水质工程学排水工程活性污泥法

3．4

活性污泥处理系统的运行方式3.4.1传统活性污泥法（普通活性污泥法）3.4.2阶段曝气活性污泥法3.4.3吸附—再生活性污泥法系统3.4.4延时曝气活性污泥法3.4.5高负荷活性污泥法3.4.6完全混合活性污泥法3.4.7多级活性污泥法系统3.4.8

深水曝气活性污泥法系统3.4.9深井曝气池活性污泥法系统3.4.10浅层曝气活性污泥法系统3.4.11纯氧曝气活性污泥法系统3.4.12选择器活性污泥法3.4.13间歇运行的活性污泥法1．传统活性污泥法的特征：

1)水流一端进，另一端出，沿途曝气，推流前进。

2)有机物的吸附与代谢在一个曝气池中连续进行

3)活性污泥经历了一个生长周期：对数增长期→减速增长期→内源呼吸期。经历了吸附与代谢二个阶段

4)S由大→小，dO2/dt由大→小。3．缺点：

1)不适应冲击负荷和有毒物质因为是推流式，进入池中的污水和回流污泥在理论上不与池中原有的混合液混合。∴水质的变化对活性污泥影响较大

2)前段供氧不足，后段供氧过剩

3)Ns不高，曝气池V大，占地大2．优点：∴池首往往供氧不足，后段供氧过剩，池前段DO浓度较低，沿池长逐渐增高3.4.1传统活性污泥法（普通活性污泥法）3.4.2阶段曝气活性污泥法1.型式：廊道式2.流态：推流式(多点进水)3.特点：①需氧和供氧较平衡②耐冲击负荷力强③处理效果好∴整个池容小于普通活性污泥法3.4.3吸附-再生曝气活性污泥法4）而吸附再生活性污泥法系统V再生池很大，V吸附仅30～60min，容积小1.型式：吸附与再生分别进行，廊道式(吸附池和再生池可合建)2.流态：中间进水，推流3.特点：①处理效果较差②耐冲击负荷强③适合处理胶体物质含量高的工业废水吸附池再生池二沉池吸附池再生池二沉池进水进水剩余污泥剩余污泥5)不宜处理溶解性有机物较多的污水吸附时间较短（30～60min），再生池只对回流污泥再生。∴整个池容小于普通活性污泥法3.4.4完全混合活性污泥法特点

1)耐冲击负荷，特别适应于工业废水处理

2)池内水质均匀一致，各点相同，3)池内需氧均匀，动力消耗小于推流式4)出水水质比推流式差，活性污泥易产生膨胀各部分工况几乎完全一致，可通过来调整工作情况3.4.5延时曝气活性污泥法

2.特点

1)Ns非常小，只有0.05～0.10kgBOD/kgMLSS·d2)曝气时间t长（24h以上），污泥处于内源呼吸期，剩余污泥量少且稳定，池容大

3)出水水质好，对原污水有较强的适应能力，无需设初沉池，只适合于小城镇污水处理和工业废水。污泥不需进行厌氧消化处理

4)基建费和运行费较高3.4.6高负荷活性污泥法2.特点

1).曝气时间短（1.5～3.0h）。Ns高（1.5～

3.0kgBOD/kgMLSS·d），ηBOD<（65～75）%。低

2).池容小，出水水质不好3.4.7多级活性污泥法系统对水质水量冲击负荷承受力强处理水水质好，但建设费和运行费均较高适合工业废水含量较高，AB法1.概述1)亨利定律：C＝H·P

式中：C——水中溶解氧饱和浓度

H——亨利常数

P——压力2)

生物的增殖和有机物降解2．深水曝气池深水中层曝气池深水底层曝气池3.4.8深水曝气活性污泥法系统3.4.9深井曝气池活性污泥法系统1.H＝50～100m，φ＝1～6m2.特征：1)氧的利用效率EA高达90％，动力效率EP高达6kgO2/KW·h；占地少（传统活性污泥法EA＝10％±，EP＝2～3）2)适用于各种气候条件，可不设初沉池3)适用于处理高浓度有机废水氧利用率高、占地面积小3.4.10浅层曝气活性污泥法系统1.气泡只有在形成与破碎的一瞬间有着最高的氧转移率，而与其在液体中的移动高度无关2.可使用低压鼓风机，节省电耗，EP＝1.8～2.6kgO2/KW·h3.4.11纯氧曝气活性污泥法系统特点：①Do≥8mg/L②Mlss很高，高达4000～7000③Δx很少④SVI低，沉降性好空气纯氧氧的利用率EA＝（80～90）％，而传统活性污泥法EA仅为±10％使Nrv↑V↓图17-17纯氧曝气活性污泥法系统3.4.12选择器活性污泥法防止丝状菌型污泥膨胀——活性污泥法曝气池二沉池选择器

创造一个高负荷区，促进菌胶团细菌的生长，抑制丝状菌。设置生物选择器的目的

生物选择器即在完全混合或推流式曝气池前增加1个小的反应池，利用两类细菌不同的生长速率选择性地培养和发展菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌。生物选择性理论

活性污泥是菌胶团细菌和丝状菌的共生系统。丝状菌的菌胶团细菌平衡生长时不会产生膨胀问题；当丝状菌生长超过菌胶团细菌时，就会出现膨胀问题。

选择性理论根据对丝状菌和絮状菌的动力学分析，认为丝状菌在低的基质浓度下有比菌胶团细菌高的比增长速率。选择性理论可以用图来说明。

在生物选择器内，起始基质浓度很高，局部地提高F／M值，按照图示所说明的选择性理论，菌胶团细菌迅速在选择器中增殖，这样利用基质作为推动力选择性地培养和发展了菌胶团细菌，使菌胶团细菌成为曝气池中的优势菌种。3.4.13间歇式活性污泥法间歇进水、间歇排水；反应沉淀在统一装置中进行，无二沉池和污泥回流系统；自动控制要求较高。减少污泥膨胀3.5曝气的基本理论3.5.1氧转移原理3.5.2影响氧转移的因素3.5.3曝气设备类型3.5.4需氧量与供氧量的计算1．扩散过程的基本规律——菲克（Fick）定律

式中：Vd——物质的扩散速率，单位时间、单位断面上通过的物质数量

DL——扩散系数3.5.1氧转移原理（3-27）2．双膜理论与氧总转移系数KLaa气液两相接触面存在层流的气膜和液膜b气液两相紊流不存在浓度差c阻力主要在气液两膜d气膜中存在分压梯度,液膜中有浓度梯度,梯度是推动力

e氧难溶与水,因此液膜中存在氧的主要阻力1)

(3-28)

（3-29）

将（3-30）式两边同除以V：

KLa小，则氧转移过程中阻力大KLa大，则氧转移过程中阻力小（3-30）（3-31）（3-32）2)曝气原理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(2)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(3)O2通过液膜的转移速率是氧扩散转移全过程的控制速率∴通过液膜的氧转移速率（kgO2/h）