活性污泥法的基本原理

活性污泥法的基本原理

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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; 剩余活回流二次 废曝初次 出

空

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(城市污水);

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（Mａ)、微生物内源代谢的残留物（Mｅ）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（Mｉ）、无机物质(Mｉi)。

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 ）(Mixe ｄ Ｌiq ｕor Ｓu ｓpende ｄ Ｓo ｌids ）：

ＭＬSS = M ａ ＋ Ｍe + M i + M ii 单位： mg/ｌ ｇ/m ３

② 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVS Ｓ)(Mixed Volati ｌe Li ｑｕｏｒ S ｕspended Ｓｏｌｉｄs )：

ＭLVSS = Ｍa ＋ Ｍe + Ｍi ；

在条件一定时,ＭＬＶSS/ＭLSS 是较稳定的，对城市污水，一般是0.7５~

０．85

③ 污泥沉降比(ＳV ）（Sl ｕdge Ｖｏlum ｅ):

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%。

④ 污泥体积指数（SVI ）（Slu ｄge Volum ｅ I ｎｄｅx ）：

曝气池出口处混合液经３0分钟静沉后，１g 干污泥所形成的污泥体积， 单位是 ｍl/ｇ。

)

/()/((%))/()/(l g MLSS l ml SV l g MLSS l ml SV SVI 10⨯== 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现象;

城市污水的SVI 一般为50~15０ ml/g ;

三、活性污泥的增殖规律及其应用

活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的必然结果，

而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。

1、活性污泥的增殖曲线

注意：1）间歇静态培养；2)底物是一次投加;3)图中同时还表示了有机底物降解和氧的消耗曲线。

①适应期：

是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种类等的一个短暂的适应过程；经过适应期后,微生物从数量上可能没有增殖，但发生了一些质的变化：a.菌体体积有所增大；b.酶系统也已做了相应调整;c.产生了一些适应新环境的变异;等等。BＯＤ5、COD 等各项污染指标可能并无较大变化。

②对数增长期:

F/M值高(>2.２d

kgVSS

kgBOD⋅

/

5),所以有机底物非常丰富,营养物质不是微生物增殖的控对数增殖减速增殖内源呼吸

氧利用速率曲线

微生物增殖曲线

BOD降解曲线

时Xa

制因素；微生物的增长速率与基质浓度无关,呈零级反应,它仅由微生物本身所特有的最小世代时间所控制,即只受微生物自身的生理机能的限制;微生物以最高速率对有机物进行摄取,也以最高速率增殖,而合成新细胞;此时的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活动能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮凝体，污泥的沉淀性能不佳；活性污泥的代谢速率极高，需氧量大;一般不采用此阶段作为运行工况，但也有采用的，如高负荷活性污泥法。

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。

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。

２、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 处于不同增值期的活性污泥，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，其在增值曲线上所处位置也不同。

3、有机物降解与微生物增殖：

活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化（内源呼吸)两项作用的综合结果， 活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为：

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