活性污泥的概念
污水的生物处理(一)活性污泥法
第四章污水的生物处理（一）——活性污泥法教学要求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、θc、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。
第一节活性污泥法的基本原理一、活性污泥处理法的基本概念与流程活性污泥：是由多种好氧微生物、某些兼性或厌氧微生物以及废水中的固体物质、胶体等交织在一起的呈黄褐色絮体。
活性污泥法：是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。
实质：人工强化下微生物的新陈代谢(包括分解和合成)，活性污泥法的工艺流程：1)预处理设施：包括初次池、调节池和水解酸化池，主要作用是去除SS、调节水质，使有机氮和有机磷变成NH+4或正磷酸盐、大分子变成小分子，同时去除部分有机物。
2)曝气池：工艺主体，其通过充氧、搅拌、混合、传质实现有机物的降解和硝化反应、反硝化反应。
3)二次沉淀池：泥水分离，澄清净化、初步浓缩活性污泥。
生物处理系统：微生物或活性污泥降解有机物，使污水净化，但同时增殖。
为控制反应器微生物总量与活性，需要回流部分活性污泥，排出部分剩余污泥；回流污泥是为了接种，排放剩余污泥是为了维持活性污泥系统的稳定或MLSS 恒定。
二、活性污泥的形态和活性污泥微生物1 活性污泥形态（1）特征1)形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。
2)颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度）。
3)理化性质：ρ=1.002~1.006，含水率99%，直径大小0.02~0.2mm，表面积20~100cm2/mL，pH值约6.7，有较强的缓冲能力。
其固相组分主要为有机物，约占75~85%。
4)生物特性：具有一定的沉降性能和生物活性。
（理解：自我繁殖、生物吸附与生物氧化）。
《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；
第4.1节 活性污泥法基本原理
u向生活污水注入空气进行
空气
曝 气 池 二 沉 池
曝气，并持续一段时间以 后，污水中即生成一种絮 进水 凝体。这种絮凝体主要是 由大量繁殖的微生物群体 所构成，它有巨大的表面 积和很强的吸附性能，称 为活性污泥(activated sludge)。
出水
回流 污泥
剩余 污泥
推流曝气池
活性污泥法系统组成
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) 处于不同增长期的活性污泥，其性能不同，处 理出水的水质也不同； (3) 可以通过调整F/M值，来调控曝气池的运行工况， 以达到所要求的出水水质和活性污泥的良好性能； (4) 推流式：一段线段； (5)完全混合式：一个点
（2）对数增长期：
A．F/M值高，所以有机底物异常丰富，营养物质不是微生物增 殖的控制因素； B．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； C.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； D.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； E.活性污泥的代谢速率极高，需氧量大； F.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。
2.完成吸附条件
A. 足量活性污泥，并充分曝气，剧烈搅拌， 使水和泥充分接触、沉淀； B. 完成吸附后（20~40min）即进行固液分 离； C. 活性污泥吸附性能要好； D. 污水中有机物以胶体，悬浮物为主。
（二）微生物的代谢机理
1.分解代谢：一部分有机物进行氧化分解 ，最终形成 CO2和 H2O等稳定的无机物质，并从中获取合成新细 胞物质所需要的能量，这一过程可用下列化学方程式 表示。
污泥性状分析
4、曝气池表面出现浮渣
原因：进水洗涤剂含量过高或丝状菌过量生长
措施：清除浮渣增加系统剩余污泥的排放
5、表面积累一层解絮污泥
原因：污泥解絮，出水水质恶化或PH值异常
措施：停止进水，排泥后投加营养引进新活性污泥
6、曝气池泡沫不易破碎，发粘
原因：进水负荷过高，有机物分解不彻底
措施：降低负荷
7、曝气池泡沫呈茶色或灰色
抑制周期较长的放线菌生长；投加絮凝剂，使混合液表面失稳，进而使丝状菌分
散重新进入活性污泥絮体中。
原因：污泥老化，泥龄过长，解絮污泥附于泡沫上
措施：增加排泥量
8、曝气池泡沫过多，呈白色
原因：进水中洗涤剂过多
措施：加消泡剂（机油或煤油）
活性污泥控制参数的分析
沉降比SV%
污泥沉降比值是MLSS定量的直观反映，可以通过测量污泥沉降
比随时观察活性污泥的絮凝、沉淀过程，了解活性污泥特性，掌握 活性污泥量，判断曝气池工艺运行情况
1、沉降比与污泥指数（SVI）的关系
当SVI值在80-120之间，此时污泥呈褐色、絮状，沉淀性能 良好；当
SVI值小于80时，说明污泥泥龄过长或有机物含量过低，此时污泥细碎，颜 色发黑，活性不好；当SVI值大于120时，污泥过于松散，呈浅褐色，沉淀性 能较差；另外，污泥沉降比测量结束后，通过观察量筒中污泥放置多少时间 后上浮，可以判定曝气池的供氧情况。如污泥在静沉放置3-4小时后仍不上 浮，呈褐色，证明活性污泥性状较好，曝气供氧充分；如静沉2小时左右污 泥上浮，呈黑色，说明污泥厌氧，曝气池供氧量不足。
若大量异常增 生物处理系统 中最活跃的成 分。 直接分解可
分解碳水化合
殖可引起污泥 膨胀。（腐生 或寄生的丝状 菌）
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
活性污泥可生化性
前言1882年就有人做向污水中鼓入空气的试验；1912年美国的Lawlence研究所进行污水曝气试验；英国的Fowler访问该研究所回国后，让CIark和Gage进行试验，发现，对污水长时间曝气会产生一些絮状体，同时水质会得到明显的改善，Ardern和Lockett继续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，他们发现由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着一些棕褐色的絮状体时，处理效果反而好。
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，只倒去上层净化清水，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。
1914年Ardern和Lockett在英国的化学工程学会上发表了试验成果，活性污泥法就这样诞生了。
于是，1916年在英国的曼彻斯特市建造了第一个处理能力946m3/d的活性污泥污水处理厂；1917年美国休斯顿建造了一个处理能力37800m3/d的活性污泥污水处理厂。
活性污泥工艺是一种广泛应用而行之有效的传统污水生物处理法，也是一项极有发展前景的污水处理技术，这体现在它对水质水量的广泛适应性、灵活多样的运行方式、良好的可控制性，以及通过厌氧或缺氧区的设置使之具有脱氮除磷的效能。
一、基本概念（一）活性污泥系统工艺流程认识一些字母COD：化学需氧量；BOD：生化需氧量（5天）；TOC：总有机碳；TOD：总需氧量；TS：总固体；PAC：聚合氯化铝；PAM：聚丙烯酰胺；SS：悬浮物质。
MLSS：混合液悬浮固体浓度；MLVSS：混合液挥发性悬浮固体浓度；SRT：污泥泥龄（生物固体停留时间）；HRT：水力停留时间；SV：污泥沉降比；SVI：污泥容积指数。
几个数值如何判断污水的生化性／COD＜0.3BOD5污水难生化；0.3＜BOD／COD＜0.455污水可生化；／COD0.45＜BOD5污水易生化；绝氧：DO≈0mg／L厌氧：DO＜0.2mg／L缺氧：DO≈0.5mg／L好氧：DO≈1～2mg／L活性污泥法活性污泥法：是使具有净化功能的絮体状比表面积大的微生物群体，根据需要在反应体系内不断循环而且通过人为地控制多余部分（剩余污泥）排出系统外，使反应池（曝气池）内的底物（污水中的COD）和微生物的比值经常保持一定水平，并在溶解氧存在的条件下，使底物和由不同种微生物所形成的絮体充分接触而进行微生物代谢和有机物分解的方法。
活性污泥法
一. 活性污泥法的基本概念和工艺流程
向生活污水中注入空气进行曝气 , 并持续一段 时间后,污水中即生成一种絮凝体,这种絮凝 Activated Sludge 体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成 , 它易于沉淀分离,并使污水得到澄清,这就是
活性污泥
“
活性污泥”.
（2）污泥龄 θc（或污泥停 留时间 SRT）
BOD污泥负荷率
在具体工程应用上，F/M比值一般是以BOD污泥负荷率 （又称BOD-SS负荷率）（Ns）表示的。即：
Q·a S d)］ Ns = F / M = X· ［kg BOD5 / (kgMLSS · V Q 污水流量 m3 / d Sa 原污水中BOD量 mg/L X MLSS mg/L
表示活性污泥数量的评价指标
1 混合液悬浮固体浓度 Mixed Liquor Suspended Solids
MLSS =Ma+Me+Mi+Mii
2
(mg/L)
混合液挥发性悬浮固体浓度 Mixed Liquor Volatile Suspended Solids
MLVSS = Ma+Me+Mi (mg/L)
c. SV与 SVI的关系
SV × 10 SVI = = MLSS MLSS
SV%
500
400
300
SVI
200
一般负荷
100 高负荷 0 2.5 2.0 1.5 0.5 2.5 0
低 负 荷
BOD-污泥负荷率(kgBOD/kgMLSS·d)
活性污泥的活性评定指标
活性污泥的比耗氧速率 （Specific Oxygen Uptake Rate) 简称SOUR，也 称OUR
bod容积负荷 名词解释
bod容积负荷名词解释介绍在水处理领域中，bod容积负荷（Biochemical Oxygen Demand Load, BOD load）是一个关键的概念。
本文将介绍与bod容积负荷相关的名词，并提供相关的解释和示例。
1. bod容积负荷•概念：bod容积负荷是指单位时间内废水中化学需氧量（BOD）的质量与活性污泥容积的比值。
它是用来衡量污水处理系统中微生物污染物的处理能力的重要参数。
•例子：如果一个污水处理厂每天处理1000吨的污水，同时容积为1000立方米，而这1000吨污水中的BOD负荷为5吨，则该污水处理系统的BOD容积负荷为5吨/1000立方米 = 吨/立方米。
2. 活性污泥•概念：活性污泥是一种含有丰富微生物的有机物浑浊液体，主要由厌氧和好氧条件下的微生物群体组成。
它是污水处理系统中的关键部分，通过降解有机废物来净化废水。
•例子：活性污泥中的微生物可以分解废水中的有机物，将其转化为二氧化碳和水。
通过维持适当的水质和处理过程，活性污泥可以持续工作并净化废水。
3. 化学需氧量（BOD）•概念：化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，BOD）是指在特定条件下，一定体积水样中被氧化溶解态氧消耗的量。
它是一个用来衡量废水中的有机物含量的指标。
•例子：BOD的测试需要将水样暴露在一段时间内，然后测量溶解氧的消耗量。
高BOD值表示水中有较多的有机污染物，因此需要更多的氧气来完成化学反应。
4. 污水处理厂•概念：污水处理厂是一种专门用于处理城市、工业及农业废水的设施。
它通过物理、化学和生物处理过程，将污水转化为可以安全排放到环境中的水。
•例子：污水处理厂通常包括多个处理步骤，如初级处理（固液分离）、二级处理（生物降解）和三级处理（深度净化）。
这些处理过程使用不同的技术和设备，以去除各种废水中的污染物。
5. 废水•概念：废水是指任何已被使用、含有污染物或对环境有潜在危害的水。
它包括家庭污水、工业废水、农业废水等各种来源的水。
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活性污泥的概念
活性污泥是指水处理过程中，通过添加特定的生物菌群并提供适宜条件，使污水中的有机物经过微生物降解作用产生的混合物。
活性污泥是一种含有大量微生物群落的高度活跃的生物群体，它能在污水中迅速降解有机物质，并将其转化为污泥。
活性污泥是一种混合物，由废水、含有有机物质和微生物的污泥以及加入的活性污泥菌群组成。
活性污泥菌群主要由好氧微生物和厌氧微生物组成。
在好氧条件下，好氧微生物通过氧化将有机物质降解为无机物质。
而在厌氧条件下，厌氧微生物通过缺氧消耗有机物质并产生甲烷等无机物质。
活性污泥的工作原理主要有生物降解、吸附和絮凝等过程。
其中，生物降解是活性污泥最主要的功能。
好氧微生物分解有机物质时，会产生二氧化碳和水。
同时，活性污泥中的菌群还会分解和吸附废水中的浮游生物、蛋白质、脂肪、糖类等有机物质。
此外，活性污泥中的微生物还能吸附污水中的颗粒物质，并形成絮凝物。
这些絮凝物质会与污水中的悬浮物质结合在一起，形成较大的颗粒。
这些颗粒通过重力沉淀或其他固液分离设备实现去除。
活性污泥广泛应用于城市污水处理、工业废水处理以及农村污水处理等领域。
污水经过活性污泥处理后，有机物质和悬浮物质均能得到有效去除。
同时，活性污泥降解废水中的有害物质，如氨氮、硫化物等，减少了对环境的污染。
此外，活性污泥还能应用于有机废水中产生生物气体，如甲烷等。
这些生物气体可作为可
再生能源利用。
活性污泥的管理和控制是保证其正常运行的关键。
管理和控制包括设定适当的温度、氧化还原电位、曝气强度、污泥浓度和pH值等操作参数。
此外，还需要监测和控制微生物菌群的结构和数量，以保证其活性和功能。
定期的维护和清洗工作也是活性污泥管理的重要一环。
综上所述，活性污泥是一种由废水、含有有机物质和微生物的污泥以及加入的活性污泥菌群组成的混合物。
通过活性污泥的处理，废水中的有机物质和悬浮物质能够有效去除，同时减少对环境的污染。
活性污泥的管理和控制是保证其正常运行的关键。
活性污泥在污水处理领域有着广泛的应用前景。