第四章 活性污泥1
活性污泥
1.活性污泥絮体绒粒大小为0.02-0.2mm，比表面积为20-100cm2/mL之间，呈弱酸性（pH约为6.7）。
2.好氧活性污泥中的微生物浓度常用MLSS或MLVSS表示，一般城市污水处理中，MLSS保持在2000-3000mg/L.。
3.好氧活性污泥中有细菌、酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物和某些微型后生动物。
4.好氧生物膜：在好氧区域，则可见丝状真菌，他们只存在于有溶解氧的层次内。
在正常情况下，真菌常受细菌竞争抑制，只有在PH较低或在特殊的工业废水中，真菌的数量才可能超过细菌。
5.细菌的依形态分有：球菌、杆菌、螺旋菌、丝状菌。
原生动物：6.在自然水体中，鞭毛虫喜在多污带和α-中污带生活。
在污水生物处理系统中，活性污泥培养初期或在处理效果较差时鞭毛虫大量出现。
7.变形虫喜在自然水体α-中污带或β-中污带中生活，在污水生物处理系统中，则在活性污泥培养中期出现。
8.多数游泳型纤毛虫生活在α-中污带和β-中污带，少数出现在寡污带，在污水生物处理中，当活性污泥培养中期或在处理效果较差时出现。
9.固着型纤毛虫，尤其是钟虫，喜在寡污带中生活，他们是水体自净程度高、污水生物处理效果好的指示生物。
10.多数吸管虫出现在β-中污带，少数出现在α-中污带和多污带。
污水生物处理效果一般时，易出现。
后生动物：11.轮虫适应PH范围广，许多种喜在PH6.8左右生活。
轮虫对溶解氧的要求较高，它是水体寡污带和污水生物处理效果优良的指示生物。
12.线虫有好氧性和兼性厌氧线虫。
在缺氧时，兼性厌氧线虫大量繁殖。
线虫是污水净化程度差的指示生物。
13.寡毛类动物，顠体虫、颤蚯蚓及水丝蚓等，身体细长分节，每节两侧长有刚毛，靠刚毛爬行运动，体表有带色泽的油点，是活性污泥中体型最大的动物。
顠体虫分部很广，适宜生长温度为20℃，夏、秋两季可在水体中生长；温度降至6℃以下时，活力下降，并形成胞囊。
14.浮游甲壳动物以淡水种为最多，是水体污染和水体自净的指示生物。
第四章活性污泥法全解课件
机械曝气：①曝气装置的转动，把大量混合因为以液幕、 液滴抛向空中，增大接触面，液面呈剧烈的搅 动状，将空气卷入；②曝气器转动产生提升作 用，使混合液连续地上、下循环流动，气、液 界面不断更新，将空气中的氧转移到液体内； ③曝气器转动，在其后侧形成负压区，吸入部 分空气。
dM / dt — 单位时间内通过界面扩散的物质数量； A — 界面面积。
曝气过程中的双膜理论基本论点： (1)膜两侧两相均处于紊流状态，紊流程度越高层流膜越薄。 (2)气液相主体的浓度是均匀的，所有的传质阻力只存在两层流
膜中。 (3)界面上不存在传质阻力。 (4)传质阻力主要存在于液膜上。
设液相主体体积为V(m3)，上式同除以V得：
微孔曝气设备
微孔曝气设备安装
2、机械曝气设备
（1）竖轴式曝气器
①泵型叶轮曝气机 a、叶轮外缘最佳线速度应在4.5~5.0 m/s的 范围内；b、叶轮在水中浸没深度应不大于40 mm，过深影响 曝气量，过浅易于引起脱水，运行不稳定；c、叶轮不能反转。
② K型叶轮曝气机 最佳运行线速度在4.0 m/s左右，浸没深度为 0~10 mm，叶轮直径与曝气池直径或正方形边长之比大致为1： 6~1：10.
推流式曝气池
平面布置 推流式曝气池的长宽比一般为5～10； 进水方式不限；出水用溢流堰。 横断面布置 推流式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 旋流推移式 完全混合曝气池
池形：圆形、方形、矩形
（三）气体传递原理
在曝气过程中，空气中的氧从气相传递到液相，是个传质过 程，由于物质传递是借助于扩散作用从一相到另一相的，故传质 过程实质上是个扩散过程，主要是由于界面两侧物质存在着浓度 差值而产生。
污水的生物处理（一）活性污泥法
第四章污水的生物处理（一）——活性污泥法教学要求1)掌握活性污泥法的基本原理及其反应机理；2)理解活性污泥法的重要概念与指标参数：如活性污泥、剩余污泥、MLSS、MLVSS、SV、SVI、θc、容积负荷、污泥产率等；3)理解活性污泥反应动力学基础及其应用；4)掌握活性污泥的工艺技术或运行方式；5)掌握曝气理论；6)熟练掌握活性污泥系统的计算与设计。
第一节活性污泥法的基本原理一、活性污泥处理法的基本概念与流程活性污泥：是由多种好氧微生物、某些兼性或厌氧微生物以及废水中的固体物质、胶体等交织在一起的呈黄褐色絮体。
活性污泥法：是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。
实质：人工强化下微生物的新陈代谢(包括分解和合成)，活性污泥法的工艺流程：1)预处理设施：包括初次池、调节池和水解酸化池，主要作用是去除SS、调节水质，使有机氮和有机磷变成NH+4或正磷酸盐、大分子变成小分子，同时去除部分有机物。
2)曝气池：工艺主体，其通过充氧、搅拌、混合、传质实现有机物的降解和硝化反应、反硝化反应。
3)二次沉淀池：泥水分离，澄清净化、初步浓缩活性污泥。
生物处理系统：微生物或活性污泥降解有机物，使污水净化，但同时增殖。
为控制反应器微生物总量与活性，需要回流部分活性污泥，排出部分剩余污泥；回流污泥是为了接种，排放剩余污泥是为了维持活性污泥系统的稳定或MLSS 恒定。
二、活性污泥的形态和活性污泥微生物1 活性污泥形态（1）特征1)形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。
2)颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度）。
3)理化性质：ρ=1.002~1.006，含水率99%，直径大小0.02~0.2mm，表面积20~100cm2/mL，pH值约6.7，有较强的缓冲能力。
其固相组分主要为有机物，约占75~85%。
4)生物特性：具有一定的沉降性能和生物活性。
（理解：自我繁殖、生物吸附与生物氧化）。
水污染控制 第4章 活性污泥法1
活性污泥法又称曝气法，是以废水中的有机污染物作 为培养基（底物），在人工曝气充氧的条件下，对各 种微生物群体进行混合连续培养，使之形成活性污泥。 并利用活性污泥在水中的凝聚、吸附、氧化、分解和 沉淀等作用，去除废水中的有机污染物的废水处理方 法。
一、 活性污泥 1、组成: ①具有活性的微生物群体(Ma)； ②微生物自身氧化的残留物(Me)； ③原污水挟入的不能为微生物降解的惰性有机物 质(Mi)； ④原污水挟入的无机物质(Mii)
曝气装置
35
推流式曝气池动画
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平行水流(并联)式和转折水流(串联)式曝气池
推流式曝气池示意图（平行水流式）
空气
曝 曝气池 气 池
进水
二次沉 淀池
出水
回流污泥
剩余污泥
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推流式曝气池示意图 （转折水流式）
空气
曝 气 池
进水
二次沉 出水 淀池
回流污泥
剩余污泥
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特征参数：
曝气池的池长可达100m。为了防止短流，廊道长度和宽 度之比应大于5，甚至大于10。 为了使水流更好的旋转前进，宽深比不大于2，常在1.5 －2之间。池深常在3－5m。 曝气池进水口一般淹没在水面以下，以免污水进入曝气 池后沿水面扩散，造成短流，影响处理效果。 曝气池出水设备可用溢流堰或出水孔。通过出水孔的水 流流速一般较小(0.1－0.2m/s)，以免污泥受到破坏。
1）生物相(organism culture)观察
主要是细菌、放线菌、真菌、原生动物和少数其他微 型动物。
游离细菌多是活性污泥处于不正常状态的特征。
6
2）混合液悬浮固体(mixed liquor suspension solid, MLSS) 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干固体的含量， 单位为mg/L或g/L，工程上还常用kg/m3，也称混合液污泥浓 度（一般用X表示）。 它是计量曝气池中活性污泥数量多少的指标。一般活性污泥 法中，MLSS浓度一般为2－4g/L。
第4章活性污泥4.1-4.3
剩余污泥排放：一般需要后续处理。
5 活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
活性污泥工艺在污水工艺中的位置
进厂污水 粗格栅 污水泵房 细格栅 沉砂池 剩余污泥 活性污泥反应池 鼓风机房 UV 消毒 排放
污泥脱水车间
泥饼外运
6 活性污泥工艺分类简介
运行方式
传统法（CAS） 渐减曝气 完全混合（CMAS）
微生物能利用而尚未 利用的有机物 （吸附量）
从废水中 去除的有 机物
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
§4.2 曝气反应池的基本形式
曝气池实际上是一个反应器，主要分为推流式、完全混合式、封闭环
流式和序批式。曝气设备的选用及布置要与池型和水力要求相配合。
利用静置沉淀法去除工艺流程中的MLSS，产生含悬 浮固体物低的出水; 沉淀下来的污泥作为浓缩污泥由沉淀池重新回流生物 反应池; 利用剩余污泥控制污泥停留时间，使其达到所需值.
8 活性污泥降解有机物的过程
活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解去除过程可分为以 下两个阶段：
污水中的有机物转移到活性污泥上去。
完全混合式曝气池
两种池型的结合
使用表曝机充氧的推流式曝气池
中间设有挡板的表曝机充氧的推流式曝气池
封闭环流式反应池
序批式反应池（SBR）
§4.3
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。
应用实例
处理造纸废水
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
第四章 第一节-活性污泥法
活性污泥降解污水中有机物的过程
污水与污泥混合曝气后BOD的变化曲线
对活性污泥法曝气过程中污水中有机物的变化分析得到结论：
废 水 中 的 有 机 物
残留在废 水中的有 机物
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 （吸附量） 从废水中 去除的有 机物 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
二是废水中的有机物，它是处理对象，也是 微生物的营养食料；
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。
城市污水处理工艺基本流程： 污水→格栅→沉砂池→初沉池
→活性污泥曝气池→二沉池→消毒
高碑店污水处理厂的工艺流程图
活性污泥系统
高碑店污水处理厂的工艺流程与平面布置
第一节 活性污泥法
一、基本概念与流程 二、活性污泥形态与微生物 三、活性污泥净化反应过程 四、活性污泥法主要影响因素与控制指标
第二节 生物膜法
一、生物膜法概述 二、生物膜的形成及净化过程 三、生物膜法载体 四、生物膜法特征 五、生物膜反应器
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二沉池 曝气池 初沉池
初沉池
二期 曝气池 二沉池
活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
活性污泥处理系统的组成
1.曝气池： 2.二沉池：
微生物降解有机物的反应场所 泥水分离
3.污泥回流系统： 确保曝气池内生物量稳定 4.曝气系统： 为微生物提供溶解氧，同时起到 搅拌混合的作用。
活性污泥法处理系统有效运行的基本条件
净化污水的主要的第一的承担者细菌净化污水的第二承担者原生动物指示性生物原生动物通过显微镜镜检是对活性污泥质量评价的重要手段之一原生动物在活性污泥中大约为103个ml01mm原生动物钟虫小口钟虫草履虫盖纤虫肾形虫变形虫后生动物线虫轮虫微生物的生长规律复习适应期对数期平衡期衰老期培养时间微生物生长速率微生物生长速率微生物量的对数微生物量的对数培养时间总菌数活细菌数微生物生长曲线线死细菌数4
第4章活性污泥1
4.连续运行， 4.连续运行，可自动化 连续运行 5.工艺 运行方式多样) 功能多样化， 5.工艺(运行方式多样)，功能多样化， 工艺(
可脱氮，除磷 可脱氮，
第一节 活性污泥法的基本概念
一、活性污泥
泥？非也！ 非也！ 1、活性污泥的培养
活性污泥是以细菌、 活性污泥是以细菌、原生动物和后生动物等活性微生物 是以细菌 为主体的絮凝体 含水率99.2%-99.8%。含有大量的菌胶团 絮凝体， 菌胶团， 为主体的絮凝体，含水率99.2%-99.8%。含有大量的菌胶团， 此外还有无机物， 此外还有无机物，未被微生物分解的有机物和微生物自身代 谢的残留物，具有良好的沉降性能。 谢的残留物，具有良好的沉降性能。
一般，吸附阶段时间很短，大约 左右。 一般，吸附阶段时间很短，大约15-45min左右。 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 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。
对活性污泥法曝气过程中污水中有机物的变化分析
残留在废 水中的有 机物 微生物不能利用的有机物 微生物能利用的有机物
曝气状态
未曝气状态
三、活性污泥降解污水中有机物的过程
活性污泥具有很大表 面积， 面积，含有多糖类粘 性物质， 性物质，极易吸附水 中的各种悬浮物质。 中的各种悬浮物质。 可去除80 90％ 80～ BOD5可去除80～90％
吸附阶段
降解过程
稳定阶段
吸附的污染物被微生 物分解转化为CO2和 物分解转化为 H2O等简单化合物及 等简单化合物及 自身细胞
第四章 活性污泥法 Process） （Activated Sludge Process）
重点： 重点： 活性污泥法基本概念与流程、 活性污泥法基本概念与流程、活性污泥法的净化机理与影 响因素、活性污泥法的动力学基础、曝气池的需氧与供氧、 响因素、活性污泥法的动力学基础、曝气池的需氧与供氧、 活性污泥法的脱氮除 磷原理及应用。 磷原理及应用。 难点： 难点： 活性污泥法的净化机理与影响因素、 活性污泥法的净化机理与影响因素、活性污泥法的动力学 基础、 池的需氧与供氧、 基础、曝气 池的需氧与供氧、活性污泥法的脱氮除磷原理 及应用。 及应用。
活性污泥ppt
Activated Sludge Processes
1. 活性污泥法 主要内容：
1.1 废水的生物处理方法 简介 L
1.2 活性污泥法的基本原 理L
1.3 活性污泥法的分类
1.4 活性污泥的评价指标 L
1.5 影响活性污泥法处理 效果的因素 L
1.6 活性污泥增长规律L
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。
细菌是活性污泥组成和净化功能的中心， 是微生物的最主要部分。
污水中有机物的性质决定那些种属的细菌占优势
例如：含蛋白质的污水有利于产碱杆菌属和芽孢 杆菌属，而糖类污水或烃类污水则有利于假单孢 菌属。
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在一定的能量水平(即细菌的活动能力)下，细菌 构成了活性污泥的絮凝体的大部分，并形成菌胶 团，具有良好的自身凝聚和沉降性能。
在活性污泥中，除细菌外还出现原生动物，是细 菌的首次捕食者，继之出现后生动物，是细菌的 第二次捕食者。
活性污泥絮体
3）净化过程与机理
（1）初期去除与吸附作用
在很多活性污泥系统里，当污水与活性 污泥接触后很短的时间（10－45 min)内 就出现了很高的有机物(BOD)去除率。
污水的生物处理(一)―――― 活性污泥法
第四章污水的生物处理（一）――――活性污泥法人工处理：活性污泥法、生物膜法自然处理§4.1 活性污泥法的基本原理一．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（BOD52．二沉池：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。
第四章 污水的好氧生物处理--活性污泥法1
曝气池的类型
曝气池的分类：
根据曝气池内的运行方式，可分为连续运行与 间歇运行两种； 根据曝气池内的流态，可分为推流式、完全混 合式和封闭环流式三种； 根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气 池以及二者联合使用的机械-鼓风曝气池； 根据曝气池的形状，可分为长方廊道形、圆 形、方形以及环状跑道形等四种； 根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建 式（即曝气沉淀池）和分建式两种。
4.1 基本概念
• 活性污泥的发现
1912年开始，污水曝气产生悬浮状态褐色絮状 污泥 活性污泥组成：细菌、真菌、原生动物和后生 动物 1916年第一个活性污泥法污水处理厂 城市污水处理最广泛应用的方法
• 活性污泥法的实质：天然水体自净作用的 人工化和强化
活性污泥中的微生物
A．细菌：是活性污泥净化功能最活跃的成分
活性污泥的增殖曲线
• ③ 稳定期： • F/M值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生 物增殖的控制因素； • 微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比，为一级 反应； • 有机底物的降解速率也开始下降； • 微生物的增殖速率在逐渐下降，直至在本期的最后阶 段下降为零，但微生物的量还在增长； • 活性污泥的能量水平已下降，絮凝体开始形成，活性 污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好； • 由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较大改善， 并且整个系统运行稳定； • 一般来说，大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行 工况控制在这一范围内的。
其中固体物质的组成：
1）活细胞（Ma）： 2）微生物内源代谢的残留物（Me）： 3）吸附的原废水中难于生物降解的有机物（Mi） 4）无机物质（Mii）：
有机物 75~85%
活性污泥的性能指标：污泥浓度
3. 混合液悬浮固体浓度（MLSS）： （Mixed Liquor Suspended Solids） MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/L 或 g/m3
活性污泥ppt课件
成熟的活性污泥中细菌以菌胶团形式存在， 是净化功能的中心。同时，活性污泥中还 存在硝化细菌、反硝化细菌，在生物脱氮 中十分重要。
原、后生动物中以纤毛虫居多，作为指示 生物。
固着型纤毛虫可作为指示生物，出现且数 量较多时，说明污泥培养成熟且活性良好。
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二、活性污泥法的净化过程
活性污泥对有机物的降解过程分为三个阶 段： 1.吸附去除： 巨大的表面积，表面的多糖类黏性物质。 吸附对象：悬浮物、胶体物质。
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缺氧-好氧生物脱氮工艺
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思考： A/O工艺为什么把反硝化放在硝化过程之前？
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（二）生物除磷
危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏 水体耗氧和复氧平衡；使水质迅速恶化 危害水产资源。 生物除磷主要由异养型聚磷菌完成。
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聚磷菌
反应
好氧区 ADP+H3PO4+能量→ ATP+H2O
厌氧区 ATP+H2O → ADP+H3PO4+能量
这就是水处理中一种神奇的物质——活性污 泥。
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学习指导：
掌握活性污泥的净化过程、脱氮除磷的原 理及处理工艺。
重点： 活性污泥净化过程、脱氮除磷原理。 难点： 脱氮除磷原理。
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5.1 活性污泥法及脱氮除磷工艺
一、活性污泥
1.活性污泥的概念
是由细菌、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。
四、活性污泥法生物脱氮、除磷
（一）生物脱氮： 原理：
污水中氮主要以有机氮和氨氮形式存 在。有机氮通过微生物的分解和水解转化 成氨氮，即氨化作用。
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第四章 污水的生物处理——活性污泥法(一)
水污染控制工程2——第四章 活性污泥法
合成代谢 • 另一部分有机污染物为微生物用于合 成新细胞，所需能量取自分解代谢：
酶 y z nCx H y O z nNH 3 n x 5 O 2 4 2 n C5 H 7 NO 2 n n x 5 CO 2 + 2 y 4 H 2O H
水污染控制工程2——第四章 活性污泥法
原生动物 • 肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫等 肉足虫 鞭毛虫和纤毛虫等3类； 类 • 主要摄食对象为细菌； • 通过辨别原生动物的种属，能够判断处理水质的优劣， 因此将原生动物称之为活性污泥系统中的指示性生物； • 原生动物不断地摄食水中的游离细菌，可进一步净化 水质。
水污染控制工程2——第四章 活性污泥法
第四章 污水的生物处理 污水的生物处理—— ——活 活 性污泥法
4.1 活性污泥法的基本原理 4 2 活性污泥净化反应影响因素与主要设计、运行参数 4.2 活性污泥净化反应影响因素与主要设计 运行参数 4.3 活性污泥反应动力学 4.4 活性污泥处理系统的运行方式与曝气池的工艺参数
水污染控制工程2——第四章 活性污泥法
表示及控制混合液中活性污泥微生物量的指标： • 混合液悬浮固体浓度（MLSS，Mixed Liquor Suspended Solids） • MLSS=Ma+Me+Mi+Mii • 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS， Mixed Liquor Volatile Suspended Solids） • MLVSS=Ma+Me+Mi • 生活污水：MLVSS/MLSS=0.75 MLVSS/MLSS=0 75
混合液（1 L） 30 min静沉形成的活性污泥容积（mL） SVI 混合液（1 L）中悬浮固体干重 SV （mL/g） MLSS
详解活性污泥
详解活性污泥一、活性污泥好氧微生物生长繁殖并凝聚在一起形成菌胶团。
在菌胶团上共生着其它微生物（原生动物等），并吸附和交织着无生命的固体杂质而形成活性污泥。
好氧活性污泥为褐色，稍有土腥味，具有良好的絮凝吸附性能。
在活性污泥的微观生态系统中，细菌占主导地位。
细菌等微生物的新陈代谢作用，以及菌胶团的吸附絮凝作用使污水中的污染物（有机物等）得以去除。
二、活性污泥法基本流程活性污泥法是由曝气池、二次沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统所组成，见x下图。
图3-3 活性污泥法的基本流程污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。
曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，空气中的氧溶入污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应。
曝气设备不仅传递氧气进入混合液，且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态。
这样，污水中的有机物、氧气同微生物能充分接触和反应。
随后混合液流入沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉淀下来和水分离。
沉淀池出水就是净化水。
沉淀池中的污泥大部分回流，称为回流污泥。
回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。
曝气池中的生化反应引起了微生物的增殖，增殖的微生物通常从沉淀池中排除，以维持活性污泥系统的稳定运行。
这部分污泥叫剩余污泥。
剩余污泥中含有大量的微生物，排放环境前应进行处理，防止污染环境。
从上述流程可以看出，要使活性污泥法形成一个实用的处理方法，污泥除了有氧化和分解有机物的能力外，还要有良好的凝聚和沉淀性能，以使活性污泥能从混合液中分离出来，得到澄清的出水。
活性污泥中的细菌是一个混合群体，常以菌胶团的形式存在，游离状态的较少。
菌胶团是由细菌分泌的多糖类物质将细菌包覆成的粘性团块，使细菌具有抵御外界不利因素的性能。
菌胶团是活性污泥絮凝体的主要组成部分。
游离状态的细菌不易沉淀，而混合液中的原生动物可以捕食这些游离细菌，这样沉淀池的出水就会更清澈，因而原生动物有利于出水水质的提高。
活性污泥
表面活性剂对污泥沉降及脱水的影响
污泥在用过滤或离心的方法机械脱水时，通常要进行预处理，即通过向污泥中投加各种凝聚剂，使污泥颗粒絮凝、结构增强以利于机械脱水：
1.污泥自然沉降时，表面活性剂的加入可以加快污泥的沉降速度。
当表面活性剂加入量为0. 12g/100 mL时，污泥的初始沉降速度最快。
但经过较长时间的沉降后，表面活性剂的不同加入量所形成的沉降污泥的体积基本相同。
2.用离心的方法进行污泥脱水时，表面活性剂的加入能够降低脱水污泥的含水率。
用三氯化铁和氧化钙调理时加入0.4 g/100 mL的表面活性剂，脱水污泥的含水率比不加表面活性剂的降低了5%。
3.污泥沉降或脱水时，表面活性剂的加入能使污泥颗粒表面的蛋白质和DNA释放出来，这可能是其改变污泥脱水和沉降性能的一个原因。
第四章-----活性污泥
2.活性污泥法研究及应用的现状和发展 （1）超大型化(集中化) 微型化 （2）高效快速(高负荷，节省体积) （3）节能 （4）多功能化(N，P) （5）自动化控制管理，参数精密化，控制自动化
4.1.1 活性污泥法的基本概念与流程
一、活性污泥:
向生活污水注入空气进行曝气，每天保留沉淀物， 更换新鲜污水，在持续一段时间后，在污水中形成一种呈黄褐色的絮凝体， 这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离， 并使污水得到净化、澄清----“活性污泥”。
0 概述
1.活性污泥法在污水处理中的重要地位
我国的河流97%以上都受到有机物的污染 （1）应用的普遍性：95%以上的城市污水，5%以上工业废水 （2）高效性：SS、COD，90%以上 （3）灵活性：大，中，小水厂 高，中，低负荷
（4）连续运行，可自动化
（5）工艺(运行方式多样)/功能多样化，可脱氮，除磷
二、活性污泥法特征:
•曝气池是核心处理设备 •曝气池内混合液是一个三相混合系统：液相—固相—气相； （混合液=污水+活性污泥+空气) •传质过程：气象中O2→液相中的溶解氧DO→进入微生物体（固相）液相 中的有机物→被微生物（固相）所吸收降解→降解产物（CO2） 和（H2O） 返回气相和液相。 •物质转化过程：有机物降解→活性污泥增长
4.1.3 活性污泥净化反应过程
• 净化反应过程的实质：有机污染物作为营养物质
被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，也就
是 “活性污泥反应”的过程；
• 结果:污水得到净化，微生物获得能量合成新的细
胞，活性污泥得到增长。Fra bibliotek1.构成活性污泥三要素
a.微生物——— 吸附氧化分解作用(污泥) b.有机物——— 废水的处理对象 微生物底物(营养) c.充足氧气、充分接触————好氧处理的条件
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第四章活性污泥法 P140〖教学9.0学时；实习12.0学时〗第一节概述〖1.0学时〗1 活性污泥法处理系统基本工艺流程1.1 初次沉淀池：污废水经格栅除去固体渣和杂物进入初沉池，进行沉淀。
1.2 曝气池：活性污泥反应池（生物反应池），污废水在此进行好氧生物氧化，形成活性污泥混合液（MLSS）1.3 二次沉淀池：反应的活性污泥混合液在此沉淀，上清液排出，部分污泥返回曝气池，剩余污泥排出进行污泥处理。
1.4 鼓风机泵房：提供反应器所需的空气1.5 回流污泥泵房：对二次沉淀池的污泥进行分发。
2 活性污泥法的特点2.1 历史悠久，艾登（Ardon）和罗克特（Rockaet）发明于1914年。
2.2 用途广泛：广泛用于城市污水和有机废水的处理。
2.3 处理效率高：一般情况下BOD5、COD的去除效率可达50%和70%,甚至更高。
2.4 运行成本低：一次性投入成本较高，但运行期人员、能源消耗较低。
2.5 占地面积大：一个完整的体系土建面积较大。
3 活性污泥法的基本技术条件3.1 要有充足的生物：活性污泥混合液中有比表面积大的絮状体微生物群体，进行生物氧化反应。
常见的生物种类主要有以下几类（参见图-4-2，p142）：①细菌类A、菌胶团：团状胶质絮体，含有大量菌体。
b、球衣细菌：丝状菌体，白或灰色，最常见的一种，量大的会导致污泥膨胀，不利于系统正常运行。
C、硝化菌：好氧条件下将氨氮氧化为亚硝酸盐，可进一步氧化致硝酸盐。
d、脱氮菌：缺氧条件下，利用硝酸盐中的氧来氧化分解有机物，将亚硝酸盐或硝酸盐还原为氮气。
e、聚磷菌：缺氧好氧交替条件下，对磷有过剩的摄取能力。
②原生动物：是水生的单细胞好氧生物。
有吞食有机物、细菌，并将其分解氧化的能力。
③藻类：是植物，含有叶绿素。
利用CO2和水进行光和作用，释放出氧气。
④后生动物：多细胞组成，如轮虫、甲壳虫、昆虫的幼虫等。
能参与污水处理。
3.2 进水水质的要求①营养源：微生物在反应器内繁殖，就必须有形成细胞的元素存在，特别是氮、磷元素。
按重量比，COD:N:P=100:5:1较为合适。
N，P 不足时会出现水质恶化或污泥膨胀。
② PH:应控制在6.0-8.5之间。
注意：a、一般情况下（弱碱或弱酸性）废水的pH往往能自动调整到中性，不一定进行预先调节pH。
b、当有大量无机酸混入时，需进行中和处理。
C、适时取样检测pH，以便控制pH高低。
③水温：控制在<40℃，高时会出现蛋白变质，氧失去活性，水质可能恶化，夏季尤其注意。
温度过低也会影响微生物的活性，需要时适当提温。
④进水浓度：a、按照设计的要求控制进水浓度，高浓度废水应稀释。
b、进水分布均匀，分散流入，尽快混合稀释。
⑤水量与水质的均衡控制a、有机物浓度过大，可能会降低处理效率，水质恶化，减少进水量。
b、有机物浓度过低，要加大进水量，但二沉池的表面负荷会增加，造成沉降分离的不良影响。
C、水量与水质均衡的好办法是，设置废水调节池，可减少水质的波动，从而有利于进水的水量的控制。
⑥悬浮物质，初沉不到位，大量悬浮物质进入反应器会使水质恶化或引起污泥膨胀。
⑦油脂类及油分a、动植油量过大会形成油膜，或形成凝固球状，分解极为缓慢。
b、石油类的分解很缓慢，故体系当中的BOD的量应是石油类的5-10倍为宜。
C、当体系中的油类的量超过挥发分（VSS）20%时，污泥会被油分浸渍，大大降低去油效率。
⑧溶解盐类：a、微生物可耐受盐的浓度为3%，控制在此范围之内。
b、盐浓度高时，丝状菌易成块，对沉降有好处，视污泥性能来控制盐度。
⑨重金属类：a、微生物需要有Zn、Cu、Co、Mo等，量大了会受毒害b、Ni、Cd、Cr毒害性更强c、重金属浓度高会带来污染转移的后续问题，必要时应预先消除重金属。
第二节初次沉淀池〖2.0学时〗 P1441、意义：除去进水中的悬浮固形物2、技术要求a、池形：长方形、正方形、圆形，又分平流式、辐流式、竖流式b、长方形的长宽比3:1为宜c、池数：两个或大于两个，许多企业用一个池。
d、池子构造：水密性钢筋混凝土；池底坡度：圆形为5/100～10/100，长方形为1/100～2/100。
污泥斗的坡度在60º以上。
e、设计运行参数：表面水力负荷1.5～3.0m3/(m2·h)为准。
f、有效水深以2.4～4.0m为准g、沉淀时间1.0～2.0h为准h、出水堰最大负荷<2.9升/m·si、超高以50cm为准——池壁高于水面j、刮泥机：类型：①链带式，连续不断地刮泥，0.3～1.2m/min②桁车式，单向刮泥，返程时提出水面③施转式，适用于圆形池，有中心驱动和周边驱动两种，1—３转/h。
K、排泥设备的要求①用污泥泵排泥，排泥管径>150mm，提升力大，耐腐蚀。
②排泥管道应易于清堵，并设于池底部上30cm以上位置。
3、初次沉淀池的维护管理3.1 一般要求3.1.1 正常操作：a、调节进水、出水量，保证沉降效率；b、控制排泥含水率<97%，（污泥浓度计或界面仪）；c、及时消除浮渣；d、剩余污泥排回初沉池时，回流比应<2%，还应视污泥浓度而变化；3.1.2 安全操作：池上工作应采取安全防护与救护（救生衣、救生圈等）排泥部位可能会有沼气等有毒气体排放，注意防护；多人在刮泥机上工作时，注意安全或减少刮泥机非正常运转；注意各设备、电器的定期检修与维护保养。
3.1.3 技术指标：a、各类初沉池正常运转参数，见表4—1，教材148页。
b、水质指标：出水BOD5去除率>25%出水SS去除率>40%排放的污泥含水率<98%3.2 水质管理3.2.1 正常情况下①外观及气味：池中水色变黑或有恶臭或油上浮等现象，为不正常，在3.2.2进述；②水温：沉淀效率随水温上升而升高，下降而降低；③透明度：一般情况下，进水优于出水（不一定），可由工作实践找出相关关系；④pH:控制在6.0—8.5之间（必须）；⑤初沉去除BOD：一般为20%—30%，溶解性BOD在进水中占50%—60%，在出水中占60%—70%，其余的是固形物的BOD。
池中污泥腐败或有机物含量高时，比例还含更高。
⑥COD，初沉去除率：一般20%—40%。
多次测定可由COD推断BOD，（BOD需5天出结果）；⑦SS，初沉SS去除率40%—55%（指进水SS 100—200mg/L时）；⑧排泥的总固体浓度，无机盐不应计算在内，所以常以SS浓度表示；⑨排泥灼烧减量：一般情况下，排泥中的有机物比例在45%—85%之间，范围较大，这受地域差别，废水类型，回流比的影响；⑩～⒁总氮TN、有机氮、氨态氮NH3-N、亚硝酸氮NO2-N、硝酸氮NO3-N，总的讲分无机氮和有机氮两类，不同形式的氮都有其具体的含义；⒂碱度：初沉出水和处理结束出水的碱度可判断工艺过程硝化反应的程度；⒃⒄总磷TP，磷酸盐PO43：-比较初沉出水和最终出水的磷浓度，可判断生物氧化处理的运行状况。
3.2.2 出水异常的分析出水颜色、气味异常、透明度下降或SS升高时，表明出水异常，原因分析见※图4—4，P151，归纳讲解。
3.3 初沉池运行管理3.3.1 正常管理表4—2 不同处理方法沉淀时间的设计值①表面水力负荷（m3/m2.h）的调节：不能机械地套用表4-2。
注意：a、若SS去除率过高，会导致曝气池的丝状菌过度繁殖，引起污泥膨胀和污泥指数上升。
b、进水SS过低时可不经过初沉池池而直接进入曝气池；②入流闸的调节保持入流水量，流速均匀，尤其是多个初沉池时要注意各池的均一性，这样不会过分扰动池水；③刮泥机：正常运转，不应堵塞；④排泥量：适时检测污泥含水率，确定排泥次数及时间；⑤剩余污泥回流比：监测池中SS浓度，控制回流比很重要。
⑥水面观察：有污泥上浮，气味增大，颜色突变都属异常，要不断巡视。
⑦来水的观察：进调节池前，出格栅后，或进初沉池前都可看到来水的外观。
⑧设备：设备、电器、仪表的巡视，检修、保养。
⑨排泥量控制a、排泥应及时，污泥过量存积水质会恶化，污泥量不足，会增加污泥浓缩的负担；b、由污泥含水率控制；c、排泥量的计算例：进水量40000m3/d，初沉进水SS为300mg/L，出水为180mg/L，若排放固形物浓度为1%时，污泥排量m3/d =进水量m3/d/10000×（进水SS-出水SS）=40000/10000×（300-180）=480m3/d※式中10000为1%时的系数3.3.2 异常时的管理①污泥上浮（即污泥腐败）a、沉淀时间过长（等于排泥不畅），有大量气泡出现，应加大排泥量；b、上浮的污泥可用网去除，或用压力水击破，也可以让其越流至曝气池；②池内发黑发臭a、与来水的水质有关，进初沉池前尽量减少在调节池停留时间；b、与来水单位协调来水的水质，减少高浓度水的集中排放；c、污泥浓缩池回流水在短时间内减少回流量。
4、刮泥机的运行管理4.1 设备管理a、定期排空初沉池，检修、防腐；b、减速机每年换润滑油一次；c、每天定期检查，出现异常立即采取措施；d、严防工具或物体落入池中，否则会出事故；e、长时间停运要彻底清扫，设备维护。
4.2 回转式刮泥机注意转动部分的腐蚀情况，是否有振动发生，进行机械调整。
4.3 链条刮板式刮泥机a、刮泥板和导轨是否良好接触，链条与链轮是否合啮，不得过短或过长。
b、水下的轴承要经常补油。
4.4 桁车式刮泥机机械维护，注意轨道是否平整，行走平稳与否。
5、排泥设备管理5.1 初沉池固形物多，泥沙多，还可能有杂物，特别注意排泥泵的堵塞问题。
5.2 初沉池的污泥泵、刮泥板、轨道损坏速度快，注意检与修，尽量减少沙、杂物进入初沉池。
6、排水设备管理6.1 溢流堰：检查溢流是否均匀，堰板上是存有污泥结块，挂着杂物，及时除去。
6.2 除渣设备：检查除渣动做是否准确。
7、浮渣的处理浮渣进行滗水或压滤的方法脱水。
第三节曝气池〖5.0学时〗 P156是活性污泥法的关键工序，是去除有机物（耗氧量）的关键设施。
1、废水净化机理1.1 活性污泥对有机物的吸咐有机物在活性污泥的表面粘贴，也相当于被吸咐，在刚一接触的初期，有机物去除量迅速增加，当吸咐达平衡点时，去除量趋于平稳，则进入氧化和同化阶段。
这种初期吸咐产生的表观有机物去除量与活性污泥的耗氧量无关，是个物理过程。
1.2 被吸咐有机物的氧化和同化①被氧化——微生物为了获得合成细胞和维持生命活动所需的能量，而分解有机物②被同化——微生物利用氧化所得的能量，将有机物合成为本身的细胞组织③内源呼吸——有机物很少时，微生物就会氧化体内积蓄的有机物和自身细胞物质来获得维持生命的能量，即饥饿状态。
1.3 活性污泥絮体的沉淀和分离氧化和同化顺利地进行，即活性污泥净化有机物过程顺利进行，BOD、COD等有机综合指标明显下降，转变成污泥，就应该从混合液中分离出来，清水排出，污泥能否很好地分离沉淀，与微生物所处的增殖期有关。