污水生物处理方式一

1、污水生物处理方式一教学要求 掌握活性污泥法的根本原理及其反响机理； 理解活性污泥法的重要概念与指标参数：如活性污泥、剩余污泥、MLSS、MLVSS、SV、SVI、c、容积负荷、污泥产率等； 理解活性污泥反响动力学根底及其应用； 掌握活性污泥的工艺技术或运行方式； 掌握曝气理论； 熟练掌握活性污泥系统的计算与设计。 活性污泥法的根本原理原理流程活性污泥的特征与微生物形态 在显微镜下呈不规那么椭圆状，在水中呈“絮状。颜色 正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变如发黑为曝气缺乏，发黄为曝气过度。理化性质 =1.0021.006，含水率99%，直径大小0.020.2mm，外表积20100cm2/m

2、l，pH值约6.7，有较强的缓冲能力。其固相组分主要为有机物，约占7585%。过度。生物特性具有一定的沉降性能和生物活性。组成 由微生物群体Ma，微生物残体Me，难降解有机物Mi，无机物Mii四局部组成。活性污泥的特征与微生物组成细菌：以异养型原核生物(细菌)为主，数量107108个/ml，自养菌数量略低。其优势菌种：产碱杆菌属等，它是降解污染物质的主体，具有分解有机物的能力。真菌：由细小的腐生或寄生菌组成，具分解碳水化合物，脂肪、蛋白质的功能，但丝状菌大量增殖会引发污泥膨胀。 原生动物：肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类、捕食游离细菌。其出现的顺序反映了处理水质的好坏这里的好坏是指有机物的去除，最初

3、是肉足虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫；当处理水质良好时出现固着型纤毛虫，如钟虫、等枝虫、独缩虫、聚缩虫、盖纤虫等。 后生动物(主要指轮虫，捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处理的质量。微生物增殖与活性污泥的增长活性污泥净化反响的机理初期吸附去除 污水与活性污泥接触510min，污水中大局部有机物(70%以上的BOD，75%以上COD)迅速被去除。此时的去除并非降解，而是被污泥吸附，粘着在生物絮体的外表，这种由物理吸附和生物吸附交织在一起的初期高速去除现象叫初期吸附。微生物的代射 被吸附的有机物粘附在絮体外表，与微生物细胞接触，在渗透膜的作用下，进入细

4、胞体内，并在酶的作用下要不被降解，要不被同化成细胞本身。活性污泥净化反响影响因素与主要设计、运行参数 影响因素微生物量的指标 混合液悬浮固体浓度MLSS，其由Ma+Me+Mi+Mii组成混合液挥发固体浓度MLVSS，由MLVSS=Ma+Me+Mi组成设计指标与运行参数 MLVSS/MLSS在0.70左右，过高过低能反映其好氧程度，但不同工艺有所差异。如吸附再生工艺0.70.75，而A/O工艺0.670.70。活性污泥的沉降性能及其评定指标：污泥沉降比SV%：混合液在量筒内静置30mm后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分比。污泥容积指数SVI：SVI=SV/MLSS。对于生活污水处理厂，一

5、般介于70100之间。当SVI值过低时，说明絮体细小，无机质含量高，缺乏活性；反之污泥沉降性能不好。 泥龄Sludge ageQc 生物固体平均停留时间或活性污泥在曝气池的平均停留时间，即曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比，用公式表示：cVX/XVX/QwXr 。式中： X为曝气池内每日增长的活性污泥量，即要排放的活性污泥量。 Qw为排放的剩余污泥体积。 Xr为剩余污泥浓度。其与SVI的关系为(Xr) max106 /SVI 负荷 BOD污泥负荷：NsQSa/XV=F/M 指单位重量活性污泥在单位时间内降解到预定程度的有机物量。 BOD容积负荷：NvQSa/V 指单位曝气池容积在单位时间

6、内降解到预定程度的有机物量。 BOD污泥负荷和BOD容积负荷的关系式：NvNsX。 污泥产率： 污水中有机污染物的降解带来微生物的增殖与活性污泥的增长，活性污泥微生物的增殖是生物合成与内源呼吸的差值，即 X=aSabX。 式中X：活性污泥微生物净增殖量，kg/d； Sr：在活性污泥微生物作用下，污水中被降解、去除的 有机污染物量，SrSaSe； Sa：进入曝气池污水含有的有机污染物量，kgBOD/d。 Se：经活性污泥处理后出水的有机污染物量，kgBOD/d。 X：混合液活性污泥量，kg。 a、污泥产率降解单位有机污染物的污染量。 b、微生物内源代谢的自力氧化率。 由于细胞合成与内源代谢同步进

7、行，单位曝气池内活性污泥净增殖速度为： (dx/dt) g (dx/dt)s (dx/dt)e 式中 (dx/dt)g为净增殖速度； (dx/dt)s为合成速度； (dx/dt)e为微生物内源代谢速度。 其中： (dx/dt)s Y (dx/dt) u Y为产率系数，每代谢1kgBOD合成的MLVSS量。 (dx/dt) u为微生物对有机物的降解速度。 其中：(dx/dt)e Kd Xv Kd微生物自身氧化率d-1，并称衰减系数； Xv为MLVSS含量。 代入得： (dx/dt) g Y (dx/dt) uKd Xv X Y(SaSe)QKd VXv X为日污泥排放量； (SaSe)Q为日有机

8、物降解量； Kd VXv 为 池内总MLVSS量。 等式两边除以VXv得X/ VXv = Y(SaSe)Q / VXv Kd 由于 X/ VXv = 1/ Qc； (SaSe)Q / VXv Ns 书中写成NrS 1/ Qc Y Ns Kd 有机污染物降解与需氧 微生物对有机污染物的降解包括1/3的直接氧化分解，2/380%需合成后再内源呼吸降解，故其需氧量为：O2aQSabVXv 式中：a为微生物每代谢1kgBOD所需要的氧量。 b为每kg活性污染自身氧化所需要的氧量。 两边同除以VXv 得 O2 / VXv = a Ns b 两边同除以QSa 得 O2 / QSa ab1/ Ns 活性污泥

9、反响动力学根底莫诺特(Monod)方程式微生物生长速度和底物浓度间的关系式： =maxS/Ks+S 式中：为微生物比增长速度，即单位生物量的增长速度. max为微生物最大比增长速度； Ks：饱和常数，为的底物浓度，故又称半速度常数。 S：底物浓度。 当底物过量存在时，微生物生长不受底物限制。处于对数增长期，速度到达最大值,为一常数。 SKs、Ks+SS =umax。此时反响速度和底物浓度无关，呈零级反响，即n=0。当底物浓度较小时，微生物生长受到限制，处于静止增长期，微生物增长速度与底物浓度成正比。 SKs、Ks+SKs =maxS/Ks=K.S 此时，S，与底物浓度或正，呈一级反响。 随着底

10、物浓度逐步增加，微生物增长速度和底物浓度呈=maxS/Ks+S，即不成正比关系，此时0n1呈混合反响区的生化反响。 monod方程的结论使米一门方程式引入了废水工程的理论中。具体推导如下： Ydx/ds=(dx/dt)/(ds/dt)=r/q=(r/x)/(q/x)= /V。 式中：dx为微生物增长量； dx/dt为微生物增长速率即r； r/x ，即微生物比增长速度； ds为底物消耗量； q ds/dt，为底物降解速度； v q/x，为底物比降解速度。 Y.V；maxY. Vmax； 带入=maxS/Ks+S 得： VVmaxS/Ks+S V(ds/dt)/X，ds/dt= VmaxSX/Ks

11、+S劳伦斯麦卡蒂(LawrenceMc Carty)方程式第1方程dx/dt=Y(ds/dt)u-KdXa； 1/ Qc=YqKd第2方程VVmaxS/(Ks+S) 有机质降解速率等于其被微生物利用速率，即V=q, Vmax=qmax(ds/dt)u = VmaxSXa/(Ks+S)方程的应用 确立处理水有机底物浓度Se与生物固体平均停留时间Qc之间 的关系对完全混合式 SeKs(1/ Qc+Kd)/Y (Sa-Se)-(1/ Qc+Kd) 对推流式1/ Qc= YVmax(Sa-Se)/(Sa-Se)+ KsSa/SeKd欲提高处理效果，降低Se值，就必须适当提高Qc。确立微生物浓度X与Qc

12、间的关系对完全混合式 XQcY(Sa-Se)/t(1+KdQc) 对推流式 XQcY(Sa-Se)/t(1+KdQc) 说明反响器内微生物浓度(X)是Qc的函数。说明反响器内微生物浓度(X)是Qc的函数确立了污泥回流比(R)与Qc的关系。 1/Qc=Q1+R-R(Xr/Xa)/V 式中：Xr为回流污泥浓度(Xr)max=106/SVI 。总产率系数Y与表观产率系数Yobs间的关系. YobsY/(1+KdQc) 即实测污泥产率系数较理论总降低。说明即实测污泥产率系数较理论总降低活性污泥处理系统的运行方式与曝气池的工艺参数传统活性污泥法阶段曝气活性污泥法再生曝气活性污泥法吸附再生曝气活性污泥法AB法SBR法氧化沟完全混合活性污泥法多级活性污泥法深水曝气活性污泥法深井曝气活性污泥法浅层曝气活性污泥法曝气的理论根底扩散过程的根本规律双膜理论两边同除以V： O2在气膜、液膜中进行分子扩散，而在气相和液相主体中进行对流扩散传质的阻力集中在双膜，但因O2是难溶气体，氧转移的决定性 阻力又集中在液膜内O2通过液膜的转移速率是氧扩散转移全过程的控制速率二、氧转移的影响因素1 污水水质1外表活性物质：修正系数=污水中的KLa/清水中的KLa2溶解盐类：修正系数=污水中的CS/清水中的C