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。
例题
• 在mlss为2800mg/l的曝气池完全混合 内取出500ml混合液，静臵30分钟后， 形成污泥体积100ml,求污泥沉降比和 污泥体积指数，并评价污泥沉降性能。
• 解：
100 SV 20% 500
20 10 SVI 71(ml / g ) 2.8
污泥的沉降性能良好，无发生污泥膨胀可能。
8.深层曝气法
深层曝气法
一般曝气池直径约1~6m，水深约10～20m。深井曝气法深 度为50～150m，节省了用地面积。 在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。 深井曝气法中，活性污泥经受压力变化较大，实践表明这时 微生物的活性和代谢能力并无异常变化，但合成和能量分配有 一定的变化。 深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大， 同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而增 加。 当井壁腐蚀或受损时，污水可能会通过井壁渗透，污染地下 水。
污水在吸附池内停留时间较短（30～60分），容积 小；再生池仅对回流污泥曝气，池子也较小； 直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流处理效 果好；可省去初沉池；此方法剩余污泥量有所增加 不适合含溶解性有机物较多的污水。
接触稳定法
混合液曝气过程中第 一阶段BOD5的下降是由 于吸附作用造成的，对 于溶解的有机物，吸附 作用不大或没有，因此， 把这种方法称为吸附再 生法，也叫接触稳定法。 混合液的曝气完成了吸 附作用，回流污泥的曝 气完成稳定作用。
一.活性污泥法曝气反应池的基本形式 • • • • • 3. 封闭循环式反应池 结合了推流和完全混合两种流态的特点； 污水停留时间一般10～24h，属延时曝气； 循环流速一般为0.25～0.35m/s； 有较强的耐冲击负荷能力。 （p108）
一.活性污泥法曝气反应池的基本形式 • 4.序批式反应池（SBR） • 工艺基本运行模式：在同一个反应池中间歇地完成 进水、反应、沉淀、出水和闲臵五个基本过程； • 不需设二沉池，可灵活地调节运行时间和周期。
4.2 活性污泥法的发展
一.活性污泥法曝气反应池的基本形式
• • • • 1.推流式曝气池 始于1920年，一直应用普遍，多采用鼓风曝气； 池首和池尾污水浓度不同； 长宽比一般：5～10，池长可多折；横断面宽深比： 1～2，有效水深一般：4～6； • 断面水流可分为：平移推流和旋转推流。（p107）
浅层曝气
1953年帕斯维尔（Pasveer）的研究：氧在10℃静止水中 的传递特征，如下图所示。 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，就可以获得较高的氧传递速 率。
浅层曝气
扩散器的深度以在水面以下0.6～0.8m范围为宜，可以节省动 力费用，动力效率可达1.8～2.6kg（O2） / kW· h。 可以用一般的离心鼓风机。 浅层曝气与一般曝气相比，空气量增大，但风压仅为一般曝 气的1/4~1/6左右，约10kPa，故电耗略有下降。 曝气池水深一般3～4m，深宽比1.0～1.3，气量比30～40m3/ （m3 H2O.h）。 浅层池适用于中小型规模的污水厂。 由于布气系统进行维修上的困难，没有得到推广利用。
3.阶段曝气
入流污水在曝气池中分3～4点进水，均衡氧量；
4.高负荷曝气（改良曝气）
部分污水厂废水只需部分处理便可达到要求， 因此产生了高负荷曝气法。 曝气池中的MLSS约为300～500mg/L，曝气时 间比较短，约为1.5～3.0h，处理效率低，BOD5 仅约70％~75%左右，有别于传统的活性污泥法。
一.活性污泥法曝气反应池的基本形式 • • • • 1.推流式曝气池 始于1920年，一直应用普遍，多采用鼓风曝气； 池首和池尾污水浓度不同； 长宽比一般：5～10，池长可多折；横断面宽深比： 1～2，有效水深一般：4～6； • 断面水流可分为：平移推流和旋转推流。（p107）
一.活性污泥法曝气反应池的基本形式 • • • • • 2. 完全混合式曝气池 形状有圆形、方形或矩形； 表面曝气和鼓风曝气均可； 曝气池内各点的浓度、需氧速率均相等； 有较强的耐冲击负荷能力。 （p108）
二.活性污泥法的发展和演变
• • • • • 1.传统推流式（p109） 一般采用3～5个廊道； 存在问题： ①池首浓度高，池尾低，不均匀； ②进水不易与整个池子的污水混合，易收冲击负荷影响。
1.传统推流式
2.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臵扩散器，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。
（一）活性污泥的组成
按栖息着的微生物划分： 大量的细菌 真菌 原生动物 后生动物
除活性微生物外，活性污泥还挟带着来自污水的有机物、 无机悬浮物、胶体物；活性污泥中栖息的微生物以好氧微生 物为主，是一个以细菌为主体的群体，除细菌外,还有酵母菌、 放线菌、霉菌以及原生动物和后生动物。 活性污泥中细菌含量一般在107～108个/mL；原生动物 103个/mL，原生动物中以纤毛虫居多数，固着型纤毛虫可作 为指示生物，固着型纤毛虫如钟虫、等枝虫、盖纤虫、独缩 虫、聚缩虫等出现且数量较多时，说明培养成熟且活性良好。
SV (%) 10(ml / l ) SVI MLSS ( g / l )
——污泥体积指数能更准确地评价污泥的凝聚 性能和沉降性能， ——SVI值过低，说明泥粒小，密实，无机成分 多； ——SVI值过高，说明沉降性能不好，SVI>200 时，说明已经或将要发生污泥膨胀； ——城市污水的SVI一般为 50150 ml/g； ——注意： 对于工业废水，SVI不在上述范围内，也属正 常。
5.延时曝气
曝气时间很长，达24h以上，污泥龄长，SRT在 20～30d，活性污泥处于内源呼吸期，有机负荷非 常低，剩余污泥少而稳定；
•
处理过程稳定性高，对进水水质水量变化适应性 强，不需要初沉池；
•
适用于污水量较小的场合，近年来，国内小型污 水处理系统多有使用。
•
6.吸附再生法 （又名：接触稳定法）
4.污泥体积指数 （SVI——Sludge Volume Index） 由于SV不能确切表示污泥沉降性能，故人 们想起用单位干泥形成湿泥时的体积来表 示污泥沉降性能，简称污泥指数，单位为 mL/g。 ——指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。
SV (ml / l ) SVI 或( g / l ) MLSS
污水与污泥混合曝气后BOD的变化曲线
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：
残留在废 水中的有 机物
微生物不能利用的有机物
废 水 中 的 有 机 物
微生物能利用的有机物
微生物能利用而尚未 利用的有机物 （吸附量） 从废水中 去除的有 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） 增殖的微生物体 氧化产物
曝气池
曝气池出水堰
曝气池混合液配水进入二沉池
（三）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，观察活性 污泥中的细菌、真菌、原生动物和后生动物 等微生物种类、数量、优势及其代谢活动等 状况，在一定程度上可反映系统的运行状况。
有办法知道确切的活性污泥生物量吗？
有人曾企图通过直接测定污泥中细胞的DNA量、有机氮量、 三磷酸腺苷（ATP）量、脱氢酶的活力等指标去反映活性污泥 的活力，这种方法既复杂又不准确，而且微生物的含量不断变 化。
按McKinney（麦肯尼）的分析： MLSS=Ma+Me+Mi+Mii MLVSS=Ma+Me+Mi+Mii 式中：Ma——活性微生物； Me——微生物自身氧化的残留物； Mi——吸附在活性污泥周围的不可降解的有机物； Mii——无机悬浮固体。 （ 单位： mg/l g/m3） （ 单位： mg/l g/m3）