水污染控制工程第七章课件

1、水污染控制工程第七章1 第七章 废水的活性污泥法处理 水污染控制工程第七章2 第三节 活性污泥法的设计计算 水污染控制工程第七章3 活性污泥系统工艺设计 应把整个系统作为整体来考虑，包括曝气池、二沉池、曝 气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处理处置。 主要设计内容： （1） 工艺流程选择； （2） 曝气池容积和构筑物尺寸的确定； （3）二沉池澄清区、污泥区的工艺设计； （4） 供氧系统设计； （5）污泥回流设备设计。 主要依据：水质水量资料 生活污水或生活污水为主的城市污水：成熟设计经验 工业废水：试验研究设计参数 水污染控制工程第七章4 工艺流程的选择 需要调查研究和收集的基础资料： 1

2、. 污水的水量水质资料 水量关系到处理规模，多种方法分析计算，注意收集率和 地下水渗入量； 水质决定选用的处理流程和处理程度。 2. 接纳污水的对象资料 3. 气象水文资料 4. 污水处理厂厂址资料 厂址地形资料；厂址地质资料。 5. 剩余污泥的出路调研 流程选择是活性污泥设计中的首要问题，关系到日后运转 的稳定可靠以及经济和环境效益，必须在详尽调查的基础上进 行技术、经济比较，以得到先进合理的流程。 水污染控制工程第七章5 原始资料与数据 （1）应处理的原污水的日平均流量（m3 /d）、最大时流量（m3 /h）、 最低时流量（m3 /h）。当曝气池的设计水力停留时间在6h以上时，可 以考虑以

3、平均日流量作为曝气池的设计流量。当水力停留时间较短时， 如2h左右，则应以最大时流量作为曝气池的设计流量。 （2）原污水和经一级处理工艺处理后的主要各项水质指标： BOD5、BODu（溶解性、悬浮性）；COD（溶解性、悬浮性）；TOC； SS（非挥发性、挥发性）；总固体（溶解性、非溶解性）；总氮（有机 氮、游离氮、硝酸氮、亚硝酸氮、氨氮）；总磷（有机磷、无机磷）等 （3）处理水的出路及各项指标应达到的数据，其中主要的是BOD和 COD的去除率及处理水浓度。 （4）对所产生的污泥的处理与处置的要求。 （5）原污水中所含有的有毒有害物质、浓度，微生物对其有无驯化的 可能。 水污染控制工程第七章6

4、7.3.1.3 应确定的主要各项参数 （1）BOD污泥负荷率COD污泥负荷率）； （2）混合液污泥浓度（MLSS、MLVSS）； （3）污泥回流比。 水污染控制工程第七章7 7.3.2构筑物与设备 水污染控制工程第七章8 曝气池的三种池型 推流式 曝气池 完全混合 式曝气池 两种池型 结合式 水污染控制工程第七章9 推流式曝气池 推流式曝气池的长宽比一般为510； 进水方式不限；出水用溢流堰。 1.平面布置 推流式曝气池的池宽和有效水深之比一般为12。 2.横断面布置 水污染控制工程第七章10 根 据 横 断 面 上 的 水 流 情 况 ， 可 分 为 水污染控制工程第七章11 推流式曝气池

5、水污染控制工程第七章12 推流式曝气池 水污染控制工程第七章13 完全混合曝气池 池 形 根据和沉淀池的关系 圆 形 方 形 矩 形 分建式 合建式 水污染控制工程第七章14 曝 气 池 的 三 种 池 型 水污染控制工程第七章15 机械曝气完全混合曝气池 水污染控制工程第七章16 鼓风曝气完全混合曝气池 水污染控制工程第七章17 局部完全混合推流式曝气池 水污染控制工程第七章18 7.3.3 7.3.3 工艺设计工艺设计 水污染控制工程第七章19 曝气池的计算：纯经验方法 劳伦斯（Lawronce） 和麦卡蒂(McCarty) 法 有机物负 荷率法 麦金尼 (McKinney) 法 水污染控

6、制工程第七章20 有机物负荷率的两种表示方法 活性污泥负荷率NS （简称污泥负荷） 曝气区容积负荷率NV （简称容积负荷） 水污染控制工程第七章21 根据某种工艺的经验停留时间和经验去除率，确定曝 气池的水力停留时间。 例如：流量200m3/h，曝气池进水BOD浓150mg/L, 出 水要求为15mg/L，采用多点进水，求曝气池容积。 多点进水经验去除率：85%90 经验停留时间：35h 取停留时间为4.5h，则曝气池容积： V2004.5m3=900m3 经验水力停留时间：t 水污染控制工程第七章22 污泥负荷率是指单位质量活性污泥在单位时间内所 能承受的BOD5量，即: 式中：Ns污泥负荷

7、率,kg BOD5/（kgMLVSSd）; Q与曝气时间相当的平均进水流量，m3/d； Sa曝气池进水的平均BOD5值，mg/L； X曝气池中的污泥浓度，mg/L。 污泥负荷率 a s QS N XV 水污染控制工程第七章23 容积负荷是指单位容积曝气区在单位时间内所能承受 的BOD5量，即： 式中：Nv容积负荷率，kg (BOD5)/(m3d)。 容积负荷率 a vs QS NN X V 水污染控制工程第七章24 根据上面任何一式可计算曝气池的体积，即: Sa和Q是已知的，X和N可参考教材中表73选择。 对于某些工业废水，要通过试验来确定X和N值。污泥负 荷率法应用方便，但需要一定的经验。

8、a s QS V XN a V QS V N 水污染控制工程第七章25 7.3.3.2 曝气系统与空气扩散装置的计算与设计曝气系统与空气扩散装置的计算与设计 主要包括下列两项工作内容： （1）需氧量与供气量的计算； （2）曝气系统的设计与计算 水污染控制工程第七章26 1、 需氧量与供气量的计算 vr VXbQSaO 2 30 100 (m / ) 0.3 s A R Gh E 220 0 20 1.024 S T Sb T O C R CC 5 422.026 10 bt SbS PO CC 3 9.8 10 b PPH 21 1 100% 7921 1 A t A E O E 水污染控制工

9、程第七章27 水污染控制工程第七章28 水污染控制工程第七章29 水污染控制工程第七章30 机械曝气装置的设计内容主要是选择叶轮的 型式和确定叶轮的直径。在选择叶轮型式时 要考虑叶轮的充氧能力、动力效率以及加工 条件等。叶轮直径的确定，主要取决于曝气 池的需氧量，使所选择的叶轮的充氧量能够 满足混合液需氧量的要求。 水污染控制工程第七章31 污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置 污泥回流系统的计算与设计内容包括：回流 污泥量的计算和污泥提升设备的选择和设计。 水污染控制工程第七章32 （1）回流污泥量的计算 回流污泥量QR，其值为： QR=RQ R值可选定，也可

10、以通过下式求定： r X R XX 水污染控制工程第七章33 （2）污泥提升设备的选择与设计 在污泥回流系统，常用的污泥提升设备主 要是污泥泵、空气提升器和螺旋泵。 水污染控制工程第七章34 二次沉淀池二次沉淀池 二次沉淀池设计的主要内容：1池型选择；2 沉淀池（澄清区）面积、有效水深和污泥区 容积的计算。 计算方法有表面负荷法和固体通量法。 （1）表面负荷法 3.6 QQ A qu 水污染控制工程第七章35 处理水的水质处理水的水质 对处理水要求达到的BOD值，应当是总BOD即溶解性BOD 与非溶解性BOD之和 。 水污染控制工程第七章36 处理水中非溶解性BOD值可用下列公式求定： BOD

11、5=5（1.42bXaCe）=7.1bXaCc b微生物自身氧化率，d-1取值范围为0.050.1； Xa在处理水的悬浮固体中，有活性的微生秀所占的比例。Xa的取值：对高负荷 活性污泥处理系统为0.8；延时曝气系统为0.1；其他活性污泥处理系统，在一般负 荷条件下，可取值0.4； C活性污泥处理系统的处理水中的悬浮固体浓度,mg/L； 5（常数）BOD的五天培养期； 1.42近似表示微生物降解1g有机物（BOD5）所需要的氧量。 处理水中的总BOD5含量为： BOD5=Se+7.1bXaCe 水污染控制工程第七章37 例题例题7-1 某城市日排污水量30000m3，时变 化系数1.4，原污水B

12、OD5值225mg/L，要求处 理水BOD5值为25mg/L，拟采用活性污泥系统 处理。 1 计算、确定曝气池主要部位尺寸 2 计算、设计鼓风曝气系统 水污染控制工程第七章38 解解 1.污水处理程度的计算及曝气池的运行方式 （1）污水处理程度的计算 原污水的BOD值（S0）为225mg/L，经初次沉淀池处理，BOD5按降低 25%考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（Sa）为： 计算去除率，对此，首先按式（7-58）计算水中非溶解性BOD5值，即： 式中 Ce处理水中悬浮固体浓度，取值为25mg/L； b微生物自身氧化率，一般介于0.050.1之间，取值0.09； Xa活性微生物在处理水中

13、所占比例，取值0.4。 代入各值 处理水中溶解性BOD5值为： 去除率 225(1 25%)168.75 a S 5 7.1 ae BODbX C 5 7.1 0.09 0.4 256.396.4BOD 256.418.6/mg L 168.75 18.6150.15 0.8890.9 168.75168.75 水污染控制工程第七章39 （2）曝气池的运行方式 在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活 性和多样化。即：以传统活行污泥法系统作 为基础，又可按阶段曝气系统和再生-曝气系 统运行。 水污染控制工程第七章40 2. 曝气池的计算与各部位尺寸的确定 曝气池按BOD污泥负荷法计算 （1）BOD

14、污泥负荷率的确定 拟定采用的BOD污泥负荷率为0.3kgBOD5/(kgMLSSD)。 但为稳妥计，需按下式加以校核 取值 0.0185， =18.6mg/L 代入各值 计算结果确证，Ns值取0.3是适宜的。 2e s K S f N 2 K e S 0.90 0.75 MLVSS f MLSS 5 0.0185 18.6 0.75 0.29/() 0.90 s NkgBODkgMLSS d 5 0.30/()kgBODkgMLSS d 水污染控制工程第七章41 （2）确定混合液污泥浓度（X） 根据已确定的Ns值，查图7-3的相应的SVI值 为100200，取值120。 取r=1.2，R=50

15、%，代入 计算确定混合 液污泥浓度值X得： 6 10 (1) R r X R SVI 66 100.5 1.2 10 3333/3300/ (1)1 0.5 120 R r Xmg Lmg L R SVI 水污染控制工程第七章42 （3）确定曝气池容积，按式（7-41）计算， 即： Sa=168.75mg/L，近似取值169.0mg/L。 代入各值： a s QS V N X 3 30000 1695070000 5121 0.3 3300990 Vm 水污染控制工程第七章43 （4）确定曝气池各部位尺寸 设2组曝气池，每组容积为 池深取4.2m，则每组曝气池的面积为 池宽取4.5m， 介于1

16、2之间，符合规定。 池长： 。 设五廊道式曝气池，廊道长： 取超高0.5m，则池总高度为 4.2+0.5=4.7m 在曝气池面对初次沉淀池和二次沉淀池的一侧，各设横向配 水渠道，并在池中部设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相 连接。在两侧横向配水渠道上设进水口，每组曝气池共有5 个进水口。 3 5121 2560 2 m 2 2560 609.6 4.2 Fm 4.5 1.07 4.2 B H 609.6 135.5 4.5 F B 135.5 3010 4.5 L B 1 135.5 27.127 55 L Lmm 水污染控制工程第七章44 水污染控制工程第七章45 3 曝气系统的计算与设计

17、本设计采用鼓风曝气系统。 按式（7-24）计算，即: 查表7-7，得 代入各值 2rV Qa Qsb VX 0.5;0.15ab 2 169252500 0.5 300000.15 5121 10001000 Q 4080.4/170/kg dgk h 水污染控制工程第七章46 4、供气量的计算 水污染控制工程第七章47 水污染控制工程第七章48 水污染控制工程第七章49 水污染控制工程第七章50 水污染控制工程第七章51 水污染控制工程第七章52 水污染控制工程第七章53 （756） 水污染控制工程第七章54 P（1.54.20.2）9.853.9KPa 水污染控制工程第七章55 劳伦斯和麦

18、卡蒂法 1.曝气池中基质去除速率和微生物浓度的关系方程 式中：ds/dt基质去除率，即单位时间内单位体积去除的基质 量，mg(BOD5)/(Lh)； K最大的单位微生物基质去除速率，即在单位时间内，单位微 生物量去除的基质，mg(BOD5)/(mgVSSh)； s微生物周围的基质浓度，mg(BOD5)/L； Ks饱和常数，其值等于基质去除速率的1/2K时的基质浓度， mg/L； x微生物的浓度，mg/L。 SS XSS d d K K t 水污染控制工程第七章56 当Ks时，该方程可简化为 当Ks时，该方程可简化为 当曝气池出水要求高时，常处于Ks状态 SS XSS d d K K t X S

19、 d d K t SX S S d d K K t 水污染控制工程第七章57 劳伦斯和麦卡蒂法 2.微生物的增长和基质的去除关系式 式中：y合成系数，mg(VSS)/mg(BOD5)； Kd内源代谢系数，h-1 。 Sx dX dd dd yK tt 水污染控制工程第七章58 上式表明曝气池中的微生物的变化是由合成和内源代 谢两方面综合形成的。不同的运行方式和不同的水质，y和 Kd值是不同的。活性污泥法典型的系数值可参见下表： Xd SX d d d d K t y t 水污染控制工程第七章59 这里的yobs实质是扣除了内源代谢后的净合成系数， 称为表观合成系数。y为理论合成系数。 也 可

20、以 表 达 为 Xd SX d d d d K t y t ) d d ( d d S obs X t y t 水污染控制工程第七章60 劳伦斯和麦卡蒂法 3.完全混合曝气池的计算模式 (1)曝气池体积的计算 水污染控制工程第七章61 qv进水流量； Qvw排除的剩余活性污泥流量； qvr污泥回流量； x 曝气池中的微生物浓度； xe出流水中带走的微生物浓度； xr回流污泥中的微生物浓度； s0进水基质浓缩； s出流基质浓度； V曝气池体积。 水污染控制工程第七章62 微生物平均停留时间，又称污泥龄，是指反应 系统内的微生物全部更新一次所用的时间，在工程 上，就是指反应系统内微生物总量与每日排

21、出的剩 余微生物量的比值。以C表示，单位为d。 XevvXv X C )( ww qqq V 水污染控制工程第七章63 对上图所示系统进行微生物量的物料平衡计算： Xd S XevvXvX0v X d d )( d d ww K t yVqqqqV t 水污染控制工程第七章64 整理后即得 Xd S XevvXvX0v X d d )( d d ww K t yVqqqqV t 污水中的x0很小,可以忽略不计,因 而x0=0,在稳定状态下dx/dt=0且 tt SS0S d d )1 ( )( CdX SS0vC K yq V 水污染控制工程第七章65 劳伦斯和麦卡蒂法 3.完全混合曝气池的计

22、算模式 (2)排出的剩余活性污泥量计算 水污染控制工程第七章66 根据yobs以及上面的物料平衡式可推得： 则剩余活性污泥量Px（以挥发性悬浮固体表示的剩余 活性污泥量）为： Cd obs 1K y y )( SS0vobsX qyP 水污染控制工程第七章67 劳伦斯和麦卡蒂法 3.完全混合曝气池的计算模式 (3)确定所需的空气量 水污染控制工程第七章68 有机物在生化反应中有部分被氧化，有部分合成 微生物，形成剩余活性污泥量。因而所需氧量为： 空气中氧的含量为23.2,氧的密度为1.201kg/ m3 。 将上面求得的氧量除以氧的密度和空气中氧的含量， 即为所需的空气量。 X SS0v 42

23、. 1 68. 0 )( P q 所需的氧量 水污染控制工程第七章69 劳伦斯和麦卡蒂法 4.推流式曝气池的计算模式 由于当前两种形式的曝气池实际效果差不多，因而完 全混合的计算模式也可用于推流式曝气池的计算。 水污染控制工程第七章70 处理污水量为21600m3/d，经沉淀后的BOD5为250mg/L, 希望处理后的出水BOD5为20mg/L。要求确定曝气池的体积、排 泥量和空气量。经研究，还确立下列条件： （1）污水温度为20； （2）曝气池中混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）同混合液悬浮 固体（MLSS）之比为0.8； （3）回流污泥SS浓度为10000mg/L； （4）曝气池中MLSS

24、为3500 mg/L； （5）设计的c为10d； （6）出水中含有22mg/L生物固体，其中65是可生化的； （7）污水中含有足够的生化反应所需的氧、磷和其他微量元素； （8）污水流量的总变化系数为2.5。 例 水污染控制工程第七章71 解 确定出水中悬浮固体的BOD5 ： (a)悬浮固体中可生化的部分为0.6522 mg/L =14.2mg/L (b)可生化悬浮固体的最终BODL 0.65221.4 mg/L 20.3mg/L (c)可生化悬浮固体的BODL为BOD50.6820.3 mg/L13.8mg/L (d)确定经曝气池处理后的出水溶解性BOD5 ，即s 20 mg/Ls13.8 m

25、g/L s6.2 mg/L 计算处理效率E ： 若沉淀池能去除全部悬浮固体，则处理效率可达 25020 92% 250 E 2506.2 97.5% 250 E 1.估计出水中溶解性BOD5的浓度 出水中总的BOD5出水中溶解性的BOD5出水中悬浮固体的BOD5 水污染控制工程第七章72 已知 则： 解 2.计算曝气池的体积 )(06d. 0 3500mg/L 2mg/L. 6 )(mg/mg5 . 0 /dm21600 d10 1 d X Se 3 v C 查表选定 查表选定 K y q 33 CdX SS0vC m4702m )1006.013500 2 .62505 .02160010

26、)1 ( )( K yq V 水污染控制工程第七章73 解 3.计算每天排除的剩余活性污泥量 计算yobs 计算排除的以挥发性悬浮固体计的污泥量 计算排除的以SS计的污泥量 3125. 0 1006. 01 5 . 0 1 Cd obs K y y kg/d7 .1645 kg/d10)2 . 6250(216003125. 0)( 3 SS0vobsX qyP kg/d1 .2057kg/d 4 5 7 .1645 X(SS) P 水污染控制工程第七章74 解 4.计算回流污泥比r 曝气池中VSS浓度3500mg/L 回流污泥VSS浓度8000mg/L 78. 0 8000)(3500 v

27、v vvv r rr q q r qqq 水污染控制工程第七章75 解 5.计算曝气池的水力停留时间 h2 . 5d217. 0d 21600 4702 v q V t h2 .5d217.0d 21600 4702 v q V t 水污染控制工程第七章76 解 6.计算曝气池所需的空气量 (1)生化反应中含碳有机物全部生化所需的氧量: 所需氧量(7744-1.421645.7) kg/d 5407.1 kg/d 首先计算曝气池所需的氧量 (2)生化反应所需氧量: kg/d7744kg/d 68. 0 10)2 . 6250(21600 0.68 )( BOD 3 S0Sv L q 水污染控制

28、工程第七章77 解 6.计算曝气池所需的空气量 (1)若空气密度为1.201kg/m3,空气中含有的氧量为 23.2，则所需的理论空气量为： (2)实际所需的空气量为: 其次根据所需的氧量计算相应的空气量 (3)设计所需的空气量为: /dm19406/dm 0.2321.201 5407 33 /minm168/dm575.242/dm 0.08 19406 333 /minm218/minm1683 .1 33 水污染控制工程第七章78 第四节 活性污泥法的发展和演变 水污染控制工程第七章79 一、活性污泥的运行从间歇式到 连续式 水污染控制工程第七章80 传统活性污泥法 渐 减 曝 气 分

29、 步 曝 气 完全混合法 浅 层 曝 气 深 层 曝 气 高负荷曝气或变形曝气 克 劳 斯 法 延 时 曝 气 接触稳定法 氧 化 沟 纯 氧 曝 气 活性污泥生物滤池（ABF工艺） 吸附生物降解工艺（AB法） 序批式活性污泥法（SBR法） 活性污泥法的多种运行方式 有机物去除和 氨氮硝化 水污染控制工程第七章81 水污染控制工程第七章82 在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长 度方向是逐步下降的。 实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧量 超过需要。 渐减曝气的目的就是合理地布置扩散器，使布气 沿程变化，而总的空气量不变，这样可以提高处理 效率。 渐 减 曝 气 水污染控制工程第七章

30、83 渐 减 曝 气 水污染控制工程第七章84 把入流的一部分从池端引入到池的中部分点进水。 分 步 曝 气 分布曝气示意图 水污染控制工程第七章85 完 全 混 合 法 在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时 相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，长条形池 子中也能做到完全混合状态。 完全混合的概念 水污染控制工程第七章86 水污染控制工程第七章87 （1）池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同， 生活环境也基本相同。 （2）入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小， 因为骤然增加的负荷可为全池混合液所分担，而不是像推 流中仅仅由部分回流污泥来承担。完全混合池从某种意义 上来讲

31、，是一个大的缓冲器和均和池，在工业污水的处理 中有一定优点。 （3）池液里各个部分的需氧量比较均匀。 完全混合法的特征 完 全 混 合 法 水污染控制工程第七章88 浅 层 曝 气 扩散器的深度以在水面以下0.60.8m范围为宜，可以节省动 力费用，动力效率可达1.82.6kg（O2） / kWh。 可以用一般的离心鼓风机。 浅层曝气与一般曝气相比，空气量增大，但风压仅为一般曝气 的1/41/6左右，约10kPa，故电耗略有下降。 曝气池水深一般34m，深宽比1.01.3，气量比3040m3/ （m3 H2O.h）。 浅层池适用于中小型规模的污水厂。 由于布气系统进行维修上的困难，没有得到推广

32、利用。 水污染控制工程第七章89 深 层 曝 气 深井曝气法处理流程 深井曝气池简图 水污染控制工程第七章90 浅 层 曝 气 特点：气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。在 水的浅层处用大量空气进行曝气，就可以获得较高的氧传递 速率。 1953年派斯维尔（Pasveer）的研究：氧在10静止水中 的传递特征，如下图所示。 水污染控制工程第七章91 一般曝气池直径约16m，水深约1020m。深井曝气法深 度为50150m，节省了用地面积。 在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。 深井曝气法中，活性污泥经受压力变化较大，实践表明这时 微生物的活性和代谢能力并无异常变化，但合成和能量分配有

33、一定的变化。 深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大， 同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而增 加。 当井壁腐蚀或受损时，污水可能会通过井壁渗透，污染地下 水。 深 层 曝 气 水污染控制工程第七章92 部分污水厂只需要部分处理，因此产生了高 负荷曝气法。 曝气池中的MLSS约为300500mg/L，曝气 时间比较短，约为23h，处理效率仅约65左 右，有别于传统的活性污泥法，故常称变形曝气。 高负荷曝气或变形曝气 水污染控制工程第七章93 克劳斯工程师把厌氧消化的上清液加到回流 污泥中一起曝气，然后再进入曝气池，克服了 高碳水化合物的污泥膨胀问题，这个方法称为

34、 克劳斯法。 消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量碳 水化合物代谢所需的氮。 消化池上清液夹带的消化污泥相对密度较大， 有改善混合液沉淀性能的功效。 克 劳 斯 法 水污染控制工程第七章94 水污染控制工程第七章95 延时曝气的特点： 曝气时间很长，达24h甚至更长，MLSS较高，达 到30006000mg/L； 活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态， 剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放； 适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污 水处理系统多有使用。 延 时 曝 气 水污染控制工程第七章96 水污染控制工程第七章97 接 触 稳 定 法 混合液曝气过程中第一阶段BOD5的下降是由

35、于吸附 作用造成的，对于溶解的有机物，吸附作用不大或没有， 因此，把这种方法称为接触稳定法，也叫吸附再生法。 混合液的曝气完成了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳 定作用。 水污染控制工程第七章98 直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流处理效果好； 可省去初沉池；此方法剩余污泥量增加。 接 触 稳 定 法 水污染控制工程第七章99 纯氧代替空气， 可以提高生物处理的 速度。纯氧曝气池的 构造见右图。 纯 氧 曝 气 纯氧曝气的缺点是纯氧发生器容易出现故障，装置复 杂，运转管理较麻烦。 在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的 推动力也随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好， 污泥的沉淀

36、性也好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生 物的性质，但使微生物充分发挥了作用。 水污染控制工程第七章100 第五节 氧化沟法 水污染控制工程第七章101 氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在 沟槽中设有表面曝气装置。 曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作用， 沟中混合液流速约为0.30.6m/s，使活性污泥呈悬浮状态。 氧 化 沟 水污染控制工程第七章102 水污染控制工程第七章103 经运行表明，氧化沟系统具有以下特点： (1）运行负荷低，处理深度大； (2)由于曝气装置只设置在氧化沟的局部区段，离 曝气机不同距离处形成好氧、缺氧以及厌氢区段，

37、故可具有反硝化脱氮酌功能。 (3)污泥沉降性能好，无臭味； (4)耐冲击负荷，适应性大； (5)污泥产量较少。 (6)动力消耗较低，在采用转刷曝气时，噪声亦极小。 水污染控制工程第七章104 目前已在普通氧化沟工艺技术的基础上，开 发出多种类型氧化沟新工艺，如奥贝尔(Orbal) 型氧化沟、卡鲁塞尔（Carrousel）式氧化沟、 交替工作型氧化沟（包括三沟式氧化沟）、 DE型氧化沟、一体化氧化沟、VLR型氧化沟、 鼓风曝气氧化沟等。 水污染控制工程第七章105 活性污泥生物滤池（ABF工艺） 上图为ABF的流程，在通常的活性污泥过程之前设置一 个塔式滤池，它同曝气池可以是串联或并联的。 水污

38、染控制工程第七章106 塔式滤池滤料表面附着很多的活性污泥，因此滤料的材 质和构造不同于一般生物滤池。 滤池也可以看作采用表面曝气特殊形式的曝气池，塔是 一外置的强烈充氧器。因而ABF可以认为是一种复合式活 性污泥法。 活性污泥生物滤池（ABF工艺） 水污染控制工程第七章107 吸附生物降解工艺（AB法） 水污染控制工程第七章108 A级以高负荷或超高负荷运行，B级以低负荷运行，A级 曝气池停留时间短，3060min，B级停留时间24h。 该系统不设初沉池，A级曝气池是一个开放性的生物系 统。A、B两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥 互不相混。 处理效果稳定，具有抗冲击负荷和pH变化的能

39、力。该 工艺还可以根据经济实力进行分期建设。 吸附生物降解工艺（AB法） 水污染控制工程第七章109 序批式活性污泥法（SBR法） SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出 水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构 成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝 气或搅拌装置的反应器内依次进行的。 水污染控制工程第七章110 (1)工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的 功能，无污泥回流设备； (2)耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需 设置调节池； (3)反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质; (4)运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可

40、达到 脱氮除磷的效果； (5)污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀; (6)该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以 控制，便于自控运行，易于维护管理。 序批式活性污泥法（SBR法） SBR工艺与连续流活性污泥 工艺相比的优点 水污染控制工程第七章111 (1)容积利用率低； (2)水头损失大； (3)出水不连续； (4)峰值需氧量高； (5)设备利用率低； (6)运行控制复杂； (7)不适用于大水量。 序批式活性污泥法（SBR法） SBR工艺的缺点 水污染控制工程第七章112 SBR法的工艺设计 （1）反应池的形式、形状、结构及座数 1）反应池的形式 反应池的形式分为

41、完全混合型与循环水渠型。完全 混合型反应器布置紧凑、占地少，池较深，上清液 排出比可灵活改变。循环水渠型反应器可适用于氧 化沟法的初期运行的措施，可省去二沉池。循环水 渠型用得较少，以完全混合型为主。 2）反应器的形状 完全混合型的反应池的形状以方形和矩形为准。池 宽与池长之比大致为1：1至1：2，水深4至6m。 水污染控制工程第七章113 （2）设计参数 SBR法的设计参数，必须考虑处理厂的地域 特性、用地面积、维护管理、排放水质标准 等设计条件，适当地确定。以最大日污水量 为设计水量时，反应器的设计参数标准值如 表7-11所示： 水污染控制工程第七章114 例：已知污水设计流量Q=5000

42、m3/d，SBR进水 BOD5浓度S0=200mg/L、悬浮物浓度 X0=200mg/L 、水温T=10-20，要求出水BOD5 浓度Se=20 mg/L，试设计高负荷间歇进水SBR。 水污染控制工程第七章115 解解 1.曝气时间ta 设X=2000 mg/L ，Ls=0.25 kgBOD5/(kgMLSSd)，1/m=1/2.5，由公式（7-71） h XmL S t s a 8 . 3 200025. 05 . 2 2002424 0 2.沉淀时间ts 初期沉降速度，X3000 mg/L，由公式（7-73） T=10时， T=20时， 由公式（7-72），反应池H=5.0m，=0.5m

43、T=10时， T=20时， 7 . 14 106 . 4 TXu h m u8 . 1200010106 . 4 7 . 14 h m u6 . 3200020106 . 4 7 . 14 h u m H ts4 . 1 8 . 1 5 . 0 5 . 2 1 5) 1 ( hts7 . 0 6 . 3 5 . 0 5 . 2 1 5 水污染控制工程第七章116 3排出时间td 根据滗水器排水量、接触池容积和出水管渠尺寸确定td=2h左右，ts+td=3h。 4周期时间T 由公式（7-76） 周期数n， ，取n=3则T=8h 3.836.8 asd Tttth 2424 3.5 6.8 n T

44、 5.进水时间te 设N=2，由公式（7-75） 每周期的工序如图7-41 进水1h后开始曝气，为半限制曝气。 8 4 2 e T th N te=4h ta=4hts+ta=3h T=8h 图7-41 各工序时间 水污染控制工程第七章117 6.反应池有效容积 由公式（7-78）和（779） 7.需氧量OD 需氧量以每kgBOD5需1kgO2计，则 每池每周期需氧量OD1 每池每周期曝气时间为4h，每小时需氧量OD1 3 2.5 5000 3 2 2083 mQ Vm nN 3 D0 2 O1.0QS1.05000200 10 1000kgO /d 12 1000 2 3 167/ D D

45、O OkgO Nn 周期 1 12 167 42/ 4 D D a O OkgOh t 水污染控制工程第七章118 8.曝气器供氧量N 曝气器的供氧量由公式（7-80）、C=1.5mg/L，T=20，Cs（20）=10.98 mg/L，=0.83、=0.95 =62.2kgO2/h 每池选2台水下机械曝气器，每台需供氧量N1为31.1 kgO2/h 9供风量Gs 鼓风机供风量由公式（7-81），EA=18% = =20.5m3/min 2池合用1台鼓风机、交替使用，另备用1台。 (20) (20) 7601 ()1.024 Ds T a O C N CsCt (20 20) 167 10.98

46、7601 0.83(0.95 10.981.5)1.0247604 1002931 27360 s AW N G EO 62.2 1002931 18 1.2930.23327360 水污染控制工程第七章119 10滗水器 每池滗水负荷Qd按下式计算： 每池设2台滗水器，每个滗水器负荷为 11剩余污泥量W 剩余活性污泥干固体产量（K）高负荷为K=1.0kg/kgSS，低负荷K=0.75kg/kgSS。 3 5000 6.9m /min 2 3 2 60 d d Q Q N n t 3 1 3.45m /min 2 d d Q Q 0 1 5000200 1000kg/d 10001000 KQ

47、X W 水污染控制工程第七章120 三、间歇式循环延时曝气活性污泥法（三、间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS） 污泥回流 进水 预反 应池 主反应池 主反应池 出水 出水 污泥回流 空气 最高水位 滗水器 反应区 进水 出水 污泥 污泥泵 曝气器 水下搅拌器 污泥界面 最低水位 预反应区 水污染控制工程第七章121 四、周期循环活性污泥法（CASS） 进水 进水 好氧生物 选择器 停止曝气 反应池 沉淀期 进水 曝气期 曝气 进水 停止曝气 停止曝气 闲置期 滗水期 水污染控制工程第七章122 五、循环式活性污泥法（CAST） 进水泵房 细格栅及 沉砂池 厌氧生物 选择器 CAST 反应池 鼓风机房 污泥浓缩池脱水机房 进水 泥饼 （外运） 回流污泥 出水 剩余污泥 水污染控制工程第七章123 六、六、DAT-IAT法法 1.5Q 回流 7 0.5Q 1.5Q Q 5432 6 1.5Q 回流 进水 出水 Q 1 回流 7 6 回流 出水 543 2 回流 回流 进水 出水 空气堰 剩余污泥 上清液 1 水污染控制工程第七章124 八、八、UNITANK系统系统 进水 进水进水 曝气 曝气 曝气