第十二章 活性污泥法-最新版本
污水处理-活性污泥法
△X = aSr – bX
式中：a——污泥产率（污泥转换率） Sr——污水中被降解、去除的有机污染物量（BOD），kg/d
Sr Q(Sa Se )
X——曝气池混合液含有的活性污泥量，kg/d b——自身氧化率（衰减系数），d－1
5
活性污泥法基本原理
活性污泥净化反应过程
2 、微生物的代谢: 分解代谢和合成代谢
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活性污泥法基本原理
活性污泥净化反应过程
曝气池内有机物氧化分解、细胞合成、内源代谢 数量关系：
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影响因素与主要设计运行参数
净化反应影响因素
由于活性污泥中生物种类的过剩以及它们之间的相互竞 争，工艺条件的微小变化就能够引起微生物种群组成和污泥 絮体物理性能的显著变化。
X v
VX v X v
C
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活性污泥评价及控制指标
有机污染物降解与需氧
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反应动力学基础
莫诺方程式基本方程
max
S KS
S
按物理意义考虑：
max
S KS
S
1 dS d(S0 S) X dt Xdt
dS dt
max
XS KS
S
1 ds maxS (kg / kg h) X dt KS S
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
3
活性污泥的增殖规律
1.适应期：各种酶系统对环境的适应过程 2.对数增殖期：活性污泥能量水平很高，污泥松散 3.减速增殖期：营养物成为微生物生长的限制因素，活性污泥
第12章活性污泥法
负荷过低则曝气池容积加大，投资加大，曝气量加大，出水水质较高。 应选择适宜的负荷，同时还要避开0.5 ~ 1.5 kgBOD/kgMLSS.d负荷区间。
500
400
300
SVI
200
一般负荷
100 高负荷 0 2.5
低 负 荷 1.5 0.5 2.5 0
2.5
2.0
2.0
1.5
1.0
0.5
0
BOD-污泥负荷率(kgBOD/kgMLSS²d)
12
图 17-2 污泥负荷与SVI值之间的关系
3．活性污泥组成
活性污泥 MLSS = 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—吸附在活性污泥上的不能被微生物降解的有机物 4） Mii—吸附在活性污泥上的无机物
小分子内酶 进行代谢反应 胞外酶（水解酶） 透膜酶催化作用 大分子 小分子 透过细胞壁进入细胞体 内
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1〉氧化分解
C x H y O z (x y z y 酶 )O 2 xCO 2 H 2 O H 4 2 2
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12.1.2
活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
15
12.1.3 活性污泥法降解污水中有机物的过程
1．初期吸附去除阶段（物理吸附和生物吸附）
● 活性污泥巨大的表面积（2000～10000 m2/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30 min 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 2．微生物的代谢（有机物的稳定阶段）
活性污泥法
厌氧消化法是在无氧条件下利用厌氧菌将有机物转化为沼气的方法。与活性污泥法相比，厌氧消化法具有较低的能耗和处理成本，但产生的沼气具有温室效应，且处理后的出水水质较差。
高级氧化技术利用强氧化剂或电化学方法将有机物彻底氧化为二氧化碳和水。该方法具有较高的处理效率，尤其适用于难降解有机物的处理，但技术复杂、成本高昂，在实际应用中受到一定限制。
细菌是活性污泥中最重要的微生物，主要分为好氧菌和厌氧菌，好氧菌主要负责有机物的氧化分解，厌氧菌则主要负责发酵和产酸。
活性污泥法中的生物反应过程主要包括吸附、氧化分解和沉淀等过程。
吸附过程是指活性污泥通过吸附作用将有机物从水中转移到微生物表面；氧化分解过程是指微生物通过酶的作用将有机物氧化分解为二氧化碳和水；沉淀过程是指通过活性污泥的沉淀作用将微生物和有机物从水中分离出来。
特点
活性污泥法起源于19世纪末期，最早由英国的Clark和Gage在曼彻斯特市进行试验研究。
起源
经过一个多世纪的发展，活性污泥法不断改进和完善，技术不断创新，成为目前应用最广泛的污水处理方法之一。
发展历程
未来活性污泥法的发展将更加注重节能减排、资源回收和生态平衡，如厌氧-好氧联合工艺、序批式反应器等新型工艺的发展。
工艺流程
处理效果
运行管理
该工业废水处理厂采用活性污泥法处理工艺，针对不同工业废水特点进行预处理和生物处理。预处理阶段根据不同工业废水的污染物种类和浓度，采用相应的物理、化学手段去除悬浮物、油类、重金属等有害物质，生物处理阶段通过曝气池、沉淀池等去除有机物和氮、磷等营养物。
该工艺在处理不同工业废水时表现出良好的适应性，能够有效去除废水中的有害物质，降低废水中的污染物浓度，达到国家排放标准。同时，该工艺还具有一定的经济性和环保性，能够为工业企业的可持续发展提供有力支持。
第十二章.废水生化处理
无氧呼吸 发酵 能量利用率26 26％ 能量利用率26％
无机物 有机物
C6H12C6 →2CO2+2CH3CH2OH+92.0kJ
依据细胞炭源、电子供体、 依据细胞炭源、电子供体、电子受体和最终产物对微生物分类
细菌类型 好氧异养菌 好氧自养菌 常用 反应名称 好氧氧化 硝化 铁氧化 硫氧化 兼性异养菌 厌氧异养菌 缺氧脱氮反 应 酸发酵 铁还原 硫酸盐还原 甲烷化 炭源 有机化合物 CO2 CO2 CO2 有机化合物 有机化合物 有机化合物 有机化合物 有机化合物 电子供体 （基质） 基质） 有机化合物 NH3、NO2－ Fe（Ⅱ） （ H2S、S0、 、 － S2O32－ 有机化合物 有机化合物 有机化合物 有机化合物 VFAs 电子受体 O2 O2 O2 O2 NO2－、NO3
酶 反 应 速 度 v
vmax
n=0 1/2 vmax 0<n<1
n=1
KS
底物浓度[S] 底物浓度
中间产物假说： 酶促反应分两步进行， 中间产物假说： 酶促反应分两步进行，即酶与底 物先络合成一个络合物（中间产物），这个络合物再进 物先络合成一个络合物（中间产物），这个络合物再进 ）， 一步分解成产物和游离态酶，以下式表示： 一步分解成产物和游离态酶，以下式表示：
温度超过最高生长温度时，蛋白质迅速变性及酶系统 温度超过最高生长温度时， 遭到破坏而失活，严重者可使微生物死亡。 遭到破坏而失活，严重者可使微生物死亡。 低温会使微生物代谢活力降低，生长繁殖停止状态， 低温会使微生物代谢活力降低，生长繁殖停止状态， 但仍保存其生命力。 但仍保存其生命力。
pH值 值 影 响 微 生 物 生 长 的 环 境 因 素 不同的微生物有不同的pH适应范围。 不同的微生物有不同的 适应范围。 适应范围 细菌、放线菌、藻类和原生动物的 适应范围是 细菌、放线菌、藻类和原生动物的pH适应范围是 之间。 ～ 之间 在4～10之间。 大多数细菌适宜中性和偏碱性（pH＝6.5～7.5）的 大多数细菌适宜中性和偏碱性（ ＝ ～ ） 环境。 环境。 废水生物处理过程中应保持最适pH范围。 废水生物处理过程中应保持最适 范围。 范围 当废水的pH变化较大时，应设置调节池， 当废水的 变化较大时，应设置调节池，使进入 变化较大时 反应器（如曝气池）的废水，保持在合适的 范围 范围。 反应器（如曝气池）的废水，保持在合适的pH范围。
第12章污水的好氧生物处理(二)活性污泥法精品PPT课件
dd tOKLa (sO O)
式中：
K La ( 污水 K La ( 清水
) )
so ( 污水 so ( 清水
) )
影响KLa值的因素
溶解在水中的憎水性有机物影响KLa值； 水中溶解的无机物影响ρs0值； 温度也影响KLa和ρs0值。
二、曝 气 设 备
曝气的作用与曝气方式
曝气的作用： 1.好氧微生物的需氧代谢 2.兼性微生物酶的好氧合成 3.混合液的搅拌作用（厌氧、缺氧池另加搅拌器）
非活性部分
含水98%~99% 干固体1%~2%
有办法知道确切的生物量吗？
有人曾企图通过直接测定污泥中细胞的DNA量、有机氮量、 三磷酸腺苷（ATP）量、脱氢酶的活力等指标去反映活性污泥 的活力，这种方法既复杂又不准确，而且微生物的含量不断变 化。
按McKinney的分析：
MLSS=Ma+Me+Mi+Mii
1L混合液沉淀30min的活性污泥体积（mL） SV(mL/L)
SVI= 1升混合液中悬浮固体干重（g）
= MLSS(g/L)
曝气池——完成生物处理。 曝气系统——供氧，搅拌。 二沉池——完成泥水分离。 回流污泥——使曝气池保持一定的悬浮固体浓度，
即保持一定的微生物浓度和活性。 剩余污泥——增殖的微生物量，为保持系统稳定运
第十四章 污水的好氧生物 处理（二）——活性污泥法
第一节 基本概念 第二节 气体传递和曝气池
第一节 基 本 概 念
一、活性污泥 Activated sludge
1、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。
活性污泥法讲义共60页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己ຫໍສະໝຸດ 道。——苏联活性污泥法讲义
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
1212活性污泥法
一般投配比在0.1-0.2左右可以保证活性污泥稳定在工艺需要期。
5）去除率负荷
容积去除率负荷：单位工作体积，单位时间去除BOD
或COD的量，单位（kgBOD/m3·d或kgCOD/m3·d）
污泥去除负荷率：单位质量活性污泥，单位时间去除
COD或BOD的量，单位（kgBOD/kgMLSS·d或 kgCOD/kgMLSS·d）
杆状
螺旋状
肉足类：可以任意改变形状 原 生 动 鞭毛类：有一根或多根鞭毛 物
纤毛类：分为自由游泳型和固着型
水
处
线虫
理
系
统
中
的
后
生
动
轮虫
物
2 活性污泥的性状
活性污泥通常为黄褐色（有时为铁红色），絮绒状颗粒，一般 直径有0.02-2mm ，含水率99.2%-99.8%，密度因含水率不同而 不同，一般在1.002-1.006 g/cm3范围内，比表面积大，大约20100 cm2/mL。
获得方法：不同时间测 量混合溶液的DO值， 作曲线，其斜率即溶解 氧消耗速度。
以上五个参数（即MLSS,MLVSS、SV、SVI、DO消耗速 度）是工艺运行中监测的重要指标。
4）投配比F/M（kgBOD或COD/kgMLSS·d）
活性污泥的营养物或有机底物量(F)与微生物量(M)的比值(F／M)是活性污泥 微生物增厚、增殖的重要影响因素，也是有机底物降解速率、氧利用速率、 活性污泥的絮凝、吸附性能的重要影响因素。可以通过调整F/M的值，来使 活性污泥停留在我们需要的阶段。
3.5小时以内。
深井曝气与传统生物处理工艺的比较
曝气池
根据断面上的水流情况，又可分为平移推流式和旋转推流式
平移推流式：曝气池底铺满扩散器，池中水流只有沿池长方向流动，这种 池型的横断面宽深比可以大些。
活性污泥法PPT教案
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（二）沉降性指标
（1）污泥沉降比（SV）
SV是指一定量的混合液静置30min 以后，沉降的污泥体积与原混合液体积 之比，以百分数表示。正常的污泥在静 置30分钟后，可接近最大密度，所以 SV反映了曝气池正常运行的污泥量。 ✓ 控制剩余污泥的排放量 ✓ 及时反映污泥膨胀等异常现象
活性污泥是高度富集的有机体，只有将其分离处理才能达到净化目的。
活性污泥生长曲线与纯细菌生长曲线相似。比值F/M是重要参数。
➢ 适应期 是微生物的细胞内各 种酶系统对环境的适应过程。
量 对数增长期 减速增殖期 内源呼吸期
➢ 对数增殖期 微生物不受基质限 制，细菌趋于以最大表面积的游离
S(BOD)
单体的形式存在于高浓度有机物废 水中，污泥沉降性不好，不易分离
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5-1 活性污泥法的基本概念
✓当前应用最广泛的技术之一 ✓已有90多年的历史
1. 活性污泥法的基本概念与流程
活性污泥法是利用某些微生物在生长繁殖过程中形成 表面积较大的菌胶团，大量絮凝和吸附废水中的污染物 ，并将这些物质摄入细胞体内，在有氧条件下，将这些 物质同化为菌体本身的组分，或将这些物质氧化为二氧 化碳、水等物质。这种具有活性的微生物菌胶团或絮状 污泥颗粒的微生物群体即称为活性污泥。以活性污泥为 主体的污水生物处理技术就叫活性污泥法。
(x
y 4
z 2 )O 2
酶 xCO 2
y 2
H2O
H
2〉合成代谢（合成新细胞）
nCx H yO z
nNH3
n(x
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。
活性污泥法
§活性污泥法活性污泥：由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及其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。
性质：活性污泥由四部分物质所组成：①具有代谢功能活性的微生物群体(Ma)：细菌是活性污泥组成和净化功能的中心②微生物(主要是细菌)自身氧化的残留物(Me)；③由原污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质(Mi）：性质决定哪些种属的细菌占优势④由污水挟入的无机物质(Mii）。
微生物及其作用（1）细菌占活性污泥中微生物总重量的90%~95%。
菌胶团细菌和丝状细菌，构成活性污泥的骨架。
菌胶团细菌：有很强的氧化、分解有机物的能力保护作用有很好的沉降性能丝状细菌：有很强的氧化、分解有机物的能力，起着一定的净化作用。
若其数量超过菌胶团细菌，使污泥絮凝体沉降性能变差，严重时引起活性污泥膨胀，造成出水水质下降。
（2）真菌：主要为丝状真菌，分属酵母菌及霉菌两大类。
真菌常出现于某些含碳较高或pH 较低的工业废水处理系统中。
在常规处理系统中出现真菌往往提示负荷较高。
真菌具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白质及其他含氮化合物的功能，但若大量异常的增殖会引发污泥膨胀现象。
（3）原生动物：有肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫等3类。
作用：通过体表吸收溶解性有机物，然后使之分解。
可吞噬废水中细小的有机物颗粒和游离细菌。
在处理过程中起着指标（指示性生物）的作用。
（4）后生动物后生动物(主要指轮虫)在活性污泥系统中是不经常出现的，仅在处理水质优异的完全氧化型的活性污泥系统，如延时曝气活性污泥系统中出现，因此，轮虫出现是水质非常稳定的标志。
（5）微型藻类藻类数量及品种较少，大多为单细胞类；在氧化塘及氧化沟等占地大、空间开阔的构筑物中数量及种类较多，呈藻菌共生状态。
作用：藻类代谢过程中产生的氧可供异养细菌氧化有机物之需。
脱氮除磷。
活性污泥法：是以含于废水中的有机污染物为培养基，在有溶解氧的条件下，连续地培养活性污泥，再利用其吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中有机污染物的一类生物处理方法。
活性污泥法参考-2022年学习资料
三、活性污泥法的基本工艺参数-1BOD一污泥负荷Ns-指单位时间内，单位重量的活性污泥所能够接受，并将其降 到-预定程度的有机污染物量，kg（BODkg（MLSS·d。-污泥负荷也可称为食物与微生物比值，即FM,工 上用BOD-污-泥负荷Ns。Ns过高会引起污泥膨胀？，一般Ns取值在0.3d1~-0.6d1之间。-QS. 区-QS。-S。）_-os,-=N,=-XV-●F—-指BOD、COD有机物或营养物S。一进水BOD,mg L-●M-污泥，一般以MLVSS表示-Se-出水BOD,mg/L-●2—污水流量，md-MLSS,mg/L ●V曝气池容积，m3-S;-去除BOD,mgL-ON-BOD-污泥负荷-Nrs-BOD-污泥去除负荷
4、活性污泥的性能指标：-3污泥沉降比SV（Sludge Volume-定义：将曝气池中的混合液在量筒中静 3o分钟，其沉淀污-泥与原混合液的体积比，一般以%表示；-功能：能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性 ，-可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀；-正常范围：203o%-16
SV的则定-30min-久金加-15min-100-000-Omin-900-80-800-SV=40%00-500-400-300-290-200-17
生活污水或城市废水的处理流程-某污水处理厂的工艺流程图-活性污泥系统-总泵房-爆气沉砂池-■初次沉淀池-深 池-二次沉淀池-加氯间-consdibmp-Aerated Grit Chamber-Primary Se imentation Tank-Aeration Tank-Final Sedimentation-Chl rine Room-通惠河-Water Body-格-拥-回流泵房-洗砂间-Washing Grit Ho se-浓缩池-■污泥消化池-Sludge Thickening Tank-Sludge Digestion Tank-脱水机房-Dewatoring Houso-工艺流程全图-TREATMENT PROCESS D AGRAM
活性污泥法介绍
局限性
能耗较高
活性污泥法的曝气、混合、沉淀等过程需要消耗 大量能源，增加了运行成本。
对温度和pH值有要求
活性污泥法的最佳运行温度和pH值范围有限， 需根据实际情况调整。
ABCD
对有毒物质敏感
活性污泥法对有毒物质较为敏感，少量有毒物质 可能导致活性污泥死亡或性能下降。
占地面积较大
活性污泥法需要较大的构筑物和沉淀池，占地面活性污泥法的发展趋势与研究方向
活性污泥法的发展趋势
高效低耗
资源化利用
通过优化工艺参数、改进反应器结构和加 强过程控制，提高活性污泥法的处理效率 ，降低能耗和运行成本。
将活性污泥中的有机物和营养元素进行回 收利用，如制作肥料、生物质能等，实现 资源循环利用。
低碳环保
智能化控制
减少温室气体排放，降低对环境的影响， 同时加强污泥处理和处置过程中的环境监 测和监管。
利用物联网、大数据、人工智能等技术手 段，实现对活性污泥法的智能化控制，提 高处理过程的稳定性和可靠性。
活性污泥法的研究方向
微生物种群与代谢机制 深入研究活性污泥中微生物的种 群结构、代谢机制及其与环境因 素的相互作用关系，为优化工艺 提供理论支持。
过程控制与智能化 研究活性污泥法的智能化控制策 略，开发高效的过程控制算法和 监测技术，提高处理过程的稳定 性和可靠性。
有机物降解
通过微生物的代谢作用， 将污水中的有机物转化为 二氧化碳和水等无机物。
氧气供应
通过曝气设备向池内提供 足够的溶解氧，支持微生 物的呼吸作用。
沉淀池
泥水分离
出水排放
通过沉淀作用将活性污泥与处理后的 水分离，使出水清澈。
经过沉淀后的清洁水可进行排放或再 利用。
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。
活性污泥法操作规程
活性污泥法的运行与管理一、活性污泥的培养与驯化：活性污泥的培养是指曝气池中造成足够数量，性能良好的活性污泥；活性污泥的驯化是指使微生物具有特定的处理能力.活性污泥的培养与驯化是根据微生物新陈代谢和遗传变异的原则进行的.通常活性污泥的培养与驯化需具备以下因素：1、微生物的接种（菌种)；2、适合的培养基；3、适合的培养条件。
在污水实际运转的培菌驯化中,通常以污水厂的活性污泥作为菌种；以待处理的废水、生活污水以及粪便水等一定比例组成的混合液为培养基；适宜的温度、PH值、营养有机物浓度、溶解氧等为营养的条件。
营养活性污泥通常采用如下方法：首先向曝气池内投加一定量的活性污泥菌种（菌种数量应不小于曝气池容积的1/10），而后按一定比例配制好由所需处理的废水与生活水组成的混合液,外加适量的营养物质后充满曝气池.一般混合液BOD5200～300mg/L,COD Cr300～500mg/L,NH3-N 30mg/L左右，PH6~8，水温20～30℃.当混合液配好后，开车进行曝气，当溶解氧达到3~3.5mg/L时，停止曝气.让混合液静止沉淀数小时后,排放上清液约占曝气池容积的1/10，然后经曝气池内补加等量与原营养液相同的废水，重新进行曝气。
如此反复循环操作，使曝气池污泥体积达到15﹪左右，污泥浓度2克/升时，可适当加大排水量和进水量,并开始回流污泥（约占进水量的三倍),如此周而重复运行若干时间，当污泥沉降比约30﹪，污泥浓度达到3～5克/升处理能力接近设计能力时，标志着活性污泥法培菌训化结束,污水处理进入正常运行。
整个培菌训化进程一般需要20~30天。
在培菌训化过程中，活性污泥培菌及训化过程中有如下演变过程:（1)在培菌初期，当曝气池运行时,取曝气池混合液放入量筒中，可看到大量极微小悬浮物体，沉降很慢,上清液浑浊不清,透明度极差,污泥体积2﹪左右,在显微镜大量微小微生物，如鞭毛虫、滴虫、豆形虫等游泳型原生动物；（2）待一个星期，污泥体积5～10﹪时，污泥沉降速度极快,上清液清澈，显微镜下可看到较多菌胶团和大量鞭毛虫、豆形虫、草覆虫等游泳型原生动物和少量钟虫等固着型原生动物，并且已有一定的处理效果，此时活性污泥基本形成并处于增长阶段.大约20天左右,污泥的絮体极大，沉降速度很快,上清液清澈透明,显微镜下,游泳型原生动物减少，而固着型原生动物占优势，出现大量钟虫、等枝虫、独缩虫等，并有少量后生动物出现，处理效果很好。
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• （3）污泥沉降比（SV）:曝气池混合液静 置30min后沉淀污泥的体积分数，单位%。 • （4）污泥体积指数（SVI）：指曝气池混 合液沉淀30min后，每克干污泥形成的湿污 泥体积，单位 mL/g。
二、活性污泥法基本流程
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
图12.1 活性污泥法基本流程图
第十二章 活性污泥法
•第一节 •第二节 •第三节 •第四节 计 •第五节 •第六节 •第七节
基本概念 活性污泥法的发展 气体传递原理和曝气设备 去除有机污染物的活性污泥法过程设 脱氮、除磷活性污泥法工艺及设计 二沉池 活性污泥法处理系统运行管理
第一节 基本概念
一、活性污泥
（一）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）、吸附的不能降解的有机物（Mi）、无 机悬浮固体（Mii）。
第四节 气体传递原理和曝气设备
• 构成活性污泥法有三个基本要素： 引起吸附和氧化分解作用的微生物，也 就是活性污泥； 污水中的有机物，它是处理对象，也是 微生物的食料； 是溶解氧，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。
一、气体传递原理
• 1、菲克定律
式中： vd - 物质的扩散速率，以单位时间内通过单 位截面积的物质数量表示： D - 扩散系数，表明物质在介质中的扩散能力。
吸附池：快速去除有机物； 再生池：使回流污泥恢复活性。
7、完全混合法
进水
特点：微生物浓度、 污染物浓度在池内 均匀分布，需氧速 率均衡；耐冲击负 荷。
出水 二沉池
混合液
曝气池
回流污泥
剩余污泥
图 12-9 完全混合法处理流程
8、深层曝气法
图 12-10 深层曝气池处理流程及曝气简 图 1、沉砂池 2、深井曝气池 3、脱气塔 4、二沉池 特点：DO浓度高，污泥浓度高，占地面积少。当井壁腐蚀 或受损时污水可能污染地下水
9、纯氧曝气法
• 优点：纯氧代替空气，曝气时间短，处理效果好， 污泥的沉淀性能好，产生的剩余污泥量少; • 缺点：纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，运 行管理较麻烦。
10、克劳斯法 11、吸附-生物降解工艺（AB法）
图12-11 AB法工艺流程图
由预处理段、A级、B级三部分组成，不设 初沉池； A级由吸附池和中间沉淀池组成，B级由曝 气池及二沉池组成； A、B段各有其污泥回流系统和适应本段水 质的微生物种群。
5、延时曝气法
• • • • •
有机物负荷非常低； 曝气时间长，一般多在24h以上； 剩余污泥少； 耐冲击负荷； 占地面积大，建设、运行费用高。
6、吸附再生法
进水
进 水
吸附池
二 沉 池
再生段
吸附段
二沉池 剩余 污泥
再生池
回流污泥
剩余污 泥
回流污泥
分建式
合建式
图 12-8 吸附再生活性污泥法系统
四、膜生物反应器（MBR）
• 膜生物反应器（SBR）是用超滤膜代替二沉 池进行污泥固液分离的污水处理装置，为 膜分离技术与活性污泥法的有机结合。 • 优点：容积负荷高、水力停留时间短; 污泥龄较长，剩余污泥量少； 污水处理设施占地面积小。
第三节 活性污泥法数学模型基础
• 一、建立模型的假设
• 2、渐减曝气法
供 、 需 氧 速 率 特点：供氧沿池长逐渐 递减，节约能耗
供氧速率
需氧速率
图12-6 曝气池推流过程
3、阶段曝气法
进水
出水
曝气池
二沉池
回流污泥 图 12-7 阶段曝气法示意图
剩余污泥
污水沿池长分段进入，使曝气池内供氧需氧平 衡
4、高负荷曝气法
• 又称改良曝气法，其特点是： 有机物容积负荷或污泥负荷高； 曝气时间短（1-3h） 处理效率低，产泥量较多。 适用于对处理水质要求不高的场合。
12、序批式活性污泥法（SBR）
图 12-12
SBR工艺操作流程
特点：工艺系统简单，曝气池兼二沉池功能； 耐冲击负荷；运行操作灵活，具有脱氮除磷功 能，出水水质好；适合于水量少的场合。
13、氧化沟
图 12-13 氧化沟处理系统
特点：由氧化沟、二沉池和污泥回流系统组成。 沟内设有机械曝气和推进装置，具有推流和完全 混合反应池的特点；可生物脱磷除氮，剩余污泥 量少
（二）活性污泥性状
粒径200~1000μm，比表面积20~100cm2/mL。 一般呈茶褐色，略显酸性，含水率99%左右，相 对密度为1.002~1.00；具有凝聚沉降性能和生物 活性。
（三）活性污泥的评价方法
• （1）生物相观察：观察污泥中微生物的种 类、数量、优势度及代谢情况。 • （2）混合液悬浮固体浓度（MLSS,又称污 泥浓度）：指曝气池中单位体积混合液中 悬浮固体的质量，包括Ma、Me、Mi、Mii。 单位：mg/L或g/L。 混合液挥发性悬浮固体浓度 （MLVSS）：指混合液悬浮固体中有机物 的质量，包括Ma、Me、Mi。
图12.2
曝气时间
第二节 活性污泥法的发展
一、曝气池的基本形式
1、推流式曝气池
曝气池
进水 初沉 池 二沉池 出 水
初沉污泥 回流污泥 图12-3 推流式曝气池工艺流程
剩余污泥
2、完全混合曝气池
曝气池
初沉池 进 水
二沉池
出水
初沉污泥
回流活性污泥 剩余污泥
图12-3 完全混合曝气池工艺流程
3、封闭环流式反应池
2、双膜理论
界面
3、氧传递方程
Hale Waihona Puke 进水二沉池 剩余污泥 污泥回流
出水
图12- 4 封闭式环流反应池流程
具有推流和完全混合反应池的特点
4、序批式反应池
流入
反应
沉淀
排放
待机（闲置）
图 12-4 序批式反应工艺的操作流程 曝气池和沉淀池合二为一。工作周期由进水、反 应、沉淀、排放和闲置组成。
二、活性污泥的发展和演变
• 1、传统推流式
特点：污染 需氧曲线 物浓度沿池 长逐渐降低， 处理效果好; 供氧曲线 耐冲击力差。 氧利用率不 均，能耗较 高。 图 12-5 推流式需氧与供氧曲线 供 需 氧 量
由图12.1示：
• 曝气装置：供氧，使活性污泥与污水充分 接触。 • 曝气池：微生物降解有机物的场所。 • 二沉池：泥水分离，浓缩活性污泥。 • 污泥回流：保持曝气池中一定的微生物浓 度。 • 剩余污泥：维持系统的稳定运行。
三、活性污泥降解污水中有机物过程
1、吸附阶段
BOD5 吸附 稳定
时间短（10~45min）， BOD5去除率高。污水中悬 浮物和胶体的有机物浓度高， 吸附量大。 2、 稳定阶段 时间长，微生物对吸附的的 有机物氧化分解。
14、循环活性污泥工艺（CAST）
SBR的一种变形，池体由体积比为 1:2:20的生物选择区、兼性区和主反应 区组成，混合液由第三区回流到第一区。
三、污水生物脱氮除磷工艺的发展
• 20世纪80年代以前，污水处理主要以去除有机物 为主要目的，随着随体富营养化和排放要求的不 断提高，很多高效的生物脱氮除磷的污水处理工 艺被研发出来。 • 生物脱氮过程一般要完成从NH3-N氧化为NOx-N， 及将NOx-N还原为N2的过程。 • 生物除磷过程需要设置厌氧区和好氧区，同时活 性污泥需要不断经过厌氧区磷释放和好氧区磷吸 收，通过排除经过好氧区以后富含磷的污泥使污 水中的磷得以有效去除。
1、曝气池处于完全混合状态； 2、微生物浓度假设为零； 3、全部可生物降解的底物都处于溶解状态； 4、系统处于稳定状态； 5、二沉池中没有微生物的活动； 6、二沉池中没有污泥积累，泥水分离良好。
二、劳伦斯和麦卡斯模型
• 强调了生物固体停留时间即污泥泥龄这一 运行参数的重要性。 • 污泥泥龄被定义为在处理系统中微生物的 平均停留时间，常用θc表示 θc =(X)T / ( X/ t)T