3.1 活性污泥法的理论基础

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2)AS系统中各单元作用
• • • • • • • • ①曝气池： 充分混合；微生物降解有机物的场所 ②二沉池： 泥水分离；浓缩污泥，减小回流比。 ③污泥回流系统： 稳定微生物浓度，提供接种污泥。 ④供氧系统： 提供溶解氧；搅拌混合，泥水充分混合。
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3.1.2、活性污泥的形态与组成
• 1）形态
从上述结果可以看出，污染物的降解主要是 通过静止期、衰亡期微生物的内源呼吸进行， 并非直接的生物氧化(仅33％)。
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3.1.6、环境因素对AS微生物的影响
1.营养物质
• BOD5:N:P=100:5:1 • 通常生活污水和城市废水中含有足够 的营养物 • 工业废水补充营养物常用： • C源：甲醇 • N源：尿素CO (NH2)2 • P源：磷酸盐等
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• 4.pH值
• • • • 最佳：6.5~8.5 pH<4.5，微生物不能生存，易产生污泥膨胀 pH>9.0，微生物的代谢速率将受到影响 工业废水pH波动较大，易采取中和调节措施
• 5.有毒物质
• 1)重金属及其盐类：（限制）极限浓度 • 2)其它有毒物质：氰化物、氯化物等
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活性污泥微生物 结构显微镜照片
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活性污泥微生物结 构显微镜照片 －－菌胶团、丝状 菌、杆菌等
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活性污泥微生物结构 扫描电镜照片
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活性污泥微生物结 构扫描电镜照片
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• • • •
4) 后生动物的特征 ①常见微生物有轮虫、线虫等 ②捕食菌胶团和原生动物 ③是水质非常稳定时的指示生物
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3.1.1 活性污泥法的基本概念与基本流程
供氧
Q
曝气池或生化池
二沉池
Q
R Q
回流污泥 剩余污泥
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污泥回流井（潜污泵）
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1)AS系统有效运行的基本条件
• • • • • ①足够的可溶性易降解有机物 ②足够的DO； ③AS呈悬浮状态－－污水接触； ④混合液保持一定浓度的AS； ⑤无有毒害作用的物质。
第三章 生物处理理论与技术 （一） －－活性污泥法（AS）
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主要内容
• • • • ①AS法的理论基础 ②AS的性能指标及其相关参数 ③AS反应动力学－－Mond方程 ④活性污泥系统操作运行方式
• • • •
⑤曝气理论及曝气系统 ⑥活性污泥系统的控制与运行 ⑦活性污泥系统设计 ⑧活性污泥的发展与新工艺介绍
• b)非活性部分：惰性物质与无机颗粒为主，不对有机 物起降解作用，具有吸附和粘附污染物，并成为微 生物生长的载体功能 • 主要包含：
• • • Me－－微生物自身氧化的残留物 Mi－－原污水挟入的不能为微生物所降解的惰性物质 Mii－－原污水挟入的无机物质
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3.1.3.活性污泥微生物及其作用
1）活性污泥微生物及其食物链 在活性污泥系统中，有机物、细菌、原、后生动 物组成了一个小型的相对稳定的生态系统和食物链。
细菌
处理出水
废水中的有机 物C、N、P 溶解状 悬浮状
原生动物 剩余污泥 后生动物 食物的移动 代谢产物的移动
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2)活性污泥生物系统中细菌的特征：
①以碱性异养型细菌为主，自养菌略低。 ②优势菌种：产碱杆菌属 ③有较高的增殖速率，20~30min一个世代 ④动胶杆菌分泌大量胞外聚合物 动胶杆菌－细菌－－－成为菌胶团（具有 生物絮凝的功能）
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污水生物处理 核心：人工强化
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污水生物处理技术的基本类型
• 1) 好氧法： 利用好氧微生物 • a. 活性污泥法：水体自净；菌胶团，悬浮 生长； • b.生物膜法：土壤自净；膜状附着生长。 • 2) 厌氧法：利用厌氧微生物 • 包括厌氧接触法、UASB、厌氧生物膜法等
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3.1 活性污泥法的理论基础
• 外观：为黄褐色或铁红色、絮绒颗粒状 • －－ “生物絮凝体”或“菌胶团 “。 • 具体指标：直径0.02~0.2mm，含水率 99.2~99.8％， pH值： 6.7，比重： 1.002~1.006。
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2）组成
• a)活性部分：为有机组分，约占活性污泥总体的75～ 85%，主要是具有代谢活性活性的微生物群体 （Ma）；

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④内源呼吸（代谢）期 衰亡期 微生物进行内源代谢 多数细菌死亡，增殖曲 线呈下降趋势。 细胞菌体最大，自养菌 增加，硝化作用加强。

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3.1.5、活性污泥反应（净化）机理：
1）初期吸附去除： 反应时间：5～10min， 吸附去除：污水中大部分有机物(70%以上的 BOD，75%以上COD)迅速被吸附去除。 －－物理吸附和生物吸附相互交织

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2）微生物的代射 • a、分解代谢－－降解 • b、合成代谢－－同化 • 其代谢产物的模式如下图：
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• 具体代谢产物的数量关系如下图：即1/3被 氧化分解，80％×2/3=53%左右通过内源 呼吸降解，14%左右变成了残物。
CO2，NH3-HO2 分解氧化1/3 能量、有机物 可代谢的有机物 ＋足量O2 M’ 合成2/3 合成细胞质 C5H7NO2 80% 内源呼吸 20% 残留物 CO2，HO2 能量、无机物
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3.1.4.AS微生物的增殖规律－－四阶段
①适应期： 适应、驯化阶段， 各种酶系统的形成； 微生物量不变。

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②对数增殖期： 有机物营养充足 微生物增殖不受底物浓 度的限制，微生物以最 高速增殖；呈几何倍数 增长；

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③减速增殖期： 营养物被大量消耗， 微生物增殖速度缓慢 增殖速度＝衰亡速度 微生物活体数达到最高 水平，并趋于稳定。
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2.溶解氧DO
• • • • 保证好氧微生物生长的必要条件 供氧的方式：鼓风曝气、机械曝气 混合液出口：DO= 2mg/L
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3. 水温
• 1)温度影响反应的两个方面 • ①温度升高，生化反应速率加快，增殖速 率也提高。 • ②温度过度增高的不利影响 • 2)最佳水温：15~30℃ • 在6~7℃时，采取措施，降低负荷，提高 AS浓度，提高DO，延长曝气时间。


⑤真菌：丝状菌为代表
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• 3) 原生动物的特征
• • • • • ①个数可达103个/mL ②肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类 ③以细菌为食 ④为后生动物提供食料 －－维持AS系统中生态平衡
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活性污泥微生物结构 显微镜照片 －－钟虫、累枝虫、 漫游虫等
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活性污泥微生物结构 显微镜照片 －－菌胶团、累枝虫