活性污泥法影響因素即運(yùn)行參數(shù).ppt
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4.2活性污泥凈化反應(yīng)影響因素與設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù),一、影響因素(營(yíng)養(yǎng)、DO、pH、Temp、有毒物質(zhì)etc.)二、主要設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)1.表示曝氣池中混合液活性污泥數(shù)量的指標(biāo):MLSS、MLVSS2.表示二沉池活性污泥的沉降性能的指標(biāo):SV、SVI3.污泥齡C4.污泥負(fù)荷曝氣池中有機(jī)物與活性污泥比值的指標(biāo)NS、NV5.有機(jī)污染物降解與活性污泥增長(zhǎng)活性污泥凈增值量6.有機(jī)污染物降解與需氧曝氣池內(nèi)混合液需氧量O2,一、影響因數(shù)1.營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽類、某些生長(zhǎng)素1)碳源:組成生物細(xì)胞的主要物質(zhì),對(duì)碳源的需求量較大,一般BOD5100mg/L2)氮源:組成細(xì)胞的重要元素,其需要量按BOD:N=100:5考慮3)鹽類:必不可少(1)主要的無(wú)機(jī)鹽類P:按BOD5:N:P=100:5:1考慮,它是微生物需要量最多的無(wú)機(jī)元素,約占全部無(wú)機(jī)鹽元素的50%還有K、Ca、Fe、S等無(wú)機(jī)元素(2)微量無(wú)機(jī)元素(3)對(duì)于生活污水,BOD5:N:P的比值為100:5:1,但經(jīng)沉淀池處理后比值提高,能達(dá)到BOD5:N:P=100:20:25,3DO溶解氧1)曝氣池在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),微生物的耗氧速率(Rr即需氧速率)曝氣器的供氧速率,,其池中的溶解氧DO不變。,2)曝氣池中DO濃度大小將取決于:(1)生物絮體的大?。阂笊镄躞w大,則要求DO濃度高,DO才能擴(kuò)散轉(zhuǎn)移到生物絮體內(nèi)部,反之則不能。對(duì)此要求DO濃度不低于2mg/L左右為好。,(2)考慮沖擊負(fù)荷與中毒的影響,以便于操作以了解供氧量的變化,沖擊負(fù)荷,DO突然,急性中毒,慢性中毒,DO逐漸增加,DO突然,4水溫:1535之間2030,效果好,活動(dòng)旺盛,,15,35,效果,活動(dòng)弱,,5,45,效果很差,,5pH值最佳的pH值為6.58.5當(dāng)pH6.5,絲狀菌繁殖,pH4.5,絲狀菌占優(yōu)勢(shì)當(dāng)pH9.0,代謝速率6有毒物質(zhì)主要是重金屬,H2S、CN、酚等,當(dāng)超過(guò)一定濃度時(shí),就會(huì)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),抑制代謝。有毒物質(zhì)的極限允許濃度見(jiàn)表4-4P105,(1)MLSS濃度混合液懸浮固體濃度混合液污泥濃度:mg/L混合液;g/L混合液;g/m3混合液;kg/m3混合液(2)MLVSS濃度混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度,二、主要設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)1.表示混合液中活性污泥數(shù)量的指標(biāo)(曝氣池),(1)SV,(2)SVI,2.表示活性污泥的沉降性能的評(píng)定指標(biāo)(二沉池),SVI在習(xí)慣上只稱數(shù)字,而把單位略去SVI值能夠反映活性污泥的凝聚、沉降性能要維持曝氣池一定的MLSS(如3000mg/L)的情況下,SVI值越高,則要求的污泥回流比R就越大,但當(dāng)SVI值高達(dá)400mL/g時(shí),則難于用提高R來(lái)維持曝氣池一定的MLSS濃度。見(jiàn)圖4-8:SVI-MLSS-R之間關(guān)系,(8).城市污水,曝氣池SVI介于70-100之間。,3.C污泥齡(生物固體平均停留時(shí)間)。定義:曝氣池內(nèi)活性污泥總量(VX)與每日排放的污泥量(X)之比。用c表示。系統(tǒng)中每日增長(zhǎng)的活性污泥量應(yīng)等于每日排出的剩余污泥量(X),見(jiàn)圖4-13,C的定義式,(48),(47),將X(4-7)式代入(4-8)式:,(4-9),(4-10),經(jīng)驗(yàn)公式(4-11),Xr是活性污泥特性和二沉池沉淀效果的函數(shù)。,(4-25),污泥齡與污泥去除負(fù)荷呈反比關(guān)系,4.曝氣池中有機(jī)污染物與活性污泥比值的指標(biāo),式中:Sa污水中有機(jī)物濃度,mg/L;XMLSS濃度,mg/L;V曝氣池容積,m3,(4-13),Ns=f(SVI)見(jiàn)下圖4-7,(4-12),(4-14),活性污泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行至關(guān)重要的兩個(gè)參數(shù)之一。,BOD污泥負(fù)荷Ns定義:曝氣池內(nèi)單位重量活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)能夠接受并將其降解到預(yù)定程度的有機(jī)物量。BOD容積負(fù)荷Nv定義:?jiǎn)挝怀厝莘e在單位時(shí)間內(nèi),能夠接受并將其降解到預(yù)定程度的有機(jī)物量。,選定適宜的BODNs:0.20.5kg/kgMLSS.d為一般負(fù)荷區(qū)0.1kg/kgMLSS.d為低負(fù)荷區(qū)1.5-2.5kg/kgMLSS.d為高負(fù)荷區(qū)0.5-1.5kg/kgMLSS.d為污泥膨脹區(qū),一般不取。,1.0,0.5,曝氣池內(nèi),微生物代謝污水中的有機(jī)物,同時(shí)活性污泥得到增長(zhǎng)。(1)活性污泥微生物在曝氣池內(nèi)每日凈增殖量X(kg/d),它是微生物合成反應(yīng)和內(nèi)源代謝的綜合結(jié)果,即,式中:a污泥產(chǎn)率(污泥轉(zhuǎn)換率)Sr污水中被降解、去除的有機(jī)污染物量(BOD),kg/d,X曝氣池混合液含有的活性污泥量,kg/db自身氧化率(衰減系數(shù)),d1,(4-15),5.有機(jī)物降解與活性污泥增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué),(4-16),a,b以MLSS為基礎(chǔ),Y,Kd以MLVSS為基礎(chǔ),(2)曝氣池內(nèi)活性污泥微生物的凈增殖量X(kg/d)1)單位曝氣池容積內(nèi)活性污泥的凈增殖速度:,凈增殖速度合成速度內(nèi)源代謝速,(4-18),Y污泥產(chǎn)率系數(shù):MLVSSkg數(shù)/1kgBOD對(duì)于生活污水:Y0.50.65,而合成速度,(4-17),式中:Kd微生物自身氧化率(衰減系數(shù)),d-1對(duì)于生活污水:Kd0.050.1,而內(nèi)源代謝速度,2)活性污泥微生物凈增殖的基本方程式:,XvMLVSS,(4-20),(4-19),3)在曝氣池中MLVSS的凈增殖量Xv,(4-21),將(4-21)式各項(xiàng)除以VXv得,(4-22),式中:,剩余污泥量,可按下列公式計(jì)算(規(guī)范):1、按污泥泥齡計(jì)算,(6.10.31)2、按污泥產(chǎn)率系數(shù)、衰減系數(shù)及不可生物降解和惰性懸浮物計(jì)算XYQ(SoSe)KdVXVfQ(SSoSSe)(6.10.32)式中:X剩余污泥量(kgSS/d);V生物反應(yīng)池的容積(m3);X生物反應(yīng)池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度(gMLSS/L);,Y污泥產(chǎn)率系數(shù)(kgVSS/kgBOD5)20時(shí)為0.40.8;Q設(shè)計(jì)平均日污水量(m3/d);So生物反應(yīng)池進(jìn)水五日生化需氧量(kg/m3);Se生物反應(yīng)池出水五日生化需氧量(kg/m3);kd衰減系數(shù)(d-1);XV生物反應(yīng)池內(nèi)混合液揮發(fā)性懸浮固體平均濃度(gMLVSS/L);fSS的污泥轉(zhuǎn)換率,宜根據(jù)試驗(yàn)資料確定,無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)可取0.50.7(gMLSS/gSS);SSo生物反應(yīng)池進(jìn)水懸浮物濃度(kg/m3);SSe生物反應(yīng)池出水懸浮物濃度(kg/m3)。,(3)NrsBOD污泥去除負(fù)荷率kgBOD5/kgMLSSd,則(4-22)式可寫(xiě)為:,而,(4-25),(4-23),(4-24),污泥齡與污泥去除負(fù)荷呈反比關(guān)系,(4-25)式分析,NrvBOD污泥容積去除負(fù)荷率kgBOD5/m3d,a、b一般在工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行中應(yīng)用,并以MLSS為基準(zhǔn)考慮Y、Kd一般在科研和學(xué)術(shù)探討上應(yīng)用,且以MLVSS為計(jì)算基準(zhǔn),6有機(jī)物得降解與需氧曝氣池內(nèi)混合液需氧量O2的計(jì)算(kgO2/d)1需氧量O2(R)的計(jì)算O2=R=aQSr+bVXV(kgO2/d)(426)對(duì)有機(jī)物氧化分解微生物內(nèi)源代謝的自身氧化需氧式中:O2、R混合液需氧量(kgO2/d)a微生物氧化分解有機(jī)物的需氧率對(duì)于生活污水:0.420.53O2kg數(shù)/1kgBODb微生物每天自身氧化的需氧率對(duì)于生活污水:0.1880.11O2kg數(shù)/1kgMLVSSdV曝氣池容積m3XVMLVSS,kg/m3,將(426)式中各項(xiàng)均除以VXV得出:(427)將(426)式各項(xiàng)均除以得出:(428)2分析:?jiǎn)挝恢亓炕钚晕勰嗟男柩趿?,kgBOD5/kgMLSSd每降解1kgBOD的需氧量,(kgO2/kgBODd),當(dāng)Nrs高,C短,則每kg污泥需氧量就大,即單位曝氣池容積的需氧量就多,曝氣強(qiáng)度要大。反之亦然。(427)公式當(dāng)Nrs高,C短,去除每kgBOD的需氧量就少,這是因?yàn)楹铣珊蟮奈⑸镒陨硌趸?,需氧量較少,同時(shí)有一部分有機(jī)物被活性污泥吸附而來(lái)未代謝就隨剩余污泥排出曝氣系統(tǒng),而未消耗氧。(428)一句話來(lái)說(shuō)就是負(fù)荷高時(shí),曝氣強(qiáng)度大但總供氧量少3Y、Kd與a、b的確定由公式(4-25)作圖4-9(P112)確定Y、Kd由公式(4-26)作圖4-10(P113)確定a、b,06規(guī)范:曝氣池的污水需氧量,宜按下列公式計(jì)算:O2=0.001aQ(SoSe)cXV式中:O2污水需氧量(kgO2/d);Q生物反應(yīng)池的進(jìn)水流量(m3/d);So生物反應(yīng)池進(jìn)水五日生化需氧量濃度(mg/L);Se生物反應(yīng)池出水五日生化需氧量濃度(mg/L);XV排出生物反應(yīng)池系統(tǒng)的微生物量;(kg/d);a碳的氧當(dāng)量,當(dāng)含碳物質(zhì)以BOD5計(jì)時(shí),取1.47;c常數(shù),細(xì)菌細(xì)胞的氧當(dāng)量,取1.42。,某活性污泥曝氣池的設(shè)計(jì)流量為200m3/h,進(jìn)、出水BOD5值分別為175mg/L和15mg/L,每日剩余污泥量為294kg,污泥負(fù)荷LS為0.3kgBOD5/(kgMLSSd),池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度X為3000gMLSS/L,以BOD5表示的含碳物質(zhì)的氧當(dāng)量a為1.47,活性污泥細(xì)菌細(xì)胞的氧當(dāng)量c為1.42。試計(jì)算:曝氣池的容積V;曝氣池的需氧量。,- 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