水处理活性污泥法
CAST工艺
• 沉淀段 不进水、不曝气、不回流,使污水混合液获得一个静止的絮 凝沉淀环境。 • 撇水段 不进水、不曝气、不回流,通过浮动撇水器将上清液排出, 当液面降至最低控制水位时,排水停止。重复上一周期过 程,如此周而复始。 • 闲置段 进水、不曝气、不回流,视具体运行情况而定,可作为整个 CAST 运行系统调节。 • CAST 系统一般至少设两个池子, 以使整个系统能接纳连 续的进水。在设有4 个CAST 池子的系统中,通过选择各个 池子的循环过程可以产生连续的进出水。
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氧化沟（OD）
氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气 池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液 在其中循环流动，因此被称为“氧化沟”， 又称‘‘环形曝气池”。
1920年，在英国谢非尔德(Sheffield)首次建成氧化沟，采用浆板式曝气机。
氧化沟流程示意图
氧化沟的工艺特点
简化了预处理
氧化沟HRT、SRT较长，有机物可 得到较彻底的去除，排出的污泥已经高度稳定，不需初 沉池和厌氧消化
4、CAST工艺优缺点
优点： •（1）.工艺简单，占地面积小，投资较低：CAST的核心构 筑物为反应池，没有二沉池，一般情况下不设调节池及初沉 池。因此，污水处理设施布置紧凑，占地省和投资低。 •（2）.曝气阶段生化反应推动力大：这有利于减少曝气池 容积，降低工程投资。 •（3）.沉淀效果好：CAST工艺在沉淀阶段几乎整个反应池 均起沉淀作用池，沉淀阶段的表面负荷比沉淀池小得多，没 有进水的干扰，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低， 污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性 能差时，均不会影响CAST工艺的正常运行。CAST反应池 中存在较大的基质浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化 之中，这样的环境条件不利于丝状微生物的优势生长，可有 效防止污泥丝状膨胀。
水的好氧生物处理方法
水的好氧生物处理方法
好氧生物处理是一种常见的水处理方法，广泛应用于污水处理厂、工业废水处理以及地表水净化等领域。
通过利用特定的微生物，将有机污染物转化为无害的物质，实现水体的净化和环境的改善。
好氧生物处理方法主要包括活性污泥法和固定化生物膜法。
活性污泥法是将污水与含有大量微生物的活性污泥进行接触和反应，利用微生物的代谢作用将有机污染物氧化分解成水和二氧化碳。
该方法具有工艺简单、处理效果稳定等优点，在城市污水处理厂得到广泛应用。
固定化生物膜法是将微生物固定在生物膜上，形成高浓度的微生物附着层，通过微生物在生物膜上的代谢作用，将有机污染物分解为无害物质。
固定化生物膜法具有生物膜对水质的稳定性好、抗冲击负荷能力强等特点，在处理高浓度有机废水方面具有一定的优势。
此外，好氧生物处理方法还可以结合其他工艺进行联合处理，如好氧-厌氧处理工艺。
该工艺利用好氧条件下的微生物将有机污染物氧化分解，然后将产生的中间产物进一步在厌氧条件下进行处理，最终实现有机污染物的全面去除。
总体来说，好氧生物处理方法通过微生物的作用将水中的有机污染物降解为无害物质，具有处理效果好、工艺相对简单等优点。
合理应用好氧生物处理方法将有助于改善水环境质量，保护生态环境。
活性污泥法的基本概念和基本流程
活性污泥法的基本概念和基本流程活性污泥法（Activated Sludge Process）是一种常见的污水处理技术，它已经在污水处理厂中被广泛应用。
通常，活性污泥法可以有效地去除氨氮，有机物和悬浮物，从而达到减少污染的目的，使活性污泥法法技术受到了广泛的重视和应用。
活性污泥是一种特殊的污泥，是由细菌和其他微生物发酵制得的，其中细菌能够有效的分解有机物。
大多数活性污泥系统的基本构成元素是微生物，可被应用在污水处理中，从而大大提高污水处理的效率。
活性污泥法是一种结合活性污泥生物处理过程和立式沉淀池技术的污水处理技术，它由细菌和其他微生物组成的活性污泥处理系统，它主要是将有机污染物在缺氧反应池中消耗，然后在沉淀池中把悬浮物除去，当到达指定的质量标准时，排放出去的污水就可以放入地下水或河流。
活性污泥法的基本流程分为以下几步：1、污水的初步处理：对污水进行提升井或滤池等初步处理，过滤有机和悬浮物，将污水提升到活性污泥处理系统。
2、缺氧反应池：将污水投入缺氧反应池，添加活性污泥，同时增加氧气供给，继而有机物将在池中形成复合指标物，并且由活性污泥群物质提高复合指标物的密度，使其从水中沉淀，用以分离有机物。
3、沉淀池：把有机物沉淀到沉淀池中，这里可以同时实现悬浮物的去除，滤池中悬浮物也可以沉淀出来。
4、活性污泥回流：活性污泥也会沉淀下来，但是若想保持活性污泥系统有效运行，就需要将活性污泥回流到缺氧反应池中作进一步处理，用以保持污泥的质量和数量。
5、如果活性污泥的质量较差，活性污泥系统的活性也会降低，此时需要进行活性污泥的更新，就是过滤或替换活性污泥，并补充新鲜活性污泥。
活性污泥法是一种有效且经济实惠的污水处理技术，它可以有效地去除氨氮，有机物和悬浮物，大大减少污染，使污水可以安全排放到大气中或放入地下水或河流。
活性污泥法更有助于生物多样性保护，它是水处理工业应用中的最新成果。
水处理-完全混合活性污泥法
• CMAS工艺的曝气池活性污泥法是核心部分，是 发生有机物的好氧生物氧化过程的反应器；二 沉池用于对混合液进行固液分离，把混合液分 成沉淀的生物固体与经处理后的废水两部分； 污泥回流装置是用于收集二次沉淀池的沉淀固 体并将其部分回流到曝气池的循环系统。 • 活性污泥工艺的一个重要特征就是所形成的絮 状、可沉淀活性污泥能在重力沉降池中被去除。
?完全混合活性污泥法的组成?完全混合活性污泥法的特点?完全混合活性污泥法的基本流程?完全混合活性污泥cmas法有三个基本组成曝气池二沉池污泥回流装置根据曝气池与二次沉淀池分建与合建完全混合式曝气池可以分为分建式和合建式cmas工艺的优点就是能够抵抗在处理工业废水时出现的冲击负荷操作相对比较简单但在有机底物浓度较低例如fm较低时容易引起丝状菌的繁殖并导致污泥膨胀
• 完全混合活性污泥法的组成
• 完全混合活性污泥法的特点 • 完全混合活性污泥法的基本流程
• 完全混合活性污泥(CMAS)法有三个基 本组成： 曝气池 二沉池 污泥回流装置
根据曝气池与二次沉淀池分建与合建，完全混合式曝气 池可以分为分建式和合建式
CMAS工艺Βιβλιοθήκη 优点就是能够抵抗在处理工业废水时出现的 冲击负荷，操作相对比较简单，但在有 机底物浓度较低（例如F/M较低）时， 容易引起丝状菌的繁殖并导致污泥膨胀。
活性污泥法和生物膜法的优缺点及其他
活性污泥法和生物膜法的优缺点及其他1.试比较活性污泥法和生物膜法的优缺点。
答：与生物膜法一样，活性污泥法属于好氧生物处理法。
然而，活性污泥法依靠曝气池中悬浮和流动的活性污泥来分解有机物，而生物膜法则依靠固定在载体表面的微生物膜来净化有机物。
比较了活性污泥法的优缺点如下：（1）生物膜法的优点：①固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好。
②不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。
而活性污泥法则容易发生污泥膨胀。
③由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。
而在活性污泥法中，世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池，因此，生物膜中的生物相更为丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布。
④ 随着同样高营养水平的微生物的存在，更多的有机物代谢转化为能量，新细胞的数量更少，即剩余污泥的数量。
⑤采用自然通风供氧。
（2）生物膜法缺点：① 活性有机体很难人工控制，因此它们的操作灵活性很差。
活性污泥法更方便、更灵活。
②由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。
而且需要较多的载体填料和支撑结构，通常基建投资超过活性污泥法。
③ 处理后的废水通常含有大量分离的生物膜，这会降低获得的水的透明度。
在正常条件下，活性污泥法可以获得更好的澄清水。
2.好氧与厌氧优缺点，使用条件。
答：（1）与好氧生物处理相比，厌氧生物处理具有以下优点：①无须充氧，运行能耗大大降低，而且能将有机污染物转化成沼气加以利用。
②污泥产生量很少，剩余污泥处理费用低，产酸菌污泥产率为0.15-0.34kg(vss)/[kg(cod)],产甲烷菌污泥产率为0.03kg(vss)/[kg(cod)]左右，而好氧微生物污泥产率可达0.25-0.6kg(vss)/[kg(cod)]。
③ 适用于难降解有机废水的处理，或作为高难降解有机废水的预处理工艺，以提高其水质可生化性和后续好氧处理工艺的处理效果。
④ 厌氧工艺与好氧工艺的串联组合可以起到脱氮除磷的作用。
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，
矿山污染治理技术-第5章 废水的生物化学处理-活性污泥法
2、活性污泥的性能指标
MLSS---混合液悬浮固体浓度，也称 污泥浓度 表示单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量
工程上作为评价活性污泥量的指标
MLSS=Ma+Me+Mi+Mii 一般生活污水处理厂
MLVSS---混合液挥发性曝悬气浮池固混体合浓液度 表示混合M液LV悬SS浮/ 固ML体SS中0有.7机~0物.8的质量 不包括污泥中的无机物质
F/M值是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要因素。
实际上，F/M值就是以BOD5表示的进水污泥负荷，即：
F M LsBOD5 Q Bi V X v (kgBOD5 kgVSS d )
减速增长期
• F/M值下降到一定水平后，有机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物呈正比，为一级反应；
剩余污泥： 1）去除有机物的途径之一；
2）维持系统的稳定运行
供氧系统：为微生物提供溶解氧
活性污泥系统有效运行的基本条件是：
废水中含有足够的可溶性易降解有机物； 混合液含有足够的溶解氧； 活性污泥在池内呈悬浮状态； 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浓度；
进水中不含有对微生物有毒有害的物质
生物相与活性污泥形状
若同时观察到大量的游离细菌的生物相时，则是由污 泥负荷过高引起的
污水中的营养物质丰富，促使游离细菌生长很好，絮凝
的菌胶团细菌趋于解絮成单个游离菌，以增大同周围环 境的表面，同样使污泥结构松散，絮粒变小
此外，由于污泥絮粒的解絮或变小容易被微型生物吞噬， 使得微型生物因食物充足而大量繁殖。
水处理技术 活性污泥法
第四章活性污泥法一、重点与难点本章是全部教学的另一个重点，是水处理技术的核心部分，特别是好氧活性污泥工艺的相关知识与操作。
重点：基本工艺流程、活性污泥法的机理与各控制参数、曝气的运行管理与维护。
难点：曝气的运行管理与维护、各类控制参数的测量。
二、基本内容与要求1 活性污泥法概述（A）（1）掌握活性污泥法基本工艺流程（2）掌握活性污泥主要生物种类（3）掌握活性污泥法对进水的要求2 初次沉淀池（A）掌握池形、个数、构造、刮泥机、排泥设备，维护和管理的一般要求3 曝气池该部分内容是教学的重点，授课时应以经验讲授为主。
对理论部分视学员情况，不要过多讲授，应对非掌握内容进行大量删减。
（1）活性污泥法的净化机理（C）掌握活性污泥对有机物的吸附、被吸附有机物的氧化和同化、活性污泥絮体的沉淀分离、生物硝化、生物脱氮、生物除磷。
（157-167页的理论部分只做重点介绍）（2）活性污泥法主要设计和运行参数（A）掌握生物固体停留时间SHR、有机物负荷Ns和Vs、水力停留时间HRT、活性污泥微生物浓度MLSS（混合液悬浮固体浓度）、剩余活性污泥量、混合液溶解氧浓度DO、污泥沉降比SV、污泥容积指数SVI。
相关参数的测量方法和意义，参数的一般控制范围。
（3）熟悉活性污泥法的分类设计运行参数（B）熟悉各类曝气池的特点。
（4）鼓风曝气池（A）掌握池形、构造、曝气器、供风量与供风压力、供风管、回流设备、附属设备、沉淀装置（5）垂直轴机械曝气沉淀池（B）熟悉容积与形状、构造、曝气器、污泥回流设备、附属设备（6）水平轴式机械曝气池（B）熟悉池形、构造、曝气器、回流设备、附属设备、沉淀装置（7）完全混合曝气池（A）掌握容积、形状、池数、构造、停留时间、曝气器、附属设备（8）曝气池维护管理（A）掌握曝气池维护管理一般要求、运行管理、安全管理、维护保养、技术指标、鼓风曝气池日常运行管理掌握曝气池的水质管理：水质管理的监测项目、水质管理控制指标、水质异常时的管理；掌握垂直轴机械曝气池的运行管理：管理要点、正常时的管理、垂直曝气机的管理；掌握水平轴式机械曝气池日常运行管理；掌握完全混合曝气沉淀池的运行管理：曝气池的调节、正常管理、运转开始时应注意事项4 鼓风机房（C）。
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有机物去除和 氨氮硝化
传统活性污泥法 渐 减曝气 分步曝气 完全混合法 浅层曝气 深层曝气
高负荷曝气或变形曝气 延时曝气 接触稳定法 纯氧曝气 氧化沟
吸附－生物降解工艺（AB法） 序批式活性污泥法（SBR法） 活性污泥生物滤池（ABF工艺）
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一、传统（普通）活性污泥法
进水
曝气池
二沉池 出水
回流污泥
剩余污泥
需
供氧率
氧
曲线
需氧率
率
曲线
、
供氧率曝气池 Nhomakorabea长池中需氧与供氧率曲线
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四、完全混合法
• 工艺特点： • 曝气池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 ； • 整个混合曝气池是一个缓冲器和均和池，抗冲击
负荷和抗有毒物质的能力强； • 曝气池中各个部分的混合液的需氧率均匀。
进水
曝 气池
二沉池
出水
回流污泥
剩余污泥
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五、接触稳定法
▪ 又称“生物吸附－再生活性污泥法” （简称吸附再生法）。
▪ 产生基础：
残 留
溶解的BOD5
悬浮和胶 体的BOD5
BOD
接触池标准 停留时间
0t
曝气时间
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BOD5下降曲线
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工艺流程：有分建与合建两种
进水
吸附池 再生池
二沉池
出水
回流污泥 剩余污泥
（b）占地面积少； （c）从溶解氧的分布看，氧化沟具有推流特性，
溶解氧浓度在沿池长方向形成浓度梯度，形成 好氧、缺氧和厌氧条件。通过对系统合理的设 计与控制，可以取得较好的除磷脱氮效果。 （d）氧化沟的构造形式多种多样，根据不同的 目的可以设计多种形式的氧化沟。
2、序批式活性污泥法（SBR）
• 序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，简写为 SBR），又称为间歇式活性污泥法，由于在运行中 采用间接操作的形式，每一个反应池是一批批地 处理废水，因此而得名。
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，一般呈环形沟渠状，平面多为椭圆形，在 环形沟槽中设有表面曝气装置。
曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气
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。
• 氧化渠的流型为环状循环混合式，污水从环的一端进 入，从另一端流出。
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七、高负荷曝气（变型曝气）
▪ 又称短时曝气活性污泥法 (不完全氧化法） ▪ 工艺特点：
▪ BOD-SS负荷高，曝气时间短（约为2～3h），处 理效果低，一般BOD5的去除率不超过70％~75％。
▪ 适于处理对出水水质要求不高的污水。
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八、活性污泥法的变形
1、氧化沟（Oxidation Ditch，简称OD）
进水 再生段 吸附段
回流污泥
二沉池 出水 剩余污泥
分建式 流程
合建式 流程10
▪ 工艺特点
• 优点：直接用于原污水的处理比用于初沉池 的出流处理效果好；可省去初沉池；吸附池、 再生池容积小；对水质、水量的冲击负荷有 一定的承受能力。
• 缺点：处理效果低于传统法；不宜处理溶解 性有机污染物含量高的污水。
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六、延时曝气法
▪ 又称完全氧化活性污泥法。
▪ 工艺的特征： –BOD－污泥负荷非常低； –曝气时间很长，达24小时甚至更长； –活性污泥在池内长期处于内源呼吸期，剩余 污泥少而稳定，可直接排放； –由于曝气时间长，曝气池容积大。
▪ 适用范围：只适用于处理水质要求很高并且不宜 采用污泥处理技术的小城镇污水和工业废水，水 量不超过1000m3/d。
SBR运行工序示意图
• SBR工艺的一个完整操作周期有五个阶段:
进水期(fill)、反应期(react)、沉淀期
(settle)、排水期(draw)、闲置期(idle)
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序批式活性污泥法（SBR法）
SBR工艺与连续流活性污泥 工艺相比的优点
(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；
进水
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曝气池
二沉池
出水
回流污泥
剩余污泥
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需
氧
需氧率
率
曲线
、
供氧率
供
曲线
氧
率
曝气池池长
池中需氧与供氧率曲线
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三、阶段曝气法(分步曝气)
• 这种方式是针对普通曝气法池首端负荷过大 而改进的（从进水方式上）。
• 废水沿着池长方向多点进水，以均衡池内有 机负荷，克服池前端供氧不足而后端供氧过 剩的缺点。单位池容积的处理能力提高。
• 一般混合液的环流量为进水量的数百倍以上，接近于 完全混合，具备完全混合曝气池的若干特点。
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氧化渠的典型布置
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氧化沟污水处理厂俯视图
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➢ 氧化沟的特点：
（a）简化了预处理（可以不设初沉池），污泥 不需进行厌氧消化；
(2)耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需
设置调节池；
(3)固液分离效果好，出水水质好;
(4)运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到
净化和稳定程度较高 的污水。
需 氧 率
3、存在的主要问题
、 供
• 耗氧速度与充氧速度之间
氧 率
的矛盾。
需氧率 曲线
供氧率 曲线
曝气池池长
二、渐减曝气法
• 为了解决传统活性污泥法供氧与需氧速度不符问题， 产生了沿池长渐减的供气方式——渐减曝气法。
• 即合理布置扩散器，在池前端布置较多的扩散器， 而在池后端布置较少的扩散器，使得供氧沿着池长 逐渐较少，而总的供氧量不变。
• SBR是在单一的反应器内, 在时间上进行各种目的 的不同操作, 故称之为时间序列上的废水处理工 艺，它集调节池、曝气池、沉淀池为一体, 不需 设污泥回流系统。
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• SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出 水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结 束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一 个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。
1、工艺流程
空气
初沉池 进水
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曝气池 回流污泥
二沉池 出水 剩余污泥
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2、工艺特征
1) 有机物在曝气池中的降解，经历了第一阶段吸 附和第二阶段代谢的完整过程；微生物也经历
了一个从池首端的对数增长期，经减速增长到 池末端的内源呼吸期的完全生长周期。
2) 池中的需氧速度是沿池长变化的。
3) 处理效果极好，适于处理