12-1 活性污泥法基本概念

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§12-1 基本概念 2.活性污泥 活性污泥 (1)发现过程 发现过程 1882年史密斯向污水鼓入空气试验；1912年美国的 年史密斯向污水鼓入空气试验； 年美国的Lawlence研究 年史密斯向污水鼓入空气试验 年美国的 研究 所进行污水曝气试验；英国Fowler访问该研究所后，让lark和 访问该研究所后， 所进行污水曝气试验；英国 访问该研究所后 和 Gage进行试验，发现污水长时间曝气会产生一些絮状体，水质 进行试验， 进行试验 发现污水长时间曝气会产生一些絮状体， 会得到明显改善， 继续对这一现象进行了研究， 会得到明显改善，Ardern和Lockett继续对这一现象进行了研究， 和 继续对这一现象进行了研究 在瓶中进行曝气试验，每天试验结束时把瓶子倒空， 在瓶中进行曝气试验，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新 开始，发现由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着一些棕褐色絮状体时， 开始，发现由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着一些棕褐色絮状体时， 处理效果反而好,他们就把它称为活性污泥 随后， 他们就把它称为活性污泥。 处理效果反而好 他们就把它称为活性污泥。随后，每天结束试 验前，把曝气后的污水静置沉淀，倒去上层清水，留下瓶底污泥， 验前，把曝气后的污水静置沉淀，倒去上层清水，留下瓶底污泥， 第二天使用,发现大大缩短了污水处理时间 发现大大缩短了污水处理时间。 第二天使用 发现大大缩短了污水处理时间。1914年Ardern和 年 和 Lockett在英国化学工程学会上发表试验成果，活性污泥法诞生。 在英国化学工程学会上发表试验成果， 在英国化学工程学会上发表试验成果 活性污泥法诞生。 • 1916年英国曼彻斯特市建造第一个处理能力 年英国曼彻斯特市建造第一个处理能力946m3/d的活性污泥 年英国曼彻斯特市建造第一个处理能力 的活性污泥 污水处理厂。 年美国休斯顿建造了处理能力37800m3/d的活 污水处理厂。1917年美国休斯顿建造了处理能力 年美国休斯顿建造了处理能力 的活 性污泥污水处理厂。 性污泥污水处理厂。
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 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
第十二章 活性污泥法
• §12-1 基本概念 • 1.起源 起源 • 2.活性污泥 活性污泥 • 3.活性污泥法基本流程 活性污泥法基本流程 • 4.活性污泥法降解有机物过程 活性污泥法降解有机物过程
第十二章 活性污泥法
• §12-1 基本概念 12• 1.起源 1.起源 • 大自然的启示：天然水体中微生物生态系统的自 大自然的启示： 净。 • 活性污泥法是模仿天然水体的净水过程，从本质 活性污泥法是模仿天然水体的净水过程， 上与自然水体处理污水的过程相似， 上与自然水体处理污水的过程相似，是自然水体 净化过程的人工强化。 净化过程的人工强化。
污泥中细菌
污泥中原生动物
污泥中部分微生物写真
污泥中部分微生物写真
污泥中部分微生物写真
污泥中部分微生物写真
活性污泥几组图片
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第十二章 活性污泥法
• §12-1 基本概念 • 2.活性污泥 活性污泥 • (3)活性污泥性状 活性污泥性状 • 粒径：200～1000µm 粒径： ～ • 形状：类似矾花状不定形的絮凝体，表面或内部吸附微生物。 形状：类似矾花状不定形的絮凝体，表面或内部吸附微生物。 • 颜色：黄褐色。 颜色：黄褐色。 • 味道：土腥味。 味道：土腥味。 • 比表面积：20～100cm2/ml表面积； 比表面积： ～ 表面积； 表面积 • 曝气池混合液相对密度：1.002-1.003 曝气池混合液相对密度： • 回流污泥相对密度：1.004-1.006 回流污泥相对密度： • 供氧不足或出现厌氧时呈黑色；供氧过量或营养不足呈灰白色； 供氧不足或出现厌氧时呈黑色；供氧过量或营养不足呈灰白色；
第十二章 活性污泥法
• 第一节 基本概念 • 第二节 活性污泥法的发展 • 第三节 活性污泥法数学模型基础 • 第四节 气体传递原理和曝气设备 • 第五节 去除有机污染物的活性污泥法过程设计 • 第六节 脱氮除磷活性污泥法工艺及设计 • 第七节 活性污泥法系统设计方法的深化 • 第八节 二次沉淀池 • 第九节 活性污泥法处理系统的设计、运行及管理 活性污泥法处理系统的设计、
第十二章 活性污泥法
第十二章 活性污泥法
• §12-1 基本概念 • 2.活性污泥 活性污泥 • (2)组成 组成 • 由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的有 由细菌、菌胶团、原生动物、 机物和无机物质组成的，有一定活力、 机物和无机物质组成的，有一定活力、具有良好净化污水功能的 絮绒状污泥。 絮绒状污泥。 • 包括：活性微生物(Ma)；微生物自身氧化残留物 包括：活性微生物 ；微生物自身氧化残留物(Me)；吸附的 ； 不能被降解的有机物(Mi);无机悬浮固体 无机悬浮固体(Mii). 不能被降解的有机物 无机悬浮固体 • 活性微生物主要为呈菌胶团状的细菌、真菌。菌胶团是由细菌分 活性微生物主要为呈菌胶团状的细菌、真菌。 泌的多糖类物质等包覆的黏性团块， 泌的多糖类物质等包覆的黏性团块，使微生物具有抵御外界不利 因素的性能；游离状的细菌不易沉淀，而原生动物捕食游离细菌， 因素的性能；游离状的细菌不易沉淀，而原生动物捕食游离细菌， 这样沉淀的出水更清澈，故原生动物利于提高出水水质。 这样沉淀的出水更清澈，故原生动物利于提高出水水质。
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第十二章 活性污泥法
• §12-1 基本概念 • 2.活性污泥 活性污泥 • (4)活性污泥评价方法 活性污泥评价方法 • 生物相观察 细菌、真菌、原生动物及后生动物种类、 生物相观察:细菌、真菌、原生动物及后生动物种类、 细菌 数量、优势度及其代谢活动等。 数量、优势度及其代谢活动等。 • 混合液悬浮固体浓度 混合液悬浮固体浓度(MLSS):单位体积混合液中活性污 单位体积混合液中活性污 泥悬浮物固体的质量(Ma+Me+Mi+Mii)， ， 泥悬浮物固体的质量 • 挥发性悬浮固体浓度 挥发性悬浮固体浓度(MLVSS): 混合液悬浮固体中有机 物的质量(Ma+Me+Mi) 物的质量 • 一般 一般MLVSS/MLSS=0.7～0.8; ～
第十二章 活性污泥法
• §12-1 基本概念 • 3 活性污泥法基本流程 由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统组成。 由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统组成。
第十二章 活性污泥法
• §12-1 基本概念 12• 4 有机物降解过程 • 活性污泥法有机物降解分两个阶段： 活性污泥法有机物降解分两个阶段： • 吸附阶段：活性污泥具有巨大的表面积，表面上含有多 吸附阶段：活性污泥具有巨大的表面积， 糖类粘性物质，污水中的有机物转移到活性污泥上去。 糖类粘性物质，污水中的有机物转移到活性污泥上去。 • 稳定阶段：转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。 稳定阶段：转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。
第十二章 活性污泥法
• §12-1 基本概念 • 4 有机物降解过程 • (1) BOD去除基本集中在起始一段时间。起始 小时内 去除率达 去除基本集中在起始一段时间。 小时内,去除率达 去除基本集中在起始一段时间 起始0.5小时内 82%,去除速率高 随后 去除速率高;随后 去除率减少,去除速率减慢 去除速率高 随后,BOD去除率减少 去除速率减慢。 去除率减少 去除速率减慢。 • (2)吸附阶段：起始0.5小时内，吸附量可达 ％，占去除量 吸附阶段：起始 小时内 吸附量可达70％，占去除量85%， 小时内， ％，占去除量 吸附阶段 ， 的去除， 说明BOD的去除 主要在于吸附。 说明BOD的去除，主要在于吸附。 • (3)有机物的稳定，起始0.5小时内，为12%，仅占去除量的 有机物的稳定，起始 小时内 小时内， 有机物的稳定 ，仅占去除量的14.7 ％。随着曝气时间的延长 吸附的有机物转入稳定，吸附量减少， 随着曝气时间的延长， ％。随着曝气时间的延长，吸附的有机物转入稳定，吸附量减少， 而氧消耗量增多，说明被微生物利用的那部分有机物(BOD)增加。 增加。 而氧消耗量增多，说明被微生物利用的那部分有机物 增加 到曝气时间为24小时时， 的稳定量为80%，达到物质转化， 到曝气时间为 小时时，BOD的稳定量为 小时时 的稳定量为 ，达到物质转化， 最终去除。 最终去除。
附：MLSS和MLVSS测定方法
• 仪器和实验用品 定量滤纸； 马弗炉； 烘箱； 干燥器，备有以颜色指示的干燥剂； 1．定量滤纸；2．马弗炉；3．烘箱；4．干燥器，备有以颜色指示的干燥剂； 分析天平，感量0.1mg 0.1mg。 5．分析天平，感量0.1mg。 实验步骤(括号内为实际操作) 实验步骤(括号内为实际操作) 定量滤纸在103 105℃烘干 干燥器内冷却，称重， 103烘干， 1．定量滤纸在103-105℃烘干，干燥器内冷却，称重，反复直至获得恒重或 称重损失小于前次称重的4% 重量为m0；（干燥 4%； m0；（干燥8 称重损失小于前次称重的4%；重量为m0；（干燥8小时后放入干燥器冷却后称 重为最终值或Φ12.5的滤纸直接以1g计） 重为最终值或Φ12.5的滤纸直接以1g计 Φ12.5的滤纸直接以1g 将样品100ml 中的滤纸过滤，放入103 105℃的烘箱中烘干取出在干燥 100ml用 1032．将样品100ml用1中的滤纸过滤，放入103-105℃的烘箱中烘干取出在干燥 器中冷却至平衡温度称重，反复干燥制恒重或失重小于前次称重的5% 5%或 器中冷却至平衡温度称重，反复干燥制恒重或失重小于前次称重的5%或 0.5mg(取较小值 取较小值) 重量为m1 m1； 0.5mg(取较小值)，重量为m1； MLSS=(m1- m0)/0.1（干燥8小时后放入干燥器冷却后称重为最终值） MLSS=(m1- m0)/0.1（干燥8小时后放入干燥器冷却后称重为最终值） 将干净的坩埚放入烘箱中干燥一小时，取出放在干燥器中冷却至平衡温度， 3．将干净的坩埚放入烘箱中干燥一小时，取出放在干燥器中冷却至平衡温度， 称重，重量为m2 m2； 称重，重量为m2； 中的滤纸和泥放在3中的坩埚中，然后放入冷的马弗炉中， 4．将2中的滤纸和泥放在3中的坩埚中，然后放入冷的马弗炉中，加热到 600℃灼烧60分钟 在干燥器中冷却并称重，m3；（从温度达到600℃ 灼烧60分钟， ；（从温度达到600℃开始计 600℃灼烧60分钟，在干燥器中冷却并称重，m3；（从温度达到600℃开始计 时） MLVSS=[(m1+m2-m0)- m3]/0.1 MLVSS=[(m1+m2-m0)-
第十二章 活性污泥法
• §12-1 基本概念 • 2.活性污泥 活性污泥 • (4)活性污泥评价方法 活性污泥评价方法 • 污泥沉降比 污泥沉降比(SV%): 曝气池中混合液静沉 曝气池中混合液静沉30min后污泥的体积分 后污泥的体积分 采用1L量筒测定 与水质、污泥浓度、 量筒测定。 数，采用 量筒测定。与水质、污泥浓度、絮体颗粒大小及污 泥性状有关， 约为30%。 泥性状有关，MLSS为3000mg/L时，SV约为 为 时 约为 。 • 污泥体积指数 污泥体积指数(SVI):混合液静沉 混合液静沉30min后，单位质量干泥形成的 混合液静沉 后 湿污泥体积， 湿污泥体积，ml/g. • SVI测定方法：①在曝气池出口处取样，②测定MLSS，③测定 测定方法： 在曝气池出口处取样， 测定 测定方法 ， 样品SV%，读取沉淀污泥体积 样品 ，读取沉淀污泥体积(mL): • SVI=沉淀污泥体积 沉淀污泥体积(ml/L)/MLSS(g/L) 沉淀污泥体积