活性污泥法的基本原理

活性污泥法的基本原理一基本概念和工艺流程（一）基本概念1活性污泥法以活性污泥为主体的污水生物处理。2活性污泥颜色呈黄褐色，有大量微生物组成，易于与水分离，能使污水得到净化，澄清的絮凝体（二）工艺原理1曝气池作用降解有机物（BOD5）2二沉池作用泥水分离。3曝气装置作用于充氧化搅拌混合4回流装置作用接种污泥5剩余污泥排放装置作用排除增长的污泥量，使曝气也内的微生物量平衡。混合液污水回流污泥和空气相互混合而形成的液体。二活性污泥形态和活性污泥微生物（一）形态1、外观形态颜色黄褐色，絮绒状2特点颗粒大小00202MM具有很大的表面积。含水率99,C85粘性物质破坏活性污泥结构破坏PHKSVVMAXK1DS/DTVMAXXK1X结论在高底物浓度下，有机底物以最大速度进行降解，与有机底物浓度无关，其降解速度只与污泥浓度有关。低底物浓度，SKSVVMAXS/KSK2S3DS/DTVMAXXS/KSK2SX4结论在低底物浓度下，有机底物降解速度与有机底物浓度有关，且成一级反应（有机物多，无机物少）由（）得S0SDS/DT0TK2XSDTSS0EK2XT莫诺方程式在曝气池中的应用（ASE）/VDS/DTQSASE/VNRVDS/DTNRV1用来计算NRVDS/DTQSASE/VSASE/TK2XSEQSASE/V2计算RSK2SEQSASE/XVNRS3计算有机物降解率SASE/S01SE/S0K2XT/1K2XT有关K2的确定（图解法）QSASE/XV作纵轴SEX斜率K2经验数据0016800281三劳麦方程式概念（）把污泥龄改名为生物固体平均停留时间（）提出单位底物利用率概念基本方程式（）劳麦第一方程式/QCYQKD（）劳麦第二方程式VQVKS/KSSDS/DTU/XAKS/KSS劳麦方程式的推论及应用SEQC关系XAQCXAYQQCSASE/T1KDQCRQCV与Q的关系DS/DTU/XAK2SEQSASE/XAVK2SEVQSASE/K2XASE曝气池容积的计算方法NSVQSASE/NSXNRSVQSASE/NRSXV劳麦VYQQCSASE/XA1KDQCVQSASE/K2SEXA两种产率XYQ（SASE）KDVXV合成产率微生物的净增值量YOBSY/1KDQCX计算XYQSASEKDVXVXYOBSQSASE44曝气池的理论基础作用充氧搅拌方法鼓风曝气从鼓风机中房或空气压缩机房送来的空气，经过设置在曝气池底的空气扩散装置，溶解于水中。机械曝气利用安装在池表面的机械曝气装置，将空气溶于水中。一氧转移原理传质理论（一）菲克定律扩散转移DDLDC/DXDC/DX浓度梯度VDDM/DT/ADLDC/DX二双膜理论处理废水量21600M3/D,经过沉淀后的为250MG/L,希望处理后的出水为MG/L,温度为，曝气池悬浮固体浓度为4000MG/L,设计的C为天。要求采用劳麦方程式计算；计算排放的剩余污泥量计算实际所需的空气量。1定义双膜气膜液膜2基本点（1）通过两层膜，两层膜为层流状态，气液两相主体为紊流状态（2）传质阻力仅存在于两层膜中（3）在气膜中存在氧分压梯度，在液膜中存在氧浓度梯度（4）传质阻力又主要集中在液膜上（O2难溶于水）3表达式4KLA的确定（KLA氧总转移系数）（1）脱氧清水测定法充氧介质清水条件脱氧DO0水温20大气压1个气压步骤（1）脱氧剂（NA2SO3N2）DO0（2）对清水充氧C1T达饱和DS（3）C关系作图横轴C纵轴（2）曝气池（了解）二、氧转移的影响因素1污水水质KLACS1KLA的影响KLAKLA12对CS的影响CSCS（1）城市污水水质越差，取值越小2水温KLA、CS转移速率增大（1）对KLA的影响（2）对CS影响CS查附录1P607、氧分压C2/L（1）鼓风曝气（）机械曝气P1C/L为定值、其他影响因素气泡大小紊流程度与气液接触时间人为因素三、氧转移速率与供气量计算1标准条件下的氧转移量（1）机械曝气（2）鼓风曝气只将CSB即可2实际条件下的氧转移量（1）鼓风曝气（）机械曝气供气量的计算根据GS确定鼓风机型号及台数（2）机械曝气QOSR根据QOS可确定叶轮直径与功率45曝气系统与空气扩散装置技术性能的主要指标（1）动力效率EPO2/KWH每消耗1KWH的电能，转移到混合液中O2的量（2）氧利用率EA（3）氧转移效率（充氧能力）ELO2/H（1）（2）鼓风（1）（3）机械一、鼓风曝气系统与空气扩散装置（OR曝气装置曝气皿）（一）鼓风曝气系统1组成空压机（OR鼓风机）GS一系列连通管道空气扩散装置2鼓风曝气过程（二）空气扩散装置1微气泡空气扩散装置（多孔性空气扩散装置）多孔性材料优点EA较高缺点易堵塞（1）扩散板EA714EP1825O2/KWH安装在池底一侧或两侧（2）扩散管EA1013EP2O2/KWH812根扩散管组成管组（3）固定平板式微孔空气扩散皿EA2025EP46O2/KWH服务面积03075/个布满池底（4）固定钟罩型设计参数同（3）平板式（5）膜片式微孔扩散皿合成橡胶EA2738EP34O2/KWH服务面积13/个不易堵塞（与其它相对而言）（1）（2）（5）尤其是（5）最常用（6）摇臂式微孔扩散器服务面积2/个EA1830EP4455O2/KWH2中气泡空气扩散器（1）穿孔管塑料或钢管直径2550孔与孔之间距离50100EA46EP1O2/KWH（2）网状膜扩散器EA1215EP2737O2/KWH服务面积05/个3水力剪切式空气扩散装置特点利用装置本身的构造特点，产生水力剪切作用在气泡吹出装置前，将大气泡剪切成小气泡，从而EA倒盆式固定螺旋了解金山型4水力冲击式空气扩散装置（1）密集多喷嘴（2）射流式空气扩散皿（射流曝气皿）原理P157第一段、水下空气扩散器（了解）总结扩散装置安装在池底一侧，两侧OR布满池底属于水下鼓气二、机械曝气装置机械曝气特点利用安装在曝气池表面的机械曝气装置在电机的驱动下转动，从而将空气中氧转移到水中它属于表面曝气。它属于表面曝气（一）机械曝气原理（通过3种作用实现）1表面充氧2整池充氧3吸入部分空气（二）机械曝气装置按传动轴的安装方向竖轴（纵轴）卧轴（横轴）1竖轴机械愚昧落后敢装置传动轴与水面垂直，装有叶轮，叶轮上装有叶片又称竖轴叶轮曝气机（表曝机）（1）泵型叶轮表曝机最佳线速度455M/S叶轮淹没深度4目前国内已有系列产品，应用最广泛（2）K型最佳线速度401叶轮淹没深度规定叶轮直径与曝气池直径之比为（）倒伞型（）平板型2卧轴式表曝机传动轴与水面平行由传动轴和叶片组成应用转刷曝气器（曝气转刷）主要用于氧化沟活性污泥处理系统的维护管理一、活性污泥处理系统的投产与活性污泥培训、活性污泥的培训培养与驯化方法同步培训法培养与驯化同时进行异步培训法先培养后驯化接种培训化1同步培训法生活污水为主的城市污水1营养物2菌种具体操作活性污泥成熟,SV15202异步培训法工业废水和工业废水为主的城市污水先培养粪便水稀释BOD5500MG/L后驯化在进水中加入首当其冲逐渐增加工厂业废水所占比重（3）接种培训法从附近的污水处理厂引进剩余污泥作种泥2试运行目的确定最佳的运行条件考虑因素（）MLSS调整（）供气量（1）氧DO12MG/L（）搅拌混合液浓度整池均匀（）运行方式12种传统工艺3种新工艺二、运行效果的检测三、活性污泥处理系统运行中的异常情况1污泥膨胀定义原因大量的丝状菌繁殖防治措施PHDO2污泥解体处理水质变浑污泥絮凝体微细化处理效果变坏原因（1）运行不当（2）污水中混入有毒物质污泥上浮上浮原因（1）污泥腐化上浮长期滞留造成（3）曝气过度上浮（3）污泥挟油上浮（4）污泥脱氮上浮过长4泡沫问题大量合成洗涤剂消泡措施（1）消泡剂（2）机械消泡（3）分段进污泥解体处理水浑浊、污泥絮凝体微细化，处理效果变坏等则是污泥解体现象。导致这种异常现象的原因有运行中的问题，也可能由于污水中混入了有毒物质所致。运行不当（如曝气过量），会使活性污泥生物营养的平衡遭到破坏，微生物量减少且失去活性，吸附能力降低，絮凝体缩小；一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥，SV值降低，使处理水变浑浊。当污水中存在有毒物质时，微生物会受到抑制、伤害，污泥失去活性，导致净化能力下降。一般可通过显微镜观察来判别产生的原因。当鉴别出是运行方面的问题时，应对污水量、回流污泥量、空气量和排泥状态以及SV、MLSS、DO等多项指标进行检查，加以调整。当确定是污水中混入有毒物质时，应该考虑可能是有新的工业废水混入的结果。若确有新的废水混入，应责成其按国家排放标准加以局部处理。（3）污泥脱氮（反硝化）污泥在沉淀池呈块状上浮的现象，并不一定是由于腐败所造成的，也可能是污泥反硝化造成。曝气内污泥泥龄过长时，硝化过程比较充分（NO35MG/L），在沉淀池内产生反硝化，硝酸盐的氧被利用，氮即呈气体脱出附于污泥上，使之相对密度降低，整块上浮。所谓反硝化是指硝酸盐被反硝化菌还原成氨或氮的作用。反硝化作用一般在溶解氧低于05MG/L时发生。试验表明，如果让硝酸盐含量高的混合液静止沉淀，在开始的3090MIN左右污泥可能沉淀得很好，但不久就可以看到，由于反硝化作用所产生的氮气在泥中形成小气泡，使污泥整块地浮至水面。在做污泥沉降比试验时，由于只检查污泥30MIN的沉降性能，往往会忽视污泥的反硝化作用。这是在活性污泥法的运行中应当注意的现象，为防止这一异常现象的发生，应采取增加污泥回流或及时排除剩余污泥，或降低混合液污泥浓度，缩短污泥龄和降低溶解氧等措施。（4）污泥腐化在沉淀池中污泥可能由于长期滞留而厌氧发酵，生成气体（H2S、CH4等）从而发生大块污泥上浮的现象。它与污泥脱氮上浮所不同的是，污泥腐败变黑，产生恶臭。此时也不是全部污泥上浮，大部分都是正常地排出或回流，只是沉积在死角长期滞留的污泥才腐化上浮。防止的措施有安设不使污泥外溢的浮渣设备；消除沉淀池的死角；加大池底坡度或改正池底刮泥设备，不使污泥滞留于池底。此外，如曝气池内曝气过度，使污泥搅拌过于激烈，生成大量小气泡附聚于絮凝体上，也容易产生这种现象。防止措施是将供气控制在搅拌所需的限度内，而脂肪和油则应在进入曝气池之前去除。（5）泡沫问题曝气池中产生泡沫的主要原因有污泥停留时间、PH值、溶解氧（DO）、温度、憎水性物质、曝气方式和气温气压及水温的交替变化等。泡沫会给生产操作带来一定困难，其危害主要有泡沫一般具有黏附性，常常会将大量活性污泥等固体物质卷入曝气池的漂浮泡沫层，泡沫层又在曝气池表面翻腾，阻碍氧气进入曝气池混合液，降低充氧效率；生物泡沫蔓延到走道板上，影响巡视和设备维修。夏天生物泡沫随风飘荡，将产生一系列环境卫生问题，冬季泡沫结冰后，清理困难，给巡视和维护人员带来不便；回流污泥中含有泡沫一起类似浮选的现象，损坏污泥的正常性能；生物泡沫随排泥进入泥区，干扰污泥浓缩和污泥硝化的顺利进行。消除泡沫的措施有喷洒水、投加杀菌剂或消泡剂、降低污泥龄、回流厌氧上清液、向曝气反应器内投加填料和化学药剂等。喷洒水是一种最简单和最常用的物理方法，但它不能消除产生泡沫现象的根本原因。投加杀菌剂和消泡