活性污泥法-8曝气池
水污染控制工程_第十二章_ 活性污泥法
第一节 基 本 概 念
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 吸附的污水中有机和无机物质组成的、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 相对密度 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
Lawrence、McCarty导出的活性污泥数学模型
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；
二是污水中的有机物，它是处理对象，也是 微生物的食料；
回流污泥
RQ、Se、XR
系统边界
剩余污泥
QW、Se、XR
完全混合活性污泥法系统的典型流程
二、劳伦斯和麦卡蒂 （Lawrence－McCarty)模型
c (QQW） XXV eQWXR
污泥龄（SRT）
SRT：曝气池中污泥全部更新一次所需 要的时间。
（一）在稳态下，作系统活性污泥的物料平衡：
Q 0 （ X [Q Q W ） X Q e W X R ] （ d d)g X V t 0
▪ 在一定的污泥量下，SVI反映了活性污泥的凝聚沉淀性。 如SVI较高，表示SV值较大、沉淀性较差；如SVI较小，
污泥颗粒密实，污泥无机化程度高，沉淀性好。但是，
如SVI过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性都较差。
▪ 通常，当SVI为100~150，沉淀性能良好；而当SVI
＞200时，沉淀性较差，污泥易膨胀。但根据废水性 质不同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机物含
量高时，正常的SVI值可能较高；相反，废水中含无机
好氧生物处理-活性污泥法
The Global Institute for Urban and Regional Sustainability (GIURS)Shanghai Key Lab for Urban Ecological Processes and Eco-Restoration (SHUES)East China Normal University (ECNU)Shanghai · 200241· China---speaker ：Annie 污水好氧生物处理---活性污泥法活性污泥法概述活性污泥法的净化过程与机制活性污泥法的性能指标及有关参数活性污泥法的各种演变及应用曝气池的类型与构造一、活性污泥法概述•基本原理：该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。
利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。
然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分排出活性污泥系统。
•基本工艺流程:初次沉淀池曝气池回流污泥泵房二次沉淀池鼓风机房进水出水空气回流活性污泥剩余污泥•历经主要阶段：吸附阶段氧化阶段絮凝体形成与沉降阶段•活性污泥的形态，组成形态：多为黄色或褐色絮体，含水率超过99％，比表面积大。
组成：活性污泥由四部分组成•（1）Ma——活性污泥微生物；•（2）Me——活性污泥代谢产物；•（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。
微生物组成：细菌（90％－95％，甚至100％）、真菌、原生动物、后生动物菌胶团细菌丝状菌指示性动物•环境因素对活性污泥微生物的影响1.BOD负荷率（污泥负荷）2.营养物质一般平衡时用BOD5:N:P的关系来表示，一般需求为100:5:1 3.PH最适宜PH为6.5~8.5之间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。
《水污染控制工程》第三章 活性污泥法
• 式中:
• Ma——具有代谢功能活性的微生物群体（细菌,真菌, 原生动物,后生动物）；
• Me——代谢产物； • Mi——活性污泥吸附的难降解惰性有机物； • Mii——活性污泥吸附的无机物。
活性污泥的物质组成与性状是随环境而 变化的，对评价系统运行情况和处理功效具 有重要的意义。
活性污泥法基本概念：
根据（3-1）式得：
c
VX X
（3-2）
c
QW
Xr
VX （Q QW）X e
（3-3）
在一般条件下，Xe值极低可忽略不计，上式可简化为:
c
VX QW X r
（3-4）
Xr值是从二沉池底部流出,回流至曝气池的污泥浓度,即剩余污泥浓度:
（X
）
r max
10 6 SVI
（3-5）
活性污泥降解污水中有机物的过程
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。
活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
活性污泥法的基本流程
初沉池
去除污水中大颗粒的悬浮物质，根据废水的特性不同，有 时可以省去。
普通活性污泥法城市污水：SV取30%； SV能够反映曝气池运行过程中的活性污 泥量，可以调节剩余污泥排放量； 是活性污泥处理系统重要的运行参数， 是评定活性污泥数量和质量的重要指标。
评价活性污泥的重要指标—污泥沉降性能
为什么用30min沉降时间？
正常的活性污泥在30min内即可完成絮凝沉淀和成层 沉淀，并进入压缩沉淀过程；
什么是曝气池
什么是曝气池?
曝气池是废水和活性污泥的混合器，又是活性污泥微生物处理的反应器。
曝气池在活性污泥处理中是主体，是关键设备。
活性污泥法是一种好氧生物处理法，废水中的有机污染物的氧化分解要有好氧的微生物参与，这种微生物的生长繁殖就需要有充足的氧气。
另外，废水中的有机污染物与微生物需要有充分接触的机会，而曝气池就是提供了这个需要和机会。
由此可见，曝气池的作用：一方面使活性污泥处于悬浮状态，使废水与活性污泥能够充分接触；另一方面通过曝气，向活性污泥微生物提供必要的氧气，保持好氧状况与条件，促使微生物的正常生长与繁殖，又为废水中有机污染物被活性污泥吸附、氧化分解提供了良好的条件。
曝气池在活性污泥生物处理中一直发挥非常重要的作用，也是当前污水处理领域中最为应用广泛的处理技术和设备之一。
但也有不足之处，池体庞大，占地面积大，电耗比较高，管理复杂。
各种活性污泥法特点及设计参数
1.0~1.2
容积负荷(kgBOD5/m3.d)
2.0~3.2
3.0~3.6
污泥龄(d)
5~15
5
MLSS(mg/l)
6000~10000
3000~5000
MLVSS(mg/l)
4000~6500
2400~4000
回流比(%)
25~50
40~80
曝气时间HRT(h)
1.5~3.0
1.0~2.0
NO2+1/2O2→NO3-
反硝化：NO3-(厌氧菌)→N2
16
序批式活性污泥法SBR法
核心是SBR反应器：间歇，顺序，周期性。
进水；反应；沉淀；排水排泥，闲置jlc
各种活性污泥法的设计参数
各种活性污泥法的设计参数(处理城市污水,仅为参考值)
设计参数
传统活性污泥法
完全混合活性污泥法
Nr:0.8~2.0kgBOD5/m3*d
5
吸附—再生法（接触稳定法）
1.污水与再生后的具有强烈活性的污泥一起进入吸附池
2.再生池：使吸附后的污泥恢复活性http3.工艺有合建和分建两种。
降解：提高去除率，80%~90%再生污泥
优点：1.吸附时间短，水外排仅回流污泥进行再生，所以大大降低了能耗
2.再生池浓度高，污泥负荷可高些环境技术论坛
3.抗冲击能力强，再生泥可以补充
4.“空曝”可抑制丝状菌生长
缺点：在曝气池中吸附时间短，去除效果不高
Ns:0.2~0.6
Nr:1.0~1.2
t:0.5~1h
3~6h
E去除率:80~90%
R:0.25~1
6
延时曝气法（完全氧化法）
长时间曝气18~36h，使活性污泥处于内源呼吸期，所以氧化很彻底，出水水质好
活性污泥法的基本原理活性污泥法中污泥产率的计算及浓度测定
活性污泥法的基本原理一．基本概念和工艺流程（一）基本概念1．活性污泥法：以活性污泥为主体的污水生物处理。
2．活性污泥：颜色呈黄褐色，有大量微生物组成，易于与水分离，能使污水得到净化，澄清的絮凝体（二）工艺原理1．曝气池：作用：降解有机物（BOD5）2．二沉池：作用：泥水分离。
3．曝气装置：作用于①充氧化②搅拌混合4．回流装置：作用：接种污泥5．剩余污泥排放装置：作用：排除增长的污泥量，使曝气也内的微生物量平衡。
混合液：污水回流污泥和空气相互混合而形成的液体。
二．活性污泥形态和活性污泥微生物（一）形态：1、外观形态：颜色黄褐色，絮绒状2．特点：①颗粒大小：0.02－0.2mm ②具有很大的表面积。
③含水率>99%,C<1%固体物质。
④比重1.002－1.006，比水略大，可以泥水分离。
3.组成：有机物：{具有代谢功能，活性的微生物群体Ma{微生物内源代谢，自身氧化残留物Me{源污水挟入的难生物降解惰性有机物Mi无机物：全部有原污水挟入Mii（二）活性污泥微生物及其在活性污泥反应中作用1．细菌：占大多数，生殖速率高，世代时间性20-30分钟；2．真菌：丝状菌→污泥膨胀。
3．原生动物鞭毛虫，肉足虫和纤毛虫。
作用：捕食游离细菌，使水进一步净化。
活性污泥培养初期：水质较差，游离细菌较多，鞭毛虫和肉足虫出现，其中肉足虫占优势，接着游泳型纤毛虫到活到活性污泥成熟，出现带柄固着纤毛虫。
☆原生动物作为活性污泥处理系统的指示性生物。
4．后生动物：（主要指轮虫）在活性污泥处理系统中很少出现。
作用：吞食原生动物，使水进一步净化。
存在完全氧化型的延时曝气补充中，后生动物是不质非常稳定的标志。
（三）活性污泥微生物的增殖和活性污泥增长四个阶段：1．适应期（延迟期，调整期）特点：细菌总量不变，但有质的变化2．对数增殖期增殖旺盛期或等速增殖期）细菌总数迅速增加，增殖表速率最大，增殖速率大于衰亡速率。
3．减速增殖期（稳定期或平衡期）细菌总数达最大，增殖速率等于衰亡速率。
活性污泥法的最佳曝气量
并 减少
,
。
6
、
月 0 8 )
,
=
.
0 标 准状 况下需 要 1
35
二
0 马 力的 曝
2
所 需功 率
a
。
简单 的 说
,
对 于 某 一 给 定情 况
,
气器
,
则不得 不 变 为
。
6 马力(标 8
。
值 加 倍 时将 使 所 需 功 率 减半
,
反 之 亦然
。
准 系 列 3 0 马 力 ) 才能 满 足 现场 的 需 要
活 性 污泥 法 的 最 佳 曝 气 量
沈 阳 煤 矿 设计 院 活 性 污 泥 法 的 最重 要 参 数 之 一 就 是 空 气
王 德一 译
如 要 选 择满 足 所 需 的 设 备
的
。
,
须知 后 面 的
需 要量
据
。
。
它 是 确定 空 气 扩 散 系 统 中 鼓 风机 的
、
数 值是 为 在 标 准状 况 下 同 样 的 设 备 所 提 供
·
据称
,
用 于 处理
,
。
为 现场 情况下每马 力
N
;
。
h
·
转换 成 氧
h
生 活 污 水 的 良好 的 气 泡 扩 散 器 之 值 并 不 高
a
的磅 数
,
为标 准 状 况 下每 马 力
C:
转 换成
而 其 它 类 型 的 曝 气 装 置 通 常具 有 较高 的 a 值
同时
,
氧的 磅 数
下
浓 度;
T
C 为在 给定的温度与高度 s
活性污泥简介
活性污泥(activesludge)是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称，1912年由英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）发现，活性污泥可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥，活性污泥主要用来处理污废水。
活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机污水的一类好氧处理方法。
产生背景活性污泥是一种好氧生物处理方法，活性污泥基本概念是1912年英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）发现的。
他们对污水长时间曝气会产生污泥，同时水质会得到明显的改善。
继而阿尔敦（Arden）和洛开脱（Lockgtt）对这一现象进行了研究。
曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们偶然发现，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着污泥时，处理效果反而好。
由于认识了瓶壁留下污泥的重要性，他们把它称为活性污泥。
随后，他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀，只倒上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。
1916年，应用这个试验的工艺建成的第一个活性污泥法污水处理厂。
在显微镜下观察这些褐色的絮状污泥，可以见到大量的细菌，还有真菌，原生动物和后生动物，它们组成了一个特有的生态系统。
正是这些微生物（主要是细菌）以污水中的有机物为食料，进行代谢和繁殖，才降低了污水中有机物的含量。
工作原理活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。
最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌，细菌特别是球状细菌起着最关键的作用，优良运转的活性污泥，是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。
沉降性好，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，是细菌一次捕食者。
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。
活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势；后生动物是细菌的二次捕食者，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。
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氧化沟
二、曝气池的构造
满足曝气充氧、混合的要求，其构造首 先取决于曝气方式和所采用的曝气装置。 推流式 完全混合式 循环混合式
(1)推流式曝气池
长方廊道型； 曝气池分2个或2个以上单元，每单元包括几个池子， 每池由2～5个折流的廊道组成。 多采用鼓风曝气系统，也可考虑叶轮曝气系统。
1、曝气设备的布置
曝气设备布置在曝气池的一侧，以横向环流前进， 可增加气泡和水的接触时间。
2、曝气池尺寸比例
长：50～70m 长宽比（L/B）≮5～10 宽：深（B/H） ≯2 有效水深：3～5m； 超高：0.3～0.6m 池数：由废水流量决定
3、进水口
要求：布水均匀 形式：淹没式孔口进水
4、出水口
多采用溢流堰
5、放空管
检修、清洗、排放，设在池底部
圆形、方形或多边形，采用叶轮曝气。 混合液充分混合，池内废水组成、F/M、微生 物群的组成和数量完全均匀一致。 组成：曝气区、 导流区、 沉淀区、 回流区
完全混合式曝气池（圆形）
（3）循环混合曝气池（氧化沟）
环形跑道形，氧化沟断面可为矩形或梯形， 有效水深0.9～2.5m。 转刷曝气 连续运行，另设二沉池和污泥回流系统 间歇运行：停曝时，曝气池用作沉淀池 常设两池，交替进行曝气和沉淀操作。
§5-8 曝气池
一、曝气池的类型 二、曝气池的构造
一、曝气池的类型
分类： 从混合液的流态可分为： 推流式、完全混合式、循环混合式； 从平面形状分为: 长方廊道形、圆形、方形、环形跑道形； 根据采用的曝气方法可分为： 鼓风曝气池、机械曝气池、机械鼓风曝气池； 从曝气池与二次沉淀池的关系分为： 分建式、合建式