活性污泥法工艺设计

弧状菌
葡萄球菌
变形虫
丝状菌
草履虫 吸管虫属
小口钟虫 累枝虫
圆筒盖虫
轮虫
3、活性污泥微生物的增殖与活性污泥的增长
增殖规律用增殖曲线表示。根据微生物的生长速度，整个曲线
对数增殖期（增殖旺盛期）：增殖速度达最大，且为常数，所以又称 减速增殖期（稳定期或平衡期）：增殖速度变慢，直至为0，细菌总数 内源呼吸期（内源代谢期或衰亡期）：细菌进行内源代谢，细菌总数 4、活性污泥絮凝体的形成：有多种学说。
水的生物处理（一） 活性污泥法
13.1 活性污泥法的基本原理 一、活性污泥法的基本概念与流程 1、基本概念：
活性污泥：以具有活性的微生物为主要构成的絮状悬浮物，易于沉淀分离， 活性污泥法：是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。 2、工艺流程
曝气与空气扩散系统
进水 来自初沉池
出水
曝气池
二沉池
回流污泥
剩余污泥
活性污泥法的基本流程
二、活性污泥形态与活性污泥微生物
1、活性污泥形态
外观形态：黄褐色的絮绒颗粒状---活性 污泥又称为生物絮凝体。
特点：⑴颗粒大小：0.02—0.2 mm
⑵具有较大的表面积
⑶含水率很高，达99%
⑷比重介于1.002—1.006之间
组成：
⑴具有代谢功能活性的微生物群体Ma
6、有机污染物降解与需氧 O2=a’QSr+b’VXv
其中：对于城市污水，a’取0.42-0.53；b’取0.188-0.11
13.3 活性污泥反应动力学基础
一、概述 1、 活性污泥反应动力学的目的：
➢ 明确有机底物浓度、活性污泥微生物量、DO等各项因素对反应速度的影响 ➢ 对反应机理进行研究 2、常用的反应动力学方程：米-门方程、莫诺方程式和劳仑斯-麦卡蒂方程式 二、莫诺方程式：1942年由莫诺提出。 1、基本方程式： ➢
物降解与活性污泥增长
微生物的增殖是通过微生物合成与内源代谢两项生理活动完成的。 微生物增殖的基本方程式： dX dX dX 上式 变形为：△XV=Y（Sa-Se）Qd/Vt - gKd.Xvdt s dt e 剩余污泥量计算： △Xv= Y（Sa-Se）Q- Kd.Xv BOD-污泥去除负荷：Nrs=Q.Sr/V.Xv 1/θc=Y.Nrs-Kd Y、Kd的取值：经验数据，城市污水：Y取0.4-0.6；Kd取0.05-0.1
一、活性污泥净化因素反应的影响： 1、营养物质平衡：BOD5：N：P=100：5：1 2、DO含量：曝气池出口处一般保持在2mg/l左右。 3、PH值：最佳PH 范围为6.5---8.5 4、水温：适宜温度范围为：15℃--35℃ 5、有毒物质：如重金属离子、酚、氰化物等。
二、 活性污泥系统的控制指标与设计、运行参数
普遍认为：活性污泥絮凝体形成的实际情况来看，活性污泥絮凝体的 F：代表有机物含量 M：代表微生物的含量
三、活性污泥净化反应过程
1、初期吸附去除阶段：这一过程进行较快，能够在30min内完成，污水的去除率达 2、微生物代谢：将第一阶段转移到活性污泥上去的有机污染物被微生物利用。
响因素与主要设计、运行参数
曝气与空气扩散系统
进水 来自初沉池
V、X
曝气池
出水
Q-Qw 、Xe
二沉池
回流污泥 Xr
Qw、 剩X余r污泥
污泥龄定义：曝气池内活性污泥总量（VX）与每日排放的污泥量(△X )之比。
c
XV X
X QW X R
泥负荷与BOD容积负荷
在具体工程应用上， BOD—污泥负荷以F/M表示。 F/M=Ns=Q.Sa/X.V(kg/kgMLSS.d)
高底物浓度，S
K S，v
vmax
低底物浓度，K S S，
dS dt
vmax KS
XS
K 2 XS, (K 2
vmax ) KS
结论：在高底物浓度条件下，有机底物以最大的速度进行降解，而与有 机底物浓度无关，呈零级反应；而有机底物的降解速度与污泥浓度的一次方 成正比关系，并呈一级反应。
又称BOD—SS负荷率 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
另外，还使用BOD—容积负荷用Nv表示 Nv=Q.Sa/V(kgBOD/m3.d)
定义：单位曝气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 选定适宜的BOD—污泥负荷的意义
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。
1、表示活性污泥微生物量的指标 （1）混合液悬浮固体浓度(mg/L)
MLSS=Ma+Me+Mi+Mii （2）混合液挥发性悬浮固体浓度(mg/L)
MLVSS=Ma+Me+Mi f=MLVSS/MLSS 一般情况下，f取0.7---0.8
二、沉降性与浓缩性评价指标 1. 污泥沉降比：SV%
又称30min沉降比、混合液在量筒内静置30min后所形 成沉淀污混容积占混合液容积的百分比。 2. 污泥容积指数：SVI
静置30min后，1g干污泥所占的容积，（ml/g）
SVI
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
混合液经30 min 静沉后的污泥容积 这些污泥的干重
SV % 10(ml / l) (ml / g干污泥) Mlss(g / l)
一般为70～150(ml/g)时沉降性能较好 ，过低无机 物含量过高，污泥活性不好，过高易出现污泥膨胀。
生物固体平均停留时间
⑵微生物内源代谢、自身氧化的残留物Me ⑶原污水挟入的难生物降解的惰性有机物质Mi
活性污泥照片
⑷原污水挟入的无机物质Mii
➢
➢
2、活性污泥微生物及其在活性污泥反应中的作用
细菌：以异养型的原核细菌为主，世代时间为 20—30min,主要细菌有：产碱 真菌：主要是丝状菌 原生动物：肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫三类。主要摄食游离的细菌，起到进一步 后生动物：主要指轮虫。在活性污泥系统中不经常出现，仅在处理水质很好的
➢ μ:微生物的比增殖速度u 即 单Kums位ax生SS物量的增殖速度
μ=dx/dt/X ➢ Ks:饱和常数，当μ=1/2 μmax时的底物浓度，又称为半速度常数。
➢ µ∝v 或 µ=γv
➢ 有机底物比降解速度v:
v:有机底物的比降解速度即单位生物量的降解速度
底物降解速率
2. Monod 方程式的推论