第四章 (4.1)活性污泥法的基本原理

第4章活性污泥法4.1活性污泥法的基本原理4.2活性污泥法净化反应影响因素与主要设计参数4.3活性污泥反应动力学基础4.4活性污泥处理系统的运行方式与曝气池工艺参数4.5活性污泥处理系统的新工艺4.6曝气的基础理论4.7曝气系统与空气扩散装置4.8活性污泥反应器——曝气池4.9活性污泥处理系统的工艺设计4.10活性污泥处理系统的运行管理思考题与习题§4.1活性污泥法的基本原理4.1.1活性污泥法的基本概念与流程4.1.2活性污泥的形态及其组成4.1.3活性污泥净化反应过程4.1.1活性污泥法的基本概念与流程1．活性污泥法发展历史2．基本工艺流程

3．活性污泥法特征•曝气池是一个生物化学反应器•曝气池内混合液是一个三相混合系统：液相—固相—气相；混合液=污水+活性污泥+空气•传质过程：气象中O2→液相中的溶解氧DO→进入微生物体（固相）液相中的有机物→被微生物（固相）所吸收降解→降解产物（CO2）和（H2O）返回气相和液相。•物质转化过程：有机物降解→活性污泥增长WaterPollutionControlEngineeringHistoricalDevelopment

suspendedgrowthbiologicaltreatmentprocessesEarly1880s,Dr.AngusSmith,theaerationofwastewaterintankstohastentheoxidationoftheorganicmatter;In1910,BlackandPhelps,aconsiderablereductioninputrescibility（易腐烂）byforcingairintowastewaterinbasins;In1912and1913,ClarkandGage,withaeratedwastewatertocultivategrowthsoforganismsinbottlesandinthetankspartiallyfilledwithroofingslate（石板瓦）about25mmapartandtogreatlyincreasethedegreeofpurification;In1914,ArdernandLockett,Thesludgeplayedanimportantpartintheresultsobtainedbyaeration,intheirpapertheygavethenameactivatedsludge.活性污泥法的基本流程1.什么是活性污泥？由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。4.1.2活性污泥的形态及其组成一组活性污泥图片2.活性污泥的性质颜色黄褐色状态似矾花絮绒颗粒味道土腥味相对密度曝气池混合液：1.002～1.003回流污泥：1.004～1.006粒经0.02～0.2mm20～100cm2/mL比表面积曝气池曝气池出水堰曝气池混合液配水进入二沉池栖息着的微生物3.活性污泥的组成大量的细菌真菌原生动物后生动物活性污泥中栖息的微生物以好氧微生物为主，是一个以细菌为主体的群体，除细菌外,还有酵母菌、放线菌、霉菌以及原生动物和后生动物。活性污泥中细菌含量一般在107～108个/mL；原生动物103个/mL，原生动物中以纤毛虫居多数，固着型纤毛虫可作为指示生物，固着型纤毛虫如钟虫、等枝虫、盖纤虫、独缩虫、聚缩虫等出现且数量较多时，说明培养成熟且活性良好。干固体和水分含水98％~99％干固体1％~2%MLSSMLVSSNVSS2．活性微生物（Ma）的分类及作用（1）细菌：净化污水的第一承担者，即主要承担者

①异养型原核细菌（107～108个/mL）——好养细菌

●动胶杆菌属

●

假单胞菌属（在含糖类、烃类污水中占优势）

●产碱杆菌属（在含蛋白质多的污水中占优势）

●黄杆菌属

●大肠埃希式杆菌

②特征：G=20～30min，结合成菌胶团的絮凝体状团粒（2）真菌：微小的腐生或寄生丝状菌，具有分解有机物的功能。若大量繁殖则会引起污泥膨胀。（3）原生动物：肉足虫、鞭毛虫、纤毛虫等。通过辨认原生动物的种类，能够判断处理水质的优劣，它是一种指示性生物。原生动物摄食水中的游离细菌，是细菌的首次捕食者，它是污水净化的第二承担者。（4）后生动物：主要是轮虫，它在活性污泥中不经常出现，轮虫的出

现是水质稳定的标志。后生动物是细菌的第二

捕食者。有办法知道确切的生物量吗？有人曾企图通过直接测定污泥中细胞的DNA量、有机氮量、三磷酸腺苷（ATP）量、脱氢酶的活力等指标去反映活性污泥的活力，这种方法既复杂又不准确，而且微生物的含量不断变化。按McKinney的分析：MLSS=Ma+Me+Mi+MiiMLVSS=Ma+Me+Mi式中：Ma——具备活性细胞成分；Me——内源代谢残留的微生物有机体；Mi——未代谢的不可生化的有机悬浮固体；Mii——吸附的无机悬浮固体。按有机性和无机性成分：处理生活污水的活性污泥MLVSS:70%NVSS:30%MLSS表示悬浮固体物质总量，MLVSS挥发性固体成分表示有机物含量，MLNVSS灼烧残量，表示无机物含量。MLVSS包含了微生物量，但不仅是微生物的量，由于测定方便，目前还是近似用于表示微生物的量。

MLVSS(Mixedliquorvolatilesuspendedsolids)MLVSS:一般范围为55％~75％NVSS:一般范围为25％~45％1.活性污泥微生物的增殖（1）活性污泥微生物增殖曲线（图4-4活性污泥增长曲线及其和有机污染物（BOD）降解、氧利用速度的关系）（2）（BOD）——污泥负荷率（NS）：[kgBOD5/kgMLSS•d]定义：单位重量的活性污泥在单位时间内能够接受（承受），并将其降解到预定程度的有机物污染量（BOD）

[kgBOD5/kgMLSS•d]式中：F——营养物或有机底量物M——微生物量F/M——食料比，活性污泥的能量。Q——污水流量：m3/dS0——原污水有机底物（BOD5）浓度V、X——曝气池体积和污泥浓度

NS=F/M食料比，控制着活性污泥微生物的增殖期，是非常重要的设计与运行参数4.1.3活性污泥净化反应过程

（3）活性污泥的增殖阶段

①适应期（延迟期或调整期）：是微生物细胞内各种酶系统对环境的适应过程

②对数增殖期（等速增殖期）

活性污泥能量水平很高，活性污泥处于松散状态③减速增殖期（减速增长期、稳定期、平衡期）特征：●营养物不过剩，它已成为微生物生长的限制因素，●活性污泥水平的能量低下，污泥絮凝。④内源呼吸期（衰亡期）特征：●营养物缺乏，为了获得能量维持生命，分解代谢自身的能量物质，开始衰亡。同时内酶分解细胞壁，使污泥量减少。

●后来有机物几乎被耗尽，能量水平极低，微生物能力非常低，絮凝体形成速率增大，处理水显著澄清，水质良好。1．初期吸附去除（物理吸附和生物吸附）

●

活性污泥巨大的表面积（2000～10000m2/m3活性污泥）其表面为多糖类的粘质层，污水中悬浮和胶体状态的有机物