第四章活性污泥法详解
国家精品课程《水污染控制工程》3-活性污泥法
第四章、污水的生物处理
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、Qc、 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； 时间安排 20h（其中机动2h）
7
后生动物(主要指轮虫），捕食菌胶团和原生动物，是水质稳 定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处 理的质量。
• 思考题：后生动物的出现反映了处理水质较好，因此能否说 明出水氨氮较低，氨氮在生物处理过程中被硝化？
③微生物增殖与活性污泥的增长：
a、微生物增值：在污水处理系统或曝气池内微生物的增殖规 律与纯菌种的增殖规律相同，即停滞期（适应期），对数期， 静止期（也减速增殖期）和衰亡期（内源呼吸期）。
③泥龄（Sludge age）Qc：生物固体平均停留时间或活性污泥在 曝气池的平均停留时间，即曝气池内活性污泥总量与每日排 放污泥量之比，用公式表示：θc＝VX/⊿X＝VX/QwXr 。式中： ⊿X为曝气池内每日增长的活性污泥量，即要排放的活性污泥 量。
Qw为排放的剩余污泥体积。 Xr为剩余污泥浓度。其与SVI的关系为(Xr) max＝106 /SVI • Qc是活性污混处理系统设计、运行的重要参数，在理论上也 具重要意义。因为不同泥龄代表不同微生物的组成，泥龄越 长，微生物世代长，则微生物增殖慢，但其个体大；反之， 增长速度快，个体小，出水水质相对差。 Qc长短与工艺组合 密切相关，不同的工艺微生物的组合、比例、个体特征有所 不同。污水处理就是通过控制泥龄或排泥，优选或驯化微生 物的组合，实现污染物的降解和转化。
活性污泥法
2 活性污泥法有效运行的基本条件
① 废水中含有足够的可溶性易降解有机物； ② 混合液含有足够的溶解氧； ③活性污泥连续回流，使混合液保持一定浓度的活 性污泥，及时排除剩余污泥； ④ 活性污泥在池内呈悬浮状态； ⑤ 无有毒有害的物质流入。
3 活性污泥的基本性质
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（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； 含水率：99.299.8%。
活性污泥微生物增长曲线
内源呼吸期
量
污泥浓度 氧利用率
BOD浓度
对数增长期 减速增长期
时间
四个生长阶段特点
(1)迟缓期：表示细菌适应新环境需要的时间， (2)对数增长期：由于营养物浓度超过细菌的需 要量，生长不受限制，生物量以对数速度增加， (3)减速增长期：由于营养物浓度随细菌的消 耗逐渐下降，细菌繁殖世代时间增长，毒性代 谢产物逐渐增高，当营养物浓度达到生长限度 时，细菌即进入减速生长期。 (4)内源呼吸期：串长阶段到内源呼吸期时， 营养物耗尽，迫使细菌代谢自身的原生质，生 物量逐渐减少。
活性污泥净化反应过程
活性污泥去除水中有机物，主要经历三 个阶段： 吸附阶段 氧化阶段 絮凝体形成与凝聚沉淀阶段
吸附阶段：
污水与活性污泥接触后的很短时间内水中有 机物(BOD)迅速降低，这主要是吸附作用引 起的。 由于絮状的活性污泥表面积很大(约200010000m2/m3混合液)，表面具有多糖类粘液 层，污水中悬浮的和胶体的物质被絮凝和吸 附迅速去除。活性污泥的初期吸附性能取决 于污泥的活性。
4 活性污泥中的微生物
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章活性污泥法 共185页
混合液悬浮固体：MLSS=Ma+Me+Mi+Mii 式中：Ma——有活性的微生物；
Me——微生物自身氧化残留物，即内源代谢残留的微生物
有机体;
Mi——有机污染物，吸附在污泥上未被降解； Mii——无机悬浮固体，吸附在污泥上。
有活性的微生物存在形态——菌胶团： 由细菌分泌的多糖类物质将细菌等包覆成的粘性团块。
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污泥体积指数：SVI(污泥指数、污泥容积指数
曝气池出口处出混合液，经30分钟静沉后，每g干泥所形成的 湿污泥的体积，简称污泥指数，单位为mL/g。
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)
反映污泥的凝聚、沉降性能。 SVI应在100～150（有说70～100）。 影响SVI的最重要的因素是微生物群体所在的增殖期。 太高，沉降性能差，可能膨胀； 太低，可能处在内源呼吸期，泥粒细小而紧密，易沉降，活 性差，无机物多。 实际运行中，一般用SV了解SVI，因为曝气池MLSS变化不大。
• 深井曝气法中，活性污泥经受压力变化较大，实践表明这时 微生物的活性和代谢能力并无异常变化，但合成和能量分配有 一定的变化。
活性污泥中细菌含量一般在107～108个/mL；原生动物103个/mL，原生动物 中以纤毛虫居多数，固着型纤毛虫可作为指示生物，固着型纤毛虫如钟虫、等 枝虫、盖纤虫、独缩虫、聚缩虫等出现且数量较多时，说明培养成熟且活性良 好。
2、干固体和水分
含水98％~99％ 干固体1％~2%
MLSS
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3、 活性污泥的组成：
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序批式活性污泥法（SBR法）
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。
第四章活性污泥法详解
需氧曲线
供氧曲线
第十三页，共100页。
图12-10 推流式供氧和需氧率曲线
2.渐减曝气法
特点：供氧沿池长逐 渐递减，节能。
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3.阶段曝气法（分段进水法） 进水
曝气池
出水 二沉池
回流污泥
剩余污泥
图12-12 阶段曝气法示意图
污水沿池长分段进入，曝气池内供氧需氧平衡。
第九页，共100页。
旋转推流式示意图
2.完全混合曝气池（P108)
池内各点的
底物浓度、 微生物浓度、 需氧速率一 致，耐冲击 负荷。
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3.封闭环流式反应池(P109)
进水
曝气转刷
出水 二沉池
回流活性污泥 图12-8封闭环流式处理系统流程
剩余污泥
具有推流和完全混合反应池的特点。
第十一页，共100页。
第十七页，共100页。
7.完全混合法
特点：微生物浓
度、底物浓度在 池内均匀分布， 需氧速率均衡； 耐冲击负荷；
图12-15完全混合法处理流程
第十八页，共100页。
8.深层曝气法（P113)
（）
（）
（）
（）
图12-6深层曝气法处理流程 ⑴沉砂池；⑵深井曝气池；⑶脱气塔；⑷二沉池。
特点：DO和污泥浓度高，占地面积小。井壁腐蚀或受损 时可能污染地下水。
第三十二页，共100页。
三、氧转移速率与供气量的计算（P132) 1.理论供氧量
标准条件下，氧转移量OS(kg/h)
OS K La(20)•c S(20)•V (12-49)
实际情况下，氧转移量O2： O2 K La(20)•[ • •c S(T )c]• 1.024(T 20) • F •V
第四章 污泥处理
第四章污泥处理第四章污泥处理第一节污泥的一般特性在城市污水和工业废水处理过程中产生的沉淀物质，包括污水中所含固体物质、悬浮物质、胶体物质以及从水中分离出来的沉渣，统称为污泥。
正是这些污泥的不断产生，才促使污染物与污水分离，完成污水的净化。
但污泥本身必须及时有效地处理和处置，确保做到“四化”——“减量化”、“稳定化”、“无害化”、“资源化”，才能保证污水处理厂的正常运行和处理效果，保护环境。
污水处理过程中污泥的处理工艺包括污泥的浓缩、消化、脱水、干化及焚烧等一次处理和填埋、土地利用等最终处理。
一、污泥种类1、初沉污泥初沉污泥是指污水级处理系统中初次沉淀池沉淀下来并排除的污泥。
初沉污泥正常情况下多为棕褐色略带灰色，当发生腐败时，则为灰色或黑色。
一般情况下，初沉污泥有难闻的臭味，且随着工业废水比例的增大，臭味会有所降低但工业废水带来气味会增加。
一般初沉污泥的PH值在5.5~7.5之间，含固量在2~4%之间，有机分在55~70%之间。
2、腐殖污泥腐殖污泥是指生物滤池、生物转盘等生物膜法后的二次沉淀池沉淀下来的污泥。
3、活性污泥活性污泥是指污水采用传统活性污泥法处理后在二次沉淀池沉淀下来的污泥，其中扣除回流至曝气池部分后的剩余部分称为剩余活性污泥。
一般活性污泥含固量在0.5~0.8%之间，有机分在70~85%之间，PH值在6.5~7.5之间。
4、化学污泥化学污泥是指化学法一级处理产生的污泥和污水深度处理采用混凝沉淀工艺时产生的污泥，其性质取决于采用的混凝剂种类。
当采用铁盐混凝剂时，可能略显暗红色。
化学污泥气味较小，且极易浓缩或脱水。
由于其中有机分含量不高，所以一般不需要消化处理。
二、污泥的性能指标1、含水量与含水率污泥中的水可分为间隙水、毛细结合水、表面粘附水和内部水等四类：①间隙水是指被大小污泥颗粒包围的水分，约占污泥中水分的70%，它不与污泥直接结合，因而容易与污泥分离，此类水分通过重力浓缩即可显著减少。
第四章 污废水处理设施培训-活性污泥法
12. 污泥回流的目的主要是保持曝气池中一定的（ ） 浓度。 A.溶解氧 B.MLSS C.微生物 D.COD的浓度 13. 一般衡量污可生化的程度为BOD/COD为 ( )。 A.小于0.1 B.小于0.3 C.大于0.3 D.0.5~0.6 14. 在好氧的条件下，由好氧微生物降解污水中的 有机污染物最后产物主要是（ ） Ａ.CO2 Ｂ.H2O Ｃ.悬浮固体 Ｄ.CO2或H2O
4. 刮泥机的运行管理 （1）一般操作 （2）回转式刮泥机的维护保养 （3）链条刮板式刮泥机的维护保养 （4）桁车式刮泥机的维护保养 （5）刮泥板应及时更换新部件。
5. 刮泥设备的运行管理 6. 排水设备（溢流堰）及除渣设备的维护保养 7. 浮渣处理与处置
三、曝气池 （一）活性污泥法处理工艺 1. 活性污泥法的净化机理 ① 活性污泥对有机物的吸附； ② 被吸附有机物的氧化和同化； ③ 活性污泥絮体的沉淀和分离； ④ 生物硝化； ⑤ 生物脱氮； ⑥ 生物除磷。
（二）活性污泥法主要设计和运行参数 ① 生物固体停留时间（SRT）； ② 有机物负荷、水力停留时间； ③ 活性污泥微生物浓度； ④ 剩余活性污泥量； ⑤ 混合液溶解氧浓度； ⑥ 污泥沉降比、污泥容积指数和污泥界面沉降 速度； ⑦ 需氧量与供风量。
3. 活性污泥法的分类和设计运行参数 ① 根据曝气池内混合液的流态分类（推 流式、完全混合）； ② 根据曝气方式分类（鼓风曝气、机械 曝气；鼓风－机械联合曝气）； ③ 根据去除的主要污染物分类（有机物、 脱氮、除磷）； ④ 活性污泥法设计和运行参数；
二、选择 1、生物处理方法的主要目的是去除水中（ ） A、悬浮状态的固体污染物质 B、溶解或胶体状 态的有机污染物质 C、密度较大的颗粒物质 D、所有污染物质 2．鼓风曝气池的有效水深一般为( ) A.2～3m B.4～6m C.6～8m D.8～9m
活性污泥法的基本原理
活性污泥法的基本原理活性污泥法是一种常用的污水处理方法，它通过利用微生物的活性污泥来降解有机物，去除污水中的污染物。
下面将详细介绍活性污泥法的基本原理。
1. 活性污泥法的原理活性污泥法是一种生物处理技术，主要通过微生物的代谢活动来降解污水中的有机物。
在活性污泥法中，将含有有机物的污水与活性污泥充分接触，通过微生物的降解作用，将有机物转化为二氧化碳、水和微生物细胞等无害物质。
2. 活性污泥的组成活性污泥主要由微生物、有机物和无机物组成。
微生物是活性污泥的核心，它们通过吸附、吸附和生物化学反应等方式将有机物降解为无机物。
有机物是活性污泥的营养来源，提供微生物进行代谢反应所需的能量和碳源。
无机物主要包括无机盐和微量元素，为微生物提供必要的营养元素。
3. 活性污泥的处理过程活性污泥法的处理过程主要包括曝气池、沉淀池和回流系统。
曝气池：曝气池是活性污泥法的核心设备，通过机械搅拌或者气体曝气等方式，将含有有机物的污水与活性污泥充分接触。
在曝气池中，微生物利用有机物进行代谢反应，将有机物降解为无机物。
沉淀池：曝气池处理后的污水进入沉淀池，在沉淀池中，通过重力沉降将污泥与清水分离。
清水从沉淀池的上部流出，进一步处理或者直接排放。
而污泥则沉积在沉淀池的底部，形成污泥层。
回流系统：为了保持活性污泥的稳定性和高效性，一部份污泥会通过回流系统返回到曝气池中。
回流系统可以提供适宜的微生物量和营养物质，保持活性污泥的活性和代谢能力。
4. 活性污泥法的优点活性污泥法具有以下优点：(1) 处理效果好：活性污泥法可以有效去除污水中的有机物和悬浮物，使水质得到明显改善。
(2) 投资和运营成本低：相比其他污水处理方法，活性污泥法的投资和运营成本较低，适合中小型污水处理厂使用。
(3) 工艺稳定性高：活性污泥法对进水水质的适应性较强，处理效果稳定可靠。
(4) 体积小：活性污泥法的处理设备相对较小，占地面积较小。
5. 活性污泥法的应用领域活性污泥法广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂、农村生活污水处理等领域。
一口气看完 污水处理技术之活性污泥法全总结
一口气看完污水处理技术之活性污泥法全总结！活性污泥法基本上是人工强化天然水的自净化。
它可以去除污水和悬浮固体以及其他可被活性污泥吸附的物质中溶解和胶体的可生物降解有机物，并具有对水质和水量的适应性。
由于其广泛的性质，灵活的操作方式和良好的可控性，已成为生物处理方法的主体。
1 基本原理活性污泥是由细菌、真菌、原生动物、后生动物等微生物群与污水中的悬浮物和胶体物质混合而成的絮状污泥颗粒。
具有较强的吸附分解有机物的能力和良好的沉淀性能。
由于其生化活性，被称为活性污泥。
泥浆。
活性污泥的性状：从表面上看，活性污泥就像明矾花絮颗粒，又称生物絮体。
絮体直径为0.0 2-0.2mm，站立时可立即凝结成较大的天鹅绒颗粒并下沉。
活性污泥的颜色因污水的水质而异，一般为黄或茶棕色，供氧不足或无氧状态时为黑色，供氧量过大时为灰白色，含少量酸性、微土壤气味和带有霉变气味。
活性污泥含水率很高，一般在99%以上。
活性污泥的比重随含水率的不同而变化。
曝气池混合物的相对密度为1.002-1.003，回流污泥的相对密度为1.004-1.006。
活性污泥的比表面积一般为20~100 cm2/mL。
活性污泥的组成：活性污泥中的固体物质小于1%，由有机物质和无机物质两部分组成，其组成比根据未加工污水的性质而变化。
有机成分主要是居住在活性污泥中的微生物种群，还包括一些惰性“难降解有机物”，其被进水污水中的细菌摄取和利用，以及微生物自氧化的残留物。
活性污泥微生物群落是以好氧菌为主的混合类群。
其他微生物包括酵母菌、放线菌、真菌、原生动物和后生动物。
正常活性污泥的细菌含量一般为107-108/ml，原生动物的细菌含量约为100/ml。
在活性污泥微生物中，原生动物以细菌为食，后生动物以原生动物和细菌为食。
它们形成食物链，形成生态平衡的生物种群。
活性污泥菌多以细菌胶束的形式存在，游离较少，使细菌具有抵抗外界不利因素的能力。
游离细菌不易沉淀，但可以通过原生动物进行捕食，因此沉淀池的出水更清晰。
第四章好氧活性污泥法
第四章好氧活性污泥法第四章好氧活性污泥法001．细菌是活性污泥在组成和净化功能上的中心，在曝气池混合液中以菌胶团的形式存在。
1．微生物代谢的两方面，分解代谢与合成代谢都具有降解有机物净化废水的作用。
3．水温不仅影响微生物的活动，而且影响水中溶解氧的含量。
4．微生物代谢净化污水，要求BOD：N：P必须有适当的比例100：5：1。
5．完全混合活性污泥法比传统活性污泥法有较强的承受冲击负荷的能力。
6．曝气系统可分为鼓风曝气系统和机械曝气系统两大类。
7．污泥回流的目的是为维持曝气池内具有足够种类、数量和活性的微生物。
8．二次沉淀池除了进行泥水分离外还要浓缩和暂时贮存污泥。
9．好氧活性污泥法的三个基本要素是什么？答：好氧活性污泥法的三个基本要素是：有机营养物质、微生物、溶解氧。
10．污水的微生物处理法主要去除对象是什么？如何划分生物处理技术？答：污水的生物处理技术主要用于去除污水中呈溶解状态和胶体状态的有机性污染物，按参与代谢活动微生物的习性分为好氧法和厌氧法两大类，好氧法又分为活性污泥法和生物膜法。
11．活性污泥处理系统由哪些部分构成？答：由曝气池，二次沉淀池，曝气系统，污泥回流系统，剩余污泥排放系统构成。
12．简述活性污泥法净化有机污水的机理。
答：有机污染物从污水中去除的过程，实质就是污染物作为营养物质被活性污泥中的微生物摄取、代谢的过程，一般分为两个阶段，（1）初期吸附去除：污水与活性污泥接触的初期，污水中的有机污染物即被大量去除，主要靠物理和生物吸附完成，是被微生物外面的大量粘液质吸附到细胞表面的过程。
（2）吸附到细胞表面的污染物，经数小时后，小分子直接进入细胞，大分子被水解后进入，或通过透膜酶进入，被摄取到细胞体内的有机污染物，在各种酶的参与下进行生化反应，由微生物通过合成代谢、分解代谢和内源呼吸，被净化去除。
13．微生物生长繁殖曲线包含了哪几部分？答：微生物生长繁殖曲线，反映了随着时间的推移，微生物数量、需氧量、微生物特性与有机污染物数量之间的相互关系，该曲线包括四个阶段：适应期、对数增长期、减衰增长期、内源呼吸期（自身氧化期）。
第四章42活性污泥法影响因素即运行参数
二、主要设计—运行参数 1.表示混合液中活性污泥数量的指标（曝气池）
（1） MLSS浓度——混合液悬浮固体浓度〈混合液污泥浓度〉： mg/L混合液；g/L混合液；g/m3混合液； kg/m3混合液
（2） MLVSS浓度——混合液挥发性悬浮固体浓度
fMLVX SvS对于生：活 f污 0.7 水 ；5 MLSSX
Q(Sa Se)——每日有机物 ，k降 g/解 d 量 VXv ——曝气池内混合悬 液浮 挥固 发体 性 kg， 总量
Xv MLVSS
将（4-21）式各项除以VXv得
Xv VXv
YV QXSrv Kd
（4-22）
剩余污泥量，可按下列公式计算(规范)： 1、按污泥泥龄计算
V ·X ΔX=
C
（6.10.3－1） 2、按污泥产率系数、衰减系数及不可生物降解 和惰性悬浮物计算
还有K、Ca、F e 、S等无机元素 （2）微量无机元素 （3）对于生活污水，BOD5:N:P的比值为100:5:1，但经沉淀池
处理后比值提高，能达到BOD5:N:P=100:20:25
3．DO——溶解氧 1）曝气池在稳定运行时，微生物的耗氧速率（Rr 即需氧速率）
＝曝气器的供氧速率 dc ，其池中的溶解氧DO不变。
Xv——MLVSS
2）活性污泥微生物净增殖的基本方程式：
dx dtg
Yds dtu
KdXv
(4-20)
在曝气池稳，定 dx运 、d行 s 均 时为常数 dtg dtu
3）在曝气池中MLVSS的净增殖量ΔXv
X v Y(S Q a S e) K dVvX
（4-21）
式中： X v— — 每日 （排 ） 增 的 放 V， 长 S kg S/d
第四章 活性污泥法(精简版)
陈建军 副教授
云南农业大学资源与环境学院
1
活性污泥法 主要内容：
一、废水的生物处理方法简介 二、活性污泥法的基本原理 三、初次沉淀池及维护管理 四、曝气池及维护管理 五、二沉池及维护管理
一．废水的生物处理方法简介
问题:
• 什么是废水的生物处理?
厌 氧 生 物 法
固着生物法－厌氧滤池、厌氧流化 床
二、活性污泥法的基本原理
• 废水的耗氧生物处理类型?
• 什么是活性污泥法?
起源?
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• 活性污泥法定义：活性污泥法是污水生 物处理的一种方法。即在人工充氧的条 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，多余部分则排出活性污泥系统。 (P517)
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（2）安全操作
• ①清捞沉淀池的浮渣和清扫沉淀池 堰口的污物时，应穿上救生衣或备 好救生圈，有专人负责监护，做好 安全防护工作。 • ②与排泥管道相连接的地方，应保 持良好通风。 • ③刮泥机在运行时，不得多人同时 上刮泥机。
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（3）维护保养
• ①刮泥机的电刷、橡胶板等易磨损件， 应根据实际运行情况确定更换周期。 • ②斜板沉淀池要保证斜板的完好。应定 期进行检修，防止因斜板坍塌、折坏造 成排泥不畅或发生其他故障，降低沉淀 效果。
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3、活性污泥法对水质的要求
１）营养物(nutrients) • 微生物的代谢需要一定比例的营养物， 包括：碳源（BOD）、氮、磷和其他微 量元素。 • 生活污水含有微生物所需要的各种元素， 某些工业废水可能缺乏氮、磷等重要元 素。 • 一般要求营养物比例满足： BOD:N:P=100:5:1。
活性污泥法介绍
活性污泥法介绍水处理技术:(一)概述活性污泥法是以活性污泥为主体的生物处理的主要方法。
活性污泥法是向中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。
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。
(二)设计运行参数活性污泥的主要运行参数有：1、混合液悬浮固体(MLSS)，一般为3-5g/L。
2、BOD负荷，有污泥负荷与容积负荷两种。
污泥负荷，即BOD-SS 负荷，一般为0.2-0.5kgBOD5./kg.MLSS.d。
我国石化厂和炼油厂，目前常用BOD-SS负荷作设计运行参数。
3、污泥龄(ts)与污泥负荷有关，一般为2-15d。
4、污泥沉降比(Pv)，15-40%，以5、污泥体积指数(SVI)，简称污泥指数。
一般认为：SVI 100 SVI>200污泥沉降性能不好(三)应用条件活性污泥法是好氧的生物处理法。
它与其它生物处理法一样，其应用是受一定条件限制的。
主要控制因素有：1、BOD5/CODBOD5/COD=0.7时，中的有机物几乎都可用生物法处理；BOD5/COD>0.5时，适宜生物法处理；BOD5/COD 2、溶解氧(DO) 混合液中的DO以2mg/L左右为宜。
3、营养物质微生物的代谢需要一定比例的营养物质。
除以BOD5表示的碳源外，还需要氮、磷和其它微量元素。
BOD5：N：P的正确比例，应通过试验确定。
不过一般按下式计算：BOD5：N：P=100：5：1经计算，若氮不足，可投加尿素、硫酸铵或粪便等；若磷不足，可投加磷酸氢二钠或粪便等。
石化废水和炼油废水，一般因缺少磷元素而需投加磷酸氢二钠或磷酸三钠。
4、PH值一般为6-9。
超出此范围，应进行PH调节。
5、水温以20-30℃为最好；最高不超过35-40℃；不宜低于10℃。
6、有毒物质重金属、硫化物、氰化物、硫化氢等无机物以及酚、甲醛等有机物，对微生物有毒害作用，应按其容许浓度严加控制。
(四)曝气池的分类活性污泥法系统中，处理废水的核心构筑物为曝气池。
活性污泥法讲义
pH值是影响微生物生长和代谢的重要环境 因素之一。不同的微生物对pH值的要求不 同，因此，在活性污泥法处理过程中，需要 控制适宜的pH值范围，以满足不同微生物 的生长需求。
微生物因素
微生物种类
活性污泥法中涉及的微生物种类繁多，包括 细菌、真菌、原生动物等。不同种类的微生 物对污染物的降解能力不同，因此，在活性 污泥法处理过程中，需要考虑微生物种类的 选择和优化，以提高处理效果。
有机物降解
微生物利用污水中的有机物作为营养源进行代谢，将有机物 转化为二氧化碳、水等无机物，同时微生物得到增殖。
沉淀分离阶段
泥水分离
在沉淀池中，活性污泥与清水进行分 离，上清液作为净化后的出水排出， 沉淀下来的污泥回流至生物反应池。
污泥回流
为了保持生物反应池中的微生物数量， 将沉淀下来的污泥回流至生物反应池， 以保证生物反应阶段的稳定运行。
活性污泥法讲义
目录
• 活性污泥法概述 • 活性污泥法处理流程 • 活性污泥法的影响因素 • 活性污泥法的应用与案例 • 活性污泥法的改进与优化 • 活性污泥法的挑战与前景
01 活性污泥法概述
定义与特点
定义
活性污泥法是一种利用微生物降解有 机污染物的废水处理方法。
特点
具有较高的污染物去除效率，适用于 处理多种类型的废水，且工艺成熟稳 定。
运行成本
分析活性污泥法日常运行中的费用，如电费、人工费、 药剂费等。
环境效益
评估活性污泥法对环境改善的贡献，以及由此产生的 经济效益。
06 活性污泥法的挑战与前景
活性污泥法的挑战
高能耗
活性污泥法的运行需要大量的 能源，特别是在污泥的脱水、
干燥和焚烧等环节。
污泥处理难度大
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。
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
活性污泥法
活性污泥法4.1废水生物处理4.1.1好氧生物处理在充足供氧条件下，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稳定的无机物的处理方法。
在这个过程中，氧是有机物氧化时的氢受体，正是由于这种氢的转移，能量释放出来，成为微生物生命活动和合成新细胞物质的能源，所以好氧氧化包括二个过程，即有机物的分解和原生质的合成：第四章活性污泥法原生质分解：4.1.2厌氧生物分解在无氧条件下，利用厌氧菌的代谢，使废水中的有机物转变成简单有机物和无机物的处理过程，有机物的厌氧分解过程分为两个阶段。
产酸阶段：异氧菌把存在于废水中的复杂有机物转化成水分子有机物（如有机酸，醇类等）和CO2，NH3，H2S等无机物；产气阶段：甲烷菌将小分子有机物分解成甲烷和CO2、H20等，厌氧分解过程：4.1.3、好氧生物处理与厌氧生物处理的区别（1）起作用的微生物群种不同?（2）产物不同?（3）反应速度不同?好氧分解——提供O2作H的受体，有机物转化速度快厌氧分解——无O2作H的受体，转化速度慢，时间长，副产物多。
（4）对环境条件要求不同好氧生物处理要求充足供氧，对其它环境条件要求不太严格；厌氧生物处理要求绝对厌氧环境，对其它环境条件要求甚严，（如pH值，温度等）一般要求有机物浓度>1000m g/l。
（5）适用的情况不同：好氧生物处理多用于城镇污水处理厌氧生物处理常用于工业高浓度有机废水4.2?活性污泥法基本原理1912年英国人ClarkandCage 发现。
1916年英国建成第一座污水处理厂。
活性污泥法：利用培养、驯化的活性污泥微生物对污水中的有机污染物进行降解去除，从而使污水得以净化的一种生物处理方法。
4.2.1基本概念4.2.2活性污泥形态：黄褐色絮凝颗粒，粒径0.02~0.2mm含水率：99%以上物质组成：Ma具代谢活性的微生物群体Me微生物自身代谢的残留物Mi难生物降解的惰性物质Mii无机物质细菌类——以异养型的原核细菌为主（杆菌、球菌、螺菌）真菌类——丝状菌原生动物——肉足虫、鞭毛虫、纤毛虫（活性污泥系统的指示动物）后生动物——轮虫（其出现标志水质非常稳定）微生物：4.2.3活性污泥微生物的增长温度一定、溶解氧含量充足条件下，营养物质一次充分投加，微生物种群数量随时间先增加后减少。
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接近活性微生物的浓度。生活污水
MLVSS/MLSS=0.7～0.8。
⑶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：%。
常值100～150mL/g。SVI过低时，污泥含无机物 较多，污泥活性差。SVI过高时，污泥颗粒松散， 沉降性能差。
二、活性污泥法基本流程(P103)
曝气装置
进水 初沉池
曝气池
出水 二沉池
回流污泥 剩余污泥排放
图12-1活性污泥法基本流程
曝气装置：供氧、搅拌，使混合液处于悬浮状态。 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； 污泥回流系统：保持曝气池中一定的微生物浓度； 剩余污泥排放系统：维持系统的稳定运行。
第四章活性污泥法ppt课件
第一节 基本概念 一、概述
21..活活性性污污泥泥组法成产生过程（P100)
活性微生物（Ma，主体，主要是细菌、真菌等， 以菌胶团形式存在)、自身氧化残留物(Me)、吸附 的不能降解的有机物(Mi)和无机悬浮物(Mii)。 3.活性污泥性状(P102)
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1.002～1.006；具有凝聚 沉降性能和生物活性。
一、曝气池基本形式（P106)
1.推流式曝气池
废水及回流污泥由池一端进 入，水流呈推流型，沿池长
空气
方向污染物浓度逐渐降低。
进水
曝气曝池气池
二沉池 出水
回流污泥
推流式曝气池示意图 （平行水流式）
剩余污泥
根据断面上水流情况，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，水流沿池长方向流动
利用率不均，
能耗较高。
需氧曲线
供氧曲线
图12-10 推流式供氧和需氧率曲线
2.渐减曝气法
特点：供氧沿池长逐 渐递减，节能。
3.阶段曝气法（分段进水法）
进水
曝气池
出水 二沉池
回流污泥
剩余污泥
图12-12 阶段曝气法示意图
污水沿池长分段进入，曝气池内供氧需氧平衡。
4.高负荷曝气法 有机物容积负荷或污泥负荷高；停留时间短(1.5～ 3h)，活性污泥处于对数增长期；处理效果低，产泥 量多； 适用于对处理水质要求不高的场合。
5.延时曝气法（低负荷曝气法)
有机物容积负荷或污泥负荷低；曝气时间长 （≥24h)，剩余污泥少，出水水质好；耐冲击负荷； 占地面积大，运行费用高。
6.吸附再生法（又称接触稳定法，P112)
进水
进水 吸附池 再生池
二沉池 剩余 污泥
回流污泥
再生段 吸附段
二沉池
剩余 污泥
回流污泥பைடு நூலகம்
分建式
合建式
图12-13 吸附再生法活性污泥法系
三、活性污泥降解污水中有机物过程
1.吸附阶段：时间短
BOD5 (mg/L)
（10－45min)，
BOD5去除率高。污水
吸附 稳定
中悬浮和胶体有机物浓
度越高，吸附效果越明
显。 2.稳定阶段：时间长；
曝气时间/min
微生物对吸附的有机物 图12-2活性污泥降解有机物过程 氧化分解。
第二节 活性污泥法的发展
流入
反应
沉淀
排放 待机（闲置）
图12-9 序批式反应工艺的操作流程
特点：工艺简单，曝气池兼二沉池功能；耐冲击负 荷；具有脱氮除磷功能；适合于水量少的场合。
13.氧化沟（P117)
图12-21 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 机械曝气和推进装置，具有推流和完全混合反应池特点； 可生物除磷脱氮，剩余污泥量少；
4.活性污泥评价方法（P103)
⑴生物相观察:观察活性污泥中微生物的种类、数量、 优势度及代谢情况。
⑵混合液悬浮固体浓度（MLSS）和混合液挥发性悬浮 固体浓度（MLVSS） MLSS，又称污泥浓度，指曝气池中单位体积混合液悬 浮固体的质量，包括Ma、Me、Mi、Mii。单位： mg/L或g/L。
旋转推流式：扩散器装于横断 面一侧。水流除沿池长方向流 动外，还有侧向旋流，形成了 旋转推流。
旋转推流式示意图
2.完全混合曝气池（P108)
池内各点 的底物浓 度、微生 物浓度、 需氧速率 一致，耐 冲击负荷。
3.封闭环流式反应池(P109)
进水
曝气转刷
出水 二沉池
回流活性污泥
图12-8封闭环流式处理系统流
特点：DO和污泥浓度高，占地面积小。井壁腐蚀或受 损时可能污染地下水。
9.纯氧曝气法（P115):
图12-18 纯氧曝气池结构简图 纯氧代替空气，曝气时间短，MLSS较高；设备需密
封，结构要求高。
11.吸附-生物降解工艺（AB法,P116）
进水 格栅
沉砂池 吸附池
A级 沉淀池
B级 曝气池 沉淀池 出水
吸附池：快速去统除有机物,容积较小；
再生池：使回流污泥恢复活性。
处理效果低，适用于含有机悬浮物和胶体较多的污水。
7.完全混合法
特点：微生物 浓度、底物浓 度在池内均匀 分布，需氧速 率均衡；耐冲 击负荷；
图12-15完全混合法处理流程
8.深层曝气法（P113)
（）
（）
（）
（）
图12-6深层曝气法处理流程 ⑴沉砂池；⑵深井曝气池；⑶脱气塔；⑷二沉池。
具有推流和程完全混合反应池的特点。
剩余污泥
4.序批式反应池（P109)
流入
反应
沉淀
排放 待机（闲置）
图12-9序批式反应工艺操作流程
曝气池和沉淀池合二为一。工作周期由进水、反 应、沉淀、排水和闲置组成。
二、活性污泥法的发展和演变 1.传统推流式（图12-4）
特点：污染物 浓度沿池长逐 供 渐降低，处理 需 效果好；耐冲 氧 击能力差。氧 量
回流 污泥
剩余 污泥
图12-20AB法工艺流程图
回流 污泥 剩余
污泥
⑴由预处理段、A级、B级三段组成，无初沉池； ⑵A级由吸附池和沉淀池组成，负荷高、停留时间短；B 级由曝气池和二沉池组成，负荷低，停留时间长； ⑶A、B段各有污泥回流系统和适合的微生物种群；
12.序批式活性污泥法（SBR）
SBR操作过程.swf
⑷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。
SVI
沉淀污泥体积（ml / MLSS（g / L）
L)
SV 10 MLSS (g / L)
如:SV=30%，MLSS=3000mg/L，求
SVSVI=I反10映0m污L泥/的g。沉降性能和活性。城市污水SVI正