第3章 生化法污水处理设备

1、上章内容回顾上章内容回顾1 1、混凝沉淀法的基本流程？、混凝沉淀法的基本流程？2 2、常用混凝剂常用混凝剂PAM、PAC分别是？分别是？3 3、双极式电解槽较单极式电解槽有何优点？、双极式电解槽较单极式电解槽有何优点？4 4、氯氧化和臭氧氧化有什么优缺点？、氯氧化和臭氧氧化有什么优缺点？第第3章章 生化法污水处理设备生化法污水处理设备o 活性污泥法污水处理设备活性污泥法污水处理设备( (掌握掌握) )o 生物膜法污水处理设备生物膜法污水处理设备( (掌握掌握) )o 厌氧法污水处理设备厌氧法污水处理设备( (掌握掌握) )o 生物脱氮除磷工艺及设备生物脱氮除磷工艺及设备( (掌握掌握) )o

2、污泥处理设备污泥处理设备( (掌握掌握) )3.1 活性污泥法污水处理设备活性污泥法污水处理设备o 重点重点1.掌握活性污泥法的基本原理及工艺掌握活性污泥法的基本原理及工艺2.掌握曝气池掌握曝气池的设计与计算的设计与计算o 难点难点1.曝气池回流污泥量和剩余污泥量的计算曝气池回流污泥量和剩余污泥量的计算3.1 活性污泥法污水处理设备活性污泥法污水处理设备o 活性污泥法基本原理活性污泥法基本原理( (掌握掌握) )o 活性污法法工艺活性污法法工艺( (掌握掌握) )o 曝气池设计曝气池设计( (掌握掌握) )活性污泥就是大量微生物形成的絮凝体，外形呈黑色活性污泥就是大量微生物形成的絮凝体，外形呈

3、黑色污泥状。与污水混合完全，在有氧条件下，将污水中有污泥状。与污水混合完全，在有氧条件下，将污水中有机物分解，净化水体。基本流程如下：机物分解，净化水体。基本流程如下：3.1.1活性污泥法活性污泥法(activated sludge process)基本原理基本原理sewage/wastewateraeration tankeffluentactivated sludge recirculationsurplus sludgesecondary settlingo预处理设施：预处理设施：包括初沉池、调节池等，主要作用是去除大的悬浮包括初沉池、调节池等，主要作用是去除大的悬浮物及胶状颗粒、调节水

4、质等。物及胶状颗粒、调节水质等。o曝气池：曝气池：工艺主体，其通过充氧、搅拌、混合、传质实现有机物工艺主体，其通过充氧、搅拌、混合、传质实现有机物的降解。的降解。o二次沉淀池：二次沉淀池：泥水分离，澄清净化、初步浓缩活性污泥。泥水分离，澄清净化、初步浓缩活性污泥。o污泥回流系统：污泥回流系统：沉淀的活性污泥部分回流入曝气池。沉淀的活性污泥部分回流入曝气池。o微生物降解有机物的同时，不断有新的原生质合成，则所在系统微生物降解有机物的同时，不断有新的原生质合成，则所在系统中活性污泥量会不断增加，为控制曝气池中微生物总量与活性，中活性污泥量会不断增加，为控制曝气池中微生物总量与活性，多余的活性污泥应

5、从系统中排出多余的活性污泥应从系统中排出剩余活性污泥量；剩余活性污泥量；o由于废水中微生物的增殖速度，都慢于微生物在曝气池的平均停由于废水中微生物的增殖速度，都慢于微生物在曝气池的平均停留时间，因此，如果不回流污泥，则具有净化功能的微生物将会留时间，因此，如果不回流污泥，则具有净化功能的微生物将会逐渐减少。逐渐减少。活性污泥法基本原理活性污泥法基本原理污泥吸附有机物污泥吸附有机物氧化分解有机物氧化分解有机物絮凝体形成，沉降絮凝体形成，沉降对数生长期，有机物分解对数生长期，有机物分解最快，但不易形成絮凝体最快，但不易形成絮凝体减数生长期，有机物分解减数生长期，有机物分解变慢，易形成絮凝体，吸变慢

6、，易形成絮凝体，吸附能力强附能力强o 活性污泥系统有效运行的基本条件活性污泥系统有效运行的基本条件l 污水中有足够的可溶性易降解的有机物污水中有足够的可溶性易降解的有机物l 混合液含有足够的溶解氧混合液含有足够的溶解氧l 活性污泥在池内呈悬浮状态，能够充分与污水相接触活性污泥在池内呈悬浮状态，能够充分与污水相接触l 活性污泥能连续回流，系统能及进排除剩余污泥活性污泥能连续回流，系统能及进排除剩余污泥l 没有对微生物有毒有害作用的物质进入没有对微生物有毒有害作用的物质进入活性污泥是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团，其中常活性污泥是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团，其中常见原生动物有鞭毛虫、肉

7、毛虫、纤毛虫和吸管虫。见原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管虫。活性污泥成熟时以固着型纤毛虫占优势；活性污泥成熟时以固着型纤毛虫占优势；当出现轮虫、钟虫当出现轮虫、钟虫时说明处理水质好转标志。时说明处理水质好转标志。活性污泥由四部分物质组成：活性污泥由四部分物质组成：l 具有活性的微生物群体（具有活性的微生物群体（Ma）l 微生物自身氧化残留物（微生物自身氧化残留物（Me）l 原污水挟入的不能为微生物降解的惰性有机物（原污水挟入的不能为微生物降解的惰性有机物（Mi）l 原污水挟入的无机物（原污水挟入的无机物（Mii）活性污泥的组成活性污泥的组成钟虫钟虫(1)混合液悬浮固体浓度混合液悬浮固体浓

8、度(MLSS, mixed liquor suspended solids)，也称为，也称为污泥浓度污泥浓度。o混合液是曝气池中污水和活性污泥混合后的混合悬浮液。混合液是曝气池中污水和活性污泥混合后的混合悬浮液。 o污泥浓度污泥浓度指指1L混合液所含悬浮固体的量，单位为混合液所含悬浮固体的量，单位为mg/L或或g/L。o其大小间接反映废水中所含微生物浓度。其大小间接反映废水中所含微生物浓度。oMLSSMa+Me+Mi+Mii(2)混合液挥发性悬浮固体混合液挥发性悬浮固体 (MLVSS, mixed liquor volatile suspended solids) o指活性污泥中有机固体物质的

9、浓度，单位为指活性污泥中有机固体物质的浓度，单位为mg/L或或g/L。o把混合液悬浮固体在把混合液悬浮固体在600焙烧，能挥发的部分即是挥发性悬浮固体，焙烧，能挥发的部分即是挥发性悬浮固体，剩下的部分称为非挥发性悬浮固体剩下的部分称为非挥发性悬浮固体(MLNVSS)。 oMLVSSMa+Me+Mi活性污泥指标活性污泥指标(3)污泥沉降比污泥沉降比(SV, sludge velocity) o 污泥沉降比：指一定量曝气池混合液静置沉降污泥沉降比：指一定量曝气池混合液静置沉降30min后，后，沉降污泥所占的体积与混合液总体积之比的百分数。沉降污泥所占的体积与混合液总体积之比的百分数。o 间接反映污

10、泥浓度和污泥的絮凝、沉降性能，可用于控制间接反映污泥浓度和污泥的絮凝、沉降性能，可用于控制剩余污泥的排放和早期污泥膨胀。剩余污泥的排放和早期污泥膨胀。o 城市污水活性污泥城市污水活性污泥SV介于介于20%-30%之间。之间。(4)污泥体积指数污泥体积指数 (SVI, sludge volume index) o 也称污泥容积指数，是指曝气池出口处混合液经也称污泥容积指数，是指曝气池出口处混合液经30min静静置沉降后，沉降污泥中置沉降后，沉降污泥中1g干污泥所占的体积，单位为干污泥所占的体积，单位为mL/g，但一般不标出。但一般不标出。 oSVI值能较好地反映出活性污泥的值能较好地反映出活性污

11、泥的松散程度松散程度(活性活性)和絮凝、沉降性能。和絮凝、沉降性能。oSVl值过低值过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，缺乏活性和吸附力；，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，缺乏活性和吸附力； oSVI值过高值过高，说明污泥过于松散，沉淀性能差，难于沉降分离，并使回流，说明污泥过于松散，沉淀性能差，难于沉降分离，并使回流污泥的浓度降低，甚至出现污泥膨胀，导致污泥流失等后果。污泥的浓度降低，甚至出现污泥膨胀，导致污泥流失等后果。 o一般城市污水，控制一般城市污水，控制SVI为为50150之间较好。之间较好。污泥体积指数越大，污泥越松散，污泥体积指数越大，污泥越松散，这样污泥可有较大表面积，易于这

12、样污泥可有较大表面积，易于吸附和氧化分解有机物，提高废吸附和氧化分解有机物，提高废水的处理效果。水的处理效果。以上三者有如下关系：以上三者有如下关系： (/ )( / )SV mL LSVIMLSS g LSVI的单位为的单位为mL/g，习惯上只称数字，把单位略去，习惯上只称数字，把单位略去 活性污泥膨胀分为：活性污泥膨胀分为：丝状菌膨胀：丝状菌膨胀：当丝状菌生长超过菌胶团细菌时，就会出现污当丝状菌生长超过菌胶团细菌时，就会出现污泥膨胀现象。泥膨胀现象。 非丝状菌膨胀：非丝状菌膨胀：主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高时主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高时。(5)污泥龄污泥龄(c)o 也称细

13、胞平均停留时间。也称细胞平均停留时间。o 污泥龄指活性污泥在曝气池内的平均停留时间，即曝气池全污泥龄指活性污泥在曝气池内的平均停留时间，即曝气池全部活性污泥平均更新一次所需要的时间，或曝气池内活性污部活性污泥平均更新一次所需要的时间，或曝气池内活性污泥的总量与每日排放污泥量之比，单位：泥的总量与每日排放污泥量之比，单位：d。 活性污泥处理系统保持正常、稳定运行的一项重要条件是活性污泥处理系统保持正常、稳定运行的一项重要条件是曝曝气池内保持相对稳定的悬浮固体量气池内保持相对稳定的悬浮固体量。但是，活性污泥反应的。但是，活性污泥反应的结果，使曝气池内的活性污泥在量上有所增长，因此每天必结果，使曝气

14、池内的活性污泥在量上有所增长，因此每天必须从系统中排出相当于增长量的活性污泥量。须从系统中排出相当于增长量的活性污泥量。o 普通活性污泥法的泥龄一般采用普通活性污泥法的泥龄一般采用515d。对数生长期细菌的生长曲线：时间细菌数 迟缓期减速增长期内源呼吸期p活性污泥微生物增长规律活性污泥微生物增长规律活性污泥微生物各增殖期特点比较活性污泥微生物各增殖期特点比较 一般来讲，活性污泥是利用由减衰增殖期到内源呼吸期之间一般来讲，活性污泥是利用由减衰增殖期到内源呼吸期之间的微生物来处理污水的。的微生物来处理污水的。o 活性污泥法的影响因素活性污泥法的影响因素n有机物负荷有机物负荷(也称也称BOD负荷率负

15、荷率)污泥负荷污泥负荷Fw ：每千克污泥每日所承担的有机物的千克数每千克污泥每日所承担的有机物的千克数5/()wwQLFkgBODkgMLSS dN V容积负荷容积负荷Fr ：每立方米曝气池每日所承担的有机物的千克数每立方米曝气池每日所承担的有机物的千克数35/ ()rQLFkgBODmdV从图中可以看出，常温从图中可以看出，常温210C时低负荷和高负荷都不会出时低负荷和高负荷都不会出现污泥膨胀，而在现污泥膨胀，而在1.0 kgBOD/kgMLSSd中间负荷中间负荷SVI值值很高，因此设计时应避免采用这一区域的负荷值。很高，因此设计时应避免采用这一区域的负荷值。o 活性污泥法的影响因素活性污泥

16、法的影响因素n水温水温 活性污泥微生物的生长活动与周围的温度密活性污泥微生物的生长活动与周围的温度密切相关，微生物酶系统酶促反应的最佳温度范围切相关，微生物酶系统酶促反应的最佳温度范围是是2030之间，水温上升有利于混合、搅拌、之间，水温上升有利于混合、搅拌、沉淀等物理过程，但不利于氧的传递。沉淀等物理过程，但不利于氧的传递。 一般将活性污泥反应进程的最高和最低的温一般将活性污泥反应进程的最高和最低的温度分别控制在度分别控制在35和和10o 活性污泥法的影响因素活性污泥法的影响因素n溶解氧溶解氧 活性污泥微生物都是好氧菌，溶解氧与有机物降解速活性污泥微生物都是好氧菌，溶解氧与有机物降解速率和微

17、生物的增长密切相关，工程中将曝气池的出口处的率和微生物的增长密切相关，工程中将曝气池的出口处的溶解氧浓度控制在溶解氧浓度控制在2mg/L以上。以上。npH 活性污泥微生物最适宜的活性污泥微生物最适宜的pH值范围是值范围是6.58.5。活性污。活性污泥处理系统对酸碱度具有一定的缓冲作用：在活性污泥的泥处理系统对酸碱度具有一定的缓冲作用：在活性污泥的培养、驯化过程中培养、驯化过程中pH值可以在一定范围内逐渐适应；在运值可以在一定范围内逐渐适应；在运行过程中，行过程中，pH值急变的冲击负荷，则将严重损害活性污泥，值急变的冲击负荷，则将严重损害活性污泥，净化效果将急剧恶化。净化效果将急剧恶化。o 活性

18、污泥法的影响因素活性污泥法的影响因素n营养物平衡营养物平衡 为使活性污泥反应进行正常，就必须使污水中微为使活性污泥反应进行正常，就必须使污水中微生物的基本元素：碳、氮、磷达到一定浓度，并保持生物的基本元素：碳、氮、磷达到一定浓度，并保持一定的平衡关系，对于活性污泥微生物来讲，污水中一定的平衡关系，对于活性污泥微生物来讲，污水中营养物质的平衡一般以营养物质的平衡一般以BOD5:N:P的关系来表示的关系来表示。n有毒物质有毒物质 大多数的化学物质都可能对微生物生理功能有毒大多数的化学物质都可能对微生物生理功能有毒害作用，大致可以分为重金属、硫化物等无机物质和害作用，大致可以分为重金属、硫化物等无机

19、物质和氰、酚等有机物质，它们对细菌的毒害作用是破坏细氰、酚等有机物质，它们对细菌的毒害作用是破坏细胞的某些必要的物理结构，或抑制细菌的代谢进程，胞的某些必要的物理结构，或抑制细菌的代谢进程，它们的破坏程度取决于其在污水中的浓度。它们的破坏程度取决于其在污水中的浓度。3.1.2 活性污泥法工艺活性污泥法工艺o 活性污泥法工艺及参数活性污泥法工艺及参数(1)主要运行工艺主要运行工艺o 活性污泥法工艺及参数活性污泥法工艺及参数(2)工艺参数工艺参数传统活性污泥法存在曝气池体积大、电耗高、管传统活性污泥法存在曝气池体积大、电耗高、管理复杂、脱氮除磷效果低等缺点理复杂、脱氮除磷效果低等缺点o活性污泥法的

20、改进活性污泥法的改进(1)氧化沟氧化沟(oxidation channel)(2)间歇式活性污泥法间歇式活性污泥法(3)吸附吸附-生物降解法生物降解法(AB, adsorption biodegradation)污水处理工艺污水处理工艺主要设计内容：主要设计内容：1.工艺流程选择；工艺流程选择；2.曝气池的类型和容积以及构筑物尺寸的确定；曝气池的类型和容积以及构筑物尺寸的确定；3.二沉池澄清区、污泥区的工艺设计；二沉池澄清区、污泥区的工艺设计；4.供氧系统设计；供氧系统设计；5.污泥回流设备设计以及剩余污泥量的确定和处置系统设计。污泥回流设备设计以及剩余污泥量的确定和处置系统设计。 p活性污泥

21、系统工艺设计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、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。回流设备等，甚至包括剩余污泥的处理处置。主要依据：水质水量资料：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：试验研究设计参数工业废水：试验研究设计参数曝气池的设计与计算曝气池的设计与计算n1. 1.曝气池容积的计算曝气池容积的计算 a.按污泥负荷按污泥负荷Fw计算计算 V= QLj/FwNw b.按容积负荷按容积负荷Fr计算计算

22、 V= QLj/Fr c.按水力停留时间计算按水力停留时间计算 V= Qt2. 2. 需氧量的计算需氧量的计算o 理论上，去除理论上，去除l kgBOD应消耗应消耗lkgO2。o 由于废水中有机物的存在形式及运转条件不同，需氧由于废水中有机物的存在形式及运转条件不同，需氧量有所不同。量有所不同。o 氧量包括有机物氧化分解氧气量和微生物自身呼吸所氧量包括有机物氧化分解氧气量和微生物自身呼吸所需氧量。需氧量。在工程上，常用下式计算：在工程上，常用下式计算：2rVROaQSbVX 式中：式中：2O 混合液需氧量，混合液需氧量，kgO2/d ; a 活性污泥微生物对有机物污染物氧化分解过程的需氧率，活

23、性污泥微生物对有机物污染物氧化分解过程的需氧率， 即活性污泥微生物每代谢即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需的所需的O2量，以量，以kg计计; Q 污水流量，污水流量，m3/d; 经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，以经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，以BOD值计值计;rS 活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率， 即每即每kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以kg计计; b 曝气池容积，曝气池容积，m3;VVX 单位曝气池容积内的挥发性悬浮固体单位曝气池容积内的挥发性悬浮

24、固体(MLVSS)量，量，kg/m3。3. 3. 供气量的计算供气量的计算 根据设计规范，当采用空气扩散曝气时，去除根据设计规范，当采用空气扩散曝气时，去除1 kgBOD的供气量的供气量可采用可采用4080m3，处理每立方米污水的供气量不小于，处理每立方米污水的供气量不小于3m3。(1)空气扩散装置空气扩散装置(曝气器曝气器)的选定与布置的选定与布置 要求氧利用率要求氧利用率EA高、动力效率高、动力效率EP高，且不易堵塞高，且不易堵塞(2)空气管道系统的计算与设计空气管道系统的计算与设计 经济流速：经济流速： 主干管、干管：主干管、干管：1015 m/s 竖管、支管：竖管、支管：45 m/s

25、阻力损失计算阻力损失计算总h 管h扩散器h7 .14 KPa(1.5mH2O柱柱) 4.9 Kpa (4.99.8)KPa21hhh管式中：式中：h1沿程阻力损失，查附录三求出沿程阻力损失，查附录三求出 h2局部阻力损失，换算成当量长度局部阻力损失，换算成当量长度l0来计算来计算鼓风曝气压缩空气的绝对压力鼓风曝气压缩空气的绝对压力P554321hhhhhhP式中：式中：h1管路沿程阻力损失管路沿程阻力损失(Pa) h2管路局部阻力损失管路局部阻力损失(Pa) h3曝气器的阻力损失曝气器的阻力损失(Pa) h4曝气器安装深度曝气器安装深度(m9.8103Pa) h5所在地区的大气压所在地区的大气

26、压(Pa)4321hhhhH321hhhKPa 8 . 9H5 . 1h4台数来确定鼓风机的型号与根据 hhhhHGQ 4321s鼓风机所需压力鼓风机所需压力H估算空压机所需压力估算空压机所需压力P= 鼓风机的选择鼓风机的选择同型号：同型号：3台台 备用备用1台台 4台台 备用备用2台台1.5mH2O柱柱3.机械曝气装置的设计机械曝气装置的设计选择叶轮型式：选择叶轮型式：a. 表面曝气机：泵型、表面曝气机：泵型、K型、倒伞型、平板型；型、倒伞型、平板型；b. 卧轴式机械曝气器：转刷曝气机；卧轴式机械曝气器：转刷曝气机；c. 潜水曝气机潜水曝气机确定叶轮直径与轴功率确定叶轮直径与轴功率 5171

27、7171DD：倒伞型叶轮平板型叶轮：泵型叶轮：池叶轮5241HD水深叶轮其它要求其它要求 调节叶轮速度和淹没深度调节叶轮速度和淹没深度QRQRR XR1RX ) 83-17 ( r推出污泥回流比式由XXXRr4. 污泥回流系统的设计与剩余污泥处置污泥回流系统的设计与剩余污泥处置1污泥回流系统的设计污泥回流系统的设计(1)回流污泥量的计算回流污泥量的计算(QR) SVI、X、Xr三者之间关系三者之间关系SVI会在一定范围内变化，要维持一定的会在一定范围内变化，要维持一定的X，则，则R就应加以调整变化就应加以调整变化同时同时X也需根据进水负荷的变化而加以调整，为调整也需根据进水负荷的变化而加以调整

28、，为调整X也需要调整也需要调整R 设计应按设计应按Rmax设计，并有较小回流比条件下工作的可能性，使设计，并有较小回流比条件下工作的可能性，使R可以可以调整调整rSVI10X6rrSVI10R1RX6XXXRr (2)污泥提升设备的选择与设计污泥提升设备的选择与设计 污泥泵污泥泵(轴流泵轴流泵) 效率高、运行稳定，不会破坏活性污泥絮体。设回流污泥泵效率高、运行稳定，不会破坏活性污泥絮体。设回流污泥泵 站，适用于大、中型污水厂站，适用于大、中型污水厂 SV% SV%1nhh2min15 . 0hhh ：211在一般情况下空气提升器空气提升器 设在二沉池排泥井或曝气池进口处的污泥井内设在二沉池排泥

29、井或曝气池进口处的污泥井内 一座污泥回流井只设一台空气提升器，并只接受一座二沉池污泥一座污泥回流井只设一台空气提升器，并只接受一座二沉池污泥 斗来的污泥斗来的污泥 升液筒在井内的最小淹没水深升液筒在井内的最小淹没水深h1 (mm)式中：式中：n密度系数，一般为密度系数，一般为22.5 h2需提升的高度需提升的高度 空气用量空气用量Qu(35)Qmax提升污泥量提升污泥量h10.2mh2回流污泥液面回流污泥泵底来自二次沉淀 池空气空气提升器构造示意图 螺旋提升泵的基本构造螺旋提升泵螺旋提升泵) min/r (D50V 32j最佳转速jgV1 . 16 . 0V ) mm ( 1D1420. 0

30、式中：D螺旋泵的外缘直径(m)工作转速工作转速Vg安装倾角：安装倾角：3038泵体外缘与导槽内壁之间的间隙泵体外缘与导槽内壁之间的间隙优点与缺点：优点与缺点： 效率高，节省能耗效率高，节省能耗 不堵塞，维护管理方便不堵塞，维护管理方便 转速较慢，不会打碎活性污泥絮体转速较慢，不会打碎活性污泥絮体 无其它附属设备，直接设在曝气池与二沉池之间，无其它附属设备，直接设在曝气池与二沉池之间，应用广泛应用广泛 缺点是占地较大缺点是占地较大 75. 0XXMLSSMLVSSfrvr2) 剩余污泥及其处置剩余污泥及其处置(1) 剩余污泥剩余污泥 挥发分挥发分Vs = aQ(Lj - Le) bVNw/ fN

31、R VNw曝气池中混合液挥发性悬浮固体总量 NR回流污泥浓度 a, b为经验值，a= 0.50.65, b= 0.050.1 污泥浓缩澄清泥水分离功能 (2) 处置处置 将含水率为将含水率为99的剩余污泥送入浓缩池浓缩的剩余污泥送入浓缩池浓缩(9697)含水率的污泥再与初沉池污泥一起去进行厌氧消化。含水率的污泥再与初沉池污泥一起去进行厌氧消化。 将含水率为将含水率为99的剩余污泥的剩余污泥初沉池，起生物絮凝作用，提高初沉池，起生物絮凝作用，提高初沉池去除效果。但是增大了初沉池负荷，提高了进入曝气池的初沉池去除效果。但是增大了初沉池负荷，提高了进入曝气池的BOD浓度，增加了曝气池负荷。浓度，增加

32、了曝气池负荷。 剩余污泥剩余污泥(99)浓缩浓缩与初沉池污泥相混合，并投加混凝与初沉池污泥相混合，并投加混凝剂后采用机械脱水。剂后采用机械脱水。5. 二沉池二沉池2) 特点特点 (1) 同时具有泥水分离和污泥浓缩的二种功能，要求池表面积同时具有泥水分离和污泥浓缩的二种功能，要求池表面积A较大较大 (2) 进入的混合液污泥浓度高，且具有絮凝性，属于成层沉淀进入的混合液污泥浓度高，且具有絮凝性，属于成层沉淀 (3) 因为活性污泥质轻，出流堰负荷比初沉池小，为因为活性污泥质轻，出流堰负荷比初沉池小，为1.7L/ms， 初沉池为初沉池为2.9 L/ms1)（二沉池）水平 maxV（初沉池）水平 max

33、V32同时同时 5mm/s 7mm/s(4) 静水压力排泥的静水头静水压力排泥的静水头0.9mH2O柱柱 沉淀池静水压力排泥1-排泥管；2-集泥斗0.5m50i2固体通量法表面负荷法二沉池设计)(m u6 . 3QqQA23)(1) 沉淀池表面积沉淀池表面积A式中：式中：u成层沉淀的沉速，成层沉淀的沉速，mm/s(2) 澄清区水深澄清区水深H1tqAQtH1式中：式中：t水力停留时间水力停留时间(h)，一般为，一般为11.5hrrXXXQR14XX21XQR12VVVV圆筒污泥区锥体污泥斗(3) 污泥区容积污泥区容积V设计二沉池贮泥时间为设计二沉池贮泥时间为2h(4) 圆筒部分污泥区高度圆筒部

34、分污泥区高度H2AVH2圆筒污泥区(5) 池边水深池边水深(有效水深有效水深)H H H1 + H2 + h2 H1H20.3 澄清区澄清区 污泥区污泥区 缓冲层缓冲层6. 处理水的水质处理水的水质1)出水总的出水总的BOD5溶解性溶解性BOD5非溶解性非溶解性BOD52)出水中出水中SS Ce 2030mg/L 3)式中：式中：Ce出水中出水中SS浓度浓度(mg/L) Xa活性微生物在出水中活性微生物在出水中SS中所占比例中所占比例 4 . 0X1 . 0X8 . 0Xaaa其它活性污泥法延时曝气高负荷率b微生物自身氧化率微生物自身氧化率(Kd)：0.050.10 kg/kgd(d1)非溶解

35、性非溶解性BOD5 = 7.1bXaCe曝气的方法与设备曝气的作用：曝气的作用：o 供氧；供氧；o 搅拌混合作用，使活性污泥在混合液中保持悬浮状态，搅拌混合作用，使活性污泥在混合液中保持悬浮状态，与废水充分接触混合。与废水充分接触混合。曝气的方法：曝气的方法：鼓风曝气鼓风曝气机械爆气机械爆气鼓风机械曝气联合鼓风机械曝气联合曝气设备曝气设备o衡量曝气设备效能的指标有衡量曝气设备效能的指标有动力效率动力效率EP、氧转移效率氧转移效率EA和和充氧能力充氧能力。o动力效率动力效率EA是指消耗是指消耗1kWh电能所转移到液体中去的氧量，单位为电能所转移到液体中去的氧量，单位为kg/kWh。o氧转移效率也

36、称氧利用率，它是指鼓风曝气转移到液体中的氧占供氧转移效率也称氧利用率，它是指鼓风曝气转移到液体中的氧占供给氧的百分数：给氧的百分数：EA=(Ro/W)100。其中：其中：W供氧量，供氧量，kg/h；Ro吸氧量，吸氧量，kg/h。o对于鼓风曝气，各种扩散装置在标准状态下的对于鼓风曝气，各种扩散装置在标准状态下的EA值是事先通过脱氧值是事先通过脱氧清水的曝气试验测定得出的，一般为清水的曝气试验测定得出的，一般为515左右。左右。o充氧能力是指叶轮或转刷在单位时间内转移到液体中的氧量充氧能力是指叶轮或转刷在单位时间内转移到液体中的氧量kg/h。对曝气设备的要求：对曝气设备的要求：良好的曝气设备除应当

37、具有较高的动力效率和氧转良好的曝气设备除应当具有较高的动力效率和氧转移效率外，还应尽可能满足下列要求：移效率外，还应尽可能满足下列要求：(a)搅拌均匀；搅拌均匀；(b)构造简单；构造简单；(c)能耗少；能耗少；(d)价格低；价格低；(e)性能稳定，故障少；性能稳定，故障少；(f)不产生噪音及其它公害；不产生噪音及其它公害；(g)对某些工业废水耐腐蚀性强。对某些工业废水耐腐蚀性强。(1)鼓风曝气鼓风曝气o 鼓风曝气是传统的曝气方法，它由鼓风曝气是传统的曝气方法，它由加压设备加压设备、扩散装扩散装置置和和管道系统管道系统三部分组成。三部分组成。o 加压设备一般采用回转式鼓风机，也有采用离心式鼓加压

38、设备一般采用回转式鼓风机，也有采用离心式鼓风机的，为了净化空气，其进气管上常装设空气过滤风机的，为了净化空气，其进气管上常装设空气过滤器，在寒冷地区，还常在进气管前设空气预热器。器，在寒冷地区，还常在进气管前设空气预热器。扩散装置的分类：扩散装置的分类：o 小气泡扩散装置：小气泡扩散装置：扩散板、扩散管或扩散盘属小气泡扩散板、扩散管或扩散盘属小气泡扩散装置；扩散装置；o 中气泡扩散装置：中气泡扩散装置：穿孔管属中气泡扩散装置；穿孔管属中气泡扩散装置； o 大气泡扩散装置：大气泡扩散装置：竖管曝气属大气泡扩散装置；竖管曝气属大气泡扩散装置； o 水力剪切扩散装置：水力剪切扩散装置：倒盆式、撞击式

39、和射流式属水力倒盆式、撞击式和射流式属水力剪切扩散装置剪切扩散装置o 机械剪切扩散装置：机械剪切扩散装置：涡轮式属机械剪切扩散装置。涡轮式属机械剪切扩散装置。1)扩散板、扩散管、扩散盘扩散板、扩散管、扩散盘o 扩散板是用多孔性材料制成的薄板，有陶土制、塑料扩散板是用多孔性材料制成的薄板，有陶土制、塑料制或其他材料制成的，其形状可做成方形或长方形，制或其他材料制成的，其形状可做成方形或长方形，方形扩散板尺寸通常为方形扩散板尺寸通常为300300(2540)mm，扩，扩散板安装在池底一侧的预留槽上，空气由竖管进入槽散板安装在池底一侧的预留槽上，空气由竖管进入槽内，然后通过扩散板进入混合液。内，然后

40、通过扩散板进入混合液。o 扩散板的通气率一般为扩散板的通气率一般为l1.5m3/m2min，氧利用率约，氧利用率约10，充氧动力效率约为，充氧动力效率约为2kgO2/kWh。o 缺点是板的孔隙小、空气通过时压力损失大、容易堵缺点是板的孔隙小、空气通过时压力损失大、容易堵塞。塞。扩散板及其安装方式扩散管示意图o 扩散管是由陶质多孔管组成，其内径扩散管是由陶质多孔管组成，其内径4475mm，壁，壁厚厚614mm，长，长600mm，每，每l0根为一组，通气率为根为一组，通气率为1215m3/根根h。o 目前用软管代替陶质多孔管目前用软管代替陶质多孔管 圆帽盖型扩散器网状膜扩散器网状膜扩散器o 该曝气

41、器采用网状膜代替曝气盘用的各种曝气板材，该曝气器采用网状膜代替曝气盘用的各种曝气板材，其网很薄，网上的孔径笔直，滤水透气效果均优于微其网很薄，网上的孔径笔直，滤水透气效果均优于微孔板材，不易发生堵塞。孔板材，不易发生堵塞。o 网膜采用聚醋酸纤维制成的。网状膜曝气器采用底部网膜采用聚醋酸纤维制成的。网状膜曝气器采用底部供气，空气经分配器第一次切割后均匀分布到气室内，供气，空气经分配器第一次切割后均匀分布到气室内，高速气流经切割分配到网状膜的各个部位受到阻挡，高速气流经切割分配到网状膜的各个部位受到阻挡，然后通过特制网膜微孔的第二次切割形成微小气泡然后通过特制网膜微孔的第二次切割形成微小气泡( (

42、直径直径2 23mm)3mm)匀地分布扩散到水中匀地分布扩散到水中。膜片微孔曝气器膜片微孔曝气器u曝气器的气体扩散装置采用微孔合成橡胶膜片，膜片上曝气器的气体扩散装置采用微孔合成橡胶膜片，膜片上开有开有150200 m的同心圆布置的的同心圆布置的5000个自闭式孔眼。个自闭式孔眼。u当充气时空气通过布气管道，并通过底座上的孔眼进当充气时空气通过布气管道，并通过底座上的孔眼进入膜片和底座之间，在空气的压力作用下，使膜片微入膜片和底座之间，在空气的压力作用下，使膜片微微鼓起，孔眼张开，达到布气扩散的目的。微鼓起，孔眼张开，达到布气扩散的目的。优点：优点：不堵不堵塞，可以省塞，可以省去空气滤清去空气

43、滤清装置。装置。穿孔管曝气器及布置方式浅层曝气池3)竖管竖管o 竖管曝气是在曝气池的一侧布置以横管分支成梳形的竖管曝气是在曝气池的一侧布置以横管分支成梳形的竖管，竖管直径在竖管，竖管直径在l5mm以上，离池底以上，离池底150mm左右。左右。o 下图所示为一种竖管扩散器及其布置的示意图。竖管下图所示为一种竖管扩散器及其布置的示意图。竖管属于大气泡扩散器，由于大气泡在上升时形成较强的属于大气泡扩散器，由于大气泡在上升时形成较强的紊流并能够剧烈地翻动水面，从而加强了气泡液膜层紊流并能够剧烈地翻动水面，从而加强了气泡液膜层的更新和从大气中吸氧的过程的更新和从大气中吸氧的过程竖管扩散器及其布置形式4)

44、4)水力剪切扩散装置水力剪切扩散装置o 属于水力剪切扩散装置属于水力剪切扩散装置的有的有倒盆式倒盆式、射流式射流式、固定螺旋式固定螺旋式和和撞击式撞击式等等o 右图是倒盆式扩散器右图是倒盆式扩散器倒盆式扩散器倒盆式扩散器射流式曝气器例例1：某城市污水处理厂，每天从二沉池排出的含水率为：某城市污水处理厂，每天从二沉池排出的含水率为99.2%的剩余污泥的剩余污泥2000m3， 经重力浓缩后，污泥的含水率经重力浓缩后，污泥的含水率下降为下降为96%，该厂每天浓缩后需经脱水处理的湿污泥的体，该厂每天浓缩后需经脱水处理的湿污泥的体积是（）积是（）A、200m3 B、400m3 C、600m3 D、800

45、m3例例2：处理典型城市污水的活性污泥经二沉池沉淀后排出的：处理典型城市污水的活性污泥经二沉池沉淀后排出的剩余污泥的含水率一般是（）剩余污泥的含水率一般是（）A、98.5% 99.2% B、99.2% 99.6% C、99.4% 99.9% D、95.8% 96.3% 例3：普通活性污泥法曝气池中混合液的含固率为0.37%，SVI为80mL/g，则混合液的污泥浓度（MLSS）为多少g/L？污泥沉降比（SV%）又为多少？（已知混合液的密度为1000g/L）例4：某城市拟建活性污泥法污水处理厂，污水流量为12000m3/d，进曝气池污水的BOD5浓度为320mg/L，要求 出 水 B O D5浓

46、度 为 2 0 m g / L 。 混 合 液 污 泥 浓 度M L S S = 3 0 0 0 m g / L ， B O D5去 除 污 泥 负 荷Fw=0.4kg(BOD5)/kg(MLSS)d，试计算BOD5去除效率及曝气池有效容积。 3.2.1生物膜法内涵生物膜法内涵：定义定义：附着在构筑物挂膜介质上，并在其上生长和繁殖，由细：附着在构筑物挂膜介质上，并在其上生长和繁殖，由细 胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状结构，胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状结构，生物膜法又称固定膜法生物膜法又称固定膜法o 与与活性污泥法活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；并列的

47、一类废水好氧生物处理技术；o 是土壤自净过程的是土壤自净过程的人工化和强化人工化和强化；o 与活性污泥法一样，生物膜法主要去除废水中与活性污泥法一样，生物膜法主要去除废水中溶解性的和溶解性的和胶体状的有机污染物胶体状的有机污染物，同时对废水中的氨氮还具有一定的，同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力；硝化能力； 3.2 生物膜法污水处理设备生物膜法污水处理设备n主要的生物膜法主要的生物膜法 o 生物滤池：其中又可分为普通生物滤池、高负荷生生物滤池：其中又可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等；物滤池、塔式生物滤池等；o 生物转盘；生物转盘；o 生物接触氧化法；生物接触氧化法；o 好

48、氧生物流化床等好氧生物流化床等 n生物膜的结构生物膜的结构 o 生物膜的形成生物膜的形成生物膜的形成必须具有以下几个前提条件：生物膜的形成必须具有以下几个前提条件： 起支撑作用、供微生物附着生长的载体物质：在生物滤池中起支撑作用、供微生物附着生长的载体物质：在生物滤池中称为称为滤料滤料；在接触氧化工艺中成为；在接触氧化工艺中成为填料填料；在好氧生物流化；在好氧生物流化床中成为床中成为载体载体； 供微生物生长所需的营养物质，即废水中的有机物、供微生物生长所需的营养物质，即废水中的有机物、N、P以及其它以及其它营养物质营养物质； 作为接种的作为接种的微生物微生物。3.3.2 生物滤池工艺生物滤池工

49、艺1.生物滤池的基本原理工艺生物滤池的基本原理工艺2.生物滤池的构造与组成生物滤池的构造与组成 3.影响生物滤池功能的主要因素影响生物滤池功能的主要因素 4.生物滤池与活性污泥法的比较生物滤池与活性污泥法的比较5.生物滤池的设计计算生物滤池的设计计算p 工艺流程工艺流程n生物滤池的基本原理工艺生物滤池的基本原理工艺与活性污泥工艺的流程不同的是，在生物滤池中常采用出与活性污泥工艺的流程不同的是，在生物滤池中常采用出水回流，而基本不会采用污泥回流，因此从二沉池排出的污泥水回流，而基本不会采用污泥回流，因此从二沉池排出的污泥全部作为剩余污泥进入污泥处理流程进行进一步的处理全部作为剩余污泥进入污泥处理

50、流程进行进一步的处理 p 生物滤池的工作原理生物滤池的工作原理 含有污染物的废水从上而下从长有丰富生物膜的滤料含有污染物的废水从上而下从长有丰富生物膜的滤料的空隙间流过，与生物膜中的微生物充分接触，其中的空隙间流过，与生物膜中的微生物充分接触，其中的有机污染物被微生物吸附并进一步降解，使得废水的有机污染物被微生物吸附并进一步降解，使得废水得以净化；主要的净化功能是依靠滤料表面的生物膜得以净化；主要的净化功能是依靠滤料表面的生物膜对废水中有机物的吸附氧化作用。对废水中有机物的吸附氧化作用。 n生物滤池的基本原理工艺生物滤池的基本原理工艺p 基本结构基本结构n生物滤池的基本原理工艺生物滤池的基本原

51、理工艺u 池体池体在在2020世纪世纪3030、4040年代，年代，方形或矩形方形或矩形；旋转布水器，圆形池体旋转布水器，圆形池体，主要是便于运行；高负荷生物滤池通常是圆形；主要是便于运行；高负荷生物滤池通常是圆形；池壁可有孔洞或不带孔洞的两种：有孔洞的池壁有利于滤池壁可有孔洞或不带孔洞的两种：有孔洞的池壁有利于滤料的内部通风，但在冬季易受低气温的影响；料的内部通风，但在冬季易受低气温的影响；一般要求池壁高于滤料一般要求池壁高于滤料0.5m0.5m；在寒冷地区，有时需要考虑；在寒冷地区，有时需要考虑防冻、采暖、或防蝇等措施。防冻、采暖、或防蝇等措施。 p生物滤池的构造与组成生物滤池的构造与组成

52、 u滤料滤料 生物滤池中的滤料是生物膜赖以生长的载体，其主要特生物滤池中的滤料是生物膜赖以生长的载体，其主要特性有：性有： 大的表面积，有利于微生物的附着；大的表面积，有利于微生物的附着； 能使废水能使废水以液膜状均匀分布于其表面；以液膜状均匀分布于其表面； 有足够大的孔隙率，使脱有足够大的孔隙率，使脱落的生物膜能随水流到池底，同时保证良好的通风；落的生物膜能随水流到池底，同时保证良好的通风； 适适合于生物膜的形成与粘附，且应该既不被微生物分解，又合于生物膜的形成与粘附，且应该既不被微生物分解，又不抑制微生物的生长；不抑制微生物的生长； 有较好的机械强度，不易变形和有较好的机械强度，不易变形和

53、破碎。破碎。(1) 普通生物滤池的滤料：普通生物滤池的滤料： 一般为实心拳状滤料，如碎石、卵石、炉渣等；一般为实心拳状滤料，如碎石、卵石、炉渣等； 工工作层的滤料的粒径为作层的滤料的粒径为25 40mm，承托层滤料的粒径为，承托层滤料的粒径为70 100mm； 同一层滤料要尽量均匀，以提高孔隙率；同一层滤料要尽量均匀，以提高孔隙率； 滤料的粒径愈小，比表面积滤料的粒径愈小，比表面积 就愈大，处理能力可以提高；但就愈大，处理能力可以提高；但粒径过小，孔隙率降低，则滤料层易被生物膜堵塞；粒径过小，孔隙率降低，则滤料层易被生物膜堵塞； 一般一般当滤料的孔隙率在当滤料的孔隙率在45%左右时，滤料的比表

54、面积约为左右时，滤料的比表面积约为65 100m2/m3。(2) 高负荷生物滤池的滤料：高负荷生物滤池的滤料： 滤料粒径较大，一般为滤料粒径较大，一般为40 100mm，其中工作层滤料，其中工作层滤料的粒径为的粒径为40 70mm，承托层则为，承托层则为70 100mm，孔隙率较高，孔隙率较高，可以防止堵塞和提高通风能力；可以防止堵塞和提高通风能力； 滤料常采用卵石、石英砂、滤料常采用卵石、石英砂、花岗岩等，一般以表面光滑的卵石为好；花岗岩等，一般以表面光滑的卵石为好； 目前常采用塑料目前常采用塑料滤料：多用聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等制成；形状有波滤料：多用聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等制成；

55、形状有波纹板式、斜管式和蜂窝式等，其特点有：质量轻、强度高、纹板式、斜管式和蜂窝式等，其特点有：质量轻、强度高、耐腐蚀、比表面积和孔隙率都较大。主要缺点：造价较高，耐腐蚀、比表面积和孔隙率都较大。主要缺点：造价较高，初期投资较大。初期投资较大。环状滤料环状滤料比表面积在比表面积在98-340 m2/ m3之间，之间，空隙率为空隙率为93%95%波纹板状滤料波纹板状滤料比表面积在比表面积在81195 m2/ m3之间，之间，空隙率为空隙率为93%一一95%(3) 塔式生物滤池的滤料：塔式生物滤池的滤料： 多采用质轻、比表面积大和孔隙率高的人工合成滤料；多采用质轻、比表面积大和孔隙率高的人工合成滤

56、料； 比表面积为比表面积为100 220 m2/m3，孔隙率一般大于，孔隙率一般大于94%。 u布水装置布水装置布水装置的目的是将废水均匀地喷洒在滤料上；布水装置的目的是将废水均匀地喷洒在滤料上；主要有两种：固定式布水装置、旋转式布水装置；主要有两种：固定式布水装置、旋转式布水装置；普通生物滤池多采用固定式布水装置；高负荷生物滤池普通生物滤池多采用固定式布水装置；高负荷生物滤池和塔式生物滤池则常用旋转布水装置和塔式生物滤池则常用旋转布水装置 p生物滤池的构造与组成生物滤池的构造与组成 固定式布水装置由虹吸装置、馈水池、布水管道和固定式布水装置由虹吸装置、馈水池、布水管道和喷嘴组成，喷水是间隙的

57、，所以布水不均匀，配水的水喷嘴组成，喷水是间隙的，所以布水不均匀，配水的水头要高，配水池也较高头要高，配水池也较高(配水面高配水面高0.92.1m)，故目前应，故目前应用较少。用较少。 可动式布水器组成及重要参数：可动式布水器组成及重要参数：水竖管和可旋转的布水水竖管和可旋转的布水横管组成，横管可以是多根，布水小孔的直径横管组成，横管可以是多根，布水小孔的直径1015mm，布，布水横管距滤料表面的高度水横管距滤料表面的高度0.150.25m，喷水旋转所需的水头，喷水旋转所需的水头0.61.5m，布水器在水压反推动力下旋转。，布水器在水压反推动力下旋转。 旋转布水器的特点：旋转布水器的特点：布水

58、比较均匀，淋水周期短，水力布水比较均匀，淋水周期短，水力冲刷作用强；缺点时喷水孔易堵，低温时要采用防冻措施，冲刷作用强；缺点时喷水孔易堵，低温时要采用防冻措施，仅适用于圆形池。仅适用于圆形池。u排水系统排水系统排水系统处于滤床的底部，排水系统处于滤床的底部，收集滤床流出的污水与生物收集滤床流出的污水与生物膜；保证通风；支撑滤料膜；保证通风；支撑滤料 ；一般由一般由渗水顶板渗水顶板、集水沟集水沟和和排水渠排水渠所组成；所组成；渗水顶板用于支撑滤料，其排水孔的总面积应不小于滤渗水顶板用于支撑滤料，其排水孔的总面积应不小于滤池表面积的池表面积的20%；p生物滤池的构造与组成生物滤池的构造与组成 排水

59、系统排水系统重要参数：池子重要参数：池子底面坡度底面坡度(0.010.03) ；排水沟坡度排水沟坡度0.0050.02。排水。排水总渠坡度总渠坡度0.0030.005。 要保证不积淤流速要保证不积淤流速(通常采用通常采用0.6m/s)， 排水渠穿过池壁排水渠穿过池壁的地方，应设排水和通风孔洞，通风面积应不小于过水断面。的地方，应设排水和通风孔洞，通风面积应不小于过水断面。 渗水顶板的下底与池底之间的净空高度一般应在渗水顶板的下底与池底之间的净空高度一般应在0.6m以以上，以利通风，一般在出水区的四周池壁均匀布置进风孔。上，以利通风，一般在出水区的四周池壁均匀布置进风孔。生物滤池的设计内容主要包

60、括：生物滤池的设计内容主要包括：滤床容积滤床容积布水系统布水系统排水系统排水系统 p生物滤池的设计计算生物滤池的设计计算 u 普通生物滤池普通生物滤池(1) 主要设计参数主要设计参数 填料的粒径为填料的粒径为25 40mm，厚度为，厚度为1.3 1.8m；承托层；承托层填料的粒径为填料的粒径为70 100mm，厚度为，厚度为0.2m。 在正常气温条件下，处理城市废水时，表面水力负在正常气温条件下，处理城市废水时，表面水力负荷 为荷 为 1 3 m3/ ( m2. d ) ， B O D5容 积 负 荷 为容 积 负 荷 为0.15 0.30kgBOD5/(m3.d)，BOD5的去除率一般为的去