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1、第十二章 活性污泥法,第一节 基本概念 第二节 活性污泥法的发展 第三节 活性污泥法数学模型基础 第四节 气体传递原理和曝气设备 第五节 去除有机污染物的活性污泥法过程设计 第六节 脱氮除磷活性污泥法工艺及设计 第七节 活性污泥法系统设计方法的深化 第八节 二次沉淀池 第九节 活性污泥法处理系统的设计、运行及管理,第十二章 活性污泥法,12-1 基本概念 1.起源 2.活性污泥 3.活性污泥法基本流程 4.活性污泥法降解有机物过程,第十二章 活性污泥法,12-1 基本概念 1.起源 大自然的启示:天然水体中微生物生态系统的自净。 活性污泥法是模仿天然水体的净水过程,从本质上与自然水体处理污水的
2、过程相似,是自然水体净化过程的人工强化。,第十二章 活性污泥法,12-1 基本概念 2.活性污泥 (1)发现过程 1882年史密斯向污水鼓入空气试验;1912年美国的Lawlence研究所进行污水曝气试验;英国Fowler访问该研究所后,让lark和Gage进行试验,发现污水长时间曝气会产生一些絮状体,水质会得到明显改善,Ardern和Lockett继续对这一现象进行了研究,在瓶中进行曝气试验,每天试验结束时把瓶子倒空,第二天重新开始,发现由于瓶子清洗不完善,瓶壁附着一些棕褐色絮状体时,处理效果反而好,他们就把它称为活性污泥。随后,每天结束试验前,把曝气后的污水静置沉淀,倒去上层清水,留下瓶底
3、污泥,第二天使用,发现大大缩短了污水处理时间。1914年Ardern和Lockett在英国化学工程学会上发表试验成果,活性污泥法诞生。 1916年英国曼彻斯特市建造第一个处理能力946m3/d的活性污泥污水处理厂。1917年美国休斯顿建造了处理能力37800m3/d的活性污泥污水处理厂。,第十二章 活性污泥法,12-1 基本概念 2.活性污泥 (2)组成 由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的有机物和无机物质组成的,有一定活力、具有良好净化污水功能的絮绒状污泥。 包括:活性微生物(Ma);微生物自身氧化残留物(Me);吸附的不能被降解的有机物(Mi);无机悬浮固体(Mii).
4、活性微生物主要为呈菌胶团状的细菌、真菌。菌胶团是由细菌分泌的多糖类物质等包覆的黏性团块,使微生物具有抵御外界不利因素的性能;游离状的细菌不易沉淀,而原生动物捕食游离细菌,这样沉淀的出水更清澈,故原生动物利于提高出水水质。,污泥中细菌,污泥中原生动物,污泥中部分微生物写真,污泥中部分微生物写真,污泥中部分微生物写真,污泥中部分微生物写真,活性污泥几组图片,第十二章 活性污泥法,12-1 基本概念 2.活性污泥 (3)活性污泥性状 粒径:2001000m 形状:类似矾花状不定形的絮凝体,表面或内部吸附微生物。 颜色:黄褐色。 味道:土腥味。 比表面积:20100cm2/ml表面积; 曝气池混合液相
5、对密度:1.002-1.003 回流污泥相对密度:1.004-1.006 供氧不足或出现厌氧时呈黑色;供氧过量或营养不足呈灰白色;,第十二章 活性污泥法,12-1 基本概念 2.活性污泥 (4)活性污泥评价方法 生物相观察:细菌、真菌、原生动物及后生动物种类、数量、优势度及其代谢活动等。 混合液悬浮固体浓度(MLSS):单位体积混合液中活性污泥悬浮物固体的质量(Ma+Me+Mi+Mii), 挥发性悬浮固体浓度(MLVSS): 混合液悬浮固体中有机物的质量(Ma+Me+Mi) 一般MLVSS/MLSS=0.70.8;,第十二章 活性污泥法,12-1 基本概念 2.活性污泥 (4)活性污泥评价方法
6、 污泥沉降比(SV%): 曝气池中混合液静沉30min后污泥的体积分数,采用1L量筒测定。与水质、污泥浓度、絮体颗粒大小及污泥性状有关,MLSS为3000mg/L时,SV约为30%。 污泥体积指数(SVI):混合液静沉30min后,单位质量干泥形成的湿污泥体积,ml/g. SVI测定方法:在曝气池出口处取样,测定MLSS,测定样品SV%,读取沉淀污泥体积(mL): SVI=沉淀污泥体积(ml/L)/MLSS(g/L),附:MLSS和MLVSS测定方法,仪器和实验用品 1定量滤纸;2马弗炉;3烘箱;4干燥器,备有以颜色指示的干燥剂;5分析天平,感量0.1mg。 实验步骤(括号内为实际操作) 1定
7、量滤纸在103-105烘干,干燥器内冷却,称重,反复直至获得恒重或称重损失小于前次称重的4%;重量为m0;(干燥8小时后放入干燥器冷却后称重为最终值或12.5的滤纸直接以1g计) 2将样品100ml用1中的滤纸过滤,放入103-105的烘箱中烘干取出在干燥器中冷却至平衡温度称重,反复干燥制恒重或失重小于前次称重的5%或0.5mg(取较小值),重量为m1; MLSS=(m1- m0)/0.1(干燥8小时后放入干燥器冷却后称重为最终值) 3将干净的坩埚放入烘箱中干燥一小时,取出放在干燥器中冷却至平衡温度,称重,重量为m2; 4将2中的滤纸和泥放在3中的坩埚中,然后放入冷的马弗炉中,加热到600灼烧
8、60分钟,在干燥器中冷却并称重,m3;(从温度达到600开始计时) MLVSS=(m1+m2-m0)- m3/0.1,第十二章 活性污泥法,12-1 基本概念 3 活性污泥法基本流程 由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统组成。,第十二章 活性污泥法,12-1 基本概念 4 有机物降解过程 活性污泥法有机物降解分两个阶段: 吸附阶段:活性污泥具有巨大的表面积,表面上含有多糖类粘性物质,污水中的有机物转移到活性污泥上去。 稳定阶段:转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。,第十二章 活性污泥法,12-1 基本概念 4 有机物降解过程 (1) BOD去除基本集中在起始一段时间。起始0.5小时
9、内,去除率达82%,去除速率高;随后,BOD去除率减少,去除速率减慢。 (2)吸附阶段:起始0.5小时内,吸附量可达70,占去除量85%,说明BOD的去除,主要在于吸附。 (3)有机物的稳定,起始0.5小时内,为12%,仅占去除量的14.7。随着曝气时间的延长,吸附的有机物转入稳定,吸附量减少,而氧消耗量增多,说明被微生物利用的那部分有机物(BOD)增加。到曝气时间为24小时时,BOD的稳定量为80%,达到物质转化,最终去除。,对活性污泥法曝气过程中污水中有机物的变化分析得到结论,废水中的有机物,残留在废水中的有机物,从废水中去除的有机物,微生物不能利用的有机物,微生物能利用的有机物,微生物能利用而尚未利用的有机物,微生物不能利用的有机物,微生物已利用的有机物(氧化和合成),(吸附量),增殖的微生物体,氧化产物,