11活性污泥法的各种演变和应用
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。
浅谈活性污泥法的发展和演变
浅谈活性污泥法的发展和演变活性污泥法是一种生物处理废水的方法，它通过利用生物菌群降解废水中的有机污染物，达到净化水质的效果。
活性污泥法的发展经历了数十年的演变，逐渐形成了多个变种和改良方法，使其在实际应用中表现出更好的效果和稳定性。
活性污泥法最早起源于20世纪70年代，当时人们开始关注污水处理问题，并搭建了一些针对生物降解有机物的实验设备。
这些实验设备主要利用自然界中存在的微生物来生物降解废水中的有机物，这种方法之后被称为传统活性污泥法。
传统活性污泥法主要适用于处理有机物浓度较高的废水，例如家庭污水、食品工业废水等。
它的核心是通过悬浮于水中的微生物菌群来降解污水中的有机物，同时利用有机物转化产生的污泥来沉降固液分离。
这种方法的主要优点是处理效果好，但容易受到外界环境的影响，例如温度波动、负荷波动等会导致污泥的活性降低，进而影响处理效果。
为了解决传统活性污泥法的问题，人们在实践中逐渐发展了几种改良方法。
其中最重要的是加强了对微生物活性的控制。
例如，通过控制污水进入系统的负荷、调节溶解氧浓度、优化污泥悬浮液的混合方式等手段，有效地提高了活性污泥法的处理效果和稳定性。
除了传统活性污泥法的改良方法外，还有几种相关的活性污泥法发展起来并被广泛应用。
例如，增殖-挑拣法是一种将活性污泥分离至增殖和挑拣两个阶段的工艺，有效地提高了污水处理效果。
而膜生物反应器利用微孔膜分离污水和活性污泥，提高了活性污泥的浓缩度，使处理效果更好。
此外，人们还加入了一些辅助材料，如填料、微生物载体等，用以提高污水处理效果。
例如，人们发展了填料生物反应器方法，通过将高效降解活性菌附着在填料表面，增加了菌体的附着量，提高了处理效果。
总而言之，活性污泥法从最初的传统方法到现在的多种变种和改良方法，经历了长期的发展和演变。
通过不断的研究和实践，人们不断提高了活性污泥法的处理效果和稳定性，使其成为一种主要的废水处理方法。
未来，随着技术的进一步发展，活性污泥法有望在处理更多类型的废水中起到更重要的作用。
浅谈活性污泥法的发展和演变
浅谈活性污泥法的发展和演变活性污泥法是一种常用于污水处理的技术，经过多年的发展和演变，已经成为一种高效、可靠的处理方式。
本文将从活性污泥法的发展历程、演变过程、关键技术和未来发展趋势等方面进行探讨。
活性污泥法最早出现于20世纪初，最初被应用在城市工业污水处理厂中。
这种处理方式通过加入一定比例的微生物污泥到含有有机物的废水中，利用微生物吸附、吞噬和降解有机物质，从而将污水中有机物质分解为无机物质和水。
这种处理方式以其高效、低成本等特点受到广泛关注，并逐渐得到改进和完善。
活性污泥法的发展演变主要体现在以下几个方面。
首先是池体结构的改进。
最初的活性污泥池采用的是简单的不锈钢池或混凝土池，由于材料的选择和设计不合理，存在漏水、腐蚀等问题。
随着科技的进步，现代活性污泥池采用玻璃钢等新材料制作，具有耐腐蚀、耐高温等特点。
其次是进水处理方式的改进。
最初的活性污泥法采用的是单级处理，即将含有有机物的废水直接进入活性污泥池处理。
但是，在处理高浓度、难降解有机物时，效果有限。
为了克服这一问题，逐渐出现了二级甚至多级处理的方式，可以通过逐级降解的方式有效地处理各种难降解的有机物。
此外，关键技术的改进也是活性污泥法发展的重要方面。
最早的活性污泥处理主要依靠微生物的降解作用，但是微生物的适应性和稳定性存在一定问题。
随着生物学和化学知识的发展，人们逐渐开发出了一系列的辅助技术，如调控原水水质、添加特定酶类、调整温度和pH值等，以增强活性污泥处理效果。
未来，活性污泥法仍然有很大的发展空间。
一方面，随着工业化进程的加快，废水处理需求不断增加，新型高效活性污泥处理技术将得到更大的应用。
另一方面，面对环境污染日趋严重的挑战，科学家正在探索更环保、更节能的活性污泥处理方法，如生物膜法、微生物固定化技术等，以提高废水治理效果。
综上所述，活性污泥法经过多年的发展和演变，成为一种重要的废水处理技术。
在未来，活性污泥法将继续得到改进和完善，成为实现环保和可持续发展的重要手段。
污水处理活性污泥法
思考题：如何解释单位质量污泥的需氧量与负荷成正比，而去除单位质 量BOD的需要量与负荷成反比？
a’、b’值的确定:
活性污泥法处理城市污水：
运行方式 完全混合式 生物吸附法 传统曝气法 延时曝气法
O2
0.71.1 0.71.1 0.81.1 1.41.8
a’
b’
0.42 0.11
－
－
0.53 0.188
LvBOD5
Q (Bi
Be ) V
(kgBOD5 m3 d)
2、 曝气池的有机污泥负荷：
1）进水COD（BOD5）污泥负荷：
LsCOD Q Ci MLSS V
LsBOD5 Q Bi MLSS V
LsBOD5 Q Bi MLVSS V
2）COD（BOD5）去除污泥负荷：
LsCOD
HRT V Q （h）
4、曝气池的污泥停留时间（SRT，Sludge Retention Time、c）
SRT V X
VX
VX
x Qw X r (Q Qw ) X e Qw X r
（d）
106 (X r )max SVI
(mg/l)
活性污泥的增殖规律及应用
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 增殖。
《水污染控制工程》第三章 活性污泥法
• 式中:
• Ma——具有代谢功能活性的微生物群体（细菌,真菌, 原生动物,后生动物）；
• Me——代谢产物； • Mi——活性污泥吸附的难降解惰性有机物； • Mii——活性污泥吸附的无机物。
活性污泥的物质组成与性状是随环境而 变化的，对评价系统运行情况和处理功效具 有重要的意义。
活性污泥法基本概念：
根据（3-1）式得：
c
VX X
（3-2）
c
QW
Xr
VX （Q QW）X e
（3-3）
在一般条件下，Xe值极低可忽略不计，上式可简化为:
c
VX QW X r
（3-4）
Xr值是从二沉池底部流出,回流至曝气池的污泥浓度,即剩余污泥浓度:
（X
）
r max
10 6 SVI
（3-5）
活性污泥降解污水中有机物的过程
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；
二是废水中的有机物，它是处理对象，也 是微生物的食料；
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。
活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
活性污泥法的基本流程
初沉池
去除污水中大颗粒的悬浮物质，根据废水的特性不同，有 时可以省去。
普通活性污泥法城市污水：SV取30%； SV能够反映曝气池运行过程中的活性污 泥量，可以调节剩余污泥排放量； 是活性污泥处理系统重要的运行参数， 是评定活性污泥数量和质量的重要指标。
评价活性污泥的重要指标—污泥沉降性能
为什么用30min沉降时间？
正常的活性污泥在30min内即可完成絮凝沉淀和成层 沉淀，并进入压缩沉淀过程；
活性污泥法的发展和演变.doc
活性污泥法的发展和演变传统的活性污泥法或称普通活性污泥法，经不断发展，已有多种运行方式。
1.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。
因此等距离均量地布置扩散器是不合理的。
实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧超过需要。
渐减曝气的目的就是合理的布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气用量不变，这样可以提高处理效率。
2.分步曝气在30年代，纽约市污水厂的曝气池空气量供应不足，厂总工程师把入流的一部分从池端引到池的中部分点进水，见(图6-10)，解决了问题。
使同样的空气量，同样的池子，得到了较高的处理效率。
3.完全混合法美国1950年以前建造的曝气池全是狭长的条形池，按推流设计。
由于前段需氧量很大，因而通过渐减曝气池来解决。
但是，一般池子只有中段（约全长的1/3处）需氧速率与氧传递速率配合的比较好一些，见(图6-11)。
在池的前段，因食料多，微生物的生长率高，需氧率也就很大，因而即使渐减曝气也不能根本解决问题，实际的需氧速率受供氧速率控制和制约。
图中需氧和供氧率之间池前后两块面积应相等。
这样的供氧和需氧情况，当受到冲击负荷时，前段阴影面积扩大，后段阴影面积缩小，严重时，后段面积全部消失，出现全池缺氧情况。
从上面二种运行方式看，传统活性污泥法的重要矛盾是供氧和需氧的矛盾，为了解决这个矛盾，渐减曝气是通过布气的方法来改善，分步曝气则是通过进水分配的均匀性上来改善。
为了根本上改善长条形池子中混合液不均匀的状态，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，它就是完全混合的概念，见(图6-12)。
在完全混合法的曝气池中，需氧速率和供氧速率的矛盾在全池得到了平衡，因而完全混合法有如下特征：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；②人流出现冲击负荷时，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，而不是象推流中仅仅由部分回流污泥来承担。
污水的好氧生物处理--活性污泥法
从池首到池尾，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；
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
整理课件
传统活性污泥法工艺流程：
空气
废水
初次 沉淀池
曝气池 回流污泥
二次 沉淀池
出水
剩余活性污泥
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活性污泥法的基本组成
➢ 曝气池(Aeration tank)： 在池中使废水中的有机污染物质与 活性污泥充分接触，并吸附和氧化分解有机污染物质。
➢ 曝气系统(Air transfer system)：供给曝气池生物反应所需的 氧气，并起混合搅拌作用。
MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/L 或 g/m3
4. 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） （Mixed Liquor Volatile Suspended Solids）
MLVSS = Ma + Me + Mi 单位： mg/L 或 g/m3
在条件一定时，MLVSSVSS 较稳定；
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； 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，其世代时间为2030分钟； 4）其中的动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团”
的功能。
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5
B 其他微生物—原生动物
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活性污泥中的原生动物
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活性污泥法工艺解析
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缺点
1).自动化控制要求高：如进水、排水、排泥的自控； 2).对排水设备要求高：由于排水时间短(间歇排水时)， 并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的 排水设备(滗水器)，且对滗水器的要求很高； 3).后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积 也很大，排水设施如排水管道也很大； 4).总扬程增加：滗水深度一般为1～2m，这部分水 头损失被白白浪费，增加了总扬程； 5).由于不设初沉淀，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善 解决；
和排水阶段污水的流入，会引起活性污泥上浮或与处理 水相混合，所以可能使处理水质变差。
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4.传统的SBR的演变工艺
传统的SBR在应用中有一定的局限性，如在进水流 量较大时，对反应系统需调节，会增大投资。为了进 一步提高出水水质，出现了许多SBR演变工艺。
CASS 工艺 ICEAS工艺 IDEA工艺 DAT-IAT工艺 UNITANK工艺 MSBR工艺
进水
反应 沉淀 排水 SBR 运行工序图
闲置
3
进水期(fill)
进水期是反应器接受废水的过程，这个 过程不仅仅是废水的流入与反应器水位的 升高的过程，而且伴随一定的生化反应 （磷的释放）。
4
反应期(react)
当进水达到设定的液位后，开始曝气 和搅拌，以达到反应目的（去除BOD、硝化、 脱氮除磷）。
序批式活性污泥法（SBR）
SBR工艺即序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，简写为SBR）， 又称为间歇式活性污泥法，由于在运行中采用间接操作的形 式，每一个反应池是一批批地处理废水，因此而得名。
活性污泥法及其发展历程
活性污泥法及其发展历程活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法，由英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）于1912年发明。
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。
活性污泥法的发展历程：1912年，克拉克（Clark）和盖奇（Gage）将污水装在玻璃瓶里，进行实验。
他们发现对污水长时间曝气，玻璃瓶里会出现污泥，水质也得到明显改善。
他们进一步发现，将那些没有洗干净而附着有污泥的瓶子用作污水曝气实验，污水处理效果更好。
他们称这种自己生长的污泥为“活性污泥”（Activated Sludge）。
让曝气后的污水静止沉淀，倒出上层已经净化的清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样可以大大缩短污水处理的时间。
1914年，第一座活性污泥法污水处理厂在英国曼彻斯特建立。
在活性污泥法发展历史上将1914年作为活性污泥法的创始年。
这个试验的工艺化是1916年，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。
活性污泥可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥。
1921年，上海建成了第一座活性污泥法污水处理厂，就是现在的上海北区污水处理厂，后来1926年相继又建成上海东区和西区活性污泥法污水处理厂。
活性污泥：肉眼观察活性污泥，呈黄褐色絮状物质。
气味特殊，但无臭味。
在显微镜下观察活性污泥颗粒，可以看见大量微生物，包括各种细菌、真菌、原生动物和少量的后生动物。
除此之外，还有作为粘附基础的无机物质存在。
这些微生物和无机物组成了微型的生态系统。
这种生态系统成为菌胶团或称"胶羽"。
4.1活性污泥法(1)3版
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
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
9.纯氧曝气
纯氧代替空气， 可以提高生物处 理的速度。纯氧 曝气池的构造见 右图。 在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推 动力及氧传递速率也随之被提高，处理效果改善，污泥的 沉淀性也较好。 纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生物的性质，但使微 生物充分发挥了作用。 纯氧曝气的缺点是纯氧发生器容易出现故障，装臵复杂， 运转管理较麻烦。
一组活性似矾花絮绒颗粒——生物絮凝体 （菌胶团） • 颜色：茶褐色、（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：2001000 μm • 比表面积：20100cm2/ml • 含水率：99.299.8%
MLVSS = Ma + Me + Mi
在条件一定时， f ＝MLVSS/MLSS是较稳定的，对城市 污水，一般是0.7～0.8。。
3. 污泥沉降比（SV——Settled Volume）
• ——是指将曝气池中的混合液在1000或100 毫升量筒中静臵30分钟，其沉淀污泥与原混 合液的体积的比值，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 2030%
二 活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
活性污泥法的主要构成
曝气池：反应、供氧、搅拌混合。 二沉池： ①进行泥水分离，保证出水水质； ②浓缩回流污泥。 回流系统: ①保证曝气池内维持足够的污泥浓 度； ②通过改变回流比，改变曝气池的 运行工况 剩余污泥: ①是去除有机物的途径之一； ②维持系统的稳定运行。 供氧系统：提供足够的溶解氧。
浅谈活性污泥法的发展和演变
浅谈活性污泥法的发展和演变浅谈活性污泥法的发展和演变活性污泥法是一种常用的生物处理技术，广泛应用于城市污水处理厂和工业废水处理系统中。
它通过利用污水中的微生物生物质来降解有机物，达到净化水体的目的。
活性污泥法具有高效、环保、经济等优点，一直以来都备受关注和研究。
活性污泥法的发展可以追溯到19世纪末的欧洲。
当时，一些科学家意识到利用微生物来处理废水是一种潜在的解决方法。
最早的活性污泥法是通过在塔坑中引入混合有机负荷较高的污水，使其中的微生物形成混合菌群，进而降解有机物。
然而，这种方法在并没有得到广泛应用。
直到20世纪70年代，随着环境问题的日益突出，对废水处理技术的需求日益增长，活性污泥法才得到了重视与进一步改进。
科学家们开始研究活性污泥的维持、优化以及技术的稳定性等问题。
这一时期，活性污泥法的演变主要集中在生物反应器的设计和运行控制两方面。
生物反应器的设计方面，研究人员开始尝试不同的池体形态和结构，以提高处理效果。
出现了一些著名的反应器，如完全混合型活性污泥反应器（CSTR）、顺流式活性污泥反应器（ASBR）和序批反应器（SBR）。
这些反应器在实践中得到了广泛应用，并取得了较好的效果。
运行控制是活性污泥法发展的另一个重要方面。
通过控制活性污泥系统的生化性能，可以调节处理效果和污水负荷。
最常用的方法有检测和调整活性污泥的浓度、溶解氧的供给和搅拌速度等指标。
这些方法使活性污泥系统能够更好地适应不同条件下的处理需求。
近年来，随着科技的进步和对处理效果的要求日益提高，活性污泥法也在不断发展和演变。
一些新技术和理论被引入，如微生物群落分析、降解途径的研究和模拟等。
这些新的研究成果有助于更好地理解活性污泥系统的运行机理和微生物降解过程，从而提高处理效果和系统稳定性。
与此同时，一些改进型的活性污泥反应器被提出和应用。
例如，膜生物反应器（MBR）通过在活性污泥系统中引入膜分离装置，不仅可以提高处理效果，还可以减少反应器的体积和运行成本。
11废水生物处理基本原理
⑶真菌：活性污泥中的真菌主要是腐生或寄 生的丝状菌。具有分解碳水化合物、脂肪、 蛋白质及其他含氮化合物的功能，但若大量 异常地增殖会导致产生污泥膨胀现象。真菌 在活性污泥中的大量出现往往与水质有关， 某些含碳较高或pH较低的工业废水处理系统 中常可观察到较多的霉菌出现。
⑷原生动物：废水净化由差变好的过程中，依次出 现：肉足虫→游泳型纤毛虫→固着型纤毛虫 ⑸微型后生动物：后生动物在活性污泥系统中并不 经常出现，只有在处理水质良好时才有一些微型后 生动物存在，主要有轮虫、线虫和寡毛类。它们多 以细菌、原生动物以及活性污泥碎片为食。一般来 说，轮虫的出现反映了有机质的含量较低，水质较 好；线虫可在城市污水厂的活性污泥中大量存在。 活性污泥中的寡毛类以颤蚯蚓为代表，是活性污泥 中体形最大、分化较高级的一种多细胞生物。
轮虫、线虫、 寡毛类的沙 蚕、顠体虫 去除滤池内的 污泥、防止污 泥积聚和堵塞
生物组成
以菌胶团为主 要组分，辅以 固着型纤毛虫及 浮游球衣菌、 游泳型纤毛虫 藻类等 净化和稳定 污、废水水质 促进滤池净化速 度，提高滤池整 体的处理效率
功能
（二）生物膜对有机物质的降解及其生长
①有机物从流动水中通过扩散作用转移到附着水中去，同时氧 也通过流动水、附着水进入生物膜的好氧层； ②生物膜中的有机物进行好氧分解；代谢产物如CO2、H2O等 无机物沿相反方向排至流动水层及空气中；
厌氧消化机理
厌氧生物处理（或称厌气生物处理）是在无氧的条件
下，借厌氧微生物（包括兼性微生物），主要是厌氧菌 （包括兼性菌）的作用来进行的。
厌氧活性污泥净化废水的作用机理：
三阶段理论：
▲水解发酵阶段
▲产氢、产乙酸阶段 ▲产甲烷阶段 乙酸
活性污泥的发展和演变
第三节活性污泥法的发展和演变一、运行方式的发展P109二、新工艺三、活性污泥法发展方向运行方式的发展活性污泥法自从20世纪初于英国开创以来，历经几十年的发与不断革新，现已拥有以传统活性污泥处理系统为基础的多种运行方式。
传统活性污泥法渐减曝气分步曝气（阶段曝气）完全混合法浅层曝气深层曝气深井曝气高负荷活性污泥法延时曝气（完全氧化活性污泥法）接触稳定法（吸附——再生法）纯氧曝气运行方式的发展1.传统活性污泥法(推流式) 运行方式的发展处理效果好，不易污泥膨胀缺点优点适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水①容积大，占地大，基建费用高②耗氧速度沿池长变化的，供氧速度难与之吻合（前半不足，后半过剩）③对水质、水量变化适应性低P110 图12-102.渐减曝气法运行方式的发展合理地布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气量不变,改善上述②的问题P110 图12-113.分步曝气（阶段曝气）法运行方式的发展沿曝气池长度（起点到中部）分散地但均衡的进水，缩小耗氧速度与供氧速度间的差距。
①耐水质水量冲击负荷②出流混合液污泥浓度较低，减轻二沉池负荷。
?（营养被分散，起端不会疯长）应用广泛，效果良好优点图12-12运行方式的发展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，从根本上解决上述②的问题图12-15运行方式的发展①处理效率差于推流式②易出现污泥膨胀①抗冲击负荷能力强②池中各点水质相同，各部分有机物降解工况点相同，便于调控缺点优点P1135.高负荷活性污泥法运行方式的发展部分污水厂只需要部分处理，因此产生了高负荷曝气法。
本工艺在系统和构造上与传统法相同，只是曝气时间短（约为2-3h ），即传统池都可高负荷运行。
①由于负荷高，曝气池容小，占地面积较小。
②处理效果差，60-70％③产泥量高④适合做预处理或处理对处理水质要求不高的污水。
特点P1116.延时曝气（完全氧化活性污泥法）运行方式的发展曝气时间很长，达24h甚至更长。
《2024年浅谈活性污泥法的发展和演变》范文
《浅谈活性污泥法的发展和演变》篇一一、引言活性污泥法是一种广泛应用于污水处理领域的生物处理技术，其发展历程和演变对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
本文将就活性污泥法的发展和演变进行浅谈，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、活性污泥法的起源和发展活性污泥法起源于20世纪初的英国，最初是在工业污水处理过程中逐渐形成的。
随着科学技术的不断进步，活性污泥法在原理、技术、工艺等方面不断完善，逐渐成为一种成熟、可靠的污水处理技术。
在活性污泥法的发展过程中，其关键技术包括生物反应器、曝气系统、污泥回流等。
这些技术的不断改进和优化，使得活性污泥法在处理效果、处理效率、节能减排等方面取得了显著进步。
三、活性污泥法的演变及创新随着环境问题的日益严重和污水处理要求的不断提高，活性污泥法在应用过程中不断进行创新和优化。
以下是一些主要的演变和创新：1. 工艺流程优化：通过对活性污泥法工艺流程的优化，提高处理效率和降低能耗。
例如，采用间歇式曝气、分段曝气等工艺，使曝气系统更加合理和高效。
2. 生物强化技术：通过引入特定菌种或采用基因工程技术，提高活性污泥的生物活性和处理效果。
生物强化技术可以有效降低有机物、氮、磷等污染物的排放。
3. 膜生物反应器：将膜分离技术与活性污泥法相结合，形成膜生物反应器。
该技术可以有效提高固液分离效果，降低污泥产量，提高处理效率。
4. 组合式污水处理系统：将活性污泥法与其他污水处理技术（如物理化学法、自然生物法等）相结合，形成组合式污水处理系统。
这种系统可以充分发挥各种技术的优势，提高整体处理效果。
四、活性污泥法的应用前景随着科学技术的不断进步和环保要求的不断提高，活性污泥法在污水处理领域的应用前景十分广阔。
未来，活性污泥法将继续在以下几个方面进行发展和演变：1. 智能化和自动化：通过引入智能化和自动化技术，实现活性污泥法的智能控制和优化运行，提高处理效率和降低能耗。
2. 高效脱氮除磷：针对水体富营养化问题，继续研究和优化活性污泥法的脱氮除磷技术，降低氮、磷等污染物的排放。
浅谈活性污泥法的发展和演变
浅谈活性污泥法的发展和演变活性污泥法是一种常用的生物处理技术，广泛应用于城市污水处理厂和工业废水处理系统中。
它通过利用微生物代谢降解有机物质，将污水中的有机物转化为生物体和无机物，从而实现废水的净化。
活性污泥法的发展经历了多个阶段和演变，逐渐改进和完善了处理效果和过程。
活性污泥法最早可以追溯到1905年的英国，开始应用于污泥处理过程。
当时的活性污泥法采用的是曝气池的方式，将曝气池中微生物充分与废水接触，使其可以有效降解废水中的有机物。
然而，由于缺乏深入的研究和了解，这种早期的活性污泥法在处理效果和运行稳定性上存在许多问题。
20世纪60年代，污水处理技术得到了长足的发展，活性污泥法逐渐得到了进一步的改进。
首先，通过对微生物群落结构和代谢过程的深入研究，人们开始意识到活性污泥法的性能与微生物的多样性和活性有关。
因此，研究人员开始通过增加活性污泥中的微生物种类和活性，优化处理效果。
其次，通过引入更高效的氧气传递装置，如喷射曝气装置和曝气底盘，改善了氧气的溶解和分布，提高了反应池中微生物的降解效率。
20世纪70年代，随着生物技术的发展和进步，新的改进措施逐渐被引入到活性污泥法中。
一种重要的改进是引入外加菌剂和共培养技术。
外加菌剂可以通过增加有利菌群来增强菌群结构的稳定性和处理能力。
共培养技术则通过在反应池中同时引入两种或多种不同类型的活性污泥，使其互相协同作用，提高处理效果。
这些改进措施显著提高了活性污泥法的污水处理能力和稳定性，并推动了活性污泥法的进一步应用和发展。
20世纪90年代至今，伴随着环境保护意识和技术的不断发展，活性污泥法在处理污水中的应用进一步扩大。
一方面，新型的活性污泥工艺开始应用，如SBR（序批式反应器）工艺、MBR（膜生物反应器）工艺和AB（接触氧化）工艺等。
这些新工艺通过改变反应器结构和运行模式，优化微生物群落的组成和行为，进一步提高了处理能力和适应性。
另一方面，新型材料的引入和先进的控制系统的应用，使得活性污泥法在工程实践中更加智能化和可控性。
活性污泥法的发展和演变
活性污泥法的发展和演变传统的活性污泥法或称普通活性污泥法，经不断发展，已有多种运行方式。
1.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。
因此等距离均量地布置扩散器是不合理的。
实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧超过需要。
渐减曝气的目的就是合理的布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气用量不变，这样可以提高处理效率。
2.分步曝气在30年代，纽约市污水厂的曝气池空气量供应不足，厂总工程师把入流的一部分从池端引到池的中部分点进水，见(图6-10)，解决了问题。
使同样的空气量，同样的池子，得到了较高的处理效率。
3.完全混合法美国1950年以前建造的曝气池全是狭长的条形池，按推流设计。
由于前段需氧量很大，因而通过渐减曝气池来解决。
但是，一般池子只有中段（约全长的1/3处）需氧速率与氧传递速率配合的比较好一些，见(图6-11)。
在池的前段，因食料多，微生物的生长率高，需氧率也就很大，因而即使渐减曝气也不能根本解决问题，实际的需氧速率受供氧速率控制和制约。
图中需氧和供氧率之间池前后两块面积应相等。
这样的供氧和需氧情况，当受到冲击负荷时，前段阴影面积扩大，后段阴影面积缩小，严重时，后段面积全部消失，出现全池缺氧情况。
从上面二种运行方式看，传统活性污泥法的重要矛盾是供氧和需氧的矛盾，为了解决这个矛盾，渐减曝气是通过布气的方法来改善，分步曝气则是通过进水分配的均匀性上来改善。
为了根本上改善长条形池子中混合液不均匀的状态，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，它就是完全混合的概念，见(图6-12)。
在完全混合法的曝气池中，需氧速率和供氧速率的矛盾在全池得到了平衡，因而完全混合法有如下特征：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；②人流出现冲击负荷时，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，而不是象推流中仅仅由部分回流污泥来承担。
第十二章 活性污泥法ppt课件
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活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
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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
稳定阶段
由于活性污泥具有巨大
的表面积，而表面上含
主要是转移到活性
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。
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。
处理生活污水的活性污泥
MLVSS: 70% NVSS: 30%
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20
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%。
➢ 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。
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6
产碱杆菌
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丝状菌
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8
草履虫
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9
游泳型纤毛虫
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10
钟虫 精选PPT课件
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固着型纤毛虫
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12
轮虫
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线虫
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曝气1池5
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曝气池出水17堰
精选PPT课件 曝气池混合液配水进入二沉1池8
有办法知道确切的生物量吗？
活性污泥法原理与应用
1.3 活性污泥法发明过程 第二阶段：认识到活性污泥对污水的净化作用
1911年，劳伦斯试验站的首席化学家克拉克(Clark)和盖奇(Gage) 进行污水曝气实验，发现随着污水的不断加入和曝气时间的增长， 池内出现了絮状沉淀物；并发现当曝气停止后，随着沉淀物排出， 出水开始变清。--首次发现了絮状沉淀物对污水的净化作用。 1913年，英国曼彻斯特戴维汉姆实验室的化学工程师阿登(Arden) 和洛克(Locket)特进行了曝气实验，在实验室过程中未将絮状物排 出，而是把絮状物留存下来继续曝气，发现污水净化周期从初始的 3周减少到24h内。 --首次验证了絮状沉淀物对污水的净化作用。
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反应器动力学-物料平衡
如何建立物料平衡方程？ 关键步骤：
第一步：确定处理系统的组成 第二步：必须确定控制单元 第三步：建立某一种物质组分物料平衡方程
总原则：一个物料方程只能针对一种成分！！
反应器动力学-物料平衡
控制单元内某成分物料平衡总方程：
Q=Qin- Qout + Qp
Q - 控制单元内物质累积速率 Qin - 物质流进速率 Qout - 物质流进速率 Qp - 物质产生速率
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。
7
一组活性污泥图片
8 8
（二）曝气池活性污泥的性状
1、正常
颜色 味道 状态 相对密度
黄褐色、 pH 茶褐色
略显酸性
土腥味， 有霉臭味
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
MLSS
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污水与活性 污泥混合曝 气后 BOD 值的变化情 况
沉淀表层
曝气过程
随着反应的持续进行，有机物浓度下降，活性污泥微生物进入减速增 殖期和内源呼吸期， BOD5 浓度又缓慢下降。
(Contact stabilization activated sludge ，简写 CSAS) 吸附池 分建式 再生池 回流污泥
空气 进水 二沉池 出水
曝气 池 回流污泥 剩余污泥 Qw
完全混合活性污泥 系统的优点： 由于进入曝气池的污水 很快即被池内已存在的混 合液所稀释和均化，原污 水在水质、水量方面的变 化，对活性污泥产生的影响 将降到极小的程度，因此 ，这种工艺对冲击负荷有较 强的适应能力，适用于处 理工业废水，特别是浓度较 高的有机废水。
吸附—再生活性污泥法的理论基础
BOD5 浓度在 5 ～ 15min 内 第一次急剧下降是活性较强的活 性污泥对污水中有机物吸附的结 果。 随后略微升起是由于胞外水解 酶将吸附的非溶解状态的有机物水 解成为溶解性小分子后，部分有 机物又进入污水中使 BOD5 浓度上 升。此时，污水中存活着大量的 游离细菌，也进一步促使 BOD5 浓 度上升。
供 、 需 氧 量 定常供氧速率
需氧量
曝气过程（曝气池长度）
传统活性污泥法处理系统在工艺上的优点：
处理效果好， BOD5 去除率可达 90% 以上，适于处理净 化程度和稳定程度要求较高的污水；对污水的处理程度比较灵 活，根据需要可适当调整。
传统活性污泥法处理系统存在的问题：
曝气池首端有机物负荷高，耗氧速率也高，因此，为 了避免溶解氧不足的问题，进水有机物负荷不宜过高；耗氧 速率沿池长是变化的，而供氧速率难于与其相吻合、适应， 在池前段可能出现供氧不足的现象，池后段又可能出现溶 解氧过剩的现象；曝气池容积大，占用的土地较多，基建费 用高；对进水水质、水量变化的适应性较低。
延时 曝气活性污 泥法
由于 F/M 负荷非常低，曝气时 间长，一般多在 24h 以上，活性 污泥在池内长期处于内源呼吸期， 剩余污泥量少且稳定，勿需再进 行厌氧消化处理，因此，这种工艺 是污水、污泥综合处理系统。此外 ，本工艺还具有处理水稳定性高 ，对原污水水质、水量变化有较强 适应性等优点。
曝气时间长，池容大，基 建费和运行费用都较高，占 用较大的土地面积等。延时 曝气法适用于处理对处理水 质要求高而且又不宜采用污 泥处理技术的小城镇污水和 工业废水，处理水量不宜过 大。
吸附－再生活性污 泥法
进水
40 年代后期首 先在美国使用， 其工艺流程如右 图所示。 其主要特点是将 活性污泥对有机物 降解的两个过程— —吸附与代谢稳定 ，分别在各自的反 应器内进行。
二沉池
剩余污泥
进水 再生池 吸附池 合建式 回流污泥 剩余污泥 二沉池
曝气池
二沉池
处理水
污泥回流系统
吸附—再生活性污泥系统的优点： 与传统活性污泥法系统相比，污水与活性污泥在吸附池内 接触的时间较短，因此，吸附池的容积一般较小。吸附池与再 生池的容积之和，仍低于传统活性污泥法曝气池的容积，基建 费用较低；本工艺对水质、水量的冲击负荷具有一定的承受能 力。当在吸附池内的污泥遭到破坏时，可由再生池内的污泥予 以补救。 吸附—再生活性污泥系统的缺点： 处理效果低于传统法；不宜处理溶解性有机物含量 较高的污水。
（ High-Rate Activated Sludge ）
高负 荷活性污 泥法
其主要特点是 F/M 负荷高，曝气时间短，处理效果较 差，一般 BOD5 的去除率不超过 70% ～ 75% ，因此，称之 为不完全处理活性污泥法。与此相对， BOD5 去除率在 90 % 以上，处理水的 BOD5 值在 20mg/L 以下的工艺则称为完 全处理活性污泥法。 高负荷活性污泥法在系统和曝气池的构造方面，与传 统活性污泥法相同，即传统法可以按高负荷活性污泥法系统 运行，适用于处理对处理水水质要求不高的污水。
采用纯氧曝气系统的主 要优点有： 氧利用率可达 80% ～ 90% ，而鼓风曝气系 统仅为 10% 左右；曝气池内混合液的 MLSS 值可 达 4000 ～ 7000mg/L ，能够提高曝气池的容积 负荷；曝气池混合液的 SVI 值较低，一般都低于 l 00 ，污泥膨胀现象发生的较少；产生的剩余污泥 量少。
曝气池盖 氧
搅拌用电机
气体循环搅拌 用空压机
废气 混合液流 向沉淀池
原污水
阻 流 板
回流污泥 搅拌叶轮 喷气管
纯氧曝气曝气池构造图
( 有盖密闭式）
纯氧曝气曝气池目前多为有盖密闭式，以防氧气外溢和可燃性气体进入。
液氧 蒸发器
供氧 沉淀水 喷气扩散器 空气扩散器
排气 循环气体
盖
循环用空压机 处理水 二沉池
传统活性污 泥法 阶段曝气活 性污泥法 吸附 - 再生 活性污泥法
0.2 ～ 0.4※
0.4 ～ 0.9※
5 ～ 15
1500 ～ 300 0 2000 ～ 350 0 吸附池 100 0 ～ 3000
1520 ～ 2500
※
25 ～ 75
※
4～8 3～5
吸附池
0.2 ～ 0.4※
0.4 ～ 1.2
完全混合活性污泥 系统的缺点： 在曝气池混合液内， 各部位的有机物浓度相同 ，活性污泥微生物质与量 相同，在这种情况下，微 生物对有机物降解的推动 力低，由于这个原因活性 污泥易于产生污泥膨胀。 此外，在相同 F/M 的情况 下，其处理水底物浓度大 于采用推流式曝气池的活 性污泥法系统。
(Extended aeration activated sludge ，简写 EAAS) 工艺优 点 工艺缺 点
选择器可分为好氧选择器，缺氧选择器，厌氧选择器等形 式。好氧选择器需对污水进行曝气充氧 , 使之处于好氧状态 , 而缺氧选择器和厌氧选择器只搅拌不曝气。
好 氧 选 择 器
好氧选择器防止污泥膨胀的机理是提供 DO 适宜、底物充足的高负荷区，让菌胶团 细菌优先利用有机物 , 从而抑制丝状菌的过 量繁殖。
几种活性污泥系统设计与运行参数（对城市污水）
活性污泥法 运行方式
BOD5- 污 泥负荷率
BOD5- 容 积负荷率
NS
（ KgBOD5/ Kg MLVSS* d）
NV
（ KgBOD5/ Kgm3*d ）
混合液悬浮固体浓度 污泥回 曝气时 污泥龄 流比 间 （ mg/L ） θc R t （d ） MLSS MLVSS (%) (h)
传统 活性污 泥法
预处理 后的污水从 曝气池首端 进入池内， 与由二沉池 回流的污泥 同步注入。
污水与回流污 泥形成的混合液在 池内呈推流形式流 动至池的末端，然 后进入二次沉淀池 处理水
曝气池
二沉池
污泥回流系统 在二沉池处理后的污水与活性污泥分离，剩余污泥排出 系统，回流污泥回流至曝气池。
有机物在曝气池内的降解，经历了吸附和代谢的完 整过程，活性污泥也经历了一个从池首端的增长速率较快到 池末端的增长速率很慢或达到内源呼吸期的过程。 由于有机物浓度沿池长 逐渐降低，需氧速率也是 沿池长逐渐降低（见右图）。 因此，在池首端和前段混 合液中的溶解氧浓度较低 ，甚至可能是不足的，沿 池长逐渐增高，在池末端 溶解氧含量就已经很充足 了，一般都能够达到规定 的 2mg/L 以上。
5 ～ 15
1500 ～ 2500
吸附池 800 ～ 2400 再生池 3200 ～ 8000
25 ～ 9 5
0.2 ～ 0.4※
0.9 ～ 1.8
※
5 ～ 15
再生池 400 0 ～ 10000
50 ～ 1 00 ※
0.5 ～ 1. 0 再生池 3 ～ 6.0
延时曝气活 性污泥法
第四节
活性污泥法的各种演变和应用
阶 段进 水活性污 泥 法 延时 曝气 活性污 泥法 选择 器 活性污 泥法
传统 活性污 泥法 吸附－再 生活性污 泥 法 高负 荷 活性污 泥法
渐 减曝气 活性污 泥法 完全混合 活性污 泥法 纯 氧曝 气活性污 泥 法
（ Conventional activated sludge ，简写 CAS ）
缺 氧 选 择 器
缺氧选择器控制污泥膨胀的主要机理是绝大部分菌胶团细菌能利 用选择器内硝酸盐中的化合态氧作为电子受体，进行生长繁殖，而丝 状菌（球衣菌）没有这个功能，因而在选择器内受到抑制，增殖速 率大大落后于菌胶团细菌，大大降低了丝状菌膨胀发生的可能。
厌 氧 选 择 器
厌氧选择器控制污泥膨胀的主要原理是绝大部分种类的丝状菌 ( 球衣菌 ) 都是绝对好氧的，在绝对厌氧状态下将受到抑制。而绝大 部分的菌胶团细菌为兼性菌，在厌氧状态下将进行厌氧代谢，继续增 殖。但是 , 厌氧选择器的设置，会导致产生丝硫菌污泥膨胀的可能性 ，因为菌胶团细菌的厌氧代谢会产生出硫化氢，从而为丝硫菌的繁殖 提供条件。因此，厌氧选择器的水力停留时间不宜太长。
循环污泥
剩余污泥
改造型圆顶式纯氧曝气池
这种曝气池主要用于原设备的改造，设有圆顶式池盖。气态氧经新安设的 喷气扩散器进行曝气，同时设循环空压机，抽出盖内的气态氧，送入原设的 空气扩散装置进行气态氧的循环。这种设备的优点是投资少，但由于装置内 不分室，氧分压较有盖密闭式纯氧曝气池低。
（ Selector activated sludge ，简写 SAS ）
E OD M FC RS Ⅰ Ⅰ RS FC E FC E AB Ⅰ RS M M Ⅰ OD RS E FC AB M M RS E RS Ⅰ AB
M
几种选择器的布设方式
Ⅰ- 进水； M- 选择器； RS- 回流污泥； AB- 曝气池； OD- 氧化沟； FC- 二沉池； E-气活性污 泥法
渐减曝气活性污泥法（ Tap ered Aeration ）是针对传统 活性污泥法中由于沿曝气池 池长均匀供氧，在池末端供 氧与需氧量之间的差距较大而 严重浪费能源，提出一种能 使供氧量和混合液需氧量相 适应的运行方式，即供氧量 沿池长逐步递减，使其接近 需氧量（如图）。目前的传 统活性污泥法一般都采用这 种供氧方式。