5第五章 污水的生物处理(一)—活性污泥法-文档资料
污水生物处理-活性污泥
mg/L XR－回流活性污泥悬浮固体浓度， 回流活性污泥悬浮固体浓度， mg/L
（二）活性污泥法的运行
（2） 活性污泥法设计运行参数 ） D. 溶解氧浓度
为了适应工程上进水水质和水量的变化， 为了适应工程上进水水质和水量的变化，反应池出 水的溶解氧浓度最好维持在2~3mg/L的范围。 2~3mg/L的范围 水的溶解氧浓度最好维持在2~3mg/L的范围。需要 硝化脱氮的污水处理厂， 硝化脱氮的污水处理厂，除了供去除有机物所需的 氧外，还应满足硝化所需的氧量。 氧外，还应满足硝化所需的氧量。当混合液溶解氧 浓度低于1mg/L 1mg/L时 硝化反应速率下降。 浓度低于1mg/L时，硝化反应速率下降。
（二）活性污泥法的运行
（5）活性污泥法常见问题问答 ） 污泥发红怎么回事？ 污泥发红怎么回事？
污泥发红的原因可能是：一进水中含有大量的铁； 污泥发红的原因可能是：一进水中含有大量的铁；二 后生动物大量繁殖。 后生动物大量繁殖。 针对前者， 针对前者，铁可能来自于含有铁的废水流入 如管道破损导致地下水侵入）， ），对处理水质影响 （如管道破损导致地下水侵入），对处理水质影响 不大。后者要活性污泥以后生动物为主，污泥量少。 不大。后者要活性污泥以后生动物为主，污泥量少。 通过增大进水流量，减少曝气量来控制。 通过增大进水流量，减少曝气量来控制。
（二）活性污泥法的运行
（2） 活性污泥法设计运行参数 ） 有机物负荷、 B. 有机物负荷、水力停留时间 QS0 XV V Q
BOD污泥负荷 污泥负荷， Ls －BOD污泥负荷，kgBOD5／(kgMLSS·d) 处理污水量， Q－处理污水量，m3/d 反应池进水BOD浓度， BOD浓度 S0－反应池进水BOD浓度，mg/L 混合液悬浮固体浓度（MLSS）， ），mg/L X－混合液悬浮固体浓度（MLSS），mg/L 反应池容积， V－反应池容积，m3
污水的生物处理(一)活性污泥法
第四章污水的生物处理（一）——活性污泥法教学要求1)掌握活性污泥法的基本原理及其反应机理；2)理解活性污泥法的重要概念与指标参数：如活性污泥、剩余污泥、MLSS、MLVSS、SV、SVI、θc、容积负荷、污泥产率等；3)理解活性污泥反应动力学基础及其应用；4)掌握活性污泥的工艺技术或运行方式；5)掌握曝气理论；6)熟练掌握活性污泥系统的计算与设计。
第一节活性污泥法的基本原理一、活性污泥处理法的基本概念与流程活性污泥：是由多种好氧微生物、某些兼性或厌氧微生物以及废水中的固体物质、胶体等交织在一起的呈黄褐色絮体。
活性污泥法：是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。
实质：人工强化下微生物的新陈代谢(包括分解和合成)，活性污泥法的工艺流程：1)预处理设施：包括初次池、调节池和水解酸化池，主要作用是去除SS、调节水质，使有机氮和有机磷变成NH+4或正磷酸盐、大分子变成小分子，同时去除部分有机物。
2)曝气池：工艺主体，其通过充氧、搅拌、混合、传质实现有机物的降解和硝化反应、反硝化反应。
3)二次沉淀池：泥水分离，澄清净化、初步浓缩活性污泥。
生物处理系统：微生物或活性污泥降解有机物，使污水净化，但同时增殖。
为控制反应器微生物总量与活性，需要回流部分活性污泥，排出部分剩余污泥；回流污泥是为了接种，排放剩余污泥是为了维持活性污泥系统的稳定或MLSS 恒定。
二、活性污泥的形态和活性污泥微生物1 活性污泥形态（1）特征1)形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。
2)颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度）。
3)理化性质：ρ=1.002~1.006，含水率99%，直径大小0.02~0.2mm，表面积20~100cm2/mL，pH值约6.7，有较强的缓冲能力。
其固相组分主要为有机物，约占75~85%。
4)生物特性：具有一定的沉降性能和生物活性。
（理解：自我繁殖、生物吸附与生物氧化）。
活性污泥法PDF
3．活性污泥法特征 1）曝气池是一个生物化学反应器 2）曝气池内混合是一个三相混合系统：液相-固相-气相 3）传质过程：气相中 O2→液相中DO→进入微生物体内 （固相）液相中的有机物→被微生物（固相）所吸收降 解→降解产物返回空气相（CO2）和液相（H2O） 4）物质转化过程：有机物降解→活性污泥增长 5）污泥回流的目的是使曝气池内保持足够数量的活性污 泥。污泥回流后，净增值的细胞物质将作为剩余污泥 排入污泥处理系统。
四、活性污泥法的分类
按废水和回流污泥的进入方式及其在曝气池中的混合 方式，活性污泥法可分为推流式和完全混合式两大类。 推流式是废水从一端进入，另一端流出。随着水流的 过程，废物降解，微生物增长，F/M沿程变化，系统处于生 长曲线某一段上工作。 完全混合式是废水进入曝气池后，在搅拌下与池内活 性污泥混合液混合，从而使污泥与废水得到充分混合，池 内各点水质均匀、F/M一定。系统处于生长曲线某一点上工 作。
O2 a ' Lr Vx b'Vx
6、污泥负荷对营养比要求的影响
采用不同污泥负荷时，微生物处于不同生长阶段。在 低负荷时，污泥自身氧化程度较大，在有机体氧化过程中 释出氮、磷成分，所以氮、磷的需要量减小，如在延时曝 气法中，BOD:N:P=100:1:0.2时即可使微生物正常生长。而 在一般负荷下，则要求BOD:N:P=100:5:1。
Vx c QW x Q QW xe
Vx c QW xR Q QW xe
由以上可知，通过控制从系统中排出的污泥 量，即可控制细胞平均停留时间。
细胞平均停留时间θc与污泥负荷的关系
系统微生物 ：累积=进入-流出+净增长
V dx ds Qx 0 QW x Q QW x e V Y kd x dt dt
废水好氧生物处理工艺(1)——活性污泥法
废水好氧生物处理工艺——活性污泥法第一节活性污泥法的基本原理一、活性污泥法的基本工艺流程1、活性污泥法的基本组成①曝气池：反应主体②二沉池：1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。
③回流系统：1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。
④剩余污泥排放系统：1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。
⑤供氧系统：提供足够的溶解氧2、活性污泥系统有效运行的基本条件是：①废水中含有足够的可容性易降解有机物；②混合液含有足够的溶解氧；③活性污泥在池内呈悬浮状态；④活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥；⑤无有毒有害的物质流入。
二、活性污泥的性质与性能指标1、活性污泥的基本性质①物理性能：“菌胶团”、“生物絮凝体”：颜色：褐色、（土）黄色、铁红色；气味：泥土味；比重：略大于1，（1.002~1.006）；粒径：0.02~0.2 mm；比表面积：20~100cm2/ml。
②生化性能：1) 活性污泥的含水率：99.2~99.8%；固体物质的组成：活细胞（M a）、微生物内源代谢的残留物（M e）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（M i）、无机物质（M ii）。
2、活性污泥中的微生物：①细菌：是活性污泥净化功能最活跃的成分，主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等；基本特征：1) 绝大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌；2) 在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能； 3) 具有较高的增殖速率，世代时间仅为20~30分钟；4) 其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶团”的功能。
② 其它微生物------原生动物、后生动物----在活性污泥中大约为103个/ml 3、活性污泥的性能指标：① 混合液悬浮固体浓度（MLSS ）：我们平常说的悬浮物。
MLSS = M a + M e + M i + M ii 单位： mg/l g/m 3② 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS ）：MLVSS = M a + M e + M i ；（有机部分）在条件一定时，MLVSS/MLSS 是较稳定的， 0.75~0.85③ 污泥沉降比（SV 30）：是指将曝气池中的混合液在量筒中静置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，可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀； 正常数值为20~30%。
污水生物处理技术活性污泥法
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Different teminal oxidases or reductases (Quinol oxidases bo3-type & bd-type)
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污水生物处理-活性污泥
Ls=
QS0 XV
Ls －BOD污泥负荷，kgBOD5／(kgMLSS·d) Q－处理污水量，m3/d S0－反应池进水BOD浓度，mg/L X－混合液悬浮固体浓度（MLSS），mg/L V－反应池容积，m3
V HRT=
Q
HRT－水力停留时间，h V－反应池容积，m3 Q－处理污水量， m3/d
（二）活性污泥法的运行
（3）几种类型的曝气池 B. 根据曝气方式分类
鼓风曝气活性污泥法
鼓风曝气活性污泥法是利用鼓风机供给空气，通过空气管道 和各种曝气器（扩散器），以气泡的形式分布至曝气池混合 液中，达到混合液充氧的目的。
（二）活性污泥法的运行
（3）几种类型的曝气池
B. 根据曝气方式分类
机械曝气活性污泥法 依靠某种位于曝气池水面的机械 的旋转，搅动和提升混合作用， 不断更新气水接触面，达到充氧 和混合的要求。
提供营养物质，城市污水处理厂不用，而工业废 水需要按照BOD5:N:P=100:5:1投加营养物质。
（二）活性污泥法的运行
（6）活性污泥的培养驯化
A：活性污泥的培养
流量分段直接培养法:
进水流量按照一定比例逐步提高，将培养期分为 几个阶段，最后使污泥浓度达到与设计的流量和 MLSS适宜的浓度。其他同连续培养法。 间歇培养法:
1、SBR工艺 （1）工艺流程
进水阶段 曝气阶段 搅拌阶段 沉淀阶段 滗水阶段 闲置阶段
SBR一个运行周期操作过程
（三）常见的活性污泥工艺
1、SBR工艺 （2）SBR的优点
工艺流程简单 占地面积小，造价低 有机物、氮磷等处理效果好 污泥沉降性能良好，无污泥膨胀 易于维护和管理，可以实现自动控制
（三）常见的活性污泥工艺
污水处理培训资料(活性污泥法)的
（三）二级处理
主要去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染 物质。
，生产装置反应器的高度可达15~20米。
（四）深度处理
一级、二级处理的基础上，对难降解的有机物、磷、氮等营养性物质进 一步处理。
主要包括过滤、消毒等，砂滤、活性炭过滤、精密过滤器、离子交换、 反渗透膜、超滤、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒、紫外消毒、臭氧消毒 等。
二、污水处理工艺流程介绍 好氧处理工艺流程图
BAF
BAF是Biological Aeratd Filter的缩写，中文名称为曝气生物 滤池。
该工艺具有去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脱氮、除磷、 去除 AOX （有害物质）的作用 ,其最大的特点是集生物氧化和截 留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池 ( 二沉池 ) ，并具有容积 负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水 质好，运行能耗低，运行费用少等优点。
常见基本概念
砂等粒状填料层 截留水中悬浮物质，从而使水获得澄清的工艺过程。过 滤的主要作用是去除水中的悬浮或胶态物质，特别是能 有效去除沉淀技术不能去除的微小粒子和细菌等，对 BOD和COD等也有某种程度的去除效果。
沉淀
利用悬浮物和水的密度差，重力沉降作用去除水中悬 浮物的过程。
沉淀池
二沉池：对曝气池出水进行泥水分 离。分离的上清夜达标排放，沉淀 活性污泥一部分回流到曝气池，以 供应曝气池赖以进行生化反应所需 的微生物。其余剩余的活性污泥从 系统排出。
污水的生物处理-活性污泥法
活性污泥的评价方法： 活性污泥的评价方法： ①MLSS（混合液悬浮固体浓度）：g/L或mg/L；通常用于 代表曝气池中微生物浓度，MLSS=Ma+Me+Mi+Mii； （MLVSS=Ma+Me+Mi，一般MLVSS/MLSS＝0.65~0.85） ②SV（污泥沉降比）：％；用于工艺管理，表明曝气池 中的污泥的量与性质； ③SVI（污泥体(容)积指数），mL/g；用于评价污泥沉淀 性能； SV (%) ×10
污水的生物处理污水的生物处理-活性污泥法
第一节：基本概念 第一节：
什么是活性污泥？ 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。
活性污泥的性质
颜色 味道 状态 比重 粒径 比表面积 黄褐色 土腥味 似矾花絮绒颗粒 曝气池混合液：1.002-1.003； 回流污泥：1.004-1.006 0.02-0.2mm 20-100cm2/mL
序批式活性污泥法(SBR)及其演变 及其演变 序批式活性污泥法
英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。70年代初，美国 和 发明了的水处理工艺。 年代初 美国Natre Dame 年代初， 英国学者 发明了的水处理工艺 大学的R.Irvine 教授采用实验室规模对 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并 工艺进行了系统深入的研究， 大学的 工艺进行了系统深入的研究 年在美国环保局（ 于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安那州的 年在美国环保局 ）的资助下，在印第安那州的Culwer城改建 城改建 并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。 法污水处理厂。 并投产了世界上第一个 法污水处理厂
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对其生长的影响会很大，因此，在必要时应考虑补充。
2、好氧生物处理 在充分供氧的条件下，利用好氧微生物的生命活动过 程，将有机污染物氧化分解成较稳定的无机物的处理方法，
在工程上称为废水的好氧生物处理。
好氧生物处理时，有机物的转化过程如图所示。
有机物的好氧分解图示
3、废水的厌氧生物处理
在断绝供氧的条件下，利用厌氧微生物的生命活动 过程，使废水中的有机物转化成较简单的有机物和无机 物的处理过程，在工程上称为废水的厌氧生物处理。
• 2.活性污泥法来源
•
3、基本流程
（1）曝气池：微生物降解有机物的反应场所
（2）二沉池：泥水分离
（3）污泥回流：确保曝气池内生物量稳定 （4）曝气：为微生物提供溶解氧，同时起到搅拌 混合的作用。
活性污泥的形态，性质，与评价指标
1.形态 2.组成 多为黄褐色絮体，含水率超过99％ 四部分组成
（1）Ma—活性污泥微生物； （2）Me—活性污泥代谢产物；
淀污 静置30min后，1g干污泥所占的容积（ml/g）
混 合 液 经 3 0 m i n 静 沉 后 的 污 泥 容 积 S V I 这 些 污 泥 的 干 重
SV % 10 ( ml /l ) ( ml /g 干污泥 ) Mlss ( g /l )
② 减速期 F/M减小，有机物量成为增殖的限制因素，微生物 增殖速率和有机物降解速率下降，污泥沉降性好，出 水效果好。 ③ 衰减期
F/M最小，(内源呼吸期)微生物活动能力低，絮凝
体，沉降性好，此时污泥量出现下降，出水水质较好。
4.3 活性污泥的运行方式
在活性污泥法工程领域，应用着多种各具特色的运 行方式。主要有以下几种： ① 推流式活性污泥法； ② 完全混合活性污泥法； ③ 阶段曝气活性污泥法； ④ 吸附—再生活性污泥法； ⑤ 延时曝气活性污泥法； ⑥ 高负荷活性污泥法； ⑦ 纯氧曝气活性污泥法； ⑧ 浅层低压曝气活性污泥法； ⑨ 深水曝气活性污泥法；
微生物代谢过程简介
1、微生物代谢的基本要素 ① 能源：化学能，或光能—化能营养型、光能营 养型； ② 碳源：有机碳，或无机碳—异养型、自养型； ③ 无机营养元素—又分为宏量元素，如：N、P、
S、K、Ca、Mg等。
④ 特殊有机营养物（也称生长因子，如维生素、 生物素等）：对于某些特殊细菌，某些特殊的维生素
c.活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩。
3、活性污泥净化过程的影响因素
(1) 温度，污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温
度范围是15-30℃。 (2) 污泥负荷（Ns） (3) 溶解氧。 (4) PH 6.5～8.5
PH<6.5， 真菌增长利于丝状菌易膨胀
PH>9时， 菌胶易解体活性污泥凝体遭到破坏。 (5) 营养物 C∶N∶P=100∶5∶1 (6) 有毒物质 重金属、硫化氢、有毒有机物
第五章 污水的生物处（一） — 活性污泥法
废水生物处理的目的和重要性
1、废水生物处理的目的 ① 絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物； ② 稳定和去除废水中的有机物； ③ 去除营养元素氮和磷。 2、废水生物处理的重要性 ① 城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去 除才最经济； ② 废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法； ③ 已建的城市污水处理厂90%以上是生物处理法； ④ 大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。
（3）Mi—活性污泥吸附的难降解惰性有机物；
（4）Mii—活性污泥吸附的无机物。
3.活性污泥数量的评价指标
（1）混合液悬浮固体浓度(mg/L) MLSS=Ma+Me+Mi+Mii （2）混合液挥发性悬浮固体浓度(mg/L) MLVSS=Ma+Me+Mi
4.沉降性与浓缩性评价指标
（1） 污泥沉降比：SV% 又称30min沉降比、混合液在量筒内静置30min后所形成沉
净化反应过程分为三个阶段： a.初期吸附； b.微生物代谢
胞内，分解为 CO H 2 胞外，新的合成 H
合成
酶 C H O NH O ( C H NO ) CO H O H xy z 3 2 5 7 2 n 2 2
C H N O O C OH OH (源 呼 吸 ） 5 7 2 2 2 2 分解 C H O O C O H （ 呼 吸 作 用 ） x y 2 2 2
（3）灵活性 ： 大，中，小水厂；高，中，低负荷
（4）连续运行，可自动化 （5）工艺(运行方式)多样，功能多样化，可脱氮，除磷
2、活性污泥法研究及应用的现状和发展
（1）超大型化(集中化) 微型化 （2）高效快速(高负荷，节省体积) （3）节能 （4）多功能化(N，P)
（5）自动化控制管理，参数精密化，控制自动化
一般为70～150(ml/g)时沉降性能较好 ，过低无机 物含量过高，污泥活性不好，过高易出现污泥膨胀。
4.2 活性污泥净化过程与机理
4.2.1 活性污泥法的净化过程 1.构成活性污泥三要素 a.微生物— 吸附氧化分解作用(污泥) b.有机物—废水的处理对象 微生物底物(营养) c.充足氧气、充分接触—好氧处理的条件 2.活性污泥净化反应过程
有机物的厌氧分解图示
4、好氧生物处理与厌氧生物处理的区别 起作用的微生物群不同 产物不同
反应速率不同
对环境要求条件不同
活性污泥法概述
1、活性污泥法在污水处理中的重要地位 我国的河流97%以上都受到有机物的污染
（1）应用的普遍性：95%以上的城市污水 ，5%以上工
业废水 （2）高效性：SS ，COD、90%以上
4.1 活性污泥法基本概念与流程
• 4.1.1 基本概念 • 1.活性污泥 • 污水通气一段时间后，形成一种由大量微生物群体 构成的易于沉淀的絮凝体。 向生活污水注入空气进行曝气，并持续一段时间 以后，污水中即生成一种絮凝体。这种絮凝体主要是 由大量繁殖的微生物群体所构成，它有巨大的表面积 和很强的吸附性能，称为活性污泥。
4.2.2 活性污泥的增殖规律
1.活性污泥增长曲线 ①停滞期：微生物刚刚接种在 新的培养液中，对新环境的一个 短暂的适应过程。此时菌体不裂 殖、菌数不增加，生长速度接近 零。但发生质的变化。 对数增长:
② F/M较大，营养充分，氧利
用最大，微生物增殖速率和有机 物降解速率最大。污泥活动力强，
污泥松散，不易沉降。