废水好氧生物处理的方法—活性污泥法毕业论文

废水好氧生物处理的方法—活性污泥法

毕业论文

目录

第一章绪论 (3)

第二章基本概念 (4)

第一节活性污泥法 (4)

第二节活性污泥法的影响因素 (5)

第三章活性污泥法的基本流程 (6)

第一节活性污泥法的基本组成 (6)

第二节活性污泥法有效运行的基本条件 (6)

第三节活性污泥法的工艺流程 (6)

第四节活性污泥法的评价指标 (8)

第四章活性污泥法的现状及发展 (9)

第一节活性污泥法的现状 (9)

第二节活性污泥法的发展和演变 (12)

第三节活性污泥法发展产物—膜生物反应器 (12)

第五章结论 (14)

参考文献 (15)

致谢 (16)

第一章绪论

活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。该法利用好氧微生物(包括兼性微生物) 处理城市污水和有机工业废水已有90多年的历史了, 实践证明这是一种较经济的处理手段。几十年来，尤其是近10多年来，随着生产上的应用和不断改进及对污水生化处理的机理和理论研究,不断深化和发展, 活性污泥法取得了很大发展, 出现了多种工艺流程。本文简单地介绍了活性污泥法的基本概念，工艺流程，影响因素及几种现有的活性污泥法的运行方式,并简单的阐述了活性污泥法的发展趋势。

第二章基本概念

第一节活性污泥法

一、基本介绍

⑴活性污泥：由好氧性微生物（包括细菌、真菌、原生动物和后生动物）及其代谢的和吸附的有机物、无机物组成，具有降解废水中有机物的能力，显示生物化学活性。其具有良好的絮凝吸附性能。

⑵活性污泥法：是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水一类好氧生物的处理方法。这种生物絮体就叫做活性污泥。

二、活性污泥的形态

⑴形态气味：颜色黄褐色，絮绒状，稍有土腥味。

⑵特点：①颗粒大小：0.02－0.2mm；②具有很大的表面积；③活性污泥的含水率：99.2~99.8%；

④比重1.002－1.006，比水略大，可以泥水分离。

三、活性污泥微生物及其作用

活性污泥是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。微生物群体主要包括细菌、原生动物和后生动物等。

⑴细菌：绝大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌(如球菌、杆菌和螺旋菌等)。它们在活性污泥中种类多、数量大、体积微小，生殖速率高，世代时间仅为20~30分钟，具有强的吸附和分解有机物的能力，是活性污泥净化功能最活跃的成分。

在活性污泥培养的初期，细菌大量游离在污水中，但随着污泥的逐步形成，逐渐集合成较大的群体，如菌胶团、丝状菌等。污泥絮粒以菌胶团细菌为骨架，穿插生长丝状菌，但丝状菌数量远少于菌胶团细菌。

菌胶团是细菌及其分泌的胶质物质组成的细小颗粒，污泥的吸附性能、氧化分解能力及凝聚沉降等性能均与菌胶团有关。菌胶团有球形、分枝状、蘑菇形、垂丝形等。

⑵原生动物：随着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖，开始生长原生动物。它捕食游离细菌，使水进一步净化。活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管虫。原生动物是活性污泥处理系统中的指示性生物。

⑶后生动物：吞食原生动物和细菌，使水进一步净化。如轮虫、线虫等只能在溶解氧充足时才出现，所以当出现后生动物时说明处理水质好转标志。

第二节活性污泥法的影响因素

在活性污泥法处理污水的过程中关键是活性污泥中细菌的繁殖和生长 ,要使细菌能稳定快速的生长，应控制以下影响因素。

⑴有害物质：水中含有一些物质如重金属离子、酚等对微生物有毒害作用或抑制作用。它们对微生物的毒害作用是相对而言的，在一定浓度围是没有影响的。若浓度过高应进行污水的预处理。

⑵温度：温度是细菌能否旺盛繁殖的重要因素 ,一般水温最好在30 ℃左右。细菌体的原生质和酶多由蛋白质组成。温度过高 ,蛋白质就会凝固 ,酶的作用受到破坏。水温过低 ,虽不会导致细菌很快死亡 ,但会使细菌停止繁殖。

⑶ PH值：PH值过高或过低均会使细菌体的酶的活力降低 ,甚至丧失活力。正常情况下 PH值应控制在 6.5～8.5 之间。

⑷溶解氧：只有在充分供氧的情况下 ,好氧细菌的新代谢才会旺盛 ,分解有机物的效率才高。但供氧过多 ,又会促使污泥中的微生物自身氧化分解；供氧过低，微生物生理活动不能正常进行，处理效果差。一般污水中的溶解氧控制在2mg/L～4mg/L为宜。

⑸营养平衡：参与活性污泥处理的微生物，需要不断从周围环境的污水中吸取其所必须的营养物质，包括：碳源、氮源、无机盐类以及某些生长素等。待处理的污水中必须充分含有这些物质。

碳是构成微生物细胞的重要物质，参与活性污泥处理的微生物对碳源需求量较大，一般以BOD5计，不应低于100mg/L。（BOD就是生物需氧量，指的是水中的微生物可以降解的有机物被降解后消耗的氧的量。但是生物完全降解有机物所需时间较长。为了规和提高检测效率，国家规定以5日生物需氧量为说明水质的标准，也就是说用生物降解水中有机物5天所消耗的氧的总量。）一般三大营养物质（碳源、氮源、磷源）比例关系为BOD5：N：P=100：5：1。

第三章活性污泥法的基本流程

第一节活性污泥法的基本组成

典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统、剩余污泥排除系统组成。

⑴曝气池：利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件，是活性污泥法处理污水的主体。曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。

⑵二沉池：二沉池是活性污泥法的重要组成部分，其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。

⑶回流系统：其主要作用是维持曝气池的污泥浓度；改变回流比，改变曝气池的运行工况。

⑷剩余污泥排放系统：活性污泥法处理废水时，每天都会随着进入的污水产生一部分活性污泥，使系统总的污泥量增多。要使总的污泥量保持基本平衡，就必须定期排放一部分剩余活性污泥。

第二节活性污泥法有效运行的基本条件

要使活性污泥法能够正常有效的运行，需要满足以下几个基本条件

⑴废水中含有足够的可溶性易降解有机物；

⑵混合液含有足够的溶解氧；

⑶活性污泥连续回流，使混合液保持一定浓度的活性污泥，及时排除剩余污泥；

⑷活性污泥在池呈悬浮状态；

⑸无有毒有害的物质流入。

第三节活性污泥法的基本工艺流程

活性污泥法的运行最早采用的是普通活性污法(又称习惯活性污泥法或传统活性污泥法), 随着工业生产和城市建设的发展, 在普通活性污泥法的基础上发展起来了多种运行方式, 象多点进水活性污泥法, 吸附再生活性污泥法(接触稳定法), 延时曝气活性泥法和完全混合性污泥法等。下面以普通活性污泥法来论述其基本的工艺流程（图1 ）。

一、基本工艺流程

图1普通活性污泥法的基本工艺流程

经过适当预处理的污水不断进入曝气池，和回流的活性污泥形成混合液，从空气压缩机站送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，还能使混合液处于剧烈搅动的状态，形成悬浮状态。

在曝气池中反应分为两个阶段：

第一阶段，吸附阶段：污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这是由于其巨大的比表面积和多糖类黏性物质

第二阶段，氧化、分解阶段（稳定阶段）：微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化。

经过处理后的污水和活性污泥一同流入二次沉淀池 , 混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，上层澄清的污水作为处理水不断流出，沉淀的活性污泥大部分作为接种污泥回流至曝气池处理污水，有时污泥回流曝气池前应先在再生池中进行再曝气。另外 ,应在适当的时候将剩余污泥排除。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。

二、普通活性污泥法的特点：

⑴优点：①工艺相对成熟、积累运行经验多、运行稳定；②有机物去除效率高，适用于处理进水水质比较稳定而处理程度要求高的大型城市污水处理厂；

⑵缺点：①需氧与供氧矛盾大，池首端供氧不足，池末端供氧大于需氧，造成浪费；②普通活性污泥法曝气池停留时间较长，曝气池容积大、占地面积大、基建费用高，电耗大；③脱氧除磷效率低，通常只有10%～30%。

第四节活性污泥的评价指标

活性污泥的评价指标包括：混合液悬浮固体（MLSS），污泥沉降比（SV），污泥指数[污泥体积指数（SVI）]，泥龄（θ）。

混合液悬浮固体浓度（MLSS）：又称为混合液污泥浓度，指1L曝气池混合液中所含的活性污泥固体的总重量，表示单位为mg/L混合液。

混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）：表示混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度，较准确的表示其中活性成分。

以上两项指标都不能精确地表示活性污泥微生物量，而表示的是活性污泥的相对值。

污泥沉降比（SV）：是指将曝气池中的混合液放在1000mL或100mL量筒静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积比，一般以%表示。能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能。

污泥体积指数（SVI）：(污泥指数、污泥容积指数）曝气池出口处出混合液，经30分钟静沉后，每单位质量干泥所形成的湿污泥的体积，简称污泥指数，单位为mL/g。

污泥体积指数能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多；其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀现象。

泥龄（θ）：也称细胞平均停留时间（MCRT）或污泥滞留时间（SRT）指曝气池活性污泥平均停留时间。