活性污泥法
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国家精品课程《水污染控制工程》3-活性污泥法
水污染控制工程（下）
第四章、污水的生物处理
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、Qc、 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； 时间安排 20h（其中机动2h）
7
后生动物(主要指轮虫），捕食菌胶团和原生动物，是水质稳 定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处 理的质量。
• 思考题：后生动物的出现反映了处理水质较好，因此能否说 明出水氨氮较低，氨氮在生物处理过程中被硝化？
③微生物增殖与活性污泥的增长：
a、微生物增值：在污水处理系统或曝气池内微生物的增殖规 律与纯菌种的增殖规律相同，即停滞期（适应期），对数期， 静止期（也减速增殖期）和衰亡期（内源呼吸期）。
③泥龄（Sludge age）Qc：生物固体平均停留时间或活性污泥在 曝气池的平均停留时间，即曝气池内活性污泥总量与每日排 放污泥量之比，用公式表示：θc＝VX/⊿X＝VX/QwXr 。式中： ⊿X为曝气池内每日增长的活性污泥量，即要排放的活性污泥 量。
Qw为排放的剩余污泥体积。 Xr为剩余污泥浓度。其与SVI的关系为(Xr) max＝106 /SVI • Qc是活性污混处理系统设计、运行的重要参数，在理论上也 具重要意义。因为不同泥龄代表不同微生物的组成，泥龄越 长，微生物世代长，则微生物增殖慢，但其个体大；反之， 增长速度快，个体小，出水水质相对差。 Qc长短与工艺组合 密切相关，不同的工艺微生物的组合、比例、个体特征有所 不同。污水处理就是通过控制泥龄或排泥，优选或驯化微生 物的组合，实现污染物的降解和转化。
第四章、污水的生物处理
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、Qc、 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； 时间安排 20h（其中机动2h）
7
后生动物(主要指轮虫），捕食菌胶团和原生动物，是水质稳 定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处 理的质量。
• 思考题：后生动物的出现反映了处理水质较好，因此能否说 明出水氨氮较低，氨氮在生物处理过程中被硝化？
③微生物增殖与活性污泥的增长：
a、微生物增值：在污水处理系统或曝气池内微生物的增殖规 律与纯菌种的增殖规律相同，即停滞期（适应期），对数期， 静止期（也减速增殖期）和衰亡期（内源呼吸期）。
③泥龄（Sludge age）Qc：生物固体平均停留时间或活性污泥在 曝气池的平均停留时间，即曝气池内活性污泥总量与每日排 放污泥量之比，用公式表示：θc＝VX/⊿X＝VX/QwXr 。式中： ⊿X为曝气池内每日增长的活性污泥量，即要排放的活性污泥 量。
Qw为排放的剩余污泥体积。 Xr为剩余污泥浓度。其与SVI的关系为(Xr) max＝106 /SVI • Qc是活性污混处理系统设计、运行的重要参数，在理论上也 具重要意义。因为不同泥龄代表不同微生物的组成，泥龄越 长，微生物世代长，则微生物增殖慢，但其个体大；反之， 增长速度快，个体小，出水水质相对差。 Qc长短与工艺组合 密切相关，不同的工艺微生物的组合、比例、个体特征有所 不同。污水处理就是通过控制泥龄或排泥，优选或驯化微生 物的组合，实现污染物的降解和转化。
水污染控制工程_第十二章_ 活性污泥法
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
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
污水处理 活性污泥法
污水处理活性污泥法活性污泥法是目前常用的污水处理方法之一，通过调节污水中的氧化还原电位、溶解氧浓度、污泥的混合活性等参数，从而促进有机物的降解和去除。
本文将详细介绍污水处理中的活性污泥法的原理、工艺流程、运行要点等内容。
一、原理活性污泥法是利用厌氧和好氧微生物的协同作用，将有机物降解为无机物的过程。
在好氧条件下，厌氧微生物通过氧化有机物、硝化硝酸盐等反应，将有机物转化为无机物。
而在厌氧条件下，好氧微生物通过还原反应，使带有氧的无机物还原为有机物。
二、工艺流程1、前处理：包括进水调节和初级过滤等步骤，目的是去除大颗粒杂质、调整污水的水质和水量。
2、活性污泥处理：将经过前处理的污水引入活性污泥池。
通过不断的搅拌、曝气等方式，促进污水中的有机物降解。
3、沉淀池处理：活性污泥法中产生的混合液经过一段时间的静置，使污泥与水分离，沉淀至池底。
4、出水处理：经过沉淀后的清水从上方取出，经过二次过滤和消毒等步骤，最终实现出水的净化和回用。
三、运行要点1、污水处理设备的维护保养：定期清理设备及管道，确保正常运行和通畅。
2、活性污泥的管理：控制进水水量和水质，根据实际情况调整搅拌和曝气的方式和参数。
3、污泥的处理和回用：及时清理沉淀池中的污泥，可以通过浓缩、脱水等方式处理后用于农田肥料或填埋。
4、出水水质的监测与控制：监测出水的COD、氨氮、总磷等指标，根据环保要求进行调整和控制。
附件：1、活性污泥处理工艺流程图2、活性污泥法相关设备的使用说明书法律名词及注释：1、污水处理：指对废水进行预处理和精处理，以达到排放排放标准或再利用的要求。
2、活性污泥：一种富含微生物的混合物，能够有效降解污水中的有机物。
3、厌氧：生物在缺氧或无氧条件下生长和代谢的过程。
12.1-2活性污泥法
完全混合式曝气池
封闭环流式反应池
序批式反应池（SBR）
二、 活性污泥法的发展和演变
1 传统活性污泥法
传统活性污泥法（CAS）：早期工艺，反应器为矩形，水流为 准推流，底部或一侧设曝气设备。
2 渐减曝气和分段进水活性污泥法
在推流式曝气池中，混合液的需氧量在长度方向上是逐步 下降的，因此，等距离均量布置扩散器是不合理的，实际 情况是：前半段水中氧量远远不够，而后半部分则超出了 需要。基于以上分析，有人提出并采用了渐减曝气和分段
污水中的有机物转移到活性污泥上去。
吸附阶段
活性污泥具有巨大的表面积，含有多糖类粘性物质，极易吸 附水中的各种悬浮物质。
稳定阶段
转移到活性污泥上的有机物被微生物利用的过程。 微生物将可以降解的有机物分解，部分形成新的细胞，部分 矿化为二氧化碳和水。从而达到净化污水的目的。
一般，吸附阶段时间很短，大约15-45 min左右。 而稳定阶段时间持续较长，是活性污泥法降解有机污染物的主要阶段。
推流式曝气池
完全混合式曝气池
池型可以为圆形，也可以为方形或矩形。曝气设备可采用表面
曝气机，置于池的表面中心，废水从池底进入，在曝气机的搅 拌下和全池混合，水质均匀。不像推流曝气池那样上下段有明 显的区别。完全混合曝气池可以和沉淀池分建或合建，因此可 分建式：表面曝气机的充氧和混合性能同池型关系密切，因而表面曝气机 以分为分建式和合建式。
SVI值可以衡量活性污泥的沉降浓缩特性。他的测量受到很多因素影响， 如容器直径、污泥浓度等，所以，各个污水处理厂的SVI值没有可比性。
3）溶解氧（DO）及溶解氧消耗速率：
活性污泥系统曝气池中的溶解氧浓度一般要维持在2-4 mg/L，不宜低于1 mg/L。 DO消耗速率：即单位时间、单位体积的溶解氧消耗量（ mg/L· min），该参数可以看作污泥活性的量化指标。 获得方法：不同时间测 量混合溶液的DO值，
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%。
第四章 第一节-活性污泥法
活性污泥降解污水中有机物的过程
污水与污泥混合曝气后BOD的变化曲线
对活性污泥法曝气过程中污水中有机物的变化分析得到结论：
废 水 中 的 有 机 物
残留在废 水中的有 机物
微生物不能利用的有机物
微生物能利用的有机物
微生物能利用而尚未 利用的有机物 （吸附量） 从废水中 去除的有 机物 微生物不能利用的 有机物 微生物已利用的有机 物（氧化和合成） 增殖的微生物体
二是废水中的有机物，它是处理对象，也是 微生物的营养食料；
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。
城市污水处理工艺基本流程： 污水→格栅→沉砂池→初沉池
→活性污泥曝气池→二沉池→消毒
高碑店污水处理厂的工艺流程图
活性污泥系统
高碑店污水处理厂的工艺流程与平面布置
第一节 活性污泥法
一、基本概念与流程 二、活性污泥形态与微生物 三、活性污泥净化反应过程 四、活性污泥法主要影响因素与控制指标
第二节 生物膜法
一、生物膜法概述 二、生物膜的形成及净化过程 三、生物膜法载体 四、生物膜法特征 五、生物膜反应器
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二沉池 曝气池 初沉池
初沉池
二期 曝气池 二沉池
活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
活性污泥处理系统的组成
1.曝气池： 2.二沉池：
微生物降解有机物的反应场所 泥水分离
3.污泥回流系统： 确保曝气池内生物量稳定 4.曝气系统： 为微生物提供溶解氧，同时起到 搅拌混合的作用。
活性污泥法处理系统有效运行的基本条件
净化污水的主要的第一的承担者细菌净化污水的第二承担者原生动物指示性生物原生动物通过显微镜镜检是对活性污泥质量评价的重要手段之一原生动物在活性污泥中大约为103个ml01mm原生动物钟虫小口钟虫草履虫盖纤虫肾形虫变形虫后生动物线虫轮虫微生物的生长规律复习适应期对数期平衡期衰老期培养时间微生物生长速率微生物生长速率微生物量的对数微生物量的对数培养时间总菌数活细菌数微生物生长曲线线死细菌数4
活性污泥法
活性污泥法的原理形象说法：微生物“吃掉”了污水中的有机物，这样污水变成了干净的水。
基本方式
方法设计
运行条件
方法设计
除普通活性污泥法外，还有多点进水、吸附再生、延时曝气和高负荷率活性污泥等方法。前两种方法与基本 流程有所不同，废水流进曝气池的入口的数目和位置有差别。在多点进水活性
活性污泥法污泥法中，只有一部分废水和回流污泥一起在首端入池。其余的废水分2～3次在离首端有一定距 离的2～3个入口处(入口的间距一般相等)进入曝气池。从流程上看,可以说吸附再生活性污泥法 (图2)只是多点 进水过程（图3）的变形,几个废水入口只用最后一个，后者即变成前者。
活性污泥法
废水生物处理技术
01 基本介绍
03 基本流程 05 影响因素
目录
02 基本组成 04 基本方式
基本信息
活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法，由Edward Ardern（爱德华·阿登）和William T. Lockett（威 廉·洛克特）于1914年首先在英国发明的。如今，活性污泥法及其衍生改良工艺是处理城市污水最广泛使用的方 法。它能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质， 同时也能去除一部分磷素和氮素，是废水生物处理悬浮在水中的微生物(micro-organism)的各种方法的统称。
基本介绍
基本介绍
活性污泥法是一种废水生物处理技术，是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。这种技术将废水与 活性污泥（微生物）混合搅拌并曝气，使废水中的有机污染物分解，生物固体随后从已处理废水中分离，并可根 据需要将部分回流到曝气池中。 活性污泥法是向废水中连续通入空气，
活性污泥法经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群， 具有很强的吸附与氧化有机物的能力。
基本方式
方法设计
运行条件
方法设计
除普通活性污泥法外，还有多点进水、吸附再生、延时曝气和高负荷率活性污泥等方法。前两种方法与基本 流程有所不同，废水流进曝气池的入口的数目和位置有差别。在多点进水活性
活性污泥法污泥法中，只有一部分废水和回流污泥一起在首端入池。其余的废水分2～3次在离首端有一定距 离的2～3个入口处(入口的间距一般相等)进入曝气池。从流程上看,可以说吸附再生活性污泥法 (图2)只是多点 进水过程（图3）的变形,几个废水入口只用最后一个，后者即变成前者。
活性污泥法
废水生物处理技术
01 基本介绍
03 基本流程 05 影响因素
目录
02 基本组成 04 基本方式
基本信息
活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法，由Edward Ardern（爱德华·阿登）和William T. Lockett（威 廉·洛克特）于1914年首先在英国发明的。如今，活性污泥法及其衍生改良工艺是处理城市污水最广泛使用的方 法。它能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质， 同时也能去除一部分磷素和氮素，是废水生物处理悬浮在水中的微生物(micro-organism)的各种方法的统称。
基本介绍
基本介绍
活性污泥法是一种废水生物处理技术，是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。这种技术将废水与 活性污泥（微生物）混合搅拌并曝气，使废水中的有机污染物分解，生物固体随后从已处理废水中分离，并可根 据需要将部分回流到曝气池中。 活性污泥法是向废水中连续通入空气，
活性污泥法经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群， 具有很强的吸附与氧化有机物的能力。
二、活性污泥法的基本原理与概念
三、活性污泥法的基本工艺参数
BOD ——容积负荷与BOD——污泥负荷 1、曝气池的BOD ——容积负荷： 1）BOD ——进水容积负荷 单位曝气池容积（m3），在单位时间（1d）内，能够接受，并 将其降解到预定程度的进水有机污染物量（BOD）。
NV Q Si V
( kgBOD
5
m d)
3
剩余污泥
活性污泥系统有效运行的基本条件是：
废水中含有足够的溶解和胶体的易降解有机物；
混合液含有足够的溶解氧——曝气；
池内呈悬浮状态的活性污泥； 活性污泥连续回流，剩余污泥及时排放，维持曝气池内 稳定的活性污泥（微生物）浓度； 进水中不含有对微生物有毒有害的物质
活性污泥降解废水中有机物的过程
④ 剩余污泥排走系统：
1） 维持活性污泥系统的正常运行，必须定期排泥;
2） 为了使曝气池内经常保持高度活性的活性污泥。
3） 去除有机物的重要途径之一。 ⑤ 供氧系统： 1）为好氧微生物提供代谢所需的溶解氧 2）使得活性污泥处于悬浮状态
废水好氧活性污泥法中异养微生物的代谢途径
无机代谢产物,随出水排出 少量能量
钟虫
小口钟虫
肾形虫
C、后生动物
线虫
轮虫
原（后）生动物作为“指示性生物”
数 量
二、活性污泥的性质及性能指标
3、活性污泥生化性能:
活性污泥的含水率： 99.299.8% 固体物质的组成：0.2~0.8% 固体物质的组成 1）微生物群体（Ma） 2）微生物内源代谢的残留物（Me） 3）吸附的难于生物降解的有机物（Mi） 4）无机物质（Mii）
Ns Q Si X V
kgBOD
5
kgMLSS
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式中: 每日污泥增长量(),； ； ——每日处理废水量()； ； ——进水浓度(或)； ——出水浓度(或)。 a, b ——经验值：对于生活污水活与之性质相近的工业废
水，，； ——或试验值：通过试验获得。
4、有机物降解与需氧量： 活性污泥中的微生物在进行代谢活动时需要氧的供应，氧的主要作
用有：① 将一部分有机物氧化分解；② 对自身细胞的一部分物质进行 自身氧化。
④ 污泥体积指数（SVI）（Sludge Volume Index）： 曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，1g干污泥所形成的污泥
体积， 单位是 ml/g。 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；
城市污水的SVI一般为50150 ml/g；
有机物
75—85%
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2030分钟； 4) 其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶
[kg BOD5/(kgMKSS·d)] 式中：Q ——每日处理废水量()
——进水浓度(或) X ——混合液悬浮固体（MLSS）浓度，mg/l
V ——反应器容积， 3、有机物降解与微生物增殖：
活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化(内源呼吸)两项作用 的综合结果，
活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为: ;
因此，活性污泥法中的需氧量: 式中： ——曝气池混合液的需氧量，；
——代谢每所需的氧量，； ——每每天进行自身氧化所需的氧量，。 二者的取值同样可以根据经验或试验来获得。
5、活性污泥净化废水的实际过程： 在活性污泥处理系统中，有机污染物物从废水中被去除的实质就是
有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，这 一过程的结果是污水得到了净化，微生物获得了能量而合成新的细胞， 活性污泥得到了增长。一般将这整个净化反应过程分为三个阶段：① 初期吸附；② 微生物代谢；③ 活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩。
② 对数增长期：
F/M值高(2.2)，所以有机底物非常丰富，营养物质不是微生物增殖 的控制因素；微生物的增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，它仅由 微生物本身所特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身的生理机 能的限制；微生物以最高速率对有机物进行摄取，也以最高速率增殖， 而合成新细胞；此时的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活 动能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮凝体，污泥的沉淀 性能不佳；活性污泥的代谢速率极高，需氧量大；一般不采用此阶段作 为运行工况，但也有采用的，如高负荷活性污泥法。
BOD 吸附 降解 曝气过程
所谓“初期吸附”是指:在活性污泥系统内，在污水开始与活性污 泥接触后的较短时间(1030min)内，由于活性污泥具有很大的表面积因 而具有很强的吸附能力，因此在这很短的时间内，就能够去除废水中大
量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物，使废水的BOD5值(或COD值)大 幅度下降。但这并不是真正的降解，随着时间的推移，混合液的BOD5 值会回升，再之后，BOD5值才会逐渐下降。
③ 减速增长期： F/M值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生物增殖的控制 因素；微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比，为一级反应；有机 底物的降解速率也开始下降；微生物的增殖速率在逐渐下降，直至在本 期的最后阶段下降为零，但微生物的量还在增长；活性污泥的能量水平 已下降，絮凝体开始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较 好；由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较大改善，并且整个系统 运行稳定；一般来说，大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行工况控 制在这一范围内的。 ④ 内源呼吸期： 内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率，因此从整体上来 说，活性污泥的量在减少，最终所有的活细胞将消亡，而仅残留下内源 呼吸的残留物，而这些物质多是难于降解的细胞壁等；污泥的无机化程 度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差；有机物基本消耗殆尽，处理水 质良好；一般不用这一阶段作为运行工况，但也有采用，如延时曝气 法。 2、活性污泥增殖规律的应用： ① 活性污泥的增殖状况，主要是由F/M值所控制； ② 处于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水质也不同； ③ 通过调整F/M值，可以调控曝气池的运行工况，达到不同的出水 水质和不同性质的活性污泥； ④ 活性污泥法的运行方式不同，其在增值曲线上所处位置也不 同。 注：F/M值一般以BOD-污泥负荷率(Ns)表示：
① 适应期： 是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种
类等的一个短暂的适应过程；经过适应期后，微生物从数量上可能没有 增殖，但发生了一些质的变化：a.菌体体积有所增大；b.酶系统也已做 了相应调整；c.产生了一些适应新环境的变异；等等。BOD5、COD等 各项污染指标可能并无较大变化。
度的活性污泥； ⑤ 无有毒有害的物质流入。
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（城市污水）；
比重：略大于1，（1.0021.006）； 粒径：0.020.2 mm； 比表面积：20100cm2/ml。 ② 生化性能： 1) 活性污泥的含水率：99.299.8%； 固体物质的组成：活细胞（Ma）、微生物内源代谢的残留物 （Me）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（Mi）、无机物质 （Mii）。
活性污泥吸附能力的大小与很多因素有关： ① 废水的性质、特性：对于含有较高浓度呈悬浮或胶体状有机
污染物的废水，具有较好的效果； ② 活性污泥的状态：在吸附饱和后应给以充分的再生曝气，使
其吸附功能得到恢复和增强，一般应使活性污泥微生物进入内源代谢 期。
活性污泥法的基本工艺参数
1、容积负荷（Volumetric Organic Loading Rate）： ;
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
活性污泥的性能指标：
① 混合液悬浮固体浓度（MLSS）（Mixed Liquor Suspended Solids）： MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/l g/m3
② 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）（Mixed Volatile Liquor Suspended Solids）： MLVSS = Ma + Me + Mi；
活性污泥的增殖规律及其应用
活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物 被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。 1、活性污泥的增殖曲线
对数增殖 减速增殖 内源呼吸 氧利用速率曲线 微生物增殖曲线 BOD降解曲线
时间
Xa
0
注意：1)间歇静态培养；2)底物是一次投加；3)图中同时还表示了有机 底物降解和氧的消耗曲线。
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
2、污泥负荷（Sludge Organic Loading Rate）： ;
3、水力停留时间（Hydraulic Retention Time）： （h） 4、污泥龄或污泥停留时间（Sludge Retention Time）：（h 或 d） 5、回流比：
在条件一定时，MLVSS/MLSS是较稳定的，对城市污水，一般是 0.75~0.85
③ 污泥沉降比（SV）（Sludge Volume）： 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2030%。
活性污泥法
基本原理
活性污泥法的基本工艺流程
剩余活性污泥 回流污泥 二次 沉淀池 废水 曝气池
出水 空气
初次沉淀池
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
水，，； ——或试验值：通过试验获得。
4、有机物降解与需氧量： 活性污泥中的微生物在进行代谢活动时需要氧的供应，氧的主要作
用有：① 将一部分有机物氧化分解；② 对自身细胞的一部分物质进行 自身氧化。
④ 污泥体积指数（SVI）（Sludge Volume Index）： 曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，1g干污泥所形成的污泥
体积， 单位是 ml/g。 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；
城市污水的SVI一般为50150 ml/g；
有机物
75—85%
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2030分钟； 4) 其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶
[kg BOD5/(kgMKSS·d)] 式中：Q ——每日处理废水量()
——进水浓度(或) X ——混合液悬浮固体（MLSS）浓度，mg/l
V ——反应器容积， 3、有机物降解与微生物增殖：
活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化(内源呼吸)两项作用 的综合结果，
活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为: ;
因此，活性污泥法中的需氧量: 式中： ——曝气池混合液的需氧量，；
——代谢每所需的氧量，； ——每每天进行自身氧化所需的氧量，。 二者的取值同样可以根据经验或试验来获得。
5、活性污泥净化废水的实际过程： 在活性污泥处理系统中，有机污染物物从废水中被去除的实质就是
有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，这 一过程的结果是污水得到了净化，微生物获得了能量而合成新的细胞， 活性污泥得到了增长。一般将这整个净化反应过程分为三个阶段：① 初期吸附；② 微生物代谢；③ 活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩。
② 对数增长期：
F/M值高(2.2)，所以有机底物非常丰富，营养物质不是微生物增殖 的控制因素；微生物的增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，它仅由 微生物本身所特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身的生理机 能的限制；微生物以最高速率对有机物进行摄取，也以最高速率增殖， 而合成新细胞；此时的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活 动能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮凝体，污泥的沉淀 性能不佳；活性污泥的代谢速率极高，需氧量大；一般不采用此阶段作 为运行工况，但也有采用的，如高负荷活性污泥法。
BOD 吸附 降解 曝气过程
所谓“初期吸附”是指:在活性污泥系统内，在污水开始与活性污 泥接触后的较短时间(1030min)内，由于活性污泥具有很大的表面积因 而具有很强的吸附能力，因此在这很短的时间内，就能够去除废水中大
量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物，使废水的BOD5值(或COD值)大 幅度下降。但这并不是真正的降解，随着时间的推移，混合液的BOD5 值会回升，再之后，BOD5值才会逐渐下降。
③ 减速增长期： F/M值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生物增殖的控制 因素；微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比，为一级反应；有机 底物的降解速率也开始下降；微生物的增殖速率在逐渐下降，直至在本 期的最后阶段下降为零，但微生物的量还在增长；活性污泥的能量水平 已下降，絮凝体开始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较 好；由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较大改善，并且整个系统 运行稳定；一般来说，大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行工况控 制在这一范围内的。 ④ 内源呼吸期： 内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率，因此从整体上来 说，活性污泥的量在减少，最终所有的活细胞将消亡，而仅残留下内源 呼吸的残留物，而这些物质多是难于降解的细胞壁等；污泥的无机化程 度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差；有机物基本消耗殆尽，处理水 质良好；一般不用这一阶段作为运行工况，但也有采用，如延时曝气 法。 2、活性污泥增殖规律的应用： ① 活性污泥的增殖状况，主要是由F/M值所控制； ② 处于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水质也不同； ③ 通过调整F/M值，可以调控曝气池的运行工况，达到不同的出水 水质和不同性质的活性污泥； ④ 活性污泥法的运行方式不同，其在增值曲线上所处位置也不 同。 注：F/M值一般以BOD-污泥负荷率(Ns)表示：
① 适应期： 是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种
类等的一个短暂的适应过程；经过适应期后，微生物从数量上可能没有 增殖，但发生了一些质的变化：a.菌体体积有所增大；b.酶系统也已做 了相应调整；c.产生了一些适应新环境的变异；等等。BOD5、COD等 各项污染指标可能并无较大变化。
度的活性污泥； ⑤ 无有毒有害的物质流入。
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（城市污水）；
比重：略大于1，（1.0021.006）； 粒径：0.020.2 mm； 比表面积：20100cm2/ml。 ② 生化性能： 1) 活性污泥的含水率：99.299.8%； 固体物质的组成：活细胞（Ma）、微生物内源代谢的残留物 （Me）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（Mi）、无机物质 （Mii）。
活性污泥吸附能力的大小与很多因素有关： ① 废水的性质、特性：对于含有较高浓度呈悬浮或胶体状有机
污染物的废水，具有较好的效果； ② 活性污泥的状态：在吸附饱和后应给以充分的再生曝气，使
其吸附功能得到恢复和增强，一般应使活性污泥微生物进入内源代谢 期。
活性污泥法的基本工艺参数
1、容积负荷（Volumetric Organic Loading Rate）： ;
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
活性污泥的性能指标：
① 混合液悬浮固体浓度（MLSS）（Mixed Liquor Suspended Solids）： MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/l g/m3
② 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）（Mixed Volatile Liquor Suspended Solids）： MLVSS = Ma + Me + Mi；
活性污泥的增殖规律及其应用
活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物 被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。 1、活性污泥的增殖曲线
对数增殖 减速增殖 内源呼吸 氧利用速率曲线 微生物增殖曲线 BOD降解曲线
时间
Xa
0
注意：1)间歇静态培养；2)底物是一次投加；3)图中同时还表示了有机 底物降解和氧的消耗曲线。
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
2、污泥负荷（Sludge Organic Loading Rate）： ;
3、水力停留时间（Hydraulic Retention Time）： （h） 4、污泥龄或污泥停留时间（Sludge Retention Time）：（h 或 d） 5、回流比：
在条件一定时，MLVSS/MLSS是较稳定的，对城市污水，一般是 0.75~0.85
③ 污泥沉降比（SV）（Sludge Volume）： 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2030%。
活性污泥法
基本原理
活性污泥法的基本工艺流程
剩余活性污泥 回流污泥 二次 沉淀池 废水 曝气池
出水 空气
初次沉淀池
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