给排水科学与工程概论课件第4章(中)

4.3.3 活性污泥法的衍生工艺
【1】SBR
SBR法：称为序批式活性污泥法是连续式活性污泥法的一种改 型，它的反应机制以及污染物质的去除机制和传统活性污泥法基 本相同，仅运行操作不一样。
1、经典SBR反应器原理
进水
曝气
沉淀
排水
排闲泥置
• SBR法
• SBR技术本身是活性污泥法的一种，去除污染物的机理与传 统的活性污泥法完全一致，但其操作过程又与活性污泥法完 全不同。
活性污泥净化反应过程
2）微生物代谢反应
a、分解代谢——降解 b、合成代谢——同化 其代谢产物的模式如右图：
有机物代谢途径分析： 33%氧化分解 53%内源呼吸降解 14%左右变成了残物。
拔高：为什么内源代谢期处理效率高？
活性污泥曝气池 31
活性污泥曝气池 32
曝气池出水堰
33
曝气池混合液配水进入
钟虫 轮虫 的出现是水质稳定的标志 轮虫
活性污泥微生物
微生物增殖曲线——四阶段理论
（1）适应期（Ⅰ+Ⅱ） （2）对数增殖期（Ⅲ） （3）减速增殖期（Ⅳ+Ⅴ） （4）内源代谢期（Ⅵ）
活性污泥净化反应过程
1）初期吸附去除
反应时间：5 ~15 min 吸附去除：污水中大部分有机物 （70%以上BOD，75%以上COD） 迅速被吸附去除。 物理吸附和生物吸附相互交织
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第4章 水质工程学
4.1 污水的性质与特征 4.2 水体污染与自净 4.3 活性污泥处理工艺 4.4 生物膜处理法 4.5 厌氧生物处理
活性污泥法的诞生？
（1911）
（1891~1898） （1914）
4.3.1 概念
活性污泥法的发展历程
1912年，英国人Clark及Gage发明了活性污泥法
二级处理活性污泥法 SS去除率(70%~90%)
二级处理活性污泥法 BOD5去除率(65%~95%)
二级处理生物膜法 SS去除率(60%~90%)
二级处理生物膜法 BOD5去除率(65%~90%)
从污水中分离密度较大的无机颗粒（泥沙、煤渣）， 保护水泵和管道免受磨损。
曝气沉砂池是在长方形水池的一侧通入空气，使污水旋流运 动，把相对密度较大的颗粒甩向外层并下沉，相对密度较小的 颗粒旋至水的中心部位随水带走。
一级处理 BOD5去除率(20%~30%)
二级处理活性污泥法 SS去除率(70%~90%)
二级处理活性污泥法 BOD5去除率(65%~95%)
二级处理生物膜法 SS去除率(60%~90%)
二级处理生物膜法 BOD5去除率(65%~90%)
单选题 1分
污水处理厂中主要去除有机物的构筑物是哪个
A 格栅 B 沉砂池 C 初沉池 D 曝气池 E 二沉池
对污水长时间曝气，瓶内出现絮状物，水质也明显改善
污水
没有洗干净而附着有絮状物的瓶子，水处理效果更好 曝气、静止后，留下瓶底沉淀，大大缩短污水处理间
絮状沉淀物
对污水有净化作用
活性污泥（activated sludge）
1914年，第一座活性污泥法污水处理厂在英国建立
近100年，是生活污水、城市污水及有机性工艺废水处理中最常用 工艺，生物脱氮除磷方面具有显著优势
3.二次沉淀池沉淀池 功能：①进行泥水分离，使混合液澄清保证出水水
质，使沉淀污泥得到浓缩； ②提供回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。它的
作用效果直接影响活性污泥处理系统的出水水质 和回流污泥的浓度。 主要形式：平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式 沉淀池（根据水流方向）其中以辐流式应用最广。
4.曝气系统 功能：①提供好氧微生物新陈代谢过程所需要的溶
城市污水处理典型流程
格栅
沉砂池
初沉池
曝气池
二沉池
消毒
一级处理 SS 去除率(40%~55%)
一级处理 BOD5去除率(20%~30%)
二级处理活性污泥法 SS去除率(70%~90%)
二级处理活性污泥法 BOD5去除率(65%~95%)
二级处理生物膜法 SS去除率(60%~90%)
二级处理生物膜法 BOD5去除率(65%~90%)
MLVSS =Ma + Me + Mi
Ma
微生物
Me
Mi
MLVSS MLSS
Mii
在表示活性污泥活性部分数量上，
本指标较MLSS比在精确度方面
有所进步，但本公式中还包括
Me和Mi 两项非活性物质，表示的 仍是活性污泥量的相对值。
三、活性污泥微生物
微生物种类及其作用
活性污泥微生物是由细菌、真菌、原生动物及后生动物等多种生物群 体组成的一个小的生态系。
二沉池
34
曝气池中的曝气头的布置
4.3.2 活性污泥法基本工艺组成
空气
废水
初次 沉淀池
曝气池 回流污泥
ห้องสมุดไป่ตู้
二次 沉淀池
出水
剩余活性污泥
1.初沉池（初次沉淀池） 功能：①去除可沉物和漂浮物，减轻后续处理设施
的负荷。（去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、 BOD的20%） ②促进胶体颗粒吸附絮凝，强化分离效果。 ③调节水质和水量，减缓对后续处理系统的冲击。 ④可在初沉池前投加含铁混凝剂，强化除磷效果。
主要形式：推流式、完全混合式、封闭环流式（根 据污水在池内的流动形态）
①推流式曝气池： 污水一端进入，水平推进，另一端流出 池中污染物浓度沿流动方向递减
优缺点： – 运行经验较多，运行稳定 – 耐冲击能力较低，适用于进水水质稳定的污水 – 占地面积大，基建费用高 – 曝气方式：多为鼓风曝气 – 布置形式：单廊道和多廊道 – 典型工艺：传统活性污泥法、阶段曝气法、生
分解者
一次捕食者
二次捕食者
细菌、真菌
原生动物
后生动物
细菌 活性污泥微生物中的主体，是进行活性污泥反应的主力军 真菌 正常的活性污泥中，真菌不占优势。在细菌繁殖受到抑制
的环境里，真菌代替细菌而繁殖
一组活性污泥图片
细菌
球菌
杆菌
螺旋菌
真菌 霉菌
丝状菌
大量出现，会产生污泥膨胀现象
后生动物
显 微 镜 下 观 察 活 性 污 泥
解氧； ②混合搅拌的作用，使微生物和污染物充分接触， 强化生化反应的传质过程。 主要分类：鼓风曝气装置和机械曝气装置。 鼓风曝气装置组成：鼓风机房和布气系统、曝气装 置
5.污泥回流系统 功能：维持曝气池内污泥浓度相对平衡； 组成：由回流污泥泵、回流污泥管道或渠道组成；
回流泵将二沉池沉淀污泥回流到曝气池，维持曝 气池的污泥浓度，保证曝气池的处理效果；同时 通过调整回流量的大小，控制曝气池的运行状况。 6.剩余污泥处理系统 功能：维护活性污泥的浓度，保护生物的活性，需 要稳定地向系统外排放污泥，这部分污泥就是剩 余污泥。
MLSS =Ma + Me + Mi + Mii
单位：mg/L、g/L、g/m3
测量方法简单易行，应用较为广泛。但不能精确反应有活性的活性污泥 的量，因为公式中还包括Me和Mi 两项非活性物质，以及Mii无机物质。
二、活性污泥的形态、组成及评价指标
活性污泥的评价指标
混合液挥发性悬浮固体浓度（Mixed Liquor Volatile Suspended Solids, MLVSS） 指混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度。
一、概念与基本工艺流程
活性污泥
向经过沉淀处理的生活污水中注入空气进行曝气，保持在 一定条件（20℃、DO 1~3 mg/L、pH 6~8）下持续一段时 间（10~15天），污水中生成一种黄褐色絮凝体、易于沉 降与水分离、使污水得到澄清、由大量繁殖的以细菌为主 的微生物群体构成，一种生物性污泥。
显微镜观察
平流式
斜板（管）式
沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分 离颗粒较细的悬浮固体。
在生化之前的称为初沉池，沉淀的污泥无机物较多，污 泥含水率相对于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一 般称为二沉池，多为有机污泥，污泥含水率较高。
城市污水处理典型流程
格栅
沉砂池
初沉池
曝气池
二沉池
消毒
一级处理 SS 去除率(40%~55%)
Mii
由污水挟入的夹 杂于活性污泥上
的无机物质
无活性
有机成分，75~85%
无机成分，15~25%
M =Ma + Me + Mi + Mii
二、活性污泥的形态、组成及评价指标
活性污泥的评价指标
混合液悬浮固体浓度（Mixed Liquor Suspended Solids, MLSS） 又称混合液污泥浓度，指曝气池单位容积混合液中所含有的活性污 泥固体物质的总重量。
200×
活性污泥絮凝体显微结构
600×
二、活性污泥的形态、组成及评价指标
活性污泥的形态
正常的活性污泥
不正常的活性污泥
颜色
黄褐色、土黄色
气味 土腥味（城市污水）
粒径
0.02～0.2 mm
比表面积
20～100 cm2/mL
含水率
99%以上
相对密度 1.002～1.003 g/m3
供氧不足或厌氧 供养过多或营养不足
适用范围：生活污水和悬浮物较高的工业污水均易 采用初沉池预处理
主要形式：平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式 沉淀池、斜板沉淀池
2. 曝气池 功能：提供泥、水充分接触的混合条件，提供污水
停留时间，满足好氧微生物所需溶解氧量，实现 分解水中的各类污染污。即实现人工强化的场所。 是整个活性污泥处理工艺的核心
城市污水处理典型流程
格栅
沉砂池
初沉池
曝气池