活性污泥法的工艺设计与运行管理
好氧生物处理-活性污泥法
The Global Institute for Urban and Regional Sustainability (GIURS)Shanghai Key Lab for Urban Ecological Processes and Eco-Restoration (SHUES)East China Normal University (ECNU)Shanghai · 200241· China---speaker ：Annie 污水好氧生物处理---活性污泥法活性污泥法概述活性污泥法的净化过程与机制活性污泥法的性能指标及有关参数活性污泥法的各种演变及应用曝气池的类型与构造一、活性污泥法概述•基本原理：该法是在人工充氧条件下，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，多余部分排出活性污泥系统。
•基本工艺流程:初次沉淀池曝气池回流污泥泵房二次沉淀池鼓风机房进水出水空气回流活性污泥剩余污泥•历经主要阶段：吸附阶段氧化阶段絮凝体形成与沉降阶段•活性污泥的形态，组成形态：多为黄色或褐色絮体，含水率超过99％，比表面积大。
组成：活性污泥由四部分组成•（1）Ma——活性污泥微生物；•（2）Me——活性污泥代谢产物；•（3）Mi——活性污泥吸附的难降解惰性有机物；•（4）Mii——活性污泥吸附的无机物。
微生物组成：细菌（90％－95％，甚至100％）、真菌、原生动物、后生动物菌胶团细菌丝状菌指示性动物•环境因素对活性污泥微生物的影响1.BOD负荷率（污泥负荷）2.营养物质一般平衡时用BOD5:N:P的关系来表示，一般需求为100:5:1 3.PH最适宜PH为6.5~8.5之间PH<6.5，真菌增长利于丝状菌易膨胀PH>9时，菌胶易解体活性污泥凝体遭到破坏。
废水好氧生物处理工艺(1)——活性污泥法
废水好氧生物处理工艺——活性污泥法第一节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；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；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（M a）、微生物内源代谢的残留物（M e）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（M i）、无机物质（M ii）。
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 ）：我们平常说的悬浮物。
MLSS = M a + M e + M i + M ii 单位： mg/l g/m 3② 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS ）：MLVSS = M a + M e + M i ；（有机部分）在条件一定时，MLVSS/MLSS 是较稳定的， 0.75~0.85③ 污泥沉降比（SV 30）：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%。
活性污泥法工艺设计
13.3 活性污泥反应动力学基础
一、概述 1、 活性污泥反应动力学的目的：
明确有机底物浓度、活性污泥微生物量、DO等各项因素对反应速度的影响 对反应机理进行研究 2、常用的反应动力学方程：米-门方程、莫诺方程式和劳仑斯-麦卡蒂方程式 二、莫诺方程式：1942年由莫诺提出。 1、基本方程式：
传统活性污泥法工艺流程
2、工艺特征：
需氧速度沿池长逐渐降低 供气量沿池长均匀分布，采用鼓风曝气。 3、工艺参数 4、优缺点： 优点：处理效果好，去除率达90%以上，适于处理要求高而水质稳定的污水。 缺点：⑴曝气池容积大，占地多，基建费用高
⑵耗氧速度与供氧速度沿池长难于吻合 ⑶对水质水量变化适应性
一、活性污泥净化因素反应的影响： 1、营养物质平衡：BOD5：N：P=100：5：1 2、DO含量：曝气池出口处一般保持在2mg/l左右。 3、PH值：最佳PH 范围为6.5---8.5 4、水温：适宜温度范围为：15℃--35℃ 5、有毒物质：如重金属离子、酚、氰化物等。
二、 活性污泥系统的控制指标与设计、运行参数
又称BOD—SS负荷率 定义：曝气池内单位重量活性污泥在单位时间内能够接受并将其降解到预定
另外，还使用BOD—容积负荷用Nv表示 Nv=Q.Sa/V(kgBOD/m3.d)
定义：单位曝气池容积在单位时间内，能够接受并将其降解到预定程度的有 选定适宜的BOD—污泥负荷的意义
Ns:0.2—0.5 kg/kgMLSS.d为一般负荷区 <0.1 kg/kgMLSS.d为低负荷区 1.5-2.5 kg/kgMLSS.d为高负荷区 0.5-1.5 kg/kgMLSS.d为污泥膨胀区，一般不取。
污水处理工艺处理及运行管理
污水处理工艺处理及运行管理一、引言污水处理是保护环境、维护公共卫生和可持续发展的重要环节。
本文将详细介绍污水处理工艺处理及运行管理的标准格式，包括工艺处理流程、设备要求、运行管理措施等。
二、工艺处理流程1. 污水预处理污水预处理是污水处理的第一步，主要包括格栅、砂池和沉淀池等设备。
格栅用于去除大颗粒杂物，砂池用于去除沉积在污水中的沙子和砂粒，沉淀池则通过重力作用将悬浮物沉淀下来。
2. 生化处理生化处理是将污水中的有机物通过生物作用转化为无害物质的过程。
常见的生化处理工艺包括活性污泥法、厌氧消化法和生物膜法等。
在生化处理过程中，需要控制好污水的进水量、水质和温度等参数，以确保生物菌群的正常运作。
3. 深度处理深度处理是对生化处理后的污水进行进一步的净化，以达到排放标准。
常见的深度处理工艺包括沉淀池、滤池、活性炭吸附等。
沉淀池可以进一步去除悬浮物，滤池则通过过滤介质去除细小颗粒物，活性炭吸附则可以去除有机物和异味。
三、设备要求1. 格栅格栅应具备良好的固体拦截效果，能够有效去除大颗粒杂物。
格栅的间距和尺寸应根据污水的特性和流量进行合理设计，以避免堵塞和泄漏。
2. 沉淀池沉淀池应具备足够的沉淀时间和空间，以确保悬浮物充分沉淀。
沉淀池的设计应考虑污水的流量、水质和沉淀速度等因素，以保证沉淀效果。
3. 活性污泥池活性污泥池是生化处理的核心设备，应具备良好的通氧性和搅拌效果。
污泥的浓度和搅拌速度等参数应根据污水的水质和处理效果进行调整，以维持污泥菌群的活性和稳定性。
4. 滤池滤池应选择合适的过滤介质，如砂石、煤炭等，以去除细小颗粒物。
滤池的设计应考虑流量、水质和滤速等因素，以确保滤池的处理效果和运行稳定性。
5. 活性炭吸附装置活性炭吸附装置应具备足够的吸附容量和吸附速度，以去除有机物和异味。
活性炭的选择和更换应根据污水的水质和处理效果进行合理安排，以保证吸附效果。
四、运行管理措施1. 监测与调控对污水处理工艺进行实时监测，包括进水量、水质、温度和压力等参数的监测。
废水好氧生物处理工艺-——活性污泥法
式中: x——每日的污泥增长量(kgVSS/d)；= Qw·Xr Q ——每日处理废水量(m3/d)；
a、b经验值的获得：
(1) 对于生活污水或相近的工业废水: a = 0.5~0.65，b = 0.05~0.1； (2) 对于工业废水，则：
合成纤维废水
0.38
0.10
含酚废水
0.55
0.13
制浆与造纸废水
0.76
0.016
制药废水
0.77
酿造废水
0.93
工业废水
a
b
亚硫酸浆粕废水
0.55
0.13
a、b经验值的获得：
（3）通过小试获得：
可改写为：
a
b
QSr/VXv(kgBOD/kgVSS.d)
x/VXv(1/d)
一、活性污泥法的工艺流程
回流污泥
二次 沉淀池
废水
曝气池
初次 沉淀池
出水
空气
剩余活性污泥
活性污泥系统的主要组成
曝气池：反应的主体，有机物被降解，微生物得以增殖； 二沉池：1）泥水分离，保证出水水质； 2）浓缩污泥，保证污泥回流，维持曝气池内的污泥浓度。 回流系统：1）维持曝气池内的污泥浓度； 2）回流比的改变，可调整曝气池的运行工况。 剩余污泥： 1）去除有机物的途径之一； 2）维持系统的稳定运行 供氧系统：为微生物提供溶解氧
在条件一定时， 较稳定； 对于处理城市污水的活性污泥系统，一般为0.75~0.85
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置30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、沉降性能，可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀； 正常范围： 2030%
活性污泥法的工艺设计及道理
活性污泥法工艺的设计与运行管理一、曝气池设计在进行曝气池容积计算时，应在一定范围内合理地确定污泥负荷（Ns）和污泥浓度（X）值，此外，还应同时考虑处理效率、污泥容积指数（SVI）和污泥龄等参数。
设计参数的来源主要有两个途径，一是经验数据，另一个是通过试验获得。
以生活污水为主体的城市污水，主要设计参数已比较成熟，可以直接取用于设计，但是对于工业废水，则应通过试验和现场实测以确定其各项设计参数。
在工程实践中，由于受试验条件的限制，一般也可根据经验选取。
1.曝气池容积的设计计算（1）污泥负荷的确定（2）混合液污泥浓度的确定2.需氧量和供气量的计算（1）需氧量（2）供气量①影响氧转移的因素A.氧的饱和浓度B.水温C.污水性质a.污水中含有的各种杂质对氧的转移产生一定的影响，将适用于清水的KLa用于污水时，需要用系数α进行修正。
污水的KLa = α·清水的KLa修正系数α值可通过试验确定。
一般α值为0.8～0.85。
b.污水中的盐类也影响氧在水中的饱和度（Cs），污水Cs值用清水Cs值乘以β值来修正，β值一般介于0.9～0.97之间。
c.大气压影响氧气的分压，因此影响氧的传递，进而影响Cs。
气压增高，Cs值升高。
对于大气压不是1.013×105Pa的地区，Cs值应乘以压力修正系数ρ，ρ= 所在地区的实际气压/（1.013×105Pa）。
d.对于鼓风曝气池，空气压力还与池水深度有关。
安装在池底的空气扩散装置出口处的氧分压最大，Cs值也最大。
但随着气泡的上升，气压逐渐降低，在水面时，气压为1.013×105Pa（即1大气压），气泡上升过程中一部分氧已转移到液体中。
鼓风曝气池内的Cs值应是扩散装置出口和混合液表面两处溶解氧饱和浓度的平均值。
另外，氧的转移还和气泡的大小、液体的紊动程度、气泡与液体的接触时间有关。
空气扩散装置的性能决定气泡直径的大小。
气泡越小，接触面积越大，将提高KLa值，有利于氧的转移；但另一方面不利于紊动，从而不利于氧的转移。
活性污泥运行方式与工艺
活性污泥运行方式与工艺：活性污泥法的工艺类型： 根据不同的反应器类型、曝气方式以及有机负荷，活性污泥法的工艺可被分为3类。
这3类工艺之间是相互交叉的。
我们可以对这3种类型进行合理选择从而组合出最佳的工艺。
一、反应器类型 二、供氧类型 三、负荷类型1. 推流式活性污泥法（传统法） 1. 传统曝气法 1. 传统负荷法2. 阶段曝气法 2. 渐减曝气法 2. 高负荷法3. 完全混合法 3. 纯氧曝气法 3. 延时曝气法4. 吸附再生法5. 生物选择器活性污泥法按混合方式分类：推流式、完全混合式、循环混合式按供氧方式分类：鼓风曝气、机械曝气按运行方式分类：1.普通曝气法2.渐减曝气法3.阶段曝气法4.吸附再生法（生物吸附法）5.完全混合法等(加速延时曝气法)反应器类型1. 传统活性污泥法（1）工艺构型：传统曝气：（2）曝气池池型：长形，廊道形（3）流态特征：推流式（4）运行：水流一端进，另一端出，沿途曝气，推流前进（5）特点①吸附→减速增长→内源呼吸②处理效果好③不易污泥膨胀④供氧与需氧不平衡⑤耐冲击负荷能力差(尤其对有毒或高浓度工业废水) （6）改进：扩大污泥负荷范围：高、低负荷法；调整曝气池进水点位置：阶段曝气法、生物吸附法；改进曝气方法及技术：渐减曝气法、纯氧曝气法；改进曝气池池型及流态特征：完全混合式活性污泥法2. 阶段曝气法更准确地，该工艺又称为阶段进水工艺。
与传统法相比，该工艺曝气池沿程污染物浓度分布和溶解氧消耗明显改善。
由于污水中含有抑制物质或浓度过高的现象在实际情况中经常出现，因此，阶段曝气法得到了广泛应用。
Q（1）型式：廊道式（2）流态：推流式(多点进水)（3）特点：①需氧和供氧较平衡②耐冲击负荷力强③活性污泥浓度沿池长逐渐降低，有利于二沉池的泥水分离。
3. 完全混合法或称带回流的CSTR工艺，出现在20世纪50年代。
因为：有更多的工业废水需要处理，使用传统推流式活性污泥法处理工业废水往往不成功，主要原因是进水端污染物浓度过高。
活性污泥的工作原理、操作流程
活性污泥的工作原理、操作流程活性污泥（activesludge）是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称，1912年由英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）发现，活性污泥可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥，活性污泥主要用来处理污废水。
活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机污水的一类好氧处理方法。
活性污泥是一种好氧生物处理方法，活性污泥基本概念是1912年英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）发现的。
他们对污水长时间曝气会产生污泥，同时水质会得到明显的改善。
继而阿尔敦（Arden）和洛开脱（Lockgtt）对这一现象进行了研究。
曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们偶然发现，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着污泥时，处理效果反而好。
由于认识了瓶壁留下污泥的重要性，他们把它称为活性污泥。
随后，他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀，只倒上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。
1916年，应用这个试验的工艺建成的第一个活性污泥法污水处理厂。
在显微镜下观察这些褐色的絮状污泥，可以见到大量的细菌，还有真菌，原生动物和后生动物，它们组成了一个特有的生态系统。
正是这些微生物（主要是细菌）以污水中的有机物为食料，进行代谢和繁殖，才降低了污水中有机物的含量。
工作原理活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。
最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌，细菌特别是球状细菌起着最关键的作用，优良运转的活性污泥，是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。
沉降性好，随着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖，开始生长原生动物，是细菌一次捕食者。
活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管虫。
活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势；后生动物是细菌的二次捕食者，如轮虫、线虫等只能在溶解氧充足时才出现，所以当出现后生动物时说明处理水质好转标志。
活性污泥法工艺流程
活性污泥法工艺流程
《活性污泥法工艺流程》
活性污泥法是一种常用的废水处理技术，通过微生物在污泥中的作用，将废水中的有机物质和氮、磷等污染物去除，达到排放标准。
活性污泥法工艺流程主要包括预处理、曝气、初沉、曝气、后处理等步骤。
首先是预处理阶段，废水需要经过网格筛、沉砂池等设备去除大颗粒杂物和固体颗粒。
接下来是曝气阶段，将预处理后的水泵送至曝气槽内，通过曝气设备向水中通入空气或氧气，促进微生物的生长和活动。
在氧气的作用下，微生物利用有机物质进行生长和繁殖，同时也对有机物质进行降解。
随后是初沉阶段，将曝气槽内的废水送至初沉池中，利用重力沉降的原理，让悬浮固体和一部分生物污泥沉淀到池底，形成污泥浆和清水两部分。
清水继续流向下一个曝气池进行处理，而污泥浆则定期进行排出和回流处理。
接下来是再次曝气阶段，将初沉后的水再次送进曝气池，经过曝气处理后，水中的有机物质和氮、磷等污染物得到更进一步的去除。
最后是后处理阶段，将再次曝气后的水进行最后的处理和消毒，以确保废水达到排放标准。
活性污泥法工艺流程通过不断的曝气和微生物降解，使得废水中的有机物质得到有效去除，达到环境排放标准。
该工艺流程简单易行，且效果稳定，因而被广泛应用于废水处理领域。
活性污泥法运行过程中存在的问题及解决方法
活性污泥法运行过程中存在的问题及解决方法活性污泥法是去除有机污染物最有效的方法之一，目前国内外95%以上的城市污水处理和50%左右的工业废水处理都采用活性污泥法。
具有很强的净化功能，去除BOD(生化需氧量)及混合液中活性污泥浓度的效率高，均可达到95%以上。
高中低负荷。
由于是依靠微生物处理，运行费用较低。
适合于各种有机废水，大中小型污水处理厂。
1. 活性污泥法运行过程中存在的问题曝气池首端有机污染物负荷高，好氧速度也高，为了避免由于缺氧形成厌氧状态，进水有机物负荷不宜过高。
为达到一定的去污能力，需要曝气池容积大，所以占用的土地较多，基建费用高;好氧速度沿池长是变化的，而供氧速度难于与其相吻合适应，在池前段可能出现好氧速度高于供氧速度的现象，池后段又可能出现溶解氧过剩的现象，对此，采用渐减供氧方式，可一定程度上解决这些问题;另外，活性污泥对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质、水量变化的影响。
2. 污泥膨胀的概念及其解决办法2.1. 污泥膨胀的原因①丝状菌膨胀，活性污泥絮体中的丝状菌过度繁殖，导致膨胀，促成条件包括进水有机物少，F/M太低，微生物食料不足;进水氮、磷不足; pH值低;混合液溶解氧太低，不能满足需要;进水波动太大，对微生物造成冲击。
②非丝状菌膨胀，由于进水中含有大量的溶解性有机物，使污泥负荷太高，而进水中又缺乏足够的N、P，或者DO (溶氧)不足。
细菌很快把大量有机物吸入体内，又不能代谢分解，向外分泌出过量的多糖类物质。
这些物质分子中含羟基而具有较强的亲水性，使活性污泥的结合水高达400%(正常为100%左右)，呈黏性的凝胶状，无法在二沉池分离。
另一种非丝状菌膨胀是进水中含有较多毒物，导致细菌中毒，不能分泌出足够量的黏性物质，形不成絮体，也无法分离。
2.2. 解决办法组成废水的各种成分由于比例失调，也可引起污泥膨胀，如废水中C/N比失调，若由于碳水化合物的含量过高，可适当的投加尿素、碳酸铵或氣化铵。
工艺方法——活性污泥法处理污水
工艺方法——活性污泥法处理污水工艺简介城市污水一般属于低浓度有机废水，目前的主体工艺为活性污泥法，活性污泥法为好氧生物法的一种，活性污泥法是当前城市污水处理的各种技术中应用最为广泛的污水处理技术之一。
一、基本原理在利用活性污泥法对污水处理过程中，主要是利用活性污泥中的一些好氧细菌来氧化、吸附污中的有机物，并对污水中的有机物进行分解，使其转化为二氧化碳和水，实现对污水的净化。
活性污泥法作为生物化学污水处理方式的一种，需要在有氧条件来进行，主要是依靠好氧的细菌，利用细菌自身分泌的体外酶来分解水中的胶体性有机物，使其转变为能够溶解的有机物状态，同时借助于好氧细菌细胞膜使这些可以溶解的有机物参透到其他新的细胞内部，即将有机物氧化控制、分解和合并为新的细胞主体，并在细菌体内酶作用下将有机物分解为二氧化碳和水，使污水达到预期的净化效果。
二、常见问题1、污泥上浮在活性污泥法的二沉池中，比较容易产生污泥沉降性能不好，大部分污泥不沉淀而随水流出，或者成块从池下部浮起而随水漂走，极大地影响了出水的水质。
这种现象的产生既有管理上的原因，也有设计考虑不周的原因。
从操作管理方面考虑，二沉池污泥上浮的原因主要有3种：污泥膨胀、污泥脱氮上浮和污泥腐化。
（1）污泥膨胀正常的活性污泥沉降性能良好，含水率一般在99%左右。
当活性污泥变质时，污泥含水率上升，体积膨胀，不易沉淀，二沉池澄清液减少，此即污泥膨胀。
污泥膨胀主要是由于大量丝状细菌（特别是球衣细菌）在污泥内繁殖，使泥块松散，密度降低所致；也有由真菌的大量繁殖引起的污泥膨胀。
（2）污泥脱氮上浮当曝气时间较长或曝气量较大时，在曝气池中将会发生高度硝化作用而使混合液中含有较多的硝酸盐（尤其当进水中含有较多的氮化物时），此时，二沉池可能发生反硝化而使污泥上浮。
有试验表明，若使硝酸盐含量较高的混合液静止沉淀，在开始的22min-90min内污泥沉降较好，再以后则会发现由于反硝化作用而产生氮气，在污泥中形成小气泡，使污泥比重降低，整块上升，浮至水面。
活性污泥法的工艺设计与运行管理
活性污泥法的工艺设计与运行管理一、工艺设计1.活性污泥池设计：活性污泥池是活性污泥法的核心设备，需要合理设计。
设计时应考虑池体的尺寸、水力停留时间的确定、曝气系统的配置等因素，以保证池体内的活性污泥能够充分接触废水并进行降解。
2.污泥回流设计：在活性污泥池中，一部分污泥需要回流以维持污泥浓度。
回流污泥量的控制需要兼顾到污泥的降解效果和设备的运行稳定性。
回流污泥的浓度一般控制在活性污泥浓度的1-3倍之间。
3.曝气系统设计：曝气是活性污泥法中保持污泥悬浮的关键步骤。
曝气系统的设计要考虑气泡尺寸、曝气孔径、曝气方式等因素。
合理的曝气系统能提供足够的氧气供给微生物呼吸代谢，促进有机物的降解。
4.混合方式设计：混合方式是指在活性污泥池中促进废水与污泥的充分接触。
合理的混合方式能够提高废水和活性污泥的接触面积，促进废水中有机物的降解。
常见的混合方式包括机械搅拌和风混等。
二、运行管理1.合理控制进水负荷：进水负荷是指单位时间内单位池容积的废水量。
过高的进水负荷会导致活性污泥的浓度过高，降解效果不佳；过低的进水负荷会导致活性污泥的浓度过低，降解效果也不佳。
因此，运行管理中需要定期监测进水负荷并予以调整。
2.控制溶解氧浓度：溶解氧是活性污泥呼吸代谢所需的氧气供给，维持一定的溶解氧浓度有助于提高活性污泥的生化反应速率。
但过高的溶解氧浓度会导致好氧区域扩大，导致活性污泥触氧，从而影响有机物的降解效果。
因此，需要定期监测溶解氧浓度并予以控制。
3.控制污泥浓度：污泥浓度是指活性污泥中微生物的浓度。
过高的污泥浓度会导致污泥膨胀、降解效果不佳；过低的污泥浓度会导致污泥沉积不良、降解效果下降。
因此，在运行管理中需要定期监测并控制污泥浓度。
4.稳定运行设备：活性污泥法的运行过程中需要保持设备的稳定性，定期检查和维护设备，及时处理故障。
此外，废水质量的变化也会对活性污泥法的运行产生影响，因此需要根据实际情况进行调整和优化。
综上所述，活性污泥法的工艺设计和运行管理对于废水处理的效果和设备的运行稳定性至关重要。
活性污泥法工艺设计及原理
活性污泥法工艺设计及原理活性污泥法是一种生物处理工艺，其中的主要微生物包括细菌、真菌和微藻等，它们能够利用废水中的有机物作为碳源进行生长和繁殖。
活性污泥通过吸附、降解和氧化等过程将废水中的有机物转化为二氧化碳、水和生物质等物质，从而达到去除污染物的目的。
活性污泥法的工艺设计主要包括污水处理单元的选择和配置、操作条件的确定以及系统的监控与控制等方面。
其中，污水处理单元的选择和配置是关键，常见的单元包括活性污泥池、沉淀池、曝气装置等。
活性污泥池是活性污泥法的核心单元，它提供了适宜的环境条件供活性污泥生长繁殖，并提供了充足的氧气供微生物呼吸。
沉淀池是用来分离活性污泥和已经被转化的污染物的单元，通过调节污泥的停留时间和污泥的浓度来实现污泥和水的分离。
曝气装置主要用来向活性污泥池提供氧气，以保证微生物的呼吸作用。
活性污泥法的运行过程中，需要保持一定的操作条件以促进微生物的生长和降解活性。
其中，温度是一个重要的操作参数，常见的操作温度为20-35摄氏度。
pH值的调节也是必要的，一般保持在6.5-8.5之间。
此外，还需要考虑污水的进水速度、曝气量、污泥的停留时间和曝气方式等因素。
活性污泥法的优点是处理效果好、泥量少、运行稳定性高，并且对废水中的悬浮物、微生物和一些溶解物都有一定的去除效果。
但是，活性污泥法也存在一些问题，例如对于难降解有机物、氮、磷等物质的去除效果相对较差，而且对系统的操作和运行要求较高。
总之，活性污泥法是一种常用的污水处理技术，通过微生物的降解和氧化作用将废水中的有机物去除，达到净化水质的目的。
在工艺设计中，需要选择适当的污水处理单元、确定操作条件，并进行系统的监控和控制。
虽然活性污泥法在一些方面存在一定的局限性，但是在实际应用中仍然具有广泛的应用前景。
第四章 活性污泥法
（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。
沉淀污泥体积（ml / L) SV 10 SVI MLSS（g / L） MLSS( g / L)
如:SV=30%，MLSS=3000mg/ Nhomakorabea，SVI=?
城市污水：SVI=50～150mL/g，SVI反映污泥的沉降 性能和活性。
第四章 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 气体传质原理和曝气设备 第四节 去除有机污染物活性污泥法过程设计 第五节 脱氮、除磷活性污泥法工艺及设计 第六节 二沉池 第七节 活性污泥法处理系统运行管理
第一节 基本概念 一、概述 1、活性污泥法产生过程（P100)
2、活性污泥组成 活性微生物（Ma，主体，主要是细菌和真菌)、 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。
4、活性污泥评价方法（P103) （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。 MLSS、MLVSS都是微生物浓度近似值，MLVSS更接近 活性微生物的浓度。生活污水MLVSS/MLSS=0.7～0.8 （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%。
SBR的工艺设计与运行
SBR的工艺设计与运行序批式活性污泥法（SBR-Sequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。
70年代初，美国Natre Dame 大学的R.Irvine 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。
SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。
由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。
对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。
因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。
间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS-Intermittent Cyclic Extended System）是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。
1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。
ICEAS与传统SBR相比，最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水，无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。
由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。
好氧间歇曝气系统（DAT-IAT-Demand Aeration Tank-Intermittent Tank）是由天津市政工程设计研究院提出的一种SBR新工艺。
主体构筑物是由需氧池DAT 池和间歇曝气池IAT池组成，DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，IAT池连续进水间歇排水。
同时，IAT池污泥回流DAT池。
它具有抗冲击能力强的特点，并有除磷脱氮功能。
循环式活性污泥法（CASS-Cyclic Activated Sludge System）是Gotonszy教授在ICEAS工艺的基础上开发出来的，是SBR工艺的一种新形式。
SBR的工艺设计与运行
SBR的工艺设计与运行简介：序批式活性污泥法（SBR-Sequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。
70年代初，美国Natre Dame 大学的R.Irvine 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。
SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。
关键字：SBR工艺序批式活性污泥法（SBR—Sequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。
70年代初，美国Natre Dame 大学的R.Irvine 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。
SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。
由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。
对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。
因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。
间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS—Intermittent Cyclic Extended System）是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。
1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。
ICEAS 与传统SBR相比，最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。
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第六节、活性污泥法的运行管理
一、活性污泥法的启动与试运行 二、活性污泥法的运行与管理 三、活性污泥法的常见问题与对策
一、启动与试运行
(1)、活性污泥的培养与驯化
接种污泥： ①同类污水厂的剩余污泥； ②粪便污水等。
培养方法： ①间歇培养法； ②流量分阶段直接培养法； ③全流量连续直接培养法；
驯化方法： ①异步驯化法； ②同步驯化法
(O2 )max a' KQS r b'VX v / 24
（kgO2/h）
(2)供气量： 供气量应按鼓风曝气或机械曝气两种情况分别求定。
但应注意： ①日平均供气量(Gs)； ②最大时供气量(Gs)max：(O2)max (R0)max (Gs)max； ③最小时供气量(Gs)min：一般(Gs)min = 0.5Gs；
③DO不足时，可能出现的原生动物数量较少，主要有扭头虫等，它 们的出现说明已出现厌氧反应，产生了H2S气体；
④曝气过度时，活性污泥絮体呈细小分散状，出现的原生动物主要是 一些小型变形虫。
1、曝气池的运行管理
(3)、对溶解氧及供气量的调节：
供气电耗占全厂电耗的一半以上（5060%）； 保证充氧——出口处的DO ≥ 2mg/L； 保证足够的混合搅拌； 气水比 对于水质、水量相对稳定的大型废水处理厂，每
置是一个点。
优点： ①稀释作用，能够承受高浓度废水，抗冲击负荷； ②需氧在整个池内的要求相同，能够节省动力； ③可与沉淀池合建，无需污泥回流系统，易于运行管理。
（3）循环混合式曝气池 氧化沟
2、曝气池的构造
曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合 的要求，
曝气池的构造取决于曝气方式和所采用 的曝气装置。
四、曝气系统的计算与设计
b.计算所需曝气装置的数目： 根据总供气量以及每个曝气装置的通气量、服 务面积以及曝气池的池底总面积，即可求得。
c.曝气装置的布置：
①沿池壁的一侧布置； ②相互垂直呈正交式布置； ③呈梅花形交错布置。
四、曝气系统的计算与设计
2.空气管道的计算与设计 a.一般规定：
小型废水处理站的空气管道系统一般为枝状，而大、中 型废水处理厂则宜采用环状管网，以保证安全供气；
鼓风曝气系统包括： 鼓风机； 空气输送管道； 曝气装置（曝气头）
主要内容有： 选择曝气装置，并对其进行布置； 计算空气管道； 确定鼓风机的型号及台数。
四、曝气系统的计算与设计
1、曝气装置的选定及布置：
一般要求：
具有较高的氧利用率(EA)和动力效率(Ep)，节能效果好； 不易堵塞和破损，出现故障时易于排除，便于维护管理； 结构简单，工程造价低。 还应考虑：废水水质、地区条件及曝气池的池型、水深等。
第五节、活性污泥法的工艺设计 第六节、活性污泥法的运行管理
第五节、活性污泥法的工艺设计
什么是“工艺设计”？ 什么是“设计”？
设计——工程设计
按专业分类： 工艺设计； 结构设计； 电气、自控设计； 建筑设计； 给水排水、通风设计；等
设计——工程设计
按进度分类： 项目申请、立项申请； 方案设计； 初步设计； 扩初设计； 施工图设计； 竣工图等
1、曝气池的运行管理
(2)、对活性污泥进行镜检观察：
主要镜检对象是原（后）生动物——指示性生物。
①活性污泥生长正常、净化功能强，出水水质良好时，主要是有柄着 生型的纤毛虫，如钟虫等；
②活性污泥生长不好、有机负荷高，DO含量低，细菌多以游离状态 存在时，出现的原生动物则主要是游泳型的纤毛虫，如草履虫、肾形 虫等；
H = h1 +h2+ h3 +h4 式中:
h1空气管道的沿程阻力，mmH2O； h2空气管道的局部阻力，mmH2O
h3曝气装置的安装深度，mm； h4曝气装置的阻力，mmH2O/m。
≤ 0.5mH2O柱
4.0～4.5mH2O柱 0.5~1.0mH2O柱
四、曝气系统的计算与设计
d.鼓风机的选择及鼓风机房的设计
五、二沉池的计算与设计
二沉池池型的选择：
平流式、竖流式、辐流式； 斜板（管）沉淀池——原则上不建议采用； 带有机械吸泥及排泥设施的辐流式沉淀池，比较适合于大
型污水厂； 方形多斗辐流式沉淀池常用于中型污水厂； 竖流式或多斗式平流式沉淀池，则多用于小型污水厂。
六、污泥回流及处理
1、污泥回流设备的选择与设计 常用的污泥提升设备是污泥泵； 大、中型厂，一般采用螺旋泵或轴流式污泥泵； 小型厂，一般采用小型潜污泵或空气提升器。 2、污泥的处理与处置
——当工作鼓风机 3台时，备用1台； 当工作鼓风机 4台时，备用2台。
③噪音防护： ——在鼓风机的进风和送风的管道上，安装消声器；
④鼓风机房的设计：
平面布置； 基础设计； 供电； 防噪声措施； 其它附属设施机器间、值班室、配电室等。
五、二沉池的计算与设计
二沉池的作用是：
泥水分离 混合液澄清 浓缩活性污泥
0.3m/s。
采用转刷或转碟曝气的氧化沟
回流污泥 进水
出水
曝气转刷
采用转刷曝气的氧化沟
曝气转碟
3、曝气池体积的计算
(1)计算方法与计算公式 常用的是有机负荷法，有关公式有：
V Q Sr Q Sr
X v LsrBOD5
LvrBOD5
E Si Se 100 % Sr 100 %
Si
Si
HRT t V 24 Q
Xv f X
3、曝气池体积的计算
(2）设计参数的选择
负荷：容积负荷、污泥负荷； 处理效率：去除率； 污泥龄与SRT： 污泥浓度：
4、需氧量与供气量的计算
(1)需氧量： O2 a' QS r b'VX v
（kgO2/d）
最大时需氧量(O2)max：
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。
（1）推流式曝气池
呈长方形；廊道的长度可达100m，但以5070m之间为宜； 长度应是宽度的510倍；
从池首到池尾，其F/M值、微生物的组成与数量、基质的 组成与数量等都在连续地变化；
（2）采用机械曝气装置的曝气池的构造
① 采用叶轮曝气器的曝气池
a. 完全混合式： 表面为圆形或方形
b. 曝气沉淀池： 将曝气和沉淀过程结合在一个构筑物内完成； 曝气区，导流区，沉淀区 c. 兼具推流和完全混合的曝气池： 由一系列正方形单元连接而成的廊道式曝气池； 每一单元设一台叶轮曝气器，每个单元是完全混 合的。
① 水温：1530C， 一般要求不高于35C或低于10C； ② pH值：6.58.5，最佳7.27.4，一般不能>9.5和<4.0； ③ DO：入口处不低于0.5 mg/L，出口处应高于2.0 mg/L； ④ SV： ⑤ MLSS、MLVSS： ⑥ Xr：用于确定回流和剩余污泥量，约700012000mg/L； ⑦ SVI：沉降性能，60150； ⑧ LsrBOD和LvrBOD： ⑨ 污泥龄（c）： ⑩ HRT：
（1）采用鼓风曝气系统的曝气池的构造
——多为廊道型的推流式曝气池
① 曝气池的数目、规模与廊道组合 ② 廊道的长度与宽度： （廊道长度以5070m为宜，长与宽之比为510 : 1） ③ 廊道的横断面与深度：
尽量共用空气管道和布水槽； 池深35m，超高0.5m（氧转移和出口风压）； 距池底1/2或1/3处设排水管，以备培养活性污泥用； 池底设放空管及0.2%的坡度，坡向放空管； 进水多采用淹没孔口形式，出水多采用平顶堰形式。
有机物的降解速率、耗氧速率也都连续地变化； 活性污泥在池内是按增长曲线的一个线段进行增长； 一般呈廊道型，可有单廊道、双廊道、三廊道和五廊道等。
（2）完全混合式曝气池
废水一进入曝气池，即与池内原有混合液充分混合； 混合液组成、F/M值、微生物组成与数量等完全均匀一致； 有机物的降解速率、耗氧速率等在池内各部位都是不变的； 微生物在曝气池内的增殖速率是一定的，在增殖曲线上的位
一、启动与试运行
(2)、活性污泥系统的试运行 试运行的目的是确定最佳的运行条件；
作为变数考虑的因素： ①MLSS、空气量、废水注入方式； ② N、P的投加； ③如是吸附再生法，则吸附与再生的时间比；
根据上述各种参数的组合运行结果，找出最佳运行条件。
二、运行与管理
1、曝气池的运行管理
(1)、曝气池的常规监测项目：
三、曝气池的工艺设计
1、曝气池的类型； 2、曝气池的构造； 3、曝气池体积的计算； 4、需氧量和供气量的计算; 5、曝气池池体的设计计算
1、曝气池的类型
曝气池的分类：
根据曝气池内的流态，可分为推流式、完全混合式和 循环混合式三种；
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；
采用叶轮曝气的完全混合式曝气池
分建式
合建式 ——曝气沉淀池
采用倒伞形叶轮曝气的Carrousal氧化沟
（2）采用机械曝气装置的曝气池的构造
②采用曝气转刷（盘）的曝气池的构造 ——环槽形曝气池（氧化沟）
平面呈环形跑道状； 沟槽的横断面可为方形、梯形； 水深较浅，早期一般为1.0~1.5m，现在多为3~4m； 混合液在沟内的流速不应小于0.4m/s，沟底流速不小于
保证出水水质 保证回流污泥的浓度
五、二沉池的计算与设计
与初沉池相比，二沉池的特点：
①活性污泥混合液的浓度较高，且具有絮凝性能， 其沉降属于成层沉淀；
②活性污泥的质量较轻，易产生异重流，因此，其 最大允许的水力负荷（m3/m2.h）应低于初沉池；
③由于二沉池还起着污泥浓缩的作用，所以需要适 当增大污泥区的容积。
①根据设计风量和风压来选择鼓风机：
罗茨鼓风机： ——噪音大，必须采取消声措施，适用于中、小型污水厂； 离心式鼓风机： ——噪音较小，效率较高，适用于大、中型污水厂； ——变速离心风机可自控； 轴流式通风机： ——风压较小(<1.2m以下)，一般用于浅层曝气。