污废水第四章教案课件

污废水处理工培训深圳市环保产业协会1污废水处理工培训深圳市环保产业协会1第四章活性污泥法全部教学的重点，水处理技术的核心部分；特别是好氧活性污泥工艺的相关知识与操作。重点：基本工艺流程、活性污泥法的机理与各控制参数、曝气的运行管理与维护。难点：曝气的运行管理与维护、各类控制参数的测量。2第四章活性污泥法全部教学的重点，水处理技术的核心一、活性污泥法概述（A）

★掌握活性污泥法基本工艺流程

★掌握活性污泥主要生物种类

★掌握活性污泥法对进水的要求3一、活性污泥法概述（A）31、概述（1）发展过程是城市污水和有机废水最有效的生物处理法（2）特点它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好。

41、概述4（3）工艺流程5（3）工艺流程5（4）活性污泥处理系统的组成预处理（格栅、调节池、沉砂池、初次沉淀池）曝气池二次沉淀池鼓风曝气系统污泥回流系统6（4）活性污泥处理系统的组成预处理（格栅、调节池、沉砂池、初(5)活性污泥形态与组成活性污泥的形态：黄褐色絮绒状颗粒，粒径0.02-0.2mm；污水中悬浮生长，含水率>99%，比重1.002-1.006活性污泥的组成：具有代谢功能活性的微生物群体（Ma）微生物内源代谢、自身氧化的残留物（Me）原污水带入的难降解惰性有机物（Mi）原污水带入的无机物（Mii）7(5)活性污泥形态与组成活性污泥的形态：72、主要生物种类

★细菌类：菌胶团、球衣细菌、硝化菌、脱氮菌、聚磷菌★原生动物★藻类★后生动物细菌、原生动物、藻类都是单细胞生物体、而后生动物是多细胞生物体。82、主要生物种类8（1）

细菌类体形最小、单细胞生物，具有在好养和厌氧条件下分解有机物的能力；数量：107-108个/mL；增殖世代时间20-30min；对污水处理起作用的菌种：菌胶团球衣细菌硝化菌脱氮菌聚磷菌9（1）细菌类体形最小、单细胞生物，具有在好养和厌氧条件下分（1）

细菌类菌胶团：AS&Biofilm的主要生物，好氧、异氧菌；球衣细菌：白色或灰色、丝状，大量繁殖引起污泥膨胀；好氧、异氧菌；10（1）细菌类菌胶团：AS&Biofilm的主要生物，好氧、（1）

细菌类硝化菌：氨化菌、亚硝酸菌、硝酸菌；好氧、自氧菌；11（1）细菌类硝化菌：氨化菌、亚硝酸菌、硝酸菌；好氧、自氧菌（1）

细菌类脱氮菌：缺氧、异氧菌，将亚硝酸盐或硝酸盐还原为氮气12（1）细菌类脱氮菌：缺氧、异氧菌，将亚硝酸盐或硝酸盐还原为（1）

细菌类聚磷菌：厌氧/好氧交替、异氧菌，对磷有过剩的摄取能力13（1）细菌类聚磷菌：厌氧/好氧交替、异氧菌，对磷有过剩的（2）

原生动物单细胞、好氧生物；有机物和细菌的捕食者，保证水质的进一步提高、生物膜的更新；变形虫纤毛虫类鞭毛虫类14（2）原生动物单细胞、好氧生物；14（3）

藻类植物，含有叶绿素；单细胞；光合作用，释放氧溶于水中；15（3）藻类植物，含有叶绿素；单细胞；151616（4）

后生动物多细胞构成，体内有各种器官；轮虫：形体较小；甲壳虫、昆虫幼虫：形体较大；水质良好的标志；轮虫线虫17（4）后生动物多细胞构成，体内有各种器官；轮虫线虫173、活性污泥法对进水水质的要求进水预处理，以满足微生物在反应器内连续繁殖的条件；营养源

pH水温进水浓度水质、水量变化其它：SS、油类、溶解盐、重金属等。183、活性污泥法对进水水质的要求进水预处理，以满足微生物在反应营养源:必需的营养盐：C,N,P,Salt,etc.

痕量元素（无机盐）：Na、K、Ca、Fe…BOD5100mg/L，BOD5:N:P=100:5:1，营养盐不足，引起水质恶化、污泥膨胀；营养盐过量，AS出水不达标。无机盐：是否投加无机盐，通过实验确定；19营养源:必需的营养盐：C,N,P,Salt,etc.pH:

装置内的pH在中性值范围（6.0-8.5）；需要对装置内pH监测，并设置中和措施，以应付异常情况的发生。CO2的生成，使碱性废水pH降低；有机酸被分解，使酸性废水pH提高；生物处理有自动调节、保持pH在中性范围，故不一定将原废水的pH事先调到6.0-8.5（针对含有机酸时，若无机酸碱则必须调整）.20pH:装置内的pH在中性值范围（6.0-8.5）；需要对装水温:过高：40C，蛋白变质，失去活性；过低：降低微生物的活性；设计时使处理装置充分的适应低温处理的要求。21水温:过高：40C，蛋白变质，失去活性；21进水浓度：对于高浓度、有毒有害有机物，AS：采用先稀释、驯化，或多点进水；Biofilm：采用处理水循环，以稀释原水；22进水浓度：对于高浓度、有毒有害有机物，AS：采用先稀释、驯化水质、水量变化：有机负荷高，使出水残留量增加；引起AS系统污泥膨胀；水量过大，二沉池q增大，沉降分离效果差；水量波动大，影响二沉池污泥分离；设置均化调节池。23水质、水量变化：有机负荷高，使出水残留量增加；引起AS系统污其它:

（a）SS：过高使AS剩余活性污泥量增大，Biofilm异常增殖，且MLVSS/MLSS降低；判断标准：悬浮物浓度是否超过BOD浓度。24其它:24其它:

（b）油脂类和油分：动物性油脂类：可生物降解；但形成油膜，低温时凝固成球，分解极缓慢；石油类的油分：生物分解缓慢；部分以油滴状态混入活性污泥排出系统外。AS除油分时，要求有相对油分5~10倍的BOD量，且在规定的标准以下；（经验：油分>20%VSS时，AS被油分浸渍，极大的降低去油能力）25其它:25其它:

（c）溶解盐类：使渗透压增加；海水盐浓度3%左右，微生物可生存（耐受），故以此为标准。盐浓度高，渗透压增加；但丝状菌成块状，沉降性显著改善；钙离子浓度高，与代谢产物CO2生成CaCO3，增加AS的无机成分、导致Biofilter的阻塞。26其它:26其它:

（d）重金属：使渗透压增加；超过一定限度，对微生物有害；一定浓度内，微生物增殖必需的元素；但在微生物体内浓缩，污泥农用时，随食物链传递。27其它:27二、初次沉淀池（A）

★处理技术★初次沉淀池的维护管理28二、初次沉淀池（A）281、处理技术初次沉淀池是活性污泥处理系统的重要组成部分，它的运行管理的好坏，对整个系统有重大的影响。分为普通沉淀池和混凝沉淀池。291、处理技术29（1）池形与池数按池形分：长方形（长宽比3：1）、正方形、圆形按水流方向：平流式、辐流式、竖流式为了方便清扫、修理、改造，通常设置2个或以上沉淀池30（1）池形与池数303131（2）构造★钢混结构(大型），碳钢结构（小型）★大型沉淀池须设置刮泥机，池底坡度0.01-0.1★泥斗坡度60度32（2）构造32（3）设计运行参数★表面负荷：1.5-3.0m3/(m2.h)★有效水深：2.5-4.0m★沉淀时间：1-2h★出水堰负荷：小于2.9L/(m.s)★超高：50cm33（3）设计运行参数33（4）刮泥机长方形沉淀池：链带式或桁车式刮泥机圆形或正方形：旋转式刮泥机（5）排泥设备排泥方式：机械排泥、重力排泥等34（4）刮泥机342、初次沉淀池的维护管理（1）初次沉淀池维护管理的一般要求★运行管理：调节进水量，均匀配水；及时排泥、及时清除浮渣；控制回流比等。352、初次沉淀池的维护管理35★安全操作◆清捞浮渣、清扫堰口时，应采取安全及监护措施；◆与排泥管道连接的闸井、廊道等，应保持良好通风；◆刮泥机在运行时，不得多人同时上刮泥机。36★安全操作36★维护管理◆定期检修刮泥机电刷、橡胶板等；◆应定期对斜板沉淀池的斜板进行检修、更换；◆定期检修行走机构、电器设备，并测试其各项技术性能。37★维护管理37★技术指标P148◆不同形式沉淀池的表面负荷、停留时间均不同；◆初次沉淀池BOD5、SS去除率分别大于25%、40%；◆初沉池排放污泥的含水率不得大于98%。38★技术指标P14838（2）初次沉淀池的水质管理★观测项目：气味、水温、透明度、

PH、BOD、COD、排泥总固体浓度、排泥的灼烧减量39（2）初次沉淀池的水质管理39★初次沉淀池出水异常分析P151异常现象：颜色变化、产生臭味、透明度下降、SS上升可能原因：回流水导致过负荷、各池进水量不均、污泥排放不彻底等内因，或是工业废水、地下水、河水、海水等外部原因40★初次沉淀池出水异常分析P15140（3）初次沉淀池的运行管理★概述无论哪种形式沉淀池要求池内流速均匀，避免短流；表面负荷与SS的关系，表面负荷越小，SS去除率越高。41（3）初次沉淀池的运行管理41★管理要点◆表面水力负荷的调节（增减沉淀池个数、或延长缩短运行时间）；◆入流闸的调节；◆刮泥机的运行（连续运转和间歇运转）；◆排泥量的调节（排放少量多次）；◆剩余污泥及从污泥处理设施的回流；◆水面观察（避免池底部堆积污泥的腐败，造成污泥上浮）。42★管理要点42★正常管理◆水面监视：颜色、气泡、臭气、进水是否均匀、是否附着泡沫、污泥是否随水流失；◆设备的维护：除渣装置、刮泥机、污泥泵、自控装置；◆刮泥机：◆排泥：43★正常管理43★异常管理◆污泥上浮：原因：沉淀时间过长或排泥不当使污泥长时间堆积或刮泥机工作异常导致（链条断开或空转）；◆污泥流出：原因：进水量过大致表面负荷过高或溢流堰负荷过大或因污泥过量堆积；◆池内水发黑发臭：措施：改善进水水质、因腐败污水进入，可缩短污水在管路设施中的停留时间、改善消化池的运转管理。44★异常管理44（4）刮泥机的运行管理p155◆一般操作◆回转式刮泥机的维护保养◆链条刮板式刮泥机的维护管理◆桁车式刮泥机的维护管理45（4）刮泥机的运行管理p15545（5）排泥设备的运行管理★污泥泵采用无堵塞的离心泵；★间歇排泥时宜少量多次；★重力排泥时，液位差的设定很关键。46（5）排泥设备的运行管理46（6）排水设备（溢流堰）及除渣设备的维护保养★溢流堰★除渣设备（7）浮渣处理与处置浮渣先打捞或刮除，然后放置或压榨脱水47（6）排水设备（溢流堰）及除渣设备的47三、曝气池★活性污泥法处理工艺★曝气池的维护管理48三、曝气池481、活性污泥的处理工艺（1）活性污泥法净化机理★活性污泥对有机物的吸附★有机物的氧化和同化★活性污泥絮体的沉淀和分离★生物硝化★生物脱氮★生物除磷491、活性污泥的处理工艺49①活性污泥对有机物的吸附回流污泥剩余污泥初期吸附（捕食）空气处理水活性污泥污水氧化分解（代谢）絮凝沉淀（回收）空气污泥50①活性污泥对有机物的吸附回流污泥剩余污泥初期吸附空气处理水活51②被吸附有机物的氧化和同化分解代谢O2合成代谢代谢产物H2O,CO2,NH3能量微生物内源呼吸O2内源呼吸内源呼吸产物H2O,CO2,NH3微生物内源呼吸残留物合成细胞物质C5H7NO2污水中有机物（CxHyOz）能量5151②被吸附有机物的氧化和同化分解代谢O2合成代谢代谢产物能有机物的氧化方程：新细胞的合成：微生物自身氧化：52有机物的氧化方程：52③活性污泥絮体的沉淀和分离对数增殖期：F/M高，有机物降解快，AS的混凝、沉降性能差；内源呼吸期：F/M逐渐降低，AS的混凝、沉降性能均较高；53③活性污泥絮体的沉淀和分离对数增殖期：F/M高，有机物降解快活性污泥增长曲线与运行方式

城市污水处理厂利用微生物处于减速增殖期的后期到内源呼吸期运行：AS具有良好的去除有机物性能；在二沉池有良好的沉降性能。54活性污泥增长曲线与运行方式城市污水处理厂利用微生物处于减速④生物硝化/⑤生物脱氮55④生物硝化/⑤生物脱氮55④生物硝化/⑤生物脱氮含氮化合物硝化反应过程氧NO-3N2硝化菌碳反硝化细菌反硝化反应过程56④生物硝化/⑤生物脱氮含氮硝化反应过程氧NO-3N2硝化菌碳硝化反应（NitrificationProcess）N2CDenitrobacteriaDenitrification(低氧或无氧)NO-2Nitrification(好氧)O2NO-3O2NitrobacteriaNH+4Org-N异养菌Ammonification(好氧或厌氧)硝化菌：自养菌，包括Nitrosomonas等氨氧化菌和Nitrobacter等亚硝酸氧化菌和硝酸氧化菌。57硝化反应（NitrificationProcess）N2C硝化反应（NitrificationProcess）(1)氨化反应（AmmonificationReaction）:RCHNH2COOH+O2RCOOH+CO2+NH3Ammoniabacteria每生成1g氨氮，产生3.57g碱度(以CaCO3计)。58硝化反应（NitrificationProcess）(1)(2)硝化反应（NitrificationProcess）NO-2+1/2O2NO-3

+△FNitrobacteria每1gNH3-N氧化为NO3-需要4.57g氧，需消耗7.14g碱度。进水氨氮浓度高且碱度低时，硝化反应消耗碱度，出水pH值下降，需补充碱度（如投加NaOH）。NH+4+3/2O2NO2-+H2O+2H++△FNitrobacteria消耗碱度59(2)硝化反应（NitrificationProcess）反硝化反应（DenitrificationProcess）异化反硝化：6NO3-+5CH3OH3N2+5CO2+7H2O+6OH-

增加碱度还原1g硝酸盐氮生成3.57g碱度，需要2.86gBOD(C-BOD)60反硝化反应（DenitrificationProcess）⑥生物除磷61⑥生物除磷61⑥生物除磷H3PO4好氧聚磷过程ADP+能量ATP&聚合磷酸盐好氧条件聚磷菌厌氧放磷过程H3PO4能量+ADP厌氧条件聚磷菌聚磷菌对磷的摄取和释放过程62⑥生物除磷H3PO4好氧聚磷过程ADP+能量ATP&聚合63632.活性污泥法主要设计和运行参数污泥龄(θc)/生物固体停留时间（SRT）BOD负荷F/M（Ns，Nv）/水力停留时间活性污泥微生物浓度（X，Xv，Xr）剩余活性污泥量（Qw）混合液溶解氧浓度污泥沉降比(SV)、污泥容积指数(SVI)、污泥界面沉降速度生物降解需氧量（R0）、供气量(Gs)642.活性污泥法主要设计和运行参数污泥龄(θc)/生物固体停留①污泥龄θc/生物固体停留时间(SRT)65①污泥龄θc/生物固体停留时间(SRT)65②有机负荷、水力停留时间So,Lv=Ls

X66②有机负荷、水力停留时间So,Lv=LsX66手册：污泥负荷（kgBOD/kgMLVSS.d）,去除BOD污泥负荷67手册：污泥负荷（kgBOD/kgMLVSS.d）,去除BOD6868③活性污泥微生物浓度69③活性污泥微生物浓度69具有代谢功能活性的微生物群体（Ma）微生物内源代谢、自身氧化的残留物(Me)原污水带入的难降解惰性有机物（Mi）原污水带入的无机物（Mii）活性污泥的组成70具有代谢功能活性的微生物群体（Ma）活性污泥的组成70混合液悬浮固体浓度（MLSS，Mixedliquorsuspendedsolids)：

MLSS=Ma+Me+Mi+MiiAS中，MLSS通常在2000～4000mg/L（见下页）MLSS不能精确表示具有降解功能的“活”的微生物的数量，MLSS中仅30～50％活的微生物体工程上作为相对计量活性污泥微生物量的指标，用于污泥管理和处理的污泥量计算、统计等。71混合液悬浮固体浓度（MLSS，Mixedliquorsu2)混合液挥发性悬浮固体浓度（Mixedliquorvolatilesuspendedsolids，MLVSS)：

MLVSS=Ma+Me+Mi3)f=MLVSS/MLSS

f的比值相对恒定，为0.65~0.85，在以处理生活污水为主的城市污水活性污泥法系统中，其比值约为0.75。722)混合液挥发性悬浮固体浓度（Mixedliquorv为维持反应池给定的SRT或BOD-SS负荷，MLSS必须维持一定的数值。按回流污泥悬浮固体浓度改变回流污泥量或污泥回流比曝气池物料衡算：73为维持反应池给定的SRT或BOD-SS负荷，MLSS必须维持普通活性污泥法，MLSS为1500~2500mg/L，若Xr较低，则R可能需要100％;延时活性污泥法或普通氧化沟，MLSS为2500~5000mg/L，Xr即使较高，R也需要150％~200％。一般冬季活性污泥的沉降性能和浓缩性能变差，所以Xr低，R较夏季高活性污泥发生膨胀时，Xr急剧下降。74普通活性污泥法，MLSS为1500~2500mg/L，若Xr④剩余活性污泥量剩余活性污泥量=反应池进水溶解性有机物(S-BOD)和悬浮固体(SS)转化为活性污泥量与活性污泥微生物自身分解量之差。75④剩余活性污泥量剩余活性污泥量=反应池进水溶解性有机物(S-7676⑤混合液溶解氧浓度反应池出水溶解氧的浓度：维持在2~3mg/L的范围；要求硝化的污水处理，除需供去除有机物所需氧外，还需供硝化所需的氧量；混合液溶解氧浓度低于1mg/L，硝化反应速度下降。77⑤混合液溶解氧浓度反应池出水溶解氧的浓度：维持在2~3mg/⑥污泥沉降比、污泥容积指数、污泥界面沉降速度（a）污泥沉降比：

SettlingVelocity(SV)，

或30min沉降率(%)取混合液至1000mL量筒，静止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的体积占混合液体积的%。SV%不能确切表示污泥沉降性能78⑥污泥沉降比、污泥容积指数、污泥界面沉降速度（a）污泥沉降比污泥沉降比

(SV或30min沉降率)：混合液静沉30min后，沉淀活性污泥的体积占混合液体积的%。79污泥沉降比(SV或30min沉降率)：混合液静沉30mSludgeVolumeIndex(SVI)用单位干泥形成湿泥时的体积来表示污泥沉降性能，单位为mL/g；（b）污泥容积指数80SludgeVolumeIndex(SVI)（b）污8181保持一定的MLSS，SVI越高，R越大；保持一定的R，SVI越高，MLSS越小；82保持一定的MLSS，SVI越高，R越大；82SVIXr(mg/L)下列X值(mg/L)时的回流比(R)15002000300040005000600080150000.110.150.250.360.500.66120100000.180.250.430.671.001.5015080000.240.330.601.001.703.00SVI，X，Xr，R之间的关系83SVIXr下列X值(mg/L)时的回流比(R)1500200是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标正常AS的SVI在80~150，一般在120左右；AS系统运行正常，活性污泥的沉降性能良好；SVI<80，AS中无机成分增多，活性降低；SVI>150，AS沉降性能变差，有膨胀趋势；SVI为250~350时，污泥发生膨胀。污泥容积指数SVI84是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标污泥容积指数SVI84污泥负荷为1左右时，SVI急剧增大，污泥极易膨胀，设计时应尽量避开这一负荷范围。85污泥负荷为1左右时，SVI急剧增大，污泥极易膨胀，85R不宜过大；设计时，根据正常的R来确定污泥回流泵的大小，并考虑最大的R来设计污泥回流设备。86R不宜过大；86污泥沉降试验：绘制沉降曲线，预测二沉池中AS的沉降和浓缩性能。沉降曲线：分为等速沉降区和减速沉降区。等速沉降区污泥界面的沉降速度：判断污泥的沉降性能。（c）活性污泥的初期沉降速度87污泥沉降试验：绘制沉降曲线，预测二沉池中AS的沉降和浓缩性能⑦生物降解需氧量、供气量（a）有机污染物降解与需氧量O2－活性污泥需氧量，kg/d；Q－污水设计流量，m3/d；Sr－去除的有机物（BOD）浓度，kg/m3；V－曝气池有效容积，m3；Xv－挥发性悬浮固体（MLVSS）浓度，kg/m3；a’－BOD氧化分解需氧率，kg；b’－活性污泥自身氧化需氧率，kg。88⑦生物降解需氧量、供气量（a）有机污染物降解与需氧量O2－活（b）供气量89（b）供气量899090有机物、活性污泥微生物及耗氧关系91有机物、活性污泥微生物及耗氧关系913、活性污泥法的分类和设计运行参数★根据曝气池内混合液的流态分类：推流式、完全混合式★根据曝气方式分类：鼓风曝气、机械曝气、鼓风-机械联合曝气

鼓风曝气机械曝气923、活性污泥法的分类和设计运行参数鼓风曝气机械曝气92★根据去除的主要污染物分类：有机物、脱氮、除磷★活性污泥法设计和运行参数P169/17093★根据去除的主要污染物分类：有机物、脱氮、除磷934、鼓风曝气方式鼓风曝气方式应根据气液混合效果、氧转移效率、经济性、厂址条件等确定（1）鼓风曝气方式有：旋流式、全面曝气式、射流式、水下搅拌式944、鼓风曝气方式94鼓风曝气是传统的曝气方法，它由鼓风机、空气扩散装置和风管组成。95鼓风曝气是传统的曝气方法，它由鼓风机、空气扩散装扩散管示意图曝气头布置曝气池96扩散管示意图曝气头布置曝气池96（2）鼓风曝气器鼓风曝气器的技术要求及其分类（3）水深与超高有效水深：4-6m超高约80cm左右97（2）鼓风曝气器97（4）风量及风压供风量及风压力，考虑以下各项再确定供风量：由曝气池和其他设施所需要供给的风量供风压：曝气器安装处的水压和通过曝气器、供风管道、除尘设施等阻力和富余量98（4）风量及风压98（5）垂直轴式机械曝气池垂直轴式机械曝气器是垂直轴上的叶轮在池表面旋转，在产生旋转流的同时使污水泡沫化，并扩散到周围而实现鼓入空气的方式99（5）垂直轴式机械曝气池99（6）水平轴机械曝气池水平轴式曝气池是在水池中，设置水平轴搅拌机搅拌污水同时进行循环的曝气方式，一般用于氧化沟法100（6）水平轴机械曝气池100（7）完全混合曝气池

混合液在池内充分混合循环流动，因而废水与回流活性污泥进入曝气池后立即与池内原有的混合液充分混合，进行吸附和氧化分解，并顶替等量的混合液至二次沉淀池进行固液分离后排出101（7）完全混合曝气池1015、曝气池的维护管理（1）维护管理的一般要求★调节水量和均匀配水★控制污泥负荷、污泥泥龄、污泥浓度★曝气池出口处溶解氧2mg/l★根据曝气池内的生物及污泥情况，采取适当措施恢复正常1025、曝气池的维护管理102（2）曝气池水质管理水质管理监测项目：★水温★PH★MLDO★SV★MLSS★MLVSS★回流污泥SV★RSSS★耗氧速率★活性污泥生物相103（2）曝气池水质管理103水质管理控制指标根据水质监测结果，应将对以下管理指标控制在合理范围内

★BOD-SS负荷★SRT★MLDO★SVI104水质管理控制指标104（3）鼓风曝气池管理要点鼓风曝气池管理要点★曝气时间的调节

★DO的测定及供风量的调节

★SV与MLSS的测定★回流污泥量的调节★剩余污泥量的调节105（3）鼓风曝气池管理要点105四、鼓风机房（一）鼓风设备（二）鼓风机房的维护管理106四、鼓风机房（一）鼓风设备106五、二沉池（一）处理工艺1、形状与池数★形状有长方形、正方形和圆形，按水流方向有平流、竖流和辐流★在长方形池中长度与宽度之比为3：1-5：1★池数在2个以上107五、二沉池1072、出流设备出流设备考虑如下各项确定：★出流设备采用溢流堰★堰上溢流负荷以150m3/m.d1082、出流设备1083、排泥设备★污泥的排除可采用依靠水位差的闸阀操作、水泵排除或行走虹吸方式★排泥管按方便清扫的要求布置，考虑到管道的堵塞后的情况，在适当的地点设置清扫口★排泥管径在150mm以上1093、排泥设备109（二）二次沉淀池的维护管理1、二沉池维护管理一般要求2、回流污泥泵房维护管理的一般要求3、二次沉淀池的水质管理4、二沉池的运行管理5、二沉池刮泥机的运行管理6、刮泥设备运行管理7、溢流设施的运行管理110（二）二次沉淀池的维护管理1、二沉池维护管理一般要求110污废水处理工培训深圳市环保产业协会111污废水处理工培训深圳市环保产业协会1第四章活性污泥法全部教学的重点，水处理技术的核心部分；特别是好氧活性污泥工艺的相关知识与操作。重点：基本工艺流程、活性污泥法的机理与各控制参数、曝气的运行管理与维护。难点：曝气的运行管理与维护、各类控制参数的测量。112第四章活性污泥法全部教学的重点，水处理技术的核心一、活性污泥法概述（A）

★掌握活性污泥法基本工艺流程

★掌握活性污泥主要生物种类

★掌握活性污泥法对进水的要求113一、活性污泥法概述（A）31、概述（1）发展过程是城市污水和有机废水最有效的生物处理法（2）特点它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好。

1141、概述4（3）工艺流程115（3）工艺流程5（4）活性污泥处理系统的组成预处理（格栅、调节池、沉砂池、初次沉淀池）曝气池二次沉淀池鼓风曝气系统污泥回流系统116（4）活性污泥处理系统的组成预处理（格栅、调节池、沉砂池、初(5)活性污泥形态与组成活性污泥的形态：黄褐色絮绒状颗粒，粒径0.02-0.2mm；污水中悬浮生长，含水率>99%，比重1.002-1.006活性污泥的组成：具有代谢功能活性的微生物群体（Ma）微生物内源代谢、自身氧化的残留物（Me）原污水带入的难降解惰性有机物（Mi）原污水带入的无机物（Mii）117(5)活性污泥形态与组成活性污泥的形态：72、主要生物种类

★细菌类：菌胶团、球衣细菌、硝化菌、脱氮菌、聚磷菌★原生动物★藻类★后生动物细菌、原生动物、藻类都是单细胞生物体、而后生动物是多细胞生物体。1182、主要生物种类8（1）

细菌类体形最小、单细胞生物，具有在好养和厌氧条件下分解有机物的能力；数量：107-108个/mL；增殖世代时间20-30min；对污水处理起作用的菌种：菌胶团球衣细菌硝化菌脱氮菌聚磷菌119（1）细菌类体形最小、单细胞生物，具有在好养和厌氧条件下分（1）

细菌类菌胶团：AS&Biofilm的主要生物，好氧、异氧菌；球衣细菌：白色或灰色、丝状，大量繁殖引起污泥膨胀；好氧、异氧菌；120（1）细菌类菌胶团：AS&Biofilm的主要生物，好氧、（1）

细菌类硝化菌：氨化菌、亚硝酸菌、硝酸菌；好氧、自氧菌；121（1）细菌类硝化菌：氨化菌、亚硝酸菌、硝酸菌；好氧、自氧菌（1）

细菌类脱氮菌：缺氧、异氧菌，将亚硝酸盐或硝酸盐还原为氮气122（1）细菌类脱氮菌：缺氧、异氧菌，将亚硝酸盐或硝酸盐还原为（1）

细菌类聚磷菌：厌氧/好氧交替、异氧菌，对磷有过剩的摄取能力123（1）细菌类聚磷菌：厌氧/好氧交替、异氧菌，对磷有过剩的（2）

原生动物单细胞、好氧生物；有机物和细菌的捕食者，保证水质的进一步提高、生物膜的更新；变形虫纤毛虫类鞭毛虫类124（2）原生动物单细胞、好氧生物；14（3）

藻类植物，含有叶绿素；单细胞；光合作用，释放氧溶于水中；125（3）藻类植物，含有叶绿素；单细胞；1512616（4）

后生动物多细胞构成，体内有各种器官；轮虫：形体较小；甲壳虫、昆虫幼虫：形体较大；水质良好的标志；轮虫线虫127（4）后生动物多细胞构成，体内有各种器官；轮虫线虫173、活性污泥法对进水水质的要求进水预处理，以满足微生物在反应器内连续繁殖的条件；营养源

pH水温进水浓度水质、水量变化其它：SS、油类、溶解盐、重金属等。1283、活性污泥法对进水水质的要求进水预处理，以满足微生物在反应营养源:必需的营养盐：C,N,P,Salt,etc.

痕量元素（无机盐）：Na、K、Ca、Fe…BOD5100mg/L，BOD5:N:P=100:5:1，营养盐不足，引起水质恶化、污泥膨胀；营养盐过量，AS出水不达标。无机盐：是否投加无机盐，通过实验确定；129营养源:必需的营养盐：C,N,P,Salt,etc.pH:

装置内的pH在中性值范围（6.0-8.5）；需要对装置内pH监测，并设置中和措施，以应付异常情况的发生。CO2的生成，使碱性废水pH降低；有机酸被分解，使酸性废水pH提高；生物处理有自动调节、保持pH在中性范围，故不一定将原废水的pH事先调到6.0-8.5（针对含有机酸时，若无机酸碱则必须调整）.130pH:装置内的pH在中性值范围（6.0-8.5）；需要对装水温:过高：40C，蛋白变质，失去活性；过低：降低微生物的活性；设计时使处理装置充分的适应低温处理的要求。131水温:过高：40C，蛋白变质，失去活性；21进水浓度：对于高浓度、有毒有害有机物，AS：采用先稀释、驯化，或多点进水；Biofilm：采用处理水循环，以稀释原水；132进水浓度：对于高浓度、有毒有害有机物，AS：采用先稀释、驯化水质、水量变化：有机负荷高，使出水残留量增加；引起AS系统污泥膨胀；水量过大，二沉池q增大，沉降分离效果差；水量波动大，影响二沉池污泥分离；设置均化调节池。133水质、水量变化：有机负荷高，使出水残留量增加；引起AS系统污其它:

（a）SS：过高使AS剩余活性污泥量增大，Biofilm异常增殖，且MLVSS/MLSS降低；判断标准：悬浮物浓度是否超过BOD浓度。134其它:24其它:

（b）油脂类和油分：动物性油脂类：可生物降解；但形成油膜，低温时凝固成球，分解极缓慢；石油类的油分：生物分解缓慢；部分以油滴状态混入活性污泥排出系统外。AS除油分时，要求有相对油分5~10倍的BOD量，且在规定的标准以下；（经验：油分>20%VSS时，AS被油分浸渍，极大的降低去油能力）135其它:25其它:

（c）溶解盐类：使渗透压增加；海水盐浓度3%左右，微生物可生存（耐受），故以此为标准。盐浓度高，渗透压增加；但丝状菌成块状，沉降性显著改善；钙离子浓度高，与代谢产物CO2生成CaCO3，增加AS的无机成分、导致Biofilter的阻塞。136其它:26其它:

（d）重金属：使渗透压增加；超过一定限度，对微生物有害；一定浓度内，微生物增殖必需的元素；但在微生物体内浓缩，污泥农用时，随食物链传递。137其它:27二、初次沉淀池（A）

★处理技术★初次沉淀池的维护管理138二、初次沉淀池（A）281、处理技术初次沉淀池是活性污泥处理系统的重要组成部分，它的运行管理的好坏，对整个系统有重大的影响。分为普通沉淀池和混凝沉淀池。1391、处理技术29（1）池形与池数按池形分：长方形（长宽比3：1）、正方形、圆形按水流方向：平流式、辐流式、竖流式为了方便清扫、修理、改造，通常设置2个或以上沉淀池140（1）池形与池数3014131（2）构造★钢混结构(大型），碳钢结构（小型）★大型沉淀池须设置刮泥机，池底坡度0.01-0.1★泥斗坡度60度142（2）构造32（3）设计运行参数★表面负荷：1.5-3.0m3/(m2.h)★有效水深：2.5-4.0m★沉淀时间：1-2h★出水堰负荷：小于2.9L/(m.s)★超高：50cm143（3）设计运行参数33（4）刮泥机长方形沉淀池：链带式或桁车式刮泥机圆形或正方形：旋转式刮泥机（5）排泥设备排泥方式：机械排泥、重力排泥等144（4）刮泥机342、初次沉淀池的维护管理（1）初次沉淀池维护管理的一般要求★运行管理：调节进水量，均匀配水；及时排泥、及时清除浮渣；控制回流比等。1452、初次沉淀池的维护管理35★安全操作◆清捞浮渣、清扫堰口时，应采取安全及监护措施；◆与排泥管道连接的闸井、廊道等，应保持良好通风；◆刮泥机在运行时，不得多人同时上刮泥机。146★安全操作36★维护管理◆定期检修刮泥机电刷、橡胶板等；◆应定期对斜板沉淀池的斜板进行检修、更换；◆定期检修行走机构、电器设备，并测试其各项技术性能。147★维护管理37★技术指标P148◆不同形式沉淀池的表面负荷、停留时间均不同；◆初次沉淀池BOD5、SS去除率分别大于25%、40%；◆初沉池排放污泥的含水率不得大于98%。148★技术指标P14838（2）初次沉淀池的水质管理★观测项目：气味、水温、透明度、

PH、BOD、COD、排泥总固体浓度、排泥的灼烧减量149（2）初次沉淀池的水质管理39★初次沉淀池出水异常分析P151异常现象：颜色变化、产生臭味、透明度下降、SS上升可能原因：回流水导致过负荷、各池进水量不均、污泥排放不彻底等内因，或是工业废水、地下水、河水、海水等外部原因150★初次沉淀池出水异常分析P15140（3）初次沉淀池的运行管理★概述无论哪种形式沉淀池要求池内流速均匀，避免短流；表面负荷与SS的关系，表面负荷越小，SS去除率越高。151（3）初次沉淀池的运行管理41★管理要点◆表面水力负荷的调节（增减沉淀池个数、或延长缩短运行时间）；◆入流闸的调节；◆刮泥机的运行（连续运转和间歇运转）；◆排泥量的调节（排放少量多次）；◆剩余污泥及从污泥处理设施的回流；◆水面观察（避免池底部堆积污泥的腐败，造成污泥上浮）。152★管理要点42★正常管理◆水面监视：颜色、气泡、臭气、进水是否均匀、是否附着泡沫、污泥是否随水流失；◆设备的维护：除渣装置、刮泥机、污泥泵、自控装置；◆刮泥机：◆排泥：153★正常管理43★异常管理◆污泥上浮：原因：沉淀时间过长或排泥不当使污泥长时间堆积或刮泥机工作异常导致（链条断开或空转）；◆污泥流出：原因：进水量过大致表面负荷过高或溢流堰负荷过大或因污泥过量堆积；◆池内水发黑发臭：措施：改善进水水质、因腐败污水进入，可缩短污水在管路设施中的停留时间、改善消化池的运转管理。154★异常管理44（4）刮泥机的运行管理p155◆一般操作◆回转式刮泥机的维护保养◆链条刮板式刮泥机的维护管理◆桁车式刮泥机的维护管理155（4）刮泥机的运行管理p15545（5）排泥设备的运行管理★污泥泵采用无堵塞的离心泵；★间歇排泥时宜少量多次；★重力排泥时，液位差的设定很关键。156（5）排泥设备的运行管理46（6）排水设备（溢流堰）及除渣设备的维护保养★溢流堰★除渣设备（7）浮渣处理与处置浮渣先打捞或刮除，然后放置或压榨脱水157（6）排水设备（溢流堰）及除渣设备的47三、曝气池★活性污泥法处理工艺★曝气池的维护管理158三、曝气池481、活性污泥的处理工艺（1）活性污泥法净化机理★活性污泥对有机物的吸附★有机物的氧化和同化★活性污泥絮体的沉淀和分离★生物硝化★生物脱氮★生物除磷1591、活性污泥的处理工艺49①活性污泥对有机物的吸附回流污泥剩余污泥初期吸附（捕食）空气处理水活性污泥污水氧化分解（代谢）絮凝沉淀（回收）空气污泥160①活性污泥对有机物的吸附回流污泥剩余污泥初期吸附空气处理水活161②被吸附有机物的氧化和同化分解代谢O2合成代谢代谢产物H2O,CO2,NH3能量微生物内源呼吸O2内源呼吸内源呼吸产物H2O,CO2,NH3微生物内源呼吸残留物合成细胞物质C5H7NO2污水中有机物（CxHyOz）能量16151②被吸附有机物的氧化和同化分解代谢O2合成代谢代谢产物能有机物的氧化方程：新细胞的合成：微生物自身氧化：162有机物的氧化方程：52③活性污泥絮体的沉淀和分离对数增殖期：F/M高，有机物降解快，AS的混凝、沉降性能差；内源呼吸期：F/M逐渐降低，AS的混凝、沉降性能均较高；163③活性污泥絮体的沉淀和分离对数增殖期：F/M高，有机物降解快活性污泥增长曲线与运行方式

城市污水处理厂利用微生物处于减速增殖期的后期到内源呼吸期运行：AS具有良好的去除有机物性能；在二沉池有良好的沉降性能。164活性污泥增长曲线与运行方式城市污水处理厂利用微生物处于减速④生物硝化/⑤生物脱氮165④生物硝化/⑤生物脱氮55④生物硝化/⑤生物脱氮含氮化合物硝化反应过程氧NO-3N2硝化菌碳反硝化细菌反硝化反应过程166④生物硝化/⑤生物脱氮含氮硝化反应过程氧NO-3N2硝化菌碳硝化反应（NitrificationProcess）N2CDenitrobacteriaDenitrification(低氧或无氧)NO-2Nitrification(好氧)O2NO-3O2NitrobacteriaNH+4Org-N异养菌Ammonification(好氧或厌氧)硝化菌：自养菌，包括Nitrosomonas等氨氧化菌和Nitrobacter等亚硝酸氧化菌和硝酸氧化菌。167硝化反应（NitrificationProcess）N2C硝化反应（NitrificationProcess）(1)氨化反应（AmmonificationReaction）:RCHNH2COOH+O2RCOOH+CO2+NH3Ammoniabacteria每生成1g氨氮，产生3.57g碱度(以CaCO3计)。168硝化反应（NitrificationProcess）(1)(2)硝化反应（NitrificationProcess）NO-2+1/2O2NO-3

+△FNitrobacteria每1gNH3-N氧化为NO3-需要4.57g氧，需消耗7.14g碱度。进水氨氮浓度高且碱度低时，硝化反应消耗碱度，出水pH值下降，需补充碱度（如投加NaOH）。NH+4+3/2O2NO2-+H2O+2H++△FNitrobacteria消耗碱度169(2)硝化反应（NitrificationProcess）反硝化反应（DenitrificationProcess）异化反硝化：6NO3-+5CH3OH3N2+5CO2+7H2O+6OH-

增加碱度还原1g硝酸盐氮生成3.57g碱度，需要2.86gBOD(C-BOD)170反硝化反应（DenitrificationProcess）⑥生物除磷171⑥生物除磷61⑥生物除磷H3PO4好氧聚磷过程ADP+能量ATP&聚合磷酸盐好氧条件聚磷菌厌氧放磷过程H3PO4能量+ADP厌氧条件聚磷菌聚磷菌对磷的摄取和释放过程172⑥生物除磷H3PO4好氧聚磷过程ADP+能量ATP&聚合173632.活性污泥法主要设计和运行参数污泥龄(θc)/生物固体停留时间（SRT）BOD负荷F/M（Ns，Nv）/水力停留时间活性污泥微生物浓度（X，Xv，Xr）剩余活性污泥量（Qw）混合液溶解氧浓度污泥沉降比(SV)、污泥容积指数(SVI)、污泥界面沉降速度生物降解需氧量（R0）、供气量(Gs)1742.活性污泥法主要设计和运行参数污泥龄(θc)/生物固体停留①污泥龄θc/生物固体停留时间(SRT)175①污泥龄θc/生物固体停留时间(SRT)65②有机负荷、水力停留时间So,Lv=Ls

X176②有机负荷、水力停留时间So,Lv=LsX66手册：污泥负荷（kgBOD/kgMLVSS.d）,去除BOD污泥负荷177手册：污泥负荷（kgBOD/kgMLVSS.d）,去除BOD17868③活性污泥微生物浓度179③活性污泥微生物浓度69具有代谢功能活性的微生物群体（Ma）微生物内源代谢、自身氧化的残留物(Me)原污水带入的难降解惰性有机物（Mi）原污水带入的无机物（Mii）活性污泥的组成180具有代谢功能活性的微生物群体（Ma）活性污泥的组成70混合液悬浮固体浓度（MLSS，Mixedliquorsuspendedsolids)：

MLSS=Ma+Me+Mi+MiiAS中，MLSS通常在2000～4000mg/L（见下页）MLSS不能精确表示具有降解功能的“活”的微生物的数量，MLSS中仅30～50％活的微生物体工程上作为相对计量活性污泥微生物量的指标，用于污泥管理和处理的污泥量计算、统计等。181混合液悬浮固体浓度（MLSS，Mixedliquorsu2)混合液挥发性悬浮固体浓度（Mixedliquorvolatilesuspendedsolids，MLVSS)：

MLVSS=Ma+Me+Mi3)f=MLVSS/MLSS

f的比值相对恒定，为0.65~0.85，在以处理生活污水为主的城市污水活性污泥法系统中，其比值约为0.75。1822)混合液挥发性悬浮固体浓度（Mixedliquorv为维持反应池给定的SRT或BOD-SS负荷，MLSS必须维持一定的数值。按回流污泥悬浮固体浓度改变回流污泥量或污泥回流比曝气池物料衡算：183为维持反应池给定的SRT或BOD-SS负荷，MLSS必须维持普通活性污泥法，MLSS为1500~2500mg/L，若Xr较低，则R可能需要100％;延时活性污泥法或普通氧化沟，MLSS为2500~5000mg/L，Xr即使较高，R也需要150％~200％。一般冬季活性污泥的沉降性能和浓缩性能变差，所以Xr低，R较夏季高活性污泥发生膨胀时，Xr急剧下降。184普通活性污泥法，MLSS为1500~2500mg/L，若Xr④剩余活性污泥量剩余活性污泥量=反应池进水溶解性有机物(S-BOD)和悬浮固体(SS)转化为活性污泥量与活性污泥微生物自身分解量之差。185④剩余活性污泥量剩余活性污泥量=反应池进水溶解性有机物(S-18676⑤混合液溶解氧浓度反应池出水溶解氧的浓度：维持在2~3mg/L的范围；要求硝化的污水处理，除需供去除有机物所需氧外，还需供硝化所需的氧量；混合液溶解氧浓度低于1mg/L，硝化反应速度下降。187⑤混合液溶解氧浓度反应池出水溶解氧的浓度：维持在2~3mg/⑥污泥沉降比、污泥容积指数、污泥界面沉降速度（a）污泥沉降比：

SettlingVelocity(SV)，

或30min沉降率(%)取混合液至1000mL量筒，静止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的体积占混合液体积的%。SV%不能确切表示污泥沉降性能188⑥污泥沉降比、污泥容积指数、污泥界面沉降速度（a）污泥沉降比污泥沉降比

(SV或30min沉降率)：混合液静沉30min后，沉淀活性污泥的体积占混合液体积的%。189污泥沉降比(SV或30min沉降率)：混合液静沉30mSludgeVolumeIndex(SVI)用单位干泥形成湿泥时的体积来表示污泥沉降性能，单位为mL/g；（b）污泥容积指数190SludgeVolumeIndex(SVI)（b）污19181保持一定的MLSS，SVI越高，R越大；保持一定的R，SVI越高，MLSS越小；192保持一定的MLSS，SVI越高，R越大；82SVIXr(mg/L)下列X值(mg/L)时的回流比(R)15002000300040005000600080150000.110.150.250.360.500.66120100000.180.250.430.671.001.5015080000.240.330.601.001.703.00SVI，X，Xr，R之间的关系193SVIXr下列X值(mg/L)时的回流比(R)1500200是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标正常AS的SVI在80~150，一般在120左右；AS系统运行正常，活性污泥的沉降性能良好；SVI<80，AS中无机成分增多，活性降低；SVI>150，AS沉降性能变差，有膨胀趋势；SVI为250~350时，污泥发生膨胀。污泥容积指数SVI194是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标污泥容积指数SVI84污泥负荷为1左右时，SVI急剧增大，污泥极易膨胀，