好氧生物处理工艺活性污泥法
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。
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。
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%。
活性污泥法
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
污水的好氧生物处理—活性污泥法
活性污泥法的微生物种群丰富多样， 包括好氧细菌、原生动物和后生动物 等，这些微生物共同作用，使活性污 泥法具有较高的净化效率和稳定性。
去除大颗粒杂质 调节水质和水量 减轻后续处理负荷 提高污泥活性
曝气池中的微 生物通过曝气 设备获得足够
的溶解氧
微生物在曝气 池中降解有机 物，产生二氧
化碳和水
曝气池中的溶 解氧浓度需保 持在一定范围 内，以保证微 生物的正常生 长和降解效率
改进措施：采用 低能耗工艺，提 高设备效率；
应用实例：某城市 污水处理厂采用活 性污泥法处理污水， 取得了良好的效果。
序批式反应器（SBR）工艺：通过间 歇运行方式，实现反应池内混合液的 交替循环流动，提高处理效果和抗冲 击负荷能力。
膜生物反应器（MBR）工艺：结合膜 分离技术，实现悬浮固体和活性污泥 的有效分离，提高出水水质和容积负 荷。
活性污泥法是一种生物处理技术，通 过好氧微生物的代谢作用，将污水中 的有机物转化为稳定的无机物，从而 达到净化污水的目的。
活性污泥法的作用机制还包括沉淀和 固液分离过程，将微生物和污水中的 悬浮物从水中分离出来，使出水水质 得到改善。
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活性污泥中的微生物通过吸附和降解 有机物，将其转化为二氧化碳和水， 同时释放能量供微生物生长繁殖。
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氧化沟工艺：通过循环流动的水体 实现有机污染物的降解，具有较好 的脱氮除磷效果和稳定性。
移动床生物膜反应器（MBBR）工艺： 通过在反应器内投加悬浮填料，增加 生物膜附着表面积，提高处理效果和 抗冲击负荷能力。
活性污泥法与A2O工艺的联合应用 活性污泥法与氧化沟工艺的联合应用 活性污泥法与SBR工艺的联合应用 活性污泥法与MBR工艺的联合应用
污水的好氧生物处理活性污泥法
紊流 p
分
压 或
气体
浓
度
层流
紊流
Pi
ρsO 气膜
ρO 液膜
内表面
液体
0 膜厚
图14-3 气体传递双膜理论简图
(2) 由于气液两相的 主体均处于紊流状态， 其中物质浓度基本上 是均匀的，不存在浓 度差，也不存在传质 阻力，气体分子从气 相主体传递到液相主 体，阻力仅存在于气、 液两层层流膜中。
二
、
活
性
污
泥 法
基
本 流
活性污泥工艺主要由曝气池、曝
程 气装置、二沉池、污泥回流系统和
剩余污泥排放系统组成。
曝气池是由微生物组成的活性污泥 与污水中的有机污染物质充分混合接 触，进而将其吸收并分解的场所，是 活性污泥工艺的核心。
曝气装置的作用:
❖向曝气池供给微生物增长及分解 有机污染物所必需的氧气 ❖进行混合搅拌，使活性污泥与有 机污染物质充分接触
污 泥 1.0021.003 ， 回 流 污 泥 1.0041.006 ； ✓ 颗粒直径：0.020.2 mm； ✓ 比表面积：20100cm2/mL。
§14-2 气体传递原理和曝气池
本节重点
❖双膜理论 ❖影响KLa的因素 ❖机械曝气与鼓风曝气
构成活性污泥法有3个基本要素:
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DO，没有充足的DO，好氧微生物 既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
ρsO——液相中氧的饱和浓度，mg/L； ρO——液相内氧的实际浓度，mg/L。
dm dt
废水好氧生物处理工艺-——活性污泥法
式中: x——每日的污泥增长量(kgVSS/d)；= Qw·Xr Q ——每日处理废水量(m3/d)；
a、b经验值的获得：
(1) 对于生活污水或相近的工业废水: a = 0.5~0.65，b = 0.05~0.1； (2) 对于工业废水，则：
合成纤维废水
0.38
0.10
含酚废水
0.55
0.13
制浆与造纸废水
0.76
0.016
制药废水
0.77
酿造废水
0.93
工业废水
a
b
亚硫酸浆粕废水
0.55
0.13
a、b经验值的获得：
（3）通过小试获得：
可改写为：
a
b
QSr/VXv(kgBOD/kgVSS.d)
x/VXv(1/d)
一、活性污泥法的工艺流程
回流污泥
二次 沉淀池
废水
曝气池
初次 沉淀池
出水
空气
剩余活性污泥
活性污泥系统的主要组成
曝气池：反应的主体，有机物被降解，微生物得以增殖； 二沉池：1）泥水分离，保证出水水质； 2）浓缩污泥，保证污泥回流，维持曝气池内的污泥浓度。 回流系统：1）维持曝气池内的污泥浓度； 2）回流比的改变，可调整曝气池的运行工况。 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
在条件一定时， 较稳定； 对于处理城市污水的活性污泥系统，一般为0.75~0.85
4、活性污泥的性能指标：
（3）污泥沉降比（SV） （Sludge Volume） 定义：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； 功能：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； 正常范围： 2030%
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正常范围： 2030%
2020/4/6
17
环境工程学
SV的测定
0min
15min
SV = 40%
30min
2020/4/6
18
环 境 工 程 学 4、活性污泥的性能指标：
（4）污泥体积指数（SVI）
定义：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，( ml/g)
1、曝气池的有机容积负荷：
1）进水COD（BOD5）容积负荷：
Lv CO D
Q Ci V
(kgCOD m3 d )
LvBOD5 Q Bi V
(kgBOD5 m3 d )
2）COD（ BOD5 ）去除容积负荷：
LvCOD
Q (Ci
Ce ) V
(kgCOD m3 d )
L202v0/B4O/6 D5
Q (Bi
Be ) V
(kgBOD5 m3 d )
20
环境工程学
2、 曝气池的有机污泥负荷：
1）进水COD（BOD5）污泥负荷：
LsCOD Q Ci MLSS V
kgCOD kgMLSS d
LsBOD5 Q Bi MLSS V
kgBOD5 kgMLSS d
LsBOD5 Q Bi MLVSS V
MLVSS = Ma + Me + Mi
单位： mg/L 或 g/m3
计量曝气池中活性污泥数量的指标。
2020/4/6
16
环境工程学
4、活性污泥的性能指标：
（3）污泥沉降比（SV） （Sludge Volume）
定义：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；
kgBOD5 kgMLVSS d
2）COD（BOD5）去除污泥负荷：
LsCOD
Q (Ci
Ce ) MLSS
V
kgCOD kgMLSS d
LsBOD5
Q (Bi
Be ) MLSS V
2020/4/6
kgBOD5 kgMLSS d
21
环境工程学
三、活性污泥法的基本工艺参数
3、曝气池的水力停留时间（HRT)
进水中不含有对微生物有毒有害的物质
2020/4/6
9
环境工程学
二、活性污泥的性质及性能指标
1、物理性质：
——“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
4）动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团”的功能
。 2020/4/6
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环境工程学
B、原生动物----在活性污泥中大约为103个/ml
钟虫 小口钟虫
肾形虫
2020/4/6
草履虫 盖纤虫 变形虫
0.1mm
13
环境工程学
C、后生动物
线虫
轮虫
2020/4/6
14
环境工程学
原（后）生动物作为“指示性生物”
2
环境工程学
3.2.1 活性污泥法的基本原理
一、活性污泥法的工艺流程
空气
废水
初次 沉淀池
曝气池
二次 沉淀池
出水
回流污泥
剩余活性污泥
2020/4/6
3
环境工程学
活性污泥系统的主要组成
曝气池： 反应的主体，有机物被降解，微生物得以增殖；
二沉池： 1）泥水分离，保证出水水质；
2）浓缩污泥，保证污泥回流，维持曝气池内的污泥 浓度。
SVI SV (ml / l) MLSS (g / l)
功能：能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，
其值过低，说性能不好，将要或已经发 生膨胀；
正20常20/4范/6 围： 50150 ml/g（处理城市污水时）
19
环三境 工、程 学活性污泥法的基本工艺参数
二沉池
曝气池
初沉池
2020/4/6
初沉池
曝气池 二沉池
二期
6
环境工程学
正在运行的曝气池
2020/4/6
7
环境工程学
曝气池中的曝气头的布置
2020/4/6
8
环境工程学
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；
HRT V Q （h） 4、曝气池的污泥停留时间（SRT、c）
SRT V X
VX
VX
2020/4/6
10
环境工程学
二、活性污泥的性质及性能指标
2、生化性能：
活性污泥的含水率： 99.299.8%
其中固体物质的组成： 1）活细胞（Ma）： 2）微生物内源代谢的残留物（Me）： 3）吸附的原废水中难于生物降解的有 机物（Mi）： 4）无机物质（Mii）：
2020/4/6
有机物 75~85%
11
环境工程学
二、活性污泥的性质及性能指标
3、活性污泥中的微生物：
A．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
特征：
1）绝大多数是好氧和兼性异养型的原核细菌；
2）在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能；
3）具有很高的增殖速率，其世代时间仅为2030分钟；
数 量
2020/4/6
15
环境工程学
4、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 或 g/m3
（2）混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）
（Mixed Liquor Volatile Suspended Solids）
环境工程学
3.2 好氧生物处理工艺(1) ——活性污泥法
2020/4/6
1
环境工程学
3.2.1 活性污泥法的基本原理 3.2.2 活性污泥法的运行方式
3.2.3 活性污泥法的反应动力学
3.2.4 曝气的原理、方法与设备 3.2.5 活性污泥法的工艺设计 3.2.6 活性污泥法的运行管理
2020/4/6
回流系统： 1）维持曝气池内的污泥浓度； 2）回流比的改变，可调整曝气池的运行工况。
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
2020/4/6
4
环境工程学
生活污水或城市废水的处理流程
高碑店污水处理厂的工艺流程图
活性污泥系统
2020/4/6
5
高碑环店境 工污程水学处理厂的工艺流程与平面布置