第四章 污水的好氧生物处理--活性污泥法1

B 其他微生物—原生动物
活性污泥中的原生动物
a) 变形虫（原生动物肉足纲）
b) 表壳虫（原生动物肉足纲）
c) 油滴虫（原生动物鞭毛纲）
d) 粗袋鞭虫（原生动物鞭毛纲）
活性污泥中的原生动物
e ) 草履虫（原生动物纤毛纲）
f ) 纺锤全列虫（原生动物纤毛纲）
g ) 纤毛虫（原生动物纤毛纲）
h ) 瓶累枝虫（原生动物纤毛纲）
所以对冲击负荷有一定的抵抗能力；
b.池液中各部分微生物种类和数量相同，有机物浓 度基本相同，需氧速率比较均匀；可以方便地通 过对F/M的调节，使反应器内的有机物降解反应 控制在最佳状态 ；
c. 适合于处理较高浓度的有机工业废水。
3 吸附再生活性污泥法
——又称生物吸附法或接触稳定法
• 主要特点： 将吸附、降解两个过程分别控制在不同的反应器内进行。
正常范围： 2030%
活性污泥的性能指标：
6 污泥体积指数（SVI） （Sludge Volume Index） 定义：曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，每g干污泥所形 成的污泥体积，( ml/g)
SVI SV(ml/l) MLS(Sg/l)
SVISV (% 1)000(m/ll) ML(gS/l)S
a. 池首端供氧速率低于需氧速率易形成缺氧状态，不宜采 用过高的有机负荷。
b. 在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，会 浪费了动力费用；
c. 对冲击负荷（有机物浓度突然增高）的适应性较弱。
怎么解决这些问题？？
2、完全混合活性污泥法
• 主要特点： a.进水一进入曝气池，就立即被大量混合液所稀释，
活性污泥的增殖曲线
• ② 对数增长期： • F/M值高(2.2)，所以有机底物非常丰富，营养物质
不是微生物增殖的控制因素；微生物的增长速率与 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；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；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；活性污泥的代谢速率 极高，需氧量大；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。
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
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%
➢ 二次沉淀池(secondary settling tank)： 用以分离曝气池出水 中的活性污泥。
➢ 污泥回流系统(sludge return system) ：把二次沉淀池中
的一部分沉淀污泥再回流到曝气池，以供应曝气池赖以进 行生化反应的微生物。
➢ 剩余污泥排放系统(waste sludge discharge system)： 曝
变的；
封闭环流式反应池（Closed Loop Reactor）
进水
曝气池
二沉池 出水
回流活性污泥 剩余污泥
封闭环流式反应池（CLR）
• 结合了推流和完全混合两种流态的特点。污水进 水反应池与反应池中的混合液迅速混合后，在封 闭的沟渠中进行循环流动。
• 流速一般为0.25-0.35m/s，完成一个循环所需时 间为5-15min，污水在反应器内停留10-24小时 （循环40-300次）。
～80%
内源呼吸
～20%
内源呼吸产物 + 能量
(CO2、H2O、NH3、SO42-…)
内源呼吸残留物
O2
净增细胞物质
剩余污泥
主要内容
活性污泥法基本概念 活性污泥基本性能 气体传递原理和曝气池 活性污泥法的发展和演变 活性污泥法的设计计算 活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题 二次沉淀池
气池内污泥不断增殖，增殖的污泥作为剩余污泥从剩余污 泥排放系统中排出。
曝气池的类型
曝气池的分类：
根据曝气池内的运行方式，可分为连续运行与 间歇运行两种；
根据曝气池内的流态，可分为推流式、完全混 合式和封闭环流式三种；
根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气 池以及二者联合使用的机械-鼓风曝气池；
传统活性污泥法工艺流程：
空气
废水
初次 沉淀池
曝气池 回流污泥
二次 沉淀池
出水
剩余活性污泥
活性污泥法的基本组成
➢ 曝气池(Aeration tank)： 在池中使废水中的有机污染物质与 活性污泥充分接触，并吸附和氧化分解有机污染物质。
➢ 曝气系统(Air transfer system)：供给曝气池生物反应所需的 氧气，并起混合搅拌作用。
• 传统活性污泥法； • 完全混合活性污泥法； • 吸附—再生活性污泥法； • 延时曝气活性污泥法； • 高负荷活性污泥法； • 纯氧曝气活性污泥法； • 氧化沟 • SBR
1 传统活性污泥法
• 主要特点：
a. 曝气池推流式，废水浓度从进水端到出水端逐渐下降 b. 沿曝气池长度方向曝气量相等。
• 主要问题：
呈长方形；廊道的长度可达100m，但以5070m之间为宜 ；长度应是宽度的510倍；宽度与有效水深之比为1-2；
从池首到池尾，微生物的组成与数量、基质的组成与数量 等都在连续地变化；
有机物的降解速率、耗氧速率也都连续地变化； 活性污泥在池内是按增长曲线的一个线段进行增长； 一般呈廊道型，可有单廊道、双廊道、三廊道和五廊道等
序批式反应池（Sequencing Batch Reactor）
进水
Fill
反应 （曝气）
Aeration /reaction
沉淀
Settle
出水
Decant
5个不同阶段
闲置
Idle
高碑店污水处理厂的工艺流程与平面布置
二沉池
曝气池
初沉池
初沉池
曝气池 二沉池
二期
正在运行的曝气池
4.2 活性污泥法的发展和演变
。
完全混合式曝气池(Complete-mix reactor )
进水 初沉池
曝气池
二沉池 泥
完全混合式曝气池(Complete-mix reactor )
废水一进入曝气池，即与池内原有混合液充分混合； 混合液组成、微生物组成与数量等完全均匀一致； 有机物的降解速率、耗氧速率等在池内各部位都是不
活性污泥中的原生动物
i ) 漫游虫（原生动物纤毛纲）
j ) 漫游虫（原生动物纤毛纲）
k) 有助盾纤虫（原生动物纤毛纲）
l ) 纤虫（原生动物纤毛纲）
活性污泥中的原生动物
e )大口钟虫
f )念珠钟虫
活性污泥系统启动初期，游离细菌居多，原生动物 肉足虫（如变形虫）——游泳型纤毛虫（如豆形虫、 草履虫）。
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，说明泥粒小，密实，无机成分多；
其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀；
正常范围： 50150 ml/g（处理城市污水时）
污水中有机物的降解过程
活性污泥去除有机物是分三阶段进行
➢ 吸附阶段 污泥具有巨大的表面积，表面上含有多糖类黏性 物质，使活性污泥具有很好的吸附性能。污水与活性污泥混 合后，污水中的固体有机物等污染物首先被吸附转移到活性 污泥表面。
➢ 稳定阶段 （降解阶段） 吸附转移到活性污泥表面的污染物 被微生物分解转化为CO2和H2O等简单化合物及自身细胞。
➢ 混凝阶段 曝气池中的混合液进入二沉池后，活性污泥颗粒 和游离微生物等固形物在微生物释出的β羟基丁酸和黏性物 质等的作用下，相互凝聚形成大颗粒絮体。
➢ 吸附和稳定在曝气池中完成，而混凝则在二沉池进行
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 处于不同增殖期的活性污泥，其性能不同，出水 水质也不同；
• ③ 通过调整F/M值，可以调控曝气池的运行工况， 达到不同的出水水质和不同性质的活性污泥；
• ④ 活性污泥法的运行方式不同，其在增殖曲线上所 处位置也不同。
活性污泥的初期吸附作用
BOD
初期吸附
降解
曝气过程
活性污泥的初期吸附作用
• 在活性污泥系统内，在污水开始与活性污泥接触后的较短时间
(1030min)内，由于活性污泥具有很大的表面积因而具有很强的吸附 能力，因此在这很短的时间内，就能够去除废水中大量的呈悬浮和胶 体状态的有机污染物，使废水的BOD5值(或COD值)大幅度下降。
MLSS SS
对于处理城市污水的活性污泥系统，一般为0.75~0.85
活性污泥的性能指标：
5 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；
第四章 污水的好氧生物处理
—活性污泥法 Activated Sludge Process
废水好氧生物处理中有机物的代谢途径
无机代谢产物
少量能量
代谢产物
＋ 能量
O2
(CO2、H2O、NH3、SO42-…)
污水中的可 降解有机物
+ 异养微生物
(1/3) 分解代谢
(2/3) 合成代谢
新细胞物质
（C5H7NO2）
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）：