第四章 活性污泥法

目的与要求：掌握活性污泥的性能特点；理解活性污泥法的基本流程及降解过程；了解活性污泥性质。

重点与难点：活性污泥法的基本流程及降解过程。

教学手段和教学方法：多媒体

学时：2学时

教学基本内容：

第十二章活性污泥法

第一节基本概念

一、活性污泥

由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机性及无机性物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。

活性污泥性能指标：MLSS；MLVSS；SV；SVI。

二、活性污泥法的基本流程

活性污泥法是利用人工驯化培养的微生物群体，在人工强化的环境中呈悬浮状态生长，分解氧化污水中可生物降解的有机物质，从而使污水得到净化的方法。活性污泥法的基本原理

初沉池：设在工艺系统首端，用于去除原废水中所含的悬浮物质。

二沉池：设在系统末端，将曝气池出水中的活性污泥进行分离、浓缩；

回流污泥：主要用来保持曝气池中所需的微生物量，以分解氧化有机物；

曝气：既为活性污泥微生物提供呼吸所需的氧气，同时也使活性污泥与废水不断混合、搅拌以防止活性污泥在曝气池中沉淀。

三、活性污泥法的净化过程与机理

活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段。

吸附阶段：由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的粘性物质，导致污水中的有机物转移到活性污泥上去。

稳定阶段：主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。

参考文献：1.《环境工程学》（第二版），蒋展鹏主编，高等教育出版社。

2.《水污染控制工程》，王小文主编，煤炭工业出版社。

目的与要求：掌握活性污泥法的演变形式。

重点与难点：SBR；AB工艺。

教学手段和教学方法：多媒体

学时：2学时

教学基本内容：

第二节活性污泥法的发展

一、活性污泥法曝气反应池的基本形式

推流式曝气池；完全混合曝气池；封闭环流式反应池；序批式反应池

二、活性污泥法的发展和演变

1.渐减曝气

在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的。因此等距离均量地布置扩散器是不合理的。渐减曝气的目的就是合理的布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气用量不变，这样可以提高处理效率。

2.分步曝气

把入流的一部分从池端引到池的中部分点进水，使同样的空气量，同样的池子，得到了

较高的处理效率。

为了根本上改善长条形池子中混合液不均匀的状态，在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，它就是完全混合概念，在完全混合的曝气池中，需氧速率和供氧速率的矛盾在全池得到了平衡。

3.完全混合法

完全混合法有如下特征：

①池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生活环境也基本相同；

②入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小；

③池液里各个部分的需氧率比较均匀。

4.浅层曝气

气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率最大的特点。在水的浅层处用大量空气进行曝气，就可获得较高的氧传递速率。

5.深层曝气

曝气池水深可达10～20m。水深达150～300m，大大节省了用地面积。同时由于水深

大幅度增加，可以促进氧传递速率。当井壁腐蚀或受损时污水是否会通过井壁渗透，污染地

下水。

6.高负荷曝气或变型曝气

适用:对只需要部分处理就能达到要求的污水处理厂可采用高负荷曝气法。

特点:曝气池中的MLSS,约300~500mg/L,曝气时间比较短,约2~3h,处理效率仅为65%左右,有别于传统的活性污泥法,故称变型曝气。

7.克劳斯（Kraus）法

克劳斯工程师把厌氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝气，然后再进入曝气池，成功地克服了高碳水化合物的污泥膨胀问题。

8.延时曝气

特点是曝气时间很长，达24h甚至更长，MLSS较高，达到3000～6000 mg/L，活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放。

9.吸附再生法

接触稳定法也叫吸附再生法，混合液的曝气完成了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳定作用（恢复活性）。

10.氧化沟

氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。曝气装置的转动，推动沟内液体做不停的循环流动，取得曝气和搅拌两个作用。

沟中混合液流速约为0.3～0.6m/s，使活性污泥呈悬浮状态，BOD5去除率可以达到95%以上，污泥龄大于20d，还可达到部分脱氮除磷的目的。

氧化沟的几种类型：Orbal(奥巴勒式)氧化沟；BMTS型氧化沟；卡罗塞式氧化沟；交替工作式氧化沟

11.纯氧曝气

以纯氧代替空气，可以提高生物处理的速度。纯氧曝气采用密闭的池子。曝气时间较短，约1.5～3.0h，MLSS较高，约4000～8000mg/L。

纯氧曝气的缺点主要是纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，运转管理较麻烦。进水中混入大量易挥发的碳氢化合物，容易引起爆炸。二氧化碳将使气体中的二氧化碳分压上升，溶解于溶液中，会导致pH值的下降，因而要适时排气和进行pH值的调节。

12.吸附-生物降解工艺（AB法）

A级以高负荷或超高负荷运行（污泥负荷＞2.0kgBOD5/kg MLSS·d），B级以低负荷运行（污泥负荷一般为0.1～0.3kgBOD5/kg MLSS·d），A级曝气池停留时间短，30～60min，B级停留2～4h。

13.序批式活性污泥法（SBR法）

SBR工艺的曝气池，在流态上属完全混合，在有机物降解上，是时间上的推流，有机物是随着时间的推移而被降解的。

优点：

（1）工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；

（2）耐冲击负荷，无需设置调节池；

（3）反应推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质；

（4）运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮磷的效果；

（5）污泥沉淀性能好，SVI值较低，能有效地防止丝状菌膨胀；

（6）该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。

CASS工艺（Cyclic Activated Sludge System）

CASS在SBR池前部设置了预反应区作为生物选择区，其后是主反应区，曝气、沉淀、排水均在同一池子内周期性循环进行。生物选择区与主反应区之间由隔墙隔开。预反应区有效容积约占CASS反应池总有效容积的15%～20%。

原水经预处理后连续进入CASS池的前段预反应区，与池中的污泥充分混合，生物选择区中基质浓度较高，菌胶团细菌的比增殖速率比丝状菌的比增殖速率大，从而菌胶团占优势，抑制了丝状菌的生长和繁殖，有效的防止了污泥膨胀，提高了出水水质和基质降解速率。

主反应区下部，水流呈层流状，不会扰动池中各水层，从而保证了出水水质。CASS池采用可升降滗水器排水，其剩余污泥由设置在池内底部的潜污泵排出。CASS池常采用水下曝气机曝气。

作业：P188：1、2、3

参考文献：1.《环境工程学》（第二版），蒋展鹏主编，高等教育出版社。

2.《水污染控制工程》，王小文主编，煤炭工业出版社。

题目：第十二章活性污泥法

目的与要求：理解气体传递原理；掌握曝气设备方式及活性污泥法的三要素。重点与难点：曝气设备方式及活性污泥法的三要素。

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学时：2学时

教学基本内容：

第四节气体传递原理和曝气设备

构成活性污泥法的三个要素：

一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；二是废水中的有机物，它是处理对象，也是微生物的食料；三是溶解氧，没有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存也不能发挥氧化分解作用。

1.曝气过程的机理

五十年来，已有若干传质理论用来解释气体传递的机理。但最简单和最普遍使用的是lewis和Whitman在1924年提出的双膜理论。

2. 氧气转移影响因素

（1）污水水质；（2）水温；（3）氧分压

3.曝气设备

曝气作用：1 好氧微生物的需氧代谢

2 兼性微生物酶的好氧合成

3 混合液的搅拌作用（厌氧、缺氧池另加搅拌器）

曝气方式：1.鼓风曝气

2.机械曝气：纵轴表面曝气机、横轴表面曝气器

3.鼓风+机械曝气系统

4. 其它：富氧曝气、纯氧曝气

4.曝气设备性能指标

1）氧转移率，单位为mgO2/L·h；EL

2）充氧能力（或动力效率），即每消耗1kW·h动力能传递到水中的氧量（或氧传递速率），单kgO2/kW·h；EP

3）氧利用率，通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧的百分比，单位为％。EA

参考文献：1.《环境工程学》（第二版），蒋展鹏主编，高等教育出版社。

2.《水污染控制工程》，王小文主编，煤炭工业出版社。

题目：第十二章活性污泥法

目的与要求：掌握曝气池容积、剩余污泥量和需氧量的计算方法。

重点与难点：动力学负荷。

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学时：2学时

教学基本内容：

第五节去除有机污染物的活性污泥法过程设计

一、曝气池容积设计计算——有机物负荷法

二、剩余污泥量的计算

ΔX=aQ(S0- Se)-bVX

三、溶解氧的消耗

R0=a'Q(S0-Se) +b'VX

在进行生物脱氮工艺设计时，还要计算氨氮的耗氧量。这种情况下，需氧量计算应调整为：R0=a'Q(S0-Se) +b'VX+(64/14)(N0 -Ne)

作业：

1.城市污水处理厂流量Q=6000m3/d，进水BOD5=200mg/L，出水BOD5=25mg/L，曝气池容积V=1000m3，MLSS=3000mg/L，MLVSS/MLSS=0.78，活性污泥合成系数a=0.4mgMLVSS/mgBOD5，活性污泥内源代谢系数b=0.06d-1，计算该活性污泥系统泥龄θc？

2.某城市污水设计流量Q=10000m3/d，进水BOD5=300mg/L，若用4座完全混合曝气池，去除率90%。求每座曝气池容积和曝气池所需空气量。取Ud=0.5kgBOD5/（kgMLVSS.d），MLSS=4000mg/L，MLVSS/MLSS=0.76，a’=0.6kgO2/kgBOD5，b’=0.11kgO2/（kgMLVSS.d），曝气池氧的利用率为10%，空气密度以1.2kg/m3，空气中氧的含量以23%计算。

3.某较大城市处于北温带，四季分明，冬季较寒冷。拟建一污水处理厂处理该城市新区排放量为100000m3/d的生活污水，已知经调节、初沉后的BOD5为180mg/L，根据同类型污水处理厂二沉池回流试验得出回流比为0.6时较佳，此时相应的回流污泥浓度为8000 mgMLVSS/L，要求出水BOD5≤30mg/L。拟采用渐减曝气活性污泥法工艺，初步决定曝气池廊道有效水深宽深比为1：1，廊道长宽比为3：1，要求计算曝气池负荷、曝气池有效水深、剩余污泥量、泥龄、需氧量。

参考文献：1.《环境工程学》（第二版），蒋展鹏主编，高等教育出版社。

2.《水污染控制工程》，王小文主编，煤炭工业出版社。

题目：第十二章活性污泥法

目的与要求：掌握脱氮的基本原理；理解其影响因素；掌握脱氮的主要工艺。重点与难点：脱氮的基本原理。

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学时：2学时

教学基本内容：

第六节脱氮、除磷活性污泥法工艺及其设计

一、生物脱氮处理技术

废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮四种形式存在。生活污水中有机氮约占60%，氨氮约占40%，硝态氮含量极低。

氮的去除方法有化学法和生物法，其中化学法主要有吹脱法、折点加氯法、离子交换法。

1.化学法除氮

2.生物除氮

(1) 生物脱氮机理

生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为气态氮的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。

a.硝化反应：

硝化反应是在好氧条件下，将NH4+转化为NO2-和NO3-的过程。它包括两个阶段。

亚硝化阶段：氨氮在亚硝酸菌作用下转化为亚硝酸盐；

硝化阶段：亚硝酸盐在硝酸菌的作用下转化为硝酸盐。

硝化过程的影响因素：

温度。适宜温度20-30℃，低于15 ℃，反应速率下降，5 ℃几乎完全停止。

pH值。硝化产生H+，为促进反应，pH值保持7-8。当pH值降到5-5.5时，硝化菌活

性就大大降低，硝化反应几乎停止。

溶解氧。硝化过程需氧，在硝化反应的曝气池内，溶解氧含量不得低于1mg/L，多数学者建议溶解氧应保持在1.2~2.0mg/l。

泥龄。硝化菌是自养菌，其世代周期长（约3天），污泥龄应大于2倍的时代周期长。

b.反硝化反应：

反硝化反应是在缺氧（无分子氧）的条件下，将硝化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原为气态氮(N2、N2O或NO)。

反硝化菌大多数都是兼性菌，在存在分子氧时，利用分子氧作为最终电子受体分解有机物；在无分子氧时，则利用NO3-或NO2-中的N5+和N3+作为电子受体，O2-作为受氢体生成H2O和OH-碱度，有机物则作为碳源及电子供体提供能量并得到氧化稳定。

反硝化过程的影响因素：

碳源。当废水中BOD5/TKN＞3～5时，认为碳源充足，勿需另加碳源，当废水中

BOD5/TKN＜3～5时，需另加碳源，一般加甲醇。

温度：最适宜温度是20-40℃，低于15℃反硝化反应速率最低。

pH值。适宜值为6.5～7.5。

溶解氧：反硝化菌是兼性菌，反硝化过程在无氧条件下，利用NO3-或NO2- 中的氧进行呼吸，另外，反硝化菌体内某些酶系统合成又需要氧分子，所以反硝化反应在缺氧状态下进行，溶解氧不能大，同又不能为零，一般DO＜0.5mg/l。（二）生物脱氮处理工艺

a. 三段生物脱氮工艺

b. Bardenpho生物脱氮工艺

c. A-O生物脱氮工艺

d.同时硝化反硝化技术

题目：第十二章活性污泥法

目的与要求：掌握除磷的基本原理；理解其影响因素；掌握除磷的主要工艺。重点与难点：除磷的基本原理。

教学手段和教学方法：多媒体

学时：2学时

教学基本内容：

二、生物脱磷处理技术

磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素。

磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。

危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡，水质迅速恶化，危害水

产资源。

污水中的磷以正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷等形式溶解于水中。

（一）化学法除磷

通过投加铝盐、铁盐、石灰等化学药剂反应生成不溶的沉淀物。

（二）生物脱磷机理

厌氧环境中：兼性菌通过发酵作用将溶解性BOD转化为挥发性脂肪酸VFA，为聚磷菌的释磷提供物质基础。聚磷菌将体内的聚磷水解为正磷酸盐释放到胞外，同时利用水解产生的能量吸收水中的VFA合成储能物质PHB(聚β羟基丁酸)储存在体内，以维持自身的生存，这就是厌氧释磷。

好氧环境中：聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解并释出大量能量，用于超量摄取无水中的溶解性磷并合成聚磷酸盐储存于细胞内，这就是好氧吸磷。

影响因素

（1）溶解氧

厌氧释磷过程必须保持严格的厌氧状态，一方面游离氧将作为最终电子受体而抑制厌氧细菌的释磷，另一方面氧的存在影响了有机物的发酵产酸，减少了释磷所需的脂肪酸VFA的量。在厌氧区中，溶解氧应小于0.2mg/L。

在好氧吸磷过程中，要保持充足的溶解氧，以满足聚磷菌充分吸磷的需要。一般好氧区中的溶解氧应控制在2.0mg/L以上。

（2）温度

一般认为温度在5～30℃范围内，生物除磷系统都能进行除磷，但温度对厌氧释磷和好氧吸磷的影响十分明显。每升高10℃，释磷速率几乎增加一倍；在15～20℃的范围内好氧吸磷的速率达到最大。

（3）pH值

生物除磷过程适宜的pH值为7～8。在厌氧区中，如果pH值小于5.2，会造成细胞结构和功能的损坏，细胞内聚磷在酸性条件下被水解并快速释放出来，但这种释磷并不能导致随后好氧区的过量吸磷，是无效释磷。一般厌氧区的pH 值在6～8范围时释磷都比较稳定。

（4）硝态氮

厌氧区的聚磷菌主要以脂肪酸VFA为碳源完成聚磷的水解和释放，而VFA 是由气单胞菌经发酵水解产生的，如果有硝态氮存在，气单胞菌就不会产酸，聚磷菌所能获得的VFA就减少。此外，气单胞菌会利用硝态氮进行反硝化，消耗水中的碳源有机物，与聚磷菌形成了竞争。这对聚磷菌的厌氧释磷是非常不利的，只有厌氧区的硝态氮浓度应在1.5mg/L以下，厌氧释磷才能正常进行。

（5）有机负荷和有机基质类型

较高的有机负荷对除磷比较有利，进水中有足够的有机基质提供给聚磷菌合成PHB储存于胞内，对厌氧释磷是很重要的。一般认为，进水中BOD5/TP应大于20，才能获得较好的除磷效果。

（6）污泥龄

生物除磷主要是通过排除剩余污泥实现的，因此泥龄的长短对除磷效果有直接的影响。一般来说，泥龄越短，排放的污泥量就越多，除磷率就越高。因此除磷系统适宜采用较短的泥龄，一般为3.5～7天。

（三）生物脱磷处理工艺

1. A/O生物除磷工艺

2. Phostrip除磷工艺

参考文献：1.《环境工程学》（第二版），蒋展鹏主编，高等教育出版社。

2.《水污染控制工程》，王小文主编，煤炭工业出版社。

题目：第十二章活性污泥法

目的与要求：理解脱氮和除磷之间的矛盾；掌握典型的脱氮除磷工艺。

重点与难点：脱氮和除磷之间的矛盾。

教学手段和教学方法：多媒体

学时：2学时

教学基本内容：

三、同步脱氮除磷处理工艺

1.脱氮除磷之间的矛盾

(1) 泥龄

作为硝化过程的主体，硝化菌的突出特点是繁殖速率慢，世代期长。要在系统内保持较高浓度的硝化菌，就要求在较长的泥龄下运行，一般控制在3～5d 以上，甚至15～20d，较长的泥龄可增加系统的硝化能力，并减轻有毒物质的抑制作用；反硝化菌是兼性菌，所需的泥龄主要取决于需要反硝化的硝酸盐与可利用的BOD的比值，泥龄比硝化菌小的多。

聚磷菌多为世代期短的微生物，可以在较短的泥龄下正常生长，当温度为22～24℃时，泥龄为3.1d，出水仅为0.4mg/L。此外，生物除磷的唯一渠道是排放剩余污泥，为保证除磷效果，就要求采用短的泥龄来增加排泥量，以取得高的除磷率。泥龄过长会使污泥发生“自溶”现象，即污泥在好氧状态下吸收的磷又重新释放到水中。

(2) 碳源

碳是微生物生长需要量最大的营养元素。碳源主要消耗在释磷、反硝化和异养菌正常代谢等方面。反硝化菌主要利用水中的碳源作为电子供体来还原硝态氮和亚硝态氮。一般认为，

当废水中的BOD5/TKN之比在5～8时，可认为废水中的碳源是足够的。

聚磷菌主要利用进水中的VFA合成PHB储存在细胞内，以维持厌氧环境中自身的生存。研究表明，要求出水中磷含量＜1.0 mg/L，进水中的BOD5/TP应控制在20～30，或者进水中的BOD5/TP值至少要高于15，才能保证聚磷菌足够的基质需求而获得良好的除磷效果。如果水中的碳源不足，释磷和反硝化过程之间必然存在着竞争，脱氮和除磷都受到影响。

(3) 硝酸盐

厌氧释磷区如果存在硝酸盐，由于反硝化速率快于释磷速率，反硝化菌先消

耗易降解COD，聚磷菌难以获得充足的有机物，会严重影响聚磷菌的释磷效果。当厌氧区内硝酸盐浓度在1.5mg/L以上时，释磷会受到抑制，影响后续好氧摄磷过程。当进水中易降解COD较少、污泥含磷量又不高时，硝酸盐的存在甚至会导致聚磷菌的直接吸磷。

2.生物脱氮除磷工艺

a. A2/O生物脱氮除磷工艺

b. UCT工艺

c. MUCT工艺

d.改良A2/O工艺

e.倒置A2/O工艺

f.氧化沟工艺

g.SBR工艺

作业：P188：4、5、6

参考文献：1.《环境工程学》（第二版），蒋展鹏主编，高等教育出版社。

2.《水污染控制工程》，王小文主编，煤炭工业出版社。

题目：第十二章活性污泥法

目的与要求：了解活性污泥的培养和驯化；掌握工艺运行中可能出现的问题及防范措施。

重点与难点：工艺运行中可能出现的问题及防范措施。

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学时：2学时

教学基本内容：

第九节活性污泥法处理系统的设计、运行与管理

（一）活性污泥的培养与驯化

具体步骤：将经过过滤的浓粪便水投入曝气池，再用生活污水或自来水稀释至BOD约200-300mg/L左右后，进行连续曝气。当水温在15—20℃时，一般经过一周左右就会出现模糊的活性污泥的绒絮，在显微镜下可以看到一些菌胶团，而作为生活污水活性污泥所大量具有的钟虫、轮虫等还不易找到。曝气池混合液经30分钟沉淀后，澄清液仍较浑浊。但这样的连续曝气若干天后，需进行换水操作，以补充营养、排泄代谢产物。

1.间断操作

当第一次加料曝气进行到出现活性污泥绒絮后，就可停止曝气，使混合液静止沉淀，1-2小时后排放澄清液，其量约占总体积的60-70%，然后往曝气池内投加新的生活污水或粪便水。并接着进行曝气。如果混合液30分钟的沉降比大于30%，则不需再有污泥增长，所以如投加生活污水，就不需添加粪便水，如投加自来水，则可加入少量粪便水，以增加营养。如混合液的沉降比低于30%，则仍须投加较多的粪便水。在每次换水时，从停止曝气、沉淀到重新曝气，总的时间以不超过2小时为宜。将上述换水每天进行一次，并随培养时间的延长，逐渐增加换水量。在水温15-20℃时，约两周左右，污泥即可培养成熟，如水温低，所需时间将延长)。

2.连续操作

在第一次加料出现污泥绒絮后，就不断地往曝气池投加生活污水或自来水，添加粪便水的控制原则与间断投配相同。往曝气池内投加的水量应保证池内的水能每天更换一次，并随着培养的进展逐渐加大水量，使在后期达到每天更换二次。在曝气池出水进入二次沉淀池后不久(0.5-1小时)就立刻开始回流污泥，污泥的回流量可采用曝气池进水量的50%。污泥的成熟在15-20℃水温时，也约需两周。

（二）活性污泥的驯化

驯化方法：在进水中逐浙增加工业废水的比例，或提高工业废水的浓度，使微生物逐渐适应新的生活条件。开始时，工业废水的加入量可以用曝气池设计负荷的20-40%，达到较好的处理效率后，再按设计负荷的10—20%递增，直至满负荷为止。工业废水中，如缺乏氮和磷以及其他一些微生物生长所需的养料，则应把这些物质加入曝气池。

在驯化过程中，能分解工业废水的徽生物得到了发展，不能适应的徽生物则逐渐淘汰。

二、工艺运行中可能发生的问题及其防范措施

（一）污泥上浮

所谓污泥上浮是指在二沉池中的污泥随出水流失，或污泥凝聚成块浮起随水漂走，影响出水水质的现象。

从操作管理方面考虑，二次沉淀池污泥上浮的原因主要有三种。污泥膨胀、污泥脱氮和污泥腐化。

1.污泥膨胀

污泥膨胀是指活性污泥的凝聚、沉降性能恶化，导致处理系统的出水水质浑浊的现象。

污泥膨胀主要是由于大量丝状菌在污泥内繁殖，使泥块松散，密度降低所致。其次，真菌的繁殖也会引起污泥膨胀。

与菌胶团比较，丝状细菌和真菌生长时需要较多的碳素，对氧、磷，特别是对溶解氧的要求较低。菌胶团需在溶解氧至少为0.5mg/L的环境中才能很好地生长，而真菌和丝状菌在低于0.1mg/L的环境中，也能较好地生长。所以在氧量不足时，菌胶团将减少而丝状菌、真菌则大量繁殖。

菌胶团生长适宜的pH范围为6—8，而真菌则在pH为4.5-6.5之间生长良好，所以

pH稍低时，菌胶团生长将受到抑制，而真菌的数量则可能大大增加。

据一些城市污水厂的经验，水温也是引起污泥膨胀的重要因素。他们发现丝状菌在高温季节宜于生长繁殖，当夏季水温在25℃以上时，常引起膨胀，而在水温转低时，膨胀的次数减少。

因此，废水中如碳水化合物较多，溶解氧不足，缺乏氮、磷等养料，水温越高或pH越低等都容易引起污泥膨胀。

污泥膨胀预防措施：保证和维持进水的有机物浓度与供氧之间的适当比例关系；根据污泥的沉降比及曝气池污泥浓度的要求严格控制排泥量和排泥时间。

在污泥膨胀是由于丝状菌和真菌过度繁殖所造成的场合，可采取以下的抑制措施：加强曝气，使混合液中的DO不少于1-2 mg/L；对于以碳水化合物成分为主的工业废水，通过人工补充适量的氮源或磷源，控制曝气池中碳-氮或碳-磷的比例；氯处理，即向在回流污泥中投加漂白粉或液氯以消除丝状细菌。加氯量可按干污泥的0.3-0.6%估计。(4)调整pH值。

此外，投加惰性物质，如石棉粉末、硅藻土，黄泥等也有一定效果。

2.污泥的脱氮

防止由于脱氮而引起污泥上升的办法：

增加污泥的回流量或及时排放污泥，以减少沉淀池中的污泥量及停留时间。

减少系统的曝气量或缩短曝气时间，以减弱曝气池的硝化作用。

3.污泥腐化

（二）活性污泥不增长或减少现象

主要原因是：污泥由于上浮而流失；污泥所需要的养料不足，包括废水中有机物含量少。

解决的办法是：提高沉淀效率，防止污泥流失；投入足够的养料，包括进水水量；调整系统的曝气量，使之与进入系统有机物量相对应，以使活性污泥获得迅速增长。

（三）泡沫问题

控制泡沫的办法有：用自来水或处理出水喷洒；投加除沫剂除沫剂，如机油，煤油等。

三、日常检测项目

1.反映污泥情况的项目

(1) SV；(2) MLSS和MLVSS；(3) SVI；(4) 微生物观察

2.反映污泥营养的项目

(1)氮；(2)磷

3.反映污泥客观条件的项目

(1) 水温；(2) pH值；(3)溶解氧

4. 反映活性污泥处理效果的项目

(1) BOD5；(2) COD；(3) 有毒物质

参考文献：1.《环境工程学》（第二版），蒋展鹏主编，高等教育出版社。

2.《水污染控制工程》，王小文主编，煤炭工业出版社。

题目：第十二章活性污泥法

目的与要求：掌握活性污泥法的基本流程及降解过程；掌握动力学负荷、剩余污泥量、需氧量的计算方法。

重点与难点：掌握动力学负荷、剩余污泥量、需氧量的计算方法。

教学手段和教学方法：多媒体

学时：2学时

教学基本内容：

习题课

1.普通活性污泥法中处理系统中，采用污泥回流的目的是，二沉池的作用是。

2.某曝气池混合液MLSS为3500mg/L，取1000mL在量筒中静置30min后，下部的沉淀污泥体积为280mL，则其污泥沉降指数（SVI）为，判断是否出现了污泥膨胀现象。

3.活性污泥降解污水中有机物的过程分为和两个阶段。

4.活性污泥法中常用的曝气方法有和两种。

5.绘图并简述SBR法的工作过程，说明该工艺的优点，及与普通活性污泥法的不同。

6.细菌生长可划分为几个时期？哪一个时期净化废水的效果最好？为什么？

7.什么是污水的可生化性？一般如何评价？

8.构成活性污泥法的三要素是什么？举出五种活性污泥法的处理工艺。

9.用生物化学法处理废水时微生物生长的条件有哪些？

10.在活性污泥法基本流程中，活性污泥法由哪些部分组成，并说明每一部分的作用。

11.城市污水厂流量Q=6000m3/d，进水BOD5=200mg/L, NH4-N=30mg/L。出水BOD5=25mg/L曝气池容积1000m3,MLVSS=3g/L，活性污泥合成系a=0.4(mgMLVSS/mgBOD5), 活性污泥内源代谢系数b=0.06(d-1)，计算该活性污泥系统泥龄θc(d)，并说明该活性污泥系统是否具有生物硝化功能，为什么？12.某完全混合曝气池进水流量Q=20000m3/d，进水BOD5=260mg/L，出水BOD5=25mg/L, 曝气池每日排放剩余污泥量MLVSS为2000kg,曝气池体积5000m3，计算曝气池所需要空气量。

a=0.6,b=0.08d-1,a’=0.5,b’=0.1d-1,曝气器氧的利用率为10%，空气密度以