【文章內(nèi)容簡介】 于完全混合曝氣池，單位時間降解的量為：Q(S0Se)? 單位時間單位體積降解的底物可表達為： Q(S0Se)/V? 即 dS/dt= Q(S0Se)/V,將之代入：計算曝氣池體積公式3 計算剩余污泥的公式： 從表觀污泥產(chǎn)率系數(shù)計算每天剩余活性污泥的排量從表觀污泥產(chǎn)率系數(shù)計算每天剩余活性污泥的排量 微生物的增長和基質(zhì)的去除關系微生物的增長和基質(zhì)的去除關系 △△ X= Yobs Q(S0 Se)表觀合成系數(shù)：4 回流污泥的近似計算公式： XR＝ r1/SVI以上公式也可近似用于推流式以上公式也可近似用于推流式 活性污泥法的設計計算一 曝氣池的設計計算活性污泥法系統(tǒng)的工藝設計包括：（ 1）流程選擇（水質(zhì)、效率、成本、 技術、要求、場地）； （ 2）曝氣池容積的確定； （ 3）供氧設備的設計； (4）二次沉淀池澄清區(qū)與污泥區(qū)容積 的選擇的確定； （ 5）剩余污泥的處置。一一 曝氣池容積的確定曝氣池容積的確定1 有機有機 負荷負荷 法（設計參數(shù)來自設計規(guī)范）法（設計參數(shù)來自設計規(guī)范）? 兩種方法 :? 活性污泥 負荷 率 (簡稱污泥負荷 )和曝氣區(qū)容積負荷率 (簡稱 容積 負荷 )污泥 負荷 率的定義 LS=QS0/V X? 容積 負荷 率的定義 Lv=QS0/V ? 污泥的去除污染物負荷率的定義 LS=Q（ S0Se） /V X 注意問題在計算曝氣池容積時，耍正確確定 LS、 L v、 X 。(1)確定恰當?shù)奈勰嘭摵?LS, 確定 LS時既要考慮處理水質(zhì)的要求，亦應考慮污泥的沉降性能，要使 LV值對應的污泥指數(shù) SVI在正常運行范圍內(nèi)。(2)恰當?shù)卮_定混合液懸浮固體濃度 (X) X值一般指曝氣池污泥濃度。在吸附再生法里，是指吸附池和再生池污泥濃度的平均值。2 從污泥齡推導出曝氣池的體積從污泥齡推導出曝氣池的體積 三 從 BOD5的降解量確定所需的氧氣量 BODL與 BOD5存在什么近似關系？ BODL=Q(S0 – Se )/? 所需的氧量 = Q(S0 – Se )/ –△△ X? 例題：處理污水量為 21600m3/d,經(jīng)沉淀后的BOD5 為 250mg/L ，希望處理后的出水 BOD5 為20 mg/L。要求確定曝氣池的體積、排泥量和空氣量。經(jīng)研究，還確定了下列條件：（ 1）污水溫度 20℃ ；（ 2） MLVSS/MLSS = 。（ 3） 回流污泥濃度 SS=10000 mg/L。 (4) 曝氣池中的 MLSS=3500 mg/L 。 （ 5） 設計的 θc ＝ 10d；（ 6） 出水中含 22 mg/L生物固體，其中 65％ 是可生化的；（ 7） N,P和其它微量元素充足；（ 8） 污水流量的總的變化系數(shù)為 ? 解例題的關鍵是對公式中的含義必須掌握清楚。? 有些數(shù)據(jù)可查表。? 注意單位。解：（ 1）出水中的 BOD5是懸浮物和可溶性的 Se (BOD5)之和；Se＝ 20－ =（ 2）計算曝氣池的體積1）從 去除 污泥負荷率? 污泥負荷率的定義 LS=Q（ S0－ Se） /V X 計算得 5400m32）從污泥齡推導的公式： 計算得 5625m3(3)計算水力停留時間 t=V/Q (t)實際 =V/（ 1+R） Q(4) 計算每天排除的剩余污泥量 1) 從表觀合成系數(shù)計算計算結(jié)果 1350kg/d,總排泥量 1688kg/d 2）從污泥齡計算： △ X＝ V X/θc 計算結(jié)果 1710kg/d △△ X= Yobs Q(S0 Se)剩余污泥按 99％的含水率計算污泥的體積： ？ m3 污泥的體積與進水流量的比：？％(5) 計算污泥回流比 XrQr=(Qr + Q ) X R= X / Xr X(6) 計算曝氣池的需氧量所需的氧量 = Q(S0 – Se )/–△△ X（ 7）空氣量的計算 將氧量換算成空氣體積，再按 EA= Os/ Gs 100% Gs ?課堂問題：1 活性污泥法的有機物的污泥負荷定義？2 去除有機物的污泥負荷與污泥齡的關系？3 污泥齡的定義和三個表達公式？4 寫出剩余污泥的計算公式？ 脫氮、除磷和脫氮除磷 活性污泥法工藝和設計如今的滇池，藍藻觸目驚心前些年的滇池前些年的滇池太 湖 美? 《 太湖美 》太湖美呀太湖美美就美在太湖水水上有白帆哪啊水下有紅菱哪啊水邊蘆葦青 水底魚蝦肥湖水織出灌溉網(wǎng)稻香果香繞湖飛哎咳唷太湖美呀太湖美太湖美呀太湖美美就美在太湖水紅旗映綠波哪啊春風湖面吹哪啊水是豐收酒 湖是碧玉杯裝滿深情盛滿愛捧給祖國報春暉哎咳唷太湖美呀太湖..\太湖美 \太湖生態(tài)系統(tǒng)迅速惡化引發(fā)無錫嚴重水危機 ? 一段新聞：? 2022年 5月 31日起，一個多月近百萬市民因太湖藍藻暴發(fā)污染而無法提取飲用水 ，無錫市太湖飲用水水源地受到嚴重影響。? 在 “太湖流域高溫少雨，太湖水位偏低 ”的自然條件下，嚴重的污染導致局部的環(huán)境危機。環(huán)境狀況到如此地步政府首當其責。? 今近兩年的太湖是這樣：前言前言? 國外的氮磷排放標準? N15mg/L? P? 中國 :? 氨氮 醫(yī)藥原料藥、染料、石油化工工業(yè) 15? 其他排污單位 15? 磷酸鹽 (以 P計 )一切排污單位 一一 生物脫氮理論和工藝生物脫氮理論和工藝? 氮的化學形態(tài)? 生活污水中氮的形態(tài) :氨氮、蛋白質(zhì)氮? 工業(yè)廢水中的氮有 有機氮、氨態(tài)氮和硝態(tài)氮。? 不同的氮處理方法應考慮不同的方法。1 傳統(tǒng)生物法脫氮理論傳統(tǒng)生物法脫氮理論? 微生物法可脫去什么形態(tài)的氮？最后的形態(tài) ?? 氨氮? 硝態(tài)氮? 有機氮 好氧硝化 缺氧反硝化氨氮 (氨化 ,厭氧或好氧條件 )NH3 → NH2OH →NO2→ NO3 N2一部分氮被微生物同化 ? 硝化和反硝化 ? 硝化菌（好氧、自養(yǎng)菌）：1 低產(chǎn)率系數(shù)2 化能自養(yǎng)菌，低最大比 增長速率3 高 SRT,典型值數(shù)天 — 十幾天4 受氧控制 ， DO2mg/L圖 5 低溫影響大圖 6 受 BOD5/TKN的影響大 ,適宜比值 2－ 3；7受抑制因素敏感， pH 78,如 pH忽高忽低、 anionic surfactants、 heavy metal 、 chlorinated anic圖 ? 反硝化菌? 異養(yǎng)型兼性菌? 無氧條件（為什么要無氧？）? 硝酸鹽和亞硝酸鹽還原 → → 氮氣? 微生物生長的 C源量和品質(zhì)? 有氧時? 電子受體和電子給體 ? 反硝化菌的性質(zhì)：（ 1） C源（ 2） pH = (3) 5℃40℃ (4) 電子給體 (有機碳、氨氮）（ 5）溶解氧一般要求低于 2 傳統(tǒng)生物脫氮工藝傳統(tǒng)生物脫氮工藝（ 1） 三段生物脫氮工藝 （三個相對獨立運行的系統(tǒng)） ： 碳化，硝化，反硝化碳化二沉池出水污泥回流剩余污泥進水二沉 池硝化 二沉池反硝化污泥回流 污泥回流剩余污泥 剩余污泥一部分水直接進入反硝化池，為什么？ 碳化（好氧 +有機 C源） 硝化（好氧＋無機 C源）， 反硝化（無分子氧＋有機碳源） （ 2） 兩段生物脫氮工藝（ 兩個相對獨立運行的系統(tǒng) ）：碳化，硝化 二沉池出水污泥回流剩余污泥進水二沉池 反 硝 化污泥回流剩余污泥（ 3）前置缺氧 好氧生物脫氮工藝 （ 一個獨立運行的系統(tǒng) ）缺氧反硝化脫氮 好氧硝化 二沉池混合液（硝化液）內(nèi)循環(huán)污泥回流剩余污泥（ 4）后置缺氧 好氧生物脫氮工藝好氧硝化 缺氧反硝化脫氮 二沉池污泥回流剩余污泥(6) Bardenpho工藝工藝 缺氧段 好氧段 缺氧段 好氧段 二沉池進水 出水回流回流污泥 剩余污泥缺氧區(qū)，反硝化好氧區(qū)，硝化（ 7） 同步硝化反硝化（ SNDN）沒有獨立設置缺氧區(qū)而實現(xiàn)脫氮的過程解釋：反應器 DO分布不均勻（原因？）理論缺氧（原因？）微環(huán)境理論3） 微生物學的解釋 硝化菌一定是自養(yǎng)菌嗎？ 反硝化一定要缺氧條件嗎？ 反硝化菌不能進行硝化嗎？ 硝化菌不能進行反硝化嗎？（ 8）短程脫氮以亞硝酸鹽為電子受體（ 9）厭氧氨氧化（ ANAMMOX工藝）（ anaerobic ammonium oxidation） 厭氧氨氧化的能量學分析（熱力學判斷） 厭氧氨氧化 ANAMMOX(anaerobic ammonium oxidation) ? 厭氧條件下氨氮以亞硝酸氮作為電子接受體直接被氧化到氮氣的過程 : NH 4 + + NO 2 →N 2 + 2H2O 20 世紀 70 年代中期 ,? Broda 從自由能理論計算中預測到自然界應該有ANAMMOX現(xiàn)象 (基礎理論的價值） , 10 年之后理論預測成為現(xiàn)實。? 自養(yǎng)菌，以 NO 2 – 為氮源和無機碳合成細胞? 反應方程式 ΔG0（kJ/mol)① 1/8 NO3 + 4/5H+ +e→1/8 NH 4+ +3/8H2O ② 1/3 NH4+ → 1/6N 2 +4/3H+ +e ③ 1/3NO2 +4/3H+