当前课程知识点：水污染控制工程 > 第八章 活性污泥处理技术 > 8-5 有机物去除过程工艺计算 > Video
大家好
这次课我们来了解有机物去除过程工艺计算
生物化学反应是一种以生物酶为催化剂的化学反应
底物降解速度和反应器中底物浓度有关
污水生物处理中
人们总是创造合适的环境条件
去得到希望的反应速度
以单位时间里底物的减少
或细胞的增加来表示生化反应速度
反应系数又称产率系数，
当反应速度与一种反应物的浓度a次方成正比
同时与另一种反应物浓度的b次方成正比时
则a b之和 即为生化反应的级数
以底物浓度的对数为横坐标
反应速率的对数值为纵坐标
即可绘得一条直线
斜率即为反应级数。
反应速度不受反应物浓度的影响时
称这种反应为零级反应
有机污染物浓度以恒速减少。
反应速度与反应物浓度的二次方成正比
称这种反应为二级反应
有机污染物浓度的倒数随时间的延长
呈线性减少，
在一切生化反应中
微生物的增长是底物降解的结果
彼此之间存在着一个定量关系
莫诺特对此进行研究
得出的莫诺特方程式表达了
底物浓度和微生物比增长速度之间的关系。
我们把底物利用与微生物增量之间的关系
用产率系数来表达
产率系数为微生物比生长速率与比底物利用速率之比
劳伦斯-麦卡蒂将底物利用
与微生物增量之间的关系带入莫诺特方程
得到目前废水生物处理工程中
常用反应物的比降解速度
与底物浓度变化之间的
两个基本反应动力学方程式
应用该动力学方程式对废水处理过程进行分析
将底物浓度为横坐标
酶反应速度为纵坐标
绘制曲线
结果显示
底物利用速率与底物浓度之间的关系是连续的
当底物浓度低时
反应呈一级反应特征
底物浓度增高时
逐渐趋向于零级反应
该结果已做为废水生物处理系统的设计和运行的依据
前述的动力学方程式结合处理系统的物料衡算
也可对底物与微生物之间的关系进行分析
如 在反应过程中
底物消耗量=生物合成消耗量+能量提供消耗量
其中
微生物净生长速率=生物合成量-自身氧化减少量
内源代谢速率K与现阶段的微生物量成正比
K为自身氧化系数
引入产率系数公式
即可得到微生物净增长与底物降解之间的关系式
在实际工程中,
产率系数（微生物增长系数）常以实际测得的
表观产率系数（微生物净增长系数）代替
上列诸式表达了生物反应处理器内
微生物的净增长和底物降解之间的基本关系
亦可称为废水微生物处理工程基本数学模式
在生化反应装置中
微生物利用有机物进行增殖
再通过沉淀池进行泥水分离
一般以回流部分沉淀污泥的方式
来维持反应器中的生物量
对微生物量进行物料平衡计算
计算结果表明
得出微生物的比增长速率与泥龄成反
说明通过控制泥龄就能控制微生物
比增长速率及系统中微生物生长状态
结合麦卡蒂公式
推导后得出出水有机物浓度的表达式
该式表明活性污泥法出水有机物浓度
仅仅是污泥泥龄和动力学参数的函数
与进水有机物浓度无关
进一步说明在污水生物处理过程中
控制微生物生长期对系统运行重要性
那么
对于采用活性污泥法对废水进行处理的过程中
如何进行设计计算呢？
在设计过程中
首先要确定设计参数
对于不同活性污泥法处理工艺
控制参数不同
对于水质 水量较稳定的废水
在设计时常采用经验数据做为参数
例如传统活性污泥法可选用
表中所示的典型设计参数进行计算
由于污水水质的复杂性
有些情况需要通过试验来确定设计参数。
首先我们讨论关于曝气池容积的设计计算方法。
容积的设计计算可采用
有机物负荷法或污泥龄法
污泥负荷法又分为
有机物负荷法和水力负荷法
活性污泥负荷法是基于活性污泥法中
微生物生长曲线特征
即活性污泥系统中活性污泥的凝聚
沉降性能
系统的处理效率主要取决于
活性污泥负荷来进行的
考虑在实际废水处理过程中
部分有机物未被微生物利用
因而在室外排水设计规范中将底物S0
换为进水底物浓度S0
和出水中有机底物浓度Se的差值
计算公式中X为曝气池中
挥发性悬浮固体浓度
将污泥负荷定义式1
变形后即可得到体积计算公式2
容积负荷是指单位容积曝气池
在单位时间内所能接纳的BOD量
当采用水力负荷法计算时
将水力负荷定义式3进行变形即可
根据生化反应过程中物质变化规律
选择 控制好污泥龄对活性污泥法
运行控制是非常重要的
因而也可采用前述课程中
得出的动力学公式4
选择合适的污泥龄
对曝气池体积进行设计计算。
在对剩余污泥量△X进行设计计算时
也可采用污泥龄法
或根据污泥产率系数
表观产率系数进行计算。
曝气池内活性污泥对有机物的氧化分解
及微生物的正常代谢活动
均需要氧气
需氧量一般采用下列两种方法计算
第一种方法
根据有机物降解需氧率和内源代谢需氧率计算
在曝气池内
活性污泥对有机污染物的氧化分解
和其本身的内源代谢都是耗氧过程
如计算公式8所示
将这两部分氧化过程所需要的氧量相加而得到
也可将公式8变形
将污泥负荷代入
即得公式9。
对于含碳可生物降解物质的需氧量
可根据处理污水的可生物降COD浓度
和每天排除系统的剩余污泥量来计算
如公式10所示
进出水中可生物降解有机物量
如全部被氧化
所需要的氧量的差值
扣除合成生物细胞而未氧化的有机物
如果被氧化而需要的氧量
其差值即为微生物氧化有机物
实际需要的氧量
其中
完全氧化1个单位质量细胞需要1.42单位的氧
实际应用中
通常以BOD作为污水中
可生物降解的有机物浓度
在标准状态下
BOD测值约为全部可生物降解
有机物量值的68%
因而 可将式10变形为公式11
在具体的设计计算过程中
需根据实际情况
采用已有的较可靠设计参数
代入相应计算公式
即可进行设计计算了
有机物去除过程设计计算的内容就讲到这里
再见
-课程内容提要
--污水处理基本流程
--本章内容提要
-1-1 水污染的形成
--1.1课件
-1-1 水污染的形成--作业
-1-2 污水处理程度
--1.2课 件
-1-2 污水处理程度--作业
-教材阅读与拓展
--湖水缘何变绿
--毒物污染之毒
--水污染公害事件
-本章内容提要
--本章内容提要
-2-1 城镇排水系统体制和组成
--2.1课件
-2-1 城镇排水系统体制和组成--作业
-2-2 排水管渠附属构筑物
--2.2课件
-2-2 排水管渠附属构筑物--作业
-教材阅读与拓展
--检查井的最大间距
--混凝土管道的连接
-本章内容提要
--本章内容提要
-3-1 污水管渠水力计算
--3.1课件
-3-1 污水管渠水力计算--作业
-3-2 污水管道设计流量估算
--3.2课件
-3-2 污水管道设计流量估算--作业
-教材阅读与拓展
-本章内容提要
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-4-1 雨水径流污染控制
--授课视频
--4.1课件
-4-1 雨水径流污染控制--作业
-4-2 雨水径流资源化
--Video
-4-2 雨水径流资源化--作业
-教材阅读与拓展
--html
--html
-本章内容提要
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-5-1 污水管道系统规划
--Video
--5.1课件
-5-1 污水管道系统规划--作业
-5-2 污水管道设计
--Video
--5.2课件
-5-2 污水管道设计--作业
-教材阅读与拓展
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-本章内容提要
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-6-1 常用污水泵
--Video
--6.1课件
-6-1 常用污水泵--作业
-6-2 污水泵选型
--Video
--6.2课件
-6-2 污水泵选型--作业
-6-3 污水泵站设计方法
--Video
--6.3课件
-6-3 污水泵站设计方法--作业
-教材阅读与拓展
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-本章内容提要
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-7-1 格栅
--Video
--html
--7.1课件
-7-1 格栅--作业
-7-2 沉砂池
--Video
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--7.2课件
-7-2 沉砂池--作业
-7-3 沉淀池
--Video
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--7.3课件
-7-3 沉淀池--作业
-7-4 砂滤处理技术
--Video
--7.4课件
-7-4 砂滤处理技术--作业
-7-5 气浮处理技术
--Video
--html
--7.5课件
-7-5 气浮处理技术--作业
-课程阅读与拓展
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-本章内容提要
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-8-1 污水生物处理原理
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--8.1课件
-8-1 污水生物处理原理--作业
-8-2 活性污泥法基本流程
--Video
--8.2课件
-8-2 活性污泥法基本流程--作业
-8-3 曝气反应池基本形式
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--8.3课件
-8-3 曝气反应池基本形式--作业
-8-4 常见曝气反应池变型方式
--Video
--8.4课件
-8-4 常见曝气反应池变型方式--作业
-8-5 有机物去除过程工艺计算
--Video
--8.5课件
-8-5 有机物去除过程工艺计算--作业
-8-6 生物脱氮技术
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--8.6课件
-8-6 生物脱氮技术--作业
-8-7 生物除磷技术
--Video
--8.7课件
-8-7 生物除磷技术--作业
-8-8 生物脱氮除磷技术
--Video
--8.8课件
-8-8 生物脱氮除磷技术--作业
-8-9 曝气设备
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--8.9课件
-8-9 曝气设备--作业
-本章内容提要
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-9-1 生物膜处理原理
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--9.1课件
-9-1 生物膜处理原理--作业
-9-2 普通生物滤池
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--9.2课件
-9-2 普通生物滤池--作业
-9-3 生物接触氧化池
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--9.3课件
-9-3 生物接触氧化池--作业
-9-4 曝气生物滤池
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--9.4课件
-9-4 曝气生物滤池--作业
-本章内容提要
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-10-1 污水生态处理原理
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--10.1课件
-10-1 污水生态处理原理--作业
-10-2 稳定塘技术
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--10.2课件
-10-2 稳定塘技术--作业
-10-3 人工湿地技术
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--10.3课件
-10-3 人工湿地技术--作业
-本章内容提要
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-11-1 厌氧生物处理原理
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--11.1课件
-11-1 厌氧生物处理原理--作业
-11-2 厌氧生物处理工艺
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--11.2课件
-11-2 厌氧生物处理工艺--作业
-11-3 高效厌氧反应器
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--11.3课件
-11-3 高效厌氧反应器--作业
-本章内容提要
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-12-1 酸碱调节处理技术
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--12.1课件
-12-1 酸碱调节处理技术--作业
-12-2 化学沉淀处理技术
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--12.2课件
-12-2 化学沉淀处理技术--作业
-12-3 氧化还原处理技术
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--12.3课件
-12-3 氧化还原处理技术--作业
-12-4 化学混凝处理技术
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--12.4课件
-12-4 化学混凝处理技术--作业
-12-5 高级氧化处理技术
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--12.5课件
-12-5 高级氧化处理技术--作业
-本章内容提要
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-13-1 吸附处理技术
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--13.1课件
-13-1 吸附处理技术--作业
-13-2 离子交换处理技术
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--13.2课件
-13-2 离子交换处理技术--作业
-13-3 膜处理技术
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--13.3课件
-13-3 膜处理技术--作业
-本章内容提要
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-14-1 污泥处理工艺
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--14.1课件
-14-1 污泥处理工艺--作业
-14-2 污泥浓缩技术
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--14.2课件
-14-2 污泥浓缩技术--作业
-14-3 污泥消化技术
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--14.3课件
-14-3 污泥消化技术--作业
-14-4 污泥脱水技术
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--14.4课件
-14-4 污泥脱水技术--作业
-城市污水处理
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