第16章 活性污泥法

第16章活性污泥法

16.1 基本概念

16.1.1活性污泥处理法的基本概念

污水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的茶褐色絮凝体，其中含有大量的活性微生物，这种污泥絮体就是活性污泥。活性污泥是以细菌，原生动物和后生动物所组成的活性微生物为主体，此外还有一些无机物，未被微生物分解的有机物和微生物自身代谢的残留物。

16.1.2活性污泥处理法的基本流程

1．产生：从间歇式发展到连续式

2．基本工艺流程：

活性污泥法基本流程图

活性污泥法特征

1)曝气池是一个生物化学反应器

2)曝气池内混合是一个三相混合系统：液相—固相—气相；混合=污水+活性污泥+空气

3)传质过程：气象中 O2→液相中的溶解氧DO→进入微生物体内（固相）液相中的有机物→被微生物（固相）所吸收降解→ 降解产物返回空气相（CO2）和液相（H2O）

4)物质转化过程：有机物降解→活性污泥增长

16.1.3 活性污泥的形态、增长规律及有关指标

1．活性污泥的形态与组成

1 ）外观形态：活性污泥（生物絮凝体）为黄褐色絮凝体颗粒：

2)特点：(1) 颗粒大小：Φ =0.02 ～ 0.2 mm

（2）表面积： 20 ～ 100 cm 2 /mL

(3)(2000～10000)m2/m3污泥

(4)

活性污泥形状图

活性污泥组成

活性污泥M=Ma + Me + Mi + Mii

1)Ma—具有代谢功能的活性微生物群体

好氧细菌（异养型原核细菌）

真菌、放线菌、酵母菌

原生动物

后生动物

2)Me—微生物自身氧化的残留物

3)Mi—活性污泥吸附的污水中不能降解的惰性有机物

有机物（ 75 ～ 85% ）

4)Mii—活性污泥吸附污水中的无机物

无机物（由原污水带入的）（15～25%）

挥发性活性污泥 M v = X v= Ma + Me + Mi

活性污泥微生物（Ma）的组成

活性污泥微生物 Ma 通常由细菌、真菌、原生动物、后生动物等组成。

1)细菌：

(1)异养型原核细菌：107～108个/mL

动胶杆菌属

假单胞菌属：在含糖类、烃类污水中占优势

产碱杆菌属：在含蛋白质多的污水中占优势

黄杆菌属

大肠埃希式杆菌

(2) 细菌特征：世代时间 G 短，一般 G=20～30min,并结合成菌胶团的絮凝体状团粒

2)真菌：微小的腐生或寄生丝状菌

3)原生动物：肉是虫鞭毛虫，纤毛虫等。通过辨认原生物的种类，能够判断处理水质的优劣，它是一种指示性生物。原生物摄食水中的游离细菌，是细菌的首次捕食者。

4)后生动物：主要是轮虫，它在活性污泥中的不经常出现，轮虫的出现是水性稳定的标志。后生动物是细菌的第二捕食者。

活性污泥微生物在活性污泥中反应中的作用：

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

2. 活性污泥的增长规律及有关指标

1）适应期（延迟期或调整期）：是微生物的细胞内各种酶系统对环境的适应过程

2）对数增殖期（等速增殖期）

，

活性污泥能量水平很高，活性污泥处于松散状态

3）减速增殖期（减速增长期、稳定期、平衡期）

营养物不过剩，它已成为微生物生长的限制因素

活性污泥水平的能量低下，污泥絮凝。

4）内源呼吸期（衰亡期）

营养物缺乏，为了获得能量维持生命，分解代谢自身的能量物质，开始衰亡。同时内酶分解细胞壁，使污泥量减少；后来有机物几乎被耗尽，能量水平极低，微生物活动能力非常低，絮凝体形成速率增大，处理水显著澄清，水质良好。

16.1.4 活性污泥净化反应过程

1．初期吸附去除（物理吸附和生物吸附）

活性污泥巨大的表面积（2000～10000m2/m3活性污泥）其表面为多糖类的粘质层，污水中悬浮和胶体状态的有机物被其凝聚和吸收而得到去除。在30min 内能去除70%BOD。

一般处于饥饿状态的内源呼吸期的微生物其活性最强，吸附能力也强。

初期吸附去除的过程

2．微生物的代谢

〈1〉氧化分解

〈2〉合成代谢（合成新细胞）

〈3〉内源代谢

3 ．絮凝体的形成与凝聚只有当微生物细胞能凝聚而形成絮凝体，才能使合成细胞物质从混合液中有效地分离出来。

16.2 活性污泥净化反应影响因素与主要设计、运行参数

16.2.1活性污泥净化反应影响因素

1．营养物质：碳源、氮源、无机盐类、某些生长素

1) 碳源：组成生物细胞的主要物质，对碳源的需求量较大，一般BOD5≥100mg/L

2) 氮源：组成细胞的重要元素，其需要按BOD：N=100：5考虑

3) 盐类：必不可少

(1)span lang=EN-US> 主要的无机盐类

P：按BOD5:N:P=100:5:1考虑，它是微生物需要量最多的无机元素，约占全部无机盐元素的50%

还有K、C a、F e 、S无机元素

(2) 微量无机元素

对于生活污水，BOD5:N:P的比值为100:5:1，但经沉淀池处理后，其BOD5:N:P=100:20:25

2．BOD——污泥负荷N S

N s～SVI的关系

细胞分子式：

简式：C5H7NO2