3-2-1好氧生物处理工艺-活性污泥法ppt课件

1、环环 境境 工工 程程 学学环环 境境 工工 程程 学学3.2.1 3.2.1 活性污泥法的根本原理活性污泥法的根本原理3.2.2 3.2.2 活性污泥法的运转方式活性污泥法的运转方式3.2.3 3.2.3 活性污泥法的反响动力学活性污泥法的反响动力学3.2.4 3.2.4 曝气的原理、方法与设备曝气的原理、方法与设备3.2.5 3.2.5 活性污泥法的工艺设计活性污泥法的工艺设计3.2.6 3.2.6 活性污泥法的运转管理活性污泥法的运转管理环环 境境 工工 程程 学学一、活性污泥法的工艺流程一、活性污泥法的工艺流程回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池废水废水曝气池曝气池初次初次沉淀池沉淀池

2、出水出水空气空气剩余活性污泥剩余活性污泥环环 境境 工工 程程 学学环环 境境 工工 程程 学学高碑店污水处置厂的工艺流程图高碑店污水处置厂的工艺流程图活性污泥系统活性污泥系统环环 境境 工工 程程 学学初沉池曝气池二沉池二期曝气池二沉池初沉池环环 境境 工工 程程 学学环环 境境 工工 程程 学学环环 境境 工工 程程 学学废水中含有足够的可溶性易降解有机物；废水中含有足够的可溶性易降解有机物；混合液含有足够的溶解氧；混合液含有足够的溶解氧；活性污泥在池内呈悬浮形状；活性污泥在池内呈悬浮形状；活性污泥延续回流，剩余污泥及时排放，活性污泥延续回流，剩余污泥及时排放， 维持曝气池内稳定的活性污泥

3、浓度；维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；进水中不含有对微生物有毒有害的物质进水中不含有对微生物有毒有害的物质环环 境境 工工 程程 学学1、物理性质：、物理性质： “菌胶团菌胶团“生物絮凝体生物絮凝体 颜色：褐色、土黄色、铁红颜色：褐色、土黄色、铁红色色 气味：泥土味城市污水气味：泥土味城市污水 比重：略大于比重：略大于11.002 1.006 粒径：粒径：0.02 0.2 mm 比外表积：比外表积：20 100cm2/ml环环 境境 工工 程程 学学2、生化性能：、生化性能： 活 性 污 泥 的 含 水 率 ：活 性 污 泥 的 含 水 率 ： 99.299.8% 其中固体物质的组成：其中固体

4、物质的组成： 1活细胞活细胞Ma： 2微生物内源代谢的残留物微生物内源代谢的残留物Me： 3吸附的原废水中难于生物降解吸附的原废水中难于生物降解的有机物的有机物Mi： 4无机物质无机物质Mii：有机物有机物7585%环环 境境 工工 程程 学学 3、活性污泥中的微生物：、活性污泥中的微生物：A细菌：是活性污泥净化功能最活泼的成分细菌：是活性污泥净化功能最活泼的成分 主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等特征：特征： 1绝大多数是好氧和兼性异养型的原核

5、细菌；绝大多数是好氧和兼性异养型的原核细菌；2在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能；在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能；3具有很高的增殖速率，其世代时间仅为具有很高的增殖速率，其世代时间仅为20 30分钟；分钟；4动胶杆菌具有将大量细菌结成为动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团的功能。菌胶团的功能。环环 境境 工工 程程 学学0.1mmB、原生动物、原生动物-在活性污泥中大约为在活性污泥中大约为103个个/ml钟虫小口钟虫草履虫盖纤虫肾形虫变形虫环环 境境 工工 程程 学学C、后生动物、后生动物线虫轮虫环环 境境 工工 程程 学学数量数量环环 境境 工工 程程 学学1混合液悬浮固体浓

6、度混合液悬浮固体浓度MLSSMixed Liquor Suspended Solids MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位：单位： mg/L 或或 g/m3 2混合液挥发性悬浮固体浓度混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS Mixed Liquor Volatile Suspended Solids MLVSS = Ma + Me + Mi 单位：单位： mg/L 或或 g/m3计量曝气池中活性污泥数量的目的。计量曝气池中活性污泥数量的目的。环环 境境 工工 程程 学学3污泥沉降比污泥沉降比SV Sludge Volume定义：将曝气池中的混合液在量筒中静置定义：将曝气池中的

7、混合液在量筒中静置30分钟，其分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积比，普通以沉淀污泥与原混合液的体积比，普通以%表示；表示；功能：反映曝气池正常运转时的污泥量，可用以控制功能：反映曝气池正常运转时的污泥量，可用以控制剩余污泥排放和及时发现早期的污泥膨胀；剩余污泥排放和及时发现早期的污泥膨胀；正常范围：正常范围： 2030%环环 境境 工工 程程 学学0min15min30minSV = 40%环环 境境 工工 程程 学学4污泥体积指数污泥体积指数SVI定义：曝气池出口处混合液经定义：曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，分钟静沉后，1g干干污泥所构成的污泥体积，污泥所构成的污泥体积，( ml/g)

8、)/()/(lgMLSSlmlSVSVI 功能：能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，功能：能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能， 其值过低，阐明泥粒小，密实，无机成分多；其值过低，阐明泥粒小，密实，无机成分多； 其值过高，阐明其沉降性能不好，将要或曾经其值过高，阐明其沉降性能不好，将要或曾经发生膨胀；发生膨胀；正常范围：正常范围： 50150 ml/g处置城市污水时处置城市污水时环环 境境 工工 程程 学学1、曝气池的有机容积负荷：、曝气池的有机容积负荷： 1进水进水CODBOD5容积负容积负荷：荷： VCQLivCODVCCQLeivCOD)(VBQLivBOD5VBBQLeivBOD

9、)(5)(3dmkgCOD)(3dmkgCOD)(35dmkgBOD)(35dmkgBOD2COD BOD5 去除容积负荷：去除容积负荷：环环 境境 工工 程程 学学2、 曝气池的有机污泥负荷：曝气池的有机污泥负荷：1进水进水CODBOD5污泥负荷：污泥负荷：VMLSSCQLisCODdkgMLSSkgCODVMLSSBQLisBOD5dkgMLSSkgBOD5VMLSSCCQLeisCOD)(VMLSSBBQLeisBOD)(5dkgMLSSkgCODdkgMLSSkgBOD5VMLVSSBQLisBOD5dkgMLVSSkgBOD52CODBOD5去除污泥负荷：去除污泥负荷：环环 境境 工

10、工 程程 学学3、曝气池的水力停留时间、曝气池的水力停留时间HRT)4、曝气池的污泥停留时间、曝气池的污泥停留时间SRT、cQVHRT hrwewrwXQXVXQQXQXVxXVSRT)(dSVIXr6max10)(mg/l)环环 境境 工工 程程 学学c是指曝气池中任务的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量的比值。单位d表示新增长的污泥在曝气池中的平均停留时间。环环 境境 工工 程程 学学u 活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反响、有机物被降解的必然曝气池内发生反响、有机物被降解的必然结果，而微生物增殖的结果那么是活性污结果，而微生物增殖的结果那么

11、是活性污泥的增殖。泥的增殖。u 活性污泥的增殖曲线活性污泥的增殖曲线环环 境境 工工 程程 学学微生物量微生物量时间时间留意：留意：1间歇静态培育；间歇静态培育；2底物是一次投加底物是一次投加对数增殖期对数增殖期减速增殖期减速增殖期内源呼吸期内源呼吸期氧利用速率曲线氧利用速率曲线微生物增殖曲线微生物增殖曲线(M)BOD变化曲线变化曲线(F)顺应期顺应期环环 境境 工工 程程 学学 F/M值值:在温度适宜、在温度适宜、DO充足、且不存在抑制物质的条充足、且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微生物件下，活性污泥微生物的增殖速率主要取决于微生物与有机基质的相对数量，即有机基质

12、与有机基质的相对数量，即有机基质(Food)与微生物与微生物(Microorganism)的比值，即的比值，即F/M值。值。 F/M值是影响有机物去除速率、氧利用速率的重值是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要要素要要素)(55dkgVSSkgBODXVBQLMFvisBOD实践上，实践上，F/M值就是以值就是以BOD5表示的进水污泥负荷，即：表示的进水污泥负荷，即：环环 境境 工工 程程 学学 可将增殖曲线分为四个时期：可将增殖曲线分为四个时期： 1)顺应期顺应期 2)对数增殖期对数增殖期 3)减速增殖期减速增殖期 4)内源呼吸期内源呼吸期环环 境境 工工 程程 学学 1定义：微生物对于新的

13、环境条件、污水中不定义：微生物对于新的环境条件、污水中不同种类的有机物污染物等的短暂的顺应过程；同种类的有机物污染物等的短暂的顺应过程； 2活性污泥微生物的变化：活性污泥微生物的变化： 数量根本没有变化；数量根本没有变化； 菌体体积增大；菌体体积增大； 酶系统相应调整；酶系统相应调整； 新的变异；新的变异； 3水质目的根本无变化。水质目的根本无变化。环环 境境 工工 程程 学学uF/M值高值高(2.2 kgBOD/kgVSS.d)，有机物丰富，营，有机物丰富，营养物质不是微生物增殖的控制要素；养物质不是微生物增殖的控制要素；u微生物的增值速率与基质浓度无关，呈零级反响，微生物的增值速率与基质浓

14、度无关，呈零级反响，仅由微生物本身特有的最小世代时间所控制，即只仅由微生物本身特有的最小世代时间所控制，即只受微生物本身生理机能的限制；受微生物本身生理机能的限制；u微生物以最高速率对有机物进展摄取，以最高速率微生物以最高速率对有机物进展摄取，以最高速率增殖，合成新细胞；增殖，合成新细胞；u活性污泥具有高的能量程度，微生物的活动才干很活性污泥具有高的能量程度，微生物的活动才干很强，污泥质地松散，不易构成较好的絮凝体，沉淀强，污泥质地松散，不易构成较好的絮凝体，沉淀性能不佳；性能不佳；u活性污泥的代谢速率极高，需氧量大；活性污泥的代谢速率极高，需氧量大；u普通不采用此阶段作为运转工况。但也有，如

15、高普通不采用此阶段作为运转工况。但也有，如高负荷活性污泥法负荷活性污泥法环环 境境 工工 程程 学学uF/M值下降到一定程度后，有机物的浓度成为微生物值下降到一定程度后，有机物的浓度成为微生物增殖的控制要素；增殖的控制要素；u微生物的增殖速率与残存的有机物呈正比，为一级反微生物的增殖速率与残存的有机物呈正比，为一级反响；响；u有机底物的降解速率也开场下降；有机底物的降解速率也开场下降；u微生物的增殖速率在逐渐下降，直至最终下降为零，微生物的增殖速率在逐渐下降，直至最终下降为零，但活性污泥的量仍继续增长并最终到达最高；但活性污泥的量仍继续增长并最终到达最高；u絮凝体开场构成，活性污泥的凝聚、吸附

16、以及沉淀性絮凝体开场构成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；能均较好；u出水水质有较大改善，且整个系统运转稳定；出水水质有较大改善，且整个系统运转稳定；u大多数污水厂曝气池的运转工况。大多数污水厂曝气池的运转工况。环环 境境 工工 程程 学学微生物量微生物量时间时间对数增殖期对数增殖期减速增殖期减速增殖期内源呼吸期内源呼吸期氧利用速率曲线氧利用速率曲线微生物增殖曲线微生物增殖曲线(M)BOD变化曲线变化曲线(F)顺应期顺应期环环 境境 工工 程程 学学内源呼吸的速率在本期之初初次超越了合成速率，因此从整体上来说，活性污泥的量内源呼吸的速率在本期之初初次超越了合成速率，因此从整体上来说，活

17、性污泥的量在减少，最终一切的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物，而这些物质多在减少，最终一切的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物，而这些物质多是难于降解的细胞壁等；是难于降解的细胞壁等；污泥的无机化程度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差；有机物根本耗费殆尽，处置污泥的无机化程度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差；有机物根本耗费殆尽，处置水质良好；水质良好；普通不采用这一阶段作为运转工况，但也有采用，如延时曝气法。普通不采用这一阶段作为运转工况，但也有采用，如延时曝气法。环环 境境 工工 程程 学学1活性污泥的增殖情况，主要是由活性污泥的增殖情况，主要是由F/M值所控制；值所控制；2不同

18、增殖期的活性污泥，性能不同，出水水质也不同增殖期的活性污泥，性能不同，出水水质也不同；不同；3经过调整经过调整F/M值，可调控曝气池的运转工况，以值，可调控曝气池的运转工况，以到达所要求的出水水质和活性污泥的良好性能；到达所要求的出水水质和活性污泥的良好性能；4推流式活性污泥法：推流式活性污泥法： 一段线段；一段线段； 完全混合式活性污泥法：完全混合式活性污泥法： 一个点一个点环环 境境 工工 程程 学学微生物量微生物量时间时间对数增殖对数增殖减速增殖减速增殖内源呼吸内源呼吸顺应期顺应期环环 境境 工工 程程 学学活性污泥微生物增殖是微生物增殖和本身氧化活性污泥微生物增殖是微生物增殖和本身氧化

19、( (内源呼吸内源呼吸) )两两项作用的综合结果，所以，微生物的净增殖速率为：项作用的综合结果，所以，微生物的净增殖速率为：esndtdxdtdxdtdx式中：式中：ndtdx活性污泥中微生物的净增值速率活性污泥中微生物的净增值速率kgVSS/d；usdtdsadtdx活性污泥中微生物的合成速率活性污泥中微生物的合成速率kgVSS/d；其中：其中：a 降解降解1kgBOD所产生的所产生的VSS，即产率系数，即产率系数kgVSS/kgBOD.d；vebxdtdx活性污泥中微生物的本身氧化速率活性污泥中微生物的本身氧化速率kgVSS/d；其中：其中：b 活性污泥的本身氧化系数活性污泥的本身氧化系数

20、kgVSS/kgVSS.d，普通为，普通为d-1； xv 系统中活性污泥的总量系统中活性污泥的总量kgVSS环环 境境 工工 程程 学学因此，活性污泥微生物增殖的根本方程式因此，活性污泥微生物增殖的根本方程式: : 积分后，得出活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为积分后，得出活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为: : Si进水进水BOD浓度浓度(kgBOD/m3)； Se 出水浓度出水浓度(kgBOD/m3)。式中式中: x每日的污泥增长量每日的污泥增长量(kgVSS/d)；= QwXr Q 每日处置废水量每日处置废水量(m3/d)；vugbxdtdsadtdxvrbVXaQSxeir

21、SSS环环 境境 工工 程程 学学 (1) 对于生活污水或相近的工业废水对于生活污水或相近的工业废水: a = 0.50.65，b = 0.050.1； (2) 对于工业废水，那么：对于工业废水，那么： 合成纤维废水合成纤维废水0.380.10含酚废水含酚废水 0.55 0.13制浆与造纸废水制浆与造纸废水0.760.016制药废水制药废水 0.77 酿造废水酿造废水0.93 工业废水工业废水ab亚硫酸浆粕废水亚硫酸浆粕废水 0.55 0.13环环 境境 工工 程程 学学3经过小试获得：经过小试获得：bVXQSaVXxvrvvrbVXaQSx可改写为：可改写为： a bQSr/VXv(kgBOD/kgVSS.d)x/VXv(1/d)环环 境境 工工 程程 学学氧在微生物代谢过程中的用途：氧在微生物代谢过程中的用途：(1)氧化分解有机物；氧化分解有机物；(2)氧化分解本身的细胞物质。氧化分解本身的细胞物质。vrXVbSQaO2式中：式中：O2曝气池中混合液的需氧量，曝气池中混合液的需氧量，kgO2/d; a代谢每代