活性污泥法教程

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1、国家高级水处理工程师培训暨工业企业废水处理设施 建设、运营管理培训班,污水处理工艺流程运行管理 (活性污泥法) 武汉国龙鑫污水处理技术咨询公司孙建国主讲 注册证书编号2010-JS-WFS-001,活性污泥法概述,活性污泥法是对城市污水及工业有机废水最有效的生物处理法。 该技术在世界范围内及应用已有近100年历史。 在我国，水域污染日益严重，对排放污水水质标准的严格化，要求更合理的工艺，从提高净化机能和运行管理的需要出发，对活性污泥法的生物反应和净化机理进行深入研究的基础上，活性污泥法工艺得到很大发展，已成为污废水处理的主流工艺。针对不同的处理目标和运行方式，演变为多种处理工艺的活性污泥法。,

2、活性污泥法概述,官方数据显示，截至2011年底，全国设市城市、县及部分重点镇建成污水处理厂3135座，日处理能力约1.36亿立方米 较2010年底增加处理能力约1100万立方米/日,活性污泥法概述,活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。 活性污泥法是向废水中连续通气，在溶解氧存在的条件下，对污水和各种微生物进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸氧和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。 然后使污泥与水分离(沉淀)，大部分污泥回流到曝气池（补充），多余部分排出活性污泥系统（污泥处理）,活性污泥法的基本工艺流程,活性污泥法基本流程 进水-粗格栅-提升泵-细格栅

3、-沉砂池- 缺氧、厌氧、好氧-二沉池-消毒池-排放 污泥回流 剩余污泥排放 参考课件,基本工艺流程,传统（普通）活性污泥法特点 1 曝气池为推流式，废水与回流污泥从同一端进入，有机物与污泥充分接触，且沿操作方向下降。 2 污泥经理了以对数期平衡期，甚至到衰老期，完成了吸附和代谢的过程 优点： 1处理效果好。 2废水处理程度灵活，可高可低。 缺点 1.需氧量前大后小，造成前段缺氧后段过剩 2.为了避免前段缺氧，进入浓度不能高。如果V上升，Nr则下降基建费用上升。 出水浓度不能高，不适应冲击负荷,基本工艺流程,渐减曝气特点 需氧与供氧不一致，曝气系统不止不合理，合理布置曝气系统，使其沿程变化，而总

4、供气量不变。 优点： 1.氧利用率提高，避免了浪费。 2.需与供实现一直，解决了前段缺氧，后段不足的问题，提高了处理效率。 缺点： 1.供氧量与需氧量一直的技术很难实现,基本工艺流程,阶段曝气特点 沿池长分段多点进水 优点： 1.有机负荷比较均匀，改善了供需矛盾，有利于降低能耗。 2.有利于充分发挥微生物的氧化分解能力 3.污泥浓度（悬浮物浓度）沿池逐渐降低，后段平均值，有利于减轻二沉池的负担,基本工艺流程,完全混合法特点 污水回流污泥与原混合液充分混合，呈循环流动。在曝气池内基本完成对有机物降解尚未分离的处理水 优点 1.稀释好，水质波动影响小，抗冲击能力强，所以适应工业废水的处理。 2.能

5、够处理高浓度废水而不用稀释。 3.池内各点情况相同，均可完全控制在良好或最佳的状态。 4.需氧均匀，节省动力。 5.是一种灵活的污水处理方法。F/M可调整，曝气池和沉淀池可分可合 缺点： 1.连续出水可能产生短流 2.可能出现污泥膨胀。,基本工艺流程,延时曝气法（完全氧化法）特点 长时间曝气 1836h，使活性污泥处于内源呼吸期，所以氧化很彻底，出水水质好 优点： 1.污泥负荷很低，0.050.15不仅将水中污染物给氧化分解而且将合成的细胞物质进行分解，所以出水水质好。 2.抗冲击好，出水水质稳定。 3.剩余污泥少 缺点： 1.池子大，占地较大，费用增加,基本工艺流程,浅层曝气特点 依据：在气

6、泡的形成和破碎的瞬间氧转移率提高，而勿需在水中停留很长时间 优点： 1.可采用低压风机，节省动力。 2. 氧转移率只有2.5%，但动力消耗很低，动力效率1.82.6kgO2/kwh 缺点： 维护管理麻烦，负荷不能高,基本工艺流程,生物滤池特点 在曝气池前设生物滤塔，内有填料，是又许多栅条板平放重叠而成，起到强烈的充氧作用。 1. 充氧作用可使DO达到68mg/L 2. 虽流经滤池时间很短，供滤料污泥上有附着水层，使停留时间加大。 附着时间=总附着水量/流量,基本工艺流程,两级活性污泥法A-B法 特点 1. A级：高负荷吸附级；停留时间：0.5h； 污泥负荷2.0，主要是高活性的细菌。 B级：低

7、负荷，污泥负荷：0.150.3； 停留时间：24h，。有高级微生物（原生动物及少数的后生动物）出现 2. A和B两级都配有各自沉淀池，独立回流 3. 不设初沉池 1. A级：细菌具有极高的繁殖变异能力，提高了抗冲击能力 2. B级：降解 3. 运行稳定,基本工艺流程,除磷脱氮A/O，A/A/O 有反硝化及消化菌完成污染物的降解,基本工艺流程,序批式SBR法 核心是SBR反应器：间歇，顺序，周期性。 进水；反应；沉淀；排水排泥，闲置 优点 1.灵活掌握闲置时间，达到除磷脱氮的目的 缺点 1.设备闲置率高 2.自动控制要求高,活性污泥法的生物种类,活性污泥是活性污泥处理系统中的主体作用物质,在废水

8、生物处理中,不论采用何种方法处理构筑物及何种工艺流程,都是通过处理系统中活性污泥或生物膜微生物的新陈代谢的作用,使活性污泥具有将有机污染物转化为稳定无机物,在有氧的条件下,将废水中的有机物氧化分解为无机物,从而达到废水净化的目的。 处理后出水水质的好坏同组成活性污泥的微生物的种类、数量及其活性有关。,活性污泥法的生物种类,在处理生活污水的活性污泥中存在大量的细菌类、原生动物、藻类和部分后生动物,通过辨别认定其种属,据此可以判别处理水质的优劣,因此将微型动物称为活性污泥系统中的指示生物 （生物相） 后生动物 原生动物 细菌,活性污泥法的生物种类,细菌类 体积小、种类多、代谢活力强 在污水处理所利

9、用的生物群体中，细菌是体型是最微小的一种。（直径0.5-2um，只有在1千倍电子显微镜才观察到）它具有在好氧及厌氧条件下吸收分解各种有机物的能力。 对污水起作用的主要菌种有: 菌胶团、球衣细菌、硝化菌、脱氮菌、 聚磷菌等 （1）,活性污泥法的生物种类,在废水生化处理中，正是利用了这些特征，很容易找到能分解有机污染物的微生物。由于细菌繁殖快可使之繁殖增多到我们所需的数量由于它体积小同外界环境物质交换频繁，因此代谢活力极高，即可快速地从废水中降解有机污染物。此外由于细菌易变异，可使我们筛选、驯化出适合与需要的菌种。,活性污泥法的生物种类,菌胶团 它是形成生物絮体和生物膜的主要生物，在胶质中含有无数

10、的菌体。 菌胶团细菌的作用： 菌胶团细菌是构成活性污泥凝絮体的主要成分 有很强的吸附、氧化分解的能力 保护作用，细菌形成菌胶团后可防止被微型动物所吞噬，并在一定程度上可免受毒物的影响 有很好的沉降性能，使污泥在二沉池中迅速地泥水分离,活性污泥法的生物种类,球衣菌 菌体排列一系列呈丝状，通常为白色或灰色，使常见的一类菌种，在活性污泥中大量繁殖，使污泥膨胀，给污水处理带来危害,活性污泥法的生物种类,脱氮菌 在缺氧条件下，利用硝酸盐中的氧来氧化分解有机物，将硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气 硝化菌 在好氧条件下，将氨氮氧化为亚硝酸盐 氧化成 硝酸盐的细菌 聚磷菌 在厌氧（无溶解氧,无硝化盐和亚硝酸盐）和耗

11、氧交替条件下，对磷有过剩摄取能力。,活性污泥法的生物种类,原生动物（单细胞的好氧动物） 个体很小，长度一般在100300um，用普通显微镜可清楚观察到其形态。 它具有吞食污水中的有机物和细菌，在体内迅速氧化分解的能力，在活性污泥法和生物膜法中它除了去除有机物，加快有机物的分解外，能使生物膜的表面吸附能力获得再生,活性污泥法的生物种类,原生动物类群的分类 肉足虫（1） 其细胞质可伸缩变动而形成伪足,作为运动和摄食的胞器,常见的有变形虫和表壳虫。 鞭毛虫 具有一根或一根以上的鞭毛,鞭毛是其运动器官,常见的有滴虫、聚屋滴虫、眼虫、豆形虫和粗袋鞭虫等。 纤毛虫 动物周身表面或部分表面具有纤毛,作为运动

12、或摄食的工具,具有胞口、口围等吞噬和消化的器官, 分为游泳型和固着型两种,常见的游泳型有漫游虫、草履虫、管叶虫、斜管虫等;常见的固着型有钟虫、盖虫、独缩虫、聚缩虫、吸管虫、累枝虫等。,活性污泥法的生物种类,藻类 是植物，含叶绿素。叶绿素吸收二氧化碳和水进行光合作用而生成碳水化合物时，将释放出大量的氧气于水中。稳定塘就是利用这种氧来氧化污水中的有机物,活性污泥法的生物种类,后生动物 后生动物稍复杂，多细胞构成，体内有各种器官。参与污水处理的后生动物，包括 从体型较小的轮虫到栖息于生物滤池的甲壳虫，昆虫幼体等体型较大的类型,活性污泥法的对进水水质的要求,由于生物处理时利用微生物的作用处理污水，因此

13、必须满足微生物在反应器内的连续繁殖条件 营养源: PH: 水温: 进水浓度: 水量: 其它: 悬浮物质、油脂类及油份、溶解盐类、重 金属类,活性污泥法的基本工艺流程,营养源： 要使微生物在生物反应器内繁殖，就必须有形成微生物细胞的元素存在。 特别是氮、磷元素存在。 若按重量比表示，所必须的氮、磷等营养盐的比例为 BOD5：N：P = 100： 5：1。（城市污水） BOD5：N：P = 100：10：5。（工业废水）,活性污泥法的基本工艺流程,PH： 当生物处理装置内液体的PH明显大于或小于中性值时，处理水的水质将会恶化，标准的PH应控制在6.08.5范围内。,活性污泥法对进水水质的要求,水温

14、： 在好氧处理时，若处理装置内的水温超过 40,就会引起蛋白变质，氧失去活性，导致处理水质恶化。 石油废水、造纸废水，在夏季有时超过400c时，高温也会杀死处理装置的微生物 低温时会降低微生物的活性。 微生物在适宜范围内温度每升高100c，酶促反应速度提高12倍，因而微生物的代谢速率和生长速率均可相应提高。培养微生物时要将它们置于最适宜的条件下，使微生物以最快的生长速率生长，过高或过低的温度会使代谢速率变缓。,活性污泥法对进水水质的要求,进水浓度： 在生物处理时，对于危害微生物活性的有机物，比较安全的方法，是采用稀释方法 微生物经过驯化后能获得耐受高浓度的能力 改变工艺单元也可以承担高浓度负荷

15、,活性污泥法对进水水质的要求,水质、水量的变化： 水量增大时，二沉池的表面负荷会增加，给活性污泥的沉降分离造成不良影响。 水量波动时，二沉池的污泥沉降分离带来许多问题。 一般在生化池前，设置调节池，以调节水量和均置水质,活性污泥法对进水水质的要求,其它： a）悬浮物质：它对活性污泥法影响很大 b）油脂及油分：动植物油一般能被生物分解；在曝气池能形成油膜，对处理不利；动物性油脂，在低温时，凝结成球状，降解极为缓慢。 c）溶解盐类：它对微生物影响是渗透压；钙离子浓度高时，同有机物分解时产生二氧化碳进行反应，生成碳酸钙的沉淀，增加了活性污泥的无机分子 d）重金属：微生物的繁殖需要锌、铜、钴、钼等微量元素，超过一定限度就会有害；其它重金属镍、镉、铬也对微生物有害,活性污泥系统的工艺参数,可分为三大类: 曝气池的工艺参数：主要包括污水在曝气池内的水利停留时间、曝气池内的活性污泥浓度、活性污泥的有机负荷。 二沉池的工艺参数：主要包括混合液在二沉池内的停留时间、二沉池的水力表面负荷、出水堰的堰板溢流负荷、二沉池内污泥层的深度、固体表面负荷。 整个工艺系统的参数：包括入流水质水量、回流污泥量和回流比、回流污泥浓度、剩余污泥排放量、污泥龄。 以上工艺参数相互之间联系紧密，任一参数的变化都会影响到其它参数。,1