1、a1水污染治理技術第三章 3.1好氧活性污泥法的基本原理a23.1好氧活性污泥法的基本原理 活性污泥法的定義 以“活性污泥活性污泥”為主體的污水處理方法，是污水中污染物生物自然降解凈化的人工強化人工強化方法。 活性污泥活性污泥：微生物群體及其吸附的有機物質和無機物質的總稱，懸浮態存在污水中。a3一、活性污泥法基本工藝流程空氣出水剩余污泥處理污泥回流污水二沉池曝氣池初沉池初沉污泥a4 活性污泥法基本工藝組成1.初沉池（初次沉淀池） 功能功能：去除可沉物和漂浮物，減輕后續處理設施的負荷。（去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%） 促進膠體顆粒吸附絮凝，強化分離效果。 調節水質和水量，減緩

2、對后續處理系統的沖擊。 可在初沉池前投加含鐵混凝劑，強化除磷效果。a5適用范圍：適用范圍：生活污水和懸浮物較高的工業污水均易采用初沉池預處理主要形式：主要形式：平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池、斜板沉淀池2.曝氣池功能：功能：提供泥、水充分接觸的混合條件，提供污水污水停留時間停留時間，滿足好氧微生物所需溶解氧量溶解氧量，實現分解水中的各類污染污。即實現人工強化的場所。 是整個活性污泥處理工藝的核心核心a6主要形式：主要形式：推流式、完全混合式、封閉環流式（根據污水在池內的流動形態）推流式曝氣池： 污水一端進入，水平推進，另一端流出 池中污染物濃度沿流動方向遞減 a7優缺點： 運行經驗較

3、多，運行穩定 耐沖擊能力較低，適用于進水水質穩定的污水 占地面積大，基建費用高 曝氣方式：多為鼓風曝氣 布置形式：單廊道和多廊道 典型工藝：傳統活性污泥法、階段曝氣法、生物吸附法的曝氣池a8完全混合式曝氣池 池體一般呈圓形、方形或矩形，水深一般3-5m； 圓形和方形池從中間進水，周邊出水； 矩形池從一邊長邊進水，另一長邊出水； 全池污染物濃度基本一致，有較強抗沖擊負荷能力a9優缺點： 具有較強的抗沖擊負荷能力 池中需氧量均衡，動力消耗低于推流式曝氣池 完全混合曝氣池傳質推動力小，容易發生短流 出水水質較推流式差，易發生污泥膨脹 曝氣方式：機械曝氣和鼓風曝氣 布置形式：合建式和分建式a10封閉環

4、流式曝氣池 上述兩種類型的一種綜合。污水進入反應池后，在曝氣設備的作用下快速、均勻的與反應池中混合液混合，混合后的水在封閉的溝渠中循環流動。 曝氣池的平面形狀：長方形廊道、圓形及環形； 曝氣方式：鼓風曝氣、機械曝氣及機械鼓風曝氣式。 典型工藝：氧化溝a113.沉淀池功能：功能：進行泥水分離，使混合液澄清保證出水水質，使沉淀污泥得到濃縮； 提供回流污泥，維持曝氣池內的污泥濃度。它的作用效果直接影響活性污泥處理系統的出水水質和回流污泥的濃度。主要形式：主要形式：平流式沉淀池、豎流式沉淀池和輻流式沉淀池（根據水流方向）其中以輻流式應用最廣。a124.曝氣系統 功能功能：提供好氧微生物新陳代謝過程所需

5、要的溶解氧； 混合攪拌的作用，使微生物和污染物充分接觸，強化生化反應的傳質過程。主要分類主要分類：鼓風曝氣裝置和機械曝氣裝置。鼓風曝氣裝置組成鼓風曝氣裝置組成：鼓風機房和布氣系統、曝氣裝置a135.污泥回流系統功能功能：維持曝氣池內污泥濃度相對平衡；組成組成：由回流污泥泵、回流污泥管道或渠道組成； 回流泵將二沉池沉淀污泥回流到曝氣池，維持曝氣池的污泥濃度，保證曝氣池的處理效果；同時通過調整回流量的大小，控制曝氣池的運行狀況。6.剩余污泥處理系統功能功能：維護活性污泥的濃度，保護生物的活性，需要穩定地向系統外排放污泥，這部分污泥就是剩余污泥。a14二、活性污泥的組成與性狀1.活性污泥的組成具有新

6、陳代謝功能的微生物；微生物內源呼吸而自身氧化的殘留物；被污泥絮體吸附的難降解有機物；被污泥絮體吸附的無機物。廢水生物處理的主體:微生物微生物細菌、真菌、藻類、細菌、真菌、藻類、原生動物及后生動物。原生動物及后生動物。a15 細菌細菌：廢水生物處理過程中最主要的微生物。細菌以異養型的原核細菌為主細菌是以溶解性物質為食物的單細胞微生物。存在形式：菌膠團球菌球菌桿菌桿菌螺旋菌螺旋菌a16分類: 根據需氧情況不同: 根據能源利用情況的不同:根據生長溫度的不同:特點：具有較高的增殖速率具有較強分解有機物并將其轉化為無機物質的功能。具有數量的優勢，每毫升成熟活性污泥中細菌數大致在107109個好氧細菌兼性

7、細菌厭氧細菌自養菌異養菌低溫菌(1015C) 中溫菌(1545C) 高溫菌(45C)a17 真菌多細胞的異養型微生物，屬于專性好氧微生物特點: 能在低溫和低pH值的條件生長 在生長過程中對氮的要求較低 能降解纖維素。絲狀菌大量出現，會產生污泥膨脹現象霉菌霉菌a18 原生動物和后生動物作用：促進生物絮凝； 凈化作用； (3)指示性作用。 原生動物和后生動物的種屬與數量的變化，與出水水質相關，可作為指示生物。水質好（BOD2030）：鞭毛類原生動物、根足蟲、變形蟲a19活性污泥中常見的三類原生動物：肉足類、鞭毛類、纖毛類。它們的主要食物對象是細菌。 凈化作用僅次于細菌變形蟲變形蟲草履蟲草履蟲吸管蟲

8、吸管蟲a20活性污泥中常出現的后生動物：輪蟲、線蟲和寡毛類，它們通常以細菌、原生動物以及活性污泥碎片為食輪蟲輪蟲鐘蟲鐘蟲a212.活性污泥的性狀深（黃）褐色的絮絨狀顆粒呈不定形狀，微具土壤味。 絮體大小介于0.020.2mm之間；具有較大的表面積（20100cm2/mL）；較高的含水率（一般在99以上）；污泥中的主要成分為有機物，占75%85%a223.活性污泥的結構與功能活性污泥工藝中，細菌是以菌膠團的形式存在菌膠團發育良好，活性污泥的絮凝、吸附及沉淀等功能才能正常發揮，才有助于污泥沉淀菌膠團和絲狀菌形成一個共同的微生物體系。絲狀菌作為污泥絮體的骨架，菌膠團附著在其表面上，形成結構緊密、沉降

9、性能良好的污泥絮體。處于平衡狀態時，沉淀性能較好；不平衡時，細菌離散，污泥膨脹，沉淀性差。a23活性污泥的功能 主要功能是去除有機物 同時還存在硝化細菌和反硝化細菌脫氮 除磷，通過聚磷菌的厭氧釋磷、好氧吸磷，然后排泥去污水中的磷a24三、活性污泥法生物降解與增長規律1.生物降解的過程及原理 是物理、化學、物理化學以及生物化學等綜合反應的過程。結果結果是污水得到凈化，微生物獲得能量合成新的細胞，使活性污泥得到增長 活性污泥凈化反應過程初期吸附去除；微生物的代謝；絮凝與沉淀。a25初期吸附去除 污水開始與活性污泥接觸的較短時間（大概為510min）內，污水中的有機污染物被大量吸附到活性污泥的表面，

10、從而與水分離。圖3.2曝氣時間與BOD的關系在30min內，BOD的去除率可高達70 被吸附的懸浮態和膠態有機物，在細菌胞外酶的作用下，變成可溶性有機物擴散到污水中，致使污水中的BOD回升 a26初期吸附的速度初期吸附的速度主要取決于兩點：主要取決于兩點： 微生物的活性；微生物的活性； 決定著活性污泥的吸附、凝聚功能決定著活性污泥的吸附、凝聚功能 反應器內水力擴散程度與水動力學的規律。反應器內水力擴散程度與水動力學的規律。 影響了活性污泥和污染物的接觸程度影響了活性污泥和污染物的接觸程度因此，曝氣池內對活性污泥進行足夠的曝氣，提高污泥活性和接觸程度，一定程度上可促進吸附，但過分曝氣，將導致活性

11、污泥自身氧化過分，也會降低吸附去除效果。 a27微生物的代謝 分解代謝（異化作用） 能量酶OyHxCOOzyxOHCzyx222)24(a28 合成代謝（同化作用） OHynCOxnNOHCOzyxnnNHOHnCnzyx2227523)4(2)5()()524(酶能量 內源代謝反應缺乏營養物質能量酶3222275255)(NHOnHnCOnONOHCn無論分解代謝還是合成代謝，都能夠去除污水中的有機污染物，但產物不同，分解代謝產物主要是二氧化碳和水，一般可直接排入環境；而合成代謝產物是新生的微生物細胞和內源代謝的殘渣，通常以剩余污泥的形式排出系統，對其應采取妥善處理，否者會造成二次污染。a2

12、9絮凝與沉淀 絮凝與沉淀：參與有機物代謝的微生物，在代謝反應過程中會形成絮凝體顆粒，進入沉淀池后，從混合液中沉淀分離出來，這一過程就是活性污泥的絮凝與沉淀過程 絮凝體的形成是污泥沉淀的關鍵：它是活性污泥的基本結構。它能夠防止微型動物對游離細菌的吞噬，并承受曝氣等外界不利因素的影響，更有利于與處理水的分離。a30 絮體形成的原因 細菌體內積累的聚-羥基丁酸釋放到液相中，促使細菌間相互凝聚，結成絨粒； 微生物攝食過程釋放的黏性物質促進凝聚 外界營養不足時細菌內部能量降低，表面電荷減少，細菌顆粒間的結合力大于排斥力，形成絮體顆粒 固液分離的好壞，直接影響出水水質。 固液分離的方法有重力沉淀（常用）和

13、氣浮法 沉淀是混合液中固相活性污泥顆粒同污水分離的過程。a312.微生物的增長規律 定義：污染物降解過程中，微生物的生長、增值規律，常用增殖曲線描述。 增殖曲線是指在某些關鍵的環境條件下（溫度、溶解氧等滿足微生物生長要求），營養物質一次充分投加后，一定量初始微生物種群進行代謝活動，產生的微生物數量隨時間的增殖和衰減規律。 微生物的增長曲線可以分成四個階段：停滯期、對數增殖期、減速增殖期和內源呼吸期（見圖3.4）a32圖圖3.4 活性污泥增長曲線活性污泥增長曲線生物處理過程三要素 a33（1）停滯期 停滯期也稱適應期、調整期或延遲期。 培養的初期，微生物剛進入新的培養環境中，細胞中的酶系統對環境

14、的適應階段。 停滯期的特點：經過這一時期后，微生物從數量上沒有較大增殖；菌體體積有所增大； 對應的酶系統已經形成； 產生了適應新環境的變異，為污水凈化做了充足準備 BOD5、COD等各項污染指標并無較大變化a34(2) 對數增殖期 也稱對數生長期或等速增殖期。 適應期后，有機營養物豐富，是微生物快速度增加的階段 對數增殖期的特點：微生物數量上以幾何級數N= N02n關系增加；有機物降解速度非?？?，溶解氧的需求量大； 微生物活性很強，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； 不宜采用此階段作為實際活性污泥處理的運行工況a35(3) 減速增殖期 也稱穩定期或平衡期。 營養物質成為微

15、生物增殖的控制因素的階段。微生物增殖減慢，活的微生物總數趨近穩定 減速增殖期的特點：活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均較好；污水中殘存的有機物濃度較低，且整個系統運行穩定； 減速增殖期的長短可控：與菌種和外界環境有關，通過添加營養物質，并排出代謝物，可控制微生物在對數增殖期。 實際運行中多將曝氣池的運行工況控制在減速增殖期。a36(4) 內源呼吸期 又稱為衰減期。 微生物開始利用自身貯存的物質甚至菌體組成成分作為養料，維持生命。 內源呼吸期的特點：活的微生物總量下降：微生物自身代謝而逐步死亡；溶解氧的需要量也下降； 污泥的無機化程度較高，沉降性能良好，但凝聚性較差。 實際運行中個別活性污泥法工

16、藝的工況設置在這一階段，如延時曝氣法。a37 增值曲線的意義： 綜上所述，決定污水中微生物數量和增殖曲線上升或下降的主要因素是環境中的營養物質。 實際應用中，可通過對污水中營養物質（有機污染物）的控制，控制污水處理系統中微生物的增長和增殖曲線各個階段的延續時間，對活性污泥處理系統有著重要的意義。a383.活性污泥增長曲線的應用 活性污泥增長曲線反應的主要關系： 有機物質微生物數量 我們把污水中有機物的量與微生物的量的比值簡稱為食料比F/M（也表示為污泥負荷，F代表營養物，M代表微生物量） F/M隨著培養時間是不斷變化的，不同時期值不同，初期比值較高，后期比值低。a39 F/M值高低對微生物的代

17、謝影響； 當F/M值高時，營養物量相對過剩，微生物繁殖快，活力很強，處理污水能力高，微生物的絮凝、沉淀效果差，出水中所含的有機物含量高，如在對數增殖期就是這種狀況。 F/M值相對較低，微生物多處于老齡階段，活性有所降低，運動能力差，范德華引力占優，形成絮凝、沉降性能好的菌膠團，生物處理出水有機物含量低，另外溶解氧供給量也相對小，如減速增殖期或內源呼吸期對應該狀況。a40 因此，F/M是非常重要的活性污泥法工藝設計、運行指標?？赏ㄟ^F/M值控制指導實際運行完全混合曝氣池：池中的有機物濃度基本相同，其工作點可以是A點、B點或其他點A點的F/M值要高于B點F/M值 推流式曝氣池，沿曝氣池長度方向的有

18、機物濃度不相同，沿池長的F/M值是由高到低變化，所以此時生物處理的F/M值工作點在活性污泥的增殖曲線是一曲線段 a41 一般運行正常的曝氣池中控制F/M使活性污泥主要處于減速增長期。 曝氣池中活性污泥處于對數增值期，即處于“青年階段”時，活性污泥具有較好的運動性能，不易形成較大的絮體。曝氣池內活性污泥處于內源呼吸期，即處于“老齡階段”時，活性污泥的運動性能較弱，動能較低，細菌之間容易結合，能夠形成較大的活性污泥絮體。但活性污泥的活性較差?？赏ㄟ^進水位置、進水有機物濃度、排泥等控制a42四、影響活性污泥處理的環境因素主要影響因素包括： 營養條件 溫度 pH值 溶解氧 有毒物質等a431.營養物質

19、 微生物細胞組成中，C、H、O、N約占90-97%，其余3-10%為無機營養元素，其中主要為P 細胞的實驗式常表示為C5H7O2N(好氧菌)、C5H9NO3 (厭氧菌)。 活性污泥系統中微生物需要的營養物質主要包括可降解有機物、無機鹽類及某些生長素等（無機營養元素：K、Mg、Ca、S、Na等；微量元素： Fe、Co、Ni、Mo等）； a44 生活污水處理中一般不需再投加營養物質 某些工業廢水需要投加營養物質：好氧生物處理：應按BOD5：N：P = 100：5：1投加厭氧生物處理：應按COD ：N：P = 200：5：1投加對含碳量低的工業廢水，應補充投加可降解有機物。如生活污水、可降解有機廢水

20、等。a45工業廢水含氮量不能滿足要求時，應補充投加，如尿素、硫酸銨等。工業廢水中缺少磷，需另行投加磷酸鉀、磷酸鈉、過磷酸鈣以及磷酸等 微量的無機鹽類則有銅、鋅、鈷、錳、鉬等，它們是酶輔基的組成部分，需求量很少 氮、磷是工業廢水中常需要補充的營養元素可參考下表計算投加a46化合物干燥物質中含量(%)氮磷（P2O5）硫酸銨20.8硝酸銨26.0尿素46.0氨水20.5過磷酸鈣19磷酸54磷酸二氫銨12.261.7磷酸氫二銨1745表3.1 生物氮磷營養物質a472.溫度（水溫） 是重要的影響因素之一。 最適宜溫度15-35，在該范圍內，隨著溫度的升高，反應、增殖速率加快；一般溫度每升高10，反應速

21、率會增高1倍。 10 或40時，會有不利影響。細胞內的如蛋白質、核酸等對溫度很敏感，溫度突升或突降并超過一定限度時，會有不可逆的破壞； a48 當水溫低于13時，生物處理效果開始快速下降。當水溫低于4時，幾乎無處理效果。北方地區，冬季應注意保溫，可將構筑物建于室內或采用余熱保溫，同時還可在冬季水溫低時維持曝氣池有較高的MLSS，使之仍保留有一定的處理效果。 a49對水溫高的工業廢水應予以降溫（45 ）。在運行管理中應注意防止水溫的突變。 在最適生長溫度向最高生長溫度過渡的溫度范圍，細菌的代謝速率很高，可使膠體基質作為呼吸基質而消耗，使污泥結構松散或解絮，出水出現飄泥，SS升高，出水BOD反而升

22、高。溫度升高會使水體溶解氧降低，甚至出現溶解氧不足、污泥腐化而影響處理效果。a503.pH值 pH的變化對好氧微生物的影響：引起微生物表面的電荷改變，從而影響微生物對營養的吸收；酶只有在適宜的pH值時才能發揮其最大的活性，不適宜的pH使酶的活性降低，影響微生物細胞的生化過程； 一般好氧微生物的最適宜pH在6.0-9.0之間； 低于4.5：原生動物消失，絲狀菌占優勢 高于9.0：微生物的代謝受抑制a51 活性污泥中的細菌經馴化后對酸堿度的適應范圍可進一步提高。 在生化處理中，若工業廢水的pH值過高或過低時，須預先用酸、堿加以調整。 在調整pH值時，可選用附近工廠生產中排放的廢酸、廢堿液。 在日常

23、管理時，我們應注意防止pH值的突變。a524.溶解氧（DO） DO是活性污泥法凈化污水的三要素之一 好氧性微生物只有在有氧的情況下才能生長和繁殖。 只有溶解在水中的氧氣微生物才能利用，氧在水體中的溶解度與水溫和大氣壓力有關。 低溫時，氧的溶解度大; 高溫時，氧的溶解度小 壓力越大，氧氣越易容越水。a53 溶解氧過低會影響微生物的代謝速率，導致出水水質變差，BOD、SS等指標升高。 溶解氧過高，增加能耗，強烈的空氣攪拌還會使絮體打碎，并易使污泥老化，會使SS增高而影響出水水質。 曝氣池中溶解氧濃度以不低于2mg/L為宜（出水堰處）。a54控制溶解氧的方法：控制溶解氧的方法： 鼓風曝氣系統鼓風曝氣

24、系統控制進氣量控制進氣量 機械曝氣系統機械曝氣系統調整曝氣翼輪的浸水深度調整曝氣翼輪的浸水深度曝氣池中溶解氧長期偏低的原因：曝氣池中溶解氧長期偏低的原因： 是活性污泥負荷過高；是活性污泥負荷過高； 是供氧設施功率過小或效率過低。是供氧設施功率過小或效率過低。a555.有毒物質 重金屬：蛋白質的沉淀劑 氰化物 硫化物 鹵族元素及其化合物： 酚、醇、醛：使蛋白質變性或脫水 染料注意：當有毒物質在水中達到某一濃度時，抑制和毒害作用才顯現出來。各種有毒物質只要低于這一濃度，微生物的生理功能不受影響。有毒物質極限允許濃度 如下表a56活性污泥系統中有毒物質的最高允許濃度：活性污泥系統中有毒物質的最高允許

25、濃度：有毒物質允許濃度(mg/l)有毒物質允許濃度(mg/l)銅化合物(以Cu計)0.51.0苯10鋅化合物(以Zn計)513氯苯10鎳化合物(以Ni計)2對苯二酚15鉛化合物(以Pb計)1.0間苯二酚450銻化合物(以Sb計)0.2鄰苯二酚100鎘化合物(以Cd計)15間苯三酚100釩化合物(以V計)5鄰苯三酚100銀化合物(以Ag計)0.25苯胺100鉻化合物(以Cr計)25二硝基甲苯12 (以Cr3+計)2.7甲醛160 (以Cr6+計)0.5乙醛1000硫化物(以S2-計)525二甲苯7 (以H2S計)20甲苯7氫氰酸氰化鉀18氯苯10硫氰化物36吡啶400砷化合物(以As3+計)0.

26、72.0烷基苯磺酸鹽15汞化合物(以Hg計)0.5甘油5a57五、評價活性污泥法的性能指標 活性污泥處理系統運行的主要參數指標包括： 混合液懸浮固體濃度（MLSS）、 混合液揮發性懸浮固體濃度（MLVSS）、 污泥沉降比（SV30） 污泥容積指數（SVI） BOD負荷、 污泥齡（SRT） 污泥回流比（R） 水力停留時間（HRT）等。a581.混合液懸浮固體（MLSS） 又稱為污泥濃度，指曝氣池中單位體積活性污泥混合液中懸浮固體的重量，常用MLSS表示 。 是運行管理的一個重要的控制參數。 由四部分組成式中：Ma為具有代謝功能的微生物群體； Me為微生物內源代謝、自身氧化的殘留物； Mi為原污水

27、帶入的難降解有機物； Mii為原污水帶入的無機物。iiieaMMMMMLSSa59 MLSS的測定： 稱干燥后取濾紙的重量W1，取100ml混合液過濾，將過濾后得到的物質放入烘箱中105度烘2h，冷卻后取出稱重為W2。LwwMLSS1 . 012a60 作用（1） MLSS用于判斷微生物量的，不能夠精確表示具有生物降解功能的“活”的微生物的數量，但測定方法簡單，在實際工程上常以MLSS作為間接計量活性污泥微生物量的指標。（2）活性污泥工藝的MLSS通常在20006000mg/L的范圍，最佳范圍為20004000mg/L （3）MLSS只含30%50%活的微生物體。該指標更適合用于污泥管理和處理

28、的污泥量計算等。a612.混合液揮發性懸浮固體（MLVSS） 是混合液活性污泥中有機性固體物質的濃度 由三部分組成 Ma為具有代謝功能的微生物群體； Me為微生物內源代謝、自身氧化的殘留物； Mi為原污水帶入的難降解有機物；ieaMMMMLVSSa62 MLVSS的測定： 稱量干燥（在105烘2h）后定量濾紙重量m0； 將樣品100ml用濾紙過濾，干燥（105烘2h）稱重量m1； 將干凈坩堝干燥1h，冷卻至平衡溫度，稱重量為m2； 將濾紙和泥放在坩堝中，然后放入冷的馬弗爐中，600灼燒1h，在干燥器中冷卻并稱重為m3；（從溫度達到600開始計時） MLVSS=( m1+m2- m0)- m3/

29、0.1a63 作用（1）MLVSS在表征活性污泥活性部分的數量上，比MLSS更為準確。（2）MLVSS液也不能正確的表征活性污泥中微生物的量，只能表示活性污泥量的相對值。（3）測定較為復雜，可通過MLSS與MLVSS的比值（用f表示）確定。 一般的情況下，生活污水的f值比較固定，在0.75左右。傳統活性污泥法的MLSS在20004000mg/L之間。MLSSMLVSSf a643.污泥沉降比(SV30) 1L曝氣池混合液靜止沉降30min后污泥所占體積。 測定污泥沉降性能和濃縮性能最為簡便的方法。 作用：（1）反映曝氣池中污泥量，用于控制調節剩余污泥排放量；（2）反映活性污泥的沉降性能，判斷有

30、無污泥膨脹發生。 是活性污泥數量和質量的重要指標。（3）傳統的活性污泥處理系統，SV一般在1530之間。a654.污泥容積指數（SVI） 污泥容積指數（SVI），也稱為污泥體積指數，是指曝氣池中的污泥污水混合液經30min沉降后，相應的每克干污泥形成的沉淀污泥所占的體積，其單位為ml/g。 計算公式：MLSSSVSVI30a66 作用：（1）SVI更好地反映了污泥的凝聚和沉降性能，是工藝管理中的重要指標，比SV30更能準確地評價污泥的凝聚性能和沉降性能。（2）SVI值過低，表明活性污泥泥粒小、密實、無機成分多；（3）SVI值過高，表明其污泥絮體松散、沉降性能不好，將要或已經發生膨脹現象。（4）

31、對于城市污水，SVI介于50150 ml/g之間。如果SVI大于200 ml/g，通常表明發生了污泥膨脹。a675. BOD負荷 BOD負荷有BOD污泥負荷（Ls）和BOD容積負荷（Lv）（1）BOD污泥負荷（Ls） 又稱活性污泥的有機負荷，是指單位重量的活性污泥，單位時間內在保證一定的處理效果的前提下，所能承受的有機污染物的量，單位是kgBOD5/(kgMLSSd)。計算公式式中：Q進入曝氣池的污水流量，m3/d； S0曝氣池進入污水中BOD5的濃度，kg/m3； Va曝氣池有效容積，m3； MLSS曝氣池中混合液懸浮固體濃度，kg/m3；MLSSVQSLas0a68(2) BOD容積負荷（

32、Lv） BOD容積負荷是指單位曝氣池容積，單位時間內，能夠接受并將其降解到預定程度的有機污染物的量。單位是kgBOD5/(m3d)。計算公式 BOD容積負荷和BOD污泥負荷的關系Ls和Lv的關系如式:avVQSL0MLSSLLsva69 特點與作用（1）F/M也可以表示污泥負荷，F表示食物，即有機污染物； M代表活性微生物量，即MLSS。（2）F/M的值，代表了微生物的量與食物量之間的一種平衡關系，它的大小直接的影響活性污泥增長速率、有機污染物的去除效率、氧的利用率以及污泥的沉降性能。（3）傳統活性污泥F/M值一般為0.20.4kgBOD5/(kgMLSSd) 即每千克活性污泥每天承受（代謝）

33、0.20.4kgBOD5。（4）運行管理中應該選擇合適的F/M值，在保證有機物去除效率的前提下，使污泥的沉降性能最佳。a706.生物固體平均停留時間（SRT） 生物固體平均停留時間（Sludge Retention Time，簡寫SRT），簡稱污泥齡，是指活性污泥在系統內的平均停留時間，即反應系統內的微生物全部更新一次所需要的時間 表達式XMLSSVSRTaSRT生物固體平均停留時間，d；Va曝氣池有效容積，m3；MLSS曝氣池中混合液懸浮固體濃度，kg/m3；X每日排出系統的污泥量。 a71Qw剩余污泥排放量，m3/d；Xr剩余污泥的濃度，mg/L；SVI污泥容積指數，mL/g。rwXQX

34、SVIXr610a72 作用（1）通過控制SRT，選擇活性污泥系統中微生物的種類，以達到降解目的。（2）通過調節SRT，可以選擇適宜的微生物年齡，獲得較好的處理效果（分解和沉降性能）。（3）傳統活性污泥工藝（以降解有機物為主）一般控制SRT在35d（分解有機物的絕大多數微生物的世代期都小于3d；硝化細菌世代期為5d）。a737.污泥回流比（R） 污泥回流比是指污泥回流流量和進水流量的比值 表示為： 式中：Qr污泥回流流量； Q進水流量。 R=MLSS/（Xr-MLSS） R一般保持相對恒定，可以根據實際運行的需要加以調整。QQRra74 特點與應用（1）污泥回流比的調節，可以實現曝氣池活性污泥

35、微生物量的穩定，調整污泥負荷，改變工藝的運行狀態。（2）對于正常運行的工藝系統，保證污泥泥回流比恒定非常重要。（3）傳統活性污泥工藝的R一般在控制在25100之間。a758 水力停留時間（HRT） 是指待處理污水在反應器內的平均停留時間，也就是污水與生物反應器內微生物接觸作用的平均反應時間 計算方式（名義水力停留時間）：QVHRTa式中：HRT水力停留時間，h； Va反應器的有效容積，m3； Q反應器進水流量，m3/h。a76 考慮回流流量（RQ）后稱為實際水力停留時間HRT：QRVHRTa)1 ( 作用（1）水力停留時間就是微生物對污染物的處理時間（2）決定了進水流量（處理量）、池容大小和處

36、理效果（3）傳統活性污泥曝氣池的名義水力停留時間一般為812h，二沉池的名義停留時間一般控制在23h之間，實際停留時間則取決于回流比。a77六、活性污泥系統的啟動與調試 活性污泥處理系統在正式運行前的首要工作是培養與馴化活性污泥（微生物）1.活性污泥的培養 活性污泥的培養是給活性污泥提供一定的生長繁殖條件：均衡營養物質、適宜溶解氧、溫度和酸堿度等，促進污泥繁殖增長，達到處理污水所需的污泥濃度a78 培菌方法 活性污泥的培養方法通常分為兩種，即接種培菌法和自然培菌法。（1）接種培菌法 接種培菌法的培養時間短，是常用的活性污泥培養方法，適合用于大部分的污水處理廠采用回流污泥接種培菌：適用于附近有活

37、性污泥工藝污水處理廠，通常啟動時F/M值控制在5-10a79采用脫水污泥餅接種培菌 脫水機房的污泥餅是干污泥，含水率在80%左右，體積小，運輸、投加相對方便，但是，其有效成分不高，活性也差，培菌速度低于直接接種回流活性污泥的速度。使用時應用少量水攪勻后投加，防止污泥中的無機顆粒進入系統。 適用于鄰近無生化處理系統的偏僻地區a80 接種污泥的投加量XrMFQSM/0M接種污泥的投加量，m3；Q 進入曝氣池的污水流量，m3/d；S0曝氣池進入污水中BOD5的濃度，kg/m3；Xr接種污泥的濃度，kg/m3。 a81培菌方法：首先是悶曝過程，即曝氣池不進水、不出水、不排泥，進行曝氣，曝氣量比平常曝氣

38、量小得多，通常為正常曝氣量的一半左右。目的是激活處于休眠狀態的活性污泥，時間24h左右，期間可采用間歇曝氣。采用低流量廢水進入生化系統，曝氣量保證生化池混合液溶解氧濃度值在2-3mg/L。逐步提高進水量，在一個月內提高到正常處理水量規模，同時及時調整減少投入系統的營養劑含量。a82在第三周開始，適當的排泥，排掉系統中無機惰性沉淀物質和老化污泥。采用少量多次排泥，以保證活性污泥混合液MLSS值不降低為原則。一個月左右，通常能夠看到初具規模的活性污泥濃度，系統基本進入正常運行階段。如果氣溫適宜，該過程可提前完成。a83（2）自然培菌法 自然培菌法也稱直接培菌法。它是利用廢水中原有的少量微生物，逐步

39、繁殖的培養過程。城市污水和一些營養成份較全、毒性小的工業廢水，如食品加工企業廢水、肉類加工廠廢水等容易生化降解的有機廢水，可以考慮這種培養方法，但培養時間相對較長。 自然培菌法可分為間歇培菌和連續培菌二種。a84間歇培菌 悶曝數天沉淀1 h 排出池內上層廢水（1/5） 注入相同量的新鮮污水反復進行悶曝、靜沉和進水三個過程在春秋季節，約二、三周就可初步培養出污泥。當曝氣池混合液污泥濃度達到1克/升左右時，就可連續進水和曝氣。a85連續培菌 先將曝氣池注滿廢水，然后停止進水，悶曝半天至一天后可連續進水，連續曝氣，進水量從小到大逐漸增加，連續運行一段時間后，就會有活性污泥出現并逐漸增多。當污泥量達到

40、工藝所需的濃度時，按工藝要求進行控制。 自然培菌法特點培養周期長，污泥適應性強，穩定，在實際污水處理中較少采用，受地理位置的影響，無法及時或方便運輸接種污泥的地方，需要進行自然培菌；對于一些特殊的污水或廢水，很難找到適宜的接種污泥，也需要進行自然培菌。a862.活性污泥的馴化 馴化： 在以工業廢水為主體的城市污水處理系統培菌的后期階段，逐漸減少生活污水和外加營養的投加量，逐步增加工業廢水的比例，最后全部受納工業廢水，這個過程稱為馴化。 污泥馴化過程中微生物的變化 適者生存，不適者淘汰；a87 馴化事項（1）開始進入少量生活污水或廢水，進入量不超過馴化前處理能力的20。同時補充新鮮水、糞便水等營

41、養物（2）達到較好處理后，可增加生產廢水的進水量，每次增加不超過1020，并適當減少營養物質的投加，直到完全停止投加。（3）投加比例變化后，須保持數天，待運行穩定后，才可再次變動配比，直到馴化結束。 （4）對有毒成分較少、營養較全的工業廢水，可同時進行培菌和馴化。a883.污泥培養與馴化過程中生物相的演替 培菌初期：游離細菌、鞭毛蟲、變形蟲。 培菌中期：掠食細菌能力更強的纖毛蟲類原生動物（豆形蟲、腎形蟲、漫游蟲、裂口蟲和草 履蟲、鐘蟲）等出現。 鐘蟲類固著型纖毛蟲的出現和增長標志著活性污泥逐步行程和增長 培菌后期：輪蟲 輪蟲的出現是污泥成熟及凈化程度高的標志。a891)傳統活性污泥法；傳統活性

42、污泥法；2)完全混合活性污泥法；完全混合活性污泥法；3)階段曝氣活性污泥法；階段曝氣活性污泥法；4)吸附吸附再生活性污泥法；再生活性污泥法；5)延時曝氣活性污泥法；延時曝氣活性污泥法；6)高負荷活性污泥法；高負荷活性污泥法；7)純氧曝氣活性污泥法；純氧曝氣活性污泥法；8)淺層低壓曝氣活性污泥法；淺層低壓曝氣活性污泥法；9)深水曝氣活性污泥法；深水曝氣活性污泥法；10)深井曝氣活性污泥法。深井曝氣活性污泥法。補充：活性污泥的處理工藝回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池廢水廢水曝氣池曝氣池初次初次沉淀池沉淀池出水出水空氣空氣剩余活性污泥剩余活性污泥 QSi VX QwXSe Q-QwXeSe Qr

43、XrSe Q+QrXSe一、傳統活性污泥法： 1 ) 工 藝 流程:(一)傳統活性污泥法：平面圖剖面圖 曝氣頭曝氣頭 曝氣設備曝氣設備 隔墻隔墻 空氣管溝空氣管溝（一）傳統活性污泥法： 供氧速率與需氧速率曝氣池長度曝氣池長度 供氧速率供氧速率 需氧速率曲線需氧速率曲線需氧量需氧量a93微孔曝氣頭（一）傳統活性污泥法： 主要優點：主要優點： a. 處理效果好：處理效果好：BOD5的去除率可達的去除率可達9095%； b. 對廢水的處理程度比較靈活，可根據要求進行調節。對廢水的處理程度比較靈活，可根據要求進行調節。 4)主要問題：主要問題： a. 為了避免池首端形成厭氧狀態，不宜采用過高的有為了避

44、免池首端形成厭氧狀態，不宜采用過高的有機負荷，因而池容較大，機負荷，因而池容較大，占地面積較大占地面積較大； b. 在池末端可能出現供氧速率高于需氧速率的現象，在池末端可能出現供氧速率高于需氧速率的現象，會會浪費了動力費用浪費了動力費用； c. 對沖擊負荷的適應性較弱對沖擊負荷的適應性較弱。傳統活性污泥法設計參數設計參數容積負荷容積負荷 (kgBOD5/m3.d) 0.3 0.6MLSS (mg/l) 1500 3000回流比回流比 (%) 25 50污泥負荷污泥負荷 (kgBOD5/kgMLSS.d)0.2 0.4污泥齡污泥齡 c(d)5 15MLVSS (mg/l)1200 2400曝氣時

45、間曝氣時間HRT (h)4 8BOD5去除率去除率 (%)85 95（二）完全混合活性污泥法 工藝流程回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池廢水廢水曝氣池曝氣池初次初次沉淀池沉淀池出水出水空氣空氣剩余活性污泥剩余活性污泥 完全混合曝氣池完全混合曝氣池a97（二）完全混合活性污泥法 主要特點：主要特點：a. 可以方便地通過對可以方便地通過對F/M的調節，使反應器內的有的調節，使反應器內的有機物降解反應控制在最佳狀態；機物降解反應控制在最佳狀態；b. 進水一進入曝氣池，就立即被大量混合液所稀釋，進水一進入曝氣池，就立即被大量混合液所稀釋，所以所以對沖擊負荷有一定的抵抗能力對沖擊負荷有一定的抵抗能力；

46、c. 適合于處理較高濃度的有機工業廢水適合于處理較高濃度的有機工業廢水a98（二）完全混合活性污泥法 主要結構形式：a.合建式（曝氣沉淀池）b.分建式a99合建式曝氣池曝氣沉淀池a100合建式曝氣池（曝氣沉淀池）a101分建式曝氣池a102 污泥負荷污泥負荷 (kgBOD5/kgMLSS.d)污泥齡污泥齡 (d)MLVSS (mg/l)曝氣時間曝氣時間HRT (h)BOD5去除率去除率 (%)設計參數設計參數容積負荷容積負荷 (kgBOD5/m3.d)08 2.0MLSS (mg/l) 3000 6000回流比回流比 (%) 25 1000.2 0.65 15 2400 4800 3 5 85

47、 90a103（三）階段曝氣活性污泥法 分段進水法或多點進水法 工藝流程工藝流程多點進水活性污泥法的工藝流程多點進水活性污泥法的工藝流程出水出水進水進水二沉池二沉池進水點進水點剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥回流污泥回流污泥出水出水進水點進水點進水進水剩余污泥剩余污泥二沉池二沉池進水點進水點a105（三）階段曝氣活性污泥法 分段進水法或多點進水法 主要特點：主要特點：a.廢水沿池長分段注入曝氣池，有機物負荷廢水沿池長分段注入曝氣池，有機物負荷分布較均衡，分布較均衡，改善了供氧速率與需氧速率改善了供氧速率與需氧速率之間的矛盾之間的矛盾，有利于降低能耗；，有利于降低能耗；b.廢水分段注入，廢水分段

48、注入，提高了曝氣池對沖擊負荷提高了曝氣池對沖擊負荷的適應能力的適應能力；a106（三）階段曝氣活性污泥法 分段進水法或多點進水法設計參數設計參數容積負荷容積負荷 (kgBOD5/m3.d)0.6 1.0MLSS (mg/l)2000 3500回流比回流比 (%)25 75污泥負荷污泥負荷 (kgBOD5/kgMLSS.d)0.2 0.4污泥齡污泥齡 (d)5 15MLVSS (mg/l)1600 2800曝氣時間曝氣時間HRT (h)3 8BOD5去除率去除率 (%)85 90a107（四）吸附再生活性污泥法 又稱生物吸附法或接觸穩定法 主要特點：主要特點： 將將吸附吸附、降解降解兩個過程分別

49、控制在不同的反應器內進行。兩個過程分別控制在不同的反應器內進行。a108活性污泥凈化反應過程: 在活性污泥處理系統中，有機底物從廢水中被去除的實在活性污泥處理系統中，有機底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、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，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，活性污泥得到了增微生物獲得了能量而合成新的細胞，活性污泥得到了增長。長。 一般將這整個凈化反應過程分為三個階段：一般將這整個凈化反應過程分為三個階段： 1）初期吸附；）初期吸附；

50、2）微生物代謝；）微生物代謝； 3）活性污泥的凝聚、沉淀與濃縮）活性污泥的凝聚、沉淀與濃縮活性污泥的初期吸附作用曝氣過程曝氣過程降解降解初期吸附初期吸附BODa110活性污泥的初期吸附作用 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(10 30min)內，由于活性污泥具有很大的表面積因而具有很強的吸附內，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，使廢水的體狀態的有機污染物，使廢水的BOD

51、5值值(或或COD值值)大幅度下降。大幅度下降。但不是真正的降解，隨著時間的推移，混合液的但不是真正的降解，隨著時間的推移，混合液的BOD5值會回升，再值會回升，再之后，之后，BOD5值才會逐漸下降。值才會逐漸下降?；钚晕勰辔阶饔玫拇笮∨c很多因素有關活性污泥吸附作用的大小與很多因素有關: 1）廢水的性質、特性：）廢水的性質、特性： 含有較高濃度呈懸浮或膠體狀態的有機污染物。含有較高濃度呈懸浮或膠體狀態的有機污染物。 2）活性污泥的狀態：）活性污泥的狀態： 充分的再生曝氣，一般應使活性污泥微生物進入內源代謝期，才充分的再生曝氣，一般應使活性污泥微生物進入內源代謝期，才能使其吸附功能得到恢復和增

52、強。能使其吸附功能得到恢復和增強。四、吸附再生活性污泥法 又稱生物吸附法或接觸穩定法 工藝流程工藝流程回流污泥回流污泥進水進水出水出水吸附池吸附池二沉池二沉池剩余污泥剩余污泥再生池再生池回流污泥回流污泥出水出水進水進水剩余污泥剩余污泥吸附段吸附段再生段再生段二沉池二沉池a112（四）吸附再生活性污泥法 又稱生物吸附法或接觸穩定法 1)1)主要優點：主要優點：a.a.廢水與活性污泥在吸附池的接觸時間較短，吸附池容廢水與活性污泥在吸附池的接觸時間較短，吸附池容積較小，再生池接納的僅是濃度較高的回流污泥，因積較小，再生池接納的僅是濃度較高的回流污泥，因此，再生池的容積也是小的。吸附池與再生池容積只此

53、，再生池的容積也是小的。吸附池與再生池容積只和仍低于傳統法曝氣池的容積，和仍低于傳統法曝氣池的容積，建筑費用較低建筑費用較低；b.b.具有一定的承受沖擊負荷的能力具有一定的承受沖擊負荷的能力，當吸附池的活性污，當吸附池的活性污泥遭到破壞時，可由再生池的污泥予以補充。泥遭到破壞時，可由再生池的污泥予以補充。 2)2)主要缺點：主要缺點： 對廢水的對廢水的處理效果低處理效果低于傳統法，此外，對溶解性有于傳統法，此外，對溶解性有機物含量較高的廢水，處理效果更差。機物含量較高的廢水，處理效果更差。a113（四）吸附再生活性污泥法 又稱生物吸附法或接觸穩定法設計參數設計參數容積負荷容積負荷 (kgBOD

54、5/m3.d)1.0 1.2MLSS (mg/l)吸附池：吸附池：1000 3000再生池：再生池：4000 10000回流比回流比 (%)25 100污泥負荷污泥負荷 (kgBOD5/kgMLSS.d)0.2 0.6污泥齡污泥齡 (d)5 15MLVSS (mg/l)吸附池：吸附池：800 2400 再生池：再生池：3200 8000曝氣時間曝氣時間HRT (h)吸附池吸附池0.5 1.0；再生池再生池3 6BOD5去除率去除率 (%)80 90a114（五）延時曝氣活性污泥法 完全氧化活性污泥法 1)主要特點：主要特點： a. 有機負荷率非常低，污泥持續處于內源代謝狀有機負荷率非常低，污泥

55、持續處于內源代謝狀態，剩余污泥少且穩定，無需再進行處理；態，剩余污泥少且穩定，無需再進行處理； b. 處理出水出水水質穩定性較好，對廢水沖擊負處理出水出水水質穩定性較好，對廢水沖擊負荷有較強的適應性；荷有較強的適應性； c. 在某些情況下，可不設初沉池。在某些情況下，可不設初沉池。 2)主要缺點：主要缺點： 池容大、曝氣時間長，占地面積大；池容大、曝氣時間長，占地面積大； 建設費用和運行費用高；建設費用和運行費用高； 適用條件：適用條件： 出水水質高，小規模，水量一般在出水水質高，小規模，水量一般在1000m3/d以下。以下。a115（五）延時曝氣活性污泥法 完全氧化活性污泥法設計參數設計參數

56、容積負荷容積負荷 (kgBOD5/m3.d) 0.1 0.4MLSS (mg/l) 3000 6000回流比回流比 (%) 75 100污泥負荷污泥負荷 (kgBOD5/kgMLSS.d)0.05 0.15污泥齡污泥齡 (d)20 30MLVSS (mg/l)2400 4800曝氣時間曝氣時間HRT (h) 18 48BOD5去除率去除率 (%) 95 a116（六）高負荷活性污泥法 又稱短時曝氣法或不完全曝氣活性污泥法 1)主要特點：主要特點：a. 有機負荷率高，曝氣時間短，對廢水的處理效果較低；有機負荷率高，曝氣時間短，對廢水的處理效果較低；b. 在系統和曝氣池的構造等方面與傳統法相同。在

57、系統和曝氣池的構造等方面與傳統法相同。a117(六)高負荷活性污泥法 又稱短時曝氣法或不完全曝氣活性污泥法 主要設計參數：主要設計參數： 設計參數設計參數容積負荷容積負荷 (kgBOD5/m3.d) 1.22.4MLSS (mg/l) 200500回流比回流比 (%) 515污泥負荷污泥負荷 (kgBOD5/kgMLSS.d)1.55.0污泥齡污泥齡 (d) 0.252.5MLVSS (mg/l) 160400曝氣時間曝氣時間HRT (h) 1.53.0BOD5去除率去除率 (%) 6075(七)純氧曝氣活性污泥法 工藝流程工藝流程純氧純氧進水進水尾氣尾氣出水出水回流污泥回流污泥氣體循氣體循環

58、泵環泵氣體分散及氣體分散及攪拌裝置攪拌裝置a119(七)純氧曝氣活性污泥法 1)主要特點：主要特點：a. 純氧中氧的分壓比空氣約高純氧中氧的分壓比空氣約高5倍，純氧曝氣可大倍，純氧曝氣可大大提高氧的轉移效率；大提高氧的轉移效率；b. 氧的轉移率可提高氧的轉移率可提高到到80-90%，而一般的鼓風曝，而一般的鼓風曝氣僅為氣僅為525%左右；左右；c . 可 使 曝 氣 池 內 活 性可 使 曝 氣 池 內 活 性 污 泥 濃 度 高污 泥 濃 度 高 達達4000 7000mg/l，能夠大大，能夠大大提高曝氣池的容積提高曝氣池的容積負荷負荷；d. 剩余污泥產量少剩余污泥產量少，SVI值也低，污泥

59、膨脹較少值也低，污泥膨脹較少發生。發生。a120（七）純氧曝氣活性污泥法設計參數設計參數容積負荷容積負荷 (kgBOD5/m3.d) 2.0 3.2MLSS (mg/l) 6000 10000回流比回流比 (%) 25 50污泥負荷污泥負荷 (kgBOD5/kgMLSS.d)0.4 1.0污泥齡污泥齡 (d)5 15MLVSS (mg/l)4000 6500曝氣時間曝氣時間HRT (h)1.5 3.0溶解氧濃度溶解氧濃度DO (mg/l) 6 10SVI (ml/g) 30 50BOD5去除率去除率 (%) 75 95a121（八）淺層低壓曝氣法 理論基礎：只有在氣泡形成和破碎的瞬間，氧的轉理

60、論基礎：只有在氣泡形成和破碎的瞬間，氧的轉移率最高，因此，沒有必要延長氣泡在水中的上升移率最高，因此，沒有必要延長氣泡在水中的上升距離。距離。 其曝氣裝置一般安裝在水下其曝氣裝置一般安裝在水下0.8 0.9米處，因此可以米處，因此可以采用風壓在采用風壓在1米以下的低壓風機，動力效率較高，米以下的低壓風機，動力效率較高，可達可達1.80 2.60kgO2/kw.h； 其氧轉移率較低，一般只有其氧轉移率較低，一般只有2.5%； 池中設有導流板，可使混合液呈循環流動狀態。池中設有導流板，可使混合液呈循環流動狀態。 （八）淺層低壓曝氣法微孔板微孔板0.60.80.60.8導流板導流板a123（九）深水