第十三章活性污泥法
污水处理-活性污泥法
△X = aSr – bX
式中：a——污泥产率（污泥转换率） Sr——污水中被降解、去除的有机污染物量（BOD），kg/d
Sr Q(Sa Se )
X——曝气池混合液含有的活性污泥量，kg/d b——自身氧化率（衰减系数），d－1
5
活性污泥法基本原理
活性污泥净化反应过程
2 、微生物的代谢: 分解代谢和合成代谢
6
活性污泥法基本原理
活性污泥净化反应过程
曝气池内有机物氧化分解、细胞合成、内源代谢 数量关系：
7
影响因素与主要设计运行参数
净化反应影响因素
由于活性污泥中生物种类的过剩以及它们之间的相互竞 争，工艺条件的微小变化就能够引起微生物种群组成和污泥 絮体物理性能的显著变化。
X v
VX v X v
C
24
活性污泥评价及控制指标
有机污染物降解与需氧
25
反应动力学基础
莫诺方程式基本方程
max
S KS
S
按物理意义考虑：
max
S KS
S
1 dS d(S0 S) X dt Xdt
dS dt
max
XS KS
S
1 ds maxS (kg / kg h) X dt KS S
1细菌是活性污泥法中污水净化的 第一承担者，也是主要承担者。 2原生动物是活性污泥法中外上污水净化的第二承担者，它
摄食游离细菌，是细菌的首次捕食者 3后生动物是细菌的第二捕食者
3
活性污泥的增殖规律
1.适应期：各种酶系统对环境的适应过程 2.对数增殖期：活性污泥能量水平很高，污泥松散 3.减速增殖期：营养物成为微生物生长的限制因素，活性污泥
水污染控制工程(唐玉斌) 课后习题答案+考试重点
第十三章废水生物处理的基本理论概念：①底物和基质：在废水生物处理中，废水中能在酶的催化作用下发生化学反应的物质②比基质利用率：每单位重量微生物体对基质的利用速率q=(dS/dt)u /X③产氯系数：单位质量的基质被利用后增长的微生物的质量Y=dX/dS④比增长速率：每单位重量的微生物的增长速率u=(dX/dt)g /X⑤污泥龄：曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥数量之比值。
⑥内源呼吸系数Kd：指单位微生物体内单位反应时间内由于内源呼吸而消耗的微生物的量1、好氧生物处理和厌氧生物处理有何区别？答：①起作用的微生物不同。
好氧处理中是好氧微生物和兼性微生物起作用，而厌氧处理中有两大类群微生物起作用，先是厌氧菌和兼性菌，后是另一类厌氧菌。
②产物不同。
好氧处理中，有机物转化为CO2、H2O、NH3或NO2-、NO3-、PO43-、SO42-等，且基本无害，处理后的水无异臭。
厌氧处理中，有机物转化为CH4、NH3、胺化物或者氮气、H2S等，产物复杂，出水有异臭。
③反应速率不同。
好氧处理中，由于氧气作为电子受体，有机物氧化比较彻底，释放的能量多，因而有机物转化速率快，废水在设备内的停留时间短，设备体积小。
厌氧处理中有机物氧化不彻底，释放的能量少，所以有机物的转化速率慢，需要反应的时间长，设备体积庞大。
④对环境条件的要求不同。
好氧处理要求充分供氧，对环境条件要求不太严格。
厌氧处理要求绝对厌氧环境，对条件（PH、温度等）要求甚严。
2、在废水生物处理过程中，起作用的微生物主要有哪些？各种微生物所起的作用是什么？答：主要有：细菌（真细菌）（1吸附和分解有机物2为原生动物和微型后生动物提供良好的生存条件和附着场所）、古菌（用于有机废水的厌氧处理、用于极端水环境的生物修复工程）、真菌（在活性污泥曝气池中，真菌菌丝形成的丝状体对活性污泥的凝聚起着骨架作用）、藻类（利用光能CO2NH3PO43-生成新生细胞并释放氧气为水体供养）、原生动物（1起辅助净化作用2起指示生物作用）、后生动物（可对水体的污染状况做出定性判断）。
活性污泥法
高负荷：1.5 － 2.0kgBOD /kgMLSS· d； 中负荷：0.2 － 0.4kgBOD/kgMLSS· d； 低负荷：0.03－0.05kgBOD/kgMLSS· d
3、水温对污泥负荷的影响
在一定的水温范围内，提高水温，可以提高BOD的去除
速度和能力，降低废水的粘性，有利于活性污泥絮体的形
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 从废水中 去除的有 机物 （吸附量） 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）
增殖的微生物体
氧化产物
二、活性污泥法的基本流程
1．产生：从间歇式发展到连续式 2．基本工艺流程：
废水经过适当预处理（如 初沉）后，进入曝气池与池内 活性污泥混合成混合液，并在 池内充分曝气，废水中有机物 在曝气池内被活性污泥吸附、 吸收和氧化分解后，混合液进 入二次沉淀池，进行固液分离， 净化的废水排出。
L QS 0 F M Vx
式中Q、S0和V分别代表废水流量、BOD浓度和曝气池容积。
L BOD 污泥负荷 LV BOD 容积负荷
LV
QS a [kg BOD 5 /m 3曝气池 d] V
LV L X
式中：S0——原污水中有机污染物的浓度（BOD），mg/L X——混合液悬浮固体（MLSS）浓度，mg/L V——曝气池容积，m3
e s0 s e
K s Se
将式代人，整理得系统出水浓度为
Se K s 1 k d c YK c k d c 1
例 某污水处理厂，设计流量Q=500000m3，原废水的BOD5浓度为
240mg/l，初沉池对BOD5的去除率为25%，处理工艺为活性污泥法，要
活性污泥法
基本方式
方法设计
运行条件
方法设计
除普通活性污泥法外，还有多点进水、吸附再生、延时曝气和高负荷率活性污泥等方法。前两种方法与基本 流程有所不同，废水流进曝气池的入口的数目和位置有差别。在多点进水活性
活性污泥法污泥法中，只有一部分废水和回流污泥一起在首端入池。其余的废水分2～3次在离首端有一定距 离的2～3个入口处(入口的间距一般相等)进入曝气池。从流程上看,可以说吸附再生活性污泥法 (图2)只是多点 进水过程（图3）的变形,几个废水入口只用最后一个，后者即变成前者。
活性污泥法
废水生物处理技术
01 基本介绍
03 基本流程 05 影响因素
目录
02 基本组成 04 基本方式
基本信息
活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法，由Edward Ardern（爱德华·阿登）和William T. Lockett（威 廉·洛克特）于1914年首先在英国发明的。如今，活性污泥法及其衍生改良工艺是处理城市污水最广泛使用的方 法。它能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质， 同时也能去除一部分磷素和氮素，是废水生物处理悬浮在水中的微生物(micro-organism)的各种方法的统称。
基本介绍
基本介绍
活性污泥法是一种废水生物处理技术，是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。这种技术将废水与 活性污泥（微生物）混合搅拌并曝气，使废水中的有机污染物分解，生物固体随后从已处理废水中分离，并可根 据需要将部分回流到曝气池中。 活性污泥法是向废水中连续通入空气，
活性污泥法经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群， 具有很强的吸附与氧化有机物的能力。
活性污泥法基本知识
一．基本概念和工艺流程（一）基本概念1．活性污泥法：以活性污泥为主体的污水生物处理。
2．活性污泥：颜色呈黄褐色，有大量微生物组成，易于与水分离，能使污水得到净化，澄清的絮凝体（二）工艺原理1．曝气池：作用：降解有机物（BOD5）2．二沉池：作用：泥水分离。
3．曝气装置：作用于①充氧化②搅拌混合4．回流装置：作用：接种污泥5．剩余污泥排放装置：作用：排除增长的污泥量，使曝气也内的微生物量平衡。
混合液：污水回流污泥和空气相互混合而形成的液体。
二．活性污泥形态和活性污泥微生物（一）形态：1、外观形态：颜色黄褐色，絮绒状2．特点：①颗粒大小：0.02－0.2mm ②具有很大的表面积。
③含水率>99%,C<1%固体物质。
④比重1.002－1.006，比水略大，可以泥水分离。
3.组成：有机物：{具有代谢功能，活性的微生物群体Ma{微生物内源代谢，自身氧化残留物Me{源污水挟入的难生物降解惰性有机物Mi无机物：全部有原污水挟入Mii（二）活性污泥微生物及其在活性污泥反应中作用1．细菌：占大多数，生殖速率高，世代时间性20-30分钟；2．真菌：丝状菌→污泥膨胀。
3．原生动物鞭毛虫，肉足虫和纤毛虫。
作用：捕食游离细菌，使水进一步净化。
活性污泥培养初期：水质较差，游离细菌较多，鞭毛虫和肉足虫出现，其中肉足虫占优势，接着游泳型纤毛虫到活到活性污泥成熟，出现带柄固着纤毛虫。
☆原生动物作为活性污泥处理系统的指示性生物。
4．后生动物：（主要指轮虫）在活性污泥处理系统中很少出现。
作用：吞食原生动物，使水进一步净化。
存在完全氧化型的延时曝气补充中，后生动物是不质非常稳定的标志。
（三）活性污泥微生物的增殖和活性污泥增长四个阶段：1．适应期（延迟期，调整期）特点：细菌总量不变，但有质的变化2．对数增殖期增殖旺盛期或等速增殖期）细菌总数迅速增加，增殖表速率最大，增殖速率大于衰亡速率。
3．减速增殖期（稳定期或平衡期）细菌总数达最大，增殖速率等于衰亡速率。
第十三章 活性污泥法
第十三章 活性污泥法第一节 基本原理与分类一、基本原理活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水一类好氧生物的处理方法。
这种生物絮体叫做活性污泥，它由好气性微生物（包括细菌、真菌、原生动物和后生动物）及其代谢的和吸附的有机物、无机物组成，具有降解废水中有机污染物（也有些可部分利用无机物）的能力，显示生物化学活性。
如果向一桶粪便污水连续鼓入空气，经过一段时间（几天），由于污水中做生物的生长与繁殖，将逐渐形成带褐色的污泥状絮凝体，即活性污泥，在显微镜下观察，可见到大量的微生物。
活性污泥法净化废水包括下述三个主要过程。
1．吸附废水与活性污泥微生物充分接触，形成悬浊混合液, 废水中的污染物被比表面积巨大且表面上含有多糖类粘性物质的微生物吸附和粘连。
是胶态的大分子有机物被吸附后，首先被水解酶作用，分解为小分子物质，然后这些小分子与溶解性有机物一道在透膜酶的作用下或在浓差推动下选择性渗入细胞体内。
初期吸附过程进行得十分迅速，在这一过程中，对于含悬浮状态和胶态有机物较多的废水，有机物的去除率是相当高的，往往在10～40nin 内，BOD 可下降80％～90％。
此后，下降速度迅速减缓。
也有人发现，肢体的和溶解性的混合有机物被活性污泥吸附后，有再扩散且使BOD 回升的现象，如图13-1所示。
对活性污泥的吸附机理曾做过大量试验研究，较多的研究者认为是物理吸附和生物吸附的综合作用，可用Freundlich 模型或如下数学式描述吸附等温线s K dx ds (13—1)式中 s ——废水中底物浓度，用BOD 5表示；x ——活性污泥混合液的悬浮固体浓度（MLSS ）；K ——一次反应常数或称初期去除常数。
2．微生物的代谢微生物的代谢过程如第十二章所述，吸收进入细胞体内的污染物通过微生物的代谢反应而被降解，一部分经过一系列中间状态氧化为最终产物CO 2和H 2O 等．另一部分则转化为新的有机体，使细胞增殖。
一般地说，自然界中的有机物都可以被某些微生物所分解，多数合成有机物也可以被经过驯化的微生物分解。
活性污泥法
MLSS (mg/l) MLVSS (mg/l)
回流比 (%) 曝气时间HRT (h) BOD5去除率 (%)
0.20.4
0.30.6 515
15003000 12002400
2550 48 8595
2. 阶段曝气法（分段进水法）
有机物降解与需氧：
氧在微生物代谢过程中的用途：
(1)氧化分解有机物；
(2)氧化分解自身的细胞物质。
O2 a'Q Sr b'V X v
式中：O2——曝气池中混合液的需氧量，kgO2/d; a’——代谢每kgBOD所需的氧量， kgO2/kgBOD.d; b’——每kgVSS每天进行自身氧化所需的氧量， kgO2/kgVSS.d 。
0.76
制药废水
0.77
酿造废水
0.93
亚硫酸浆粕废水
0.55
b 0.10 0.13 0.016
0.13
a、b经验值的获得：
（3）通过实验获得：
x aQS r bVX v 可 改 写 为 ：
x a QS r b
VX v
VX v
x/VXv( /d)
1
b
a
＋
＋
＋
＋
＋
QSr/VXv(kgBOD/kgVSS.d)
思考题：如何解释单位质量污泥的需氧量与负荷成正比，而去除单位 质量BOD的需要量与负荷成反比？
a’、b’值的确定:
活性污泥法处理城市污水：
运行方式 完全混合式 生物吸附法 传统曝气法 延时曝气法
O2
0.71.1 0.71.1 0.81.1 1.41.8
a’
b’
0.42 0.11
活性污泥法
一、曝气池的类型和构造1、从混合液的流态分：●推流式曝气池：长方形廊道形池子，长采用鼓风抱起，扩散装置设在池子的一侧，使水流在池子中呈螺旋状前进，前段水流与后段水流不发生混合。
●完全混合式曝气池：废水进入反应池与池中混合液充分混合，池内废水组成、F/M、微生物群的组成和数量完全均匀一致。
●循环混合曝气池（氧化沟）：多采用转刷抱起，其平面形状像跑到。
转刷设在直段上，转刷转动使混合液抱起并在池内循环流动，使活性污泥保持悬浮状态；从整体上看，流态是完全混合的，但由于环流量为进水量的数百倍以上，在局部又具有推流的特征；连续运行时，需另设二沉池和污泥回流系统，间歇运行时可省去二沉池，停止曝气时，氧化沟做沉淀池用，剩余污泥通过设于沟内的污泥收集器排除。
二、活性污泥法的运行方式1、普通活性污泥法（传统活性污泥法）●曝气池呈长方形，水流形态为推流式●污水净化的吸附阶段和氧化阶段在一个曝气池中完成●进口处有机物浓度高，沿池长逐渐降低，需氧量也是沿池长逐渐降低●对有机物和悬浮物的去除率高，可达到85%~90%，适合处理要求高而水质比较稳定的废水●不能适应冲击负荷●需氧量沿池长前大后小，而空气的供应室均匀的，这就造成前段氧量不足，而后段氧量过剩●曝气时间长，曝气池体积大，占地面积和基建费用相应增大2、阶段曝气法●为了克服普通法的缺点而发展起来●污水沿池长分段多点进入，使有机物负荷分布较为均匀，对氧的需求也变得较为均匀，微生物能充分发挥分解有机物的能力●污泥浓度沿池长逐步降低，出流污泥浓度低，有利于二次沉淀池的运行●可以提高空气利用率和曝气池的工作能力，并且能减轻二沉池的负荷●特别适用于大型曝气池及高浓度废水3、完全混合法●进入曝气池的污水立即与池内原有的浓度低的大量混合液混合，得到了很好的稀释，所以进水水质的变化对污泥的影响将降低到很小的程度，能较好的承受冲击负荷●池内各点的有机物浓度均匀一致，微生物群的性质和数量基本相同，池内各部分工作情况几乎完全一致●完全混合法有可能把整个池子的工作情况控制在良好的同一条件下进行，微生物活性能够充分发挥●加速曝气法：利用处于对数增长期的微生物处理废水。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十三章活性污泥法
填空题：
1、活性污泥法有多种处理系统，如法、法、法、法、法。
（举出五种即可）
2、活性污泥法对营养物质的需求如下，：N ：P ＝。
3、对硝化反应的环境影响因素主要有、、、和有毒物质。
4、活性污泥微生物增殖分为以下四个阶段（期）、、、。
5、活性污泥系统中，和的出现，其数量和种类在一定程度上还能预示和指示出水水质，因此也常称其为“ 指示性微生物”
6、活性污泥法处理系统运行中的异常情况：、、（写出三种即可）。
7、对生物脱氮反应的反硝化过程的环境影响因素主要有以下6个、、、
、、。
8、活性污泥由四部分物质组成：1. 2. 3. 4.。
名词解释：
1、污泥沉降比
2、MLVSS
3、氧转移效率 (E A)
4、BOD 污泥负荷率（标明公式，单位）
5、污泥容积指数（标明单位及计算公式）
6、MLSS
7、活性污泥的比耗氧速率（标明单位）
8、泥龄（标明单位） 9、污泥回流比 10、BOD—容积负荷率（标明单位）
11、污泥解体 12、污泥膨胀 13、污泥上浮
14、氧垂曲线同步驯化法
问答题：>
1、什么是活性污泥法？活性污泥法正常运行必须具备哪些条件？
2、试指出污泥沉降比、污泥浓度、污泥容积指数在活性污泥法运行中的重要意义。
3、试讨论影响活性污泥法运行的主要环境因素。
4、衡量曝气设备效能的指标有哪些？什么叫充氧能力？什么叫氧转移效率？
5、列出8种活性污泥工艺及其主要优点和缺点，每种系统应在什么时候使用？
6、为什么多点进水活性污泥法的处理能力比普通活性污泥法高？
7、说明吸附再生法的工艺特定和适用条件？
8、什么叫污泥膨胀？什么情况下容易发生污泥膨胀？
9、如果从活性污泥曝气池中取混合液500ml盛于500ml的量筒内，半小时后的沉淀污泥量为150ml，试计算活性污泥的沉降比。
如果曝气池的污泥浓度为3000mg/L，求污泥指数。
根据计算结果，你认为曝气池的运行是否正常？
10、某工厂拟采用吸附再生活性污泥法处理含酚废水，废水的设计流量为（包括厂区生活污水），曝气池进水的挥发酚浓度为200mg/L，20五天生化需氧量为300mg/L试根据下列设计参数，计算曝气池（包括吸附和再生两部分）的基本尺寸和空气用量：曝气池容积负荷（以有机物去除量为基础）：
（1）挥发酚
（2）20五天生化需氧量为
曝气池吸附部分与再生部分容积比为2 ：3 ，曝气池吸附部分污泥浓度为3g/L，空气
用量（竖管曝气，在近池底处放气）为废水，挥发酚去除率为90%，生化需氧量去除率为90%。
11、请图示A（缺氧）/O（好氧）脱氮工艺，并简要说明各构筑物的作用。
12、请图示 A/A/O （即 A 2 O ）同步脱氮除磷工艺，并简要说明各构筑物的作用。
13、请给出莫诺方程（ Monod ），并图示莫诺方程与其关系曲线，并说明底物浓度过低时的反应特征。
14、SBR工艺在去除有机物时的5个运行操作步骤，SBR工艺的主要特点。
15、氧化沟与传统活性污泥相比具有哪些 ?
16、简述生物脱氮处理的原理。
17、进行硝化反应应控制哪些指标？并说明原因。
18、影响反硝化的环境因素有哪些？说明原因。
19、简述生物除磷机理及影响除磷效果的环境因素。
20、论述活性污泥法中丝状菌污泥膨胀的概念、特点、危害和评价指标。
21、某城镇污水量，原污水经初次沉淀池处理后值Sa＝200mg/L，要求处理
水为Se＝20mg/L，去除率90％，求定鼓风曝气时的供气量。
有关参数为：混合液活性污泥( 挥发性 ) Xv＝2000mg/L；曝气池出口处溶解氧浓度
C=2mg/L；计算水温25度，有关设计的各项系数：a'＝0.5；b'＝0.1；α＝0.8；β＝0.9；ρ＝1； (E A)＝18％。
Cs(20)=9.17mg/L;Cs(25)=8.4mg/L。
经计算曝气池有效容积，空气扩散装置安设在水下4米(H=4m)。
22、某城市污水处理厂最大设计流量, 生活污水总变化系数KZ＝1.49，初次沉淀池采用升流式异向流斜板(管)沉淀池,进水悬浮物浓度C1=250mg/L,出水悬浮物浓度C2=125mg/L。
求斜板（管）各部分尺寸。