水污染控制工程-1-5-(19).ppt

第十二章第十二章 活性污泥法活性污泥法水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章1.第第1212章章 活性污泥法活性污泥法12.1 12.1 12.1 12.1 活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理12.2 12.2 12.2 12.2 活性污泥工艺的发展活性污泥工艺的发展活性污泥工艺的发展活性污泥工艺的发展12.3 12.3 12.3 12.3 活性污泥法数学模型基础活性污泥法数学模型基础活性污泥法数学模型基础活性污泥法数学模型基础12.4 12.4 12.4 12.4 气体传递原理与曝气设备气体传递原理与曝气设备气体传递原理与曝气设备气体传递原理与曝气设备12.5 12.5 12.5 12.5 去除有机污染物的活性污泥法工艺设计去除有机污染物的活性污泥法工艺设计去除有机污染物的活性污泥法工艺设计去除有机污染物的活性污泥法工艺设计12.6 12.6 12.6 12.6 生物脱氮除磷工艺及设计生物脱氮除磷工艺及设计生物脱氮除磷工艺及设计生物脱氮除磷工艺及设计12.7 12.7 12.7 12.7 活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章2.活性污泥法反应动力学模型？活性污泥法反应动力学模型？将将动动力力学学引引入入活活性性污污泥泥法法系系统统，并并结结合合系系统统的的物物料料平平衡衡，可可以以建建立立活活性性污污泥泥法法系系统统的的数数学学模模型型，可可以以定定量量或或半半定定量量地地揭揭示示系系统统内内有有机机物物降降解解、污污泥泥增增长长、氧氧气气的的消消耗耗等等与与各各项项设设计计参参数数、运运行行参参数数及及环环境境因因素素之之间间的的关关系，对系统进行科学的设计和运行管理。系，对系统进行科学的设计和运行管理。水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章3.12.3 12.3 活性污泥法数学模型基础活性污泥法数学模型基础 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章12.3.1 12.3.1 反应动力学基础反应动力学基础 12.3.2 12.3.2 建立模型的假设建立模型的假设12.3.3 12.3.3 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型4.污水生物处理反应动力学的主要内容污水生物处理反应动力学的主要内容:(1)(1)微微生生物物增增长长动动力力学学，涉涉及及微微生生物物增增长长与与基基质质浓浓度、生物量、增长常数等因素的关系；度、生物量、增长常数等因素的关系；(2)(2)基基质质降降解解动动力力学学，涉涉及及基基质质降降解解与与基基质质浓浓度度、生物量等因素的关系；生物量等因素的关系；(3)(3)底底物物降降解解与与生生物物量量增增长长、底底物物降降解解与与需需氧氧、营营养要求等的关系。养要求等的关系。12.3.1 12.3.1 反应动力学基础反应动力学基础水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章5.12.3 12.3 活性污泥法数学模型基础活性污泥法数学模型基础 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章12.3.1 12.3.1 反应动力学基础反应动力学基础 12.3.2 12.3.2 建立模型的假设建立模型的假设12.3.3 12.3.3 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型6.污水生物处理基本动力学方程污水生物处理基本动力学方程:(1)(1)微生物增长：微生物增长：(2)(2)基质降解：基质降解：(3)(3)底物降解与微生物增长的关系：底物降解与微生物增长的关系：12.3.1 12.3.1 反应动力学基础反应动力学基础水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章g7.12.3.2 12.3.2 建立活性污泥法反应动力学模型的假设建立活性污泥法反应动力学模型的假设(1)(1)反反应应器器处处于于完完全全混混合合状状态态，对对于于推推流流式式曝曝气气池池系系统统，需需加加 以修正；以修正；(2)(2)进进水水有有机机物物均均为为溶溶解解性性有有机机物物，且且浓浓度度恒恒定定，不不含含微微生物；生物；(3)(3)活性污泥系统的运行稳定状态；活性污泥系统的运行稳定状态；(4)(4)二二沉沉池池内内无无微微生生物物活活动动和和污污泥泥累累积积，且且泥泥水水分分离离效效果果良好；良好；(5)(5)进水中不含对微生物具有毒性或抑制性的物质。进水中不含对微生物具有毒性或抑制性的物质。水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章8.12.3.2 12.3.2 建立活性污泥法反应动力学模型的假设建立活性污泥法反应动力学模型的假设回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池废水废水曝气池曝气池初次初次沉淀池沉淀池出水出水空气空气剩余活性污泥剩余活性污泥 Q/Si/Xi V/X/Se I.Qw/Xr/Se Q-Qw/Xe/Se Qr/Xr/Se水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章9.12.3 12.3 活性污泥法数学模型基础活性污泥法数学模型基础 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章12.3.1 12.3.1 反应动力学基础反应动力学基础 12.3.2 12.3.2 建立模型的假设建立模型的假设12.3.3 12.3.3 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型10.污污泥泥停停留留时时间间（SRTSRT）、平平均均细细胞胞停停留留时时间间（MCRTMCRT）污污泥泥龄龄(c c)：1、重要基本概念：、重要基本概念：12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章曝气池中总活性污泥质量，曝气池中总活性污泥质量，kg每天排出活性污泥质量，每天排出活性污泥质量，kg/d污泥龄的实质就是曝气污泥龄的实质就是曝气池中的活性污泥全部更池中的活性污泥全部更新一次需要的时间。新一次需要的时间。11.2、基本方程基本方程：12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章对活性污泥法系统作微生物物料平衡，稳态下则有：对活性污泥法系统作微生物物料平衡，稳态下则有：进水中微生物浓度可忽略，则有：进水中微生物浓度可忽略，则有：12.2、基本方程基本方程（续）（续）：12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章将将 代入式代入式则有则有由于由于 ，则，则基本方程基本方程g13.3、与与 c的关系的关系：12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章控控制制污污泥泥龄龄可可控控制制微微生生物物的的比比增增长长速速率率及及系系统统中中微微生生物物的的生生理理状状态态，是重要的控制参数。是重要的控制参数。g14.4、基本方程的推论：基本方程的推论：12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章A.第一导出方程第一导出方程出水水质与污泥龄出水水质与污泥龄 之间的关系之间的关系15.4、基本方程的推论：基本方程的推论：12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章B.第二导出方程第二导出方程曝气池内微生物浓度与污泥龄曝气池内微生物浓度与污泥龄 之间的关系之间的关系对曝气池有机底物作物料横算，则有：对曝气池有机底物作物料横算，则有：底物的净变化率底物的净变化率 =底物进入曝气池的速率底物进入曝气池的速率 -底物从曝气池中消失的速率底物从曝气池中消失的速率=016.4、基本方程的推论：基本方程的推论：12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章A.第一导出方程第一导出方程出水水质与污泥龄出水水质与污泥龄 之间的关系之间的关系B.第二导出方程第二导出方程曝气池内微生物浓度与污泥龄曝气池内微生物浓度与污泥龄 之间的关系之间的关系劳劳伦伦斯斯和和麦麦卡卡蒂蒂导导出出的的活活性性污污泥泥法数学模型法数学模型17.4、基本方程的推论：基本方程的推论：水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章C.第三导出方程第三导出方程回流比回流比R与与 c之间的关系之间的关系12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型对曝气池微生物作物料衡算，则有：对曝气池微生物作物料衡算，则有：微生物的净变化率微生物的净变化率 =微生物进入曝气池速率微生物进入曝气池速率 微生物离开曝气池速率微生物离开曝气池速率18.4、基本方程的推论：基本方程的推论：水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型C.第三导出方程第三导出方程回流比回流比R与与 c之间的关系（续）之间的关系（续）19.5、动力学参数的测定动力学参数的测定12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章劳伦斯和麦卡蒂活性污泥法数学模型劳伦斯和麦卡蒂活性污泥法数学模型20.5、动力学参数的测定动力学参数的测定水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章动力学参数：动力学参数：Ks、rmax、Y 和和Kd12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型（1）Ks 和和 rmax 作图21.5、动力学参数的测定动力学参数的测定水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章动力学参数：动力学参数：Ks、rmax、Y 和和Kd12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型劳伦斯和麦卡蒂模型（2）Y 和和Kd 作图22.12.3.2 12.3.2 劳伦斯和麦卡蒂模型（劳伦斯和麦卡蒂模型（小结小结）水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章基本方程：基本方程：基本方程：基本方程：第一导出方程：第一导出方程：第一导出方程：第一导出方程：第二导出方程：第二导出方程：第二导出方程：第二导出方程：第三导出方程：第三导出方程：第三导出方程：第三导出方程：23.3、普普通通活活性性污污泥泥法法曝曝气气池池中中的的MLSS为为3700 mg/L，SVI为为80 mL/g，求其求其SV和回流污泥中的悬浮固体浓度。和回流污泥中的悬浮固体浓度。水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章作作 业业 4、某某城城镇镇日日排排污污水水10000 m3，决决定定采采用用活活性性污污泥泥技技术术进进行行处处理理，并采用完全混合式曝气池。试用劳伦斯并采用完全混合式曝气池。试用劳伦斯-麦卡蒂方程式进行计算。麦卡蒂方程式进行计算。原原始始数数据据：污污水水量量为为10000 m3/d，进进水水溶溶解解性性BOD5为为200 mg/L，出出 水水 溶溶 解解 性性 BOD5为为 10 mg/L。MLVSS为为 1600 mg/L，MLVSS/MLSS=0.8，回回流流比比R=30%。试试验验得得到到的的动动力力学学常常数数为为Y=0.50 mgVSS/mgBOD5，Kd=0.05 d-1，Ks=60 mgBOD5/L和和rmax=5.0 d-1。求（求（1）曝气池容积；（）曝气池容积；（2）运行的污泥龄。）运行的污泥龄。24.