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1、活性污泥法基本原理,1. BOD负荷 污泥负荷Ns（Ls）：指单位重量活性污泥在单位时间内所承受的有机污染物量。 容积负荷Nv （LV）：指单位暴气池有效容积在单位时间内所承受的有机污染物量，单位是kgBOD5/m3d。 污泥去除负荷Nr：单位重量活性污泥在单位时间内所去除的有机污染物量。,（1）污泥负荷对SVI值的影响 采用不同的污泥负荷，微生物的营养状态不同，活性污泥的絮凝沉淀性也不同。 Ns=QS/VX,污泥负荷介于0.51.5 BOD5（MLSSd）之间区域，SVI值很高，污泥沉降效果不佳，属污泥膨胀高发区，因此，应避免采用这一区段的污泥负荷。,一般地，高负荷时，选择在1.52.0 B
2、OD5（MLSSd）范围内；中负荷时，选择范围：0.20.4 BOD5（MLSSd）；低负荷时，选择范围：0.030.05BOD5（MLSSd）。 对城市污水，BOD-污泥负荷率多取值为0.30.5BOD5（MLSSd），BOD5 去除率可达90以上。 对剩余污泥不便处理与处置的污水处理厂，应采用较低的BOD-污泥负荷率，一般不宜高于0.2 BOD5（MLSSd），污泥自身氧化过程加强，产泥量减少。 在寒冷地区修建的活性污泥法系统，曝气池也应采用较低的BOD-污泥负荷率，这样能够在一定程度上补偿由于水温低对微生物降解反应带来的不利影响。,（2）污泥去除负荷对需氧量的影响,微生物的总需氧速率=降
3、解底物的需氧速率+自身氧化的需要速率 降解单位重量底物需氧量随污泥去除负荷升高而减小。,2.污泥龄 c（ts）（生物固体平均停留时间） （1）污泥龄：曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比。也就是活性污泥在曝气池内的平均停留时间。 式中 QW 剩余污泥排除量（m3/d） Xe 净化水的污泥浓度（mg/L） Xr 回流污泥浓度（mg/L）。 由于随着净化水排出的Xe很小，所以： 回流污泥浓度（剩余污泥浓度）近似值：,1）c是控制剩余污泥量的一种重要方法，如果系统考虑生物除磷，则与除磷效果相关，一般认为泥龄在510天时，除磷效果比较好。 2）c能够说明污泥微生物的组成：世代时间比污泥龄长的微生物
4、在系统中将被逐渐淘汰。所以要达到预期处理效果，必须使ts值适当，使活性污泥中净化微生物得到充分的增殖。 例如硝化菌在20时，世代时间为3天，当c3天时，硝化菌就不可能在曝气池内大量繁殖成为优势种属，就不能在曝气池内产生硝化反应，进而影响脱氮。,3）c长，活性污泥吸附的有机物被氧化掉的多，需氧量就大，增加的污泥量就少；反之，吸附的有机物被氧化的量就少，一部分来不及氧化的有机物就作为剩余污泥排除系统，需要的氧量相应就少些。 4）污泥龄和污泥负荷的关系：当有机负荷低时，剩余污泥量小，污泥龄较长；当有机负荷高时，污泥合成较快，剩余污泥龄大，污泥龄就较短。,（2）剩余污泥,在曝气池内，微生物新细胞生成的
5、同时，又有一部分微生物老化，活性衰减，为了使曝气池内经常保持高度活性的活性污泥，每天都应有一定数量的作为剩余污泥的污泥排出系统。每日排出的剩余污泥量，应等于每日增长的污泥量。 活性污泥微生物的增值（活性污泥的净增值量）是微生物合成反应和内源代谢两项生理活动的综合结果。 式中：a污泥产率（污泥转换率） Sr污水中被降解、去除的有机污染物量 （BOD），kg/d X曝气池混合液含有的活性污泥量，kg/d b自身氧化率（衰减系数），d1,活性污泥增长曲线的四个阶段: 1）.适应期 2）.对数增长期 3）.减速期 4）.衰减期,剩余污泥量的控制方法： 1）根据活性污泥浓度 维持适合的污泥浓度，保证处理
6、效果和二沉池沉降效果，MLSS数据超过上限值时多排泥，低于下限值则少排泥。 2）根据污泥负荷 实际工作中，由于运转者无法控制入流BOD5浓度，也无法控制进水流量，为了保持稳定的BOD5负荷，只能控制曝气池内污泥总量，通过增加或减少排泥量来 控制BOD5负荷。 3）根据污泥沉降比 实际应用中，当沉降比的数据超过控制上限时，就应适当的多排泥，当沉降比数据低于下限时，适当少排泥。 4）根据污泥龄,3.污泥回流 污泥回流比（R）：从二沉池返回到曝气池的回流污泥量QR 与污水流量Q之比，常用表示。 污泥回流比R取决于混合液的污泥浓度（X）和回流污泥浓度（Xr）。在MLSS一定的条件下，SVI值越高，所采
7、用的污泥回流比也越大。 高的污泥回流比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。,污泥回流量调节方法： (1) 根据二沉池泥层高度 （2）根据进水流量 （3）根据污泥沉降比,4.水力停留时间（曝气时间） 污水进入曝气池后，在曝气池中的平均停留时间称为水力停留时间。 在传统的活性污泥法中，水力停留时间很大程度上决定了污水的处理程度，因为它决定了污泥的停留时间. 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。,六.活性污泥法的运行方式,1.传统活性污泥法 （推流式） 运行：水流一端进，另一端
8、出， 沿途曝气，推流前进。 特点： 1）.吸附减速增长内源呼吸，BOD降解曲线是呈缓慢下降曲线 2）.耐冲击负荷能力差(尤其对有毒或高浓度工业废水) 3）.不易污泥膨胀 4）.供氧与需氧不平衡（渐减曝气活性污泥法） 5）.处理效果好,2.分段进水（阶段曝气）活性污泥法 流态： 推流式(多点进水) 特点： 1) 分段多点进水，负荷分布均匀，均化了需氧量，避免了前段供氧不足，后段供氧过剩的缺点 2) 提高了耐水质，水量冲击负荷的能力 3) 活性污泥浓度沿池长逐渐降低 4）需氧和供氧较平衡,3.吸附再生活性污泥法 普通活性污泥法把活性污泥对基质的吸附凝聚和氧化分解混在同一曝气池内进行，适于处理溶解的
9、BOD。对含有大量胶体的和悬浮性的混合基质的废水，因初期吸附量大，以及吸附的有机固体物在生物酶作用下变成可溶性物质再向水中扩散，遂产生了把吸附凝聚和氧化分解分别在两个曝气池中进行的构想，从而出现了吸附再生法。 由于再生池仅对回流污泥进行曝气(剩余污泥不必再生)，故节约空气 量，且可缩小池容。经过再生的活性污泥处于营养不足状态，因而吸附活性高。再则，再生池的污泥微生物很快在池末端遇到营养不足环境，丝状菌不适应这样的空曝环境，所以其繁殖受到限制，有利于防止污泥膨胀。在使用上，吸附再生法具有很大的灵活性。,型式： 廊道式(吸附池和再生池可合建) 流态：中间进水，推流 特点： 处理质量较差 具有一定的
10、耐冲击负荷的能力 适合处理胶体物质含量高的工业废水，不宜处理 溶解性有机物较多的污水 BOD降解曲线是呈急剧下降、缓慢下降曲线,4.延时曝气活性污泥法 特点： 1) Ns非常小，只有0.050.10 kgBOD/kgMLSSd 2) 曝气时间t长（24h以上），污泥处于内源呼吸期，剩余污泥量少且稳定，池容大 3) 出水水质好，对原污水有较强的适应能力，无需设初沉池，只适合于小城镇污水处（Q1000m3/d）。产污泥量少，且污泥不需进行厌氧消化处理 4) 基建费和运行费较高,5.高负荷活性污泥法 特点： 1）由于负荷高，高负荷活性污泥法曝气池容积小，占地积较小。 2）曝气时间短（1.53.0h）
11、。Ns高（1.53.0kgBOD/kgMLSSd），BOD（6575）%。 3）产污泥量高,6.完全混合活性污泥法 完全混合法中的入流废水进入曝气池后,即与池内废水完全混合，曝气池内营养物和需氧率都是均匀的，微生物接触的是浓度与出水浓度一样的废水，故可承受一定的冲击负荷。 特点： 1）耐冲击负荷，特别适应于工业废水处理 2）池中各点水质相同，各部分有机物降解工况点相同，便于调控 3）处理效率差于推流式 4）易出现污泥膨胀,7.纯氧曝气活性污泥法 特点： 1.溶解氧Do8mg/L 2.污泥浓度MlSS很高，高达40007000/L 3.剩余污泥量x很少 4.污泥指数SVI100，沉降性能好,8.深水曝气和深井曝气活性污泥法 特点：氧利用率高、占地面积小，可以处理较高浓度的有机废水。,