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1、第十二章第十二章 活性污泥法活性污泥法第一节第一节 活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理第二节第二节 活性污泥法活性污泥法的运行方式的运行方式第三节第三节 活性污泥法的反应动力学活性污泥法的反应动力学第四节第四节 曝气的原理、方法与设备曝气的原理、方法与设备第五节第五节 活性污泥法的工艺设计活性污泥法的工艺设计第六节第六节 活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理第一节、活性污泥法的基本原理第一节、活性污泥法的基本原理一、活性污泥法的工艺流程一、活性污泥法的工艺流程回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池废水废水曝气池曝气池初次初次沉淀池沉淀池出水出水空气空气剩余活性污泥剩余活性污泥活性污泥系
2、统的主要组成活性污泥系统的主要组成活性污泥系统的主要组成活性污泥系统的主要组成 曝气池曝气池曝气池曝气池：反应的主体，有机物被降解，微生物得以增殖反应的主体，有机物被降解，微生物得以增殖；nn二沉池二沉池二沉池二沉池：1 1）泥水分离，保证出水水质；）泥水分离，保证出水水质； 2 2）浓缩污泥，保证污泥回流，维持曝气池内的污泥浓度。）浓缩污泥，保证污泥回流，维持曝气池内的污泥浓度。nn回流系统回流系统回流系统回流系统：1 1）维持曝气池内的污泥浓度；）维持曝气池内的污泥浓度； 2 2）回流比的改变，可调整曝气池的运行工况。）回流比的改变，可调整曝气池的运行工况。 剩余污泥剩余污泥剩余污泥剩余污
3、泥： 1 1）去除有机物的途径之一；）去除有机物的途径之一； 2 2）维持系统的稳定运行）维持系统的稳定运行 供氧系统供氧系统供氧系统供氧系统：为微生物提供溶解氧为微生物提供溶解氧生活污水或城市废水的处理流程生活污水或城市废水的处理流程高碑店污水处理厂的工艺流程图高碑店污水处理厂的工艺流程图活性污泥系统活性污泥系统高碑店污水处理厂的工艺流程与平面布置高碑店污水处理厂的工艺流程与平面布置初沉池曝气池二沉池二期曝气池二沉池初沉池正在运行的曝气池正在运行的曝气池曝气池中的曝气头的布置曝气池中的曝气头的布置活性污泥系统有效运行的活性污泥系统有效运行的活性污泥系统有效运行的活性污泥系统有效运行的基本条件
4、基本条件基本条件基本条件是：是：是：是：废水中含有足够的可溶性废水中含有足够的可溶性易降解有机物易降解有机物易降解有机物易降解有机物；混合液含有足够的混合液含有足够的溶解氧溶解氧溶解氧溶解氧；活性污泥在池内呈活性污泥在池内呈悬浮悬浮悬浮悬浮状态；状态；活性污泥连续活性污泥连续回流回流回流回流，剩余污泥剩余污泥剩余污泥剩余污泥及时排放，及时排放， 维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；进水中不含有进水中不含有对微生物对微生物有毒有害有毒有害有毒有害有毒有害的物质的物质二、活性污泥的性质及性能指标二、活性污泥的性质及性能指标1、物理性质物理性质：“菌胶团菌胶团”“生物絮凝
5、体生物絮凝体”颜色：颜色：褐色褐色、（土）黄色（土）黄色、铁红色铁红色气味：泥土味（城市污水）气味：泥土味（城市污水）比重：略大于比重：略大于1（1.002 1.006）粒径：粒径：0.02 0.2mm比表面积：比表面积：20 100cm2/ml二、活性污泥的性质及性能指标二、活性污泥的性质及性能指标2、生化性能生化性能：活性污泥的含水率活性污泥的含水率：99.2 99.8%其中其中固体物质的组成：固体物质的组成：1）活细胞（）活细胞（Ma）：）：2）微生物内源代谢的残留物（微生物内源代谢的残留物（Me）：）：3）吸附的原废水中难于生物降解的有机物（吸附的原废水中难于生物降解的有机物（Mi）：
6、）：4）无机物质（无机物质（Mii）：有机物有机物7585%二、活性污泥的性质及性能指标二、活性污泥的性质及性能指标3、活性污泥中的微生物：、活性污泥中的微生物：A细菌细菌：是活性污泥净化功能最活跃的成分是活性污泥净化功能最活跃的成分主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等特征：特征：1）绝大多数是）绝大多数是好氧好氧和和兼性兼性异养型的异养型的原核细菌原核细菌；2）在）在好氧好氧条件下，具有很强的条件下，具有很强的分解分解有机物的功能；有机物的功能；
7、3）具有很高的）具有很高的增殖速率增殖速率，其世代时间仅为，其世代时间仅为20 30分钟；分钟；4）动胶杆菌具有将大量细菌结成为）动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团菌胶团”的功能。的功能。0.1mmB、原生动物原生动物-在活性污泥中大约为在活性污泥中大约为103个个/ml钟虫小口钟虫草履虫盖纤虫肾形虫变形虫C、后生动物后生动物线虫轮虫原（后）生动物作为原（后）生动物作为原（后）生动物作为原（后）生动物作为“ “指示性生物指示性生物指示性生物指示性生物” ”数数量量 4 4、活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：（1）混合液悬浮固体浓度（MLSS）（M
8、ixed Liquor Suspended Solids） MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/L 或或 g/m3（2）混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）（Mixed Liquor Volatile Suspended Solids） MLVSS = Ma + Me + Mi 单位： mg/L 或或 g/m3在条件一定时，较稳定；对于处理城市污水的活性污泥系统，一般为0.750.854 4、活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：（3）污泥沉降比（污泥沉降比（SV）（SludgeVolume）定义：将曝气池中的定义：将曝
9、气池中的混合液混合液在量筒中静置在量筒中静置30分钟分钟，其沉淀污，其沉淀污泥与原混合液的体积比，一般以泥与原混合液的体积比，一般以%表示；表示；功能：能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，功能：能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及时发现早期的可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀污泥膨胀；正常范围：正常范围：20 30%SV的的测定测定0min15min30minSV=40% 4 4、活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：活性污泥的性能指标：（4）污泥体积指数（污泥体积指数（SVI）（SludgeVolumeIndex）定义：曝气
10、池出口处混合液经定义：曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，分钟静沉后，1g干污泥所形干污泥所形成的污泥体积，成的污泥体积，(ml/g)功能：能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，功能：能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多；其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多；其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀；其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀；正常范围：正常范围：50 150 ml/g（处理城市污水时处理城市污水时）三、活性污泥法的基本工艺参数三、活性污泥法的基本工艺参数三、活性污泥法的基本工艺参数三、活性污泥法的基本工艺参数1、曝气
11、池的有机容积负荷：、曝气池的有机容积负荷：1）进水进水COD（BOD5）容积容积负荷负荷：2）COD（BOD5）去除去除容积容积负荷负荷：2、曝气池的有机污泥负荷：曝气池的有机污泥负荷：1）进水）进水COD（BOD5）污泥负荷：污泥负荷：2）COD（BOD5）去除污泥负荷：去除污泥负荷：三、活性污泥法的基本工艺参数三、活性污泥法的基本工艺参数三、活性污泥法的基本工艺参数三、活性污泥法的基本工艺参数3、曝曝气气池池的的水水力力停停留留时时间间（HRT、Hydraulic Retention Time）4、曝气池的、曝气池的污泥停留时间污泥停留时间（SRT，Sludge Retention Tim
12、e、 c）（h）（d）(mg/l)四、活性污泥的增殖规律及应用四、活性污泥的增殖规律及应用l活性污泥中活性污泥中微生物的增殖微生物的增殖是活性污泥在曝是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的必然结气池内发生反应、有机物被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增殖。增殖。l活性污泥的活性污泥的增殖曲线增殖曲线微微生生物物量量时间时间活性污泥的增殖曲线活性污泥的增殖曲线注意：1）间歇静态培养；2）底物是一次投加对数增殖期对数增殖期减速增殖期减速增殖期内源呼吸期内源呼吸期氧利用速率曲线氧利用速率曲线微生物增殖曲线微生物增殖曲线(M)BOD变化曲线变化
13、曲线(F)适应期适应期有关概念有关概念F/M值值:在在温温度度适适宜宜、DO充充足足、且且不不存存在在抑抑制制物物质质的的条条件件下下，活活性性污污泥泥微微生生物物的的增增殖殖速速率率主主要要取取决决于于微微生生物物与与有有机机基基质质的的相相对对数数量量，即即有有机机基基质质(Food)与与微微生生物物(Microorganism)的的比比值值，即即F/M值。值。F/M值是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要因素。值是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要因素。实际上，实际上，F/M值就是以值就是以BOD5表示的表示的进水污泥负荷进水污泥负荷，即：，即：活性污泥的增殖曲线的分区活性污泥的增殖曲
14、线的分区可将增殖曲线分为四个时期：可将增殖曲线分为四个时期：1)适应期适应期2)对数增殖期对数增殖期3)减速增殖期减速增殖期4)内源呼吸期内源呼吸期适应期1）定义：微生物对于新的环境条件、污水中不同种类的）定义：微生物对于新的环境条件、污水中不同种类的有机物污染物等的有机物污染物等的短暂的适应过程短暂的适应过程；2）活性污泥）活性污泥微生物的变化微生物的变化：数量数量基本没有变化；基本没有变化；菌体菌体体积体积增大；增大；酶系统酶系统相应调整；相应调整；新的新的变异变异；等。；等。3）水质）水质指标指标基本无变化。基本无变化。对数增殖期lF/M值高值高( 2.2kgBOD/kgVSS.d)，有
15、机物丰富，营养物质不是微生物有机物丰富，营养物质不是微生物增殖的控制因素；增殖的控制因素；l微生物的增值速率与基质浓度无关，呈微生物的增值速率与基质浓度无关，呈零级反应零级反应，仅由微生物本身特有，仅由微生物本身特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身生理机能的限制；的最小世代时间所控制，即只受微生物自身生理机能的限制；l微生物以最高速率对有机物进行摄取，以微生物以最高速率对有机物进行摄取，以最高速率增殖最高速率增殖，合成新细胞；，合成新细胞；l活性污泥具有高的能量水平，微生物的活动能力很强，污泥质地松散，活性污泥具有高的能量水平，微生物的活动能力很强，污泥质地松散，不易形成较好的絮凝体，不
16、易形成较好的絮凝体，沉淀性能不佳沉淀性能不佳；l活性污泥的活性污泥的代谢速率极高代谢速率极高，需氧量大；，需氧量大；l一般不采用此阶段作为运行工况。（但也有，如一般不采用此阶段作为运行工况。（但也有，如高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法）减速增长期lF/M值下降到一定水平后，值下降到一定水平后，有机物的浓度有机物的浓度成为微生物增殖的控制因素；成为微生物增殖的控制因素；l微生物的增殖速率与残存的有机物呈正比，为微生物的增殖速率与残存的有机物呈正比，为一级反应一级反应；l有机底物的有机底物的降解速率降解速率也开始下降；也开始下降；l微生物的微生物的增殖速率增殖速率在逐渐下降，直至最终下降为在逐渐下降，直至最终下降为零零，但活性污泥的量仍，但活性污泥的量仍持续增长并最终达到最高；持续增长并最终达到最高；l絮凝体开始形成絮凝体开始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；l出水水质出水水质有较大改善，且整个系统运行稳定；有较大改善，且整个系统运行稳定；l大多数污水厂曝气池的大多数污水厂曝气池的运行工况运行工况。内源呼吸期l内内源呼吸的速率在本期之初
