【正文】 X0Q W, XR,Sew ,Se, Xe活性污泥系統(tǒng)水的量是穩(wěn)定的－ Q WQ W單位時間剩余污泥的排量入流的水量? 污泥齡公式的文字表達 :污泥齡的公式污泥齡的公式 完全混合法的典型流程完全混合法的典型流程reactor Secondary SedimentationbasinQ, S0 , X0 w ,Se, XeSe ,X, V[其它因素 DO、溫度、pH、 COD/BOD種群構成 ]Se ,XR,RQ Q W, XR,SeSe, X,（ 1＋ R） Q? 上面的因素之間肯定存在著什么關系？ 通過什么依據來建立這些獨立因素的聯系呢？ 方法之一是，對整個系統(tǒng)，寫出活性污泥單位時間穩(wěn)態(tài)物料衡算方程把這些因素聯系起來： 單位時間輸入的污泥認識規(guī)律是建立因素間關系的方法單位時間排走的污泥? 比增長速率的定義和比增長速率與污泥齡的關系：? 對于完全混合曝氣池，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： 從表觀污泥產率系數計算每天剩余活性污泥的排量從表觀污泥產率系數計算每天剩余活性污泥的排量 微生物的增長和基質的去除關系微生物的增長和基質的去除關系 △△ X= Yobs Q(S0 Se)表觀合成系數：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、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。(1)確定恰當的污泥負荷 LS, 確定 LS時既要考慮處理水質的要求，亦應考慮污泥的沉降性能，要使 LV值對應的污泥指數 SVI在正常運行范圍內。在吸附再生法里，是指吸附池和再生池污泥濃度的平均值。要求確定曝氣池的體積、排泥量和空氣量。（ 3） 回流污泥濃度 SS=10000 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為 ? 解例題的關鍵是對公式中的含義必須掌握清楚。? 注意單位。? 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。? 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、蛋白質氮? 工業(yè)廢水中的氮有 有機氮、氨態(tài)氮和硝態(tài)氮。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 低產率系數2 化能自養(yǎng)菌，低最大比 增長速率3 高 SRT,典型值數天 — 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? 有氧時? 電子受體和電子給體 ? 反硝化菌的性質：（ 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現象 (基礎理論的價值） , 10 年之后理論預測成為現實。缺氧的攪拌方式用機械攪拌（ 2） 好氧區(qū)容積計算：1）好氧區(qū)容積計算公式 (從污泥齡得出，硝化的污泥齡）硝化菌的比增長速率：近似表達式：曾經給出污泥齡與比增長速率的關系： 考慮安全系數? 從前面推導的公式，得硝化池的容積計算式：? 與前面的公式差別在哪里？（ 3） 需氧量的計算（去除 BOD、硝化、硝態(tài)氮補充的化學氧等）單位時間所需的氧量去除 BOD： Q(S0 – Se )/–△△ Xv +硝化： [Q(NkNke)△ Xv] +硝態(tài)氮補充的化學氧： [Q(NtNkeNoe)△ Xv] (4) 混合液回流量 在好氧區(qū)對 N建立質量守恒：即：內回流量中 ＋的硝酸根好氧區(qū)產生 ＝的硝酸根污泥回流中＋的硝酸根出水中的硝酸根? 內回流比對前置缺氧 好氧生物脫氮工藝出水中硝酸根的影響出水中的硝態(tài)氮濃度(mg/L)內回流比硝酸根的濃度 35mg/L硝酸根的濃度 25mg/L1 2 3 4 5(5) 堿度平衡 硝化產生氫離子，而反硝化產生堿度，前置缺氧 好氧生物脫氮工藝中的反硝化產生的堿度不足以彌補硝化產生氫離子，前置缺氧 好氧生物脫氮要考慮堿度平衡。二二 生物除磷生物除磷? 污水中的磷的形態(tài)： 正磷酸鹽、聚磷酸鹽、有機磷。? 新鮮的原生活污水 ,磷酸鹽 :正磷酸鹽 5 mg/ L (以磷計 ) ,三聚磷酸鹽 3 mg/ L (以磷計 ) ,焦磷酸鹽 1 mg/ L (以磷計 ) 以及有機磷 1 mg/ L (以磷計 ) [4 ] 。? 方法：物理、化學、生物法。? 對原有廢水生化處理設備的合理利用 (不需要大量額外的設備投資 ) , 同時完成對有機物的去除 ,較低的運行費用等優(yōu)點。 (一 )一般的除磷機理（ 1） 聚磷菌的厭氧釋磷和 “過量 ”攝磷 ： 活性污泥中的聚磷菌 (簡稱 PAO ) 在厭氧條件下的釋磷量及在好氧條件下的攝磷量達到比普通活性污泥高 3～ 7 倍的程度 。（ 3）從可溶性磷 不溶性磷 (富磷污泥 )： 好氧條件下所攝取的磷 厭氧條件下所釋放的磷。（ 4）富磷剩余污泥排放除磷： ? 厭氧釋磷 ： PAO 能分解細胞內貯存的聚合物 (主要是聚磷 , 還有部分糖原 ) 作為能源 ,攝取廢水中適宜的有機物 , 并以聚－羥基烷酸酯 (簡稱 PHA ) 及聚乳酸等有機顆粒的形式儲存于細胞內。 ? 好氧過量攝磷 ：? 傳統(tǒng)的生物除磷是由聚磷細菌 ( PA O, ? Pol yphosphateaccumulating anisms ) PAO 利用溶解氧作為電子受體 , 以體內貯存的 PHB及污水中可利用的有機物作為碳源和能源 , 供