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在单位容积内氧的转移速率（kg/m3?h） 结论：
1dMdCA??KL?Cs?C??K2a?Cs?C?VdtdtVAKLa?KLVdC??KLa?Cs?C?dt?Cs?C0?KLa?lg??C?C???2.3?t?s?1) KLa为氧总转移系数，此值表示在曝气过程中氧的总传递性，当传递过程中的阻力大，
则KLa低，反之则KLa高。
2) 1/KLa表示的是曝气池中DO浓度从C0提高到CS所需时间。
3) 提高KLa，需加强液相主体的紊流程度，降低Xf，增大气-液接触面积。 4) 提高CS值，提高气相主体中的氧分压。 3 KLa的测定
二、氧转移的影响因素
1 污水水质
（1）表面活性物质：修正系数α=污水中的KLa'/清水中的KLa' （2）溶解盐类：修正系数β=污水中的CS'/清水中的CS' 2 温度
（1）对KLa的影响
?KLa?T??KLa?20??1.024?T?20?（2）对CS的影响
水温对氧的转移有相反的影响
当15～30℃时：水温低对氧转移有利，30～35℃时：水温较高对氧转移有利。 4 氧分压
修正系数ρ=所在地区实际气压/1.013×105 根据亨利定律
Cs=HP
dC?T??Ka?:?T???扩散??Ka???LL??dt??T??C???C?C???dC?ss?dt? 36
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Csb?1P0OcCs(?) 2P21三、氧转移系数与供气量的计算
在稳定运行条件下，氧的转移速度应等于活性污泥微生物的需氧速度（Rr）
dC??KLa?1.024(T?20)(??Cs(T)?C)?Rr dt在标准条件下，转移到曝气池混合液中的总氧量（R0）：
R0?KLaCS20V
而在实际条件下，转移到曝气池的总氧量（R）：
R?RrV
解上二式得
R0?氧转移效率（氧利用率）：
RC20 (T?20)?KLa?1.024(??Cs(T)?C)EA?鼓风曝气装置的供气量为：
R0100% SGs?R0?100
0.3EA第六节 活性污泥处理系统的工艺设计
自学
第七节 活性污泥处理系统的维护管理
一、活性污泥处理系统的投产和活性污泥的驯化
1 活性污泥的培养和驯化 同步培驯法：培养驯化同时进行 异步培驯法：先培养后驯化 接种培驯法：取剩余污泥驯化 2 试运行
确定最佳的运行条件，Ns、MLSS、空气量、污水注入方式
二、活性污泥处理系统运行中的异常情况
1 污泥膨胀
（1）丝状菌膨胀
原因：废水水质，环境条件
机理：A/V假说；耐毒性假说；生物选择性假说 （2）菌胶团膨胀 2 污泥解体
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现象：处理水质混浊，活性污泥絮凝体微细化，处理效果变坏。 原因：运行不当，有毒物质的混入。 3 污泥腐化
沉积在死角的长期滞留的污泥，因厌氧发酵而产生气体甲烷、硫化氢等，使污泥大量上浮 4 污泥上浮 5 泡沫问题
第五章 污水的生物处理方法（二）——生物膜法
教学要求：
1) 掌握生物膜法的微生物学特征和工艺特征 2) 掌握高负荷生物滤池、曝气生物滤池、塔式生物滤池以及生物转盘三相传质和工艺运行
特点。
3) 掌握生物接触氧化特点及其工艺设计
第一节 概述
生物膜——是使细菌、放线菌、蓝绿细菌一类的微生物和原生动物、后生动物、藻类、真菌一类的真核微生物附着在滤料或某些载体上生长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥。
生物膜法：污水经过从前往后具有细菌→原生动物→后生动物、从表至里具好氧→兼氧→厌氧的生物处理系统而得到净化的生物处理技术。
一、生物构造及其对有机物的降解
1 生物膜的构造特征
生物膜(好氧层＋兼氧层＋厌氧层)＋附着水层(高亲水性)。 2 降解有机物的机理
生物膜 厌氧 附着水层 1) 微生物：沿水流方向为细菌——原生动物—
—后生动物的食物链或生态系统。具体生物
滤以菌胶团为主、辅以球衣菌、藻类等，含有
料 大量固着型纤毛虫（钟虫、等枝虫、独缩虫
等）和游泳型纤毛虫（楯纤虫、豆形虫、斜管虫等），它们起到了污染物净化和清除池内生物（防堵塞）作用。
2) 污染物：重→轻(相当多污带→α中污带→
β中污带→寡污带). 3) 供氧：借助流动水层厚薄变化以及气水逆向
流动，向生物膜表面供氧。 4) 传质与降解：有机物降解主要是在好氧层进
行，部分难降解有机物经兼氧层和厌氧层分解，分解后产生的H2S，NH3等以及代谢产
－－
物由内向外传递而进入空气中，好氧层形成的NO3－N、NO2－N等经厌氧层发生反硝化，产生的N2也向外而散入大气中。
5) 生物膜更新：经水力冲刷，使膜表面不断更新（DO及污染物），维持生物活性（老化
膜固着不紧）。
好氧 流动水层 · ···· CO2 · · BOD O2 ··BOD · ·· HO 2 ··空· 气 · · O2 ··· NH 3· · HS 2··（6分） 38
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二、生物膜的主要特征
1 微生物相方面的特征 1) 2) 3) 4)
参与净化反应微生物多样化； 食物链长，污泥产率低； 能够存活世代较长的微生物；
可分段运行，形成优势微生物种群，提高降解能力。
2 工艺方面的特征
1) 对水质水量变动有较强适应性； 2) 污泥沉降性能好，宜于固液分离； 3) 能处理低浓度污水； 4) 易于维护管理、节能。 3 与活性污泥法相比
1) 活性污泥法系人工强化生物处理系统，生物量大，处理能力强，而生物膜法更趋于自然
净化原理。
2) 活性污泥法为人工强化三相传质，生物膜法趋向浓度差扩散传质，传质效果较活性污泥
差，处理效率较活性污泥差。
3) 适于工业废水处理站和小规模生活污理厂。
第二节 生物滤池
一、普通生物滤池(现在少见，只需要了解）
1 构造
池体、滤料、布水装置和排水系统(P204 图5-2)。
1) 池体：一般深2~2.5m，池壁超高0.5~0.9m(防风)，其底部为承托层(排水系统和大块滤
料(起支撑、排水以及通水)中部为工作层（掛膜），上部为配水系统，壁可设孔也可不开孔，开孔在冬季有影响。 2) 滤料：碎石、卵石、炉渣、焦炭等，总厚度1.5～2.0m，其中工作层1.3-1.8m，粒径20-40mm;
承托层0.2m，粒径70~100mm。这种滤料比表面积较大，且较粗糙，易掛膜，孔隙率一般，利于供氧与传质，且易就地取材，但材料比重大，荷载重，工作层不厚，工作效率不变，占地大。
3) 布水装置：固定喷咀式布水系统——即投配池、布水管、喷咀组成。污水流入投配池是
连续的，但布水是间歇式，喷水周期5~8min。
4) 投配池内设虹吸装置(间歇供水，使滤料排水后间歇充氧，生物膜再生)。排水干管布设
在滤池表面下0.5~0.8m，支(竖)管依据喷咀服务半径设置，高出滤料之上0.15~0.2m，竖管上安装喷咀，通过喷咀均匀布水。 5) 排水系统：包括渗水装置、汇水沟、总排水沟(或集水槽),见图5-2，汇水沟i=0.01~0.02(横
向)、集水槽i=0.05~0.01(纵向－书中出错)。作用：排放处理后出水，保证间歇阶段的通风(底部h≥0.6m)；汇水沟宽0.15m，间距2.5~4.0m(与布水间距一致)；排水沟内流速＞0.7m/s；
6) 渗水装置可以是大块滤料，也可以是图5-4混凝土板，渗水装置排水口面积占滤池总面
积的20%以上。
二、高负荷生物滤池
1 特征
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通过限制进水BOD值(≤200mg/L)或采用处理水回流，均化水质，提高或加大水力负荷(10倍)，及时冲刷和更新过厚生物膜，保持较高生物活性，改善处理环境状况（抑制厌氧、减少臭味散发）。 2 工艺流程 （1）一段法
部分污泥回流。（见P207图5-5共5种典型流程）
1) 工艺1：污泥回流初沉池，滤池出水回流滤池，利于改善水力负荷，减轻二沉池负
荷。
2) 工艺2：污泥回流初沉池，二沉池出水回流过滤池，（较工艺1比，二沉池负荷略
重）。
3) 工艺3：污泥与二沉池出水同时回流初沉池，加大初沉池负荷（二者回流量大）。 4) 工艺4：具有吸附再生工艺特点，但出水水质差，初沉水力负荷大。 5) 工艺5：滤池出水与污泥均回流到初沉池，初沉水力负荷大 （2）二段法
当污水浓度较高时或对处理出水要求较高时，建议考虑。（见P208图5-6、7）。
二段法强化了优势生物种群，但第二段因污染物少或负荷率低，生物膜生长差，其容积负荷未充分发挥。但二段法能很好解决一段法生物膜积存与堵塞现象。为充分发挥二段法工艺效果与作用，建议采用图5-7的交替出水工艺。 3 构造特点
构造与普通生物滤池同（池体、滤料、出水与排水系统），不同之处如下： 1) 池形.圆形（P210图5-9）
2) 滤料：聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等制成的人工滤料，滤料质轻、耐蚀、高强，呈波
状、管状和蜂窝状，使滤料表面积大，空隙率高（具体见P209表5-4）。当采用自然通风时，滤层厚度≤2m，其中工作层1.8m，承托层0.2m；当采用人工通风时，滤层厚度2～4m。
3) 施转式排水器（见P216图5-10），在横管的同一侧开有一系列间距不等的孔口，中心
疏，二头密，使污水从孔口喷出时产生反作用力，从而反向自由旋转布水（间歇或周期）。竖管连接装置具体见P210图5-8。 4 装置的需氧与供氧 （1）生物膜量
由于在不同厚度的污水浓度不一样，其微生物量不一样，进水端生物膜厚，出水端生物膜薄，故生物量计算困难。
生物膜量计算有二种方法：一种是测膜的厚度（不同深度）一种是称重法 （2）需氧量
O2＝a′BODr＋b′P＝a′Sa＋b′P＝a′（S0－Se）＋b′P
其中：a′为降解1KgBOD5所需氧量。对城市污水取1.46
b′为单位重量生物膜的所需氧量，取值：对城市污水0.18kg/kg P为每m3滤料上的生物膜量。 （3）滤池供氧：
影响因素有：滤池内外的温差、风力、滤料类型、水力负荷（布水量）， 温差与空气流速的关系为：
V＝0.075×⊿T-0.15(m/min)
5 池体设计计算
一般采用负荷法计算。
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