水污染控制工程：第12章 活性污泥法(1)

12.1 活性污泥法概述(Overview of the Activated Sludge Process)
1) 活性污泥(activated sludge)
活性污泥的历史(historical development)
1912年(Clark & Gage; Arden & Locket)发现污水曝气 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.
可降解有机物 + 异养微生物
无机代谢产物
少量能量
O2
代谢产物
(CO2、H2O、NH3、SO42-…)
＋ 能量
(1/3) 分解代谢
(2/3)
合成代谢
～80%
内源呼吸
新细胞物质
（C5H7NO2）
～20%
内源呼吸产物 + 能量
(CO2、H2O、NH3、SO42-…)
内源呼吸残留物
O2
净增细胞物质
剩余污泥
大纲 (outline)
12.1 活性污泥法概述(Introduction to the Activated Sludge Process)
12.2 活性污泥法的发展(Development of Activated Sludge Processes)
12.4 气体传递原理和曝气池(Oxygen transfer and Aeration tank)
(CO2、H2O、NH3、SO42-…)
rest energy
＋ energy
Biodegradable organics
+ Heterotrophic microbe
(1/3) Catabolism
(2/3) Anabolism
～80%
End products + energy
(CO2、H2O、NH3、SO42-…)
a. 物理性质(physical property)：
——“菌胶团(zoogloea)”/“生物絮凝体”
➢ 颜色(color)：褐色、土黄色、铁红色； ➢ 气味(odour)：泥土味（城市污水）； ➢ 比重(specific gravity)：
略大于1（1.0021.006）；
➢ 粒径(particle size)：0.020.1mm；
(generation time)为2030分钟； 4）其中动胶杆菌(zoogloea)具有将大量细菌结成为“菌胶
团” 的功能。
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12.1 活性污泥法概述(Overview of the Activated Sludge Process)
3) 活性污泥中的微生物
B 原、后生动物 (protozoan and metazoan)
12.5 活性污泥法的设计计算(Process for BOD removal and Design)
12.6 除磷脱氮工艺及设计(Process design for nutrients removal and Design)
12.7 活性污泥法系统设计和运行的一些问题 (Considerations of Activated Sludge Process operation)
第12章 活性污泥法
Activated Sludge Process
废水好氧生物处理中有机物的代谢途径
Metabolism Pattern of organic matters in biological wastewater treatment
Inorganic metabolites
O2
End products
➢ 活性污泥的含水率(moisture content) :99.299.8%。
➢ 其中固体物质的组成(composition)：
1）活细胞（Ma）; 2）微生物内源代谢的残留物（Me）;
3）吸附的难于生物降解的有机物（Mi）;
有机物 75~85%Hale Waihona Puke 4）无机悬浮固体（Mii）。
12.1 活性污泥法概述(Overview of the Activated Sludge Process)
➢ 比表面积(specific surface area)：
20100cm2/mL。
12.1 活性污泥法概述(Overview of the Activated Sludge Process)
3)活性污泥的性质
Characteristics of activated sludge
b.生化性质(bio-chemical property) ：
New cells Endogenous decay
（C5H7NO2）
～20%
residual
O2
Net biomass
Waste sludge
废水好氧生物处理中有机物的代谢途径
Metabolism Pattern of organic matters in biological wastewater treatment
1916年第1个活性污泥法污水处理厂在Manchester City 建成运行；
至今，成为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
12.1 活性污泥法概述(Overview of the Activated Sludge Process)
2)活性污泥的性质
Characteristics of activated sludge
➢ 活性污泥系统启动初期，游离细菌居多，原生动物肉足虫 （如变形虫）、游泳型纤毛虫（如豆形虫、草履虫）。
➢ 菌胶团培育成熟，细菌多“聚居”在活性污泥上，处理水 水质良好；原生动物以带柄固着型的纤毛虫（如钟虫、等 枝虫等）为主。
➢ 原生动物能不断摄食水中的游离细菌，起到进一步净化水 质的作用。
➢ 后生动物（主要指轮虫）在活性污泥中是不经常出现的， 仅在处理水质优异的完全氧化型活性污泥系统（如延时曝 气）中出现，因此，轮虫出现是水质非常稳定的标志。
3) 活性污泥中的微生物
A．细菌(bacterial)：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。 ➢ 特征： 1）多属好氧和兼性异养型的原核细菌(Aerobic/facultative
and heterotrophic Prokaryotic bacteria) ； 2）在有氧条件下，具有较强的分解有机物的功能； 3）具有较高的增殖速率(high growth rate)，其世代时间