第五章 污水的好氧生物处理--活性污泥法1
5第五章 污水的生物处理(一)—活性污泥法-文档资料
对其生长的影响会很大，因此，在必要时应考虑补充。
2、好氧生物处理 在充分供氧的条件下，利用好氧微生物的生命活动过 程，将有机污染物氧化分解成较稳定的无机物的处理方法，
在工程上称为废水的好氧生物处理。
好氧生物处理时，有机物的转化过程如图所示。
有机物的好氧分解图示
3、废水的厌氧生物处理
在断绝供氧的条件下，利用厌氧微生物的生命活动 过程，使废水中的有机物转化成较简单的有机物和无机 物的处理过程，在工程上称为废水的厌氧生物处理。
• 2.活性污泥法来源
•
3、基本流程
（1）曝气池：微生物降解有机物的反应场所
（2）二沉池：泥水分离
（3）污泥回流：确保曝气池内生物量稳定 （4）曝气：为微生物提供溶解氧，同时起到搅拌 混合的作用。
活性污泥的形态，性质，与评价指标
1.形态 2.组成 多为黄褐色絮体，含水率超过99％ 四部分组成
（1）Ma—活性污泥微生物； （2）Me—活性污泥代谢产物；
淀污 静置30min后，1g干污泥所占的容积（ml/g）
混 合 液 经 3 0 m i n 静 沉 后 的 污 泥 容 积 S V I 这 些 污 泥 的 干 重
SV % 10 ( ml /l ) ( ml /g 干污泥 ) Mlss ( g /l )
② 减速期 F/M减小，有机物量成为增殖的限制因素，微生物 增殖速率和有机物降解速率下降，污泥沉降性好，出 水效果好。 ③ 衰减期
F/M最小，(内源呼吸期)微生物活动能力低，絮凝
体，沉降性好，此时污泥量出现下降，出水水质较好。
4.3 活性污泥的运行方式
在活性污泥法工程领域，应用着多种各具特色的运 行方式。主要有以下几种： ① 推流式活性污泥法； ② 完全混合活性污泥法； ③ 阶段曝气活性污泥法； ④ 吸附—再生活性污泥法； ⑤ 延时曝气活性污泥法； ⑥ 高负荷活性污泥法； ⑦ 纯氧曝气活性污泥法； ⑧ 浅层低压曝气活性污泥法； ⑨ 深水曝气活性污泥法；
污水的好氧生物处理
工业废水处理
工业废水成分复杂，含有多种有毒有害物质，需要采用针对性的好氧生物处理技术进行处理。通过调整工艺参数、选择合适 的微生物等手段，降低废水中有毒有害物质的含量，达到排放标准。
案例分析：某化工厂废水处理站采用好氧生物处理工艺，针对废水中的苯胺、酚等有机物进行降解，有效降低废水毒性，减 轻对环境的污染。
城市污水处理厂
城市污水处理厂是应用好氧生物处理 技术的重要领域之一。通过活性污泥 法、生物膜法等工艺，去除污水中的 有机物、氮、磷等污染物，使出水达 到国家排放标准或回用标准。
VS
案例分析：北京市某污水处理厂采用 活性污泥法处理工艺，通过曝气池、 沉淀池等设施，有效去除污染物，使 出水水质得到显著改善，为城市水环 境治理做出了贡献。
详细描述
活性污泥法利用微生物的生长和代谢活动，将污水中的有机物转化为无害的物 质，如二氧化碳和水。在处理过程中，活性污泥与污水混合，并通过曝气、沉 淀和分离等步骤，实现污水的净化。
生物膜法
总结词
一种利用生物膜净化污水的技术，通过在固体介质上附着微生物实现有机物的去除。
详细描述
生物膜法中，微生物在固体介质（如滤料或载体）上附着生长，形成一层生物膜。污水与生物膜接触时，有机物 被微生物降解，同时生物膜起到过滤作用，使净化后的水流出。常见的生物膜法有生物滤池、生物转盘和生物接 触氧化池等。
详细描述
氧化沟是一个封闭的环形沟渠，污水在其中循环流动并不断曝气。在氧化沟中， 有机物被好氧微生物降解为二氧化碳和水等无害物质。同时，通过控制曝气量、 水流速度和微生物浓度等参数，可以实现高效的污水处理。
04
好氧生物处理的影响因素
溶解氧浓度
溶解氧浓度是影响好氧生物处理的重 要因素之一。在适宜的溶解氧浓度范 围内，好氧微生物能够得到充足的氧 气，从而有效地降解有机物。
好氧生物处理ppt课件
精品课件
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二、 好氧生物处理的基本反应
1、氧化与合成反应
CxHyOz＋ x＋ 4y－ 2zO2 xC2＋ O2yH2O＋ H 和化学方程式：
nCxHyOz＋ nN3＋ Hnx＋ 4y－ 2z－ 5O2 C5H7O2Nn＋ nx－ 5C2＋ On2y－ 4H2O－ H
2、内源呼吸反应
微生物对自身的细胞物质进行氧化分解，并提供能量即 内源呼吸。内源呼吸反应式如下：
停滞期（调整期） 对数期（生长旺盛期） 静止期（平衡期）
衰老期（衰亡期）
精品课件
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3、污水的好氧生物处理
好氧生物处理是在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好 氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。
好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故 处理构筑物容积较小。且处理过程中散发的臭气较少。所以， 目前对中、低浓度的有机废水，或者说BOD5浓度小于500mg/L 的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。
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曝气池出水堰
精品课件
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曝气池混合液配水进入二沉池
3、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
教学重点
1、好氧生物处理的基本原理及影响好氧生物处理的因素；
2、活性污泥的性能指标、活性污泥的增长规律和曝气方法；
3、生物膜法的作用机理；
4、生物膜法的工艺流程和运行精管品课理件 。
好氧生物处理-活性污泥法
The Global Institute for Urban and Regional Sustainability (GIURS)Shanghai Key Lab for Urban Ecological Processes and Eco-Restoration (SHUES)East China Normal University (ECNU)Shanghai · 200241· China---speaker ：Annie 污水好氧生物处理---活性污泥法活性污泥法概述活性污泥法的净化过程与机制活性污泥法的性能指标及有关参数活性污泥法的各种演变及应用曝气池的类型与构造一、活性污泥法概述•基本原理：该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。
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，多余部分排出活性污泥系统。
•基本工艺流程:初次沉淀池曝气池回流污泥泵房二次沉淀池鼓风机房进水出水空气回流活性污泥剩余污泥•历经主要阶段：吸附阶段氧化阶段絮凝体形成与沉降阶段•活性污泥的形态，组成形态：多为黄色或褐色絮体，含水率超过99％，比表面积大。
组成：活性污泥由四部分组成•（1）Ma——活性污泥微生物；•（2）Me——活性污泥代谢产物；•（3）Mi——活性污泥吸附的难降解惰性有机物；•（4）Mii——活性污泥吸附的无机物。
微生物组成：细菌（90％－95％，甚至100％）、真菌、原生动物、后生动物菌胶团细菌丝状菌指示性动物•环境因素对活性污泥微生物的影响1.BOD负荷率（污泥负荷）2.营养物质一般平衡时用BOD5:N:P的关系来表示，一般需求为100:5:1 3.PH最适宜PH为6.5~8.5之间PH<6.5，真菌增长利于丝状菌易膨胀PH>9时，菌胶易解体活性污泥凝体遭到破坏。
矿山污染治理技术-第5章 废水的生物化学处理-活性污泥法
2、活性污泥的性能指标
MLSS---混合液悬浮固体浓度，也称 污泥浓度 表示单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量
工程上作为评价活性污泥量的指标
MLSS=Ma+Me+Mi+Mii 一般生活污水处理厂
MLVSS---混合液挥发性曝悬气浮池固混体合浓液度 表示混合M液LV悬SS浮/ 固ML体SS中0有.7机~0物.8的质量 不包括污泥中的无机物质
F/M值是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要因素。
实际上，F/M值就是以BOD5表示的进水污泥负荷，即：
F M LsBOD5 Q Bi V X v (kgBOD5 kgVSS d )
减速增长期
• F/M值下降到一定水平后，有机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物呈正比，为一级反应；
剩余污泥： 1）去除有机物的途径之一；
2）维持系统的稳定运行
供氧系统：为微生物提供溶解氧
活性污泥系统有效运行的基本条件是：
废水中含有足够的可溶性易降解有机物； 混合液含有足够的溶解氧； 活性污泥在池内呈悬浮状态； 活性污泥连续回流，剩余污泥及时排放，
维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；
进水中不含有对微生物有毒有害的物质
生物相与活性污泥形状
若同时观察到大量的游离细菌的生物相时，则是由污 泥负荷过高引起的
污水中的营养物质丰富，促使游离细菌生长很好，絮凝
的菌胶团细菌趋于解絮成单个游离菌，以增大同周围环 境的表面，同样使污泥结构松散，絮粒变小
此外，由于污泥絮粒的解絮或变小容易被微型生物吞噬， 使得微型生物因食物充足而大量繁殖。
废水好氧生物处理工艺(1)——活性污泥法
废水好氧生物处理工艺——活性污泥法第一节活性污泥法的基本原理一、活性污泥法的基本工艺流程1、活性污泥法的基本组成①曝气池：反应主体②二沉池：1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。
③回流系统：1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。
④剩余污泥排放系统：1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。
⑤供氧系统：提供足够的溶解氧2、活性污泥系统有效运行的基本条件是：①废水中含有足够的可容性易降解有机物；②混合液含有足够的溶解氧；③活性污泥在池内呈悬浮状态；④活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥；⑤无有毒有害的物质流入。
二、活性污泥的性质与性能指标1、活性污泥的基本性质①物理性能：“菌胶团”、“生物絮凝体”：颜色：褐色、（土）黄色、铁红色；气味：泥土味；比重：略大于1，（1.002~1.006）；粒径：0.02~0.2 mm；比表面积：20~100cm2/ml。
②生化性能：1) 活性污泥的含水率：99.2~99.8%；固体物质的组成：活细胞（M a）、微生物内源代谢的残留物（M e）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（M i）、无机物质（M ii）。
2、活性污泥中的微生物：①细菌：是活性污泥净化功能最活跃的成分，主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等；基本特征：1) 绝大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌；2) 在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能； 3) 具有较高的增殖速率，世代时间仅为20~30分钟；4) 其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶团”的功能。
② 其它微生物------原生动物、后生动物----在活性污泥中大约为103个/ml 3、活性污泥的性能指标：① 混合液悬浮固体浓度（MLSS ）：我们平常说的悬浮物。
MLSS = M a + M e + M i + M ii 单位： mg/l g/m 3② 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS ）：MLVSS = M a + M e + M i ；（有机部分）在条件一定时，MLVSS/MLSS 是较稳定的， 0.75~0.85③ 污泥沉降比（SV 30）：是指将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积比，一般以%表示； 能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀； 正常数值为20~30%。
生化处理—活性污泥法
1 生化处理方法概述生物处理法在城市污水的处理中使用得比较广泛。
城市污水的处理分为三个级别，分别称为污水一级处理、污水二级处理和污水三级处理。
污水一级处理就是使用物理处理方法，如格栅、沉淀池等去除水中不溶解的污染物。
二级处理应用生物处理法，通过微生物的代谢作用进行物质的转化，将废水中的复杂有机构氧化降解为简单的物质。
三级处理是用生物法、离子交换法等去除水中的氮和磷，并用臭氧氧化、活性炭吸附等去除难降解有机物，用反渗透法去除盐类物质，用氯化法对水进行消毒。
我国目前正在努力普及二级处理，而二级处理中生物处理是最常采用的方法。
不同的细菌对氧的反应变化很大，一些细菌只能在有氧存在的环境中生长，称需氧细菌(或称好氧细菌)，利用此类微生物的作用来处理废水称为好氧生物处理法。
另一些细菌只能在无氧的环境中生长，叫厌氧细菌，相应的处理方法叫厌氧生物处理。
介于两者之间的还有兼性微生物(在有氧或无氧的环境中均可生长)，但它们在废水处理中不起主要作用。
按微生物的代谢形式，生化法可分为好氧法和厌氧法两大类；按微生物的生长方式可分为悬浮生物法和生物膜法，现归纳如下：图1 生物处理方法分类1.1废水的好氧生物处理在充分供氧的条件下，利用好氧微生物的生命活动过程，将有机污染物氧化分解成较稳定的无机物的处理方法，在工程上称为废水的好氧生物处理。
微生物对有机污染物进行好氧分解的过程如下：溶解态的有机物可以直接透过细菌的细胞壁进入细胞内。
固体或胶体的有机物先被细菌吸附，靠细菌所分泌的外酶作用，分解成溶解性的物质，然后，再渗入细菌细胞内，通过细菌自身的生命活动，在内酶的作用下，进行氧化、还原和合成过程。
一部分被吸收的有机物氧化分解成简单的无机物，如有机物中的碳被氧化成二氧化碳，氢与氧化合成水，氮被氧化成氨、亚硝酸盐和硝酸盐，磷被氧化成磷酸盐，硫被氧化成硫酸盐等。
与此同时释放出能量，作为细菌自身生命活动的能源，并将另一部分有机物作为其生长繁殖所需要的构造物质，合成新的原生质。
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。
污水的好氧生物处理
污水的好氧生物处理随着城市化的发展，污水成为一大难题。
而作为一种可持续的方法，好氧生物处理越来越成为处理污水的首选方案。
好氧生物处理通过利用微生物来降解有机物质和氮磷等营养物，最终将污水转变为优质的水资源，以此保护环境和人类健康。
本文将对好氧生物处理的原理、类型、工艺和优势进行详细介绍。
一、好氧生物处理的原理好氧生物处理利用氧与有机物质反应的原理来移除污水中的有机物质和营养物。
在好氧条件下，细菌和其他微生物会利用有机物质和氨氮等营养物质作为能量来源和碳源，进而将其转变为二氧化碳和水等不含污染物质的无害物质。
这个过程可以简单的视为有机物质的氧化过程。
此外，好氧生物处理还可以通过混合固液方式来去除固体颗粒，提高水的清洁度。
二、好氧生物处理的类型好氧生物处理主要有两种类型：传统好氧生物处理和活性污泥法。
传统好氧生物处理是将污水引入池中，然后注入氧气。
氧气会刺激微生物菌群分解有机物质，从而将其转化为水和二氧化碳。
活性污泥法又分为好氧污泥法和好氧-厌氧污泥法。
好氧污泥法是将有机物质和氮磷等营养物质混合在一起，再将其注入到好氧生物反应器中。
在这里，微生物会迅速繁殖，消耗有机物质和氮磷等营养物质。
当污水经过反应器的时间足够长后，微生物数量会达到一个峰值，此时污水中的有机物质和氮磷等营养物质的浓度会下降到可以接受的范围。
最终，微生物会沉淀，并被再次注入反应器作为下一轮处理的初始菌苗。
好氧-厌氧污泥法与好氧污泥法类似。
最大的区别在于反应器的内部具有好氧区和厌氧区。
此方法可以更好地控制污水的营养物质浓度，并更好地降低化学需氧量。
三、好氧生物处理工艺好氧生物处理工艺一般包括以下流程：1.预处理在输入反应器前，需要进行预处理，包括过滤、细菌消毒、水解和厌氧治理，以确保反应器内微生物群落平衡。
2.好氧处理阶段在反应器内，注入氧气以滋养好氧菌群。
在好氧条件下，微生物将有机物质分解转换为二氧化碳和水。
3.沉淀阶段处理后的水被放入一个沉淀池，以使栖息在水中的微生物得以沉淀。
污水的好氧生物处理—活性污泥法
活性污泥法的微生物种群丰富多样， 包括好氧细菌、原生动物和后生动物 等，这些微生物共同作用，使活性污 泥法具有较高的净化效率和稳定性。
去除大颗粒杂质 调节水质和水量 减轻后续处理负荷 提高污泥活性
曝气池中的微 生物通过曝气 设备获得足够
的溶解氧
微生物在曝气 池中降解有机 物，产生二氧
化碳和水
曝气池中的溶 解氧浓度需保 持在一定范围 内，以保证微 生物的正常生 长和降解效率
改进措施：采用 低能耗工艺，提 高设备效率；
应用实例：某城市 污水处理厂采用活 性污泥法处理污水， 取得了良好的效果。
序批式反应器（SBR）工艺：通过间 歇运行方式，实现反应池内混合液的 交替循环流动，提高处理效果和抗冲 击负荷能力。
膜生物反应器（MBR）工艺：结合膜 分离技术，实现悬浮固体和活性污泥 的有效分离，提高出水水质和容积负 荷。
活性污泥法是一种生物处理技术，通 过好氧微生物的代谢作用，将污水中 的有机物转化为稳定的无机物，从而 达到净化污水的目的。
活性污泥法的作用机制还包括沉淀和 固液分离过程，将微生物和污水中的 悬浮物从水中分离出来，使出水水质 得到改善。
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活性污泥中的微生物通过吸附和降解 有机物，将其转化为二氧化碳和水， 同时释放能量供微生物生长繁殖。
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氧化沟工艺：通过循环流动的水体 实现有机污染物的降解，具有较好 的脱氮除磷效果和稳定性。
移动床生物膜反应器（MBBR）工艺： 通过在反应器内投加悬浮填料，增加 生物膜附着表面积，提高处理效果和 抗冲击负荷能力。
活性污泥法与A2O工艺的联合应用 活性污泥法与氧化沟工艺的联合应用 活性污泥法与SBR工艺的联合应用 活性污泥法与MBR工艺的联合应用
污水的好氧生物处理活性污泥法
紊流 p
分
压 或
气体
浓
度
层流
紊流
Pi
ρsO 气膜
ρO 液膜
内表面
液体
0 膜厚
图14-3 气体传递双膜理论简图
(2) 由于气液两相的 主体均处于紊流状态， 其中物质浓度基本上 是均匀的，不存在浓 度差，也不存在传质 阻力，气体分子从气 相主体传递到液相主 体，阻力仅存在于气、 液两层层流膜中。
二
、
活
性
污
泥 法
基
本 流
活性污泥工艺主要由曝气池、曝
程 气装置、二沉池、污泥回流系统和
剩余污泥排放系统组成。
曝气池是由微生物组成的活性污泥 与污水中的有机污染物质充分混合接 触，进而将其吸收并分解的场所，是 活性污泥工艺的核心。
曝气装置的作用:
❖向曝气池供给微生物增长及分解 有机污染物所必需的氧气 ❖进行混合搅拌，使活性污泥与有 机污染物质充分接触
污 泥 1.0021.003 ， 回 流 污 泥 1.0041.006 ； ✓ 颗粒直径：0.020.2 mm； ✓ 比表面积：20100cm2/mL。
§14-2 气体传递原理和曝气池
本节重点
❖双膜理论 ❖影响KLa的因素 ❖机械曝气与鼓风曝气
构成活性污泥法有3个基本要素:
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物， 也就是活性污泥； 二是废水中的有机物，它是处理对象，也 是微生物的食料； 三是DO，没有充足的DO，好氧微生物 既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
ρsO——液相中氧的饱和浓度，mg/L； ρO——液相内氧的实际浓度，mg/L。
dm dt
活性污泥法工作原理
活性污泥法工作原理
活性污泥法是一种生物处理技术，主要用于处理废水中的有机物和氮的污染物。
其工作原理如下：
1. 污泥负载：将含有高浓度有机物的废水与活性污泥混合，使污泥中的微生物负载污染物。
活性污泥是由多种细菌和其他微生物组成的混合物，具有高度耐性和能力来降解有机物。
2. 暴露于空气中：将污泥置于暴露在空气中的容器中，以确保供氧和气体交换。
空气中的氧气提供给微生物进行呼吸作用，并促进细菌降解有机污染物的过程。
同时，活性污泥中的微生物通过呼吸作用释放出二氧化碳。
3. 分离固液：在活性污泥容器中，废水中的有机物被降解为二氧化碳和废水中的可溶性化合物。
此外，微生物合成新的细胞物质，因此为维持微生物群体的生长，需要一部分有机物。
4. 沉淀：处理后的废水进入沉淀器，通过重力作用使随废水进入的活性污泥颗粒沉降到底部，形成污泥混合物。
此时，可以将一部分活性污泥用于下一批废水的处理，使系统稳定。
5. 排放水体：处理后的废水经过后处理，满足排放标准后，可以安全地排放到水体中。
通过这一系列过程，活性污泥法能够高效地将有机物和氮的污染物降解为较低的水平，达到净化废水的目的。
延时曝气活性污泥法
延时曝气活性污泥法延时曝气活性污泥法第五章活性污泥法第一节基本原理与分类第二节活性污泥法参数第三节曝气第四节曝气池的构造与设计第五节运行与管理第一节基本原理与分类一、基本原理二、活性污泥法的基本流程三、活性污泥指标四、活性污泥法的分类一、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的能力，显示生物化学活性。
图13-1 活性污泥形状图活性污泥法净化废水的三个主要过程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。
2、微生物的代谢微生物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CO2和H2O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。
不同的微生物对不同的有机物其代谢途径各不相同，对同一种有机物也可能有几条代谢途径。
3、凝聚与沉淀产生凝聚的主要原因：细菌体内积累的聚β-羟基丁酸释放到液相，促使细菌间相互凝聚，结成线粒；微生物摄食过程释放的粘性物质促进凝聚；在不同的条件下，细菌内部的能量不同，当外界营养不足时，细菌内部能量降低，表面电荷减少，细菌颗粒间的结合力大于排斥力，形成线粒；而当营养物充足时，细菌内部能量大，表面电荷增大，形成的线粒重新分散。
沉淀是混合液中固相活性污泥颗粒同废水分离的过程。
固液分离的好坏，直接影响出水水质。
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。
好氧生物处理活性污泥法
第一节 基本概念
• 二. 活性污泥性能指标 • (二) 污泥浓度(MLSS) • 污泥浓度 — 指曝气池中单位体积混合液所
含悬浮固体的重量，单位mg/L。污泥浓度的大小 间接地反映混合液中所含微生物的量。因此，为 了保证曝气池的净化效率，必须在池内维持一定 量的污泥浓度。对于普通活性污泥法，曝气池内 污泥浓度常控制在3～4g/L。
第一节 基本概念
• 二. 活性污泥法基本流程
鼓风机 污水 预处理 活性污泥池 二沉池 排放
污泥回流
剩余污泥
第一节 基本概念
• 二. 活性污泥性能指标 • (一) 污泥沉降比(SV) • 污泥沉降比(SV) — 是指曝气池混合液沉
淀30分钟后，沉淀污泥与混合液之体积比(以 ％表示)。因为活性污泥在沉淀30分钟后一般 可接近它的最大密度。所以以30分钟作为测定 沉降比的标准时间。
• 一．什么是活性污泥法？ • 3．活性污泥的特性
• 颜色：
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根据废水水质的不同，活性污泥有着不同的颜色，有 褐色的，有黄色的等，它和矾花一样，具有很大的表而积。 在活性污泥中，主要有微生物、无机物和分解中的有 机物。微生物和有机物构成活性污泥的挥发性部分 ( 即挥 发性悬浮固体MLVSS)，它约占全部活性污泥的 70～80％左 右。活性污泥的含水率一般为 98～99％。它具有很强的吸 附和氧化分解有机物的能力。
★
生物处理的基本流程
污水
预处理
生物处理池
后处理
排放
•
图14-1
生物处理的基本流程
第一节 基本概念
• 一．什么是活性污泥法？ • 1．活性污泥 • 如果在一桶粪便污水中，不断地鼓入空气，
维持水中有足够的溶解氧，在经过一定时间后， 就会产生褐色絮花状的泥粒，对泥粒进行镜检， 可以看到里面充满着各种各样的微生物，这种 充满微生物的絮状泥粒就叫做活性污泥。
好氧活性污泥法
回收是研究的热点。
23）随着人们健康风险意识的提高，对污水处理的要求日益增多，现在人们 更加关注污水中微量有害污染物的去除。
22
通过过去30年代技术发展，污水处理的专业范围已经从单一的土木工程 领域向一个基于更多工艺工程和微生物学领域扩展。 今天，所有这些工艺及技术综合在一起，创造了复杂的处理系统，很多 公司也宣称拥有独特的工艺和技术，但是我们还是要记住：对于生物
第一节 活性污泥法基本原理
1.1
前言
活性污泥法自1914年在英国成功应用以来，经过近100年的发展，其生物反应和净化 机理和生物处理工艺上均得到深入的研究和应用，成为城市污水和工业废水的主体 处理技术。 活性污泥法具有以下特点：1）应用的普遍性（95%以上的城市污水，50%以上工业废 水）；2）高效性（去除SS ，COD
厌氧缺点： 1）启动时间长：由于污泥对有机化合物比较敏感，适应周期长。
2）运转产生臭味，且可能存在安全隐患
3）需要补充碱度：在厌氧工艺中，由于气相中二氧化碳浓度高， 为保持一定的pH，需要2000－3000mg/L碱度(以碳酸钙计）。 4）处理不彻底：厌氧发酵处理出水含有很多有机酸，满足不了处 理要求。而好氧处理则可以达到很低的出水水质。为利用二者 的优点，在处理工业废水时，常常厌氧－好氧联用。
5
工业废水生物处理的主要目标：
由于某些工业废水中含有对微生物有毒性的成分和化合物，
在其排入水体或城市污水厂前，需去除或降低有机或无机化合 物的浓度。（排入污水厂的废水，由于有污水厂的屏障，其排 污浓度较为宽松）
污水的好氧生物处理活性污泥法
§14-2 气体传递原理和曝气池
本节重点
❖双膜理论 ❖影响KLa的因素 ❖机械曝气与鼓风曝气
构成活性污泥法有3个基本要素:
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物， 也就是活性污泥； 二是废水中的有机物，它是处理对象，也 是微生物的食料； 三是DO，没有充足的DO，好氧微生物 既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
EA
R0 S
100％
动力效率EP
EA
R0 S
100％
式 中 ： R0—— 温 度 20℃ ， 大 气 压 力 101.325kPa条件下，单位时间转移到无氧清 水中的总氧量（kgO2/h）；
S——供氧量(kg/h)，S＝GS×21％×1.33 ＝0.28GS；
GS——供空气量，（m3/h）；
21%——氧在空气中所占的体积百分数；
ρsO——液相中氧的饱和浓度，mg/L； ρO——液相内氧的实际浓度，mg/L。
dm dt
Kg
A sO
O
由于dm＝V·dρO (V为液体的 体积)，则前式可改写为：
dO
dt
K
g
A V
sO
O
d O
dt
Kg
A V
sO
O
令
K La
Kg
A V
，则：
dO
dt
K La sO
O
式中：ddtO——液相中氧的变化速率，mg/(L·h)； KLa ——总的传质系数，1/h，是总阻力的倒数。当氧
气泡尺寸小，则接触界面A较大，将提 高KLa值，有利于氧的转移；但气泡小， 则不利于紊动，对氧转移也有不利影响。
好氧生物处理
好氧生物处理利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。
微生物利用水中存在的有机污染物为底物进行好氧代谢，经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处理。
污水处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。
1、活性污泥法：SBR、A/O、A/A/O、氧化沟等SBR是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。
它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。
尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。
A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO（溶解氧）不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。
在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。
A2/O工艺亦称A-A-O工艺，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic 第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧）。
按实质意义来说，本工艺应为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。
A2/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。
氧化沟是一种活性污泥处理系统，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，又称循环曝气池。
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活性污泥的性质及性能指标
1、物理性质：
——“菌胶团”——“生物絮凝体”
颜色：褐色、（土）黄色、铁红色 气味：泥土味（城市污水） 比重：略大于1 （1.0021.006）
粒径：0.020.2 mm
比表面积：20100cm2/ml
活性污泥的性质及性能指标
2、生化性能： 活性污泥的含水率： 99.299.8%
第五章 污水的好氧生物处理 —活性污泥法
废水好氧生物处理中有机物的代谢途径
无机代谢产物 少量能量
代谢产物 O2
(CO2、H2O、NH3、SO42-…)
＋ 能量
(1/3) 分解代谢
污水中的可 降解有机物
+ 异养微生物
(2/3) 合成代谢
～80%
内源呼吸产物
+ 能量
新细胞物质
（C5H7NO2）
内源呼吸
4. 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） （Mixed Liquor Volatile Suspended Solids） MLVSS = Ma + Me + Mi 单位： mg/L 或 g/m3
在条件一定时，MLVSS VSS 较稳定； 对于处理城市污水的活性污泥系统，一般为0.75~0.85
活性污泥增殖规律的应用
• ① 活性污泥的增殖状况，主要是由F/M值所控制； • ② 处于不同增殖期的活性污泥，其性能不同，出水 水质也不同； • ③ 通过调整F/M值，可以调控曝气池的运行工况， 达到不同的出水水质和不同性质的活性污泥； • ④ 活性污泥法的运行方式不同，其在增殖曲线上所 处位置也不同。
完全混合式曝气池
曝气池 进水 初沉池 二沉池 出水
初沉污泥 回流活性污泥 剩余污泥
完全混合式曝气池
废水一进入曝气池，即与池内原有混合液充分混合； 混合液组成、微生物组成与数量等完全均匀一致； 有机物的降解速率、耗氧速率等在池内各部位都是 不变的；
封闭环流式反应池（CLR）
曝气池
进水
3 吸附再生活性污泥法
——又称生物吸附法或接触稳定法
• 主要特点： 将吸附、降解两个过程分别控制在不同的反应器内进行。
活性污泥的初期吸附作用
传统活性污泥法工艺流程：
空气
废水
初次 沉淀池
曝气池
二次 沉淀池
出水
回流污泥
剩余活性污泥
活性污泥法的基本组成
曝气池： 在池中使废水中的有机污染物质与活性污泥 充分接触，并吸附和氧化分解有机污染物质。 曝气系统：供给曝气池生物反应所需的氧气，并起混 合搅拌作用 二次沉淀池： 用以分离曝气池出水中的活性污泥， 污泥回流系统 ：把二次沉淀池中的一部分沉淀污泥再 回流到曝气池，以供应曝气池赖以进行生化反应的微 生物。 剩余污泥排放系统： 曝气池内污泥不断增殖，增殖的 污泥作为剩余污泥从剩余污泥排放系统中排出。
二沉池 出水
回流活性污泥
剩余污泥
封闭环流式反应池（CLR）
• 结合了推流和完全混合两种流态的特点。污水进 水反应池与反应池中的混合液迅速混合后，在封 闭的沟渠中进行循环流动。 • 流速一般为0.25-0.35m/s，完成一个循环所需时 间为5-15min，污水在反应器内停留10-24小时（ 循环40-300次）。
活性污泥的性能指标：
6 污泥体积指数（SVI） （Sludge Volume Index） 定义：曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，每g干污泥所形 成的污泥体积，( ml/g)
SV (m l / l ) SVI MLSS( g / l )
SV (%) 1000 (m l / l ) SVI MLSS( g / l )
活性污泥的增殖曲线
• ③ 减速增长期： • 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。
c ) 油滴虫（原生动物鞭毛纲）
d ) 粗袋鞭虫（原生动物鞭毛纲）
活性污泥中的原生动物
e ) 草履虫（原生动物纤毛纲）
f ) 纺锤全列虫（原生动物纤毛纲）
g ) 纤毛虫（原生动物纤毛纲）
h )i ) 漫游虫（原生动物纤毛纲）
j ) 漫游虫（原生动物纤毛纲）
k ) 有助盾纤虫（原生动物纤毛纲）
l ) 纤虫（原生动物纤毛纲）
活性污泥中的原生动物
e )大口钟虫
f ) 念珠钟虫
活性污泥系统启动初期，游离细菌居多，原生动物 肉足虫（如变形虫）——游泳型纤毛虫（如豆形虫、 草履虫）。 菌胶团培育成熟，细菌多“聚居”在活性污泥上， 处理水水质良好；原生动物以带柄固着型的纤毛虫 （如钟虫、等枝虫等）为主。
1 传统活性污泥法
• 主要特点：
a. 曝气池推流式，废水浓度从进水端到出水端逐渐下降 b. 沿曝气池长度方向曝气量相等。
• 主要问题：
a. 池首端供氧速率低于需氧速率易形成缺氧状态，不宜 采用过高的有机负荷。 b. 在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，会 浪费了动力费用； c. 对冲击负荷（有机物浓度突然增高）的适应性较弱。
活性污泥的增殖曲线
• ④ 内源呼吸期： • 内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率， 因此从整体上来说，活性污泥的量在减少，最终所 有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物， 而这些物质多是难于降解的细胞壁等；污泥的无机 化程度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差；有机 物基本消耗殆尽，处理水质良好；一般不用这一阶 段作为运行工况，但也有采用，如延时曝气法。
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
推流式曝气池
曝气池 进水 初沉池
二沉池
出水
初沉污泥 回流活性污泥
剩余污泥
推流式曝气池
呈长方形；廊道的长度可达100m，但以5070m之间为宜； 长度应是宽度的510倍；宽度与有效水深之比为1-2； 从池首到池尾，微生物的组成与数量、基质的组成与数量 等都在连续地变化； 有机物的降解速率、耗氧速率也都连续地变化； 活性污泥在池内是按增长曲线的一个线段进行增长； 一般呈廊道型，可有单廊道、双廊道、三廊道和五廊道等。
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。
序批式反应池（SBR）
进水
反应 （曝气）
沉淀
出水
闲臵
5个不同阶段
高碑店污水处理厂的工艺流程与平面布臵
二沉池 曝气池 初沉池
初沉池
二期 曝气池
二沉池
正在运行的曝气池
5.2 活性污泥法的发展和演变
• 传统活性污泥法； • 完全混合活性污泥法； • 吸附—再生活性污泥法； • 延时曝气活性污泥法； • 高负荷活性污泥法； • 纯氧曝气活性污泥法； • 氧化沟 • SBR
怎么解决这些问题？？
2、完全混合活性污泥法
• 主要特点： a.进水一进入曝气池，就立即被大量混合液所稀释， 所以对冲击负荷有一定的抵抗能力；
b.池液中各部分微生物种类和数量相同，有机物浓 度基本相同，需氧速率比较均匀；可以方便地通 过对F/M的调节，使反应器内的有机物降解反应 控制在最佳状态 ；
c. 适合于处理较高浓度的有机工业废水。
功能：能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，
其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多；
其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀； 正常范围： 50150 ml/g（处理城市污水时）
污水中有机物的降解过程
活性污泥去除有机物是分三阶段进行
吸附阶段 污泥具有巨大的表面积，表面上含有多糖类黏性 物质，使活性污泥具有很好的吸附性能。污水与活性污泥混 合后，污水中的固体有机物等污染物首先被吸附转移到活性 污泥表面。 稳定阶段 （降解阶段） 吸附转移到活性污泥表面的污染物 被微生物分解转化为CO2和H2O等简单化合物及自身细胞。 混凝阶段 曝气池中的混合液进入二沉池后，活性污泥颗粒 和游离微生物等固形物在微生物释出的β羟基丁酸和黏性物 质等的作用下，相互凝聚形成大颗粒絮体。 吸附和稳定在曝气池中完成，而混凝则在二沉池进行
原生动物能不断摄食水中的游离细菌，起到进一步 净化水质的作用。
后生动物（主要指轮虫）在活性污泥中是不经常出 现的，仅在处理水质优异的完全氧化型活性污泥系 统（如延时曝气）中出现，因此，轮虫出现是水质 非常稳定的标志。
11
后生动物
a ) 线虫
b)
台氏合甲轮虫
c ) 无常胶鞘轮虫
d ) 对刺同尾轮虫
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