水污染控制工程活性污泥法的设计计算.pptVIP

应注意的是： 并不是活性污泥中有丝状菌就会发生污泥膨胀。相反，如果有适量的丝状菌，有利于污泥的沉降。因为丝状体能对活性污泥絮体起骨架作用，使絮体牢固。过多或过少都会引起污泥膨胀。 致使丝状菌大量繁殖的原因： ⑴ DO 菌胶团要求DO至少在0.5mg/L以上，丝状菌在DO低于0.1mg/L的环境中也能较好的生长，甚至在厌氧条件下残存而不受影响。所以，一般来说曝气池中溶解氧应保持在2mg/L。 ⑵ 冲击负荷 负荷超过了正常负荷，污泥膨胀程度提高，絮体增大，絮体内部DO消耗提高，从而致使絮体内部缺氧，抑制菌胶团生长，也就提供了丝状菌生长的低氧条件，丝状菌生长超过了菌胶团的生长，导致污泥膨胀。 ⑶ 营养条件变化 一般细菌在营养为BOD5:N:P=100:5:1条件下生长。如果N，P缺乏，C/N比升高，即碳水化合物相对过剩，过多，适宜丝状菌生长。 ⑷ 硫化物 经验表明，含硫化合物高的废水易发生由硫细菌引起的丝状菌膨胀。例如：造纸废水，化粪池的腐化水等。 ⑸ 有毒重金属的冲击负荷 虽然重金属对丝状菌和菌胶团都有抑制作用，但不能使丝状菌消失，此时的絮体呈针点状，使出水悬浮物浓度提高，SVI降低。 ⑹ pH值 丝状菌生长pH4.5～6.5，而菌胶团生长的pH为6～8。 ⑺ 温度 丝状菌适宜于高温生长，因此在高温环境下，易发生污泥膨胀。菌胶团适宜于中温。 * * 第四节 活性污泥法的设计计算 一、工艺设计内容 根据进水情况和出水的要求，选择曝气池的类型，即推流式或是完全混合式，计算曝气池的体积，所需的供氧量和排除的剩余活性污泥等。 在对某种废水设计之前，一般应通过试验才能确定设计数据，应掌握的一些资料： ⑴ 废水水质：主要是曝气池进水的有机物和毒物浓度，排放标准（二沉池出水的有机物和毒物浓度）；⑵ 有害物质急剧变化对处理效果的影响；⑶ 水温对处理效果的影响；⑷ 曝气池污泥浓度和污泥回流比；⑸ 污泥负荷和曝气时间；⑹ 废水中N、P补充情况；⑺ 空气用量或充氧量。 二、设计计算 目前曝气池的设计计算是处于经验和理论相结合的状态，主要有三种方法：纯经验的有机物负荷法，劳伦斯和麦卡蒂法及麦金尼法。 1、有机物负荷法 有机物负荷率通常有两种表示方法：活性污泥负荷率（简称污泥负荷）和曝气区容积负荷率（简称容积负荷）。 污泥负荷率 与曝气时间相当的平均进水量 曝气池进水的平均BOD5值 曝气池中的污泥浓度 根据上面两个公式可计算曝气池的体积，即 容积负荷率 2、劳伦斯和麦卡蒂法 ⑴ 劳伦斯和麦卡蒂根据莫诺特方程提出了曝气池中基质去除速率和微生物浓度的关系方程： K—最大的单位微生物基质去除速率，即在单位时间内，单位微生物量去除的基质； ρs—微生物周围的基质浓度； KS—饱和常数，其值等于基质去除速率为1/2K时的基质浓度； ρX—微生物的浓度。 当ρS＞KS时，上述方程可简化为： 当ρS＜KS时，上述方程可简化为： 式中： ⑵ 微生物的增长和基质的去除关系 合成系数 内源代谢系数 上式也可表示为： yobs实质上是扣除了内源代谢后的净合成系数，称为表观合成系数。 ⑶ 完全混合曝气池的计算模式 反应器 沉淀池 qVr,ρXr,ρS qVW,ρX qV,ρS0,ρX0 ρX,V,ρS (qV-qVW) ρS,ρXe 微生物平均停留时间，又称污泥龄，指的是反应系统内的微生物全部更新一次所需要的时间，在工程上，是指反应系统内微生物总量与每日排出的剩余微生物量的比值。以θc表示，单位为d。 若忽略进水中的微生物浓度，同时认为生化反应仅发生在曝气池中，计算微生物的平均停留时间也只考虑曝气池，而不考虑沉淀池，则污泥龄为： 在上述假定的基础上，对曝气和沉淀系统生物量作物料衡算： 累积=进入-出流+净增长 污水中的ρX0很小，可以忽略不计，因而ρX0=0，在稳定状态下dρX/dt=0，且 上式可化为： 废水在曝气 池中的名义 停留时间为： 实际停留时间为： 排除的剩余活性污泥量计算 根据yobs定义以及上面的物料平衡式可推得： 则剩余活性污泥量PX为： PX是以挥发性悬浮固体表示的剩余活性污泥量。 确定所需的空气量 首先计算在曝气池中有机物转化的最终生化需氧量。当K1=0.1时，BOD5=0.68BODL，有机物全部生化的最终BODL为： 空气中氧的含量为23.2%，氧的密度为1.201 kg/m3。将上面求得的氧量除以氧的密度和空气中氧的含量，即为所需的空气量。实际所需的空气量还应考虑曝气设备的氧利用率以及混合的强度要求。 例：处理污水量21600 m3/d，经沉淀后的BOD5为250 mg/