(精品)水污染控制工程-第十二章--活性污泥法
水污染控制工程：第十二章 活性污泥法2-1
c V
X
第三节 活性污泥法数学模型基础
R
（1 -
t
c
）
X
X R-
X
（12-25）
二沉池运行正常时：
X R
max
10 6 SVI
（12-26）
式中：t=V/Q，曝气池水力停留时间； SVI-污泥体积指数。
第三节 活性污泥法数学模型基础
对于稳定运行的完全混合曝气池，对活性污泥的微生物物料 平衡可简化为：
第三节 活性污泥法数学模型基础
一般二沉池沉淀效果良好时，出水中的SS小 于15mg/L，因此，随出水排出的污泥量对污泥泥龄 的影响相比于剩余污泥量对污泥泥龄的影响小很多， 甚至可以忽略，因而污泥泥龄可简化为：
c
XV Qw X R
（12-4）
对于图12-24中，如果剩余污泥是从曝气池直接排放
的，那么式（12-4）中污泥浓度XR=X，故 ：
（12-2）
式中： c —污泥龄（SRT），d；
（X）T—处理系统（曝气池）中总的活性污泥质量，kg； (X / t)T —每天从处理系统中排出的活性污泥质量，kg/d。
第三节 活性污泥法数学模型基础
结合图12-24，根据污泥龄的概念。有下式：
c
Q
XV
Qw X e
Qw X R
（12-3）
式中：X—曝气池中活性污泥浓度，gVSS/m3； V—曝气池容积，m3； Q—进水流量，m3/d； Qw—剩余污泥排放量，m3/d； Xe—出水中微生物浓度，gVSS/m3； XR—回流污泥浓度，gVSS/m3。
X t
Kd Y
c
1 Y
（12-40）
可根据污泥泥龄、水力停留时间、污泥浓度和进出水
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第九章污水水质和污水出路
第一节污水性质与污染指标
一、污水的类型与特征
二、污水的性质与污染指标
第二节污染物在水体环境中的迁移与转化
一、水体的自净作用
二、污染物在水体中的迁移转化
第三节污水出路与排放标准
一、污水出路
二、污水排放标准
思考题与习题
参考文献
第十章污水的物理处理
第一节格栅和筛网
一、格栅的作用
二、格栅的种类
三、格栅的设计与计算
四、筛网
五、破碎机
第二节沉淀的基础理论
一、概述
二、沉淀类型
三、自由沉淀与絮凝沉淀分析
四、沉淀池的工作原理
第三节沉砂池
一、平流式沉砂池
二、曝气沉砂池
三、旋流沉砂池
第四节沉淀池
一、沉淀池概况
二、沉淀池的一般设计原则及设计参数
三、平流式沉淀池
四、竖流式沉淀池
五、辐流式沉淀池
六、斜板（管）沉淀池
七、提高沉淀池沉淀效果的有效途径第五节隔油池
一、含油废水的来源与危害
二、隔油池
三、乳化油及破乳方法
第六节气浮池
一、气浮法的类型
二、加压溶气气浮法的基本原理
三、压力溶气气浮法系统的组成及设计
思考题与习题
参考文献
第十一章污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础第十二章活性污泥法
第十三章生物膜法
第十四章稳定塘和污水的土地处理
第十五章污水的厌氧生物处理
第十六章污水的化学与物理化学处理
第十七章城市污水回用
第十八章污泥的处理与处置
第十九章污水处理厂设计。
水污染控制工程 活性污泥
2 渐减曝气和分段进水活性污泥法
在推流式曝气池中，混合液的需氧量在长度方向上是逐步 下降的，因此，等距离均量布置扩散器是不合理的，实际 情况是：前半段水中氧量远远不够，而后半部分则超出了 需要。基于以上分析，有人提出并采用了渐减曝气和分段 进水（SFAS）的工艺。
3 完全混合法
完全混合法（CMAS）出现于20世纪50年代后期，用来处理 高负荷工业废水，尤其是含有抑制性有机物的工业废水。进 水均匀分布于整个反应器中，使反应器内个点的可生物降解 有机物浓度比较低，即使进水中有机物有毒性，其毒性仍然 可以减低，生物降解也会得以进行。
推流 推流
鼓风或机械 鼓风
85-95 85-90
中等浓度，对冲击负荷敏 感
气量逐渐减小
完全混合（CMAS）
完全混合
鼓风或机械 85-90
抗冲击
分步曝气（SFAS）
推流
鼓风
85-95
使用性广
接触稳定（CSAS）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
推流
鼓风或机械 80-90
高悬浮固体废水
延时曝气（EAAS） 完全混合或推流 鼓风或机械 75-95
缺优点点：：
1. 1.
曝推气流池式池曝首气端池污应泥用负时荷间率比高较，长好，氧是速一度种快比，较所成以熟设的计运时行不方宜式采；用过高BOD 负荷率；
22.. 耗处氧理速效度果沿好池，长运逐行渐稳降定低；，但是供氧速度恒定，造成浪费；
33.. 抗BO负D荷5去率除冲率击较能高力，不可强达，9对0%水以质上、，水城量市变污化水是处应理性多较采差用。这种方式运行。
增值期
活性污泥微生物各增值期特点比较
F/M 微生物变化情况
活性污泥性能
水污染控制工程_第十二章_ 活性污泥法
第一节 基 本 概 念
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。
活性污泥的性质
颜色 味道 状态 相对密度 比表面积
黄褐色
土腥味
似矾花絮绒颗粒
曝气池混合液：1.002～ 1.003
Lawrence、McCarty导出的活性污泥数学模型
第四节 气体传递原理和曝气设备
构成 活性污泥法的三个要素
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也 就是活性污泥；
二是污水中的有机物，它是处理对象，也是 微生物的食料；
回流污泥
RQ、Se、XR
系统边界
剩余污泥
QW、Se、XR
完全混合活性污泥法系统的典型流程
二、劳伦斯和麦卡蒂 （Lawrence－McCarty)模型
c (QQW） XXV eQWXR
污泥龄（SRT）
SRT：曝气池中污泥全部更新一次所需 要的时间。
（一）在稳态下，作系统活性污泥的物料平衡：
Q 0 （ X [Q Q W ） X Q e W X R ] （ d d)g X V t 0
▪ 在一定的污泥量下，SVI反映了活性污泥的凝聚沉淀性。 如SVI较高，表示SV值较大、沉淀性较差；如SVI较小，
污泥颗粒密实，污泥无机化程度高，沉淀性好。但是，
如SVI过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性都较差。
▪ 通常，当SVI为100~150，沉淀性能良好；而当SVI
＞200时，沉淀性较差，污泥易膨胀。但根据废水性 质不同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机物含
量高时，正常的SVI值可能较高；相反，废水中含无机
水污染控制工程(唐玉斌) 课后习题答案+考试重点
第十三章废水生物处理的基本理论概念：①底物和基质：在废水生物处理中，废水中能在酶的催化作用下发生化学反应的物质②比基质利用率：每单位重量微生物体对基质的利用速率q=(dS/dt)u /X③产氯系数：单位质量的基质被利用后增长的微生物的质量Y=dX/dS④比增长速率：每单位重量的微生物的增长速率u=(dX/dt)g /X⑤污泥龄：曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥数量之比值。
⑥内源呼吸系数Kd：指单位微生物体内单位反应时间内由于内源呼吸而消耗的微生物的量1、好氧生物处理和厌氧生物处理有何区别？答：①起作用的微生物不同。
好氧处理中是好氧微生物和兼性微生物起作用，而厌氧处理中有两大类群微生物起作用，先是厌氧菌和兼性菌，后是另一类厌氧菌。
②产物不同。
好氧处理中，有机物转化为CO2、H2O、NH3或NO2-、NO3-、PO43-、SO42-等，且基本无害，处理后的水无异臭。
厌氧处理中，有机物转化为CH4、NH3、胺化物或者氮气、H2S等，产物复杂，出水有异臭。
③反应速率不同。
好氧处理中，由于氧气作为电子受体，有机物氧化比较彻底，释放的能量多，因而有机物转化速率快，废水在设备内的停留时间短，设备体积小。
厌氧处理中有机物氧化不彻底，释放的能量少，所以有机物的转化速率慢，需要反应的时间长，设备体积庞大。
④对环境条件的要求不同。
好氧处理要求充分供氧，对环境条件要求不太严格。
厌氧处理要求绝对厌氧环境，对条件（PH、温度等）要求甚严。
2、在废水生物处理过程中，起作用的微生物主要有哪些？各种微生物所起的作用是什么？答：主要有：细菌（真细菌）（1吸附和分解有机物2为原生动物和微型后生动物提供良好的生存条件和附着场所）、古菌（用于有机废水的厌氧处理、用于极端水环境的生物修复工程）、真菌（在活性污泥曝气池中，真菌菌丝形成的丝状体对活性污泥的凝聚起着骨架作用）、藻类（利用光能CO2NH3PO43-生成新生细胞并释放氧气为水体供养）、原生动物（1起辅助净化作用2起指示生物作用）、后生动物（可对水体的污染状况做出定性判断）。
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。
水污染控制工程：第十二章 活性污泥法2-3
NO2
H 2O
2H
NO2
1 2
O2
NO3
第六节 脱氮、除磷活性污泥法工艺及其设计
2 硝化反应 若考虑硝化细菌新细胞的合成，则反应式为：
55NH
4
76O2
109HCO3
C5H7 NO2
54NO2
57H 2O
104H 2CO3
400NO2
NH
4
4H 2CO3
HCO3
195O2
C5H7 NO2
3H 2O
第六节 脱氮、除磷活性污泥法工艺及其设计
硝化反应池中DO浓度一般足够高，
K
DO O DO
1
，如果再忽略硝化菌的内源代谢作用，则：
n
nm
Na Kn Na
硝化菌比生长速率同样受温度影响，15 ℃ 时硝化菌的最大比生长速率为0.47d-1，硝化 菌比生长速率与温度的关系可表示为：
第六节 脱氮、除磷活性污泥法工艺及其设计
S0—曝气池进水的平均BOD5浓度，g/m3； Se—曝气池出水的平均BOD5浓度，g/m3； △Xv—系统每天排除的剩余污泥量，g/d； 4.57—氨氮的氧当量系数；
Nk—进水总凯氏氮浓度，g/m3； Nke—出水总凯氏氮浓度，g/m3。化工艺中，总需氧量为：
第十二章 活性污泥法
12.6 脱氮、除磷活性污泥法工艺及其设计 12.7 二次沉淀池 12.8 活性污泥法处理系统的设计、运行与管理
第六节 脱氮、除磷活性污泥法工艺及其设计
一、生物脱氮原理： 1、氨化：溶解性有机氮化合物经微生物降解释放出氨的过程。 1）、水解脱氨作用，产生羟基羧酸和氨
在缺氧条件下，氨化菌（异养菌）将有机会氮化合物（蛋 白质）、脂肪等）分解转化为有机酸和氨。
《水污染控制工程》(第4版)(下册)第12章 活性污泥法【圣才出品】
第12章活性污泥法12.1复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、基本概念1．活性污泥（1）活性污泥组成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），主要来自入流的污水，也包括细胞物质中的一些无机物质。
（2）活性污泥性状①粒径在200～1000μm的类似矾花状不定形的絮凝体；②具有约20～100cm2/mL的较大表面积；③一般呈茶褐色，略显酸性，稍具土壤的气味并夹带一些霉臭味；④供氧不足或出现厌氧状态时活性污泥呈黑色，供氧过多营养不足时污泥呈灰白色。
（3）活性污泥的评价方法①生物相观察利用光学显微镜或电子显微镜进行观察。
②混合液悬浮固体浓度、混合液挥发性悬浮固体浓度a．混合液悬浮固体浓度（MLSS），是指曝气池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量，又称污泥浓度。
它包括Ma、Me、Mi及Mii四者在内的总量。
b．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及Mi三者，不包括污泥中无机物质。
MLSS 测定简便，工程上往往以它作为评价活性污泥量的指标。
MLVSS 代表混合液悬浮固体中有机物的含量，比MLSS 更接近活性微生物的浓度，测定也较为方便。
对某一特定的污水处理系统，MLVSS/MLSS 的比值相对稳定，因此可用MLVSS 表示污泥浓度。
③污泥沉降比（SV%）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，标准采用1L 的量筒测定污泥沉降比。
通常使用污泥沉降比（SV%）和污泥体积指数来表示活性污泥的沉降性能。
④污泥体积指数（SVI）污泥体积指数（SVI）是指曝气池混合液沉淀30min 后，每单位质量干泥形成的湿污泥的体积，常用单位为mL/g。
其计算公式为：()()m S L VI /L MLSS g/L =沉淀污泥的体积SVI 表示沉淀后单位干泥所占体积，比SV%能更准确反映污泥的沉降性能。
水污染控制工程活性污泥法(4)课件
帕斯维尔氧化沟结构图
l—进水管；2—导流墙 3—曝气转刷装置 4—出水井 5—出水管 6—出水堰
水污染控制工程活性污泥法(4)
22
（2）工艺特点
a．由于氧化沟在低污泥负荷下运行，因此即使水量和水质变化，水温 接近5℃的低温也可以得到稳定的处理效果；
b．氨氮的去除率在70%左右； c．氧化沟内的混合特性，混合液溶解氧浓度，自曝气设备开始，沿水 流方向逐渐减少，而MLSS浓度、BOD、SS、碱度等在沟内各点几乎相等。 d．剩余污泥量大致为进水SS量的75％左右，比普通活性污泥少。 e．剩余污泥由于经好氧分解，所以比普通活性污泥法稳定程度高。 f．由于水力停留时间长和水深浅，占地面积较大。
按进水阶段曝气与否可分为限制曝气、非限制曝气和半限制曝气。 限制曝气：进水阶段不曝气，多用于处理易降解有机污水，如生活污水，限制 曝气的反应时间较短； 非限制曝气：进水同时进行曝气，多用于处理较难降解的有机废水，非限制曝 气的反应时间较长； 半限制曝气：进水一定时间后开始曝气，多用于处理城市污水。
水污染控制工程活性污泥法(4)
与其他活性污泥法相比，其特点是：SBR法处理构筑物少，处理工艺流程大大简
化。
水污染控制工程活性污泥法(4)
1
2. SBR法的工作原理
水污染控制工程活性污泥法(4)
2
3．SBR法的优缺点(与普通活性污泥法比较)
(1) SBR法的优点： 1）构筑物少，投资省，占地少，设备少，维护方式简便：一般不设调节池、可省
MLSS浓度在各点大致也是均匀的。
水污染控制工程活性污泥法(4)
7
(3) 按有机物负荷分 可分为高负荷和低负荷两种。高负荷方式与普通活性污泥法相当，低负荷与氧
化沟或延时曝气相当。高负荷一般为0.1～0.4kgBOD/(kgMLSS·d)，低负荷为0.03 ～0.1kgBOD/(kgMLSS·d)。 (4) 按进水阶段曝气与否分(对间歇进水方式的SBR)
(NEW)高廷耀《水污染控制工程》(第4版)(下册)笔记和课后习题(含考研真题)详解
目 录第9章 污水水质和污水出路9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 考研真题详解第10章 污水的物理处理10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 考研真题详解第11章 污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 考研真题详解第12章 活性污泥法12.1 复习笔记12.2 课后习题详解12.3 考研真题详解第13章 生物膜法13.1 复习笔记13.2 课后习题详解13.3 考研真题详解第14章 稳定塘和污水的土地处理14.1 复习笔记14.2 课后习题详解14.3 考研真题详解第15章 污水的厌氧生物处理15.1 复习笔记15.2 课后习题详解15.3 考研真题详解第16章 污水的化学与物理化学处理16.1 复习笔记16.2 课后习题详解16.3 考研真题详解第17章 城市污水回用17.1 复习笔记17.2 课后习题详解17.3 考研真题详解第18章 污泥的处理与处置18.1 复习笔记18.2 课后习题详解18.3 考研真题详解第19章 工业废水处理19.1 复习笔记19.2 课后习题详解19.3 考研真题详解第20章 污水处理厂设计20.1 复习笔记20.2 课后习题详解20.3 考研真题详解第9章 污水水质和污水出路9.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、污水性质与污染指标1污水的类型与特征（见表9-1）表9-1 污水来源及特点2污水的性质与污染指标水质污染指标是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反映污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。
（1）污水的物理性质与污染指标（见表9-2）表9-2 污水的物理性质与污染指标（2）污水的化学性质与污染指标①有机物有机物的主要危害是消耗水中溶解氧。
在工程中一般采用生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD或OC）、总有机碳（TOC）、总需氧量（TOD）等指标来反映水中有机物的含量。
水污染控制工程课件第十二章(二)
X t T —每天从处理系统排出的活性污泥质量，含
排出的剩余污泥量及出水中流失的污泥量，kg/d
微生物（活性污泥）“吃掉”污水中的有机物，一方面产生 能量，另一方面合成新的细胞物质导致微生物量增殖。
为保持系统稳态，应排出部分污泥以抵消增加量，排出的污 泥即剩余污泥，被视为“老化污泥”。
污泥龄意义即曝气池中活性污泥完全更新一遍的时间。
与气液界面面积、液膜厚度相关， 为降低传质阻力，提高氧转移系数： (12-3液7) 相紊流↑，液膜厚度↓； 气泡粒径↓，气液接触界面↑，
氧亏量
分离变量积分：
c2 c1
dc t
t1
得：
ln(cs c2 ) ln(cs c1) KLa t
lg(cs
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其设计 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、运行与管理
c2 )
lg(cs
c1 )
KLa 2.303
t
c1，c2 —t1,t2时刻液相溶解氧浓度，kg/m3
(12-38)
可见，提高氧转移速率的两个途径： （1）提高KLa值：强化紊流、降低液膜厚度，微孔曝气、增 加气液接触面积； （2）提高CS值：提高气相氧分压（纯氧曝气、深井曝气）。
二、氧转移的影响因素
QS0
RQSe
dS dt
u
V
(1
R)QSe
《水污染控制工程》第十二章+活性污泥法
三、活性污泥降解污水中有机物的过程
活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除） 过程可分为两个阶段。
吸附阶段
由于活性污泥具有巨大 的表面积，而表面上含 有多糖类的粘性物质， 导致污水中的有机物转 移到活性污泥上去。
稳定阶段
主要是转移到活性污泥上 的有机物为微生物所利用
第二节 活性污泥法的发展
一、活性污泥法曝气反应池的基本形式
初沉池：设在工艺系统首端，用于去除原废水中 所含的悬浮物质。
二沉池：设在系统末端，将曝气池出水中的活性 污泥进行分离、浓缩；
回流污泥：主要用来保持曝气池中所需的微生物 量，以分解氧化有机物；
曝气：既为活性污泥微生物提供呼吸所需的氧 气，同时也使活性污泥与废水不断混合、搅拌以防 止活性污泥在曝气池中沉淀。
推流式曝气池
推流曝气池长宽比一般为5～10；进水方式不限；出水用溢流堰。 推流曝气池的池宽和有效水深之比一般为1～2。 根据横断面上的水流情况，可分为平流推移式、旋流推流式。
进水
气泡 出水
平面流态示意 平流推移式态示意图
横断面示意
进水
出水
旋流
旋流推流式态示意图
完全混合曝气池
按池形分：圆型、方型、矩型； 根据和沉淀池的关系分：分建式、 合建式。
2.渐减曝气活性污泥法
供
、
需
氧 速 率
供氧速率 需氧速率
进水 曝气池
二沉池 出水
回流污泥
剩余污泥
渐减曝气活性污泥法
3.多点进水活性污泥法
供
、
需
氧 速
需氧速率
率
进水
曝气池
供氧速率 二沉池 出水
回流污泥 多点进水活性污泥法
水污染控制工程：第十二章 活性污泥法2-2
将上式改写成：
S0 Se Xt
K2Se
(12-12)
定义：
Ls
S0
Se Xt
Q(S0 VX
Se
)
,
Lv
S0
t
Se
Q(S0 Se) V
L`s—以底物去除量为基础得污泥负荷，[kgBOD去除 （kgMLVSS·d)];
L`v—以底物去除量为基础得容积负荷，[kgBOD去除 /(m3·d）。
又∵
ln
X X0
K1t
（12-2`）
X X 0 X X YobsS S Sr S0 S
式（12-2`）
改写为： ln
X0
Yobs Sr X0
K1t
（12-3`）
第三节 活性污泥法数学模型基础
式中：Sr—去除的底物浓度，mg/L； S0—起始的底物浓度，mg/L； S—t时刻（d）的底物浓度，mg/L；
第三节 活性污泥法数学模型基础
2、低底物浓度活性污泥微生物处于减速增殖期阶段：
一般说：F/M比值为0.3~0.6kgBOD/(kgMLVSS·d）时，活性
污泥微生物处于减速增殖期阶段。生化反应器进水BOD常低
于300~500mg/L。由于底物浓度低，活性污泥微生物的增长速
率与底物的降解速率与底物浓度有关，为一级反应。可用下式
K1—对数增殖速率常数，d-1； Yobs—表观产率系数，
例：用完全混合活性污泥法处理高浓度有机废水。废水流量 Q=1000m3/d，BOD5=2000mg/L，曝气池初MLSS=3000mg/L， 回流污泥浓度12000mg/L。导试得：K1=2d-1。Yobs=0.65， MLVSS/MLSS=0.75。要求处理水BOD5=200mgL，试计算曝气 池容积。
高廷耀《水污染控制工程》第4版下册章节题库(活性污泥法)【圣才出品】
倒伞型叶轮曝气器和平板型叶轮曝气器等；②卧轴式机械曝气装置，曝气转刷、曝气转盘等。
8．关于生物法脱氮流程，不正确的是（ ）。 A．一级硝化及反硝化中硝化池同时进行碳的氧化 B．一级、二级在反硝化之前都要投加有机碳源 C．一级、二级中的曝气池主要起充氧作用 D．一级、二级中的沉淀池都有回流污泥排出 【答案】C 【解析】污水生物脱氮处理过程中氮的转化主要包括氨化、硝化和反硝化作用，其中氨 化可在好氧或厌氧条件下进行，硝化作用是在好氧条件下进行，反硝化作用在缺氧条件下进 行的。生物脱氮是指含氮化合物经过氨化、硝化、反硝化后，转变为 N2 而被去除的过程。 生物脱氮流程中，第一级曝气池主要是发生氨化作用，使有机氮转化为氨氮；第二级曝气池 投入碱以维持 pH，从而进行硝化作用。
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污泥沉降性能良好；SVI＞200 时，污泥沉降性能差；SVI 过低时，如小于 50，污泥絮体细 小紧密，含无机物较多，污泥活性差。
3．关于污泥龄的说法，不正确的是（ ）。 A．相当于曝气池中全部活性污泥平均更新一次所需的时间 B．相当于工作着的污泥总量同每日的回流污泥量的比值 C．污泥龄并不是越长越好 D．污泥龄不得短于微生物的世代期 【答案】B 【解析】污泥龄是指曝气池中的活性污泥总量同每日从曝气池系统中排出的剩余污泥量 的比值。实质是曝气池中的活性污泥全部更新一次所需要的时间。污泥龄太长易使污泥老化， 影响沉淀，导致处理效果下降。
4．关于活性污泥处理有机物的过程，不正确的是（ ）。 A．活性污泥去除有机物分吸附和氧化与合成两个阶段 B．前一阶段有机物量变，后一阶段有机物质变 C．前一阶段污泥丧失了活性 D．后一阶段污泥丧失了活性 【答案】D 【解析】在活性污泥法的曝气过程中，污水中有机物的变化包括两阶段：①吸附阶段， 主要是污水中的有机物转移到活性污泥上；②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，微生物利用有机物的过程比较缓慢。
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。
水污染控制工程：第12章 活性污泥法(及答疑)
12.6 活性污泥法系统的运行管理 Operation and management of activated sludge system
丝状菌污泥膨胀（Filamentous bulking）
➢ 污水水质（Wastewater characteristic）：含溶解 性碳水化合物高的的污水往往发生由浮游球衣菌 引起的污泥膨胀，含硫化物高的污水往往发生由 硫细菌引起的污泥膨胀。水温和pH值也对污泥膨 胀有明显的影响。
1）调试运行（Debugging and Operation）
• 解决这样一个问题：
一座污水处理厂（氧化沟，SBR，生物滤池）建 好之后，如何使其正常运转？
12.6 活性污泥法系统的运行管理 Operation and management of activated sludge system
1）调试运行（Debugging and Operation）
12.6 活性污泥法系统的运行管理 Operation and management of activated sludge system
2)运行参数(Operation parameter )
水力负荷：水力停留时间（HRT）；
有机负荷（organic loading）；
微生物浓度（MLSS/MLVSS）；
污泥上浮(rising sludge)
• 现象：污泥沉淀3060分钟后呈层状上浮，且 多发生在夏季；
• 原因：反硝化作用导致在二沉池中被还原成N2， 引起污泥上浮；
• 对策： ① 减少污泥在二沉池中的停留时间；
•
② 减少曝气量。
12.6 活性污泥法系统的运行管理 Operation and management of activated sludge system
高廷耀《水污染控制工程》（第4版）（下册）考研真题精选-第十二章活性污泥法【圣才出品】
⾼廷耀《⽔污染控制⼯程》（第4版）（下册）考研真题精选-第⼗⼆章活性污泥法【圣才出品】第⼗⼆章活性污泥法⼀、选择题1．关于污泥龄的说法，不正确的是（）。
[中国地质⼤学（武汉）2009年研]A．相当于曝⽓池中全部活性污泥平均更新⼀次所需的时间B．相当于⼯作着的污泥总量同每⽇的回流污泥量的⽐值C．污泥龄并不是越长越好D．污泥龄不得短于微⽣物的世代期【答案】B【解析】污泥龄表⽰在处理系统（曝⽓池）中微⽣物的平均停留时间，实质就是曝⽓池中的活性污泥全部更新⼀次所需要的时间。
它是指处理系统（曝⽓池）中总的活性污泥质量与每天从处理系统中排出的活性污泥质量，包括从排泥管线上排出的污泥加上随出⽔流失的污泥量的⽐值。
B项，应相当于⼯作着的污泥总量同每⽇系统中排出的污泥质量的⽐值。
2．利⽤活性污泥增长曲线可以指导处理系统的设计与运⾏，下列指导不正确的是（）。
[中国地质⼤学（武汉）2009年研] A．⾼负荷活性污泥系统处于曲线的对数增长期B．⼀般负荷活性污泥系统处于曲线的减速⽣长期C．完全混合活性污泥系统处于曲线的减速⽣长期D．延时曝⽓活性污泥系统处于曲线的内源代谢期【答案】C【解析】C项，完全混合活性污泥系统中，进⼊曝⽓池的污⽔很快被稀释，活性污泥负荷F/M值均相等，混合液的需氧速度均衡。
完全混合活性污泥法系统因为有机物负荷低，微⽣物⽣长通常位于⽣长曲线的静⽌期或衰亡期，活性污泥易于产⽣膨胀现象。
3．氧化沟的运⾏⽅式是（）。
[中国地质⼤学（武汉）2009年研]A．平流式B．推流式C．循环混合式D．完全混合式【答案】D【解析】氧化沟是延时曝⽓法的⼀种特殊形式，⼀般采⽤圆形或椭圆形廊道，池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有机械曝⽓和推进装置，也有采⽤局部区域⿎风曝⽓外加⽔下推进器的运⾏⽅式，廊道中⽔流呈推流式，但过程动⼒学接近完全混合反应池，运⾏⽅式是完全混合式。
⼆、填空题1．表征活性污泥沉降性能的主要指标有：______、______。
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SVI
1L混合液沉淀 30min 的活性污泥体积（ 1L混合液中悬浮固体干重 （g）
mL）＝ SV（mL / L） MLSS（g / L）
▪ 在一定的污泥量下，SVI反映了活性污泥的凝聚沉淀性。 如SVI较高，表示SV值较大、沉淀性较差；如SVI较小， 污泥颗粒密实，污泥无机化程度高，沉淀性好。但是， 如SVI过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性都较差。
活性污泥在曝气过程中，对有机物 的降解（去除）过程可分为两个阶段：
吸附阶段
由于活性污泥具有巨大 的表面积，而表面上含 有多糖类的黏性物质， 导致污水中的有机物转 移到活性污泥上去。
稳定阶段
主要是转移到活性 污泥上的有机物为 微生物所利用。
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
•氧 化 沟
• 纯氧曝气
• 活性污泥生物滤池（ABF工艺）
• 吸附－生物降解工艺（AB法）
• 序批式活性污泥法（SBR法）
渐减曝气
➢在推流式的传统曝气池中，混合液的需 氧量在长度方向是逐步下降的。
➢实际情况是：前半段氧远远不够，后半 段供氧量超过需要。
➢渐减曝气的目的就是合理地布置扩散器， 使布气沿程变化，而总的空气量不变，这 样可以提高处理效率。
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：
污 水 中 的 有 机 物
P105
残留在污 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
从污水中 去除的有
机物
微生物能利用而尚未 利用的有机物
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）
（吸附量）
增殖的微生物体 氧化产物
曲线①反映污水中有机 物的去除规律； 曲线②反映活性污泥利 用有机物的规律；
曲线③反映了活性污泥 吸附有机物的规律。
这三条曲线反映出，在曝气过程中： 污水中有机物的去除在较短时间( 图中是5h左右)内就基本 完成了(见曲线①)； 污水中的有机物先是转移到(吸附)污泥上(见曲线③),然后逐 渐为微生物所利用(见曲线②)； 吸附作用在相当短的时间(图中是45min左右)内就基本完成 了(见曲线③)； 微生物利用有机物的过程比较缓慢(见曲线②)。
特点：气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。在水的 浅层处用大量空气进行曝气，就可获得较高的氧传递速率。
处理生活污水
活性污泥的沉降浓缩性能
污泥沉降比：SV
取混合液至1000mL或100mL量筒，静 止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的 体积，以占混合液体积的比例（%）表 示污泥沉降比。通常，曝气池混合液的 沉降比正常范围为15％-30%。
污泥体积指数：SVI
微生物组成特征（二）
➢ 原生动物：肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类，捕食游 离细菌。其出现的顺序反映了处理水质的好坏 （这里的好坏是指有机物的去除），最初是肉足 虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫；当处理水质良 好时出现固着型纤毛虫，如钟虫、等枝虫、独缩 虫、聚缩虫、盖纤虫等。
➢ 后生动物(主要指轮虫、线虫、甲壳虫如水骚类）， 捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定的标志。
第二节 活性污泥法的发展
一、活性污泥法曝气反应池的基本形式
推流式（PF） 完全混合式 封闭环流式 序批式
二、活性污泥法的发展与演变
有机物去除和 氨氮硝化
• 传统活性污泥法 • 渐 减曝气
• 分步曝气
• 完全混合法
• 浅层曝气
• 深层曝气
• 高负荷曝气或变形曝气
• 克劳斯法
• 延时曝气
• 接触稳定法
产碱杆菌
丝状菌
草履虫
游泳型纤毛虫
钟虫
固着型纤毛虫
轮虫
线虫
曝气池
曝气池出水堰
曝气池混合液配水进入二沉池
生物量分析：
MLSS表示悬浮固体物质总量，MLVSS挥发性固 体成分表示有机物含量，MLNVSS灼烧残量，表示 无机物含量。
MLVSS包含了微生物量，但不仅是微生物的量， 由于测定方便，目前还是近似用于表示微生物的量。
▪ 通常，当SVI为100~150，沉淀性能良好；而当SVI＞ 200时，沉淀性较差，污泥易膨胀。但根据废水性质不 同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机物含量高 时，正常的SVI值可能较高；相反，废水中含无机性悬 浮物较多时，正常有的SVI值可能较低。
活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
活性污泥降解污水中有机物的过程
第十二章 活性污泥法
第一节 基 本 概 念
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。
活性污泥的性质
颜色 味道 状态 相对密度 比表面积
黄褐色
土腥味
似矾花絮绒颗粒 曝气池混合液：1.002～1.003 回流污泥：1.004～1.006 20～100cm2/mL
（2）入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小，因 为骤然增加的负荷可为全池混合液所分担，而不是像推流 中仅仅由部分回流污泥来承担。完全混合池从某种意义上 来讲，是一个大的缓冲器和均和池，在工业污水的处理中 有一定优点。
（3）池液里各个部分的需氧量比较均匀。
浅层曝气
1953年派斯维尔（Pasveer）的研究：氧在10℃静止水中的传 递特征，如下图所示。
微生物组成特征（一）
➢细菌：以异养型原核生物(细菌)为主，数量 107 ～ 108 个 /mL ， 自 养 菌 数 量 略 低 。 其 优 势 菌种：产碱杆菌属等，它是降解污染物质的 主体，具有分解有机物的能力。
➢真菌：由细小的腐生或寄生菌组成，具分解 碳水化合物，脂肪、蛋白质的功能，但丝状 菌大量增殖会引发污泥膨胀。
渐减曝气
阶段（分 步） 曝 气
把入流的一部分从池端引入到池的中部分 点进水。
分步曝气示意图
完全混合法
完全混合的概念
在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时 相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，长条形池 子中也能做到完全混合状态。
完全混合法
完全混合法的特征
（1）池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生 活环境也基本相同。