4.6 活性污泥反应动力学基础
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排水工程下册1污水中含氮化合物有四种:有机氮、NH3-N、NO2-N和NO3-N。
2、SBR池的运行操作由:进水、反应、沉淀、和静置等5个工序组成。
3、生物膜的微生物相主要是:细菌、、、、等。
4、三相流化床与好氧两相流化床相比,不需要另外设置和。
5、根据稳定塘中微生物优势群体类型和塘水的溶解氧状况来划分,稳定塘可分为:、、,。
6、复杂有机物的厌氧降解过程可分为:、、等三个阶段。
7、生物膜反应器中属固定床的工艺主要有:生物滤池、、、微孔膜生物反应器等。
8污水是、、被污染的的总称。
10活性污泥由以下四部分组成:;;;由污水挟入的无机物质(Mii)。
11氧化沟的曝气装置的功能是:、、。
12在延时曝气活性污泥系统中出现轮虫是标志。
13污泥按其来源不同可分为:、、、化学污泥。
14根据斯托克斯公式,颗粒自由沉淀的沉速u与下列参数相关:、、。
15在污泥回流系统中,常用的污泥提升设备主要是、和。
16污水的生物性质的检测指标有:、、。
17沉淀池按池内水流方向的不同,可分为:、和。
18工程上常用的氧化沟的类型有:、交替工作氧化沟、二次沉淀池交替运行氧化沟、、。
19污泥中所含水分大致可分为4类:、、污泥颗粒的吸附水和颗粒内部水,其中污泥浓缩主要去除的是。
20污泥沉降比SV为25%,污泥浓度MLSS为2500mg/L,则污泥容积指SVI= 。
21污泥机械脱水前的与处理目的是:。
预处理常用的方法有:、、冷冻法、陶洗法等。
22在污水的重金属离子中被称为“五毒”的是:汞、、、、以及它们的化合物。
23生物膜的微生物相主要是:、、、、等。
24碱度是指污水中含有的能与强酸产生反应的物质,主要包括三种:;;。
25污水中含氮化合物有四种:、、和。
26活性污泥由以下四部分组成:;;;由污水挟入的无机物质(Mii)。
27根据斯托克斯公式,颗粒自由沉淀的沉速u与下列参数相关:、、。
28工程上常用的氧化沟的类型有:、交替工作氧化沟、二次沉淀池交替运行氧化沟、、。
浅谈好氧活性污泥法在污水治理中的应用随着城市化程度的不断深化,人口压力的逐步提高。
我国环境污染的情况也越来越严峻。
党和国家已经将环境保护确立为我国的基本国策之一。
目前,按照要素分类,环境污染主要包括大气污染、水体污染和土壤污染。
针对水体污染的治理,直接关系到人民群众的用水健康和环境的可持续发展。
传统的污水处理方法,较难直接分解污染物,残留量较高,容易造成二次污染;同时,成本较高,设备较为复杂。
而欠发达地区通常使用的方法是利用自然水体的自身净化能力对受到污染的水体进行净化,这种方法对自然环境的破坏较大,过多依赖水体的自然净化能力,不符合可持续发展的战略目标。
而新兴的微生物活性污泥法,因为其设备简单,投资较低,污水净化效率高,二次污染少等优势,得到了广泛的应用与认可。
并在实践中不断发展。
一、水体自净和活性污泥法自然界中的水体是存在自我净化的能力的。
当水体中存在一些有机污染物的时候。
水中的浮游生物、紫外线照射等影响因素就可以使有污染性的有机物转变为无害的简单物质。
使水体质量恢复到受到污染之前的水平。
这就是水体自净。
但是,水体自净是存在一个污染浓度的上限的。
也就是说,自然界的水体存在一定的自净容量。
超过自净容量的水体污染就不能被水体的自净能力所消化。
因此,自净容量就是指在水体正常生物循环过程中能够净化有机污染物的最大数量。
基于以上思路,我们可以人为扩大水体的自净容量。
这就引出了活性污泥法在污水处理中的应用。
活性污泥法,是利用活性污泥中的好氧生物,对污水中的污染物进行氧化还原。
使之变为无害化产物的过程。
将曝气池与二次沉淀池进行串联,并且将污泥管与之回联。
使得二次沉淀池中沉淀的污泥回流到曝气池中。
使这些污泥以及其中的活性成分能够在曝气池中起到凝聚、吸附的作用。
同时,其中的微生物能够使曝气池中的有害化学成分进行氧化分解。
这就是活性污泥法的基本原理和概念。
二、活性污泥法的基本原理活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理废水的一类好氧生物处理方法,生物絮体称活性污泥。
2021年给排水专业知识练习题和答案(Part5)共2种题型,共85题一、单选题(共50题)1.排水管道接口一般有柔性、刚性和半柔性半刚性三种形式,污水和污水合流管道应采用下列哪项接口形式?()A:柔性接口B:刚性接口C:半柔性半刚性接口D:以上三种形式均可,依据地质条件确定【答案】:A【解析】:根据《室外排水设计规范》4.3.4条,管道接口应根据管道材质和地质条件确定,污水和合流污水管道应采用柔性接口。
故选A2.下述活性污泥法工艺均具有脱氧除磷能力,哪项反应器设计不宜采用最高日最高时流量?()A:AAO法反应器B:Orbal氧化沟C:多点进水多级AO反应器D:CAST反应器【答案】:D【解析】:依据《室外排水设计规范》6.6.34条,SBR反应池宜按平均日污水量设计,而CAST反应器属于SBR反应池的一种,故选择D 3.下列关于高层建筑生活热水供应系统减压阀设置的图示中,哪个是错误的?()A:B:C:D:【答案】:A【解析】:依据《建筑给水排水设计规范》5.2.13条的条文说明:“为高低两区共用一加热供热系统,分区减压阀设在低区的热水供水立管上,这样高低区热水回水汇合至图中A点时,由于低区系统经过了减压,其压力将低于高区,即低区管网中的热水就循环不了”。
4.某小区的车行道、绿地下均敷设给水管道.地坪标高均按-3.0m计,土壤冰冻深度为0.5m。
则下列哪项错误?()A:车行道下给水管的管顶标高不得高于-3.65mB:车行道下给水管的管顶覆土厚度不得小于0.70mC:绿地下给水管的管顶标高不得高于-3.65mD:绿地下给水管的管顶覆土厚度不得小于0.65m【答案】:B【解析】:参见《建筑给水排水设计规范》3.5.3条,室外给水管道的覆土深度,应根据土壤冰冻深度、车辆荷载、管道材质及管道交叉等因素确定;管顶最小覆土深度不得小于土壤冰冻线以下0.15m,行车道下的管线覆土深度不宜小于0.70m。
5.下列关于排水泵站设计的说法中,哪项不合理?()A:某雨水泵站水泵叶轮轴心设计标高与集水井最高水位持平B:某地雨水泵站入口处设计地面标高仅高于设计洪水位0.80mC:某地商业街的排水泵站供电按二级负荷设计D:某位于居民区的污水泵站采用生物除臭装置【答案】:A【解析】:参见《室外排水设计规范》5.1.6条,可知A项正确。
2.1.5活性污泥法的动⼒学基础活性污泥法动⼒学研究的⽬的是:定量地研究微⽣物在⼀定条件下对有机污染物的降解速率,使污⽔处理在⽐较理想的条件下,达到处理效率,并且使得⼯艺设计和运⾏管理更加合理。
此外,通过动⼒学研究,明确有机物代谢和降解的内在规律,以便⼈们能够主动地对污⽔⽣物处理的⽣化反应速度进⾏控制,以达到处理的要求。
本书主要介绍了莫诺德⽅程和以此为基础建⽴的劳伦斯-麦卡蒂⽅程。
1、莫诺德⽅程该⽅程是莫诺德在1942年⽤纯种微⽣物在单⼀⽆毒性的有机底物的培养基上进⾏的微⽣物增殖速率和底物浓度之间的关系研究试验中得到的,并提出了与描述酶促反应速度与有机底物关系式类似的微⽣物增殖速率和底物浓度关系式,此后,他⼈进⾏的混合微⽣物群体组成的活性污泥对多种有机底物的微⽣物增殖试验,也取得了与莫诺德提出关系相似的结果,这说明莫诺德⽅程是适合活性污泥过程的。
要熟悉莫诺德⽅程的推导及推论,熟悉莫诺德⽅程中各常数的求解。
2、劳伦斯-麦卡蒂⽅程劳伦斯-麦卡蒂基本⽅程是根据莫诺德⽅程建⽴的动⼒学关系式,仍是基于微⽣物的增殖和有机物的降解过程。
该⽅程强调污泥龄(即细胞停留时间)的重要性,由于污泥龄可以通过控制污泥的排放量进⾏调节,因此,劳伦斯-麦卡蒂基本⽅程在实际应⽤中的可操作性强。
另外,由劳伦斯-麦卡蒂基本⽅程衍⽣的其他关系式可以确定曝⽓池出⽔有机物浓度、曝⽓池微⽣物与污泥龄的关系浓度,确定污泥龄与污泥回流⽐的关系,确定有机物在⾼浓度与低浓度时的降解关系,确定活性污泥表观产率与污泥产率的关系等等。
2.1.6活性污泥法的净化机理、过程及影响因素1、净化机理及过程⑴活性污泥中的微⽣物在酶的催化作⽤下,利⽤污⽔中的有机物和氧,将有机物氧化为⽔和⼆氧化碳,达到去除⽔中有机污染物的⽬的。
⑵净化过程活性污泥去除污⽔中有机物的过程⼀般分为三个阶段:①初期的吸附去除阶段在该阶段,污⽔和污泥在刚开始接触的5~10min内就出现了很⾼的BOD去除率,通常30min内完成污⽔中的有机物被⼤量去除,这主要是由于活性污泥的物理吸附和⽣物吸附作⽤共同作⽤的结果。
13.3 活性污泥反应动力学及应用13.3.1 概述活性污泥反应动力学能够通过数学式定量地或半定量地揭示活性污泥系统内有机物降解、污泥增长、耗氧等作用与各项设计参数、运行参数以及环境因素之间的关系。
在活性污泥法系统中主要考虑有机物降解速度、微生物增长速度和溶解氧利用速度。
目前,动力学研究主要内容包括:(1)有机底物降解速度与有机物浓度、活性污泥微生物量之间的关系。
(2)活性污泥微生物的增殖速度与有机底物浓度、微生物量之间的关系。
(3)微生物的耗氧速率与有机物降解、微生物量之间的关系。
13.3.2 反应动力学的理论基础(1)有机物降解与活性污泥微生物增殖曝气池是一个完整的反应体系,池内微生物增殖是微生物合成反应和内援代谢两项胜利活动的综合结果,即:微生物增殖速率= 降解有机物合成的生物量速率—内源代谢速率式中,Y——产率系数,即微生物降解1kgBOD所合成的MLSS量,kgMLSS/kgBOD;K d——自身氧化率,即微生物内源代谢的自身减少率;对于完全混合式活性污泥系统,曝气池中的微生物量物料平衡关系式如下:每日池内微生物污泥增殖量=每日生成的微生物量—每日自身氧化掉的量∴式中,S0——原水BOD浓度;S e——处理出水BOD浓度;Q——日处理水量,m3/d;V——曝气池容积,m3;X——曝气池中污泥平均浓度,mg/L。
两边除以VX ,式子变为而q称为BOD比降解速率,其量纲与污泥负荷相同,单位一般用kgBOD/(kgMLSS?d)表示。
即,θc为泥龄。
可见高去除负荷下,污泥增长很快,导致排泥加快,污泥龄就短,生物向不够丰富,因此原水的可生化性要好。
对于一个稳定的反应体系,Y、K d是常数,可以设计实验获得。
一般生活污水类水质,Y=0.5~0.65,K d=0.05~0.1;部分工业废水的Y、K d值见设计手册。
(2)有机物降解与需氧量同样,曝气池内,因为降解有机物,就要消耗溶解氧O2,同时微生物内源代谢也消耗溶解氧。
4-2活性污泥法反应动力学一、概述 研究目的:定量或半定量地揭示系统内有机物降解、污泥增长、耗氧等作用与各项设计参数、运行参数以及环境因素之间的关系;研究内容:(1)基质降解的动力学,涉及基质降解与基质浓度、生物量等因素的关系; (2)微生物增长动力学,涉及微生物增长与基质浓度、生物量、增长常数等因素的关系; (3)还研究底物降解与生物量增长、底物降解与需氧、营养要求等的关系。
模型假设:①曝气池为完全混合式; ②在稳定状态下; ③进水和出水无微生物;④二沉池中微不发生微生物对有机物的降解; ⑤底物浓度用可降解的有机物浓度表示; ⑥温度不变,进水有机物成分性质不变 二、有机底物降解动力学 1、米氏方程1913年,德国化学家Michaelis 和Menten 根据中间产物学说对酶促反映的动力学进行研究,提出表示整个反应中底物浓度和反应速度关系公式——米氏方程。
在酶促反应中,在低浓度底物情况下,反应相对于底物是一级反应(first order reaction );而当底物浓度处于中间范围时,反应是混合级反应(mixed order reaction )。
当底物浓度增加时,反应由一级反应向零级反应(zero order reaction )过渡。
maxm v S v K S=+ V max —最大反应速度。
S —反应中底物浓度。
K m —米氏常数;表示反应达到1/2V max 的底物浓度,mol/L ,由酶的性质决定,与酶的浓度无关。
2、Monod 方程1942年Monod 在纯培养的单一底物的试验中发现微生物的增殖速度与底物浓度之关系符合米氏方程。
max S S K Sμμ=+ 微生物比增殖速率:单位质量微生物的增殖速率,T -1;u max —微生物最大比增殖速度,T -1。
K S —饱和常数u=1/2u max 时的底物浓度,或称半速率常数。
S —有机底物浓度。
1950年采用异养微生物群体(混合培养)和单一基质的试验,提出微生物比增长速率max 1S S dXX dtK Sμμ==+假定u=rv ,u max =rv max ,则maxmax 1S S S S dSv v r r K S K S X dtμμ====-++ 得Monod 方程:max S dSXSv dtK S-=+Monod 方程的两个推论: ①高底物浓度S 》K S ,max dSv X dt-=,有机物降解速率=v max ,与底物浓度无关,零级反应。