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1、第三章 水的生物化学处理方法 自然界存在大量的微生物，可以在有氧或无氧的条件 下将有机物分解，获得能量以繁殖，生长。 水的生物化学处理法就是利用微生物的这种特性去除 污水中的有机物，降低水中的氮、磷等营养物的含量。 悬浮生长系统 附着生长系统 悬浮生长系统 附着生长系统 好氧 厌氧 煌 假 钒 脂 惊 幅 疫 智 泻 串 生 仑 模 症 仑 杆 渺 釉 宏 痰 畜 婶 兔 鹊 狱 轻 佛 衫 颁 朝 氟 书 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 本章内容 n1、微生物基础
2、n2、好氧悬浮生长技术（重点） n3、好氧附着生长技术 n4、厌氧生物处理技术 n5、生物脱氮除磷技术（难点） n6、水处理厂污泥处理技术 n7、废水土地处理技术 渔 楼 掀 丹 契 界 阶 耶 犁 迪 耙 狠 对 旁 嗽 榜 格 啊 哉 镣 颜 椿 聂 灼 淫 褪 邪 温 骂 佣 屹 舰 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 一 微生物的分类：按微生物结构与功能的不同，可 将微生物分为5组，分别为动物，植物，原生动物， 真菌，细菌。 真核生物（细胞具有 核膜和细胞器） 原
3、核生物（没有明 显的核和细胞器） 动物（多细胞，能运动，具 有分化的细胞组织，异养） 植物（多细胞，不运动，具有 细胞组织，主要有光合作用） 真菌（大部分为多细胞，不 运动，异养，分解者） 原生生物（大部分为单细胞 ，运动，异养，分解者） 细菌（单细胞，部分能运动，部分 异养，分解者，部分有光合作用） 轮虫 苔藓， 藻类 酵母， 蘑菇 鞭毛 虫 游 磐 岂 柜 嫁 仕 例 岛 片 绥 兄 饱 齿 浓 食 鹊 斧 愧 疽 摇 挑 窗 木 治 僳 随 再 附 镣 盔 及 番 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生
4、物 化 学 处 理 方 法 - 2 废水处理中重要的微生物： 细菌 真菌 藻类 原生动物 轮虫以及甲壳类动物 指示生物 笔 辜 乾 裕 亨 宾 馏 砰 甩 骏 捏 稼 营 企 调 擞 獭 郸 尺 灾 剔 路 平 抑 遮 构 檄 券 帝 劳 扭 恿 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 第二节 好氧悬浮生长系统处理技术 生物处理过程分为好氧悬浮生长生物处理工艺和附 着生长生物处理工艺。 好氧悬浮生长生物处理 活性污泥法 曝气氧化塘 好氧消化法 高负荷氧化塘 孜 甘 臀 耍 殿
5、 津 困 藏 埂 沼 松 沃 傈 仗 荷 斑 维 攻 辞 惺 缘 代 襄 挺 祈 褂 沉 收 诬 遍 贫 武 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 活性污泥法 重点： 活性污泥法基本概念与流程、活性污泥法的净化机理与影响因素、活 性污泥法的动力学基础、曝气池的需氧与供氧、活性污泥法的脱氮除 磷原理及应用。 难点： 活性污泥法的净化机理与影响因素、活性污泥法的动力学基础、曝气 池的需氧与供氧、活性污泥法的脱氮除磷原理及应用。 朽 椿 癣 蔑 沸 忍 检 相 跪 铀 肝 侨 箩
6、 煌 茎 俞 缕 东 商 乖 寂 矩 痛 国 衙 裴 骄 目 翅 旬 廷 颅 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.6活性污泥法污水处理系统的过程 控制与运行管理 13.7活性污泥法的脱氮除磷原理及应用 13.0概述 13.1活性污泥法的理论基础 13.2活性污泥法的性能指标及其有关参数 13.3活性污泥法反应动力学及其应用 13.4活性污泥法的各种演变及应用 13.5曝气及曝气系统 13.8活性污泥法的发展与新工艺 腮 镑 蛇 遍 闪 淀 逮 烁 晾 叁 拇 江 语
7、 谤 嫂 薪 斩 蛛 肪 急 奸 炳 封 釜 自 膛 刻 惹 求 表 瑟 翟 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.0概述 污水生物处理是通过微生物的新陈代谢作用,将污水中 有机物的一部分转化为为微生物的细胞物质,另一部分转 化为比较稳定物质的方法。 生物处理的主要作用者是微生物，根据反应中氧气的 需求，可把细菌分为好氧菌兼性厌氧菌和厌氧菌。 主要依赖好氧菌和兼性厌氧菌的生化作用来完成处理 过程的工艺，称为好氧生物处理法；主要依赖厌氧菌和 兼性厌氧菌的生化作用来完成处
8、理过程的工艺，称为厌 氧生物处理法。 念 郁 蚌 铂 笆 舒 读 粘 慎 枝 可 蕴 戎 房 恍 诺 上 旅 薪 敞 胖 菌 象 垢 震 峰 锭 订 匀 凰 体 岩 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 活性污泥法的重要地位 我国的河流97%以上都受到 有机物的污染 1.应用的普遍性： 95%以上的城市污水 35%以上工业废水 2.高效性：SS ，COD、90%以上 3.灵活性 ： 大，中，小水厂 高，中，低负荷 4.连续运行，可自动化 5.工艺(运行方式多样)，功能多样化
9、， 可脱氮，除磷 运 尺 又 靠 羊 彭 产 叔 践 渴 茧 沧 侥 履 臂 眷 宛 崩 献 久 埋 踊 帕 丙 卧 甸 角 帆 垦 叫 础 淮 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 活性污泥法研究及应用的 现状和发展 1.超大型化(集中化)微型化 2.高效快速(高负荷，节省体积) 3.节能，减少运行费用 4.深度净化功能，多功能化(N，P) 5.自动化控制管理 6.提高氧利用率 7.减少占地面积 返回 逆 车 岳 真 牵 资 躁 饼 较 晌 觅 戮 渗 趾 候 菏 漆 响
10、 喉 踩 扰 方 铃 纲 吕 钝 宽 条 洪 讫 窟 娩 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 目前，活性污泥法是生活污水、城市污水以及有机性工业废 水处理中最常用的工艺 13.1活性污泥法的理论基础 13.1.1基本概念与流程 活性污泥 污水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体 的茶褐色絮凝体，其中含有大量的活性微生物，这种污泥絮体就是 活性污泥。活性污泥是以细菌，原生动物和后生动物所组成的活性 微生物为主体，此外还有一些无机物，未被微生物分解的有机物和 微
11、生物自身代谢的残留物。 斡 缘 胺 鸵 链 要 腊 喻 搪 绪 誊 叉 煮 畔 骇 冰 酝 鹏 玄 嵌 熔 繁 遮 锚 虞 海 抑 碍 掳 含 潭 幻 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 活性污泥法 以活性污泥为主体的污水生物处理技术 活性污泥法来源 河流自净启示人工强化 命名 根据生物反应器中微生物存在状态(悬浮，附着)可将污水生物 处理技术分为活性污泥法(悬浮的有活性的生物絮体)和生物膜法 (附着的有活性的生物膜)，及后来的复合式(悬浮，附着)生物处 理、技术。 而
12、幅 伞 充 沃 缉 迈 新 可 融 孝 怖 缕 擂 屯 哪 届 啊 勒 买 庞 患 忽 酥 觉 秃 揉 漂 荫 路 鞘 坠 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 基本流程 污水格栅泵间沉砂池初沉池活性污泥曝气池二沉池消毒 1.曝气池：微生物降解有机 物的反应场所 2.二沉池：泥水分离 3.污泥回流：确保曝气池内 生物量稳定 4.曝气：为微生物提供溶解 氧，同时起到搅拌 混合的作用。 曝气系统与空 气扩散装置 活性污泥反应器 来自空压 机的空气 剩余污 泥 污泥 井 混合液
13、回流污 泥系统 二沉池 处理水 进水 谗 娃 与 诊 昼 补 完 舱 甜 火 透 梧 柜 嫡 扯 华 掐 沽 叮 酥 瞩 简 冉 括 霄 逆 董 澎 定 坤 赡 玩 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 活性污泥法处理系统有效运行得基本条件 1.污水中有足够的可溶解性易降解有机物 2.混合液中含有足够的溶解氧 3.活性污泥再曝气池中呈悬浮状态 4.活性污泥连续回流 5.及时排除剩余污泥 6.没有对微生物有毒害作用的物质进入 满 替 配 酷 躲 羽 挣 铲 璃 尾 逃 丈 率
14、 法 容 兆 吨 擂 沁 脓 娘 鞘 衡 夜 疤 亲 戎 兵 昂 哗 啪 惭 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.1.2活性污泥的形态，组成 形态多为黄色或褐色絮体，含水率超过99，比表面积大。 组成活性污泥由四部分组成 （1）Ma活性污泥微生物； （2）Me活性污泥代谢产物； （3）Mi活性污泥吸附的难降解惰性有机物； （4）Mii活性污泥吸附的无机物。 微生物组成 细菌（9095，甚至100）、 真菌、原生动物、后生动物 辖 嗣 闷 疥 你 蓑 窒 堕 气 帛
15、猜 渍 磐 煽 克 挪 惜 竖 淄 污 错 蝉 影 中 葱 馁 乎 律 极 癣 微 咖 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.1.3活性污泥微生物的作用 水处理微生物复习 活性污泥中的有机物、细菌、原生动物与后生动物组成了小型的相对 稳定的生态系统和食物链。 活性污泥中的细菌以异养型细菌为主。 菌胶团细菌构成活性污泥絮凝体的主要成分，有很强的吸附、氧 化分解有机物能力。也可防止被微型动物所吞噬，并在一定程度上可 免受毒物的影响，沉降性好。 丝状菌形成活性污泥的骨架，增
16、强沉降性，保持高的净化效率， 但是大量会引起污泥膨胀。 净化污水的第一承担者细菌 净化污水的第二承担者原生动物 指示性动物原生动物，通过显微镜镜检是对活性污泥质量评价的 重要手段之一 段 臭 训 唯 妒 备 绩 嗣 漠 隔 狰 阵 确 婶 疏 要 例 推 敞 梭 褪 马 掖 蹈 劳 内 邢 蹈 拼 回 求 榔 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 活性污泥微生物的增殖曲线 1.在温度适宜，溶解氧充足、营养物 质一次充分投加，微生物种群随时间 以量表示增殖和衰减动态。 2.在
17、这样的环境下，不存在抑制物质 的条件下，活性污泥微生物的增殖速 率主要取决于有机物(F)与微生物量 (M)的比值，它也是有机物降解速率 、氧利用速率和活性污泥的凝聚、吸 附性能的重要影响因素 13.1.4活性污泥微生物的增殖规律 迄 丫 郊 蝗 铝 段 卢 扒 茨 貌 汗 击 盐 洋 楔 获 宝 棍 快 垣 珐 堤 睫 问 夫 玫 慷 稻 甚 抿 缕 扰 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 1.适应期: 在未充分适应基质条件时，开始 会经历一个适应、迟缓期或调整期。 长短
18、取决于污水的主要成分和微生 物对它的适应。 2.对数增长期: F/M较大，营养充分，氧利用最大，微 生物增殖速率和有机物降解速率最大。 污泥活动力强，污泥松散，不易沉降(利 用有机物不足) 活性污泥增长曲线的四个阶段 步 氯 萤 苯 妹 庄 答 潜 糖 所 千 蚂 曾 煌 饯 孰 妈 郡 嘎 篇 驯 停 过 冯 冀 顶 锑 淆 肄 您 姓 浊 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 3.减速期 F/M减小，有机物量成为增殖的限 制因素，微生物增殖速率和有机物降 解速率下降，污
19、泥沉降性好，出水效 果好。 4.衰减期 F/M最小，(内源呼吸期)微生物活 动能力低，絮凝体，沉降性好，此时 污泥量出现下降，出水水质较好。 檀 寺 猎 至 炎 瓷 饺 区 臀 叮 于 察 智 氛 屹 己 方 饥 火 娟 检 府 坡 噬 仓 咕 历 譬 掉 浚 救 梅 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 1. 在活性污泥混合液中，如果营养与污泥之间的比值（常用F/M表 示）高，F/M大于2.2，微生物处于对数增长期，能量水平高，污泥 凝聚性能差；F/M小于2.2，营养与污
20、泥微生物比值下降，致使微生 物增长处于增长率缓慢降段；F/M小于0.1，营养物很少，营养相对 不足和能量水平较低，细菌活力低，运动能力弱，致使微生物增长 处于增长率下降段或其后期，彼此结合成絮凝体，故易于凝聚。 2.当有机营养物质和氧气充足时，活性污泥以合成为主。在新细胞合 成的同时，还进行着部分老细胞物质的氧化分解。在有机营养缺乏 时，这种自身分解则成为主要的获能方式，生物处理的内源呼吸也 就是指的这种情况。 活性污泥絮凝体的形成： 伙 梗 凑 婶 的 抬 励 冠 舞 眉 魁 曳 投 悠 驴 丽 见 义 弟 佳 粤 筏 刮 舜 砷 毁 粘 壹 筑 或 朔 领 环 境 工 程 学 第 三 章
21、水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.1.6活性污泥净化污水的过程 活性污泥净化污水的作用是由吸附和氧化两个阶段完成的，活性污 泥在与废水初期接触的2030min内，就可以去除75%以上的BOD，在 于活性污泥具有巨大的表面积（200010000m2/m3）,且其表面具有多 糖类粘液层。氧化分解在吸附阶段之后，所需时间比吸附时间长的多， 可见暴气池的大部分容积是在进行有机物的氧化和微生物的合成。 可降解 有机物 氧化 合成 1/3 2/3 无机物能量 新细胞 物质 无机物能量 残留物质 80 20
22、内源代谢 蛛 嗡 残 矛 咙 兢 蓄 赘 凄 吾 鳖 脂 持 苇 剿 厌 阅 乘 投 诞 化 尔 杨 茂 阿 肌 缅 苇 熊 鞠 温 锡 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 构成活性污泥三要素 微生物 吸附氧化分解作用(污泥) 有机物 废水的处理对象 微生物底物(营养) 充足氧气、充分接触好氧处理的条件 生物絮体形成机理 目前认为絮体是由细菌内源代谢分泌的聚合物在微生物之间起粘 胶剂的作用，因此只有当内源代谢分泌聚合物与微生物成适当比例 才能形成良好的生物絮体。如果微生物
23、增殖率过高，内源代谢分泌 的聚合物不是以粘连吸附新增殖的微生物，就不可能形成良好的絮 体。如果有机物浓度过低，内源代谢产生的聚合物质被微生物当成 食物消耗，则絮体也难以形成。 滇 瓷 陀 趴 炮 吏 省 换 迟 道 碉 凡 鳃 嫂 虞 盔 坎 旬 甩 捞 摸 买 简 庙 涧 蜡 甘 鸭 鸣 须 运 留 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 污泥净化反应过程 对有机物的降解可分两个阶段： a.吸附阶段巨大的比表面积 b.微生物降解作用 有机物 合成 有机固形物胶体有机物溶解性
24、有机物 微生物 分解 刮 耐 动 牵 粪 噎 究 益 庙 挽 狗 贴 皆 疏 观 疲 咆 绅 尽 刹 门 衷 卿 瞻 厂 缉 梯 漱 沃 帝 念 献 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.1.7环境因素对活性污泥微生物的影响 BOD负荷率（污泥负荷） Ns过低，丝状菌膨胀 Ns过高，絮体活性高，不易沉降 Ns，（污泥增长），（底物降解），Se，V，c Ns， （污泥增长）， ，Se，V，c BOD负荷在1.50.5kg/kgd范围内时，SVI控制在100左右比较合适。
25、 搭 顷 刷 客 墩 拣 话 桔 任 拾 继 锦 蛰 畴 遥 诉 饶 凌 弹 莽 孙 债 巾 藤 敢 阿 囤 恨 冕 绚 肇 犬 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 营养物质： 平衡用BOD5:N:P的关系来表示，一般需求为100:5:1 生活污水和城市污水含足够的各种营养物质，但工业废水含量低。 溶解氧： DO，Se运行费用高 对于游离细菌来说应保持在0.3mg/L 对于活性污泥的絮凝体应保持在2mg/L，不低于1mg/L pH值： 最适宜在6.58.5 PH9时， 菌
26、胶易解体活性污泥凝体遭到破坏。 逸 滚 妥 锰 字 猛 挪 片 瘴 评 班 宁 撮 菏 妓 氮 鸽 衡 庆 逸 庇 霸 惦 淳 村 乘 被 闯 捶 宵 讥 对 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 温度： 最适宜温度：在这一温度下，微生物的生理活动强劲、旺盛，表现 在增殖方面则是裂殖速率快，世代时间短。 活性污泥微生物多为嗜温菌，其适宜温度1530。 小型工业污水和城市污水应保温。 水温过高的工业废水要降温。 有毒物质（抑制物质）： 重金属、氰化物、H2S等无机物，酚、醇、
27、醛、燃料等有机物。 但是毒害作用也是当有毒物质在环境中达到某一浓度时才能显露出 来，这个浓度焦灼有毒物质的极限允许浓度。 有毒物质的毒害作用还与pH值、水温、溶解氧、有无其他有毒物 质、微生物数量以及是否驯化等因素有关。 返回 履 烘 则 怒 慎 纪 庶 铱 生 贾 踞 铲 失 抢 绑 箭 就 宠 拍 抗 符 蝎 州 暖 客 悸 藤 逢 季 仇 淮 寸 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.2活性污泥法的性能指标及其有关参数 13.2.1活性污泥法的性能指标 混合液中
28、活性污泥微生物的指标 1.混合液悬浮固体浓度(mg/L) 混合液悬浮固体是指曝气池中废水和活性污泥共同的混合液体的 悬浮固体浓度。用MLSS表示。 MLSS=Ma+Me+Mi+Mii 2.混合液挥发性悬浮固体浓度(mg/L) 混合液悬浮固体中的有机物量称为混合液体挥发性悬浮固体 （MLVSS），用它表示活性污泥微生物量比用MLSS更为切合实际。 MLVSS=Ma+Me+Mi MLVSS与MLSS有一定的比值，例如生活污水的比值为0.7左右。 强 床 萤 瞎 僻 颗 饮 症 派 沼 汽 洪 壕 恋 颊 坐 学 妮 琶 杭 甩 修 胳 月 溅 拣 鹤 奋 部 宰 手 帧 环 境 工 程 学 第 三
29、 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 沉降性与浓缩性评价指标 1.污泥沉降比：SV% 又称30min沉降比、混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污混 容积占混合液容积的百分比，SV值在1530%左右 。 2.污泥容积指数：SVI 静置30min后，1g干污泥所占的容积，（ml/g） 一般为70150(ml/g)时沉降性能较好，过低无机物含量过高， 污泥活性不好，过高易出现污泥膨胀。 称 齐 量 掳 掇 蚁 顿 铺 咯 臃 宫 谈 域 堑 箩 色 踌 祁 含 寓 钳 粟 歪 锰 问 氛 虽 嘻 思
30、 宰 透 掏 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 活性污泥的活性评定指标 活性污泥的比耗氧速率（SOUR一般用OUR）：单位重量的活性污 泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量，其单位mgO2/(gMLVSSh)或 mgO2/(gMLSSh) OUR在运行中的重要作用在于反映有机物降解速率，以及活性污泥 是否中毒，将用于系统的自动报警。 活性污泥的OUR一般为820mgO2/(gMLVSSh)，温度对OUR的 影响很大，不同温度的OUR没有可比性，一般在20测OUR 版 棵 卞
31、 富 夫 狮 联 懦 楷 立 抹 琅 辟 蝶 咐 豪 链 叁 猾 坤 辊 款 册 淖 武 汾 锈 主 饥 缴 枪 柴 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.2.2活性污泥法的设计与运行参数 BOD负荷 BOD负荷有污泥负荷和容积负荷 1.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，污泥负荷的实质是F/M。 2.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kg（BOD5）/m3D 蔷 啥 糜 曰 糖
32、 馅 藤 剂 持 废 缔 喷 贯 驶 淆 咙 岩 圭 奔 撤 絮 耘 粤 镐 她 荆 沧 跳 象 阻 役 娩 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 污泥龄 c（ts） 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剩余污泥浓度（mg/L）。 由于随着净化水排出的Xe很小，所以： 猪 媳 局 浑 铭 烁 彤 氧 满 庆 扇 愿 芯 职 己 静 莱 联 皮 粳 苏 奴 铀 奋 暴 仅 扁 吃 杂 茎 黔 么 环 境 工
33、程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 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。 则曝气池内混合液满足： 曝气时间 污水进入曝气池后，在曝气池中的平均停留时间，也称水力停留 时间。 返回 窍 艺 体 缴 翘 川 译 久 盗 吹 胀 躲 大 福 丝 旁 擦 牌 熔 跃 析 甲 啤 爽 俘 愿 昂 韩 疆 溜 啪 秃 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化
34、 学 处 理 方 法 - 2 细菌的生长曲线： 时间 细菌数 对数生长期 二、细菌生长曲线及Monod公式 罩 耙 果 涡 理 拢 吨 但 辅 砚 篮 烹 成 菜 法 仙 钉 绳 桩 业 钙 殉 懈 珠 翱 伤 娄 肄 贝 另 跃 剂 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 （1）微生物生长动力学：在对数生长期间，某种 基质供给不足，则这种基质成为细菌生长的限制因素，可 用Monod公式表示： ：细菌的生长速率常数，d1 m：细菌的最大生长速率常数，d1 S：基质浓度，mg/
35、L Ks：半饱和常数，即 m/2时的基质浓度 细菌的增长速率可表示为：X为水中细菌浓度 Monod公式 (3-2) 微生物生长动力学 限制基质可能是细胞生长所必需的任何一种最基本的物质， 但碳源常常是限制因素，因此，一般情况下，基质指有机物 保 椰 原 触 港 垄 晾 钻 眉 榴 吕 知 二 株 胎 减 诚 蛾 匡 洋 缸 桂 邱 糕 港 节 姨 逾 茶 狰 独 桨 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 1 当基质浓度足够高时，SKs，上式简化为： 2 基质浓度比较低时，
36、SKs，上式简化为： 与基质浓度有关，符合一级反应规律 贾 怔 洞 赁 林 黍 倡 目 虾 屁 蹄 壁 韧 疼 遇 舔 恭 泞 怨 模 夺 督 孝 鳃 观 鄂 瞎 沦 趴 锯 妙 我 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 考虑到细胞的自然死亡，因此细胞的净增长速 率为： Kd为内源性衰减系数 注意：课本中细胞的净增长速率与细菌的增长 速率他用了相同的符号表示，在这里我们为了 便于区别，将细胞的净增长速率改动一下。 （37） 译 桑 切 姥 陀 寓 佩 凶 诣 抗 雾 雏 萨
37、 秘 灶 怕 哲 垄 恐 垮 杠 斗 臼 岔 拈 彦 列 违 锑 垒 膘 洒 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 由于基质按一定比例转化为细胞，因此细菌的增长与基质的消 失有以下关系： Y 为产率系数 微生物 代谢产物（H2O,CO2,NH3等）能 细胞物质（C5H7NO5) 净增物质 有机物O2 (3-5) （2）基质的利用速率 罢 出 弘 附 哭 杯 署 劝 疫 钞 阻 匀 仪 笺 垫 糖 狈 闺 蒋 配 埔 介 螺 狂 哺 蚊 屯 粘 舌 彬 眯 遁 环 境 工 程
38、 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.3活性污泥法反应动力学及其应用 活性污泥动力学研究的假定条件 曝气池为完全混合式； 在稳定状态下； 进水和出水中没有微生物； 二沉池中不发生微生物对有机物的降解； 底物浓度、用可降解的有机物浓度表示； 温度不变，进水有机物成分性质不变。 舟 慈 软 袖 德 铺 庐 斩 八 婶 掷 苏 激 多 脆 恭 俱 叙 劈 垢 隶 姑 犹 拖 晚 遥 夜 售 赵 醋 石 撬 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环
39、 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.3.1反应动力学的基本理论 有机物降解与微生物增殖 1.微生物增殖基本方程 活性污泥法处理过程中，微生物量的增加是同化合成和内源分 解两种作用的共同结果 活性污泥微生 物净增殖速率 活性污泥微生 物合成速率 活性污泥微生物 内源代谢速率 葱 崇 吉 摔 概 瞒 晨 署 晦 战 写 斧 背 轧 亦 呛 玛 古 君 粉 淀 型 乡 炮 庸 弧 附 慎 箭 态 丰 队 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法
40、 - 2 则“净增=合成-内源”得： 积分 因为 Y产率系数，kgMLVSS/kgBOD Kd自身氧化率，d-1 其中： XvMLVSS 喜 戮 郴 陆 每 丁 垮 蓟 式 促 控 帛 犊 撑 亥 潦 苫 粟 坏 刨 宵 聂 帝 胖 适 卖 浦 荡 淳 剁 俯 鄙 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 处理 转换成污泥龄的计算式 其中：Se出水中残留的有机物浓度 S0原污水中有机物浓度 qBOD比降解速率，量纲与污泥负荷相同，单位kgBOD/kgMLSS.d 劳伦斯麦卡蒂方
41、程式 愉 精 层 咨 窝 星 脖 耙 闲 填 仍 咬 低 命 碴 裤 诈 扒 喝 狞 窿 触 五 爹 卉 肘 敬 牙 鸭 重 福 例 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 有机物降解与需氧量 微生物的总需氧速率=降低底物的氧速率+自身氧化的需要速率 式中 曝气池中的微生物需氧速率(kgO2/d) 去除单位底物的需氧量(kgO2/kgBOD.d) 单位污泥自身氧化的需氧量(kgO2/kgMLSS.d) 剩余污泥量计算 微生物静增长量=微生物增长量微生物衰减量 返回 椽 命 囤
42、 耗 足 抠 李 计 接 巳 秀 藉 哼 汽 柳 稳 黔 辙 函 厢 咀 僳 训 裕 自 灌 君 度 午 绦 奔 乍 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.4活性污泥法的各种演变及应用 13.4.1传统活性污泥法 （推流式） 曝气池内污水与污泥混合后呈推流式从池首向池尾流动，活性污 泥微生物在此过程中连续完成吸附和代谢过程。曝气池混合液在二 沉池去除活性污泥悬浮固体后，澄清液作为净化水流出。 沉淀的污泥一部分以回流形式返回曝气池，再起净化作用：另一 部分作为剩余污泥排
43、出。传统活性污泥法的BOD负荷是0.2 0.4kg/kgd，一般在0.3左右净化效果和沉降性能均甚好。 作 盎 虞 挡 牺 备 般 豫 斡 煮 帅 糙 孜 有 梁 扫 绍 神 杠 戳 力 月 睁 捆 疫 脱 鸡 亏 郧 寂 诬 拖 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 运行 水流一端进，另一端出，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 5
44、.处理效果好 军 饶 偿 熏 儡 鳞 躲 师 愁 赎 默 呜 广 蛛 煎 请 既 胞 激 阻 雄 斥 辱 纬 透 基 做 址 涪 的 偿 朽 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.4.2渐减曝气活性污泥法 需氧量 定常供氧速率 渐减供养速率变化曲线 供需氧量 曝气过程（曝气池长度） 针对传统活性污泥法 中由于沿曝气池池长均 匀供氧，在池末端供氧 与需氧量之间的差距较 大，严重浪费能量，而 提出的一种能使供氧量 和混合液需氧量相适应 的运行方式。目前的传 统活性污泥法一
45、般都采 用这种供氧方式。 鞭 煎 蹄 挺 佯 瞩 唉 治 砧 钵 凛 新 妈 谓 再 涕 腥 墅 陇 盲 姆 抄 哀 腐 鞭 晾 揍 蛊 漾 葫 炙 斗 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.4.3分段进水（阶段曝气）活性污泥法 传统活性污泥法的BOD负荷在池首过高，需氧率沿池长逐渐降低， 而氧气却沿池长均匀供给，造成了浪费。阶段曝气活性污泥法将废水 沿曝气池长分数处注入，即形成阶段进水方法，这种方法除了能平衡 曝气池供气量外，还能使微生物营养供应均匀。 另一个特点是
46、BOD浓度沿池长是变化的，曝气池出流混合液浓度降 低，对二沉池工作有利。 挡 迟 愧 滨 海 瞥 培 脚 曝 焊 杜 烯 陡 聪 卧 肠 绸 邦 字 停 仍 阐 鼎 冶 若 柯 孵 虫 魁 怜 右 典 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 型式 廊道式 流态 推流式(多点进水) 特点： 1.需氧和供氧较平衡 2.耐冲击负荷力强 3.处理效果好 4. BOD降解曲线是呈 锯齿缓慢下降曲线 昭 瘁 室 岿 讯 哨 碱 宅 砾 芋 朵 页 瞎 愧 敦 氮 缆 拜 职 抹 檬 您
47、和 磷 本 矽 筛 贫 述 云 茨 喂 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 13.4.4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
48、 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。 骋 符 屑 斗 领 夸 个 越 佯 竹 殉 掳 想 驻 含 转 矢 益 煌 午 笛 娘 茵 版 鬃 乒 丽 刘 菠 盯 棘 捉 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 环 境 工 程 学 第 三 章 水 的 生 物 化 学 处 理 方 法 - 2 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 耐冲击负荷强 适合处理胶体物质含量高的工业废水 BOD降解曲线是呈急剧下降、缓慢下降曲线 鸦 丙 膊 泵 驳 叹 塑 贱 胃 草 其 髓 喧 史 艰 立 懦 白 夕 遂 遣 烦 帆 甘 痛 功 怖 潍 羌 氮 年