活性污泥原理及问题处理
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）。
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，
第二章第一节 活性污泥法
④虽可降解但尚未降解的有机物
⑤惰性无机物 20～30％
5～65％
第二章 废水好氧生物处理工程－第一节
活性污泥的生物组成
活性污泥中生物群落的组成丰富多样，主要有病毒、细菌、真 菌和原生动物，也有少量的藻类和后生动物。菌胶团中的微生 物之间相互作用、相互影响，构成一个复杂的微生态系。 活性污泥中细菌能分泌多糖类的糖被，使各种微生物聚集在一 起，构成菌胶团，从而呈絮状。 微生物的种类和数量随废水种类和数量的不同而发生变化，在 正常运行的活性污泥系统中，它们相对比较稳定。微生物在菌 胶团中的空间位臵也有所不同，丝状的细菌通常组成菌胶团的 骨架，其他单细胞的微生物靠糖被附着在丝状菌上，固着型的 原生动物在菌胶团的最外面。微生物的微生态位的不同使它们 在废水处理中发挥不同的作用，通过这种生态系统的功能而不 是某种微生物类群的功能才能比较有效的降解水中的有机物。
第二章 废水好氧生物处理工程－第一节
推流式活性污泥法的优缺点
• 优点：出水水质好（85～90％），剩余污泥量较少。 • 缺点： ①耐冲击负荷差： 根据推流原理，进水与回流污泥混合形成混合液，从池子 起端流向末端。如果进水水质发生变化，对活性污泥影响 较大。如果流入的废水含有有害物损害了回流污泥，引起 的问题就更大。 ②供氧与需氧间存在不可克服的矛盾 沿曝气池池长需氧速度变化很大，但是沿曝气池池长的供 氧速度是基本相同的——供需矛盾：前段供氧不足而后端 供氧过剩。如果想要在曝气池前端维持足够的溶解氧，则 后段的氧量会太大，氧的利用滤低，增加了处理费用。
第二章 废水好氧生物处理工程－第一节
• 氧化合成阶段
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%。
生物处理2(活性污泥法、厌氧、脱氮除磷)
利用聚磷菌在好氧条件下过量摄取磷， 并在缺氧条件下释放磷的原理，通过 排放富磷污泥达到除磷目的。
同步脱氮除磷技术
A2/O工艺
即厌氧-缺氧-好氧工艺，是最典型的同步脱氮除磷工艺。在厌氧区，聚磷菌释放磷并摄取有机物；在 缺氧区，反硝化菌将硝酸盐还原为氮气；在好氧区，聚磷菌过量摄取磷，同时硝化菌将氨氮氧化为硝 酸盐。
脱氮原理及方法
氨化作用
01
将有机氮转化为氨氮。
硝化作用
02
在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧
化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。
反硝化作用
03
在缺氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原为氮气，
达到脱氮目的。
除磷原理及方法
化学沉淀法
通过投加化学药剂，使磷酸根离子与 钙、镁等离子反应生成难溶性的磷酸 钙、磷酸镁等沉淀物，从而去除磷。
02
生物强化技术
通过投加特效菌种或基因工程菌，提）
结合活性污泥法和生物膜法的优点，具有高效、节能、占地面积小等优
点。
生物处理与膜技术结合
膜生物反应器（MBR）
将膜分离技术与生物处理相结合，实现高效固液分离，提高出水水质。
动态膜生物反应器（DMBR）
采用动态膜代替静态膜，降低膜污染，提高膜通量和使用寿命。
影响因素及优化措施
影响因素
包括污泥浓度、曝气量、污水水质、 温度等。
优化措施
通过合理控制污泥回流量和剩余污泥 排放量，调整曝气量，提高污水水质 稳定性等措施来优化活性污泥法的运 行效果。
应用实例
城市污水处理
活性污泥法广泛应用于城市污水处理中，可有效去除污水中的有机污染物和营 养盐，提高出水水质。
活性污泥法工作原理
活性污泥法工作原理
活性污泥法是一种常用的生物处理工艺，用于处理污水中有机物和氮、磷等污染物。
它的工作原理基于活性污泥的微生物代谢活动，在氧气的存在下将有机物逐步转化为水和二氧化碳。
活性污泥指的是一种富含微生物的淤泥，其中包含多种硝化菌、脱氮菌和磷虫等微生物。
这些微生物在适宜的条件下，能够分解有机物，转化为无机物。
活性污泥法通过将污水与活性污泥充分接触，使微生物附着在有机物上，并利用其代谢能力进行有机物降解。
活性污泥法的处理过程通常包括曝气池、沉淀池和回流系统。
首先，将污水引入曝气池中，通过曝气设备向曝气池中注入氧气，提供微生物进行呼吸作用所需的氧气。
同时，曝气也能促进污水与活性污泥的充分混合，使微生物更好地与有机物接触。
接下来，污水和活性污泥混合物进入沉淀池。
在这个过程中，由于停止曝气和混合，微生物会逐渐沉淀到污水底部，形成淤泥层。
这个沉淀池起到分离活性污泥和清水的作用。
最后，部分清水从沉淀池中取出，经过处理后再回流至曝气池。
这样做不仅能保证曝气池内的污水继续得到处理，还能稀释曝气池内活性污泥的浓度，避免过高的浓度对微生物的生长产生不利影响。
通过循环利用活性污泥进行连续处理，污水中的有机物被微生物降解，减少有机污染物的浓度，并实现氮、磷等污染物的去
除。
活性污泥法具有处理效果好、运行稳定等优点，被广泛应用于城市污水处理厂和工业废水处理中。
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。
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）。
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活性污泥原理及问题处理"
活性污泥法是一种广泛使用的废水处理技术，它利用活性污泥中的微生物和细菌来去除废水中的有机物质和营养物质。
下面是对活性污泥法的详细介绍，包括基本原理、活性污泥的性状、组成、基本流程、工艺类型以及运行过程中存在的问题及相应的措施。
一、基本原理
活性污泥法的主要原理是利用活性污泥中的微生物和细菌对废水中的有机物质进行吸附和降解，从而达到净化废水的目的。
这些微生物和细菌在适宜的条件下能够迅速繁殖，形成具有一定厚度的污泥层，对废水中的有机物质进行吸附和降解。
二、活性污泥的性状
活性污泥是一种黑色或深褐色的絮状物，具有较好的沉降性能和过滤性能。
它主要由微生物和细菌组成，其中最重要的是菌胶团、丝状菌、原生动物和后生动物等。
活性污泥中的微生物和细菌通过氧化、还原、合成等代谢过程对废水中的有机物质进行分解和转化，从而达到净化废水的目的。
三、组成
活性污泥主要由四部分物质组成：
1.微生物和细菌：这是活性污泥的核心部分，包括好氧菌、厌氧菌、兼性菌等。
它们能够利用废水中的有机物质进行繁殖和代谢。
2.吸附剂：吸附剂能够将废水中的重金属离子、有机物质等吸附在表面，然后被微生物和细菌分解和转化。
3.悬浮物：废水中的悬浮物被活性污泥吸附后，能够通过沉降和过滤作用被去除。
4.其他物质：除了上述三种主要物质外，活性污泥中还含有一些其他物质，如无机盐、有机残渣等。
四、基本流程
活性污泥净化反应过程包括以下几个阶段：
1.初期吸附去除阶段：在这个阶段，废水中的有机物质被活性污泥中的微生物和细菌迅速吸附，形成一种絮凝体。
这个阶段的主要目的是去除废水中的悬浮物和可溶性有机物质。
2.代谢稳定阶段：在这个阶段，活性污泥中的微生物和细菌将吸附的有机物质进行分解和转化，生成二氧化碳和水等无机物质以及一些生物质。
这个阶段的主要目的是将废水中的有机物质彻底
降解。