二沉池的物料平衡：
(Q1 Q 4) E XB , H , 4 XB , H , 2 Q 4 Q5
对活性污泥系统异养微生物量作物料平衡：
Ss Q4(Q1 Q4) E Q1 XBH1 [H ( ) bH ]V 2 XBH 2 XBH 2 Q1 XBH 2 Ks Ss Q 4 Q5
3.活性污泥法工艺参数的表达：
• 处理效率： E= (C1-C3)/C1= (SS,1+XS,1- SS,3-XS,3)/ (SS,1+XS,1 )
• 污泥回流比：
R = Q4/Q1 • 容积负荷： BV = Q1C1/V2 • 污泥浓度：
XSS: 以SS表示，XVSS: 以VSS表示，XCOD: 以COD表示

i XB 14
H (
i XB / 14
3.自养菌的 好氧生长 1
1 YA 457 . Y A YA
i XB
1 YA
i XB / 14
i XB f E i XE i XB f E i XE
1 / 7YA
A(
S NH SO )( ) X B, A K NH S NH KO, A SO
进水
水解
生长
出水
对活性污泥系统异养微生物量作物料平衡：
Q1 XB , H 1 bhXB, H ,1V 2 1
进水 衰减
max, H
S 2 SO 2, 2 X B , H , 2V 2 Q 3 XB , H , 3 S 2 KS SO 2, 2 KS , O 2, H
生长 出水
2. 有污泥回流的活性污泥系统
Q1XB,H,1 V2XB,H,2 Q6XB,H,6 Q4XB,H,4 Q5XB,H,5 E Q3 XB,H,3
Q1XB,H,1 + rX,S V2XB,H,2 + Q4XB,H,4= (Q1+Q4)XB,H,2
(Q1+Q4)XB,H,2= Q3XB,H,3 +(Q4+Q5)XB,H,4
上式中假设二沉池中不存留污泥。 如果不考虑剩余污泥的排放，则⍬X = ⍬。 考虑到污染物的去除和微生物的生长，污泥龄可表达成：
X V 2 X 2 /Yobs(C1 C 3)Q1
最小污泥龄⍬ M：系统中细胞流失或排出速度大于其增长 速度时的细胞停留时间，在这种情况下S1 = S3。
1

rvs S 1 Yobs Kd M KS S 1
水处理工程IV教案 ftp://166.111.42.180 用户名：espc 密码：空 目录：水处理工程4讲义
2.5 活性污泥系统的 物料平衡及主要工艺参数的表达
1. 无污泥回流的活性污泥系统
Q1 C1 S1 X1 V2 X2 Q3 C3 S3 X3
图中：Q表示流量，C表示总浓度，V表示容积
S表示溶解性物质浓度，X：表示颗粒物浓度
目的 设计 性能预测与分析 动力学研究 未知 容积，V2 出水浓度，C3 反应速率，rX,S 已知 Q1, C1, X2, C3, Q3, rX,S Q1, C1, V2, X2, Q3, rX,S Q1, C1, X2, V2, Q3, C3
无硝化活性污泥法工艺矩阵
成分 SS XS XI XB,H SO2 rV, …
工艺过程
异养菌的 好氧生长 异养菌 衰减

1 Y max , H
1-fXB,X 1 -1 kgCOD/m3 fXB,XI
1
1 Y max , H max, H S 2 SO 2, 2 XB, A S 2 K S S O 2 , 2 K S , O 2 , H Y max , H
水量平衡式： Q1 = Q3
总物料平衡式： Q1C1 – r v,sV2= Q3C3 以微生物量表达： Q1C1 – rx,sV2XB,2 = Q3C3 式中：r v,s ，rx,s：反应速率， XB,2：微生物浓度 进行物料平衡的目的是应用于设计、性能分析和动力学研究。 活性污泥系统内的物料平衡计算
4.异养菌
的衰减
1 f E 1 f E
-1 -1
fE fE
1
bH X B, H bA X B , A
5.自养菌
的衰减 6.溶解有机 氮的氨化 7.捕集有机 物的水解 8.捕集有机 氮的水解 转换速率
-1
1/14
ka S ND X B, H
kh XS XB,H K, S S O h ( OH )( NO ) XB,H KX XS XB,H KOH KOH , SO , SO KNO SNO
1
-1
1
-1
7 ( X ND / X S )
i ij j
j
FSP = Q3X3 + Q5X5 单位：kg SS/d, kg VSS/d, kg COD/d
FSP = Yobs (C1 – C3)Q1 FSP中含Q1X1带来的泥量必须实测才能得到。
• 污泥龄： 污泥龄是处理系统的污泥（生物量）细胞平均停留时间。
X MX / FSP V 2 X 2 /(Q3 X 3 Q5 X 5 Q6 X 6)
X ND
S ALK
13
j 过程速率
ML 3T 1
YH 1 YH
1 YH 2.86YH

1 YH
i XB
SS SO )( ) X B,H K S S S KO , H S O K S S 1 YH H ( S )( O,H )( NO ) g X B,H KS SS KO,H SO KNO SNO 14 2.86 YH

M
KS S 1 Yobsrvs S 1
IAWQ活性污泥法模型的过程动力学和化学计算表
组分i 过程j 1.异养菌的 好氧生长 2.异养菌的 缺氧生长 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
SI

SS
1 YH
XI
XS
X B, H X B, A
1 1
XE
SO
S NO
S NH S ND i XB
注意：产率系数，污泥量，污泥产量，去除速率必须用相 同的单位体系。 XCOD > XB,H + XB,A
• 污泥量：
各反应器中污泥量的总和。
MX VX
• 污泥负荷： BX = Q1C1/(V2X2) • 污泥产量： 单位：kg BOD/(kg SS.d) kg BOD/(kg VSS.d)
-1
bHXB,H KhXS
水解
单位 快速降解 有机物 慢速降 解有机 物 惰性悬浮 性有机物 异养 – r v,sV2= Q3C3 将以上矩阵中相关部分代入总物料平衡式，对可生物 降解有机物作物料平衡：
1 S 2 SO 2, 2 Q1SS ,1 1 khXS , 2V 2 max, H XB , H , 2V 2 Q3S 3 Y max, H S 2 KS SO 2 , 2 KS , O 2 , H