【正文】 的池體狹長(zhǎng)，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝臵。 在密閉的容器中，溶解氧的飽和度可提高，氧溶解的推動(dòng)力也隨著提高，氧傳遞速率增加了，因而處理效果好，污泥的沉淀性也好。純氧曝氣池的構(gòu)造見(jiàn)右圖。 深 層 曝 氣 ? 普通曝氣池經(jīng)濟(jì)深度： 5～6m，占地面積大。 ? 深井曝氣池內(nèi)，氣液紊流大，液膜更新快，促使 KLa值增大，同時(shí)氣液接觸時(shí)間延長(zhǎng)，溶解氧的飽和度也隨深度的增加而增加。 ? 在深井中可利用空氣作為動(dòng)力，促使液流循環(huán)。 完全混合法的特征 完 全 混 合 法 75 75 層 曝 氣 深井曝氣法處理流程 深井曝氣池簡(jiǎn)圖 76 76 ? 一般深層曝氣池直徑約 1~6m，水深約 10～ 20m。完全混合池從某種意義上來(lái)講，是一個(gè)大的緩沖器和均和池，在工業(yè)污水的處理中有一定優(yōu)點(diǎn)。 73 74 （ 1）池液中各個(gè)部分的微生物種類和數(shù)量基本相同，生活環(huán)境也基本相同。該工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)行分期建設(shè)。 A、 B兩級(jí)各自有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，兩級(jí)的污泥互不相混。 回流污泥的曝氣使污泥再生 曝氣的同時(shí)吸附 70 － 生物降解工藝（ AB法） 71 特征： ?分為預(yù)處理段、 A級(jí)和 B級(jí)三段， 無(wú)初沉池 ?A級(jí)以高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行， B級(jí)以低負(fù)荷運(yùn)行， A級(jí)曝氣池停留時(shí)間短， 30～ 60min， B級(jí)停留時(shí)間 2～ 4h。 間隔較短時(shí)間測(cè)得的曲線， 下降由吸附引起 間隔較長(zhǎng)時(shí)間測(cè)得的曲線 69 ?直接用于原污水的處理比用于初沉池的出流處理效果好；可省去初沉池；此方法接觸時(shí)間短，氨氮難硝化，不適于處理溶解性有機(jī)污染物廢水，剩余污泥量多。 （改良曝氣） 66 延時(shí)曝氣的特點(diǎn)： ? 曝氣時(shí)間很長(zhǎng)，達(dá) 24h甚至更長(zhǎng)， MLSS較高，達(dá)到 3000～6000mg/L； ? 活性污泥在時(shí)間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)， ? 剩余污泥主要是一些難于生物降解的微生物內(nèi)源代謝殘留物，少而穩(wěn)定，無(wú)需消化，可直接排放； ? 適用于污水量很小的場(chǎng)合，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)小型污水處理系統(tǒng)多有使用。 曝氣時(shí)間比較短 ，約為 ～ 3h， BOD5處理效率僅約 70%～ 75％左右。 優(yōu)點(diǎn)： 均衡了污染負(fù)荷和需氧率 提高了耐沖擊負(fù)荷的能力 階段曝氣（分步曝氣） 階段曝氣示意圖 65 部分污水廠只需要部分處理，因此產(chǎn)生了高負(fù)荷曝氣法。 ? 漸減曝氣的 目的 就是合理地布臵擴(kuò)散器，使布?xì)庋爻套兓?，而總的空氣量不變，這樣可以提高處理效率。 ?節(jié)能 63 ? 在推流式的傳統(tǒng)曝氣池中，混合液的需氧量在長(zhǎng)度方向是逐步下降的。 ? 易受沖擊負(fù)荷的影響，適應(yīng)水質(zhì)水量變化的能力差：污泥進(jìn)入池后不能立即與混合液充分混合。 ? 在推流式的傳統(tǒng)曝氣池中，混合液的需氧量在長(zhǎng)度方向是逐步下降的。 序批式活性污泥法（ SBR法） SBR工藝的缺點(diǎn) 59 ? 傳統(tǒng)活性污泥法 ? 漸 減 曝 氣 ? 分 步 曝 氣 ? 完全混合法 ? 淺 層 曝 氣 ? 深 層 曝 氣 ? 高負(fù)荷曝氣或變形曝氣 ? 克 勞 斯 法 ? 延 時(shí) 曝 氣 ? 接觸穩(wěn)定法 ? 氧 化 溝 ? 純 氧 曝 氣 ? 活性污泥生物濾池（ ABF工藝） ? 吸附－生物降解工藝（ AB法） ? 序批式活性污泥法（ SBR法） 二、活性污泥法的發(fā)展和演變 有機(jī)物去除和氨氮硝化 60 一般采用 3～ 5條廊道。 (6)該工藝的各操作階段及各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)可通過(guò)計(jì)算機(jī)加以控制，便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。 57 (1)工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無(wú)污泥回流設(shè)備； (2)耐沖擊負(fù)荷，在一般情況下（包括工業(yè)污水處理）無(wú)需設(shè)臵調(diào)節(jié)池； (3)反應(yīng)推動(dòng)力大 ,易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì) 。 ?理想推流 ：橫斷面上濃度均勻，縱向無(wú)摻混 45 根據(jù)橫斷面上的水流情況 ，可分為 平流推移式 旋轉(zhuǎn)推移式 46 46 推流式曝氣池 47 47 推流式曝氣池 48 池 形 根據(jù)和沉淀池的關(guān)系 圓 形 方 形 矩 形 分建式 合建式 49 50 ① 污水與回流污泥在進(jìn)入曝氣池后，立即與池中的混合液完全混合 ② 池中微生物的種類和濃度、底物濃度需氧速率各點(diǎn)相同 —— 與推流式不同； ③ 對(duì)沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力； ④ 出水水質(zhì)不及傳統(tǒng)法。 推流式曝氣池的池寬和有效水深之比一般為 1～ 2。 ? 沉淀 /回流系統(tǒng) : 1）進(jìn)行泥水分離，保證出水水質(zhì)； 2）保證回流污泥，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。Xa(0)=Xa0)，可得出污水間歇處理系統(tǒng)中反應(yīng)時(shí)間 t底物濃度 S函數(shù)關(guān)系圖（ St關(guān)系太過(guò)復(fù)雜） ? 污水間歇處理系統(tǒng)中，初始微生物接種濃度 Xa0對(duì)微生物 生長(zhǎng)和底物降解影響顯著 ? 接種污泥初始濃度過(guò)低，可顯著增加污水凈化所需時(shí)間， 從而增大整個(gè)反應(yīng)器體積和造價(jià) 間歇反應(yīng)器底物降解動(dòng)力學(xué)模型求解： 40 第三節(jié) 活性污泥法的發(fā)展 活性污泥法典型工藝組成 典型好氧活性污泥法處理工藝流程 工藝主要組成部分及功能 ? 生化反應(yīng)池 :通過(guò)生化池中的微生物群落（活性污泥）多種物理（吸附、絡(luò)合、沉淀）或生長(zhǎng)代謝（主要化能異養(yǎng)、化能自養(yǎng)），實(shí)現(xiàn)廢水中有機(jī)物降解去除。 b 為微生物內(nèi)源衰減速率 非穩(wěn)態(tài) 間歇反應(yīng)器動(dòng)力學(xué)模型 ? 從底物 S降解和微生物 Xa增長(zhǎng)方程，可以看出兩者均隨 時(shí)間 t變化，同時(shí)又相互依賴 a m ax XSKSqdtdS???aa X b)SKSdtdX?? m a x( ?? 由于 Monod 方程為非線性方向 , 無(wú)法得到底物 S或微生 X 與反應(yīng) t分析解 底物降解： 微生物增長(zhǎng)： 間歇反應(yīng)器底物降解動(dòng)力學(xué)模型求解： ? 引入?yún)?shù) Y，即微生物細(xì)胞合成實(shí)際產(chǎn)率 (消耗單位底物可合成 的微生物量 ) m axm axqY??? 假設(shè)條件：微生物衰亡速率忽略（ b=0） ,在微生物指數(shù)生長(zhǎng)期這一 假設(shè)是合適的。 間歇反應(yīng)器污染物降解與微生物增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型 : aa X b)SK SdtdX ??m a x( ?微生物增長(zhǎng)模型 ： ? 假設(shè)基質(zhì)利用速率和微生物增長(zhǎng)速率均符合 Monod模型 ： 其中 qmax為最大比基質(zhì)利用速率 [(g 基質(zhì) /g 微生物） /T]； K為微生物生長(zhǎng)速率為最大比生長(zhǎng)速率 1/2時(shí)的基質(zhì)濃度 (g/L)； Xa 為微生物濃度 (g/L) a m ax XSKSqdtdS???底物降解模型： 其中 μmax為最大比生長(zhǎng)速率 (T1)。 XKtSYtX ??? dug )dd()dd( 可改寫(xiě)為： uobsg )dd()dd( tSYtX ?dY q K? ? ? ? ?或 dug )d/(d)d/(d KXtSYXtX ??同理，從式 得： qY ?? obs39。故式 從上式得： 式中： μ ′ 為微生物比凈增長(zhǎng)速度。 Kd為微生物內(nèi)源衰減速率 基質(zhì)降解速率模型 K S Ks Y S dm a x）（ ????X dtdS31 微生物增長(zhǎng)與底物降解的基本關(guān)系式 式中： Y—— 產(chǎn)率系數(shù)； Kd—— 內(nèi)源呼吸（或衰減）系數(shù)； X —— 反應(yīng)器中微生物濃度。 ? ? ? ?????????tyt dXd1dSd? ?? ?SdXd?yPXS ???? zy ? ? ? ????????? tyt d SddXd及 式中：反應(yīng)系數(shù) 又稱產(chǎn)率系數(shù)， mg（生物量） /mg（降解的底物） XK S) (K s Y XS dm a x????dtdS基質(zhì)降解模型 ： 其中 μmax為最大比生長(zhǎng)速率 (T1)。在廢水生物處理中，是以單位時(shí)間里底物的減少或細(xì)胞的增加來(lái)表示生化反應(yīng)速度。 Ks為微生物生長(zhǎng)速率為最大比生長(zhǎng)速率 1/2時(shí)的基質(zhì)濃度 (g/L)。當(dāng)前公認(rèn)的是莫諾特方程式： 式中： S—— 限制微生物增長(zhǎng)的底物濃度， mg/L； μ —— 微生物比增長(zhǎng)速度，即單位生物量的增長(zhǎng)速度。 25 第 二節(jié) 活性污泥法數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ) 26 莫諾特（ Monod）模式方程式