第四章42活性污泥法影響因素即運行參數(shù)

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1、4. 2 活性污泥凈化反應(yīng)影響因素與設(shè)計、運行參數(shù)活性污泥凈化反應(yīng)影響因素與設(shè)計、運行參數(shù)一、影響因素（營養(yǎng)、DO、pH、Temp、有毒物質(zhì) etc.）二、主要設(shè)計、運行參數(shù) 1.表示曝氣池中混合液活性污泥數(shù)量的指標：MLSS、MLVSS 2.表示二沉池活性污泥的沉降性能的指標：SV、SVI 3.污泥齡C 4.污泥負荷曝氣池中有機物與活性污泥比值的指標NS、NV 5.有機污染物降解與活性污泥增長活性污泥凈增值量 6.有機污染物降解與需氧曝氣池內(nèi)混合液需氧量O2一、影響因數(shù) 1.營養(yǎng)物質(zhì)：碳源、氮源、無機鹽類、某些生長素 1）碳源：組成生物細胞的主要物質(zhì)，對碳源的需求量較大，一 般BOD5100

2、mg/L 2）氮源：組成細胞的重要元素，其需要量按BOD：N=100：5考慮 3）鹽類：必不可少 （1）主要的無機鹽類 P：按BOD5:N:P=100:5:1考慮，它是微生物需要量最多的 無機元素，約占全部無機鹽元素的50% 還有K、Ca、F e 、S等無機元素 （2）微量無機元素 （3）對于生活污水，BOD5:N:P的比值為100:5:1，但經(jīng)沉淀池 處理后比值提高，能達到BOD5:N:P=100:20:25dtdc3DO溶解氧 1）曝氣池在穩(wěn)定運行時，微生物的耗氧速率（Rr 即需氧速率） 曝氣器的供氧速率，其池中的溶解氧DO不變。2）曝氣池中DO濃度大小將取決于：（1）生物絮體的大?。阂?/p>

3、生物絮體大，則要求DO濃度高， DO才能擴散轉(zhuǎn)移到生物絮體內(nèi)部,反之則不能。對此要求 DO濃度不低于2mg/L左右為好。（2）考慮沖擊負荷與中毒的影響，以便于操作以了解供氧量的變化 沖擊負荷DO突然急性中毒慢性中毒DO逐漸增加DO突然dsststds0dtds4水溫：1535之間 2030，效果好，活動旺盛，15，35，效果，活動弱，5，45，效果很差，5pH值 最佳的pH值為6.58.5 當pH6.5，絲狀菌繁殖，pH4.5，絲狀菌占優(yōu)勢 當pH9.0，代謝速率6有毒物質(zhì) 主要是重金屬，H2S、CN、酚等，當超過一定濃度時，就會破壞 細胞結(jié)構(gòu)，抑制代謝。有毒物質(zhì)的極限允許濃度見表4-4 P1

4、05 （1） MLSS濃度混合液懸浮固體濃度混合液污泥濃度： mg/L混合液；g/L混合液；g/m3混合液； kg/m3混合液 （2） MLVSS濃度混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度 。0.75f，；0.75f：XXMLSSMLVSSfv對于城市污水對于生活污水二、主要設(shè)計運行參數(shù)1.表示混合液中活性污泥數(shù)量的指標（曝氣池）)L/gMLSS)L/LmSVgL1mLmin30L1SVI（）（混合液中懸浮固體干重）容積（靜沉后形成的活性污泥混合液經(jīng) （1）SV（2） SVI2. 表示活性污泥的沉降性能的評定指標（二沉池） SVI在習慣上只稱數(shù)字，而把單位略去 SVI值能夠反映活性污泥的凝聚、沉降性能 要維

5、持曝氣池一定的MLSS（如3000mg/L）的情況下，SVI值越高， 則要求的污泥回流比R就越大，但當SVI值高達400mL/g時，則 難于用提高R來維持曝氣池一定的MLSS濃度。見圖4-8：SVI-MLSS- R之間關(guān)系，(8). 城市污水，曝氣池SVI介于70-100之間。0.6圖 4-8 SVI值 、 MLSS及 污 泥 回 流 比 R三 者 之 間 的 關(guān) 系混合液懸浮物濃度（MLSS）（mg/L）0.42000010000.240003000SVI=50SVI=100SVI=3002.01.60.81.2污 泥 回 流 比 RQ/QSVI=4001.41.01.8SVI=200SVI

6、=150Xe)QwQ(QwXrX)d(XVXC曝氣池內(nèi)活性污泥總量式中VX ：每日排放污泥量X3.C污泥齡（生物固體平均停留時間）。定義：曝氣池內(nèi)活性污泥總量（VX）與每日排放的污泥量（ X ）之比。用c表示。系統(tǒng)中每日增長的活性污泥量應(yīng)等于每日排出的剩余污泥量（X）,見圖4-13C的定義式（48） （47） 將X（4-7）式代入（4-8）式：圖 4-13 完全混合活性污泥系統(tǒng)的物料平衡V、Se、XQSe回流污泥RQ、Se、Xr曝氣池(Q-Qw)Se、XeQw、Xr剩余污泥二沉池處理水Xe)QwQ(QwXrVXC可忽略不計0 XeQwXrVXC SVI10Xr6max（4-9）（4-10）經(jīng)驗

7、公式 (4-11)Xr是活性污泥特性和二沉池沉淀效果的函數(shù)。drsCKYN1(4-25)污泥齡與污泥去除負荷呈反比關(guān)系容積負荷污泥負荷BODNBODNVSd/kgMLSS BOD kgXVQSNFN5aSd/m BOD kgVQSN35aV曝氣池XNNSV 4. 曝氣池中有機污染物與活性污泥比值的指標 式中：Sa污水中有機物濃度，mg/L；XMLSS濃度，mg/L；V曝氣池容積，m3（4-13） Ns=f(SVI) 見下圖4-7（4-12） （4-14）活性污泥系統(tǒng)設(shè)計與運行至關(guān)重要的兩個參數(shù)之一。活性污泥系統(tǒng)設(shè)計與運行至關(guān)重要的兩個參數(shù)之一。u BOD污泥負荷Ns定義：曝氣池內(nèi)單位重量活性污

8、泥在單位時間內(nèi)能夠接受并將其降解到預(yù)定程度的有機物量。u BOD容積負荷Nv定義：單位池容積在單位時間內(nèi)，能夠接受并將其降解到預(yù)定程度的有機物量。01002005004003002.52.00.51.52.50SVI高 負 荷BOD-污 泥 負 荷 率 (kgBOD/kgMLSS d)圖 4-7 污 泥 負 荷 與 SVI值 之 間 的 關(guān) 系一 般 負 荷低負荷選定適宜的BOD Ns:0.20.5 kg/kgMLSS.d為一般負荷區(qū) 0.1 kg/kgMLSS.d為低負荷區(qū) 1.5-2.5 kg/kgMLSS.d為高負荷區(qū) 0.5-1.5 kg/kgMLSS.d為污泥膨脹區(qū)，一般不取。1.0

9、0.5 SSNVe曝氣池污泥增長速率沉淀性能變差有機物降解速率SeVNS沉淀性能變好有機物降解速率污泥增長速率曝氣池bXaSXrraeSSS07. 0) 1 . 005. 0(075. 007. 0)k(b5 . 04 . 0)65. 05 . 0(73. 049. 0)Y(ad城市污水：城市污水：對于生活污水：曝氣池內(nèi)，微生物代謝污水中的有機物，同時活性污泥得到增長。(1)活性污泥微生物在曝氣池內(nèi)每日凈增殖量每日凈增殖量XX（kg/dkg/d），它是微生物合成反應(yīng)和內(nèi)源代謝的綜合結(jié)果，即 式中：a污泥產(chǎn)率（污泥轉(zhuǎn)換率） Sr污水中被降解、去除的有機污染物量（BOD），kg/dX曝氣池混合液含

10、有的活性污泥量，kg/db自身氧化率（衰減系數(shù)），d1（4-15）5. 有機物降解與活性污泥增長動力學（4-16）a，b以MLSS為基礎(chǔ)，Y，Kd以MLVSS為基礎(chǔ)esgdtdxdtdxdtdxusdtdsYdtdx ()udsdt式中 活性污泥微生物對有機物的降解速度 利用速度(2) 曝氣池內(nèi)活性污泥微生物的凈增殖量X（kg/d）1）單位曝氣池容積內(nèi)活性污泥的凈增殖速度： 凈增殖速度 合成速度 內(nèi)源代謝速 （4-18）Y 污泥產(chǎn)率系數(shù)：MLVSS kg數(shù)/1kgBOD 對于生活污水：Y0.50.65 而合成速度（4-17）式中：Kd微生物自身氧化率（衰減系數(shù)），d-1 對于生活污水：Kd0.

11、050.1vdeXKdtdx而內(nèi)源代謝速度vdugXKdtdsYdtdx均為常數(shù)在曝氣池穩(wěn)定運行時ugdtds、dtdx，2）活性污泥微生物凈增殖的基本方程式： XvMLVSS(4-20)(4-19)vdeavVXK)SS(YQXkg/dVSS，）（Xv的排放每日增長kg/d，)SS(Qea每日有機物降解量MLVSSX ，kgVXvv懸浮固體總量曝氣池內(nèi)混合液揮發(fā)性dvrvvKVXQSYVXX3）在曝氣池中MLVSS的凈增殖量Xv（4-21） 將（4-21）式各項除以VXv得（4-22） 式中：CXVX=剩余污泥量，可按下列公式計算(規(guī)范)：1、按污泥泥齡計算 （6.10.31）2、按污泥產(chǎn)率

12、系數(shù)、衰減系數(shù)及不可生物降解和惰性懸浮物計算XYQ（SoSe）KdVXVfQ（SSoSSe） （6.10.32）式中：X剩余污泥量（kgSS/d）；V生物反應(yīng)池的容積（m3）；X生物反應(yīng)池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度（gMLSS/L）；Y污泥產(chǎn)率系數(shù)（kgVSS/kgBOD5）20時為0.40.8；Q設(shè)計平均日污水量（m3/d）；So生物反應(yīng)池進水五日生化需氧量（kg/m3）；Se生物反應(yīng)池出水五日生化需氧量（kg/m3）；kd衰減系數(shù)(d-1)；XV生物反應(yīng)池內(nèi)混合液揮發(fā)性懸浮固體平均濃度（gMLVSS/L）；fSS的污泥轉(zhuǎn)換率，宜根據(jù)試驗資料確定，無試驗資料時可取0.50.7（gMLSS/gS

13、S）；SSo生物反應(yīng)池進水懸浮物濃度（kg/m3）；SSe生物反應(yīng)池出水懸浮物濃度（kg/m3）。CvrvearsVXQSVX)SS(QNdrsvvKYNVXXCvv1VXXdrsCKYN1 (3) NrsBOD污泥去除負荷率kg BOD 5/kgMLSSd則（4-22）式 可寫為：而 （4-25）（4-23）（4-24）dvrvvKVXQSYVXX污泥齡與污泥去除負荷呈反比關(guān)系1.061.02： KKNt20tt20ddtcrs成反比與vvCvrsXVXXdtdxN當tSSV)SS(QNeaearv（4-25）式分析 NrvBOD污泥容積去除負荷率kg BOD 5/m3da、b一般在工程設(shè)計

14、與運行中應(yīng)用，并以MLSS為基準考慮Y、Kd一般在科研和學術(shù)探討上應(yīng)用，且以MLVSS為計算基準 6有機物得降解與需氧曝氣池內(nèi)混合液需氧量O2的計算（kgO2/d） 1需氧量O2（R）的計算 O2=R= aQSr + bVXV （kgO2/d） （426） 對有機物氧化分解 微生物內(nèi)源代謝 的自身氧化需氧 式中：O2 、R混合液需氧量（kgO2/d） a 微生物氧化分解有機物的需氧率 對于生活污水：0.420.53 O2kg數(shù)/1kgBOD b微生物每天自身氧化的需氧率 對于生活污水：0.1880.11O2kg數(shù)/1kgMLVSSd V曝氣池容積m3 XVMLVSS，kg/m3 將（426）式

15、中各項均除以VXV得出： （427） 將（426）式各項均除以得出： （428）2分析： 單位重量活性污泥的需氧量，kg BOD 5/kgMLSSd 每降解1kgBOD的需氧量，（kgO2/ kgBODd）bNabVXQSarsVrV2VXO bNabVXQSaVXOrsvrv2 rsrVr2N1QSVXQSObabaV2VXOr2QSO 當Nrs高，C短，則每kg污泥需氧量就大，即單位曝氣池容積的需 氧量就多，曝氣強度要大。反之亦然。（427）公式 當Nrs高，C短，去除每kgBOD的需氧量就少，這是因為合成后的微生物自身氧化少，需氧量較少，同時有一部分有機物被活性污泥吸附而來未代謝就隨剩余

16、污泥排出曝氣系統(tǒng)，而未消耗氧。（428） 一句話來說就是負荷高時，曝氣強度大但總供氧量少一句話來說就是負荷高時，曝氣強度大但總供氧量少3Y、Kd與a、b的確定 由公式（4-25）作圖4-9（P112）確定Y、Kd 由公式（4-26）作圖4-10（P113）確定a 、b06規(guī)范:曝氣池的污水需氧量，宜按下列公式計算：O2 = 0.001aQ(SoSe)cXV式中：O2污水需氧量（kgO2/d）；Q生物反應(yīng)池的進水流量（m3/d）；So生物反應(yīng)池進水五日生化需氧量濃度（mg/L）；Se生物反應(yīng)池出水五日生化需氧量濃度（mg/L）；XV排出生物反應(yīng)池系統(tǒng)的微生物量；（kg/d）； a碳的氧當量，當含

17、碳物質(zhì)以BOD5計時，取1.47；c常數(shù)，細菌細胞的氧當量，取1.42。某活性污泥曝氣池的設(shè)計流量為200 m3/h,進、出水BOD5值分別為175 mg/L和15 mg/L,每日剩余污泥量為294kg, 污泥負荷LS為0.3kgBOD5/(kgMLSSd),池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度X為3000gMLSS/L,以BOD5表示的含碳物質(zhì)的氧當量a為1.47, 活性污泥細菌細胞的氧當量c為1.42。試計算： 曝氣池的容積V； 曝氣池的需氧量。 3200 24 (175 15)853.30.3 3000rsQSVmL X3200 24 (175 15)853.30.3 3000rsQSVmL X033()1.47*200*24*10 *(0.1750.015)*101.42*294711.48eRaQ SSc Xkg