1、第一節 活性污泥法的基本原理一、活性污泥法的基本工藝流程剩余活性污泥回流污泥二次沉淀池廢水曝氣池初次沉淀池出水空氣1、活性污泥法的基本組成 曝氣池：反應主體 二沉池： 1）進行泥水分離，保證出水水質；2）保證回流污泥，維持曝氣池內的污泥濃度。 回流系統： 1）維持曝氣池的污泥濃度；2）改變回流比，改變曝氣池的運行工況。 剩余污泥排放系統： 1）是去除有機物的途徑之一；2）維持系統的穩定運行。 供氧系統： 提供足夠的溶解氧2、活性污泥系統有效運行的基本條件是： 廢水中含有足夠的可容性易降解有機物； 混合液含有足夠的溶解氧； 活性污泥在池內呈懸浮狀態； 活性污泥連續回流、及時排除剩余污泥，使混合液

2、保持一定濃度的活性污泥； 無有毒有害的物質流入。二、活性污泥的性質與性能指標 1、活性污泥的基本性質 物理性能：“菌膠團”、“生物絮凝體”：顏色：褐色、（土）黃色、鐵紅色；氣味：泥土味（城市污水）；比重：略大于1，（1.0021.006）；粒徑：0.020.2 mm；比表面積：20100cm2/ml。 生化性能：1) 活性污泥的含水率：99.299.8%；固體物質的組成：有機物7585%活細胞（Ma）、微生物內源代謝的殘留物（Me）、吸附的原廢水中難于生物降解的有機物（Mi）、無機物質（Mii）。2、活性污泥中的微生物： 細菌： 是活性污泥凈化功能最活躍的成分，主要菌種有：動膠桿菌屬、假單胞菌

3、屬、微球菌屬、黃桿菌屬、芽胞桿菌屬、產堿桿菌屬、無色桿菌屬等；基本特征：1) 絕大多數都是好氧或兼性化能異養型原核細菌；2) 在好氧條件下，具有很強的分解有機物的功能；3) 具有較高的增殖速率，世代時間僅為2030分鐘；4) 其中的動膠桿菌具有將大量細菌結合成為“菌膠團”的功能。 其它微生物-原生動物、后生動物-在活性污泥中大約為103個/ml3、活性污泥的性能指標： 混合液懸浮固體濃度（MLSS）（Mixed Liquor Suspended Solids）：MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 單位： mg/l g/m3 混合液揮發性懸浮固體濃度（MLVSS）（Mixed V

4、olatile Liquor Suspended Solids）：MLVSS = Ma + Me + Mi；在條件一定時，MLVSS/MLSS是較穩定的，對城市污水，一般是0.750.85 污泥沉降比（SV）（Sludge Volume）：是指將曝氣池中的混合液在量筒中靜置30分鐘，其沉淀污泥與原混合液的體積比，一般以%表示；能相對地反映污泥數量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及時發現早期的污泥膨脹；正常數值為2030%。 污泥體積指數（SVI）（Sludge Volume Index）：曝氣池出口處混合液經30分鐘靜沉后，1g干污泥所形成的污泥體積， 單位是 ml/g。能更準確地

5、評價污泥的凝聚性能和沉降性能，其值過低，說明泥粒小，密實，無機成分多；其值過高，說明其沉降性能不好，將要或已經發生膨脹現象；城市污水的SVI一般為50150 ml/g；三、活性污泥的增殖規律及其應用活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝氣池內發生反應、有機物被降解的必然結果，而微生物增殖的結果則是活性污泥的增長。對數增殖減速增殖內源呼吸氧利用速率曲線微生物增殖曲線BOD降解曲線時間Xa01、活性污泥的增殖曲線注意：1)間歇靜態培養；2)底物是一次投加；3)圖中同時還表示了有機底物降解和氧的消耗曲線。 適應期：是活性污泥微生物對于新的環境條件、污水中有機物污染物的種類等的一個短暫的適應過程；經過適

6、應期后，微生物從數量上可能沒有增殖，但發生了一些質的變化：a.菌體體積有所增大；b.酶系統也已做了相應調整；c.產生了一些適應新環境的變異；等等。BOD5、COD等各項污染指標可能并無較大變化。 對數增長期：F/M值高(>2.2)，所以有機底物非常豐富，營養物質不是微生物增殖的控制因素；微生物的增長速率與基質濃度無關，呈零級反應，它僅由微生物本身所特有的最小世代時間所控制，即只受微生物自身的生理機能的限制；微生物以最高速率對有機物進行攝取，也以最高速率增殖，而合成新細胞；此時的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活動能力很強，導致污泥質地松散，不能形成較好的絮凝體，污泥的沉淀性能不佳

7、；活性污泥的代謝速率極高，需氧量大；一般不采用此階段作為運行工況，但也有采用的，如高負荷活性污泥法。 減速增長期：F/M值下降到一定水平后，有機底物的濃度成為微生物增殖的控制因素；微生物的增殖速率與殘存的有機底物呈正比，為一級反應；有機底物的降解速率也開始下降；微生物的增殖速率在逐漸下降，直至在本期的最后階段下降為零，但微生物的量還在增長；活性污泥的能量水平已下降，絮凝體開始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均較好；由于殘存的有機物濃度較低，出水水質有較大改善，并且整個系統運行穩定；一般來說，大多數活性污泥處理廠是將曝氣池的運行工況控制在這一范圍內的。 內源呼吸期：內源呼吸的速率在本期之初

8、首次超過了合成速率，因此從整體上來說，活性污泥的量在減少，最終所有的活細胞將消亡，而僅殘留下內源呼吸的殘留物，而這些物質多是難于降解的細胞壁等；污泥的無機化程度較高，沉降性能良好，但凝聚性較差；有機物基本消耗殆盡，處理水質良好；一般不用這一階段作為運行工況，但也有采用，如延時曝氣法。2、活性污泥增殖規律的應用： 活性污泥的增殖狀況，主要是由F/M值所控制； 處于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水質也不同； 通過調整F/M值，可以調控曝氣池的運行工況，達到不同的出水水質和不同性質的活性污泥； 活性污泥法的運行方式不同，其在增值曲線上所處位置也不同。3、有機物降解與微生物增殖：活性污泥微生物

9、增殖是微生物增殖和自身氧化(內源呼吸)兩項作用的綜合結果，活性污泥微生物在曝氣池內每日的凈增長量為: ;式中: 每日污泥增長量(),； ；每日處理廢水量()； 進水濃度(或)；出水濃度(或)。a, b 經驗值：對于生活污水活與之性質相近的工業廢水，； 或試驗值：通過試驗獲得。4、有機物降解與需氧量：活性污泥中的微生物在進行代謝活動時需要氧的供應，氧的主要作用有： 將一部分有機物氧化分解； 對自身細胞的一部分物質進行自身氧化。因此，活性污泥法中的需氧量: 式中： 曝氣池混合液的需氧量，；代謝每所需的氧量，；每每天進行自身氧化所需的氧量，。 二者的取值同樣可以根據經驗或試驗來獲得。5、活性污泥凈化

10、廢水的實際過程：BOD吸附降解曝氣過程在活性污泥處理系統中，有機污染物物從廢水中被去除的實質就是有機底物作為營養物質被活性污泥微生物攝取、代謝與利用的過程，這一過程的結果是污水得到了凈化，微生物獲得了能量而合成新的細胞，活性污泥得到了增長。一般將這整個凈化反應過程分為三個階段： 初期吸附； 微生物代謝； 活性污泥的凝聚、沉淀與濃縮。所謂“初期吸附”是指:在活性污泥系統內，在污水開始與活性污泥接觸后的較短時間(1030min)內，由于活性污泥具有很大的表面積因而具有很強的吸附能力，因此在這很短的時間內，就能夠去除廢水中大量的呈懸浮和膠體狀態的有機污染物，使廢水的BOD5值(或COD值)大幅度下降。但這并不是真正的降解，隨著時間的推移，混合液的BOD5值會回升，再之后，BOD5值才會逐漸下降。活性污泥吸附能力的大小與很多因素有關： 廢水的性質、特性：對于含有較高濃度呈懸浮或膠體狀有機污染物的廢水，具有較好的效果； 活性污泥的狀態：在吸附飽和后應給以充分的再生曝氣，使其吸附功能得到恢復和增強，一般應使活性污泥微生物進入內源代謝期。四、活性污泥法的基本工藝參數1、容