9.4活性污泥法的设计计算 曝气池的设计计算主要是根据进水情况和出水的要求,选择曝气池的 类型,所需的供氧量和排除的剩余活性污泥量等。 有机物负荷率法 (1)污泥负荷指单位重量活性污泥在单位时间内所能承受的BOD5量 去除负荷指单位重量活性污泥在单位时间内所去除的BOD5量 Qso L Q(S。-S)=nL (2)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 Ly=QSo/V 曝气池体积的计算 QS Q(S V=QSo/=Q(So-Se)
9.4 活性污泥法的设计计算 曝气池的设计计算 主要是根据进水情况和出水的要求，选择曝气池的 类型，所需的供氧量和排除的剩余活性污泥量等。 一、有机物负荷率法 （1）污泥负荷 指单位重量活性污泥在单位时间内所能承受的BOD5量 去除负荷 指单位重量活性污泥在单位时间内所去除的BOD5量 （2）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 LV=QS0 /V LV,r=Q(S0 -Se )/V 曝气池体积的计算 V=QS0 /V=Q(S0 -Se )/LV,r
、有机物负荷率法 污泥生成量的计算 dx ds Y kd 微生物增长常数,即每消耗单位底物所形成的微生物量,一般为 0.35v0. 8mgMLVSS/mgBOD5 k微生物自身氧化率,一般为0.05~0.1d1 △x=aLVx-bVx Ax一每天污泥增加量,kg/d; a——污泥合成系数,一般a=030~072,平均为052; b—污泥自身氧化系数,d1,一般b=002~018,平均为007
一、有机物负荷率法 污泥生成量的计算 Y——微生物增长常数，即每消耗单位底物所形成的微生物量，一般为 0.35~0.8mgMLVSS/mgBOD5 ; kd——微生物自身氧化率，一般为0.05~0.1d-1 Δx=aLrVx-bVx Δx——每天污泥增加量，kg/d； a——污泥合成系数，一般a=0.30~0.72，平均为0.52； b——污泥自身氧化系数，d -1 ，一般b=0.02~0.18，平均为0.07
、有机物负荷率法 污泥需氧量的计算 O2=a'LrVx-tb'vx 氧速辈 最大供氧 O2—每日系统的需氧量,kg/d; 1.5 4—有机物代谢的需氧系数,kg/ kgBOD; 需氧量(kgO2/ kgBOD) b—污泥自身氧化需氧系数,kg/ kgMLSS·d.9i 一般a'=0.25~0.76,平均为047;b'= 0.5 0.10~0.37,平均为017 0.20.40.60.81.0 Q(S。-S) =a1+ 污泥负荷( koBOL,/ kass.d) 需氧量与污泥负荷的经验关系
一、有机物负荷率法 污泥需氧量的计算 一般a′=0.25~0.76，平均为 0.47；b′= 0.10~0.37，平均为 0.17
、有机物负荷率法 污泥负荷与处理效率的关系 在底物浓度较低时,比底物降解速率为 ds/(x)=Q(So-Se/(xvv)=kse 100 90 ∠QS。QS(S vv(s KSe/n 70 乙醇 L=K 60 半化浆 甲醛 粪 便; 30 分液上原类便 Q, s 00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.2 v, Se,rv 污泥负荷( kg bod/ kgMLSS·d) 污泥负荷与BOD去除率的关系 完全混合曝气池示意 (各种有机废水)
污泥负荷与处理效率的关系 在底物浓度较低时，比底物降解速率为 -ds/(xvdt)=Q(S0 -Se )/(xVV)=KSe 一、有机物负荷率法
、有机物负荷率法 污泥负荷对活性污泥特性的影响 水温对污泥负荷的影响 21℃ 在一定的水温范围内,提高水 38℃ 温,可以提高BOD的去除速度和能 300 力,有利于活性污泥絮体的形成和 200 低负荷 沉淀。 水温较高时,可降低回流比, 5.04.03.02.52. 01.00 减小污泥浓度,从而相对提高了污 BOD负荷(l:gBOD/ kgMLSS·d) 泥负荷。 BOD负荷及水温对污泥 Lr=Loor SⅥI值的影响 污泥负荷对营养比的影响 高负荷:15~2.0 kgBOD/ kgMLSS.d 一般负荷:BOD:N:P=100:5:1 中负荷:02~0.4 kgBOD/ kgMLSSed 延时曝气法:BOD:N:P=100:1:0.5 低负荷:0.03~0.05 kgBOD/ kgMLSS.d
污泥负荷对活性污泥特性的影响 一、有机物负荷率法 高负荷：1.5~2.0kgBOD/kgMLSS•d 中负荷：0.2~0.4kgBOD/kgMLSS•d 低负荷：0.03~0.05kgBOD/kgMLSS•d 水温对污泥负荷的影响 在一定的水温范围内，提高水 温，可以提高BOD的去除速度和能 力，有利于活性污泥絮体的形成和 沉淀。 水温较高时，可降低回流比， 减小污泥浓度，从而相对提高了污 泥负荷。 污泥负荷对营养比的影响 一般负荷： BOD:N:P=100:5:1 延时曝气法：BOD:N:P=100:1:0.5
、劳伦斯和麦卡蒂( Lawr ence- McCarty)法 细胞平均停留时间 细胞平均停留时间θ也称泥龄,表示微生物在曝气池中的平均培养时 间,也即曝气池内活性污泥平均更新一遍所需的时间。 细胞平均停留时间时比生长速度的倒数。 曝气池 8c =1/H=X dx/dt) Q, So 沉淀池},一 0 Qx+(Q-Q。) r,v,s RQ Qw——由曝气池排出的污泥流量; x:—二次沉淀池出水中挟带的活性污泥浓度。 有污泥回流的连续流混合系统 8c≈V/Qy
二、劳伦斯和麦卡蒂（Lawrence -McCarty）法 一、细胞平均停留时间 细胞平均停留时间θc也称泥龄，表示微生物在曝气池中的平均培养时 间，也即曝气池内活性污泥平均更新一遍所需的时间。 细胞平均停留时间时比生长速度的倒数。 θc = 1/μ = x•(dx/dt) θc ≈ V/Qw
劳伦斯-麦卡蒂( Lawrence- McCarty)法 细胞平均停留时间 空气、 Qo, S0, Xo vx 进水 曝气池 二次出水 沉淀池 QIR+(Q-Qw) V, x, S B=vx/(Vxr 回流污泥QBRx 剩余污泥 劳伦斯-麦卡蒂法 1、劳伦斯和麦卡蒂根据莫诺特方程提出了曝气 池中基质去除速率和微生物浓度的关系方程 活性污泥法的基本流程 9=qr K+c ds/dt=KSx/(Ks+s) 2、微生物的增长和基质的去除关系方程: dxdt=y(ds/dt)-Ka°X 或dydt=yobs°(dS/dt)
二、劳伦斯-麦卡蒂（Lawrence -McCarty）法 细胞平均停留时间 二、劳伦斯-麦卡蒂法 1、劳伦斯和麦卡蒂根据莫诺特方程提出了曝气 池中基质去除速率和微生物浓度的关系方程： s s s K C C q q + = max dS/dt = KS•x / (Ks+S) 2、微生物的增长和基质的去除关系方程： dx/dt = y•(dS/dt) - Kd•x 或 dx/dt = yobs•(dS/dt)
、劳伦斯-麦卡蒂( Lawr ence- McCarty)法 劳伦斯-麦卡蒂法 对系统进行微生物量衡算, 累积=进入一出流+净增长 V =Qxo-[]r+(Q d )x]+V一￥4一k dt 稳态时,dy/dt=0,并假定x0=0,则 噪气池 +g2 Q-t Qw)xe - So-s k 沉淀池 (Q-Q) S。-S Y x k RQ, TR,S YL-k 因此,曝气池内污泥浓度 (So-sy 6 (1+k日)日 曝气池体积 V=8YQ(S0-S∥x(1+ka
二、劳伦斯-麦卡蒂（Lawrence -McCarty）法 劳伦斯-麦卡蒂法 稳态时，dx/dt = 0，并假定x0 = 0，则 因此，曝气池内污泥浓度 曝气池体积 V=θcYQ(S0 -Se )/x(1+kdθc ) 对系统进行微生物量衡算
劳伦斯-麦卡蒂( Lawrence- McCarty)法 劳伦斯-麦卡蒂法 对系统进行底物衡算, 累积=进入一出流+净增长 ds dtQSo-[QSe+(Q-Q)SeJ-vrs 稳态时,ds/dt=0,而且 KrS K 则 Q(So-S)=v KxS Q K,+S 噪气池 s,- 代入 (1+ 沉淀池 ,v,S, 得 K,(1+k0) RQ, rR,S eYKO。一k30-1
二、劳伦斯-麦卡蒂（Lawrence -McCarty）法 劳伦斯-麦卡蒂法 对系统进行底物衡算， 稳态时，ds/dt = 0，而且 代入 则 得
二、劳伦斯-麦卡蒂( Lawr ence- McCarty)法 排除的剩余活性污泥量计算 所需的空气量计算 理论耗氧量=有机物氧化的耗氧量转化 ddt= yobs(ds/dt) 为剩余污泥的有机体的有机物耗氧量 v-Qn-[Qx+(Q-a)x]+v(y出一A)有机物氧化的耗氧量有机物完全氧化的 1/0c= Yds/dt-kd 转化为剩余污泥的有机体的有机物耗氧量 142△x(kg/d) 所以yds=1+K0 其中,BOD5=0.68BODu 剩余活性污泥量(以挥发性悬浮固体表示)氧化1kg徽生物所需的氧量为142kg △x= Yobs Q(S0-S) 则系统每天的需氧量为 O2=Q(S0-S103/0.68-142△x
二、劳伦斯-麦卡蒂（Lawrence -McCarty）法 排除的剩余活性污泥量计算 dx/dt = yobs•(dS/dt) 1/θc = Yds/dt - kd 所以 剩余活性污泥量（以挥发性悬浮固体表示） Δx =Yobs Q(S0 -Se ) 所需的空气量计算 理论耗氧量=有机物氧化的耗氧量- 转化 为剩余污泥的有机体的有机物耗氧量 有机物氧化的耗氧量=有机物完全氧化的 需氧量BODu=Q(S0 -Se )10-3 /0.68（kg/d） 转化为剩余污泥的有机体的有机物耗氧量 =1.42 Δx （kg/d） 其中，BOD5=0.68BODu 氧化1kg微生物所需的氧量为1.42kg 则系统每天的需氧量为 O2 = Q(S0 -Se )10-3 /0.68 - 1.42 Δx