěn) 定 法 氧 化 溝 活 性 污 泥 法 氧 化 溝 是 延 時(shí) 曝 氣 法 的 一 種 特 殊 形 式 ， 它 的 池 體 狹 長 ， 池 深 較 淺 ， 在溝 槽 中 設(shè) 有 表 面 曝 氣 裝 置 ， HRT 10-24h, SRT 20-30d;曝 氣 裝 置 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 推 動(dòng) 溝 內(nèi) 液 體 迅 速 流 動(dòng) ， 具 有 曝 氣 和 攪 拌 兩 個(gè) 作 用 ，溝 中 混 合 液 流 速 約 為 0.3 0.6m/s， 使

14、 活 性 污 泥 呈 懸 浮 狀 態(tài) 。 氧 化 溝 定 義 發(fā) 展 歷 史 與 現(xiàn) 狀 1954年 在 荷 蘭 建 造 的 第 一 座 氧 化 溝 廢 水 處 理廠 ， 目 前 ， 歐 洲 ： 2000個(gè) ； 北 美 ： 9000個(gè) ；亞 洲 ： 1000個(gè) ； 發(fā) 展 迅 速 。 處 理 水 量 在 增 加 ， 過 去 一 般 在 3000t/d， 現(xiàn) 在處 理 量 在 100000t/d以 上 的 工 藝 已 比 較 普 遍 。 現(xiàn) 在 試 圖 在 其 中 加 填 料 ， 試 驗(yàn) 效 果 較 好 。 氧 化 溝 的 工 藝 類 型 Carrousel型 氧 化 溝 ， 多 溝 串 聯(lián) 系

15、 統(tǒng) ； Orbal 型 氧 化 溝 ， 有 多 條 同 心 圓 或 橢 圓 組 成 ； 一 體 化 氧 化 溝 ， 交 替 用 來 曝 氣 和 沉 淀 ， 不 需要 單 設(shè) 沉 淀 池 。 1.卡 魯 塞 爾 氧 化 溝 采 用 立 式 表 曝 機(jī) 的 卡 魯 塞 爾 氧 化 溝 (英 國 ASH Vale 污 水 處 理 廠 ) 2. 交 替 工 作 式 氧 化 溝 OTV-Gruger的 三 溝 式 氧 化 溝 (Faabborg污 水 處 理 廠 ) 3) Orbal氧 化 溝 型 Orbal型 氧 化 溝 4. 一 體 化 氧 化 溝Simon-Hartley船 型 氧 化 溝 氧

16、化 溝 的 特 點(diǎn) 推 流 和 完 全 混 合 兩 種 流 態(tài) 的 結(jié) 合 ， 一 個(gè) 循 環(huán)5-20min； 總 體 需 要 30-200次 循 環(huán) ， 稀 釋 能力 強(qiáng) （ 數(shù) 十 倍 ） ， 抗 沖 擊 性 強(qiáng) ； 具 有 明 顯 的 溶 解 氧 梯 度 ， 可 以 在 一 個(gè) 構(gòu) 筑 物中 實(shí) 現(xiàn) 硝 化 和 反 硝 化 ， 節(jié) 約 溶 解 氧 、 堿 度 等 ，能 耗 也 低 （ 自 然 流 動(dòng) ） ； 處 理 流 程 簡 單 ， 污 泥 量 小 ( 延 時(shí) 曝 氣 ） 出 水 效 果 穩(wěn) 定 ， 水 質(zhì) 好 。 氧 化 溝 的 命 名1、 根 據(jù) 采 用 的 特 殊 曝 氣 設(shè) 備

17、 命 名 ， 例 如 將 采 用 立 式 表曝 機(jī) 曝 氣 的 氧 化 溝 ， 命 名 為 表 曝 氧 化 溝 ， 將 采 用 射 流 曝氣 的 氧 化 溝 命 名 為 射 流 曝 氣 氧 化 溝 等 。2、 根 據(jù) 氧 化 溝 的 運(yùn) 行 方 式 和 氧 化 溝 的 主 要 特 點(diǎn) 方 式 命名 ， 例 如 將 目 前 的 雙 溝 氧 化 溝 和 三 溝 式 氧 化 溝 命 名 為 交替 (工 作 )式 氧 化 溝 ， 將 沉 淀 設(shè) 備 在 氧 化 溝 內(nèi) 的 氧 化 溝 命名 為 一 體 化 氧 化 溝 等 。 而 不 宜 將 采 用 立 式 表 曝 機(jī) 的 氧 化溝 統(tǒng) 稱 為 卡 魯

18、 塞 爾 氧 化 溝 。 3) 在 引 進(jìn) 項(xiàng) 目 上 可 以 直 接 采 用 原 名 ， 如 奧 貝 爾 氧 化 溝 、卡 魯 塞 爾 氧 化 溝 等 等 。 在 我 們 應(yīng) 用 時(shí) 雖 然 采 用 同 樣 的 工作 原 理 ， 但 是 在 其 已 有 注 冊 商 標(biāo) 的 情 況 下 也 不 要 采 用 同樣 的 名 稱 。4) 對 應(yīng) 用 曝 氣 轉(zhuǎn) 刷 和 曝 氣 轉(zhuǎn) 盤 的 氧 化 溝 沒 作 命 名 ， 這是 因 為 這 類 設(shè) 備 應(yīng) 用 非 常 廣 泛 ， 幾 乎 可 以 應(yīng) 用 于 各 種 類型 的 氧 化 溝 。 氧 化 溝 的 裝 置 1) 采 用 的 處 理 流 程 23

19、 45 67 8 91: 進(jìn) 水 ； 2： 沉 淀 池 ； 3： 轉(zhuǎn) 刷 ； 4： 中 心 墻 ； 5： 導(dǎo) 流板 ； 6： 導(dǎo) 流 墻 ； 7： 出 水 堰 ； 8： 邊 壁 ； 9： 刮 泥 機(jī) ; 10: 回 流 污 泥圖 6-6 氧 化 溝 構(gòu) 造 和 工 藝 流 程 圖 示101 2) 曝 氣 裝 置轉(zhuǎn) 刷 或 轉(zhuǎn) 盤 曝 氣 器 立 式 表 面 曝 氣 器射 流 曝 氣 器導(dǎo) 管 式 曝 氣 機(jī)混 合 曝 氣 系 統(tǒng) 3) 氧 化 溝 曝 氣 設(shè) 備a) 水 平 軸 曝 氣 轉(zhuǎn) 刷 或 轉(zhuǎn) 盤圖 6-7 曝 氣 轉(zhuǎn) 刷 設(shè) 備 (OTV-Gruger產(chǎn) 品 ) 3) 氧 化 溝 曝

20、 氣 設(shè) 備b) 水 平 軸 曝 氣 轉(zhuǎn) 盤 曝 氣 轉(zhuǎn) 盤 設(shè) 備 (美 國 US Filter產(chǎn) 品 ) c) 立 式 低 速 表 曝 機(jī) 圖 6-8 荷 蘭 DHV公 司 表 曝 機(jī) 4) 進(jìn) 、 出 水 裝 置圖 6-9 三 溝 式 氧 化 溝 可 調(diào) 式 出 水 堰 5) 導(dǎo) 流 和 混 合 裝 置圖 6-10 潛 水 攪 拌 機(jī) 圖 6-11 水 下 推 進(jìn) 器 6) 附 屬 構(gòu) 筑 物如 :二 沉 池刮 泥 機(jī)污 泥 回 流 泵 房 等這 一 部 分 與 傳 統(tǒng) 活 性 污 泥 工 藝 相 同 。 全 面 認(rèn) 識(shí) 氧 化 溝 處 理 技 術(shù)1、 要 考 慮 污 染 物 的 去 除

21、 目 的 ： 對 于 不 同 的 污 染 物 的 去 除 ， 設(shè) 計(jì) 參數(shù) 和 方 法 是 不 同 的 ；2、 氧 化 溝 最 重 要 的 特 點(diǎn) 之 一 是 專 用 的 曝 氣 設(shè) 備 ， 對 于 曝 氣 設(shè) 備 不僅 僅 要 求 掌 握 其 充 氧 能 力 ， 更 重 要 的 是 全 面 了 解 和 掌 握 氧 化 溝 的水 力 學(xué) 特 性 尤 為 重 要 ；3、 有 關(guān) 曝 氣 設(shè) 備 的 水 力 學(xué) 特 性 ， 大 部 分 設(shè) 計(jì) 單 位 恰 恰 掌 握 不 夠 。致 使 在 設(shè) 計(jì) 中 由 于 設(shè) 備 型 號 和 參 數(shù) 不 準(zhǔn) ， 常 常 導(dǎo) 致 設(shè) 計(jì) 沒 有 達(dá) 到預(yù) 期 效

22、果 。 8、 設(shè) 計(jì) 、 研 究 和 生 產(chǎn) 廠 家 應(yīng) 加 強(qiáng) 基 礎(chǔ) 研 究1) 氧 化 溝 技 術(shù) 發(fā) 展 與 高 效 曝 氣 設(shè) 備 的 發(fā) 展 是 密 切 相 關(guān) 的 。 國 內(nèi) 外的 實(shí) 踐 證 明 ， 往 往 新 的 曝 氣 設(shè) 備 開 發(fā) 和 應(yīng) 用 ， 意 味 著 一 種 新 的 氧化 溝 工 藝 的 誕 生 ；2) 大 多 數(shù) 氧 化 溝 工 藝 與 其 擁 有 的 專 利 和 設(shè) 備 是 密 切 相 關(guān) 。 并 且 與各 廠 商 的 注 冊 商 標(biāo) 相 聯(lián) 系 。 如 卡 魯 塞 爾 (Carrousel R)、 奧 貝 爾(Orbal)和 三 溝 式 氧 化 溝 等 等

23、 ， 都 有 各 自 的 一 些 特 色 。 純 氧 代 替 空 氣 ，可 以 提 高 生 物 處 理 的速 度 。 純 氧 曝 氣 池 的構(gòu) 造 見 右 圖 。 純 氧 曝 氣 純 氧 曝 氣 的 缺 點(diǎn) 是 純 氧 發(fā) 生 器 容 易 出 現(xiàn) 故 障 ， 裝 置 復(fù) 雜 ，運(yùn) 轉(zhuǎn) 管 理 較 麻 煩 。 在 密 閉 的 容 器 中 ， 溶 解 氧 的 飽 和 度 可 提 高 ， 氧 溶 解 的推 動(dòng) 力 也 隨 著 提 高 ， 氧 傳 遞 速 率 增 加 了 ， 因 而 處 理 效 果 好 ，污 泥 的 沉 淀 性 也 好 。 純 氧 曝 氣 并 沒 有 改 變 活 性 污 泥 或 微 生

24、物 的 性 質(zhì) ， 但 使 微 生 物 充 分 發(fā) 揮 了 作 用 。 活 性 污 泥 法 是 世 紀(jì) 年 代 由 德 國 發(fā) 明 的 ， 年 代 推 廣 應(yīng) 用 的 新 技 術(shù) ； 其 發(fā) 明 源 于 兩 段 活 性 污 泥 法 和 高 負(fù) 荷 活性 污 泥 法 ， 集 合 其 優(yōu) 點(diǎn) 而 應(yīng) 用 的 。 在 世 界 上 ， 許 多 國 家 用 于 小 中 型 處 理廠 ； 在 我 國 用 于 處 理 一 些 工 業(yè) 廢 水 印染 廢 水 等 。 具 有 一 定 的 脫 氮 除 磷 效 果 吸 附 生 物 降 解 工 藝 （ AB法 ） A級 以 高 負(fù) 荷 或 超 高 負(fù) 荷 運(yùn) 行 ，

25、B級 以 低 負(fù) 荷 運(yùn) 行 ， A級曝 氣 池 停 留 時(shí) 間 短 ， 30 60min， B級 停 留 時(shí) 間 2 4h。該 系 統(tǒng) 不 設(shè) 初 沉 池 ， A級 曝 氣 池 是 一 個(gè) 開 放 性 的 生 物 系統(tǒng) 。 A、 B兩 級 各 自 有 獨(dú) 立 的 污 泥 回 流 系 統(tǒng) ， 兩 級 的 污 泥互 不 相 混 。處 理 效 果 穩(wěn) 定 ， 具 有 抗 沖 擊 負(fù) 荷 和 pH變 化 的 能 力 。 該工 藝 還 可 以 根 據(jù) 經(jīng) 濟(jì) 實(shí) 力 進(jìn) 行 分 期 建 設(shè) 。吸 附 生 物 降 解 工 藝 （ AB法 ） 應(yīng) 用 實(shí) 例 山 東 ： 泰 安 城 市 污 水 處 理 廠

26、 ， 青 島 海 泊 河 污水 處 理 廠 ； 上 海 松 江 污 水 處 理 廠 ， 嘉 定 污 水 處 理 廠 法 序 批 式 活 性 污 泥 法 （ SBR法 ） SBR工 藝 的 基 本 運(yùn) 行 模 式 由 進(jìn) 水 、 反 應(yīng) 、 沉 淀 、 出 水和 閑 置 五 個(gè) 基 本 過 程 組 成 ， 從 污 水 流 入 到 閑 置 結(jié) 束 構(gòu) 成 一 個(gè)周 期 ， 在 每 個(gè) 周 期 里 上 述 過 程 都 是 在 一 個(gè) 設(shè) 有 曝 氣 或 攪 拌 裝置 的 反 應(yīng) 器 內(nèi) 依 次 進(jìn) 行 的 。 (1)工 藝 系 統(tǒng) 組 成 簡 單 ， 不 設(shè) 二 沉 池 ， 曝 氣 池 兼 具 二

27、沉 池 的功 能 ， 無 污 泥 回 流 設(shè) 備 ； (2)耐 沖 擊 負(fù) 荷 ， 在 一 般 情 況 下 （ 包 括 工 業(yè) 污 水 處 理 ） 無 需設(shè) 置 調(diào) 節(jié) 池 ； (3)反 應(yīng) 推 動(dòng) 力 大 ,易 于 得 到 優(yōu) 于 連 續(xù) 流 系 統(tǒng) 的 出 水 水 質(zhì) ; (4)運(yùn) 行 操 作 靈 活 ， 通 過 適 當(dāng) 調(diào) 節(jié) 各 單 元 操 作 的 狀 態(tài) 可 達(dá) 到脫 氮 除 磷 的 效 果 ； (5)污 泥 沉 淀 性 能 好 ,SVI值 較 低 ,能 有 效 地 防 止 絲 狀 菌 膨 脹 ; (6)該 工 藝 的 各 操 作 階 段 及 各 項(xiàng) 運(yùn) 行 指 標(biāo) 可 通 過 計(jì)

28、算 機(jī) 加 以控 制 ， 便 于 自 控 運(yùn) 行 ， 易 于 維 護(hù) 管 理 。 序 批 式 活 性 污 泥 法 （ SBR法 ）SBR工 藝 與 連 續(xù) 流 活 性 污 泥工 藝 相 比 的 優(yōu) 點(diǎn) (1)容 積 利 用 率 低 ； (2)水 頭 損 失 大 ； (3)出 水 不 連 續(xù) ； (4)峰 值 需 氧 量 高 ； (5)設(shè) 備 利 用 率 低 ； (6)運(yùn) 行 控 制 復(fù) 雜 ； (7)不 適 用 于 大 水 量 。 序 批 式 活 性 污 泥 法 （ SBR法 ）SBR工 藝 的 缺 點(diǎn) SBR工 藝 類 型 和 發(fā) 展1) 經(jīng) 典 SBR反 應(yīng) 器進(jìn) 水 曝 氣 沉 淀 排

29、水 排 泥 進(jìn)水 進(jìn)水 進(jìn)水預(yù)反應(yīng)區(qū) 主反應(yīng)區(qū) 沉淀 (停曝) 排水 出水(停曝、排泥)曝氣 潷 水 器2)間 歇 循 環(huán) 延 時(shí) 曝 氣 系 統(tǒng) （ Intermittent Cycle Extended Aeration） ICEAS工藝 ICEAS工 藝 的 基 本 單 元 是 兩 個(gè) 矩 形 池 為 一 組 的 反 應(yīng) 器 。 每 個(gè) 池 子 分 為 預(yù) 反應(yīng) 區(qū) 和 主 反 應(yīng) 區(qū) 兩 部 分 ， 預(yù) 反 應(yīng) 區(qū) 一 般 處 于 缺 氧 狀 態(tài) ， 主 反 應(yīng) 區(qū) 是 曝 氣 反應(yīng) 的 主 體 。 3) ICEAS工 藝 與 經(jīng) 典 SBR工 藝 的 對 比a) 沉 淀 特 性 不

30、同 ；b) 由 于 連 續(xù) 進(jìn) 水 損 失 理 想 推 流 性 能 和 污 泥 膨 脹 的 控 制 功 能 ；c) 連 續(xù) 進(jìn) 水 便 于 較 大 型 污 水 處 理 廠 ；d) 由 于 池 長 過 長 水 平 流 速 會(huì) 過 大 ， 這 也 使 得 ICEAS工 藝 的 單 池 無 法進(jìn) 一 步 擴(kuò) 大 ；e) ICEAS工 藝 的 運(yùn) 行 周 期 比 較 短 。 4) 循 環(huán) 活 性 污 泥 （ CASS） 工 藝CASS工 藝 是 Goronszy教 授 在 ICEAS的 基 礎(chǔ) 上 開 發(fā) 出 來 的(1) 生 物 選 擇 器 (2) 缺 氧 區(qū) (3) 好 氧 區(qū) (4) 回 流 污

31、 泥 和 剩 余 污 泥 (5) 潷 水 器圖 5-4循 環(huán) 式 活 性 污 泥 法 工 藝 (CASS)的 組 成 3) CASS工 藝 與 ICEAS工 藝 的 對 比1) 增 加 了 污 泥 回 流 ； 2) 加 大 了 預(yù) 反 應(yīng) 區(qū) 的 體 積 ；3) 增 加 了 兼 氧 區(qū) 。通 過 以 上 三 個(gè) 措 施 ， CASS反 應(yīng) 器 強(qiáng) 化 了 以 下 的 功 能 ：1) 加 速 對 溶 解 性 底 物 的 去 除 和 對 難 降 解 有 機(jī) 物 的 水 解 作 用 ；2) 加 大 兼 氧 區(qū) 強(qiáng) 化 污 泥 中 磷 在 厭 氧 條 件 下 得 到 有 效 的 釋 放 ；3) 此 外

32、 ,選 擇 器 和 兼 氧 區(qū) 中 還 可 發(fā) 生 比 較 顯 著 的 反 硝 化 作 用 ；4) 采 用 多 池 串 聯(lián) 運(yùn) 行 ， 使 廢 水 在 反 應(yīng) 器 的 流 動(dòng) 呈 現(xiàn) 出 整 體 推 流 而 在不 同 區(qū) 域 內(nèi) 為 完 全 混 合 的 復(fù) 雜 流 態(tài) ， 保 證 了 處 理 效 果 ；5) 改 善 污 泥 的 沉 降 性 能 ， 防 止 污 泥 膨 脹 問 題 的 發(fā) 生 。 4) UNITANK系 統(tǒng)UNITANK系 統(tǒng) 是 90年 代 初 ， 比 利 時(shí) SEGHERS公 司 提 出一 種 SBR的 變 型 工 藝 。圖 5-5 UNITANK工 藝 圖 2) UNITA

33、NK系 統(tǒng) 的 原 理 和 特 點(diǎn)1、 標(biāo) 準(zhǔn) 的 UNITANK系 統(tǒng) 是 由 三 個(gè) 正 方 形 池 所 組 成 ， 三 個(gè) 池 子 之 間構(gòu) 成 了 一 個(gè) 級 串 的 形 式 ， 彌 補(bǔ) 了 單 個(gè) 反 應(yīng) 器 完 全 混 合 的 缺 點(diǎn) ；2、 UNITANK系 統(tǒng) 在 恒 定 水 位 下 連 續(xù) 運(yùn) 行 ， 出 水 采 用 固 定 堰 而 不 是潷 水 器 。3、 從 整 個(gè) 系 統(tǒng) 來 看 ， 它 已 經(jīng) 不 屬 于 SBR了 ， 與 交 替 運(yùn) 轉(zhuǎn) 的 三 溝 氧化 溝 非 常 相 似 ， 更 接 近 于 傳 統(tǒng) 的 活 性 污 泥 法 。 這 是 UNITANK工 藝 最為

34、顯 著 的 一 個(gè) 特 點(diǎn) ； 3) UNITANK系 統(tǒng) 的 缺 點(diǎn) 與 三 溝 氧 化 溝 的 情 況 相 類 似 ， UNITANK工 藝 中 三 池 的 作 用 也 是 不 均 等的 ， 存 在 中 間 池 子 污 泥 濃 度 高 的 情 況 。 5) UNITANK工 藝 的 改 進(jìn)UNITANK發(fā) 明 人 在 離 開 SEGHERS公 司 之 后 ， 提 出 新 的 變 型 工 藝 -LUCAS工 藝圖 5-6 采 用 四 個(gè) 正 方 形 反 應(yīng) 器 和 四 個(gè) 圓 形 反 應(yīng) 的 LUCAS工 藝 （ 三 ） 各 種 不 同 類 型 SBR的 設(shè) 計(jì) 方 法1、 進(jìn) 水 濃 度

35、和 設(shè) 計(jì) 負(fù) 荷 的 影 響2、 周 期 的 影 響3、 進(jìn) 水 方 式 的 影 響4、 不 同 類 型 SBR反 應(yīng) 器 的 設(shè) 計(jì) 公 式 SBR的 類 型 運(yùn) 行 周 期(長 或 者 短 ) 負(fù) 荷(高 或 低 ) 進(jìn) 水 方 式(連 續(xù) 或 間 歇 ) 曝 氣 方 式(限 制 或 非 限 制 ) 動(dòng) 力 學(xué) 公 式經(jīng) 典 SBR 長 /短 高 /低 間 歇 限 制 /非 限 制 一 級 /線 性 /零級ICEAS 短 低 連 續(xù) 非 限 制 一 級 /線 性CASS 短 低 連 續(xù) 非 限 制 一 級 /線 性 UNITANK 長 /短 高 /低 連 續(xù) 非 限 制 一 級 /線 性

36、 不 同 類 型 SBR常 用 的 運(yùn) 行 方 式 和 動(dòng) 力 學(xué) 公 式 活 性 污 泥 法 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算第 五 節(jié) 去 除 有 機(jī) 物 的 過 程 設(shè) 計(jì) 活 性 污 泥 系 統(tǒng) 工 藝 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 把 整 個(gè) 系 統(tǒng) 作 為 整 體 來 考 慮 ， 包 括 曝 氣 池 、 二 沉 池 、 曝氣 設(shè) 備 、 回 流 設(shè) 備 等 ， 甚 至 包 括 剩 余 污 泥 的 處 理 處 置 。 主 要 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 ： （ 1） 工 藝 流 程 選 擇 ； （ 2） 曝 氣 池 容 積 和 構(gòu) 筑 物 尺 寸 的 確 定 ； （ 3） 二 沉 池 澄 清 區(qū) 、 污 泥 區(qū) 的 工 藝 設(shè)

37、 計(jì) ； （ 4） 供 氧 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) ； （ 5） 污 泥 回 流 設(shè) 備 設(shè) 計(jì) 。 主 要 依 據(jù) ： 水 質(zhì) 水 量 資 料 生 活 污 水 或 生 活 污 水 為 主 的 城 市 污 水 ： 成 熟 設(shè) 計(jì) 經(jīng) 驗(yàn) 工 業(yè) 廢 水 ： 試 驗(yàn) 研 究 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 工 藝 流 程 的 選 擇 需 要 調(diào) 查 研 究 和 收 集 的 基 礎(chǔ) 資 料 ： 1. 污 水 的 水 量 水 質(zhì) 資 料 水 量 關(guān) 系 到 處 理 規(guī) 模 ， 多 種 方 法 分 析 計(jì) 算 ， 注 意 收 集 率 和地 下 水 滲 入 量 ； 水 質(zhì) 決 定 選 用 的 處 理 流 程 和 處 理 程 度

38、 。 2. 接 納 污 水 的 對 象 資 料 3. 氣 象 水 文 資 料 4. 污 水 處 理 廠 廠 址 資 料 廠 址 地 形 資 料 ； 廠 址 地 質(zhì) 資 料 。 5. 剩 余 污 泥 的 出 路 調(diào) 研 流 程 選 擇 是 活 性 污 泥 設(shè) 計(jì) 中 的 首 要 問 題 ， 關(guān) 系 到 日 后 運(yùn) 轉(zhuǎn)的 穩(wěn) 定 可 靠 以 及 經(jīng) 濟(jì) 和 環(huán) 境 效 益 ， 必 須 在 詳 盡 調(diào) 查 的 基 礎(chǔ) 上 進(jìn)行 技 術(shù) 、 經(jīng) 濟(jì) 比 較 ， 以 得 到 先 進(jìn) 合 理 的 流 程 。 曝 氣 池 的 計(jì) 算 ： 純 經(jīng) 驗(yàn) 方 法勞 倫 斯 （ Lawronce）和 麥 卡 蒂 (

39、McCarty)法 （ 污 泥 齡 法 ）有 機(jī) 物 負(fù)荷 率 法 麥 金 尼(McKinney)法 有 機(jī) 物 負(fù) 荷 率 的 兩 種 表 示 方 法活 性 污 泥 負(fù) 荷 率 NS（ 簡 稱 污 泥 負(fù) 荷 ） 曝 氣 區(qū) 容 積 負(fù) 荷 率 NV（ 簡 稱 容 積 負(fù) 荷 ） 根 據(jù) 某 種 工 藝 的 經(jīng) 驗(yàn) 停 留 時(shí) 間 和 經(jīng) 驗(yàn) 去 除 率 ， 確 定 曝氣 池 的 水 力 停 留 時(shí) 間 。 例 如 ： 流 量 200m3/h， 曝 氣 池 進(jìn) 水 BOD濃 150mg/L, 出水 要 求 為 15mg/L， 采 用 多 點(diǎn) 進(jìn) 水 ， 求 曝 氣 池 容 積 。 多 點(diǎn) 進(jìn)

40、 水 經(jīng) 驗(yàn) 去 除 率 ： 85%90 經(jīng) 驗(yàn) 停 留 時(shí) 間 ： 35h 取 停 留 時(shí) 間 為 4.5h， 則 曝 氣 池 容 積 ： V 200 4.5m 3=900m3 經(jīng) 驗(yàn) 水 力 停 留 時(shí) 間 ： HRT 污 泥 負(fù) 荷 率 是 指 單 位 質(zhì) 量 活 性 污 泥 在 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 所能 承 受 的 BOD5量 ， 即 :式 中 ： Ls污 泥 負(fù) 荷 率 ,kg BOD5/（ kgMLVSSd） ; Q與 曝 氣 時(shí) 間 相 當(dāng) 的 平 均 進(jìn) 水 流 量 ， m3/d； S 0曝 氣 池 進(jìn) 水 的 平 均 BOD5值 ， mg/L； X曝 氣 池 中 的 污 泥

41、濃 度 ， mg/L。 污 泥 負(fù) 荷 率Ls = F/M = QS0/XV 容 積 負(fù) 荷 是 指 單 位 容 積 曝 氣 區(qū) 在 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 所 能 承 受的 BOD5量 ， 即 ：式 中 ： Nv容 積 負(fù) 荷 率 ， kg (BOD5)/(m3d)。容 積 負(fù) 荷 率Lv = QS0/V 根 據(jù) 上 面 任 何 一 式 可 計(jì) 算 曝 氣 池 的 體 積 ， 即 : S 0和 Q 是 已 知 的 ， X和 L可 參 考 教 材 中 表 12 1選 擇 。對 于 某 些 工 業(yè) 污 水 ， 要 通 過 試 驗(yàn) 來 確 定 X和 L值 。 污 泥 負(fù)荷 率 法 應(yīng) 用 方 便 ，

42、但 需 要 一 定 的 經(jīng) 驗(yàn) 。 Ls = F/M = QS0/XV Lv = QS0/V=LsXV = QS0/XLs =QS0/Lv 室 外 排 水 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范V = Q(S0 -Se)/XLs 所 求 值 略 小 污 泥 齡 法 -勞 倫 斯 和 麥 卡 蒂 法 污 泥 泥 齡 法出 水 水 質(zhì) 、 曝 氣 池 混 合 液 污 泥 濃 度 、 污 泥 回 流 比 等 都 與 污 泥 泥 齡 存在 一 定 的 數(shù) 學(xué) 關(guān) 系 ， 利 用 這 些 數(shù) 學(xué) 關(guān) 系 可 以 進(jìn) 行 生 物 處 理 設(shè) 計(jì) 。)1( )( 0 cd ceKX SSYQV 式 中 ： V-曝 氣 池 溶 積

43、， m3Y-活 性 污 泥 的 產(chǎn) 率 系 數(shù) ， gVSS/gBOD5Q-與 曝 氣 時(shí) 間 相 當(dāng) 的 平 均 進(jìn) 水 量 ， m3/dS0-曝 氣 池 進(jìn) 水 的 平 均 BOD5， mg/LSe-曝 氣 池 出 水 的 平 均 BOD5， mg/L c-污 泥 泥 齡 （ SRT),dX-曝 氣 池 混 合 液 污 泥 濃 度 MLVSS, mg/LKd-內(nèi) 源 代 謝 系 數(shù) ， d -1 剩 余 污 泥 量 計(jì) 算1. 按 污 泥 泥 齡 計(jì) 算 cVXX 式 中 ： X-每 天 排 出 的 總 固 體 量 ， gVSS/dX-活 性 污 泥 的 產(chǎn) 率 系 數(shù) ， gVSS/Gb

44、od5V-曝 氣 池 反 應(yīng) 器 容 積 ， m3 c-污 泥 泥 齡 ， d 剩 余 污 泥 量 計(jì) 算2. 根 據(jù) 污 泥 產(chǎn) 率 系 數(shù) 或 表 觀 產(chǎn) 率 系 數(shù) 計(jì) 算產(chǎn) 率 系 數(shù) ： 指 降 解 一 個(gè) 單 位 質(zhì) 量 的 底 物 所 增 長 的 微 生 物的 質(zhì) 量 。則 活 性 污 泥 微 生 物 每 日 在 曝 氣 池 內(nèi) 的 凈 增 量 為 ： vdev VXKQSSYX )( 0每 日 增 長 的 揮 發(fā) 性 活 性 污 泥 量 ， kg/dY-產(chǎn) 率 系 數(shù)Q(S0-Se） -每 日 有 機(jī) 物 去 除 量VXv-曝 氣 池 內(nèi) 揮 發(fā) 性 懸 浮 固 體 總 量 ，

45、 kgvX 好 氧 系 統(tǒng) 各 種 反 應(yīng) 對 應(yīng) 的 SRT范 圍 （ 20度 ） 生 物 性 的 溶 解 性 有 機(jī) 物 的 去 除 ： 0-2d; 顆 粒 態(tài) 有 機(jī) 物 的 溶 解 和 代 謝 ： 1.8-4d; 污 泥 穩(wěn) 定 化 ： 8.5-20d; 人 工 合 成 物 質(zhì) 的 降 解 ： 5-20d； 生 活 污 水 1-2d； 工 業(yè) 廢 水 2.5-5d； 硝 化 ： 2-15d,（ 與 溫 度 有 關(guān) ） 磷 的 去 除 ： 2-3d. 勞 倫 斯 和 麥 卡 蒂 模 型 污 泥 齡 的 概 念 （ p122） 物 料 平 衡 式 （ 12-4） ： 進(jìn) 水 中 微 生 物

46、 -排 出 的+ 增 長 的 =0 假 定 進(jìn) 水 的 微 生 物 濃 度 為 零 ， 則 得 出 12-5式 得 出 12-10， 說 明 ： 活 性 污 泥 系 統(tǒng) 出 水 有 機(jī) 物 濃 度 僅 與 污泥 齡 有 關(guān) 曝 氣 池 體 積 的 污 泥 齡 計(jì) 算 穩(wěn) 態(tài) 條 件 下 ， 底 物 的 物 料 平 衡 12-11 得 到 12-14 等 到 V的 污 泥 齡 計(jì) 算 方 法 模 型 中 的 動(dòng) 力 學(xué) 參 數(shù) 的 計(jì) 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 勞 倫 斯 和 麥 卡 蒂 模 型 1

47、.曝 氣 池 中 基 質(zhì) 去 除 速 率 和 微 生 物 濃 度 的 關(guān) 系 方 程式 中 ： d s/dt基 質(zhì) 去 除 率 ， 即 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 單 位 體 積 去 除 的 基 質(zhì)量 ， mg(BOD 5)/(Lh)；K最 大 的 單 位 微 生 物 基 質(zhì) 去 除 速 率 ， 即 在 單 位 時(shí) 間 內(nèi) ， 單 位 微生 物 量 去 除 的 基 質(zhì) ， mg(BOD5)/(mgVSSh)； s微 生 物 周 圍 的 基 質(zhì) 濃 度 ， mg(BOD5)/L；Ks飽 和 常 數(shù) ， 其 值 等 于 基 質(zhì) 去 除 速 率 的 1/2K時(shí) 的 基 質(zhì) 濃 度 ，mg/L； x微 生 物

48、 的 濃 度 ， mg/L。 SS XSSdd KKtds/dt=rXp95 當(dāng) Ks時(shí) ， 該 方 程 可 簡 化 為當(dāng) Ks時(shí) ， 該 方 程 可 簡 化 為當(dāng) 曝 氣 池 出 水 要 求 高 時(shí) ， 常 處 于 1000mg/L) 試 驗(yàn) 可 以 看 到 A、 B、 C、D分 層 現(xiàn) 象 ； 濃 度 越 大 ， 沉 速 越 小 ， 如 12-51l認(rèn) 為 與 自 由 沉 淀 和 絮 凝 沉 淀 類 型 相 似l推 出 一 種 二 沉 池 的 設(shè) 計(jì) 方 法 基 本 原 理 污 水 處 理 廠 實(shí) 際 運(yùn) 行 結(jié) 果l與 上 述 試 驗(yàn) 結(jié) 果 有 明 顯 的 區(qū) 別 ：l混 合 液 進(jìn)

49、入 二 沉 池 后 立 即 被 池 水 稀 釋 ， 固 體 濃 度大 大 降 低 ， 形 成 了 一 個(gè) 絮 凝 區(qū) 。l二 沉 池 的 主 要 類 型 屬 于 成 層 沉 淀 而 非 自 由 沉 降 。l二 沉 池 的 澄 清 能 力 與 混 合 液 進(jìn) 入 池 中 的 絮 凝情 況 關(guān) 系 密 切 。 而 這 與 池 的 表 面 積 有 關(guān) ， 因此 采 用 表 面 負(fù) 荷 法 來 對 二 沉 池 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 。 二 沉 池 的 實(shí) 際 工 作 情 況 （ 1） 二 沉 池 中 普 遍 存 在 著 四 個(gè) 區(qū) ：清 水 區(qū) 、 絮 凝 區(qū) 、 成 層 沉 降 區(qū) 、 壓 縮 區(qū)

50、 。兩 個(gè) 界 面 ： 泥 水 界 面 和 壓 縮 界 面 。 （ 2） 混 合 液 進(jìn) 入 二 沉 池 以 后 ， 立 即被 稀 釋 ， 固 體 濃 度 大 大 降 低 ， 形 成 一 個(gè)絮 凝 區(qū) 。 絮 凝 區(qū) 上 部 是 清 水 區(qū) ， 兩 者 之間 有 一 泥 水 界 面 。 （ 3） 絮 凝 區(qū) 后 是 一 個(gè) 成 層 沉 降 區(qū) ， 在 此 區(qū) 內(nèi) ， 固 體 濃 度 基 本 不 變 ，沉 速 也 基 本 不 變 。 絮 凝 區(qū) 中 絮 凝 情 況 的 優(yōu) 劣 ， 直 接 影 響 成 層 沉 降 區(qū) 中泥 花 的 形 態(tài) 、 大 小 和 沉 速 。 （ 4） 靠 近 池 底 處

51、形 成 污 泥 壓 縮 區(qū) 。 二 沉 池 的 實(shí) 際 工 作 情 況 二 沉 池 的 澄 清 能 力 與 混 合 液 進(jìn) 入 池 后 的 絮 凝 情 況 密 切 相關(guān) ， 也 與 二 沉 池 的 表 面 面 積 有 關(guān) 。 二 沉 池 的 濃 縮 能 力 主 要 與 污 泥 性 質(zhì) 及 泥 斗 的 容 積 有 關(guān) 。 對 于 沉 降 性 能 良 好 的 活 性 污 泥 ， 二 沉 池 的 泥 斗 容 積 可 以較 小 。 二 次 沉 淀 池 的 構(gòu) 造 和 計(jì) 算二 次 沉 淀 池 在 構(gòu) 造 上 要 注 意 以 下 特 點(diǎn) ： （ 1） 二 次 沉 淀 池 的 進(jìn) 水 部 分 ， 應(yīng) 使

52、布 水 均 勻 并 造 成 有 利于 絮 凝 的 條 件 ， 使 泥 花 結(jié) 大 。 （ 2） 二 沉 池 中 污 泥 絮 體 較 輕 ,容 易 被 出 流 水 挾 走 ,要 限 制出 流 堰 處 的 流 速 ,使 單 位 堰 長 的 出 水 量 不 超 過 10m3/（ m h） 。 （ 3） 污 泥 斗 的 容 積 ， 要 考 慮 污 泥 濃 縮 的 要 求 。 在 二 沉 池內(nèi) ， 活 性 污 泥 中 的 溶 解 氧 只 有 消 耗 ， 沒 有 補(bǔ) 充 ， 容 易 耗 盡 。 缺氧 時(shí) 間 過 長 可 能 影 響 活 性 污 泥 中 微 生 物 的 活 力 ， 并 可 能 因 反硝 化

53、而 使 污 泥 上 浮 ， 故 濃 縮 時(shí) 間 一 般 不 超 過 2h。 二 次 沉 淀 池 的 容 積 計(jì) 算 方 法 可 用 下 列 兩 個(gè) 公 式 反 映 ：式 中 ： A澄 清 區(qū) 表 面 積 ， m2；qv廢 水 設(shè) 計(jì) 流 量 ， 用 最 大 時(shí) 流 量 ， m3/h；u表 面 水 力 負(fù) 荷 ， m3/（ m2h） 或 m/h；V污 泥 區(qū) 容 積 ， m 3；r最 大 污 泥 回 流 比 ；t污 泥 在 二 次 沉 淀 池 中 的 濃 縮 時(shí) 間 ， h。 二 次 沉 淀 池 的 構(gòu) 造 和 計(jì) 算trqV uqA v vrqV uqA vv 第 六 節(jié) 活 性 污 泥 法

54、系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 和運(yùn) 行 中 的 一 些 重 要 問 題 一 水 力 負(fù) 荷二 有 機(jī) 負(fù) 荷三 微 生 物 濃 度四 曝 氣 時(shí) 間五 微 生 物 平 均 停 留 時(shí) 間 （ ）六 氧 傳 遞 速 率七 回 流 污 泥 濃 度八 回 流 污 泥 率九 曝 氣 池 的 構(gòu) 造十 、 pH和 堿 度十 一 、 溶 解 氧 濃 度十 二 、 污 泥 膨 脹 及 其 控 制 流 向 污 水 廠的 流 量 變 化 一 、 水 力 負(fù) 荷 一 天 內(nèi) 的 流 量 變 化隨 季 節(jié) 的 流 量 變 化雨 水 造 成 的 流 量 變 化泵 的 選 擇 不 當(dāng) 造 成 的流 量 變 化 水 力 負(fù) 荷 的 變

55、 化 影 響 活 性 污 泥 法 系 統(tǒng) 的 曝氣 池 和 二 次 沉 淀 池 。當(dāng) 流 量 增 大 時(shí) ， 污 水 在 曝 氣 池 內(nèi) 的 停 留 時(shí)間 縮 短 ， 影 響 出 水 質(zhì) 量 ， 同 時(shí) 影 響 曝 氣 池 的水 位 。 若 為 機(jī) 械 表 面 曝 氣 機(jī) ， 由 于 水 面 的 變化 ， 它 的 運(yùn) 行 就 變 得 不 穩(wěn) 定 。對 二 次 沉 淀 池 的 影 響 尤 為 顯 著 。 一 、 水 力 負(fù) 荷 二 、 有 機(jī) 負(fù) 荷 率 N 污 泥 負(fù) 荷 率 N和 MLSS的 設(shè) 計(jì) 值 采 用 得 大 一 些 ， 曝 氣 池 所 需的 體 積 可 以 小 一 些 。但 出

56、水 水 質(zhì) 要 降 低 ， 而 且 使 剩 余 污 泥 量 增 多 ， 增 加 了 污 泥處 置 的 費(fèi) 用 和 困 難 ， 同 時(shí) ， 整 個(gè) 處 理 系 統(tǒng) 較 不 耐 沖 擊 ， 造成 運(yùn) 行 中 的 困 難 。為 避 免 剩 余 污 泥 處 置 上 的 困 難 和 保 持 污 水 處 理 系 統(tǒng) 的 穩(wěn) 定可 靠 ， 可 以 采 用 低 的 污 泥 負(fù) 荷 率 （ 0.1） ， 把 曝 氣 池 建 得很 大 ， 這 就 是 延 時(shí) 曝 氣 法 。 曝 氣 區(qū) 容 積 的 計(jì) 算 ， 設(shè) 計(jì) 中 要 考 慮 的 主 要 問 題 是 如 何 確定 污 泥 負(fù) 荷 率 N 和 MLSS的 設(shè)

57、 計(jì) 值 。 三 、 微 生 物 濃 度 在 設(shè) 計(jì) 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 細(xì) 胞 量 。 曝 氣 池污 泥 量 的 增 加 意 味 著 泥 齡 的 增 加 ， 泥 齡 的 增 加 就 使 污 泥中 活 細(xì) 胞 的 比 例 減 小 。 其 二 ， 過 高 的 微 生 物 濃 度 使 污 泥 在 后 續(xù) 的 沉 淀 池 中難 以 沉 淀 ， 影 響 出 水 水 質(zhì) 。 其 三 ， 曝 氣 池 污 泥 的 增 加 ， 就 要 求 曝 氣 池 中 有 更 高的 氧 傳 遞 速 率 ，

58、 否 則 ， 微 生 物 就 受 到 抑 制 ， 處 理 效 率 降低 。 采 用 一 定 的 曝 氣 設(shè) 備 系 統(tǒng) ， 實(shí) 際 上 只 能 夠 采 用 相 應(yīng) 的 污 泥 濃 度 ， MLSS的 提 高 是 有 限 度 的 。 四 、 曝 氣 時(shí) 間 在 通 常 情 況 下 ， 城 市 污 水 的 最 短 曝 氣 時(shí) 間 為 3h或 更 長些 ， 這 和 滿 足 曝 氣 池 需 氧 速 率 有 關(guān) 。 當(dāng) 曝 氣 池 做 得 較 小 時(shí) ， 曝 氣 設(shè) 備 是 按 系 統(tǒng) 的 負(fù) 荷 峰 值控 制 設(shè) 計(jì) 的 。 這 樣 ， 在 非 高 峰 時(shí) 間 ， 供 氧 量 過 大 ， 造 成 浪費(fèi)

59、 ， 設(shè) 備 的 能 力 不 能 得 到 充 分 利 用 。 若 曝 氣 池 做 得 大 些 ， 可 降 低 需 氧 速 率 ， 同 時(shí) 由 于 負(fù) 荷率 的 降 低 ， 曝 氣 設(shè) 備 可 以 減 小 ， 曝 氣 設(shè) 備 的 利 用 率 得 到 提高 。 五 、 微 生 物 平 均 停 留 時(shí) 間 (MCRT)(又 稱 泥 齡 ) 每 日 排 放 的 剩 余 污 泥 量工 作 著 的 活 性 污 泥 總 量微 生 物 平 均 停 留 時(shí) 間 微 生 物 平 均 停 留 時(shí) 間 至 少 等 于 水 力 停 留 時(shí) 間 ， 此 時(shí) ， 曝氣 池 內(nèi) 的 微 生 物 濃 度 很 低 ， 大 部 分

60、 微 生 物 是 充 分 分 散 的 。 微 生 物 的 停 留 時(shí) 間 應(yīng) 足 夠 長 ， 促 使 微 生 物 能 很 好 地 絮 凝 ，以 便 重 力 分 離 ， 但 不 能 過 長 ， 過 長 反 而 會(huì) 使 絮 凝 條 件 變 差 。 微 生 物 平 均 停 留 時(shí) 間 還 有 助 于 說 明 活 性 污 泥 中 微 生 物 的組 成 。 世 代 時(shí) 間 長 于 微 生 物 平 均 停 留 時(shí) 間 的 那 些 微 生 物 幾 乎不 可 能 在 該 活 性 污 泥 中 繁 殖 。 六 、 氧 傳 遞 速 率 氧 傳 遞 速 率 要 考 慮 二 個(gè) 過 程要 提 高 氧 的 傳 遞 速 率

61、氧 傳 遞 到 水 中 氧 真 正 傳 遞 到 微 生 物 的 膜 表 面必 須 有 充 足 的 氧 量必 須 使 混 合 液 中 的 懸 浮 固 體 保 持 懸 浮 狀 態(tài) 和 紊 動(dòng) 條 件 七 、 回 流 污 泥 濃 度 回 流 污 泥 濃 度 是 活 性 污 泥 沉降 特 性 和 回 流 污 泥 回 流 速 率 的 函數(shù) 。 按 右 圖 進(jìn) 行 物 料 衡 算 ， 可 推得 下 列 關(guān) 系 式 ： 式 中 ： sa曝 氣 池 中 的 MLSS,mg/L; sr回 流 污 泥 的 懸 浮 固 體 濃 度 ,mg/L;r 污 泥 回 流 比 。 根 據(jù) 上 式 可 知 ， 曝 氣 池 中

62、的 MLSS不 可 能 高 于 回 流 污 泥 濃 度 ，兩 者 愈 接 近 ， 回 流 比 愈 大 。 限 制 MLSS值 的 主 要 因 素 是 回 流 污 泥的 濃 度 。 SrSa SavvSrv 1 )( rr rqqrq 衡 量 活 性 污 泥 的 沉 降 濃 縮 特 性 的 指 標(biāo) ， 它 是 指 曝 氣 池 混 合液 沉 淀 30min后 ， 每 單 位 質(zhì) 量 干 泥 形 成 的 濕 泥 的 體 積 ， 常 用 單位 是 mL/g。 （ 1） 在 曝 氣 池 出 口 處 取 混 合 液 試 樣 ； （ 2） 測 定 MLSS（ g/L） ； （ 3） 把 試 樣 放 在 一

63、個(gè) 1000mL的 量 筒 中 沉 淀 30min， 讀 出活 性 污 泥 的 體 積 （ mL） ； （ 4） 按 下 式 計(jì) 算 ： 活 性 污 泥 體 積 指 數(shù) SVI)g/L(MLSS )mL/L(SVI 活 性 污 泥 體 積 SVI的 測 定七 、 回 流 污 泥 濃 度 八 、 污 泥 回 流 率 高 的 污 泥 回 流 率 增 大 了 進(jìn) 入 沉 淀 池 的 污 泥 流 量 ， 增 加 了二 沉 池 的 負(fù) 荷 ， 縮 短 了 沉 淀 池 的 沉 淀 時(shí) 間 ， 降 低 了 沉 淀 效率 ， 使 未 被 沉 淀 的 固 體 隨 出 流 帶 走 。 活 性 污 泥 回 流 率

64、的 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 有 彈 性 ， 并 應(yīng) 操 作 在 可 能 的 最低 流 量 。 這 為 沉 淀 池 提 供 了 最 大 穩(wěn) 定 性 。 九 、 曝 氣 池 的 構(gòu) 造 推 流 式 曝 氣 池完 全 混 合式 曝 氣 池 示 蹤 劑 的 研 究 表 明 ： 推 流 式 曝 氣 池 的縱 向 混 合 很 嚴(yán) 重氧 消 耗 率 的 數(shù) 據(jù) 表 明 ： 氧 的 傳 遞 受 到限 制處 理 量 小 時(shí) ， 只 配 有 一 個(gè) 機(jī) 械 曝 氣 機(jī) ，很 容 易 圍 繞 曝 氣 機(jī) 形 成 混 合 區(qū)處 理 量 大 時(shí) ， 曝 氣 池 也 相 應(yīng) 增 大 ， 曝氣 池 不 是 充 分 完 全 混 合 的

65、十 、 pH和 堿 度 活 性 污 泥 pH通 常 為 6.5 8.5。 pH之 所 以 能 保 持 在 這 個(gè) 范 圍 ， 是 由 于 污 水 中 的 蛋 白 質(zhì) 代謝 后 產(chǎn) 生 碳 酸 銨 堿 度 和 從 天 然 水 中 帶 來 的 堿 度 所 致 。 工 業(yè) 污 水 中 經(jīng) 常 缺 少 蛋 白 質(zhì) ， 因 而 產(chǎn) 生 pH過 低 的 問題 。 工 業(yè) 廢 水 中 的 有 機(jī) 酸 通 常 在 進(jìn) 入 曝 氣 池 前 進(jìn) 行 中 和 。 生 活 污 水 中 有 足 夠 的 堿 度 使 pH保 持 在 較 好 的 水 平 。 十 一 、 溶 解 氧 濃 度 通 常 溶 解 氧 濃 度 不 是

66、 一 個(gè) 關(guān) 鍵 因 素 ， 除 非 溶 解 氧 濃 度跌 落 到 接 近 于 零 。 只 要 細(xì) 菌 能 獲 得 所 需 要 的 溶 解 氧 來 進(jìn) 行代 謝 ， 其 代 謝 速 率 就 不 受 溶 解 氧 的 影 響 。 一 般 認(rèn) 為 混 合 液 中 溶 解 氧 濃 度 應(yīng) 保 持 在 0.5 2mg/L，以 保 證 活 性 污 泥 系 統(tǒng) 的 正 常 運(yùn) 行 。 過 分 的 曝 氣 使 氧 濃 度 得 到 提 高 ， 但 由 于 紊 動(dòng) 過 于 劇 烈 ，導(dǎo) 致 絮 狀 體 破 裂 ， 使 出 水 濁 度 升 高 。 特 別 是 對 于 好 氧 速 度 不 快 而 泥 齡 偏 長 的 系 統(tǒng) ， 強(qiáng) 烈 混 合使 破 碎 的 絮 狀 體 不 能 很 好 地 再 凝 聚 。 十 二 、 污 泥 膨 脹 及 其 控 制 正 常 的 活 性 污 泥 沉 降 性 能 良 好 ， 其 污 泥 體 積 指 數(shù) SVI在50 150之 間 ； 當(dāng) 活 性 污 泥 不 正 常 時(shí) ， 污 泥 不 易 沉 淀 ， 反 映 在SVI值 升 高 。 混 合 液 在 1000mL量 筒 中 沉 淀 3