活性污泥法参数表
水污染控制工程_第十二章_ 活性污泥法
第一节 基 本 概 念
什么是活性污泥？
由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及 吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、 具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。
活性污泥的性质
颜色 味道 状态 相对密度 比表面积
黄褐色
土腥味
似矾花絮绒颗粒
曝气池混合液：1.002～ 1.003
Lawrence、McCarty导出的活性污泥数学模型
第四节 气体传递原理和曝气设备
构成 活性污泥法的三个要素
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也 就是活性污泥；
二是污水中的有机物，它是处理对象，也是 微生物的食料；
回流污泥
RQ、Se、XR
系统边界
剩余污泥
QW、Se、XR
完全混合活性污泥法系统的典型流程
二、劳伦斯和麦卡蒂 （Lawrence－McCarty)模型
c (QQW） XXV eQWXR
污泥龄（SRT）
SRT：曝气池中污泥全部更新一次所需 要的时间。
（一）在稳态下，作系统活性污泥的物料平衡：
Q 0 （ X [Q Q W ） X Q e W X R ] （ d d)g X V t 0
▪ 在一定的污泥量下，SVI反映了活性污泥的凝聚沉淀性。 如SVI较高，表示SV值较大、沉淀性较差；如SVI较小，
污泥颗粒密实，污泥无机化程度高，沉淀性好。但是，
如SVI过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性都较差。
▪ 通常，当SVI为100~150，沉淀性能良好；而当SVI
＞200时，沉淀性较差，污泥易膨胀。但根据废水性 质不同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机物含
量高时，正常的SVI值可能较高；相反，废水中含无机
城市污水处理厂调试方案(活性污泥法)
目录第一部分启动-污泥的驯化和培养 0第二部分运行-运行工艺指标的控制 (1)第三部分运行中异常问题的处理 (3)第四部分停运参考方案 (12)第一部分启动—污泥的驯化和培养一、调试启动基本流程系统启动主要分3个阶段闷曝培养→连续进水驯化→稳定进水试运行具体操作方案如下：1、投加菌种将曝气池注满有机废水(或用清水混合桔水至COD>300mg/L），按曝气池蓄水量的0。
5%~0。
8%向曝气池中投加脱水活性污泥，尽量在2天内投加完毕。
2、培菌步骤当有菌种进入曝气池时,无论菌种是否投加完毕，必须立即开始培菌步骤.（1）闷曝：所有曝气机的搅拌都开启，各转角的曝气机风机开启，剩余风机暂不开.根据自控仪表显示的溶解氧变化调整曝气机风机的开停数量使溶解氧保持在1。
5~2.5mg/L之间。
在污泥量少，供氧有富余时闷曝3~5小时后进入静沉步骤。
（2)静沉：将所有曝气机停止0.5~1小时.需要注意的是开始静沉前，应将溶解氧提高到2。
5~3mg/L之间。
(3）间歇补充废水：按（1）→(2）→（1）的顺序不断反复上述步骤，当监测到的COD 值较最初降低了50%时，向曝气池补充设计处理量50%的有机废水.以前2次进水时间间隔为基准安排进水时间，并且每天将此间隔缩短1半。
（4）完成培菌：经过5—7天的培养，曝气池污泥浓度（MLSS)达到1500mg/L左右时，可以进入驯化步骤。
3、驯化步骤：按设计处理量的30％左右连续进水，溶解氧控制在1.5-3mg/L之间,在系统正常运行前提下每天按现有处理量的10%递增进水,直到达到设计处理量。
4、试运行：控制方法参看运行管理相关章节二、多系统调试步骤：如果为多曝气池的并联系统则应该先在其中1个池子中进行培菌,当污泥浓度达到1000mg/L以上时将一半污泥放至另一个池培养，如此反复直到所有池子都达到设计浓度时培菌完成。
三、溶解氧控制方法说明闷曝期间的溶解氧控制是较为灵活的。
在污泥浓度较低的调试阶段设备的充氧效率非常高，设备全开可以在短短1小时内将曝气池溶解氧从0提高到4mg/L。
活性污泥法
空气净化器--改善曝气系统运行状态, 防止扩散器阻塞. 鼓风机--供应压缩空气.
a.鼓风曝气
(水下曝气)
空气输配管系统—输送空气.
扩散器--将空气分散成空气泡，将 氧溶解于水中 .
扩散器
1.气泡大小 （1）小气泡扩散器 （2）中气泡扩散器 （3）大气泡扩散器 （4）微气泡扩散器 2.外形 (1)管式 (2)盘式
2.2.2 微生物生长动力学-----莫诺德方程
1.细胞反应速率的定义
微生物比增长速率μ 的提出？
当微生物生长不受外界条件限制（对数增长期）时，
μ表示每单位微生物的增长速度
1.细胞反应速率的定义
绝对速率---是单位时间 单位反应体积某一组分的 变化量。
细胞生长速率
比速率---是以单位浓度 细胞为基准而表示的各个 组分的变化速率。
废水的生物处理
-----活性污泥法
activated sludge process
1.基本概念
1.1 活性污泥及其组成
1.2 评价活性污泥数量和性能的指标
1.3 活性污泥净化反应过程 1.4 活性污泥的增殖规律
1.1 活性污泥及其组成
1.外观形态： 多为黄褐色絮体，含水率超过99％.
2.活性污泥组成 M =Ma + Me + Mi + Mii
污泥增长数率 N S V曝气池 Se 沉淀性能变好 有机物降解数率
3．DO溶解氧
(1）曝气池在稳定运行时，微生物的耗氧速率（Rr 需氧速率）
dc ，其池中的溶解氧DO不变。 ＝曝气器的供氧速率时 dt
(2）曝气池中DO浓度大小将取决于： 1）生物絮体的大小：要求生物絮体大，则要求DO浓度高， DO才能扩散转移到生物絮体内部,反之则不能。对此要求 DO浓度为2mg/L左右为好。
各种活性污泥法特点及设计参数
1.0~1.2
容积负荷(kgBOD5/m3.d)
2.0~3.2
3.0~3.6
污泥龄(d)
5~15
5
MLSS(mg/l)
6000~10000
3000~5000
MLVSS(mg/l)
4000~6500
2400~4000
回流比(%)
25~50
40~80
曝气时间HRT(h)
1.5~3.0
1.0~2.0
NO2+1/2O2→NO3-
反硝化：NO3-(厌氧菌)→N2
16
序批式活性污泥法SBR法
核心是SBR反应器：间歇，顺序，周期性。
进水；反应；沉淀；排水排泥，闲置jlc
各种活性污泥法的设计参数
各种活性污泥法的设计参数(处理城市污水,仅为参考值)
设计参数
传统活性污泥法
完全混合活性污泥法
Nr:0.8~2.0kgBOD5/m3*d
5
吸附—再生法（接触稳定法）
1.污水与再生后的具有强烈活性的污泥一起进入吸附池
2.再生池：使吸附后的污泥恢复活性http3.工艺有合建和分建两种。
降解：提高去除率，80%~90%再生污泥
优点：1.吸附时间短，水外排仅回流污泥进行再生，所以大大降低了能耗
2.再生池浓度高，污泥负荷可高些环境技术论坛
3.抗冲击能力强，再生泥可以补充
4.“空曝”可抑制丝状菌生长
缺点：在曝气池中吸附时间短，去除效果不高
Ns:0.2~0.6
Nr:1.0~1.2
t:0.5~1h
3~6h
E去除率:80~90%
R:0.25~1
6
延时曝气法（完全氧化法）
长时间曝气18~36h，使活性污泥处于内源呼吸期，所以氧化很彻底，出水水质好
3.2 活性污泥的性能指标及其相关参数
•
Ma－－具有代谢活性活性的微生物群体
•
Me－－微生物自身氧化的残留物
•
Mi－－原污水挟入的不能为微生物所降解的惰性物质
•
Mii－－原污水挟入的无机物质
2
• 2.沉降性指标
• 1) 污泥沉降比（SV，%)
• 又称为30min沉淀率，是指混合液在量筒内静置30min 后所形成的沉淀污泥容积占原混合液容积的百分比。
•
城市生活污水：20~30％
• 2) 污泥容积指数（SVI，mL/g）
• 指曝气池出口处混合液经30min静沉，1克干污泥所形 成的污泥体积。
•
SVI＝SV/MLSS
• SVI：能够反应出活性污泥的絮凝沉淀性能。
• 通常对于城市污水SVI：70~100mL/g之间
3
SV的测定
0min
15min SV = 40%
R X Xr - X
9
4.曝气时间t
• 曝气时间：也称HRT或反应时间
tV Q
10
作业
• 1.活性污泥的性质和组成？（已知活性污泥 的分子式为C5H7NO2，若每天的排泥量为 200kg(含水率为97%)，则每天需补充氮素多 少千克，若氮源来自尿素(CO(NH2)2)，则每 天需投加尿素多少千克？）。• 一般活性污泥的 NhomakorabeaOUR值：
•
8~20 mgO2/(gMLVSS·h)
6
3.2.2. 活性污泥法的设计与运行参数
1. 污泥负荷
• a、BOD污泥负荷：Ns＝QS0/XV=F/M ，即单 位重量活性污泥在单位时间内承受的有机物 总量。 （kgBOD5/(kgMLSS·d)）
• b、BOD容积负荷：Nv＝QS0 / V ，指单位曝 气池容积在单位时间内承受的有机物总量。
各种活性污泥法特点及设计参数
85~90
设计参数
吸附再生活性污泥法
延时曝气活性污泥法
高负荷活性污泥法
BOD5—SS负荷(kgBOD5/
~
~
~
容积负荷(kgBOD5/
~
~
~
污泥龄(d)
5~15
20~30
~
MLSS(mg/l)
吸附池1000~3000
再生池4000~10000
3000~6000
200~500
MLVSS(mg/l)
E:85~95%
2
渐减曝气环保SOSO
需氧与供氧不一致，曝气系统不止不合理，合理布置曝气系统，使其沿程变化，而总供气量不变。
>
优点：1.氧利用率提高，避免了浪费。
2.需与供实现一直，解决了前段缺氧，后段不足的问题，提高了处理效率。
缺点：供氧量与需氧量一直的技术很难实现 同上不变环保SOSO,
3
阶段曝气
;
16
序批式活性污泥法SBR法
核心是SBR反应器：间歇，顺序，周期性。
进水；反应；沉淀；排水排泥，闲置
各种活性污泥法的设计参数
各种活性污泥法的设计参数(处理城市污水,仅为参考值)
设计参数
传统活性污泥法
完全混合活性污泥法
阶段曝气活性污泥法
BOD5—SS负荷(kgBOD5/
~
~
~
容积负荷(kgBOD5/
容积负荷(kgBOD5/
~
~
污泥龄(d)
5~15
5
MLSS(mg/l)
6000~10000
3000~5000
MLVSS(mg/l)
4000~6500
2400~4000
活性污泥法参数表
德国是世界上环境保护工作开展较好的国家，在污水处理的脱氮除磷方面积累了很多值得借鉴的经验。
现将德国排水技术协会(ATV)最新制定的城市污水设计规范A131中关于生物脱氮(硝化和反硝化)的曝气池设计方法介绍给大家，以供参考。
一、A131的应用条件：≈2，TKN/BOD5≤0.25；①进水的COD/BOD5②出水达到废水规范VwV的规定。
对于具有硝化和反硝化功能的污水处理过程，其反硝化部分的大小主要取决于：①希望达到的脱氮效果；②曝气池进水中硝酸盐氮NO－N和BOD5的比值；3③曝气池进水中易降解BOD5占的比例；④泥龄ts；⑤曝气池中的悬浮固体浓度X；⑥污水温度。
图1为前置反硝化系统流程。
（无）1、计算NDN/BOD5和VDN/VTNDN------需经反硝化去除的氮VDN------反硝化区体积VT-------总体积NDN表示需经反硝化去除的氮，它与进水的BOD5之比决定了反硝化区体积VDN占总体积VT的大小。
由氮平衡计算NDN/BOD5：NDN=TKNi-Noe-Nme-Ns式中TKNi——进水总凯氏氮，mg/LNoe——出水中有机氮，一般取1～2mg/LNme——出水中无机氮之和，包括氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，是排放控制值。
按德国标准控制在18mg/L以下，则设计时取0.67×18＝12mg/LNs——剩余污泥排出的氮，等于进水BOD5的0.05倍，mg/L由此可计算NDN/BOD5之值，然后从表1查得VDN/VT。
表1晴天和一般情况下反硝化设计参考值VDN/VT 反硝化能力，以kgNDN/kgBOD5计，（t=10℃）2、泥龄泥龄ts是活性污泥在曝气池中的平均停留时间，即ts=曝气池中的活性污泥量/每天从曝气池系统排出的剩余污泥量tS＝（X×VT）/（QS×XR＋Q×XE）式中tS——泥龄，dX——曝气池中的活性污泥浓度，即MLSS，kg/m3VT——曝气池总体积，m3QS——每天排出的剩余污泥体积，m3/dXR——剩余污泥浓度，kg/m3Q——设计污水流量，m3/dXE——二沉池出水的悬浮固体浓度，kg/m3根据要求达到的处理程度和污水处理厂的规模，从表2选取应保证的最小泥龄。
各种活性污泥法的设计参数
吸附池 1000~3000 再生池 4000~10000
3000~6000 200~500
MLVSS(mg/l)
吸附池 800~2400 再生池 3200~8000
2400~4800 160~400
回流比(%)
25~100
75~100
5~15
曝气时间 HRT(h)
吸附池 0.5~1.0 再生池 3~6
传统活性污泥法
完全混合活性污泥 法
阶段曝气 活性污泥
法
0.2~0.4
0.2~0.6
0.2~0.4
0.3~0.6
08~2.0
0.6~1.0
5~15 1500~3000
1200~2400 25~50 4~8 85~95
吸附再生活性污泥法
5~15
5~15
3000~6000
2000~350 0
2400~4800
各种活性污泥法的设计参数(处理城市污水,仅为参考值)
设计参数
BOD5—SS 负荷 (kgBOD5/kgMLSS.
d) 容积负荷 (kgBOD5/m3.d) 污泥龄(d)
MLSS(mg/l)
MLVSS(mg/l) 回流比(%)
曝气时间 HRT(h) BOD5 去除率(%)
设计参数
BOD5—SS 负荷 (kgBOD5/kgMLSS.
1600~280 0
25~100
25~75
3~5
3~8
85~90
85~90
延时曝气活性污 高负荷活
泥法
性污泥法
0.2~0.6
0.05~0.15 1.5~5.0
d)
容积负荷 (kgBOD5/m3.d)
1.0~1.2
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德国是世界上环境保护工作开展较好的国家，在污水处理的脱氮除磷方面积累了很多值得借鉴的经验。
现将德国排水技术协会(ATV)最新制定的城市污水设计规范A131中关于生物脱氮(硝化和反硝化)的曝气池设计方法介绍给大家，以供参考。
一、A131的应用条件：
≈2，TKN/BOD5≤0.25；
①进水的COD/BOD
5
②出水达到废水规范VwV的规定。
对于具有硝化和反硝化功能的污水处理过程，其反硝化部分的大小主要取决于：
①希望达到的脱氮效果；
②曝气池进水中硝酸盐氮NO
－N和BOD5的比值；
3
③曝气池进水中易降解BOD5占的比例；
④泥龄ts；
⑤曝气池中的悬浮固体浓度X；
⑥污水温度。
图1为前置反硝化系统流程。
（无）
1、计算NDN/BOD5和VDN/VT
NDN------需经反硝化去除的氮
VDN------反硝化区体积
VT-------总体积
NDN表示需经反硝化去除的氮，它与进水的BOD5之比决定了反硝化区体积VDN占总体积VT的大小。
由氮平衡计算NDN/BOD5：
NDN=TKNi-Noe-Nme-Ns
式中TKNi——进水总凯氏氮，mg/L
Noe——出水中有机氮，一般取1～2mg/L
Nme——出水中无机氮之和，包括氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，是排放控制值。
按德国标准控制在18mg/L以下，则设计时取0.67×18＝12mg/L
Ns——剩余污泥排出的氮，等于进水BOD5的0.05倍，mg/L
由此可计算NDN/BOD5之值，然后从表1查得VDN/VT。
表1晴天和一般情况下反硝化设计参考值
VDN/VT 反硝化能力，以kgNDN/kgBOD5计，（t=10℃）
2、泥龄
泥龄ts是活性污泥在曝气池中的平均停留时间，即
ts=曝气池中的活性污泥量/每天从曝气池系统排出的剩余污泥量
tS＝（X×VT）/（QS×XR＋Q×XE）
式中tS——泥龄，d
X——曝气池中的活性污泥浓度，即MLSS，kg/m3
VT——曝气池总体积，m3
QS——每天排出的剩余污泥体积，m3/d
XR——剩余污泥浓度，kg/m3
Q——设计污水流量，m3/d
XE——二沉池出水的悬浮固体浓度，kg/m3
根据要求达到的处理程度和污水处理厂的规模，从表2选取应保证的最小泥龄。
表2处理程度及处理厂规模和最小泥龄的关系
注12℃时达到稳定硝化需按10℃设计
3、剩余污泥量
污泥比产率：Y＝YBOD5＋YP
式中Y——污泥产率，kg干固体/kgBOD5
YBOD5——剩余污泥产率，kg干固体/kgBOD5
YP——同步沉淀的化学污泥产率(当未投加化学混凝剂除磷时无此项)，kg干固体/kgBOD5
剩余污泥产率YBOD5与泥龄、进水SS和BOD5的比例、温度等有关，约为0.52～1.22 kg干固体/kgBOD5，可从表3中选取。
表3 YBOD5与泥龄、进水SS和BOD5的比例之关系
4、计算曝气池体积
首先计算曝气池的污泥负荷N，即
N＝l/(tS×Y)
式中N——曝气池的污泥负荷，kgBOD5/(kg干固体•d)再根据表4选定曝气池中的活性污泥浓度X（kg/m3）。
表4 曝气池中活性污泥浓度的推荐值
应特别注意，必须校验二沉池能否使曝气池中的活性污泥浓度达到所选取的X值。
所以，曝气池的体积为：
VT＝(BOD5)i×Q/(N×X)
VT＝VDN＋VN
5、回流比
内循环回流比R1＝QR1/Q
外循环回流比R2＝QR2/Q
总回流比R＝R1＋R2。
在前置反硝化工艺中，硝酸盐氮通过内循环和外循环回流进入反硝化区。
只要回流的硝酸盐氮不超过表1中的反硝化能力，则可能达到的最大反硝化程度取决于回流比R。
因此，可根据反硝化率EDN计算所需的最小回流比。
EDN＝NDN/(NDN＋Nne)
所需的最小回流比
R＝1/(1－EDN)－1
式中EDN——反硝化率
Nne——出水硝酸盐氮，mg/L
一般在前置反硝化工艺中，回流比取2.0。
若希望进一步提高反硝化率，可继续提高回流比。
但必须注意，最大回流比为4.0，且回流比较高时存在着将过多的溶解氧带入反硝化区的危险。
为了减少循环回流中的溶解氧，可在曝气池末
端设置隔离区域，减少该区中的曝气量。
前置反硝化工艺中的反硝化区应采用隔墙与好氧硝化区分开，并在反硝化区中设置搅拌装置。
回流量还可根据连续监测反硝化区Nne值进行调节。
6、供氧量
生物脱氮工艺中，分解碳化合物(BOD5)的需氧率OVC和氧化氮化合物的需氧率OVN必须分开计算。
然后根据饱和溶解氧等的影响，由这两部分之和计算供氧率(氧负荷)OB 。
①分解碳化合物的需氧率OVC可从表5查得。
表5分解碳化合物的需氧率OVc kgO2/kgBOD5
②氧化氮化合物的需氧率OVN可按下式计算：
OVN＝(4.6×Nne＋1.7×NDN)/BOD5
③选择曝气区的溶解氧浓度CX，根据峰值系数fC和fN计算最大小时供
氧率(氧负荷)OB：
OB＝〔Cs/(Cs－Cx)〕/(OVc×fC＋OVN×fN)
式中Cs——污水中饱和溶解氧浓度，mg/L
Cx——曝气池中溶解氧浓度，mg/ L
fC——碳负荷峰值系数，即最大小时需氧率与平均小时需氧率之
比
fN——氮负荷峰值系数
推荐的CX值为：在无硝化的装置中取2 mg/L；进行硝化的装置中取2 mg/L；进行硝化同步/反硝化的装置中取0.5mg/L。
如果无法测得峰值系数，可从表6中查取。
由于在污水处理厂最大氮负荷与
最大碳负荷并不同时出现，因此选用最大碳负荷和平均氮负荷或最大氮负荷和平均碳负荷进行计算。
表6峰值系数
注假定24h中出现2h峰值
④根据供氧率(氧负荷)OB和曝气设备的氧利用率计算设计供氧量。
如果曝气设备的氧利用率是在清水中测定的，则计算结果必须除以供氧系数
α(0.5～1.0)。
应特别注意的问题还有，夏季在不具备反硝化功能的污水处理厂进行污水硝化时，OVC值必须增加1/3。
另外，最大小时需氧率是根据峰值系数fC和fN、以及日需氧率的1/24计算的，因此若采用间歇反硝化，供氧量应依据曝气间歇时间相应提高。
在前置反硝化工艺中，可将供氧和搅拌分开。
反硝化区的搅拌强度取决于池容，通常为3～8W/m3。
同时，在反硝化区安装曝气装置有利于加强运行灵活性。
对前置反硝化系统的测试表明，曝气区起始段的耗氧量为平均耗氧量的2倍，故应合理布置曝气装置，保证整个曝气区内的溶解氧都不低于2mg/L。
对于推流式曝气池，应分别在沿池长25％和75％处测量池中的溶解氧。
供氧量也可根据连续监测曝气池出水中的NH4+-N值进行调整。