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第12章 活性污泥法2-0

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污水处理-活性污泥法

污水处理-活性污泥法
活性污泥微生物在曝气池内每日净增殖量ΔX（kg/d）是 微生物合成反应和内源代谢的综合结果，即
△X = aSr – bX
式中：a——污泥产率（污泥转换率） Sr——污水中被降解、去除的有机污染物量（BOD），kg/d
Sr Q(Sa Se )
X——曝气池混合液含有的活性污泥量，kg/d b——自身氧化率（衰减系数），d－1
5
活性污泥法基本原理
活性污泥净化反应过程
2 、微生物的代谢: 分解代谢和合成代谢
6
活性污泥法基本原理
活性污泥净化反应过程
曝气池内有机物氧化分解、细胞合成、内源代谢 数量关系：
7
影响因素与主要设计运行参数
净化反应影响因素
由于活性污泥中生物种类的过剩以及它们之间的相互竞 争，工艺条件的微小变化就能够引起微生物种群组成和污泥 絮体物理性能的显著变化。
X v
VX v X v
C
24
活性污泥评价及控制指标
有机污染物降解与需氧
25
反应动力学基础
莫诺方程式基本方程
max
S KS
S
按物理意义考虑：
max
S KS
S
1 dS d(S0 S) X dt Xdt
dS dt
max
XS KS
S
1 ds maxS (kg / kg h) X dt KS S
1细菌是活性污泥法中污水净化的 第一承担者，也是主要承担者。 2原生动物是活性污泥法中外上污水净化的第二承担者，它
摄食游离细菌，是细菌的首次捕食者 3后生动物是细菌的第二捕食者
3
活性污泥的增殖规律
1.适应期：各种酶系统对环境的适应过程 2.对数增殖期：活性污泥能量水平很高，污泥松散 3.减速增殖期：营养物成为微生物生长的限制因素，活性污泥

水污染控制工程_第十二章_ 活性污泥法

水污染控制工程_第十二章_ 活性污泥法
第十二章 活性污泥法
第一节 基 本 概 念
什么是活性污泥？
由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及 吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、 具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。
活性污泥的性质
颜色 味道 状态 相对密度 比表面积
黄褐色
土腥味
似矾花絮绒颗粒
曝气池混合液：1.002～ 1.003
Lawrence、McCarty导出的活性污泥数学模型
第四节 气体传递原理和曝气设备
构成 活性污泥法的三个要素
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也 就是活性污泥；
二是污水中的有机物，它是处理对象，也是 微生物的食料；
回流污泥
RQ、Se、XR
系统边界
剩余污泥
QW、Se、XR
完全混合活性污泥法系统的典型流程
二、劳伦斯和麦卡蒂 （Lawrence－McCarty)模型
c (QQW） XXV eQWXR
污泥龄（SRT）
SRT：曝气池中污泥全部更新一次所需 要的时间。
（一）在稳态下，作系统活性污泥的物料平衡：
Q 0 （ X [Q Q W ） X Q e W X R ] （ d d)g X V t 0
▪ 在一定的污泥量下，SVI反映了活性污泥的凝聚沉淀性。 如SVI较高，表示SV值较大、沉淀性较差；如SVI较小，
污泥颗粒密实，污泥无机化程度高，沉淀性好。但是，
如SVI过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性都较差。
▪ 通常，当SVI为100~150，沉淀性能良好；而当SVI
＞200时，沉淀性较差，污泥易膨胀。但根据废水性 质不同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机物含
量高时，正常的SVI值可能较高；相反，废水中含无机

(NEW)高廷耀《水污染控制工程》(第4版)(下册)笔记和课后习题(含考研真题)详解

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目　录第9章　污水水质和污水出路9.1　复习笔记9.2　课后习题详解9.3　考研真题详解第10章　污水的物理处理10.1　复习笔记10.2　课后习题详解10.3　考研真题详解第11章　污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础11.1　复习笔记11.2　课后习题详解11.3　考研真题详解第12章　活性污泥法12.1　复习笔记12.2　课后习题详解12.3　考研真题详解第13章　生物膜法13.1　复习笔记13.2　课后习题详解13.3　考研真题详解第14章　稳定塘和污水的土地处理14.1　复习笔记14.2　课后习题详解14.3　考研真题详解第15章　污水的厌氧生物处理15.1　复习笔记15.2　课后习题详解15.3　考研真题详解第16章　污水的化学与物理化学处理16.1　复习笔记16.2　课后习题详解16.3　考研真题详解第17章　城市污水回用17.1　复习笔记17.2　课后习题详解17.3　考研真题详解第18章　污泥的处理与处置18.1　复习笔记18.2　课后习题详解18.3　考研真题详解第19章　工业废水处理19.1　复习笔记19.2　课后习题详解19.3　考研真题详解第20章　污水处理厂设计20.1　复习笔记20.2　课后习题详解20.3　考研真题详解第9章　污水水质和污水出路9.1　复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、污水性质与污染指标1污水的类型与特征（见表9-1）表9-1　污水来源及特点2污水的性质与污染指标水质污染指标是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反映污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。

（1）污水的物理性质与污染指标（见表9-2）表9-2　污水的物理性质与污染指标（2）污水的化学性质与污染指标①有机物有机物的主要危害是消耗水中溶解氧。

在工程中一般采用生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD或OC）、总有机碳（TOC）、总需氧量（TOD）等指标来反映水中有机物的含量。

《活性污泥法》PPT课件

《活性污泥法》PPT课件
物利用、氧的消耗
生物絮凝体的形成与凝聚沉降性能
生物絮体的形成关系到：生物吸附作用 好坏、细菌(微生物)与污水的别离效果
生物絮凝体形成机理： ——粘液说，细菌聚合物说 活性污泥生物种群中有些微生物能分
泌粘性的胶状物质，促进絮体的形成。 可解释极低负荷时出水中悬浮物含量增 加的原因。
活性污泥的性能指标
后生动物：二次捕食者〔如轮 虫、线虫等〕
活性污泥的外观
① 生物活性── 含有大量的活性微生 物(细菌、原生、后生动物)
② 絮状，具有极大的比外表积和吸附 能力──细菌在一定生长条件下的细胞分 解物(菌胶团)形成
③ 易于凝聚沉降
④ 一般为黄、褐色，依废水特性和培 养条件而异
净化过程和机理
悬浮生长系统中的净化作用是生物氧化、 生物絮体的形成与吸附作用以及有效的 固液别离等作用的综合结果。
净化过程：凝聚、吸附截留、生物氧化、沉 淀别离等综合作用的结果。
正常运行的必要条件
1、应保持足够的微生物量和活性； 2、保证活性污泥、氧气、废水充分混合接触； 3、提供足够的氧气供微生物利用； 4、悬浮固体应与废水有效别离
活性污泥的性能指标
一、活性污泥的组成 二、活性污泥的性能指标
活性污泥的组成
常规工程之一，利用原生、后生动物作为 指示生物所定污泥质量和处理效果。
活性污泥成熟，处理效果稳定时：固着型 纤毛虫有污钟虫、沟钟虫、累枝虫、盖纤虫 等；后生动物有轮虫、红斑瓢点虫、线虫等
假设含有大量自由游泳型纤毛虫、大量鞭 毛虫——水质不好
活性污泥法的工艺参数
1、水力停留时间HRT 2、污泥负荷Fw 3、容积负荷Fr(Volumetric loading) 4、泥龄(Sludge Age)

A2O活性污泥法

A2O活性污泥法

摘要随着国民经济的发展要求和人民生活水平的提高，水环境质量的重要地位不断提升，这使得我国的水污染控制工程建设项目的数量不断上升。

现在我国的工业发展和城市建设带来大量的污水排放，水污染是当前我国面临的严重环境问题，在水资源日益短缺的今天，做好污水的处理和再生利用，有利于保护水环境，保护水源，促进水资源的持续开发利用。

本次课程设计的题目为某城镇污水处理工艺设计，主要任务是完成个该地区污水的处理设计，主要按近期规模设计，并考虑远期的发展。

其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面图一张及污水处理厂污水与污泥高程图一张；单项处理构筑物施工图设计中，主要是完成平面图和剖面图及部分大样图。

该设计采用A2/O工艺。

A2/O工艺的生物处理部分由厌氧池、缺氧池和好氧池组成。

厌氧池主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化。

缺氧池的主要功能是脱氮。

好氧池是多功能的,能够去除BOD、硝化和吸收磷。

关键词：设计流量、A2/O工艺、处理构筑物、平面布置、高程计算目录1.前言------------------------------------------------------------------------------------42.设计任务与资料---------------------------------------------------------------------43.设计要求-------------------------------------------------------------------------------44.污水处理工艺的选取-----------------------------------------------------------------54.1 原水水质和水量分析----------------------------------------------------------54.1.1水质分析-------------------------------------------------------------------64.1.2 水量分析----------------------------------------------------------------7 4.2 确定污水处理工艺流程--------------------------------------------------------74.2.1工艺流程的比较----------------------------------------------------------74.2.2 AAO法--------------------------------------------------------------------95.主体构筑物及设备设计--------------------------------------------------------------95.1 中格栅----------------------------------------------------------------------------105.2污水提升泵房---------------------------------------------------------------------135.2.1设计依据-------------------------------------------------------------------145.2.2 水泵机组的选择---------------------------------------------------------145.2.3水泵选型------------------------------------------------------------------145.2.4集水池---------------------------------------------------------------------155.3 细格栅-----------------------------------------------------------------------------165.4 沉砂池-----------------------------------------------------------------------------195.4.1沉砂池工程设计原理----------------------------------------------------195.4.2 沉砂池设计参数---------------------------------------------------------205.4.3沉砂池设计---------------------------------------------------------------205.5 辐流式初沉池--------------------------------------------------------------------235.5.1初沉池选择----------------------------------------------------------------235.5.2 初沉池计算---------------------------------------------------------------235.6 配水井-----------------------------------------------------------------------------265.6.1配水井选择----------------------------------------------------------------265.6.2 配水井计算---------------------------------------------------------------265.7 AAO池设计----------------------------------------------------------------------275.7.1设计要点-------------------------------------------------------------------275.7.2 设计说明------------------------------------------------------------------285.7.3 设计计算------------------------------------------------------------------285.7.4 生物池设备选择---------------------------------------------------------355.8 二沉池-----------------------------------------------------------------------------375.8.1设计要求-------------------------------------------------------------------375.8.2 二沉池设计参数---------------------------------------------------------385.8.3 池体设计计算------------------------------------------------------------385.8.4 生物池设备选择---------------------------------------------------------385.9接触消毒池----------------------------------------------------------------------425.10 污泥浓缩池---------------------------------------------------------------------435.10.1设计要求------------------------------------------------------------------445.10.2设计参数------------------------------------------------------------------445.10.3设计计算------------------------------------------------------------------445.11 贮泥池---------------------------------------------------------------------------475.12 污泥泵房-----------------------------------------------------------------------475.13 污泥脱水间---------------------------------------------------------------------496.构建筑物和设备一览表---------------------------------------------------------------497.平面布置---------------------------------------------------------------------------------51 7.1 平面布置一般原则--------------------------------------------------------------517.2总平面布置-----------------------------------------------------------------------528.高程布置--------------------------------------------------------------------------------528.1 高程布置方法--------------------------------------------------------------------528.2 高程布置注意事项--------------------------------------------------------------538.3 高程计算--------------------------------------------------------------------------539.结束语------------------------------------------------------------------------------------57参考文献----------------------------------------------------------------------------------58 致谢辞-------------------------------------------------------------------------------------58附录----------------------------------------------------------------------------------------591 前言该污水厂的污水处理流程为：从粗格栅到泵房，从细格栅到沉砂池，再通过初沉池后进入反应池，进入辐流式二次沉淀池，最后出水；污泥的流程为：从反应池排出的剩余污泥进入集泥配水井，再由污水泵送入浓缩池，最后进入脱水机房脱水，最后外运处置。

1212活性污泥法

1212活性污泥法

一般投配比在0.1-0.2左右可以保证活性污泥稳定在工艺需要期。
5）去除率负荷
容积去除率负荷：单位工作体积，单位时间去除BOD
或COD的量，单位（kgBOD/m3·d或kgCOD/m3·d）
污泥去除负荷率：单位质量活性污泥，单位时间去除
COD或BOD的量，单位（kgBOD/kgMLSS·d或 kgCOD/kgMLSS·d）
杆状
螺旋状
肉足类：可以任意改变形状 原 生 动 鞭毛类：有一根或多根鞭毛 物
纤毛类：分为自由游泳型和固着型
水
处
线虫
理
系
统
中
的
后
生
动
轮虫
物
2 活性污泥的性状
活性污泥通常为黄褐色（有时为铁红色），絮绒状颗粒，一般 直径有0.02-2mm ，含水率99.2%-99.8%，密度因含水率不同而 不同，一般在1.002-1.006 g/cm3范围内，比表面积大，大约20100 cm2/mL。
获得方法：不同时间测 量混合溶液的DO值， 作曲线，其斜率即溶解 氧消耗速度。
以上五个参数（即MLSS,MLVSS、SV、SVI、DO消耗速 度）是工艺运行中监测的重要指标。
4）投配比F/M（kgBOD或COD/kgMLSS·d）
活性污泥的营养物或有机底物量(F)与微生物量(M)的比值(F／M)是活性污泥 微生物增厚、增殖的重要影响因素，也是有机底物降解速率、氧利用速率、 活性污泥的絮凝、吸附性能的重要影响因素。可以通过调整F/M的值，来使 活性污泥停留在我们需要的阶段。
3.5小时以内。
深井曝气与传统生物处理工艺的比较
曝气池
根据断面上的水流情况，又可分为平移推流式和旋转推流式
平移推流式：曝气池底铺满扩散器，池中水流只有沿池长方向流动，这种 池型的横断面宽深比可以大些。

活性污泥法2


40K 2 a dC 对比空气氧转移速率也 提高了 5.5倍。 dt 7.2K 2 a
2．特征 1) 氧的利用率EA＝（80～90）％，而传统活性污泥法EA仅为± 10％ 2) MLSS＝4～7g/L，使Nrv↑ V↓ 3) SVI＜100，一般不会发生污泥膨胀 4) 剩余污泥量小
曝气池盖 氧
c
VX X X VX
C
按产率系数算
X yobs Q(S0 Se )
需氧量计算
根据有机物降解和内源呼吸计算 o2=a′Q（S0-Se ）+b′XV a′—0.42-0.53kgO2/gkBOD b′—0.19-0.11kgO2/gkMLVSS.d
曝气池容积的计算
活性污泥负荷率LS （简称污泥负荷）
曝气区容积负荷率LV （简称容积负荷）
污泥泥龄法
污泥负荷率
污泥负荷率是指单位质量活性污泥在单位时间内所 能承受的BOD5量，即:
QS0 LS XV
式中：Ls——污泥负荷率,kg BOD5/（kgMLVSS· d）;
Q——与曝气时间相当的平均进水流量，m3/d；
缺点： （1）曝气时间长，能耗高； （2）基建投资大。
5、吸附再生法 优点： （1）吸附和污泥活化（再生）分别在两个系统中进行， 省去初沉池，有利于提高吸附氧化有机物的能力。有利于 活性污泥的活化，缩短吸附和活化时间，吸附的曝气时间 短（10—30分）。 （2）回流污泥量大，对废水适应性大，调济平衡能力强， 回流比大50—100%。 缺点： （1）吸附时间短，处理效率低85—90%； （2）污泥回流量多，增加回流污泥泵的容量。
第五节、曝气反应池的型式
1、推流式 • 污水和回流污泥 混合由池首端进入 流经整个曝气池后， 至池末端流出。 • 平面布置：长：宽 =5-10：1 横断面布置：宽： 深=1-2：1，有效 水深4-6m • 推流式有两种型式： 平移推流和旋转推 流

活性污泥法

污泥龄c(d)
MLSS (mg/l) MLVSS (mg/l)
回流比 (%) 曝气时间HRT (h) BOD5去除率 (%)
0.20.4
0.30.6 515
15003000 12002400
2550 48 8595
2. 阶段曝气法（分段进水法）
有机物降解与需氧：
氧在微生物代谢过程中的用途：
(1)氧化分解有机物；
(2)氧化分解自身的细胞物质。
O2 a'Q Sr b'V X v
式中：O2——曝气池中混合液的需氧量，kgO2/d; a’——代谢每kgBOD所需的氧量， kgO2/kgBOD.d; b’——每kgVSS每天进行自身氧化所需的氧量， kgO2/kgVSS.d 。
0.76
制药废水
0.77
酿造废水
0.93
亚硫酸浆粕废水
0.55
b 0.10 0.13 0.016
0.13
a、b经验值的获得：
（3）通过实验获得：
x aQS r bVX v 可 改 写 为 ：
x a QS r b
VX v
VX v
x/VXv( /d)
1
b
a
＋
＋
＋
＋
＋
QSr/VXv(kgBOD/kgVSS.d)
思考题：如何解释单位质量污泥的需氧量与负荷成正比，而去除单位 质量BOD的需要量与负荷成反比？
a’、b’值的确定:
活性污泥法处理城市污水：
运行方式 完全混合式 生物吸附法 传统曝气法 延时曝气法
O2
0.71.1 0.71.1 0.81.1 1.41.8
a’
b’
0.42 0.11

活性污泥法各参数控制范围

COD：化学需氧量，重铬酸钾法
重铬酸钾法测COD时计算公式：
COD Cr=(V0-V1)×C×8×1000/V 式中
C——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mol/L
V——水样体积，mL
V0——滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量，mL
V1——滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量，mL
BOD5：五日生化需氧量营养物质比例：BOD5：N：P=100:5:1
温度：控制在20-30℃
pH：仪器（控制在6.5-8.5）
SS：重量法
NH3-N：蒸馏比色法
DO：仪器（初期控制在1-2mg/l，成熟期控制在3-4mg/L）
SVI：污泥体积指数SVI=（1L混合液30min静置沉淀形成的活性污泥体积（ml）/1L混合液中悬浮固体干重）50-120良好
SV：污泥沉降比SV=（1OOml混合液静置30min后沉淀形成的活性污泥体积ml）/混合液体积）
污泥负荷率：Ns=QS/VX 污泥所需量m=XV/(1-ω) ω是含水率
污泥量回流量的大小一般为20%~50%，有时也高达150%，其直接影响曝气池污泥的浓度和二次沉淀池的沉降状况。

计算公式：
R·Q·Xr = （R·Q + Q)·X
式中：Xr——回流污泥的悬浮固体浓度，mg/L。

R——污泥回流比。

X——混合液污泥浓度，mg/L。

Q——流量
根据污泥沉降比确定回流比R=SV／(100—SV)
根据回流污泥浓度和混合液污泥浓度调节回流比，计算公式为：R=MLSS／(RSSS—MLSS)。

活性污泥法基本原2

16
2.分段进水（阶段曝气）活性污泥法
流态： 推流式(多点进水) 特点： 1) 分段多点进水，负荷分布均匀，均化了需氧量，避免了
前段供氧不足，后段供氧过剩的缺点 2) 提高了耐水质，水量冲击负荷的能力 3) 活性污泥浓度沿池长逐渐降低 4）需氧和供氧较平衡
17
18
3.吸附－再生活性污泥法
普通活性污泥法把活性污泥对基质的吸附凝聚和氧化 分解混在同一曝气池内进行，适于处理溶解的BOD。对 含有大量胶体的和悬浮性的混合基质的废水，因初期吸附 量大，以及吸附的有机固体物在生物酶作用下变成可溶性 物质再向水中扩散，遂产生了把吸附凝聚和氧化分解分别 在两个曝气池中进行的构想，从而出现了吸附再生法。
活性污泥增长曲线的四个阶段: 1）.适应期 2）.对数增长期 3）.减速期 4）.衰减期
11
剩余污泥量的控制方法： 1）根据活性污泥浓度 维持适合的污泥浓度，保证处理效果和二沉池沉降效 果，MLSS数据超过上限值时多排泥，低于下限值则少排 泥。 2）根据污泥负荷 实际工作中，由于运转者无法控制入流BOD5浓度， 也无法控制进水流量，为了保持稳定的BOD5负荷，只能 控制曝气池内污泥总量，通过增加或减少排泥量来 控制 BOD5负荷。 3）根据污泥沉降比 实际应用中，当沉降比的数据超过控制上限时，就应 适当的多排泥，当沉降比数据低于下限时，适当少排泥。 4）根据污泥龄
19
型式： 廊道式(吸附池和再生池可合建)
流态：中间进水，推流 特点： ①处理质量较差
②具有一定的耐冲击负荷的能力 ③适合处理胶体物质含量高的工业废水，不宜处理 溶解性有机物较多的污水 ④ BOD降解曲线是呈急剧下降、缓慢下降曲线
20
21
4.延时曝气活性污泥法
特点： 1) Ns非常小，只有0.05～0.10 kgBOD/kgMLSS·d 2) 曝气时间t长（24h以上），污泥处于内源呼吸期，剩
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Kd——内源代谢系数，h-1 。
dX dt
y
dS dt
KdX
上式表明曝气池中的微生物的变化是由合成和内源代谢两方面综 合形成的。不同的运行方式和不同的水质，y和Kd值是不同的。活性污
泥法典型的系数值可参见下表：
dX dt
y
dS dt
KdX
也 可 以 表 达 为
dX dt
y obs (
c c
( X )T ( X / t )T XV (Q Q w ) X e Q w X R
θc ——污泥泥龄（SRT），d； （X）T ——曝气池中总的活性污泥质量，kg； （∆X/∆t）T ——每天从曝气池中排出的活性污泥质量，包括从排泥 管线排出污泥和随出水流失的污泥量，kg； X0 ——进水中微生物浓度，gVSS/m3； Xe——出水中微生物浓度，gVSS/m3； X——曝气池中微生物浓度，gVSS/m3； XR——回流污泥浓度，gVSS/m3； V ——曝气池容积； Q ——进水流量，m3/d； Qw ——剩余污泥排放量，m3/d。
1.估计出水中溶解性BOD5的浓度
解
出水中总的BOD5＝出水中溶解性的BOD5＋出水中悬浮固体的BOD5
确定出水中悬浮固体的BOD5 ：
(a)悬浮固体中可生化的部分为0.65×12 mg/L =7.8mg/L
(b)可生化悬浮固体的最终BODL ＝ 0.65×12×1.4 2mg/L ＝11mg/L (c)可生化悬浮固体的BODL为BOD5＝0.68×11mg/L＝7.5mg/L
S0——曝气池进水的平均BOD5值，mg/L；
X——曝气池中的污泥浓度，mg/L。
容积负荷
容积负荷是指单位容积曝气区在单位时间内所能承受的BOD5量， 即：
LV
QS V
0
LS X
式中：Lv——容积负荷，kg (BOD5)/(m3·d)。
LS
QS XV
0
LV
QS V
0
LS X
根据上面任何一式可计算曝气池的体积，即:
7.空气量计算 8.鼓风机出口风压计算
活性污泥法要点
总结
麦金尼(McKinney)法
1.麦氏认为污水中污染物的状态和组成可图示如下
无机悬浮固体 污染物 悬浮固体污染物 污 染 （包括胶体） 有机悬浮固体 污染物 不可生物降解有机 悬浮固体污染物 可生物降解的有机 悬浮固体污染物
物
溶解性污染物
无机溶解性 污染物 有机溶解性 污染物
10
3
kg / d 1710 kg / d
(c)排放湿污泥量计算 剩余污泥含水率按99%计算，每天排放的湿污泥：
1710/1000t=1.71t (干泥） 1.71/(100%-99%) m3=171m3
5.计算回流污泥比 R 曝气池中VSS浓度＝3000mg/L 回流污泥VSS浓度＝10000mg/L
经验停留时间：3—5h
取停留时间为4.5h，则曝气池容积：
V＝200×4.5m3=900m3
污泥负荷
污泥负荷是指单位质量活性污泥在单位时间内所能承受的 BOD5量，即:
LS
QS
0
X V
式中：Ls——污泥负荷,kg BOD5/（kgMLVSS·d）;
Q——与曝气时间相当的平均进水流量，m3/d；
12.5 去除有机污染物的活性 污泥法过程设计
活性污泥法的设计计算，主要是根据进水水 质和出水的要求，确定活性污泥法工艺流程，选
择曝气池的类型，计算曝气池的容积，确定污泥
回流比，计算所需的供氧量，曝气设备选择和剩 余活性污泥量计算等，下面主要讨论去除BOD5及
硝化过程的活性污泥法设计计算。主要介绍以下
不可生物降解有机溶解性污染物
部分留于废水中 基本留于废水中
活性污泥法过程中污染物吸附转化定量关系的要点 (1)在良好的状态下，无机和不可降解的悬浮固体经活性污泥法处理， 基本上被微生物吸附，其量不变。 (2)对于城市生活污水，其中可生物降解的有机物量约为2/3转化为微 生物细胞，1/3氧化为CO2和水。氧化过程释放的能量供微生物繁殖和活动 之需。 (3)活性污泥法统中，既存在着有机物质的代谢和微生物的增长繁殖， 也存在着细胞物质的自身代谢和微生物之间通过食物链进行的代谢过程。
(4)由于内源代谢产物的不可生物降解性，使可生物降解有机物的化学 需氧量CODB不等于完全生化需氧量BODL 。 (5)各种形态的活性污泥的细胞组成基本相同。根据分析，其组成可 用C5H9O2.5N或C5H7NO2表示。
12.6 脱氮、除磷活性污泥法工业及其设计
12.6.1 生物脱氮工艺
1.三段生物脱氮工艺 该工艺的特征是： ①有机物降解和氨化、硝化、反硝化在三个反应器中独立进行，并 分别有各自的污泥回流系统和沉淀池； ②反硝化反应器设搅拌装置，以保持污泥悬浮和泥水混合； ③反硝化反应器外加碳源； ④三段独立，便于运行和控制有机污染物去除效果和脱氮效果均好； ⑤流程长，构筑物多，基建费用高，且应外加碳源而提高运行成本。
dS ) dt
这里的yobs实质是扣除了内源代谢后的净合成系数，称为表观 合成系数。y为理论合成系数。
2. 污泥泥龄法
2.污泥泥龄
微生物在处理系统（曝气池）中的平均停留时间，又称污 泥龄，是指反应系统内的微生物全部更新一次所用的时间，在 工程上，就是指反应系统内微生物总量与每日排出的剩余微生 物量的比值。以θ C表示，单位为d。
曝气池内，活性污泥对有机物的氧化分解和其自身的内源代谢都是好氧
过程，因此，需氧量为：
O 2 a QS r b VX
' ' v
O2 ——混合液需氧量，kgO2/d; a´——有机物代谢的需氧率， kgO2/kgBOD5; b´——活性污泥内源代谢的需氧率， kgO2/（kgMLVSS· d); Sr——经活性污泥代谢降解的有机污染物； 生活污水的a´为0.42~0.53，b´介于0.19~0.11之间。
稳态条件下，可以得到污泥泥龄与进水水质、污泥浓度之间关系：
1 Q (S0 Se ) XV
c
Y
Kd
S0 /Se——进/出水中BOD5浓度，mg/L； Y——活性污泥的产率系数，gVSS/gBOD5； Kd ——内源代谢系数，d-1。 因此，曝气池容积：
V YQ ( S 0 S e ) c X (1 K d c )
12.5.3 需氧量设计计算
1. 根据有机物降解需氧率和内源代谢需氧率计算 也可以表达为：
O2 QS
r '
b
'
a
'
b#39;
O2 X vV
可见，高污泥负荷条件下运行时，活性污泥泥龄较短，降解单 位质量的BOD5的需氧量低，因为，一部分有机物通过吸附去 除，且污泥内源代谢作用弱。反之亦然。
X v Y ( S 0 S e ) Q K d VX X v Y obs Q ( S 0 S e )
v
该法计算的是挥发性剩余污泥量，工程实践中需要的是总的 悬浮固体量，需要确定MLSS和MLVSS之间的关系。
12.5.3 需氧量设计计算
1. 根据有机物降解需氧率和内源代谢需氧率计算
计算模式也可用于推流式曝气池的计算。
例
处理污水量为21600m3/d，经沉淀后的BOD5为200mg/L, 希望处理后的出水BOD5为20mg/L。要求确定曝气池的体积、排泥量和 空气量。经研究，还确立下列条件： （1）污水温度为20℃； （2）曝气池中混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）同混合液悬浮固体 （MLSS）之比为0.8； （3）回流污泥SS浓度为10000mg/L； （4）曝气池中MLSS为3000 mg/L； （5）设计的θc为10d； （6）二沉池出水中含有12mg/L生物固体，其中65％是可生化的； （7）污水中含有足够的生化反应所需的氧、磷和其他微量元素。
X v Y obs Q ( S 0 S e ) 0 . 333 21600 ( 200 12 . 5 ) / 1000 kg / d 1350 kg / d
总排泥量：1350/0.8=1688kg/d (b)按污泥泥龄计算
X VX
c

5700 3000 10
10000 Q R 3000 ( Q Q R ) R QR Q 43 %
解
6.计算曝气池d的需氧量
O2 Q (S0 Se ) 0 . 68 1 . 42 X v 21600 ( 200 12 . 5 ) 0 . 68 1 . 42 1350 1000 4039 kg / d
3
取曝气池容积5700m3。
3.计算曝气池的水力停留时间： 4. 计算剩余污泥量，
t
V Q

5700 24 21600
6 . 33 h
解
(a)按表观污泥产率
Y obs
Y 1 K d c

0 .6 1 0 . 08 10
0 . 333
系统排出的以挥发性悬浮固体计的干污泥量
3
解
(b)按污泥泥龄计算， 取Y=0.6kgMLSS/kgBOD5, Kd=0.08 d-1
V QY c ( S 0 S e ) X v (1 K d c ) 21600 0 . 6 10 ( 200 12 . 5 ) 3000 0 . 8 (1 0 . 08 10 ) 5625 m
为了曝气池投产期驯化活性污泥，各类曝气池在设计时，都应 在池深1/2处设中间排液管。
12.5.2 剩余污泥量计算
1. 按污泥泥龄计算 根据污泥泥龄的定义，每日排出的总固体量：
X
VX
c
12.5.2 剩余污泥量计算