3-2活性污泥法

曝 气 过 程 的 机 理
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3.1 曝气过程的机理
dC 氧转移速率方程 K L a (Cs CL ) dt
为了提高dC/dt值，可以从两方面考虑： ①提高KLa值：
加强液相主体的紊流程度，降低液膜厚度； 加速气、液界面的更新； A DL A K a K L 增大气、液接触面积；等。 L V y V
曝气转刷
采用转刷曝气的氧化沟
曝气转碟
四、活性污泥法的运行方式
普通活性污泥法 阶段曝气法 完全混合法
生物吸附法 序批式活性污泥法（SBR）
膜生物反应器
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4.1 普通活性污泥法
池型：长方形，推流型； 污染物质（需氧量）沿流程变化； 有机物（BOD5）和悬浮物去除率高，可达到 85%~95%； 缺点：抗冲击负荷弱；需氧量沿流程变化，均匀供 应空气时，造成前段氧量不足，后段氧量过量的现象。 由于曝气时间长，曝气池体积大，占地面积和基建费 用也相应增大。
优点：布置紧凑，流程短，有利于新鲜污泥及时回流，适用 于小型污水厂。
曝气池
分建式
机械曝气完全混合曝气池
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鼓风曝气完全混合曝气池
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局部完全混合推流式曝气池
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3、循环混合式（封闭环流式反应池、氧化沟）
结合了推流和完全混合两种流态 与推流式的区别:污水有40～300次循环 优点：流程简单，施工方便，曝气转刷易制作，布置紧凑， 是一种有前途的活性污泥处理方法。
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1.1 活性污泥法演变过程
活性污泥法（Activated Sludge）
微生物和有机物构成活性污泥的主要部分，约占全部活性
污泥的70％以上。
活性污泥的含水率一般在98％～99％左右，具有很强的吸 附和降解有机物的能力，可以达到处理和净化污水的目的。 活性污泥法：以悬浮在水中的活性污泥为主体，在有利于 微生物生长的环境条件下和污水充分接触，使污水净化的 一种方法。
氧化阶段合成的菌体絮凝形成絮凝体，通过重 力沉降从水中分离出来，使水得到净化。 活性污泥的吸附凝聚性能、有机物的去除速率 及活性污泥增长速率和微生物的生长期有关。
对数生长期：氧化能力最强；
减速增长期：氧化能力降低，但易形成污泥絮凝体；
内源呼吸期：最易形成絮凝体、吸附能力最强。
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2.3 影响活性污泥增长的因素
通过回流使微生物返回系统；
经常排出一部分生物固体。
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2.2 净化过程及机理
活性污泥去除水中有机物，主要经历三个阶段：
吸附阶段
氧化阶段
絮凝体形 成与絮凝 沉降阶段
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2.2 净化过程及机理
吸附阶段（吸附作用） 絮状的活性污泥表面积很大 约2000~10000m2/ m3（混 合液）
度上反映整个系统的运行状况。
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2.4 评价活性污泥性能的指标
混合液悬浮固体（Mixed Liquor Suspended Solids， MLSS）：
计量曝气池中活性污泥数量的指标； 指曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液悬浮固体数量， 单位为mg/L；
组成：
活性微生物 （Ma ）
（1）溶解氧：
好氧为微生物生存必要的条件
供氧不足妨碍微生物代谢，造成污泥膨胀
污泥膨胀指污泥结构极度松散，体积增大、 上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。 混合液中溶解氧浓度以2mg/L左右为宜。
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2.3 影响活性污泥增长的因素
（2）营养物：C、H、N、P
碳：以BOD5负荷率表示，它直接影响到污泥的 增长、有机物降解速率、需氧量和污泥沉降性能。 一般活性污泥法BOD5负荷率控制在 0.3kg(BOD5)/[kg(MLSS)· d]左右；高负荷活性污 泥法BOD5负荷率高达2.0 kg(BOD5)/[kg(MLSS)· d]左右。 对氮、磷的需要量应满足BOD5:N:P=100:5:1。 硫、钾、镁、钙、铁以及各种微量元素。
细菌表面常具有一层多糖类 粘液
污水中的 悬浮颗粒 和胶体物 质被絮凝 和吸附而 迅速除去
污水与活性污泥接触后的很短时间（约 30min）内（初期），水中有机物浓度 （BOD）迅速降低——吸附作用引起!
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2.2 净化过程及机理
吸附阶段
菌胶团
活性污泥中细菌的主要存在形式，有较强的吸附和氧化有 机物质的能力。 活性污泥的初期吸附性能取决于污泥的活性。 一般处于对数生长期的细菌活力很强，繁殖很快，但 粘液分泌少，不易凝聚和沉淀；稳定期后的细菌生长 速率下降，但菌胶团结构紧密，吸附、沉降性能良好。
对于处理城市污水的活性污泥系统，一般为0.75~0.85。
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2.4 评价活性污泥性能的指标
污泥沉降比（SV）：
将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀
污泥与原混合液的体积比，一般以%表示。
作用：
反映曝气池正常运行时的污泥量，用 以控制剩余污泥的排放； 能及时反映出污泥膨胀等异常情况。
12吸附阶段氧化阶段絮凝体形成与絮凝沉降阶段22净化过程及机理?吸附阶段吸附作用13絮状的活性污泥表面积很大约200010000m2m3混合液细菌表面常具有一层多糖类粘液污水中的悬浮颗粒和胶体物质被絮凝和吸附而迅速除去污水与活性污泥接触后的很短时间约30min内初期水中有机物浓度bod迅速降低吸附作用引起
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曝气：采取一定的措施，通过鼓风或叶轮等曝气
装置的作用，通过气液传递，使得空气中的氧气进
入污水中供微生物氧化有机物。
主要作用：
充氧：提供足够的溶解氧，供其代谢作用
搅动、混合：使得活性污泥处于悬浮的状态从
而使得活性污泥、污水和溶解氧充分接触。
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构曝 造气 池 的 类 型 和
曝 气 方 法
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3.2 曝气方法
微孔曝气管ห้องสมุดไป่ตู้
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微孔曝气设备安装 3.2 曝气方法
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射 流 式
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3.2 曝气方法
机械曝气：表面曝气机
表面曝气机充氧原理：
(1)曝气设备的提水和输水作用，使曝气池内液体不断循环流
动, 从而不断更新气液接触面, 不断吸氧； (2)曝气设备旋转时在周围形成水跃，并把液体抛向空中， 剧烈搅动而卷进空气； (3)曝气设备高速旋转时，在后侧形成负压区而吸入空气。
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应用的普遍性：95%以上的城市污水，5% 以上工业废水；
高效性：SS ，COD、90%以上； 灵活性：大，中，小水厂； 高，中，低负荷； 连续运行，可自动化； 工艺(运行方式多样)，功能多样化，可脱氮， 除磷。
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二、基本原理
能评 的价 指活 标性 污 泥 性 长影 的响 因活 素性 污 泥 增
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2.2 净化过程及机理
氧化阶段
在有氧的条件下，微生物利用吸附阶段吸附的有 机物
氧化分解，获取能量 合成新的细胞
从污水处理角度看，无论是氧化还是合成，都能 从废水中去除有机物，只是合成的细胞必须易于 絮凝沉降，从而能从水中分离出来。 比吸附阶段慢得多
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2.2 净化过程及机理
絮凝体形成与絮凝沉降阶段
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2.3 影响活性污泥增长的因素
（3）pH和温度：为维持活性污泥法处理设施正
常运转，混合液的pH应控制在6.5~9.0。温度以 20~30℃为宜。
（4）其他：有毒害作用的物质的浓度。
重金属、氰化物、H2S、卤族元素及其化合物 等无机物以及酚、醇、醛、染料等有机物。
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2.4 评价活性污泥性能的指标
高速离心鼓风机
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3.2 曝气方法
鼓风曝气：
空气净化器 鼓 风 机 空气输配管系统 扩 散 器
扩散器的作用是将空气分散成空气泡， 增大空气和混合液之间的接触界面，便于 将空气中的氧溶解于水中。
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3.2 曝气方法
扩散器的类型
小气泡扩散器 中气泡扩散器 大气泡扩散器
水力剪切扩散器
机械剪切扩散器
第二节
好氧悬浮生长处理技术
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主要内容
概述
活性污泥法的基本原理 曝气方法与曝气池的构造 活性污泥法的运行方式
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一、概 述
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城市污水处理厂
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活性污泥（Activated Sludge）
向生活污水中不断注入空气，维持水中有足够的溶解氧， 经过一段时间后，污水中即生成一种褐色絮凝体。 絮凝体由大量繁殖的微生物构成的，易于沉淀分离，使污 水得到澄清。
净 化 过 程 及 机 理
基 本 流 程 及 特 点
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2.1 基本流程及特点
以曝气池为核心，包括二次沉淀、污泥回流 系统、剩余污泥排放系统和曝气系统组成。
污泥回流的作用：保持曝气池恒定的污泥浓度。
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2.1 基本流程及特点
活性污泥法基本流程
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2.1 基本流程及特点
基本特点
以生物絮凝体（活性污泥）为生化反应的主体物； 以曝气设备提供氧源； 对体系进行搅拌增加接触和传质过程；采用沉淀方法除去 有机物；
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3.3 曝气池的类型和构造
混合液的流态
推流式 完全混合式 方形
平面形状
长方廊道形
曝气池与二次 沉淀池的关系
合建式 圆形
循环混合式
分建式
环状跑道形
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1、推流式曝气池
• 横断面上各点浓度均匀一致， 纵向上不存在混合。 • 平面布置：长宽比5-10，可 以两折或多折 • 横断面布置：池宽和有效水 深之比为1-2
• 底物浓度前高后低
• 根据断面上的水流情况：平 移式和旋转式
推流式曝气池
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推流式曝气池
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旋转推流式
平移推流式
2、完全混合曝气池
圆形
池 形
方形 矩形
分建式
根据和沉淀池的关系 合建式
合建式
原污水 混合液 整流挡板 曝气区 混合 汽水分离 导流区 污泥凝聚 回流缝 沉淀区 出水
回流污泥
剩余污泥
无机物(Mii)
MLSS
自身氧化的残 留物（Me）
不能被生物降解 的有机物（Mi）
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2.4 评价活性污泥性能的指标
混合液挥发性悬浮固体（Mixed Liquor Volatile Suspended Solids，MLVSS）：
指混合液悬浮固体中有机物的数量； 不包括Mii ，能较好的表示活性污泥微生物的数量，但由 于包括了Me和Mi，也不是最理想的指标。 在条件一定时，MLVSS/MLSS较稳定；
指曝气池中工作的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量的比
值，单位是天(d)。
表示新增长的污泥在曝气池中的平均停留时间，即曝气池工 作污泥全部更新一次所需时间。 污泥龄和细菌的增长处于什么阶段直接相关，以它作为生物 处理过程的主要参数是很有价值的。
如何计算？
XV c Qw X r (Qo Qw ) X e
一组活性污泥图片
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2.4 评价活性污泥性能的指标
活性污泥的性质
颜色 黄褐色 味道
土腥味
状态
相对密度
似矾花絮绒颗粒 曝气池混合液：1.002～1.003 回流污泥：1.004～1.006 含水98％~99％
干固体和水分 干固体1％~2%
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2.4 评价活性污泥性能的指标
微生物相观察
细菌、真菌、原生动物、部分少量的后生动物； 良好的活性污泥中，占优势的是以菌胶团为主要形式存在 的细菌； 镜检微生物种类、数量、优势度、代谢活动等，在一定程
L
②提高Cs值：
提高气相中的氧分压，如纯氧曝气、深井曝气等。
3.2 曝气方法
在水处理中，将空气扩散装置称为曝气装置或曝气头。
常见的曝气方式有：鼓风曝气、机械曝气
鼓风曝气：
空气净化器 鼓 风 机 空气输配管系统
扩 散 器
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3.2 曝气方法
罗茨鼓风机、回转风机
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3.2 曝气方法
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曝气转刷
曝气转刷
曝气转盘
测试中的曝气转碟
3.2 曝气方法
伞型表面曝气装置
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3.2 曝气方法
衡量曝气设备效能的指标
动力效率：指一度电所能转移到液体中去的氧量， 单位：kg/kw · h 氧转移效率：指鼓风曝气转移到液体中的氧占总 供给量的百分数。 充氧能力：指叶轮或转刷在单位时间内转移到液 体中的氧量。单位为kg/h
SV (%) 10 SVI MLSS ( g / l )
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；
其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀； 正常范围： 50150 ml/g（处理城市污水时）
2.4 评价活性污泥性能的指标
污泥龄（ θc ，生物固体停留时间，平均细胞停留时间，SRT ）
正常范围：2030%。
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SV的测定
15min 0min
30min
SV = 40%
2.4 评价活性污泥性能的指标
污泥体积指数（Sludge Volume Index，SVI）
曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，1g干污泥所形成的污泥
体积，( ml/g)
SV (ml / l ) SVI MLSS ( g / l )
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三、曝气方法与曝气池的构造
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构成 活性污泥法的三个要素
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物， 也就是活性污泥；
二是废水中的有机物，它是处理对象，也 是微生物的食料； 三是溶解氧，没有充足的溶解氧，好氧微 生物既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
曝气系统的设计和工作状况的优劣决定了活性 污泥法的能耗和处理效果。