【文章內(nèi)容簡介】 和回流污泥的進(jìn)入方式及其在曝氣池中的混合方式 ， 活性污泥法可分為推流式和完全混合式兩大類 。 推流式活性污泥曝氣池有若干個(gè)狹長的流槽 ， 廢水從一端進(jìn)入 ， 另一端流出 、 此類曝氣池又可分為平行水流 （ 并聯(lián) ） 式和轉(zhuǎn)折水流 （ 串聯(lián) ）式兩種 。 隨著水流的過程 ， 底物降解 ， 微生物增長 ， F/M沿程變化 ，系統(tǒng)處于生長曲線某一段上工作 。 完全混合式是廢水進(jìn)入曝氣地后 ， 在攪拌下立即與池內(nèi)活性污泥混合液混合 ， 從而使進(jìn)水得到良好的稀釋 ， 污泥與廢水得到充分混合 ， 可以最大限度地承受廢水水質(zhì)變化的沖擊 。 同時(shí) 由于池內(nèi)各點(diǎn)水質(zhì)均勻 ，F(xiàn)/M一定 ， 系統(tǒng)處于生長曲線某一點(diǎn)上工作 。 運(yùn)行時(shí) ， 可以調(diào)節(jié) F／ M，使曝氣池處于良好的工況條件下工作 。 當(dāng)然 ， 理論的推流式和完全混合式是沒有的 一般實(shí)際運(yùn)行的曝氣池的流型都介于兩者之間 。 按供氧方式 ， 活性污泥可分為鼓風(fēng)曝氣式和機(jī)械曝氣式兩大類 。 水處理工程 第三節(jié) 活性污泥法參數(shù) 一、污泥負(fù)荷 將有機(jī)底物與活性污泥的重量比值 (F／ M），即單位重量活性污泥(kg MLSS)或單位體積曝氣池 (m3)在單位時(shí)間 (d)內(nèi)所承受的有機(jī)物量 (kg BOD)，稱為污泥負(fù)荷，常用 L表示。 Q、 S0、 V分別代表廢水流量、 BOD濃度和曝氣池容積。 為了表示有機(jī)物的去除情況，也采用去除負(fù)荷 Lr，即單位重量活性污泥在單位時(shí)間所去除的有機(jī)物重量： Se、 ?分別表示出水的底物濃度和處理效率。 VxQSL 0?LVx SSQL er ???? )( 000S SS e???水處理工程 污泥負(fù)荷與廢水處理效率、活性污泥特性、污泥生成量、氧的消耗量有很大關(guān)系，廢水溫度對(duì)活性污泥負(fù)荷的選擇也有 — 定影響。 實(shí)踐表明，在 — 定的污泥負(fù)荷范圍內(nèi)，隨著污泥負(fù)荷的升高，處理效率將下降，處理水的底物濃度將升高。下圖為幾種有機(jī)工業(yè)廢水處理過程中污泥負(fù)荷與 BOD去除率間的關(guān)系實(shí)例。 水處理工程 由圖可見，污泥負(fù)荷增大， BOD去除率下降。一般來說，負(fù)荷在／ ，可得到 90％以上的 BOD去除率。 對(duì)不同的底物， Lη關(guān)系有很大差異。糞便污水、食品工業(yè)廢水等所含底物是糖類、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)等 — 般性有機(jī)物，容易降解，即使污泥負(fù)荷升高， BOD去除率下降的趨勢(shì)也較緩慢；相反地，醛類、酚類的分解需要特種微生物，當(dāng)污泥負(fù)荷超過某一值后， BOD去除率顯著下降；對(duì)同一種廢水，在不同的污泥負(fù)荷范圍內(nèi)，其 BOD去除率變化速度也不同； 污泥負(fù)荷與底物去除率的關(guān)系也可用數(shù)學(xué)模型來描述。 對(duì)圖所示的完全混合系統(tǒng)，在底 物濃度較低時(shí)，底物降解速率為 ev ev KSVxSSQdtxds ???? )( 0水處理工程 式中 xv — 曝氣池混合液揮發(fā)性懸浮固體 (MLVSS)濃度， mg/L； K— 底物 (BOD)的降解速度常數(shù)。 Eckenfelder等人推薦城市生活污水和性質(zhì)與其類似的工業(yè)廢水的 K值為 ~／ mgh，我國某城市污水廠的實(shí)測(cè) K值為 ／ mgh。 式中 Kl和 n為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。日本橋本獎(jiǎng)統(tǒng)計(jì)了美國 46個(gè)城市污水廠的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，得到上式中 K1=， n＝ (相關(guān)系數(shù) r＝ )；國內(nèi)某石油化工廠廢水活性污泥法處理系統(tǒng)的 K1=， n＝ (相關(guān)系數(shù) r＝ )；某煤氣廠廢水，按酚的去除負(fù)荷計(jì)， K1＝ ， n＝ ，按 COD的去除負(fù)荷計(jì)，Kl＝ ， n=。 ?/)( )(0000 eevevKSSSVx SSQSVxQSL ?????neSKL 1?水處理工程 采用不同的污泥負(fù)荷，微生物的營養(yǎng)狀態(tài)不同，活性污泥絮凝沉淀性也就不同。實(shí)踐表明，在一定的活性污泥法系統(tǒng)中，污泥的SVI值隨著污泥負(fù)荷有復(fù)雜的變化。 SVI隨污泥負(fù)荷變化的基本規(guī)律如圖所示。 由圖可見， SVIL曲線是具有多峰 的波形曲線，有三個(gè)低 SVI的負(fù)荷 區(qū)和兩個(gè)高 SVI的負(fù)荷區(qū)。如果在 運(yùn)行時(shí)負(fù)荷波動(dòng)進(jìn)入高 SVI負(fù)荷區(qū)， 污泥沉淀 性差，將會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹。 水處理工程 溫度對(duì)微生物的新陳代謝作用有很大影響。在一定的水溫范圍內(nèi)，提高水溫，可以提高 BOD的去除速度和能力，此外，還可以降低廢水的粘性，從而有利于活性污泥絮體的形成和沉淀。水溫變化時(shí)，污泥負(fù)荷的選定也有一定的變化。由上圖可見，水溫由 21℃ 變?yōu)?38. 2℃ ， SVI曲線的波形變得平緩，污泥膨脹負(fù)荷有所升高。因此，從 SVI角度看，水溫較高時(shí)，可以選用較高的污泥負(fù)荷，不致使污泥膨脹。 在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，為了保證系統(tǒng)正常工作，當(dāng)水溫升高時(shí)，微生物代謝旺盛，耗氧速度大， 可以降低回流比，減小污泥濃度，從而減少了污泥的自身代謝耗氧，這樣就相對(duì)提高了污泥負(fù)荷。同時(shí)，污泥濃度減小了，氧的傳遞速率也有所提高，從而適應(yīng)了負(fù)荷提高的耗氧要求。 相反，當(dāng)水溫較低時(shí)，可增大污泥濃度，減小污泥負(fù)荷，此時(shí)由于氧傳遞速率相對(duì)減小，代 謝速率減慢、供氧和耗氧也能相互適應(yīng)。 水溫對(duì)污泥負(fù)荷的影響可用 Arrhenius公式描述，也可用下式表示 : 式中 L20和 LT分別表示水溫為 20℃ 和 T℃ 時(shí)的污泥負(fù)荷；Ｄ為溫度系數(shù)，對(duì)含酚廢水， Ｄ＝ 。 2020 ?? TT LL Ｄ水處理工程 在考慮水溫升高有利于增大污泥負(fù)荷及提高處理效率時(shí)，也應(yīng)注意溫度變化帶來的不利影響。 一方面，水溫過高，微生物受到抑制。一般來說，水溫在 35℃ 以上時(shí)，活性污泥中微型動(dòng)物受到明顯抑制，因此，水溫宜控制在 20~35℃ 范圍內(nèi)； 另一方面，水溫的變化速率對(duì)污泥分離效果也有很大影響。由于水溫的突變，在二沉池形成密度股流和短流現(xiàn)象，降低沉淀效率。實(shí)踐表明，溫度變化速度在 ℃/h ，即顯示有影響，如達(dá) ℃ ／ h并持續(xù) 3～ 4h，活性污泥結(jié)構(gòu)變得松散，原生動(dòng)物改變?cè)行螒B(tài)。在二次沉淀池里，如果進(jìn)水與池內(nèi)水溫相差 ℃ 時(shí)，沉淀池的工作將受到干擾，相差 ℃ 時(shí)，污泥將會(huì)成塊流失。 水處理工程 活性污泥在混合液中的濃度凈增長速度為 Y—— 微生物增長常數(shù)，即每消耗單位底物所形成的微生物量，一般為~／ mgBOD5； kd—— 微生物自身氧化率，時(shí)間 1，一般為 。 在工程上常采用平均值計(jì)算，即 Δx=aVxLr_bVx 式中 Δx — 每天污泥增加量， kg／ d； a— 污泥合成系數(shù)，即每去除 1kgBOD5形成的活性污泥的 kg數(shù)。 b— 污泥自身氧化系數(shù)， d1。 一般在活性污泥法中， a＝ ~，平均為 ， b＝ ~,平均為。 xkdtdsYdtdx d???水處理工程 5．污泥負(fù)荷對(duì)需氧量的影響 理論上，去除 1kgBOD應(yīng)消耗 lkgO2。但是，由于廢水中有機(jī)物的存在形式及運(yùn)轉(zhuǎn)條件不同，需氧量有所不同。廢水中膠體和懸浮狀態(tài)的有機(jī)物首先被污泥表面吸附、水解、再吸收和氧化，其降解途徑和速度因溶解性底物種類而不同。因此，當(dāng)污泥負(fù)荷大時(shí)，底物在系統(tǒng)中的停留時(shí)間短，一些只被吸附而未經(jīng)氧化的有機(jī)物可能隨污泥排出處理系統(tǒng)，使去除單位 BOD的需氧量減少。相反，在低負(fù)荷情況下，有機(jī)物能徹底氧化，甚至過量自身氧化，因此需氧單耗大。從需氧量看，高負(fù)荷系統(tǒng)比低負(fù)荷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)。 過程總需氧量包括有機(jī)物去除 (用于分解和合成 )的需氧量以及有機(jī)體自身氧化需氧量之和，在工程上，常表示為 O2＝ a 39。LrVx+b 39。Vx 式中 O2— 每日系統(tǒng)的需氧量， 1kg／ d； a 39