活性污泥法的基本原理课件

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1、第第4 4章章 活性污泥法活性污泥法4.1 4.1 活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理4.2 4.2 活性污泥法净化反应影响因素与主要设计参数活性污泥法净化反应影响因素与主要设计参数4.3 4.3 活性污泥反应动力学基础活性污泥反应动力学基础4. 4 活性污泥处理系统的运行方式与曝气池工艺参数活性污泥处理系统的运行方式与曝气池工艺参数4 4. 5 5 活性污泥处理系统的新工艺活性污泥处理系统的新工艺4.6 4.6 曝气的基础理论曝气的基础理论4.7 4.7 曝气系统与空气扩散装置曝气系统与空气扩散装置4.8 4.8 活性污泥反应器活性污泥反应器曝气池曝气池4.9 4.9 活性污泥处理系统

2、的工艺设计活性污泥处理系统的工艺设计4.10 4.10 活性污泥处理系统的运行管理活性污泥处理系统的运行管理 思考题与习题思考题与习题 活性污泥法的基本原理课件4. 1 4. 1 活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理4.1.1 4.1.1 活性污泥法的基本概念与流程活性污泥法的基本概念与流程4.1.2 4.1.2 活性污泥的形态及其组成活性污泥的形态及其组成4.1.3 4.1.3 活性污泥净化反应过程活性污泥净化反应过程活性污泥法的基本原理课件4.1.1 4.1.1 活性污泥法的基本概念与流程活性污泥法的基本概念与流程1活性污泥法发展历史2基本工艺流程 3活性污泥法特征 曝气池是一个生物化

3、学反应器 曝气池内混合液是一个三相混合系统： 液相固相气相；混合液=污水+活性污泥+空气 传质过程：气象中 O2液相中的溶解氧DO进入微生物体（固 相）液相中的有机物被微生物（固相）所吸收降解降解产物（CO2） 和（H2O）返回气相和液相。 物质转化过程： 有机物降解活性污泥增长活性污泥法的基本原理课件Water PollutionControl EngineeringHistorical Development suspended growth biological treatment processesEarly 1880s, Dr. Angus Smith, the aeration o

4、f wastewater in tanks to hasten the oxidation of the organic matter;In 1910, Black and Phelps, a considerable reduction in putrescibility（易腐烂） by forcing air into wastewater in basins;In 1912 and 1913, Clark and Gage, with aerated wastewater to cultivate growths of organisms in bottles and in the ta

5、nks partially filled with roofing slate（石板瓦）about 25mm apart and to greatly increase the degree of purification; In 1914, Ardern and Lockett, The sludge played an important part in the results obtained by aeration, in their paper they gave the name activated sludge. 活性污泥法的基本原理课件活性污泥法的基本流程 活性污泥法的基本原理

6、课件1.什么是活性污泥？ 由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。4.1.2 4.1.2 活性污泥的形态及其组成活性污泥的形态及其组成活性污泥法的基本原理课件 一组活性污泥图片活性污泥法的基本原理课件2.活性污泥的性质颜色黄褐色状态似矾花絮绒颗粒味道土腥味相对密度曝气池混合液：1.0021.003回流污泥：1.0041.006粒经0.020.2mm20100cm2/mL比表面积活性污泥法的基本原理课件曝气池活性污泥法的基本原理课件活性污泥法的基本原理课件曝气池出水堰活性污泥法的基本原理课件曝气池混合液配

7、水进入二沉池活性污泥法的基本原理课件栖息着的微生物3.活性污泥的组成大量的细菌真菌原生动物后生动物 活性污泥中栖息的微生物以好氧微生物为主，是一个以细菌为主体的群体，除细菌外,还有酵母菌、放线菌、霉菌以及原生动物和后生动物。 活性污泥中细菌含量一般在107108个/mL；原生动物103个/mL，原生动物中以纤毛虫居多数，固着型纤毛虫可作为指示生物，固着型纤毛虫如钟虫、等枝虫、盖纤虫、独缩虫、聚缩虫等出现且数量较多时，说明培养成熟且活性良好。 干固体和水分含水9899干固体12%MLSSMLVSSNVSS活性污泥法的基本原理课件2活性微生物（Ma）的分类及作用 （1）细菌：净化污水的第一承担者净

8、化污水的第一承担者，即主要承担者 异养型原核细菌（107108个/mL）好养细菌 动胶杆菌属 假单胞菌属（在含糖类、烃类污水中占优势） 产碱杆菌属（在含蛋白质多的污水中占优势） 黄杆菌属 大肠埃希式杆菌 特征：G=2030min，结合成菌胶团的絮凝体状团粒 （2）真菌：微小的腐生或寄生丝状菌，具有分解有机物的功能。若大 量繁殖则会引起污泥膨胀。 （3）原生动物：肉足虫 、鞭毛虫、纤毛虫等。通过辨认原生动物的 种类，能够判断处理水质的优劣，它是一种指示性生 物。原生动物摄食水中的游离细菌，是细菌的首次捕 食者，它是污水净化的第二承担者污水净化的第二承担者。 （ 4）后生动物：主要是轮虫，它在活性

9、污泥中不经常出现，轮虫的出轮虫的出 现是水质稳定的标志现是水质稳定的标志。后生动物是细菌的第二 捕食者。 活性污泥法的基本原理课件有办法知道确切的生物量吗？ 有人曾企图通过直接测定污泥中细胞的DNA量、有机氮量、三磷酸腺苷（ATP）量、脱氢酶的活力等指标去反映活性污泥的活力，这种方法既复杂又不准确，而且微生物的含量不断变化。按McKinney的分析： MLSS=Ma+Me+Mi+Mii MLVSS=Ma+Me+Mi式中：Ma具备活性细胞成分； Me内源代谢残留的微生物有机体； Mi未代谢的不可生化的有机悬浮固体； Mii吸附的无机悬浮固体。活性污泥法的基本原理课件按有机性和无机性成分：处理生活

10、污水的活性污泥MLVSS: 70%NVSS: 30% MLSS表示悬浮固体物质总量，MLVSS挥发性固体成分表示有机物含量，MLNVSS灼烧残量，表示无机物含量。 MLVSS包含了微生物量，但不仅是微生物的量，由于测定方便，目前还是近似用于表示微生物的量。 MLVSS (Mixed liquor volatile suspended solids)MLVSS: 一般范围为5575NVSS: 一般范围为2545活性污泥法的基本原理课件1. 活性污泥微生物的增殖活性污泥微生物的增殖 （1）活性污泥微生物增殖曲线（图4 -4活性污泥增长曲线及其 和有 机污染物（BOD）降解、氧利用速度的关系） （2

11、）（BOD）污泥负荷率（NS）：kg BOD 5/kgMLSSd 定义：单位重量的活性污泥在单位时间内能够接受（承受）， 并 将其降解到预定程度的有机物污染量（BOD） kg BOD 5/kgMLSSd式中：F营养物或有机底量物 M微生物量 F/M食料比，活性污泥的能量。 Q污水流量：m 3/d S0原污水有机底物（BOD5）浓度 V、X曝气池体积和污泥浓度 NS =F/M 食料比，控制着活性污泥微生物的增殖期，是非常食料比，控制着活性污泥微生物的增殖期，是非常重要的设计与运行参数重要的设计与运行参数4.1.3 4.1.3 活性污泥净化反应过程活性污泥净化反应过程活性污泥法的基本原理课件 （3

12、）活性污泥的增殖阶段 适应期（延迟期或调整期）：是微生物细胞内各种酶 系统对环境的适应过程 对数增殖期（等速增殖期） 活性污泥能量水平很高，活性污泥处于松散状态 减速增殖期（减速增长期、稳定期、平衡期）特征： 营养物不过剩，它已成为微生物生长的限制因素， 活性污泥水平的能量低下，污泥絮凝。活性污泥法的基本原理课件 内源呼吸期（衰亡期）特征： 营养物缺乏，为了获得 能量维持生命，分解代谢自 身的能量物质，开始衰亡。 同时内酶分解细胞壁，使污 泥量减少。 后来有机物几乎被耗 尽，能量水平极低，微生物 能力非常低，絮凝体形成速 率增大，处理水显著澄清， 水质良好。活性污泥法的基本原理课件1初期吸附去

13、除（物理吸附和生物吸附） 活性污泥巨大的表面积（200010000m2/m3活性污泥）其表面 为多糖类的粘质层，污水中悬浮和胶体状态的有机物被其凝 聚和吸收而得到去除。在30min 内能去除70% BOD。 处于饥饿状态的内源呼吸期的微生物其活性最强，吸附能力 也强 初期吸附去除的过程 图4-22 Smith 史密斯实验2微生物的代谢2.2.活性污泥净化有机物的过程活性污泥净化有机物的过程活性污泥法的基本原理课件图4-22 Smith 史密斯实验 污水与污泥混合曝气后BOD的变化曲线活性污泥法的基本原理课件1）氧化分解2）合成代谢（合成新细胞）3）内源代谢（41） （42） （43）活性污泥法

14、的基本原理课件活性污泥法的基本原理课件活性污泥法的基本原理课件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活性污泥法的基本原理课件污染物的吸附转化情况废水中的污染物无机悬浮固体污染物 不可生物降解有机悬浮固体污染物 可生物降解有机悬浮固体污染物 可生物降解的有机溶解性污染物 无机溶解性污染物 不可生物降解有机溶解性污染物 基本吸附于微生物表面混入污泥 转化为新的微生物体和C

15、O2部分转移到新的生物机体中 部分留于废水中基本留于废水中活性污泥法的基本原理课件 曲线反映污水中有机物的去除规律； 曲线反映活性污泥利用有机物的规律； 曲线反映了活性污泥吸附有机物的规律。 这三条曲线反映出，在曝气过程中： 污水中有机物的去除在较短时间( 图中是5h左右)内就基本完成了(见曲线)； 污水中的有机物先是转移到(吸附)污泥上(见曲线),然后逐渐为微生物所利用(见曲线)； 吸附作用在相当短的时间(图中是45min左右)内就基本完成了(见曲线)； 微生物利用有机物的过程比较缓慢(见曲线)。 活性污泥法的基本原理课件 生物絮凝体菌胶团 生物絮凝体的形成与凝聚沉淀主要取决于活性污泥的能量

16、水平 活性污泥的能量水平主要取决于Ns （BOD污泥负荷率) Ns高，能量水平高，处于对数增殖期，细菌处于“壮龄”阶 段，其动能大于范德华引力，污泥不易絮凝 污泥松散 Ns低，能量水平低，细菌处于减衰增殖后段或内源性呼吸 期，处于“老龄”阶段，动能小于范得华引力，污泥易于絮 凝,污泥沉降性好。 活性污泥中的某些微生物（如枝状动胶杆菌，酵母菌、原生动物）分泌出粘性的胶体物质，使细菌互相连接形成菌胶团，并对微小颗粒及可溶性有机物也具有一定的粘结性能，促进生物凝絮体的形成。 3活性污泥絮凝体（生物絮凝体）的形成与凝聚沉淀活性污泥絮凝体（生物絮凝体）的形成与凝聚沉淀活性污泥法的基本原理课件 衡量活性污

17、泥沉淀性能好坏的指标SV 和 SVI（污泥指数） SVI=70100 其活性污泥凝聚沉淀性能很好 SVI值过低，活性污泥颗粒细小，无机物含量高，缺乏活性。 SVI值过高，沉淀性能不好，可能产生污泥膨胀。 影响SVI值的主要因素 NS 的影响：见图4-7 丝状菌的大量繁殖，引起污泥膨胀，SVI值 影响丝状菌大量繁殖的因素： DO不足 NS大 PH4.5 缺乏N、P、Fe T水太高活性污泥法的基本原理课件活性污泥法的基本原理课件污泥沉降比：SV (Settling Velocity)活性污泥的沉降浓缩性能 取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例（%）表示污泥沉降比。污泥体积指数：SVI (Sludge volume index) SV不能确切表示污泥沉降性能，故人们想起用单位干泥形成湿泥时的体积来表示污泥沉降性能，简称污泥指数，单位为mL/g。 1L混合液沉淀30min的活性污泥体积（mL） SV(mL/L)SVI= = 1升混合液中悬浮固体干重（g） MLSS(g/L)评价活性污泥数量和质量活性污泥法的基本原理课件活性污泥法的基本原理课件