活性污泥法1

3、活性污泥的组成
按McKinney的分析：
活性污泥由四部分物质所组成： ①具有代谢功能活性的微生物群体(Ma)； ②微生物(主要是细菌)自身氧化的残留物(Me)； ③由原污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质(Mi） ④由污水挟入的无机物质(Mii）。 • 其中微生物是活性污泥的主要组成部分。 • 细菌是活性污泥组成和净化功能的中心，是微生物
（5）微型藻类
在活性污泥系统中藻类数量及品种较少，大多为单细胞类； 沉淀池边缘、出水槽等阳光暴露处较多见。在氧化塘及氧 化沟等占地大、空间开阔的构筑物中数量及种类较多，呈 藻菌共生状态。
作用
藻类代谢过程中产生的氧可供异养细菌氧化有机物之需。
脱氮除磷。
光
106CO2+16NO3-+HPO4-+122H2O+18H+
放
量)
1

VX
即每天只要将系统的活性污泥排出1/。
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一般情况下，Xr是活性污泥特性和二次沉淀池沉 淀效果的函数，可由下式求定其近似值：
Xr

10 6 SVI
污泥龄(生物固体平均停留时间)是活性污泥处理系 统设计、运行的重要参数，在理论上也有重要意义。
污泥平均停留时间和增殖的关系密切，用控制 剩余污泥量，已是一种重要方法。
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而， Qw X r (Q Qw ) X e
式中，Qw—— 作为剩余污泥排放的污泥流量； Xr—— 剩余污泥浓度； Xe—— 排放处理水中的悬浮固体浓度。

VX
VX
Qw X r (Q Qw ) X e Qw X r

Qw
X
r
(每
日
的
污
泥
排
• 污泥龄也就是新增长的污泥在曝气池中平均停留 时间，或污泥增长一倍平均所需要的时间。
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计算式：
c

VX X
式 中 ：V — 曝 气 池 容 积 ； X —曝气池活性污泥浓度； X — 曝 气 池 内 每 日 增 长 的 活性 污 泥 量 ， 即 应 排 出 系 统 外 的 污 泥量 。
2、基本流程
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空 气
进
曝 气
水
池
二
沉
出
池
水
回流污泥
剩余 污泥
活性污泥法的基本流程
活性污泥法处理系统的组成:
（1）曝气池 微生物降解有机物的反应场所.
（2）曝气系统
为微生物提供溶解氧
搅拌混合作用
（3）沉淀池 （一般称为“二沉池”）
澄清（固液分离） 污泥浓缩（使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少）
计算式：
Ns—— 污泥负荷率，kgBOD/kg MLSS.d；
F M

NS

Q Sa X V
Q —— 进水平均流量，m3/d;
Sa—— 曝气池进水的BOD5，mg/L； X—— 混合液悬浮固体浓度，mg/L；
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V —— 曝气池有效容积，m3。
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2、BOD—容积负荷NV
定义：是指单位容积曝气池在单位时间内所
(mixed liquor volatile suspended solids）
定义：表示混合液活性污泥中有机性固体物质部分 的浓度，单位为g/L, mg/L。
表达式：MLVSS = Me + Ma + Mi
= MVSS-Mii
特点：在精确度方面比MLSS进了一步，但仍不能精 确地表示活性污泥微生物量，表示的仍然是活性污 泥量的相对值。
相对密度 粒经
比表面积
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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
0.02～0.2mm 20～100cm2/mL
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曝气池
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曝气池出水堰
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曝ຫໍສະໝຸດ Baidu池混合液配水进入二沉池
1、初期吸附去除 （吸附阶段）
BOD
t－最佳吸
附时间
废水与活性污泥微生物充 分接触，形成悬浮混合液。 废水中的污染物被微生物吸 附和粘连。
t
曝气时间
BOD5下降曲线
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吸附机理：物理吸附和 生物吸附的综合作用。
吸附量的大小，主要取 决于有机物的状态、活性污 泥性质和反应器中水力条件。
形成的沉降污泥与原混合液的体积比的百分数。
• 计算式：
SV

混
合
液
经
过30min 沉 淀 后 的 污 混合液原体积
泥
体
积 100
%
• 正常范围：15% ~ 30%
• 作用：
–可用以控制剩余污泥的排放量。
–可用以发现污泥膨胀等异常现象。
–是活性污泥处理系统重要的运行参数
–是评定活性污泥数量和质量的重要指标。
[C106H263O110N16P]+138O2
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藻类
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二、 活性污泥法的基本流程
1、什么是活性污泥法？
• 活性污泥法是以含于废 水中的有机污染物为培 养基，在有溶解氧的条 件下，连续地培养活性 污泥，再利用其吸附凝 聚和氧化分解作用净化 废水中有机污染物的一 类生物处理方法。
MLVSS与MLSS的比值以f表示，即
f = MLVSS / MLSS
在一般情况下，f值比较固定，对生活污水，f值常 在0.75左右。对于工业废水，其比值视水质不同而异。
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二、活性污泥的沉降性能指标
1、污泥沉降比（settling velocity， SV)
• 定义：SV是指混合液在量筒内静置沉淀30min后，所
混合液是曝气池中污水和活性污泥混合后的悬浮液。
混合液悬浮固体浓度是指曝气池内单位体积混合液 中干固体的含量，单位为g/l或mg/l。工程上还常用 kg/m3，也称混合液污泥浓度（一般用X表示）。
表达式：MLSS=Me + Ma + Mi＋Mii
Ma－活性的微生物群体； Me－内源呼吸残余的微生物机体 ； Mii－活性污泥吸附的无机惰性物质；Mi－难降解的有机悬浮物。
作用
通过体表吸收溶解性有机物，然后使之分解。 可吞噬废水中细小的有机物颗粒和游离细菌。 在处理过程中起着指标（指示性生物）的作用。 15
（4）后生动物
后生动物(主要指轮虫)在活性污泥系统中是不经常出现的， 仅在处理水质优异的完全氧化型的活性污泥系统，如延时 曝气活性污泥系统中出现，因此，轮虫出现是水质非常稳 定的标志。
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一般活性污泥法中，MLSS浓度一般为2~4g/L。 特点：测定方法比较简便易行，此项指标应
用较为普遍，但不能精确地表示具有活性的 活性污泥数，而表示的是活性污泥的相对值。
MLSS是活性污泥处理系统重要的设计、运 行参数。
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2、混合液挥发性悬浮固体浓度（ MLVSS ）
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2、污泥体（容）积指数
（sludge volume index， SVI )
• 定义：指曝气池出口处的混合液在静沉30min后，
1克干污泥所占有沉淀污泥容积的毫升数，单位 为ml/g，但一般不标注。
• 计算式： SVI SV的 百 分 数10
MLSS (g / L)
•例如，某曝气池污泥沉降比SV=30%，混合液悬 浮固体浓度为MLSS=3g/L，则污泥容积指数：
活性污泥中的真菌主要为丝状真菌，分属酵母菌及霉菌 两大类。
真菌常出现于某些含碳较高或pH 较低的工业废水处理系统中。
在常规处理系统中出现真菌往往提示负荷较高。 真菌具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白质及其他含氮化
合物的功能，但若大量异常的增殖会引发污泥膨胀现象。
（3）原生动物
在活性污泥中存活的原生动物有肉足虫、鞭毛虫 和纤毛虫等3类。
第3篇 污水的生物处理法
• 第1章 • 第2章
• 第3章
• 第4章 • 第5章
污水生物处理理论基础 污水好氧生物处理（一） ——活性污泥法 污水好氧生物处理（二） ——生物膜法 污水厌氧生物处理 污水的自然生物处理
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第2章
活性污泥法
Activated Sludge Processes
（4）污泥回流系统
把二次沉淀池中的一部分沉淀污泥再回流到曝气池，以供应曝气 池赖以进行生化反应的微生物。
（5）剩余污泥排放系统 曝气池内污泥不断增殖，增殖的污泥作为剩余污泥从剩余污泥排
放系统中排出。 是否曝气池中活性污泥越多越好呢？ 为何要存在剩余污泥呢？
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三、活性污泥降解废水中 有机物的过程及机理
菌胶团细菌
有很强的氧化、分解有机物的能力 保护作用 有很好的沉降性能
丝状细菌
有很强的氧化、分解有机物的能力，起着一定的净化作用。
若其数量超过菌胶团细菌，使污泥絮凝体沉降性能变 差，严重时引起活性污泥膨胀，造成出水水质下降。
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丝状细菌膨胀
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（2）真菌
教学内容：
• 2.1 活性污泥法的基本原理 • 2.2 活性污泥法的控制指标与设计、
运行参数 • 2.3 曝气理论和曝气系统 • 2.4 曝气池的构造 • 2.5 活性污泥法的发展与演变 • 2.6 活性污泥处理系统的工艺设计
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2.1 活性污泥法的基本原理
一、活性污泥 二、活性污泥法的基本流程 三、活性污泥降解有机物的过程及机理
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2.2 活性污泥处理系统的控制指标 与设计、运行参数
表示及控制活性污泥微生物量的指标 活性污泥的沉降性能指标 污泥龄 (sludge age)
BOD5污泥负荷
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一、表示及控制活性污泥微生物量的指标
1、混合液悬浮固体浓度（MLSS）
(Mixed Liquor Suspended Solids）
的最主要部分。 • 污水中有机物的性质决定哪些种属的细菌占优势。
4、活性污泥微生物及其在活性污泥工艺中的作用
（1）细菌
占活性污泥中微生物总重量的90%~95%，在某些工业废 水中甚至可达100%。在有机物的净化中起着最重要的作 用。活性污泥中的细菌主要有菌胶团细菌和丝状细菌， 它们构成了活性污泥的骨架。
1、什么是活性污泥（activated sludge） ？
由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群 体及其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。
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活性污泥图片
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2、活性污泥的性质
颜色
黄褐色
味道
土腥味
状态
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3010
SVI
100
3
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SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度 (活性)和凝聚、沉降性能。
• SVl值过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多， 缺乏活性和吸附力；
• SVI值过高，说明污泥难于沉降分离，并使回流污 泥 的 浓 度 降 低 ， 甚 至 出 现 污 泥 膨 胀 (sludge bulking)，导致污泥流失等后果。
• 一般认为：
– SVI < 100 – 100 < SVI < 200 – SVI > 200
污泥沉降性能良好 污泥沉降性能一般 污泥沉降性能较差，易膨胀，
• 一般控制SVI在50－150之间较好。
三、污泥龄（sludge age）
概念：污泥龄是指曝气池内活性污泥总量与每日
排放的剩余污泥量之比，即活性污泥在曝气池内 的平均停留时间，故又称“生物固体平均停留时 间” （Mean Cell Retention Time，简写为 MCRT），单位为d。用θc 或ts表示。 • 在运行稳定时，曝气池中活性污泥的量保持常数， 每日排出的污泥量也就是新增长的污泥量。
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2、微生物的代谢（稳定阶段）
呈胶体的大分子有机物被吸附后，首先被水解 酶作用分解成小分子物质，然后和溶解性有机 物在透膜酶或浓差的作用下选择性地渗入细胞 体内。
转移到细胞体内的有机物，在各种胞内酶的催 化作用下，被微生物所代谢而降解，一部分经 过一系列中间状态氧化为最终产物CO2和H2O等， 另一部分转化为新的有机体，使细胞增殖。
承受的有机物量，称为容积负荷，以NV表示，
单位为kg(BOD5)/m3·d；
表达式：
有助于说明污泥微生物的组成：世代期长的微生 物在系统中将被逐渐淘汰。
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四、BOD负荷
1、BOD—污泥负荷NS
定义：在活性污泥法中，一般将有机底物与
活性污泥的重量比值（F/M)，即曝气池内单
位重量活性污泥，在单位时间内所承受的有机
污染物量，称为污泥负荷，以Ns表示，单位为 kg (BOD5 ) / kg(MLSS)·d。