水污染控制工程_第十二章_ 活性污泥法
水污染控制工程：第十二章 活性污泥法2-1
c V
X
第三节 活性污泥法数学模型基础
R
（1 -
t
c
）
X
X R-
X
（12-25）
二沉池运行正常时：
X R
max
10 6 SVI
（12-26）
式中：t=V/Q，曝气池水力停留时间； SVI-污泥体积指数。
第三节 活性污泥法数学模型基础
对于稳定运行的完全混合曝气池，对活性污泥的微生物物料 平衡可简化为：
第三节 活性污泥法数学模型基础
一般二沉池沉淀效果良好时，出水中的SS小 于15mg/L，因此，随出水排出的污泥量对污泥泥龄 的影响相比于剩余污泥量对污泥泥龄的影响小很多， 甚至可以忽略，因而污泥泥龄可简化为：
c
XV Qw X R
（12-4）
对于图12-24中，如果剩余污泥是从曝气池直接排放
的，那么式（12-4）中污泥浓度XR=X，故 ：
（12-2）
式中： c —污泥龄（SRT），d；
（X）T—处理系统（曝气池）中总的活性污泥质量，kg； (X / t)T —每天从处理系统中排出的活性污泥质量，kg/d。
第三节 活性污泥法数学模型基础
结合图12-24，根据污泥龄的概念。有下式：
c
Q
XV
Qw X e
Qw X R
（12-3）
式中：X—曝气池中活性污泥浓度，gVSS/m3； V—曝气池容积，m3； Q—进水流量，m3/d； Qw—剩余污泥排放量，m3/d； Xe—出水中微生物浓度，gVSS/m3； XR—回流污泥浓度，gVSS/m3。
X t
Kd Y
c
1 Y
（12-40）
可根据污泥泥龄、水力停留时间、污泥浓度和进出水
(NEW)高廷耀《水污染控制工程》(第4版)(下册)笔记和课后习题(含考研真题)详解
目 录
第9章 污水水质和污水出路
9.1 复习笔记
9.2 课后习题详解
9.3 考研真题详解
第10章 污水的物理处理
10.1 复习笔记
10.2 课后习题详解
10.3 考研真题详解
第11章 污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础11.1 复习笔记
11.2 课后习题详解
11.3 考研真题详解
第12章 活性污泥法
12.1 复习笔记
12.2 课后习题详解
12.3 考研真题详解
第13章 生物膜法
13.1 复习笔记
13.2 课后习题详解
13.3 考研真题详解
第14章 稳定塘和污水的土地处理14.1 复习笔记
14.2 课后习题详解
14.3 考研真题详解
第15章 污水的厌氧生物处理
15.1 复习笔记
15.2 课后习题详解
15.3 考研真题详解
第16章 污水的化学与物理化学处理16.1 复习笔记
16.2 课后习题详解
16.3 考研真题详解
第17章 城市污水回用17.1 复习笔记
17.2 课后习题详解17.3 考研真题详解
第18章 污泥的处理与处置18.1 复习笔记
18.2 课后习题详解18.3 考研真题详解
第19章 工业废水处理19.1 复习笔记
19.2 课后习题详解19.3 考研真题详解
第20章 污水处理厂设计20.1 复习笔记
20.2 课后习题详解20.3 考研真题详解
第9章 污水水质和污水出路
9.1 复习笔记
【知识框架】
【重点难点归纳】
一、污水性质与污染指标
1污水的类型与特征（见表9-1）
表9-1 污水来源及特点。
12.1-2活性污泥法
完全混合式曝气池
封闭环流式反应池
序批式反应池（SBR）
二、 活性污泥法的发展和演变
1 传统活性污泥法
传统活性污泥法（CAS）：早期工艺，反应器为矩形，水流为 准推流，底部或一侧设曝气设备。
2 渐减曝气和分段进水活性污泥法
在推流式曝气池中，混合液的需氧量在长度方向上是逐步 下降的，因此，等距离均量布置扩散器是不合理的，实际 情况是：前半段水中氧量远远不够，而后半部分则超出了 需要。基于以上分析，有人提出并采用了渐减曝气和分段
污水中的有机物转移到活性污泥上去。
吸附阶段
活性污泥具有巨大的表面积，含有多糖类粘性物质，极易吸 附水中的各种悬浮物质。
稳定阶段
转移到活性污泥上的有机物被微生物利用的过程。 微生物将可以降解的有机物分解，部分形成新的细胞，部分 矿化为二氧化碳和水。从而达到净化污水的目的。
一般，吸附阶段时间很短，大约15-45 min左右。 而稳定阶段时间持续较长，是活性污泥法降解有机污染物的主要阶段。
推流式曝气池
完全混合式曝气池
池型可以为圆形，也可以为方形或矩形。曝气设备可采用表面
曝气机，置于池的表面中心，废水从池底进入，在曝气机的搅 拌下和全池混合，水质均匀。不像推流曝气池那样上下段有明 显的区别。完全混合曝气池可以和沉淀池分建或合建，因此可 分建式：表面曝气机的充氧和混合性能同池型关系密切，因而表面曝气机 以分为分建式和合建式。
SVI值可以衡量活性污泥的沉降浓缩特性。他的测量受到很多因素影响， 如容器直径、污泥浓度等，所以，各个污水处理厂的SVI值没有可比性。
3）溶解氧（DO）及溶解氧消耗速率：
活性污泥系统曝气池中的溶解氧浓度一般要维持在2-4 mg/L，不宜低于1 mg/L。 DO消耗速率：即单位时间、单位体积的溶解氧消耗量（ mg/L· min），该参数可以看作污泥活性的量化指标。 获得方法：不同时间测 量混合溶液的DO值，
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）。
水污染控制工程重点复习题(最终版)
《水污染控制工程》重点复习题一、名词解释1、生物膜法生物膜法是一大类生物处理法的统称，包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池及生物流化床等工艺形式，其共同的特点是微生物附着生长在滤料或填料表面上，形成生物膜。
污水与生物膜接触后，污染物被微生物吸附转化，污水得到净化。
2、活性污泥法活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。
活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。
利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。
然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。
3、生物脱氮生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N 2和N x O 气体的过程。
其中包括硝化和反硝化两个反应过程。
（PPT 版）含氮化合物经过氨化、硝化、反硝化后，转变为氮气而被除去的过程。
（课本版）4、泥龄微生物平均停留时间，又称污泥龄，是指反应系统内的微生物全部更新一次所用的时间，在工程上，就是指反应系统内微生物总量与每日排出的剩余微生物量的比值。
以θC 表示，单位为d 。
5、污泥比阻单位质量干滤饼的过滤阻力m/kg ，比阻抗值越大的污泥，越难过滤，其脱水性能也差。
6、水体自净河流的自净作用是指河水中的污染物质在河水向下游流动中浓度自然降低的现象。
7、废水生物处理定义1：利用微生物的氧化分解及转化功能，以废水有机物作为微生物的营养物质，通过微生物的代谢作用，使废水中的污染物质被降解、转化，废水得以净化。
定义2：污水的生物处理是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养 多样、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，对污水进行净化的处理方法。
（课本上有两种定义，自己选择哈！）8、BOD 5在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所需要的氧量（20℃，5d ）。
水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量，间接反映了水中可生物降解的有机物量。
水污染控制工程：第十二章 活性污泥法2-3
NO2
H 2O
2H
NO2
1 2
O2
NO3
第六节 脱氮、除磷活性污泥法工艺及其设计
2 硝化反应 若考虑硝化细菌新细胞的合成，则反应式为：
55NH
4
76O2
109HCO3
C5H7 NO2
54NO2
57H 2O
104H 2CO3
400NO2
NH
4
4H 2CO3
HCO3
195O2
C5H7 NO2
3H 2O
第六节 脱氮、除磷活性污泥法工艺及其设计
硝化反应池中DO浓度一般足够高，
K
DO O DO
1
，如果再忽略硝化菌的内源代谢作用，则：
n
nm
Na Kn Na
硝化菌比生长速率同样受温度影响，15 ℃ 时硝化菌的最大比生长速率为0.47d-1，硝化 菌比生长速率与温度的关系可表示为：
第六节 脱氮、除磷活性污泥法工艺及其设计
S0—曝气池进水的平均BOD5浓度，g/m3； Se—曝气池出水的平均BOD5浓度，g/m3； △Xv—系统每天排除的剩余污泥量，g/d； 4.57—氨氮的氧当量系数；
Nk—进水总凯氏氮浓度，g/m3； Nke—出水总凯氏氮浓度，g/m3。化工艺中，总需氧量为：
第十二章 活性污泥法
12.6 脱氮、除磷活性污泥法工艺及其设计 12.7 二次沉淀池 12.8 活性污泥法处理系统的设计、运行与管理
第六节 脱氮、除磷活性污泥法工艺及其设计
一、生物脱氮原理： 1、氨化：溶解性有机氮化合物经微生物降解释放出氨的过程。 1）、水解脱氨作用，产生羟基羧酸和氨
在缺氧条件下，氨化菌（异养菌）将有机会氮化合物（蛋 白质）、脂肪等）分解转化为有机酸和氨。
《水污染控制工程》(第4版)(下册)第12章 活性污泥法【圣才出品】
第12章活性污泥法12.1复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、基本概念1．活性污泥（1）活性污泥组成①有活性的微生物（Ma），如以菌胶团形式存在的细菌、真菌等；②微生物自身氧化残留物（Me）；③吸附在活性污泥上没有被微生物所降解的有机物（Mi）；④无机悬浮固体（Mii），主要来自入流的污水，也包括细胞物质中的一些无机物质。
（2）活性污泥性状①粒径在200～1000μm的类似矾花状不定形的絮凝体；②具有约20～100cm2/mL的较大表面积；③一般呈茶褐色，略显酸性，稍具土壤的气味并夹带一些霉臭味；④供氧不足或出现厌氧状态时活性污泥呈黑色，供氧过多营养不足时污泥呈灰白色。
（3）活性污泥的评价方法①生物相观察利用光学显微镜或电子显微镜进行观察。
②混合液悬浮固体浓度、混合液挥发性悬浮固体浓度a．混合液悬浮固体浓度（MLSS），是指曝气池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量，又称污泥浓度。
它包括Ma、Me、Mi及Mii四者在内的总量。
b．混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS），是指混合液悬浮固体中有机物的质量。
它包括Ma、Me及Mi三者，不包括污泥中无机物质。
MLSS 测定简便，工程上往往以它作为评价活性污泥量的指标。
MLVSS 代表混合液悬浮固体中有机物的含量，比MLSS 更接近活性微生物的浓度，测定也较为方便。
对某一特定的污水处理系统，MLVSS/MLSS 的比值相对稳定，因此可用MLVSS 表示污泥浓度。
③污泥沉降比（SV%）污泥沉降比是指曝气池混合液静止30min 后沉淀污泥的体积分数，标准采用1L 的量筒测定污泥沉降比。
通常使用污泥沉降比（SV%）和污泥体积指数来表示活性污泥的沉降性能。
④污泥体积指数（SVI）污泥体积指数（SVI）是指曝气池混合液沉淀30min 后，每单位质量干泥形成的湿污泥的体积，常用单位为mL/g。
其计算公式为：()()m S L VI /L MLSS g/L =沉淀污泥的体积SVI 表示沉淀后单位干泥所占体积，比SV%能更准确反映污泥的沉降性能。
(NEW)高廷耀《水污染控制工程》(第4版)(下册)笔记和课后习题(含考研真题)详解
目 录第9章 污水水质和污水出路9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 考研真题详解第10章 污水的物理处理10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 考研真题详解第11章 污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 考研真题详解第12章 活性污泥法12.1 复习笔记12.2 课后习题详解12.3 考研真题详解第13章 生物膜法13.1 复习笔记13.2 课后习题详解13.3 考研真题详解第14章 稳定塘和污水的土地处理14.1 复习笔记14.2 课后习题详解14.3 考研真题详解第15章 污水的厌氧生物处理15.1 复习笔记15.2 课后习题详解15.3 考研真题详解第16章 污水的化学与物理化学处理16.1 复习笔记16.2 课后习题详解16.3 考研真题详解第17章 城市污水回用17.1 复习笔记17.2 课后习题详解17.3 考研真题详解第18章 污泥的处理与处置18.1 复习笔记18.2 课后习题详解18.3 考研真题详解第19章 工业废水处理19.1 复习笔记19.2 课后习题详解19.3 考研真题详解第20章 污水处理厂设计20.1 复习笔记20.2 课后习题详解20.3 考研真题详解第9章 污水水质和污水出路9.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、污水性质与污染指标1污水的类型与特征（见表9-1）表9-1 污水来源及特点2污水的性质与污染指标水质污染指标是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反映污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。
（1）污水的物理性质与污染指标（见表9-2）表9-2 污水的物理性质与污染指标（2）污水的化学性质与污染指标①有机物有机物的主要危害是消耗水中溶解氧。
在工程中一般采用生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD或OC）、总有机碳（TOC）、总需氧量（TOD）等指标来反映水中有机物的含量。
《水污染控制工程》第十二章+活性污泥法
三、活性污泥降解污水中有机物的过程
活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除） 过程可分为两个阶段。
吸附阶段
由于活性污泥具有巨大 的表面积，而表面上含 有多糖类的粘性物质， 导致污水中的有机物转 移到活性污泥上去。
稳定阶段
主要是转移到活性污泥上 的有机物为微生物所利用
第二节 活性污泥法的发展
一、活性污泥法曝气反应池的基本形式
初沉池：设在工艺系统首端，用于去除原废水中 所含的悬浮物质。
二沉池：设在系统末端，将曝气池出水中的活性 污泥进行分离、浓缩；
回流污泥：主要用来保持曝气池中所需的微生物 量，以分解氧化有机物；
曝气：既为活性污泥微生物提供呼吸所需的氧 气，同时也使活性污泥与废水不断混合、搅拌以防 止活性污泥在曝气池中沉淀。
推流式曝气池
推流曝气池长宽比一般为5～10；进水方式不限；出水用溢流堰。 推流曝气池的池宽和有效水深之比一般为1～2。 根据横断面上的水流情况，可分为平流推移式、旋流推流式。
进水
气泡 出水
平面流态示意 平流推移式态示意图
横断面示意
进水
出水
旋流
旋流推流式态示意图
完全混合曝气池
按池形分：圆型、方型、矩型； 根据和沉淀池的关系分：分建式、 合建式。
2.渐减曝气活性污泥法
供
、
需
氧 速 率
供氧速率 需氧速率
进水 曝气池
二沉池 出水
回流污泥
剩余污泥
渐减曝气活性污泥法
3.多点进水活性污泥法
供
、
需
氧 速
需氧速率
率
进水
曝气池
供氧速率 二沉池 出水
回流污泥 多点进水活性污泥法
水污染控制工程废水好氧生物处理工艺——活性污泥法
污泥龄也称固体平均停留时间或细胞平均停留时间 污泥龄是影响活性污泥处理效果的重要参数。
水力停留时间是指水在处理系统中的停留时间，单 位也是d。HRT＝V/Q，V是曝气池的体积；Q是 废水的流量。
对于推流式活性污泥法，氧的最大需要量出现在污水与污 泥开始混合的曝气池首端，常供氧不足。供氧不足会出现 厌氧状态，妨碍正常的代谢过程，滋长丝状菌。供氧多少 一般用混合液溶解氧的浓度表示。
混合液是曝气池中污水和活性污泥混合后的混合悬 浮液。
混合液固体悬浮物数量是指单位体积混合液中污泥 的含量，单位为mg/L或g/L，工程上还常用kg/m3。
它是计量曝气池中活性污泥数量多少的指标。
指混合液悬浮固体中的有机物的重量，单位为 mg/L、g/L或kg/m3。
把混合液悬浮固体在600℃焙烧，能挥发的部分 即是挥发性悬浮固体，剩下的部分称为非挥发性 悬浮固体（MLIVSS）。
向生活污水注入空气进行曝气，并持续一段 时间以后，污水中即生成一种絮凝体。这种 絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构 成，它有巨大的表面积和很强的吸附性能， 称为活性污泥 。
活性污泥通常为黄褐色絮状颗粒，其直径一 般为0.02－2mm，含水率一般为99.2－ 99.8％，密度因含水率不同而异，一般为 1.002－1.006g/cm3。
1、污泥负荷 在(M活LS性S污)的泥重法量中比，值一(f般oo将d有t机o b物io（mBaOsDs,5F）:M与)活，性称污为泥污泥
负荷，一般用N表示。 污泥负荷又分为重量负荷和容积负荷。 重污量泥负在荷单位(o时rg间an内ic所lo承ad受in的gBrOaDte5,量N，S）单即位单为位kg重B量O活D5性
水污染控制工程：第十二章 活性污泥法2-2
将上式改写成：
S0 Se Xt
K2Se
(12-12)
定义：
Ls
S0
Se Xt
Q(S0 VX
Se
)
,
Lv
S0
t
Se
Q(S0 Se) V
L`s—以底物去除量为基础得污泥负荷，[kgBOD去除 （kgMLVSS·d)];
L`v—以底物去除量为基础得容积负荷，[kgBOD去除 /(m3·d）。
又∵
ln
X X0
K1t
（12-2`）
X X 0 X X YobsS S Sr S0 S
式（12-2`）
改写为： ln
X0
Yobs Sr X0
K1t
（12-3`）
第三节 活性污泥法数学模型基础
式中：Sr—去除的底物浓度，mg/L； S0—起始的底物浓度，mg/L； S—t时刻（d）的底物浓度，mg/L；
第三节 活性污泥法数学模型基础
2、低底物浓度活性污泥微生物处于减速增殖期阶段：
一般说：F/M比值为0.3~0.6kgBOD/(kgMLVSS·d）时，活性
污泥微生物处于减速增殖期阶段。生化反应器进水BOD常低
于300~500mg/L。由于底物浓度低，活性污泥微生物的增长速
率与底物的降解速率与底物浓度有关，为一级反应。可用下式
K1—对数增殖速率常数，d-1； Yobs—表观产率系数，
例：用完全混合活性污泥法处理高浓度有机废水。废水流量 Q=1000m3/d，BOD5=2000mg/L，曝气池初MLSS=3000mg/L， 回流污泥浓度12000mg/L。导试得：K1=2d-1。Yobs=0.65， MLVSS/MLSS=0.75。要求处理水BOD5=200mgL，试计算曝气 池容积。
高廷耀《水污染控制工程》第4版下册章节题库(活性污泥法)【圣才出品】
倒伞型叶轮曝气器和平板型叶轮曝气器等；②卧轴式机械曝气装置，曝气转刷、曝气转盘等。
8．关于生物法脱氮流程，不正确的是（ ）。 A．一级硝化及反硝化中硝化池同时进行碳的氧化 B．一级、二级在反硝化之前都要投加有机碳源 C．一级、二级中的曝气池主要起充氧作用 D．一级、二级中的沉淀池都有回流污泥排出 【答案】C 【解析】污水生物脱氮处理过程中氮的转化主要包括氨化、硝化和反硝化作用，其中氨 化可在好氧或厌氧条件下进行，硝化作用是在好氧条件下进行，反硝化作用在缺氧条件下进 行的。生物脱氮是指含氮化合物经过氨化、硝化、反硝化后，转变为 N2 而被去除的过程。 生物脱氮流程中，第一级曝气池主要是发生氨化作用，使有机氮转化为氨氮；第二级曝气池 投入碱以维持 pH，从而进行硝化作用。
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污泥沉降性能良好；SVI＞200 时，污泥沉降性能差；SVI 过低时，如小于 50，污泥絮体细 小紧密，含无机物较多，污泥活性差。
3．关于污泥龄的说法，不正确的是（ ）。 A．相当于曝气池中全部活性污泥平均更新一次所需的时间 B．相当于工作着的污泥总量同每日的回流污泥量的比值 C．污泥龄并不是越长越好 D．污泥龄不得短于微生物的世代期 【答案】B 【解析】污泥龄是指曝气池中的活性污泥总量同每日从曝气池系统中排出的剩余污泥量 的比值。实质是曝气池中的活性污泥全部更新一次所需要的时间。污泥龄太长易使污泥老化， 影响沉淀，导致处理效果下降。
4．关于活性污泥处理有机物的过程，不正确的是（ ）。 A．活性污泥去除有机物分吸附和氧化与合成两个阶段 B．前一阶段有机物量变，后一阶段有机物质变 C．前一阶段污泥丧失了活性 D．后一阶段污泥丧失了活性 【答案】D 【解析】在活性污泥法的曝气过程中，污水中有机物的变化包括两阶段：①吸附阶段， 主要是污水中的有机物转移到活性污泥上；②稳定阶段，主要是转移到活性污泥上的有机物 被微生物所利用，微生物利用有机物的过程比较缓慢。
水污染控制工程-第三版-部分要点整理
水污染控制工程-第三版-部分要点整理第十二章第一节基本概念活性污泥法本质上与天然水体自净过程类似，都是好氧生物过程，只是活性污泥法净化强度大，有人工的因素在里面。
污泥泥龄：污泥泥龄是指曝气池中微生物细胞的平均停留时间。
活性污泥的组成：有活性的微生物（Ma）；微生物自身氧化残留物（Me）；媳妇在活性污泥上不能被微生物所降解的有机物（Mi）；无机悬浮固体（Mii）。
活性污泥性状：活性污泥是粒径在200~1000μm的类似矾花状不定性的絮状物。
混合液悬浮固体浓度（MLSS）：指曝气中池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量，也称之为污泥浓度，它包括（Ma、Me、Mi、Mii）。
混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）：是指混合液悬浮固体中有机物的质量，它包括（Ma、Me、Mi）。
一般污水处理厂曝气池混合液的MLVSS/MLSS在0.7~0.8.污泥沉降比：污泥沉降比是指曝气池混合液静止30min后沉淀污泥的体积分数，通常采用1L的两桶测定污泥沉降比。
污泥体积指数（SVI）：是指曝气池混合液沉淀30min后，单位之恋干泥形成的是污泥体积，常用单位也mL/g。
SVI=沉淀污泥的体积/MLSS。
SVI在100~150时，污泥沉降性能能娘好活性污泥法基本流程：主线是进水——曝气池——沉淀池——出水。
分线沉淀池污泥回流至进水处，同时剩余污泥量排出。
活性污泥降解有机物的过程分为：吸附阶段和稳定阶段。
吸附阶段：主要是污水中的有机物转移到活性污泥上。
稳定阶段：主要是转移到活性污泥上的有机物被微生物所利用。
耗氧量可以反映污水中有机物的浓度，耗氧量的下降就是有机物浓度的降低。
耗氧量和BOD5下降量相同时说明污水中取出的有机物已经全部被微生物所利用。
如果不相等，则两者之差就绪昂党羽尚未被微生物所利用的那部分有机物。
第二节活性污泥的发展曝气池实质是一个反应器，他的池型与所需的水力特征级反映要求密切相关，主要分为推流式、完全混合式、封闭环流式和序批式四大类。
水污染控制工程：第12章 活性污泥法(及答疑)
12.6 活性污泥法系统的运行管理 Operation and management of activated sludge system
丝状菌污泥膨胀（Filamentous bulking）
➢ 污水水质（Wastewater characteristic）：含溶解 性碳水化合物高的的污水往往发生由浮游球衣菌 引起的污泥膨胀，含硫化物高的污水往往发生由 硫细菌引起的污泥膨胀。水温和pH值也对污泥膨 胀有明显的影响。
1）调试运行（Debugging and Operation）
• 解决这样一个问题：
一座污水处理厂（氧化沟，SBR，生物滤池）建 好之后，如何使其正常运转？
12.6 活性污泥法系统的运行管理 Operation and management of activated sludge system
1）调试运行（Debugging and Operation）
12.6 活性污泥法系统的运行管理 Operation and management of activated sludge system
2)运行参数(Operation parameter )
水力负荷：水力停留时间（HRT）；
有机负荷（organic loading）；
微生物浓度（MLSS/MLVSS）；
污泥上浮(rising sludge)
• 现象：污泥沉淀3060分钟后呈层状上浮，且 多发生在夏季；
• 原因：反硝化作用导致在二沉池中被还原成N2， 引起污泥上浮；
• 对策： ① 减少污泥在二沉池中的停留时间；
•
② 减少曝气量。
12.6 活性污泥法系统的运行管理 Operation and management of activated sludge system
高廷耀《水污染控制工程》（第4版）（下册）考研真题精选-第十二章活性污泥法【圣才出品】
⾼廷耀《⽔污染控制⼯程》（第4版）（下册）考研真题精选-第⼗⼆章活性污泥法【圣才出品】第⼗⼆章活性污泥法⼀、选择题1．关于污泥龄的说法，不正确的是（）。
[中国地质⼤学（武汉）2009年研]A．相当于曝⽓池中全部活性污泥平均更新⼀次所需的时间B．相当于⼯作着的污泥总量同每⽇的回流污泥量的⽐值C．污泥龄并不是越长越好D．污泥龄不得短于微⽣物的世代期【答案】B【解析】污泥龄表⽰在处理系统（曝⽓池）中微⽣物的平均停留时间，实质就是曝⽓池中的活性污泥全部更新⼀次所需要的时间。
它是指处理系统（曝⽓池）中总的活性污泥质量与每天从处理系统中排出的活性污泥质量，包括从排泥管线上排出的污泥加上随出⽔流失的污泥量的⽐值。
B项，应相当于⼯作着的污泥总量同每⽇系统中排出的污泥质量的⽐值。
2．利⽤活性污泥增长曲线可以指导处理系统的设计与运⾏，下列指导不正确的是（）。
[中国地质⼤学（武汉）2009年研] A．⾼负荷活性污泥系统处于曲线的对数增长期B．⼀般负荷活性污泥系统处于曲线的减速⽣长期C．完全混合活性污泥系统处于曲线的减速⽣长期D．延时曝⽓活性污泥系统处于曲线的内源代谢期【答案】C【解析】C项，完全混合活性污泥系统中，进⼊曝⽓池的污⽔很快被稀释，活性污泥负荷F/M值均相等，混合液的需氧速度均衡。
完全混合活性污泥法系统因为有机物负荷低，微⽣物⽣长通常位于⽣长曲线的静⽌期或衰亡期，活性污泥易于产⽣膨胀现象。
3．氧化沟的运⾏⽅式是（）。
[中国地质⼤学（武汉）2009年研]A．平流式B．推流式C．循环混合式D．完全混合式【答案】D【解析】氧化沟是延时曝⽓法的⼀种特殊形式，⼀般采⽤圆形或椭圆形廊道，池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有机械曝⽓和推进装置，也有采⽤局部区域⿎风曝⽓外加⽔下推进器的运⾏⽅式，廊道中⽔流呈推流式，但过程动⼒学接近完全混合反应池，运⾏⽅式是完全混合式。
⼆、填空题1．表征活性污泥沉降性能的主要指标有：______、______。
高廷耀《水污染控制工程》第4版下册课后习题(活性污泥法)【圣才出品】
高廷耀《水污染控制工程》第4版下册课后习题第十二章活性污泥法1．活性污泥法的基本概念和基本流程是什么？答：（1）基本概念活性污泥法是指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。
活性污泥的组成可分为四部分：①有活性的微生物（Ma），如以菌胶团形式存在的细菌、真菌等；②微生物自身氧化残留物（Me）；③吸附在活性污泥上没有被微生物所降解的有机物（Mi）；④无机悬浮固体（Mii）。
（2）基本流程活性污泥法处理流程包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等基本组成部分。
①废水经过预处理后，进入曝气池与池内的活性污泥混合成混合液，并在池内充分曝气，一方面使活性污泥处于悬浮状态，废水与活性污泥充分接触；另一方面，通过曝气，向活性污泥供氧，保持好氧条件，保证微生物的正常生长；②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；③大部分二沉池的沉淀污泥回流到曝气池进口，与进入曝气池的废水混合。
2．常用的活性污泥法曝气池的基本形式有哪些？答：常用的活性污泥法曝气池主要分为推流式、完全混合式、封闭环流式及序批式四大类。
（1）推流式曝气池污水及回流污泥一般从池体的一端进入，水流呈推流型，理论上在曝气池推流横断面上各点浓度均匀一致，纵向不存在掺混，底物浓度在进口端最高，沿池长逐渐降低，至池出口端最低。
（2）完全混合式曝气池污水一进入曝气反应池，在曝气搅拌作用下立即和全池混合，曝气池内各点的底物浓度、微生物浓度、需氧速率完全一致，全混合法耐冲击负荷能力较大。
（3）封闭环流式反应池结合了推流和完全混合两种流态的特点，污水进入反应池后，在曝气设备的作用下被快速、均匀地与反应器中混合液进行混合，混合后的水在封闭的沟渠中循环流动。
封闭环流式反应池在短时间内呈现推流式，而在长时间内则呈现完全混合特征。
（4）序批式反应池（SBR）属于“注水—反应—排水”类型的反应器，在流态上属于完全混合，但有机污染物却是随着反应时间的推移而被降解的。
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Se （ cKY（ Sm r1axKKdd） c） 1
出水有机物浓度仅仅是污泥龄和动力学参数 的函数，与进水有机物浓度无关。
（二）在稳态下，作曝气池底物的物料平衡：
dS Q 0 S Re Q (d S )u tV (1R )Q e S 0
第二节 活性污泥法的发展
一、活性污泥法曝气反应池的基本形式
推流式（PF） 完全混合式 封闭环流式 序批式
二、活性污泥法的发展与演变
有机物去除和 氨氮硝化
• 传统活性污泥法 • 渐 减曝气
• 分步曝气
• 完全混合法
• 浅层曝气
• 深层曝气
• 高负荷曝气或变形曝气
• 克劳斯法
• 延时曝气
• 接触稳定法
•氧 化 沟
• 纯氧曝气
• 活性污泥生物滤池（ABF工艺）
• 吸附－生物降解工艺（AB法）
• 序批式活性污泥法（SBR法）
渐减曝气
➢在推流式的传统曝气池中，混合液的需 氧量在长度方向是逐步下降的。
➢ 实际情况是：前半段氧远远不够，后半 段供氧量超过需要。
➢ 渐减曝气的目的就是合理地布置扩散器， 使布气沿程变化，而总的空气量不变，这 样可以提高处理效率。
活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
活性污泥降解污水中有机物的过程
活性污泥在曝气过程中，对有机物 的降解（去除）过程可分为两个阶段：
吸附阶段
由于活性污泥具有巨大 的表面积，而表面上含 有多糖类的黏性物质， 导致污水中的有机物转 移到活性污泥上去。
稳定阶段
主要是转移到活性 污泥上的有机物为 微生物所利用。
➢ 原生动物：肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类，捕食游 离细菌。其出现的顺序反映了处理水质的好坏 （这里的好坏是指有机物的去除），最初是肉足 虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫；当处理水质良 好时出现固着型纤毛虫，如钟虫、等枝虫、独缩 虫、聚缩虫、盖纤虫等。
➢ 后生动物(主要指轮虫、线虫、甲壳虫如水骚类）， 捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定的标志。
渐减曝气
阶段（分 步） 曝 气
把入流的一部分从池端引入到池的中部分 点进水。
分步曝气示意图
完全混合法
完全混合的概念
在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时 相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，长条形池 子中也能做到完全混合状态。
完全混合法
完全混合法的特征
（1）池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生 活环境也基本相同。
Lawrence、McCarty导出的活性污泥数学模型
第四节 气体传递原理和曝气设备
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；
二是污水中的有机物，它是处理对象，也是 微生物的食料；
（2）入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小，因 为骤然增加的负荷可为全池混合液所分担，而不是像推流 中仅仅由部分回流污泥来承担。完全混合池从某种意义上 来讲，是一个大的缓冲器和均和池，在工业污水的处理中 有一定优点。
（3）池液里各个部分的需氧量比较均匀。
浅层曝气
1953年派斯维尔（Pasveer）的研究：氧在10℃静止水中的 传递特征，如下图所示。
▪ 在一定的污泥量下，SVI反映了活性污泥的凝聚沉淀性。 如SVI较高，表示SV值较大、沉淀性较差；如SVI较小， 污泥颗粒密实，污泥无机化程度高，沉淀性好。但是， 如SVI过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性都较差。
▪ 通常，当SVI为100~150，沉淀性能良好；而当SVI＞ 200时，沉淀性较差，污泥易膨胀。但根据废水性质不 同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机物含量高 时，正常的SVI值可能较高；相反，废水中含无机性悬 浮物较多时，正常有的SVI值可能较低。
产碱杆菌
丝状菌
草履虫
游泳型纤毛虫
钟虫
固着型纤毛虫
轮虫
线虫
曝气池
曝气池出水堰
曝气池混合液配水进入二沉池
生物量分析：
MLSS表示悬浮固体物质总量，MLVS 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。
第十二章 活性污泥法
第一节 基 本 概 念
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。
活性污泥的性质
颜色 味道 状态 相对密度 比表面积
黄褐色
土腥味
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 20～100cm2/mL
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。
SV1 IL混1L 合 混液 3 合 m 0沉 液 的 in淀 中 活悬 性 （ g） 浮 污 m L 固 泥 ） ＝ M S 体 体 （ VLm （ 干 积 L Sg//L SL重 ） ） （
回流污泥
RQ、Se、XR
系统边界
剩余污泥
QW、Se、XR
完全混合活性污泥法系统的典型流程
二、劳伦斯和麦卡蒂 （Lawrence－McCarty)模型
c (QQW） XXV eQWXR
污泥龄（SRT）
SRT：曝气池中污泥全部更新一次所需 要的时间。
（一）在稳态下，作系统活性污泥的物料平衡：
Q 0 （ X [Q Q W ） X Q e W X R ] （ d d)g X V t 0
微生物组成特征（一）
➢细菌：以异养型原核生物(细菌)为主，数量 107～108个/mL，自养菌数量略低。其优势 菌种：产碱杆菌属等，它是降解污染物质的 主体，具有分解有机物的能力。
➢真菌：由细小的腐生或寄生菌组成，具分解 碳水化合物，脂肪、蛋白质的功能，但丝状 菌大量增殖会引发污泥膨胀。
微生物组成特征（二）
• 活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态， 剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放；
• 适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污 水处理系统多有使用。
氧化沟
• 氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池 深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。 • 曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅 拌两个作用，沟中混合液流速约为0.25～0.3m/s，使活性污 泥呈悬浮状态。
特点：气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。在水的 浅层处用大量空气进行曝气，就可获得较高的氧传递速率。
浅层曝气
•扩散器的深度以在水面以下0.6～0.8m范围为宜，可 以节省动力费用，动力效率可达1.8～2.6kg（O2） / kW·h。 •浅层曝气与一般曝气相比，空气量增大，但风压仅为 一般曝气的1/4~1/6左右，约10kPa，故电耗略有下降。 •曝气池水深一般3～4m，深宽比1.0～1.3，气量比30～ 40m3/（m3 水.h）。 •浅层池适用于中小型规模的污水厂。
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活性污泥浓度与进出水水质、污泥泥龄 和动力学参数密切相关。
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吸附－生物降解工艺（AB法）
吸附－生物降解工艺（AB法）
• A级以高负荷或超高负荷运行，B级以低负荷运 行，A级曝气池停留时间短，30～60min，B级 停留时间2～4h。
• 该系统不设初沉池，A级曝气池是一个开放性的 生物系统。A、B两级各自有独立的污泥回流系统， 两级的污泥互不相混。
• 处理效果稳定，具有抗冲击负荷和pH变化的能 力。该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。
高负荷曝气或变形曝气
部分污水厂只需要部分处理，因此产生了高负荷 曝气法。
曝气池中的MLSS约为300～500mg/L，曝气时间 比较短，约为2～3h，处理效率仅约65％左右， 有别于传统的活性污泥法，故常称变形曝气。
延时曝气
延时曝气的特点：
• 曝气时间很长，达24h甚至更长，MLSS较高，达 到3000～6000mg/L；
循环式活性污泥法工艺
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47
第三节 活性污泥法数学模型基础
活性污泥法动力学模型
劳伦斯（Lawrence） 和麦卡蒂(McCarty) 模型
Eckenfelder 模型
麦金尼
(McKinney) 模型
底物降解速率与底物浓度、生物量等因素之间的关系 微生物增殖速率与底物浓度、生物量等因素之间的关系
一、建立模型的假设
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活性污泥的净增长速率， gMLVSS/（m3d）
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通过控制污泥龄，可以控制微生物的比增长速率
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代入
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序批式活性污泥法（SBR法）
SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和 闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一 个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或 搅拌装置的反应器内依次进行的。
序批式活性污泥法（SBR法）