42活性污泥法影响因素即运行参数
污水处理-活性污泥法
△X = aSr – bX
式中：a——污泥产率（污泥转换率） Sr——污水中被降解、去除的有机污染物量（BOD），kg/d
Sr Q(Sa Se )
X——曝气池混合液含有的活性污泥量，kg/d b——自身氧化率（衰减系数），d－1
5
活性污泥法基本原理
活性污泥净化反应过程
2 、微生物的代谢: 分解代谢和合成代谢
6
活性污泥法基本原理
活性污泥净化反应过程
曝气池内有机物氧化分解、细胞合成、内源代谢 数量关系：
7
影响因素与主要设计运行参数
净化反应影响因素
由于活性污泥中生物种类的过剩以及它们之间的相互竞 争，工艺条件的微小变化就能够引起微生物种群组成和污泥 絮体物理性能的显著变化。
X v
VX v X v
C
24
活性污泥评价及控制指标
有机污染物降解与需氧
25
反应动力学基础
莫诺方程式基本方程
max
S KS
S
按物理意义考虑：
max
S KS
S
1 dS d(S0 S) X dt Xdt
dS dt
max
XS KS
S
1 ds maxS (kg / kg h) X dt KS S
1细菌是活性污泥法中污水净化的 第一承担者，也是主要承担者。 2原生动物是活性污泥法中外上污水净化的第二承担者，它
摄食游离细菌，是细菌的首次捕食者 3后生动物是细菌的第二捕食者
3
活性污泥的增殖规律
1.适应期：各种酶系统对环境的适应过程 2.对数增殖期：活性污泥能量水平很高，污泥松散 3.减速增殖期：营养物成为微生物生长的限制因素，活性污泥
《水污染控制工程》习题案例
水污染控制工程作业标准答案 11、试说明沉淀有哪些类型？各有何特点？讨论各类型的联系和区别。
答：自由沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。
沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。
发生在沉砂池中。
絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。
沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。
化学絮凝沉淀属于这种类型。
区域沉淀或成层沉淀：悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。
二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。
压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。
二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。
联系和区别：自由沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀或成层沉淀，压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大，颗粒间的相互影响也依次加强。
2、设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理和平流式沉砂池有何区别？答：设置沉砂池的目的和作用：以重力或离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。
平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它构造简单，工作稳定，将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走，从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒。
曝气沉砂池的工作原理：由曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除。
曝气沉砂池沉砂中含有机物的量低于5%；由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速污水中油类的分离等作用。
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
3.2 活性污泥的性能指标及其相关参数
•
Ma－－具有代谢活性活性的微生物群体
•
Me－－微生物自身氧化的残留物
•
Mi－－原污水挟入的不能为微生物所降解的惰性物质
•
Mii－－原污水挟入的无机物质
2
• 2.沉降性指标
• 1) 污泥沉降比（SV，%)
• 又称为30min沉淀率，是指混合液在量筒内静置30min 后所形成的沉淀污泥容积占原混合液容积的百分比。
•
城市生活污水：20~30％
• 2) 污泥容积指数（SVI，mL/g）
• 指曝气池出口处混合液经30min静沉，1克干污泥所形 成的污泥体积。
•
SVI＝SV/MLSS
• SVI：能够反应出活性污泥的絮凝沉淀性能。
• 通常对于城市污水SVI：70~100mL/g之间
3
SV的测定
0min
15min SV = 40%
R X Xr - X
9
4.曝气时间t
• 曝气时间：也称HRT或反应时间
tV Q
10
作业
• 1.活性污泥的性质和组成？（已知活性污泥 的分子式为C5H7NO2，若每天的排泥量为 200kg(含水率为97%)，则每天需补充氮素多 少千克，若氮源来自尿素(CO(NH2)2)，则每 天需投加尿素多少千克？）。• 一般活性污泥的 NhomakorabeaOUR值：
•
8~20 mgO2/(gMLVSS·h)
6
3.2.2. 活性污泥法的设计与运行参数
1. 污泥负荷
• a、BOD污泥负荷：Ns＝QS0/XV=F/M ，即单 位重量活性污泥在单位时间内承受的有机物 总量。 （kgBOD5/(kgMLSS·d)）
• b、BOD容积负荷：Nv＝QS0 / V ，指单位曝 气池容积在单位时间内承受的有机物总量。
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。
SBR工艺原理及运行参数
SBR工艺原理及运行参数SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。
与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。
它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR 反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，没有污泥回流系统。
正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点：1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。
2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。
3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。
4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。
7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。
8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。
9、工艺流程简单、造价低。
主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
SBR系统的适用范围：1) 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。
同时也非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。
2) 需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。
3) 水资源紧缺的地方。
SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。
活性污泥法的基本原理
活性污泥法的基本原理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（城市污⽔）；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（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）。
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/ml3、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/m3②混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）（Mixed Volatile Liquor Suspended Solids）：MLVSS = Ma + Me + Mi；在条件⼀定时，MLVSS/MLSS是较稳定的，对城市污⽔，⼀般是0.75~0.85③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20~30%。
污水处理工填空题
污水处理工填空题1.常规的水质净化过程中不能除去的是微生物。
2.沉沙池的主要功能是去除无机颗粒,砂子在沉砂池的沉淀是属于自由沉淀 ,为了使沉砂池能正常进行，主要要求控制污水流速。
3.在活性污泥系统中，二次沉淀池的作用是泥水分离。
4.水体黑臭的原因是厌氧条件下，厌氧菌分解有机物产生H2S。
5.污泥回流的目的主要是保持曝气池中的MLSS。
6.为保证生化自净，污水中必须含有足够的DO。
7.曝气池供氧的目的是提供给微生物分解有机物的需要。
8.如果水泵流量不变，管道截面减小了，则流速增加。
9.A2/O工艺中厌氧段的主要作用是释磷。
10.本污水厂消毒池采用的消毒方式是紫外线消毒。
11.悬浮固体形成的色度称为原色。
12.常用污泥脱水设备主要有板框压滤机、带式压滤机和离心脱水机。
13.混凝、絮凝、凝聚三者关系为凝聚=混凝+絮凝。
14.曝气过程中DO浓度以变化率与液膜厚度成反比。
15.影响酶活力比较重要的两个因素是温度、pH。
16.在适宜的的环境里，细菌的生长繁殖一般每隔20～30min分裂一次。
17.在巡检二沉池时，应注意观察泥面的高低、上清液透明度、漂泥有无。
18.中和的方法可处理任何酸性或碱性废水。
19.活性污泥法有求水中营养盐的比例为C:N:P＝100:5:1。
20.排水体制分为分流制和合流制两种类型。
21.城市污水处理技术按原理可分为物理法、化学法和生物化学法。
22.工业企业一般采用分流制排水系统。
23.沉降法主要去除对象是悬浮液中粒径在10um以上的可沉固体颗粒。
24.污水厂初沉池中COD的去除率一般在20%-40%之间。
25.好氧微生物生长的适宜pH范围是6.5-8.5。
26.污泥龄是指活性污泥在整个系统中的平均停留的时间。
27.一般衡量污水可生化的程度为BOD/COD大于0.3。
28.污水处理厂一般使用三相异步电动机。
29.固体通量对浓缩池来说是主要的控制因素，根据固体通量可确定浓缩池的表面积、深度。
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（4－7）
θC的定义： VX — —曝气池内活性污泥总量 X — —每日排放污泥量
将△X（4-7）式代入（4-8）式：
V、Se、X
(Q-Qw)
Q Se
曝气池
二沉池
Se、Xe 处理水
RQ、Se、Xr 回流污泥
Qw、Xr 剩余污泥
图 4-13 完全混合活性污泥系统的物料平衡
§4. 2 活性污泥净化反应影响因素与设计、运行参数
一、影响因素（营养、DO、pH、Temp、有毒物质 etc.） 二、主要设计、运行参数
1.表示曝气池中混合液活性污泥数量的指标：MLSS、MLVSS 2.表示二沉池活性污泥的沉降性能的指标：SV、SVI
3.污泥龄θC
4.污泥负荷－－曝气池中有机物与活性污泥比值的指标NS、NV 5.有机污染物降解与活性污泥增长—活性污泥净增值量 6.有机污染物降解与需氧—曝气池内混合液需氧量O2
图 4-8
污泥回流比RQ/Q
SVI值、MLSS及污泥回流比R 三者之间的关系
3.θC——污泥龄（生物固体平均停留时间）。定义：曝气池内活性污 泥总量（VX）与每日排放的污泥量（ △X ）之比。用θc表示。
系统中每日增长的活性污泥量应等于每日排出的剩余污泥量（ΔX）, 见图4-13
X QwXr (Q Qw)Xe
R之间关系，(Ｐ8).
● 城市污水，曝气池SVI介于70---100之间。
混合液悬浮物浓度（MLSS）（mg/L） SVI=50 SVI=100
4000 3000 2000 1000
SVI=150
SVI=200 SVI=300
SVI=400
0 0.2 0.6 1.0 1.4 1.8 2.0 0.4 0.8 1.2 1.6
N N
S V
BOD 污泥负荷 BOD 容积负荷
活性污泥系统设计与运行至关重要的两个参数之一。
BOD—污泥负荷Ns定义：曝气池内单位重量活性污泥在单位时间内能够接 受并将其降解到预定程度的有机物量。
BOD—容积负荷Nv定义：单位池容积在单位时间内，能够接受并将其降解 到预定程度的有机物量。
dt
2）曝气池中DO浓度大小将取决于： （1）生物絮体的大小：要求生物絮体大，则要求DO浓度高，
DO才能扩散转移到生物絮体内部,反之则不能。对此要求 DO浓度不低于2mg/L左右为好。
（2）考虑冲击负荷与中毒的影响，以便于操作以了解供氧量的变化
冲击负荷 DO突然↓
急性中毒 DO突然↑
500
400
300
SVI
200
一般负荷
100
0 2.5
高负荷
2.0
1.5
10..05
02..55
BOD-污泥负荷率(kgBOD/kgMLSS·d)
低 负 荷
0
图 4-7 污泥负荷与SVI值之间的关系
选定适宜的BOD Ns:0.2—0.5 kg/kgMLSS.d为一般负荷区 <0.1 kg/kgMLSS.d为低负荷区 1.5-2.5 kg/kgMLSS.d为高负荷区 0.5-1.5 kg/kgMLSS.d为污泥膨胀区，一般不取。
6．有毒物质 主要是重金属，H2S、CN－、酚等，当超过一定浓度时，就会破坏 细胞结构，抑制代谢。有毒物质的极限允许浓度见表4-4 P105
二、主要设计—运行参数 1.表示混合液中活性污泥数量的指标（曝气池）
（1） MLSS浓度——混合液悬浮固体浓度〈混合液污泥浓度〉： mg/L混合液；g/L混合液；g/m3混合液； kg/m3混合液
＝ SV（mL / L) M LSS（g / L)
● SVI在习惯上只称数字，而把单位略去 ● SVI值能够反映活性污泥的凝聚、沉降性能
●要维持曝气池一定的MLSS（如3000mg/L）的情况下，SVI值越高， 则要求的污泥回流比R就越大，但当SVI值高达400mL/g时，则
难于用提高R来维持曝气池一定的MLSS浓度。见图4-8：SVI-MLSS-
C
QwXr
VX (Q
Qw)Xe
Xe 0 可忽略不计
（4-9）
C
VX QwXr
（4-10）
Xrmax
106 SVI
经验公式
(4-11)
Xr是活性污泥特性和二沉池沉淀效果的函数。
1 C
YN rs
Kd
(4-25)
污泥龄与污泥去除负荷呈反比关系
4. 曝气池中有机污染物与活性污泥比值的指标
慢性中毒 DO逐渐增加
4．水温：15～35℃之间 20～30℃，效果好，活动旺盛，
ds st
＜15℃，＞35℃，效果↓，活动弱，ds
st
＜5℃，＞45℃，效果很差， ds 0
dt
5．pH值 最佳的pH值为6.5～8.5 当pH＜6.5，丝状菌繁殖，pH＜4.5，丝状菌占优势 当pH＞9.0，代谢速率↓
NS
F N
QSa XV
[kg
BOD
5 /kgM LSS
d]
（4-12）
式中：Sa——污水中有机物浓度，mg/L；X——MLSS浓度 ，mg/L；V——曝气池容积，m3
NV
QSa V
[kg BOD
5/m3曝气池 d
NV NS X
（4-13） （4-14）
Ns=f(SVI) 见下图4-7
一、影响因数 1.营养物质：碳源、氮源、无机盐类、某些生长素 1）碳源：组成生物细胞的主要物质，对碳源的需求量较大，一
般BOD5≥100mg/L 2）氮源：组成细胞的重要元素，其需要量按BOD：N=100：5考虑 3）盐类：必不可少 （1）主要的无机盐类
P：按BOD5:N:P=100:5:1考虑，它是微生物需要量最多的 无机元素，约占全部无机盐元素的50%
还有K、Ca、F e 、S等无机元素 （2）微量无机元素 （3）对于生活污水，BOD5:N:P的比值为100:5:1，但经沉淀池
处理后比值提高，能达到BOD5:N:P=100:20:25
3．DO——溶解氧 1）曝气池在稳定运行时，微生物的耗氧速率（Rr 即需氧速率）
＝曝气器的供氧速率 dc ，其池中的溶解氧DO不变。
（2） MLVSS浓度——混合液挥发性悬浮固体浓度
f MLVSS Xv 对于生活污水： f 0.75 ； MLSS X
对于城市污水， f 0.75 。
2. 表示活性污泥的沉降性能的评定指标（二沉池）
（1）SV
（2） SVI
SVI
1L混合液经30 min 静沉后形成的活性污泥容积（mL） 1L混合液中悬浮固体干重（g）