各种活性污泥法特点及设计参数
水污染控制工程_第十二章_ 活性污泥法
第一节 基 本 概 念
什么是活性污泥？
由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及 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。
活性污泥的性质
颜色 味道 状态 相对密度 比表面积
黄褐色
土腥味
似矾花絮绒颗粒
曝气池混合液：1.002～ 1.003
Lawrence、McCarty导出的活性污泥数学模型
第四节 气体传递原理和曝气设备
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；
二是污水中的有机物，它是处理对象，也是 微生物的食料；
回流污泥
RQ、Se、XR
系统边界
剩余污泥
QW、Se、XR
完全混合活性污泥法系统的典型流程
二、劳伦斯和麦卡蒂 （Lawrence－McCarty)模型
c (QQW） XXV eQWXR
污泥龄（SRT）
SRT：曝气池中污泥全部更新一次所需 要的时间。
（一）在稳态下，作系统活性污泥的物料平衡：
Q 0 （ X [Q Q W ） X Q e W X R ] （ d d)g X V t 0
▪ 在一定的污泥量下，SVI反映了活性污泥的凝聚沉淀性。 如SVI较高，表示SV值较大、沉淀性较差；如SVI较小，
污泥颗粒密实，污泥无机化程度高，沉淀性好。但是，
如SVI过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性都较差。
▪ 通常，当SVI为100~150，沉淀性能良好；而当SVI
＞200时，沉淀性较差，污泥易膨胀。但根据废水性 质不同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机物含
量高时，正常的SVI值可能较高；相反，废水中含无机
12.1-2活性污泥法
完全混合式曝气池
封闭环流式反应池
序批式反应池（SBR）
二、 活性污泥法的发展和演变
1 传统活性污泥法
传统活性污泥法（CAS）：早期工艺，反应器为矩形，水流为 准推流，底部或一侧设曝气设备。
2 渐减曝气和分段进水活性污泥法
在推流式曝气池中，混合液的需氧量在长度方向上是逐步 下降的，因此，等距离均量布置扩散器是不合理的，实际 情况是：前半段水中氧量远远不够，而后半部分则超出了 需要。基于以上分析，有人提出并采用了渐减曝气和分段
污水中的有机物转移到活性污泥上去。
吸附阶段
活性污泥具有巨大的表面积，含有多糖类粘性物质，极易吸 附水中的各种悬浮物质。
稳定阶段
转移到活性污泥上的有机物被微生物利用的过程。 微生物将可以降解的有机物分解，部分形成新的细胞，部分 矿化为二氧化碳和水。从而达到净化污水的目的。
一般，吸附阶段时间很短，大约15-45 min左右。 而稳定阶段时间持续较长，是活性污泥法降解有机污染物的主要阶段。
推流式曝气池
完全混合式曝气池
池型可以为圆形，也可以为方形或矩形。曝气设备可采用表面
曝气机，置于池的表面中心，废水从池底进入，在曝气机的搅 拌下和全池混合，水质均匀。不像推流曝气池那样上下段有明 显的区别。完全混合曝气池可以和沉淀池分建或合建，因此可 分建式：表面曝气机的充氧和混合性能同池型关系密切，因而表面曝气机 以分为分建式和合建式。
SVI值可以衡量活性污泥的沉降浓缩特性。他的测量受到很多因素影响， 如容器直径、污泥浓度等，所以，各个污水处理厂的SVI值没有可比性。
3）溶解氧（DO）及溶解氧消耗速率：
活性污泥系统曝气池中的溶解氧浓度一般要维持在2-4 mg/L，不宜低于1 mg/L。 DO消耗速率：即单位时间、单位体积的溶解氧消耗量（ mg/L· min），该参数可以看作污泥活性的量化指标。 获得方法：不同时间测 量混合溶液的DO值，
3.2 活性污泥的性能指标及其相关参数
•
Ma－－具有代谢活性活性的微生物群体
•
Me－－微生物自身氧化的残留物
•
Mi－－原污水挟入的不能为微生物所降解的惰性物质
•
Mii－－原污水挟入的无机物质
2
• 2.沉降性指标
• 1) 污泥沉降比（SV，%)
• 又称为30min沉淀率，是指混合液在量筒内静置30min 后所形成的沉淀污泥容积占原混合液容积的百分比。
•
城市生活污水：20~30％
• 2) 污泥容积指数（SVI，mL/g）
• 指曝气池出口处混合液经30min静沉，1克干污泥所形 成的污泥体积。
•
SVI＝SV/MLSS
• SVI：能够反应出活性污泥的絮凝沉淀性能。
• 通常对于城市污水SVI：70~100mL/g之间
3
SV的测定
0min
15min SV = 40%
R X Xr - X
9
4.曝气时间t
• 曝气时间：也称HRT或反应时间
tV Q
10
作业
• 1.活性污泥的性质和组成？（已知活性污泥 的分子式为C5H7NO2，若每天的排泥量为 200kg(含水率为97%)，则每天需补充氮素多 少千克，若氮源来自尿素(CO(NH2)2)，则每 天需投加尿素多少千克？）。• 一般活性污泥的 NhomakorabeaOUR值：
•
8~20 mgO2/(gMLVSS·h)
6
3.2.2. 活性污泥法的设计与运行参数
1. 污泥负荷
• a、BOD污泥负荷：Ns＝QS0/XV=F/M ，即单 位重量活性污泥在单位时间内承受的有机物 总量。 （kgBOD5/(kgMLSS·d)）
• b、BOD容积负荷：Nv＝QS0 / V ，指单位曝 气池容积在单位时间内承受的有机物总量。
各种活性污泥法的设计参数
吸附池 1000~3000 再生池 4000~10000
3000~6000 200~500
MLVSS(mg/l)
吸附池 800~2400 再生池 3200~8000
2400~4800 160~400
回流比(%)
25~100
75~100
5~15
曝气时间 HRT(h)
吸附池 0.5~1.0 再生池 3~6
传统活性污泥法
完全混合活性污泥 法
阶段曝气 活性污泥
法
0.2~0.4
0.2~0.6
0.2~0.4
0.3~0.6
08~2.0
0.6~1.0
5~15 1500~3000
1200~2400 25~50 4~8 85~95
吸附再生活性污泥法
5~15
5~15
3000~6000
2000~350 0
2400~4800
各种活性污泥法的设计参数(处理城市污水,仅为参考值)
设计参数
BOD5—SS 负荷 (kgBOD5/kgMLSS.
d) 容积负荷 (kgBOD5/m3.d) 污泥龄(d)
MLSS(mg/l)
MLVSS(mg/l) 回流比(%)
曝气时间 HRT(h) BOD5 去除率(%)
设计参数
BOD5—SS 负荷 (kgBOD5/kgMLSS.
1600~280 0
25~100
25~75
3~5
3~8
85~90
85~90
延时曝气活性污 高负荷活
泥法
性污泥法
0.2~0.6
0.05~0.15 1.5~5.0
d)
容积负荷 (kgBOD5/m3.d)
1.0~1.2
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
一. 活性污泥法的基本概念和工艺流程
向生活污水中注入空气进行曝气 , 并持续一段 时间后,污水中即生成一种絮凝体,这种絮凝 Activated Sludge 体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成 , 它易于沉淀分离,并使污水得到澄清,这就是
活性污泥
“
活性污泥”.
（2）污泥龄 θc（或污泥停 留时间 SRT）
BOD污泥负荷率
在具体工程应用上，F/M比值一般是以BOD污泥负荷率 （又称BOD-SS负荷率）（Ns）表示的。即：
Q·a S d)］ Ns = F / M = X· ［kg BOD5 / (kgMLSS · V Q 污水流量 m3 / d Sa 原污水中BOD量 mg/L X MLSS mg/L
表示活性污泥数量的评价指标
1 混合液悬浮固体浓度 Mixed Liquor Suspended Solids
MLSS =Ma+Me+Mi+Mii
2
(mg/L)
混合液挥发性悬浮固体浓度 Mixed Liquor Volatile Suspended Solids
MLVSS = Ma+Me+Mi (mg/L)
c. SV与 SVI的关系
SV × 10 SVI = = MLSS MLSS
SV%
500
400
300
SVI
200
一般负荷
100 高负荷 0 2.5 2.0 1.5 0.5 2.5 0
低 负 荷
BOD-污泥负荷率(kgBOD/kgMLSS·d)
活性污泥的活性评定指标
活性污泥的比耗氧速率 （Specific Oxygen Uptake Rate) 简称SOUR，也 称OUR
SBR工艺设计规范
SBR工艺设计规范南京海澜环保工程有限公司二0一一年八月SBR工艺设计规范一、工艺特点间歇式活性污泥法，也称序批示活性污泥法，简称 SBR按工作周期运行，一个工作周期程序依次为进水、反应、沉淀、排水、待机。
进水及排水用水位控制，反应及沉淀用时间控制。
有效池容为周期内进水与所需污泥体积之和。
二、设计参数(2)进出水污染物浓度C O、c e：根据设计数据确定。
(4)每天周期n;根据实际需要确定，水量大时，可由计算得出。
(5)排水比(排除比)1/m ; 0.25~0.5之间。
(6)反应池水深H:3~6m(7)混合液污泥浓度X: 1500~5000mg/L.(8)安全高度E：E—般采用 0.3~0.5m(9)曝气时间T A(10)沉淀时间T s(11)曝气池个数N(12)曝气池组数N0 (每组含N个曝气池数)二、计算公式(1) 曝气时间T AT A=24*C o/(Ns*m*X)(2) 沉淀时间T S= (H*1/m+ E) /VmaxVmax=7.4X 104x t x X-1.7t—水温(C)设计水温低点时(例如冬季10C) , Vmaxl;设计水温高点时(例如冬季 20C)，Vmax2;E—安全高度，一般采用 0.3~0.5m。
注意：T s根据情况选择不利条件下的数据。
(3) 排出时间T DT D取 2.0h(4) 进水时间T1T1 一般可取0.5* T A,亦可以根据经验确定。
(5) —个周期需要时间T=T A+T S+T D+T1(6) 曝气池个数NN=T/T1(7) 每天周期次数nn=24T8）单组曝气池容积 VV=m*Q/（n* N），注意 Q 为单组水池日处理量（9）单组曝气池平面尺寸F=V/H（ 10）曝气池总高H'H+E四、主要设备滗水器：能随水位变化而调节的出水堰。
滗水器主要形式：旋转式滗水器、无动力旋转式滗水器、虹吸滗水器、浮筒滗水器等。
sbr设计要点参数
SBR设计要点、主要参数2007-03-03 11:461、运行周期（T）的确定SBR的运行周期由充水时间、反应时间、沉淀时间、排水排泥时间和闲置时间来确定。
充水时间（Tv）应有一个最优值。
如上所述，充水时间应根据具体的水质及运行过程中所采用的曝气方式来确定。
当采用限量曝气方式及进水中污染物的浓度较高时，充水时间应适当取长一些；当采用非限量曝气方式及进水中污染物的浓度较低时，充水时间可适当取短一些。
充水时间一般取1～4ｈ。
反应时间（Tr）是确定SBR 反应器容积的一个非常主要的工艺设计参数，其数值的确定同样取决于运行过程中污水的性质、反应器中污泥的浓度及曝气方式等因素。
对于生活污水类易处理废水，反应时间可以取短一些，反之对含有难降解物质或有毒物质的废水，反应时间可适当取长一些。
一般在2～8h。
沉淀排水时间（Ts）一般按2～4h设计。
闲置时间（Td）一般按2h设计。
一个周期所需时间T≥Tv﹢Tr +Ts﹢Td周期数n﹦24／Tc2、反应池容积的计算一般按BOD容积负荷率确定，即：V=n.Q.S0/Nv (或Nv= n.Q.S0/V)V---反应池有效容积。
m3n—在一日内的运行周期数。
Q—一个周期内进入反应器的废水量。
m3S0---原废水的平均BOD5值，kg BOD5/ m3Nv -- BOD5的容积负荷率。
kg BOD5/ m3 .d（此值介于0.1-1.3 kg BOD5/ m3 .d之间），为安全起见，一般限低值，即0.1 kg BOD5/ m3 .d左右。
专家建议：当S0 大于1000mg/l时，V=2Q.S0当S0 小于1000mg/l时，V=2Q3、最高水量与最低水量：最高水量（Vmax）为在反应工序时的水量,也就是曝气池的容积：Vmax=V最低水量（Vmin）为在排放工序后，在反应器残存的包括活性污泥在内的水量。
专家建议：Vmin=Vmax-Q4、排水系统上清液排除出装置应能在设定的排水时间内，活性污泥不发生上浮的情况下排出上清液，排出方式有重力排出和水泵排出。
活性污泥法
活性污泥法作为有较长历史的活性污泥法生物处理系统,在长期的工程实践过程中,根据水质的变化、微生物代谢活性的特点和运行管理、技术经济及排放要求等方面的情况,又发展成为多种运行方式和池型。
其中按运行方式,可以分为普通曝气法、渐减曝气法、阶段曝气法、吸附再生法（即生物接触稳定法）、高速率曝气法等。
―、推流式活性污泥法推流式活性污泥法,又称为传统活性污泥法。
推流式曝气池表面呈长方形,在曝气和水力条件的推动下,曝气池中的水流均匀地推进流动,废水从池首端进入,从池尾端流出,前段液流与后段液流不发生混合。
其工艺流程图见图2-5-18所示。
在曝气过程中,从池首至池尾,随着环境的变化,生物反应速度是变化的,F/M值也是不断变化的,微生物群的量和质不断地变动,活性污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断地变化,其沉降-浓缩性能也不断地变化。
推流式曝气的特点是：①废水浓度自池首至池尾是逐渐下降的,由于在曝气池内存在这种浓度梯度,废水降解反应的推动力较大,效率较高；②推流式曝气池可采用多种运行方式；③对废水的处理方式较灵活。
但推流式曝气也有一定的缺点,由于沿池长均匀供氧,会出现池首曝气不足,池尾供气过量的现象,增加动力费用。
推流式曝气池一般建成廊道型,根据所需长度,可建成单廊道、二鹿道或多廊道（见图2-5-18）。
廊道的长宽比一般不小于5:1,以避免短路。
用于处理工业废水,推流式曝气池的各项设计参数的参考值大体如下：BOD 负荷(Ns） 0.2~0.4kgBOD5/(kgMLSS.d)容积负荷(Nv） 0.3~0.6kgBOD5/(m3.d)污泥龄(生物固体平均停留时间)(θr、ts) 5~15d；混合液悬浮固体浓度(MLSS) 1500~3500mg/L；混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)1200~2500mg/L；污泥回流比(R) 25%~50%；曝气时间(t） 4~8h；BOD5去除率 85%~95%。
二、完全混合活性污泥法完全混合式曝气池,是废水进入曝气池后与池中原有的混合液充分混合,因此池内混合液的组成、F/M值、微生物群的量和质是完全均匀一致的。
污水的生物处理--活性污泥法
物降解与活性污泥增长
微生物的增殖是通过微生物合成与内源代谢两项生理活动完成的。 微生物增殖的基本方程式： dX dX dX 上式 变形为：△XV=Y（Sa-Se）Qd/Vt - gKd.Xvdt s dt e 剩余污泥量计算： △Xv= Y（Sa-Se）Q- Kd.Xv BOD-污泥去除负荷：Nrs=Q.Sr/V.Xv 1/θc=Y.Nrs-Kd Y、Kd的取值：经验数据，城市污水：Y取0.4-0.6；Kd取0.05-0.1
(S0-Se)/x.t=k2.Se可按Y=aX形式作图 VmaxKs的确定 K2的取值：0.0168—0.0281
对完全混合曝气池的应用
计算BOD—污泥去除负荷率Nrs Nrs=Q(S0-Se)/X.V=(S0-Se)/x.t=k2Se
计算容积去除负荷率： Nrv=Q(S0-Se)/V=(S0-Se)/t=k2XSe
曝气与空气扩散系统
进水 来自初沉池
V、X
曝气池
出水
Q-Qw 、Xe
二沉池
回流污泥 Xr
Qw、 剩X余r污泥
污泥龄定义：曝气池内活性污泥总量（VX）与每日排放的污泥量(△X )之比。
c
XV X
X QW X R
泥负荷与BOD容积负荷
在具体工程应用上， BOD—污泥负荷以F/M表示。 F/M=Ns=Q.Sa/X.V(kg/kgMLSS.d)
弧状菌
葡萄球菌
变形虫
丝状菌
草履虫 吸管虫属
小口钟虫 累枝虫
圆筒盖虫
轮虫
3、活性污泥微生物的增殖与活性污泥的增长
增殖规律用增殖曲线表示。根据微生物的生长速度，整个曲线
对数增殖期（增殖旺盛期）：增殖速度达最大，且为常数，所以又称 减速增殖期（稳定期或平衡期）：增殖速度变慢，直至为0，细菌总数 内源呼吸期（内源代谢期或衰亡期）：细菌进行内源代谢，细菌总数 4、活性污泥絮凝体的形成：有多种学说。
活性污泥法参数表
3000-6000
2400-4800
0.75-1.0
18-48
0.25%
75-95%
高负荷活性污泥法
1.5-5.0
1.2-2.4
0.25-2.5
200-500
160-400
0.05-0.15
1.5-3
60-75%
纯氧曝气活性污泥法
0.4-1.0
2.0-3.2
5-15
6000-10000
4000-6500
2000-3500
1600-2800
0.25-0.75
3-8
85-90%
吸附－再生活性污泥法
0.2-0.6
1.0-1.2
5-15
1000－3000/ 4000-10000
800-2400
3200-8000
0.25-1.0
0.5-1.0/3-6
80-90%
延时曝气活性污泥法
0.05-0.15
0.1-0.4
0.2-0.4
0.3-0.6
5-15
1500-3000
1200-2400
0.25-0.5
4-8
0.5-1.5%
85-95%
完全混合活性污泥法
0.2-0.6
0.8-2.0
5-15
00
2400-4800
0.25-1.0
3-5
85-90%
阶段曝气活性污泥法
0.2-0.4
0.6-1.0
5-15
采用活性污泥法处理城市污水设计采用的各项参数参考表
污泥负荷NV
BOD-SS
(kgMLSS·d)
容积负荷
(kgBOD/m3·d)
第四章42活性污泥法影响因素即运行参数
二、主要设计—运行参数 1.表示混合液中活性污泥数量的指标（曝气池）
（1） MLSS浓度——混合液悬浮固体浓度〈混合液污泥浓度〉： mg/L混合液；g/L混合液；g/m3混合液； kg/m3混合液
（2） MLVSS浓度——混合液挥发性悬浮固体浓度
fMLVX SvS对于生：活 f污 0.7 水 ；5 MLSSX
Q(Sa Se)——每日有机物 ，k降 g/解 d 量 VXv ——曝气池内混合悬 液浮 挥固 发体 性 kg， 总量
Xv MLVSS
将（4-21）式各项除以VXv得
Xv VXv
YV QXSrv Kd
（4-22）
剩余污泥量，可按下列公式计算(规范)： 1、按污泥泥龄计算
V ·X ΔX=
C
（6.10.3－1） 2、按污泥产率系数、衰减系数及不可生物降解 和惰性悬浮物计算
还有K、Ca、F e 、S等无机元素 （2）微量无机元素 （3）对于生活污水，BOD5:N:P的比值为100:5:1，但经沉淀池
处理后比值提高，能达到BOD5:N:P=100:20:25
3．DO——溶解氧 1）曝气池在稳定运行时，微生物的耗氧速率（Rr 即需氧速率）
＝曝气器的供氧速率 dc ，其池中的溶解氧DO不变。
Xv——MLVSS
2）活性污泥微生物净增殖的基本方程式：
dx dtg
Yds dtu
KdXv
(4-20)
在曝气池稳，定 dx运 、d行 s 均 时为常数 dtg dtu
3）在曝气池中MLVSS的净增殖量ΔXv
X v Y(S Q a S e) K dVvX
（4-21）
式中： X v— — 每日 （排 ） 增 的 放 V， 长 S kg S/d
环境工程概论：活性污泥变法
SBR法的缺点
1)自动化控制要求高； 2)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)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。
SBR法的优点
1)构筑物少，投资省，占地少，设备少，维护简便：一 般不设调节池，多数情况下可省初沉池，无二沉池，无污 泥回流系统。(不设初沉池，增加了后续处理的反应负荷， 对于大水量，建议设初沉淀池，因初沉池可以去除SS 40～ 45％及BOD 20～30％，可减少后续处理的曝气量。
2)曝气时间短、效率高, SBR曝气池属完全混合间歇反应 器(CMB)，反应时一般不进水。从反应时间来看，不同时间 曝气池内混合液为完全混合，但池内有机物和微生物浓度 随时间在不断变化，有机物浓度随时间的增加而减少，微 生物浓度则随时间的增加而增加，属理想推流。因而曝气 时间短且效率高；
活性污泥变法
阶段曝气法与渐减 曝气法
渐减曝气法
为适应曝气池中需氧量沿池长方向的变 化，逐渐减小供气量的工艺(旨在提高容积负 荷和处理效率)，抑制硝化菌的生长，节省能 耗。
阶段曝气法
又名多点进水法 (step aeration, multiplefeeding)。
1、使供气量与需氧量趋于平衡，避免动力 浪费；
SBR法的优点
3)出水水质好；沉淀时没有进出水的干扰，接近理想静 置沉淀， 池的表面水力负荷低，固液分离稳定且效果良好；
第16章 活性污泥法
第16章活性污泥法16.1 基本概念16.1.1活性污泥处理法的基本概念污水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的茶褐色絮凝体，其中含有大量的活性微生物，这种污泥絮体就是活性污泥。
活性污泥是以细菌，原生动物和后生动物所组成的活性微生物为主体，此外还有一些无机物，未被微生物分解的有机物和微生物自身代谢的残留物。
16.1.2活性污泥处理法的基本流程1．产生：从间歇式发展到连续式2．基本工艺流程：活性污泥法基本流程图活性污泥法特征1)曝气池是一个生物化学反应器2)曝气池内混合是一个三相混合系统：液相—固相—气相；混合=污水+活性污泥+空气3)传质过程：气象中 O2→液相中的溶解氧DO→进入微生物体内（固相）液相中的有机物→被微生物（固相）所吸收降解→ 降解产物返回空气相（CO2）和液相（H2O）4)物质转化过程：有机物降解→活性污泥增长16.1.3 活性污泥的形态、增长规律及有关指标1．活性污泥的形态与组成1 ）外观形态：活性污泥（生物絮凝体）为黄褐色絮凝体颗粒：2)特点：(1) 颗粒大小：Φ =0.02 ～ 0.2 mm（2）表面积： 20 ～ 100 cm 2 /mL(3)(2000～10000)m2/m3污泥(4)活性污泥形状图活性污泥组成活性污泥M=Ma + Me + Mi + Mii1)Ma—具有代谢功能的活性微生物群体好氧细菌（异养型原核细菌）真菌、放线菌、酵母菌原生动物后生动物2)Me—微生物自身氧化的残留物3)Mi—活性污泥吸附的污水中不能降解的惰性有机物有机物（ 75 ～ 85% ）4)Mii—活性污泥吸附污水中的无机物无机物（由原污水带入的）（15～25%）挥发性活性污泥 M v = X v= Ma + Me + Mi活性污泥微生物（Ma）的组成活性污泥微生物 Ma 通常由细菌、真菌、原生动物、后生动物等组成。
1)细菌：(1)异养型原核细菌：107～108个/mL动胶杆菌属假单胞菌属：在含糖类、烃类污水中占优势产碱杆菌属：在含蛋白质多的污水中占优势黄杆菌属大肠埃希式杆菌(2) 细菌特征：世代时间 G 短，一般 G=20～30min,并结合成菌胶团的絮凝体状团粒2)真菌：微小的腐生或寄生丝状菌3)原生动物：肉是虫鞭毛虫，纤毛虫等。
各种活性污泥法的设计参数
20~30
0.25~2.5
MLSS(mg/l)
3000~6000
200~500
MLVSS(mg/l)
2400~4800
160~400
回流比(%)
75~100
5~15
曝气时间 HRT(h)
18~48
1.5~3.0
BOD5 去除率(%)
95 深井曝气 纯氧曝气活性
60~75
设计参数 污泥法
活性污泥 法
BOD5—SS 负荷 (kgBOD5/kgMLSS. d) 容积负荷 (kgBOD5/m3.d) 污泥龄(d) 2.0~3.2 3.0~3.6 0.4~1.0 1.0~1.2
5~15
5~15
5~15 2000~350 0 1600~280 0 25~75 3~8 85~90 高负荷活 性污泥法
MLSS(mg/l)
1500~3000
3000~6000
MLVSS(mg/l)
1200~2400
2400~4800
回流比(%) 曝气时间 HRT(h) BOD5 去除率(%)
25~50 4~8 85~95
25~100 3~5 85~90 延时曝气活性污
设计参数
吸附再生活性污泥法 泥法
BOD5—SS 负荷 (kgBOD5/kgMLSS.
0.2~0.6
0.05~0.15
1.5~5.0
d) 容积负荷 (kgBOD5/m3.d) 污泥龄(d) 1.0~1.2 0.1~0.4 1.2~2.4
5~15 吸附池 1000~3000 再生池 4000~10000 吸附池 800~2400 再生池 3200~8000 25~100 吸附池 0.5~1.0 再生池 3~6 80~90
SBR序批式活性污泥法设计计算
间歇式活性污泥法一、设计概述间歇式活性污泥法也称序批式活性污泥法（简称SBR），是在一个反应器中周期性完成生物降解和泥水分离过程的污水处理工艺。
在典型的SBR反应器中，按照进水、曝气、沉淀、排水、闲置5个阶段顺序完成一个污水处理周期。
由于受自动化水平和设备制造工艺的限制，早期的SBR工艺操作烦琐，设备可靠性低，因此应用较少。
近年来随着自动化水平的提高和设备制造工艺的改进，SBR工艺克服了操作烦琐缺点，提高了设备可靠性，设计合理的SBR工艺具有良好的除磷脱氮效果，因而备受关注，成为污水处理工艺中应用最广泛的工艺之一。
SBR工艺的特点如下。
①运行灵活。
可根据水量水质的变化调整各时段的时间，或根据需要调整或增减处理工序，以保证出水水质符合要求。
②近似于静止沉淀的特点，使泥水分离不受干扰，出水SS较低且稳定。
③在处理周期开始和结束时，反应器内水质和污泥负荷由高到低变化，溶解氧则由低到高变化。
就此而言，SBR工艺在时间上具有推流反应器特征，因而不易发生污泥膨胀。
④在某一时刻，SBR反应器内各处水质均匀，具有完全混合的水力学特征，因而具有较好的抗冲击负荷能力。
⑤SBR一般不设初沉池，生物降解和泥水分离在一个反应器内完成，处理流程短，占地小。
＠因为运行灵活，运行管理成为处理效果的决定因素。
这要求管理人员具有较高的素质，不仅要有扎实的理论基础，还应有丰富的实践经验。
SBR工艺是目前发展变化最快的污水处理工艺。
SBR工艺的新变种有间歇式循环延时曝气活性污泥工艺（ICEAS）、间歇进水周期循环式活性污泥工艺（CAST）、连续进水周期循环曝气活性污泥工艺＜CASS）、连续进水分离式周期循环延时曝气工艺（IDEA）等。
在工程实践中，设计人员可根据进出水水质灵活组合处理工序和时段，灵活设置进水、曝气方式，灵活进行反应器内分区，并不局限上述定型工艺之中。
目前，SBR工艺的一些机理和设计方法还有待于进一步研究。
工程实践中，SBR工艺的设计借鉴活性污泥工艺的设计计算方法，考虑到周期运行的特点，设计中引人反应时间比（或排水比）的参数。
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85~90
设计参数
吸附再生活性污泥法
延时曝气活性污泥法
高负荷活性污泥法
BOD5—SS负荷(kgBOD5/
~
~
~
容积负荷(kgBOD5/
~
~
~
污泥龄(d)
5~15
20~30
~
MLSS(mg/l)
吸附池1000~3000
再生池4000~10000
3000~6000
200~500
MLVSS(mg/l)
E:85~95%
2
渐减曝气环保SOSO
需氧与供氧不一致，曝气系统不止不合理，合理布置曝气系统，使其沿程变化，而总供气量不变。
>
优点：1.氧利用率提高，避免了浪费。
2.需与供实现一直，解决了前段缺氧，后段不足的问题，提高了处理效率。
缺点：供氧量与需氧量一直的技术很难实现 同上不变环保SOSO,
3
阶段曝气
;
16
序批式活性污泥法SBR法
核心是SBR反应器：间歇，顺序，周期性。
进水；反应；沉淀；排水排泥，闲置
各种活性污泥法的设计参数
各种活性污泥法的设计参数(处理城市污水,仅为参考值)
设计参数
传统活性污泥法
完全混合活性污泥法
阶段曝气活性污泥法
BOD5—SS负荷(kgBOD5/
~
~
~
容积负荷(kgBOD5/
容积负荷(kgBOD5/
~
~
污泥龄(d)
5~15
5
MLSS(mg/l)
6000~10000
3000~5000
MLVSS(mg/l)
4000~6500
2400~4000
回流比(%)
25~50
40~80
曝气时间HRT(h)
~
~
溶解氧浓度DO(mg/l)
6~10
SVI(ml/g)
30~50
BOD5去除率(%)
X：6000~10000
t：~
DO：6~10 mg/L
SVI：30~50
！
9
浅层曝气
依据：在气泡的形成和破碎的瞬间氧转移率提高，而勿需在水中停留很长时间
优点：1.可采用低压风机，节省动力。
2.氧转移率只有%，但动力消耗很低，动力效率~kwh
缺点：维护管理麻烦，负荷不能高
10
深水中、深层曝气
~
池深7M以上，但曝气装置安装4M左右。
，水质波动影响小，抗冲击能力强，所以适应工业废水的处理。
2.能够处理高浓度废水而不用稀释。
3.池内各点情况相同，均可完全控制在良好或最佳的状态。
4.需氧均匀，节省动力。
5.是一种灵活的污水处理方法。F/M可调整，曝气池和沉淀池可分可合
缺点：1.连续出水可能产生短流
2.可能出现污泥膨胀。
Nr:~m3*d
~
08~
~
污泥龄(d)
5~15
5~15
5~15
MLSS(mg/l)
1500~3000
3000~6000
2000~3500
MLVSS(mg/l)
1200~2400
2400~4800
1600~2800
回流比(%)
25~50
25~100
25~75
曝气时间HRT(h)
4~8
3~5
3~8
BOD5去除率(%)
85~95
75~95
85~90
|
5
？
吸附—再生法（接触稳定法）
1.污水与再生后的具有强烈活性的污泥一起进入吸附池
2.再生池：使吸附后的污泥恢复活性 http3.工艺有合建和分建两种。
降解：提高去除率，80%~90%再生污泥
优点：1.吸附时间短，水外排仅回流污泥进行再生，所以大大降低了能耗
2.再生池浓度高，污泥负荷可高些 环境技术论坛
吸附池800~2400
再生池3200~8000
2400~4800
160~400
回流比(%)
25~100
75~100
5~15
曝气时间HRT(h)
吸附池~
再生池3~6
18~48
~
BOD5去除率(%)
80~90
95
60~75
设计参数
纯氧曝气活性污泥法
深井曝气活性污泥法
BOD5—SS负荷(kgBOD5/
~
~
池深7M以上，但曝气装置安装在池底
优点：1.因静压大，氧转化率上升，降解速度提高。
2.减少占地面积，
缺点：所需功率大，耗能多。
111 11 1 11
超深水曝气
深井、 呈圆型，直径1~6m，深达50~150m，通过压缩空气实现升降流及曝气两种作用
…
优点：1.静水压很大，氧转化率很高，DO高达40~60mg/L，为普通曝的15~20倍。 环保大，MLSS大，降解快，抗冲击负荷大，
8
纯氧曝气法
曝气池分隔建成多级封闭的小室。流态呈完全混合式
优点：1.纯氧的氧分压比空气中氧分压大5倍，所以氧转移率大大提高，达到80%~90%，而空气中的氧转移率只有10%左右。
2.水中溶解氧的浓度达到6~10mg/L
污泥负荷大大提高，Nr也提高
4.剩余污泥少。SVI低，说明有机物多。
Ns：~
Nr：~
3.无污泥膨胀
4.不受气温影响
5.产泥量少，~kgBOD
6.占地少
缺点：1.施工困难
2.需防止地下水污染
Ns：~
Nr：~
t：1~2h
12
粉末活性炭活性污泥法
在曝气池中投加粉末状的活性炭。
投加目的：1.巨大的比表面积，吸附能力强，将氧和有机物浓缩在其周围，增加接触时间
2.吸附难以降解的物质
3.改善了污泥絮凝沉降性能
各种活性污泥法特点
时间：2008年7月25日
序号
运行方式
原 理
特 点
典型参数
1
、
传统（普通）活性污泥法
1． 曝气池为推流式，废水与回流污泥从同一端进入，有机物与污泥充分接触，且沿操作方向下降。
2． 污泥经理了以对数期→平衡期，甚至到衰老期，完成了吸附和代谢的过程
优点：1．处理效果好。
2．废水处理程度灵活，可高可低。
《
2.抗冲击好，出水水质稳定。
3.剩余污泥少
缺点：池子大，占地较大，费用增加
Nr：~
Q：20~30d
X：3000~6000
R：~
高负荷活性污泥法
、短时间活性污泥法、不完全氧化法 短时间，高负荷
x低，200~500mg/L
优点：高负荷，时间短，浓度低，时间短
Ns：~
Nr：~环保商贸网
Qc：~
R：左右
!
优点：1.提高处理效果，改进出水水质。
2.提高抗冲击能力，脱气，消泡，除臭，重金属。 环保BLOG,
！
3.改善污泥的沉降性能。
4.避免产生污泥膨胀
缺点：运行费用明显提高。
13
活性生物滤池法[ABF工艺]
在曝气池前设生物滤塔，内有填料，是又许多栅条板平放重叠而成，起到强烈的充氧作用。
1.充氧作用可使DO达到6~8mg/L
3.抗冲击能力强，再生泥可以补充
4.“空曝”可抑制丝状菌生长
缺点：在曝气池中吸附时间短，去除效果不高
Ns:~
Nr:~
t:~1h
3~6h
E去除率:80~90%
R:~1
6
延时曝气法（完全氧化法）
长时间曝气18~36h，使活性污泥处于内源呼吸期，所以氧化很彻底，出水水质好
优点：很低，~不仅将水中污染物给氧化分解，而且将合成的细胞物质进行分解，所以出水水质好。
2.虽流经滤池时间很短，供滤料污泥上有附着水层，使停留时间加大。附着时间=总附着B法
1. A级：高负荷吸附级；停留时间：；Qc：~，Ns>，主要是高活性的细菌。B级：低负荷，Ns：~；停留时间：2~4h，Qc5~。有高级微生物（原生动物及少数的后生动物）出现 h
2. A和B两级都配有各自沉淀池，独立回流
缺点：出水浓度So不能高，不适应冲击负荷
1． 需氧量前大后小，造成前段缺氧后段过剩
2． 为了避免前段确氧，进入浓度不能高。如果V上升，Nr则下降基建费用上升。
Ns:~BOD5/kgMLSS*d
Nr:~m3*d
x:1500~3000mg/L
Xv:1200~2400mg/L
Θc:5~15d
t:4~8h
R:~
3.不设初沉池
环
1. A级：细菌具有极高的繁殖变异能力，提高了抗冲击能力
2. B级：，60%BOD，2~4，〈4~8h，V下降
3.运行稳定
15
脱磷脱氮A/O，A2/0，A/A/O
硝化：NH3+3/2O2(逆硝酸菌，硝酸菌)→NO2+H2O+H+
NO2+1/2O2→NO3-
反硝化：NO3-(厌氧菌)→N2
沿池长分段多点进水
优点：1.有机负荷比较均匀，改善了供需矛盾，有利于降低能耗。
2.有利于充分发挥微生物的氧化分解能力
3.污泥浓度（悬浮物浓度）沿池逐渐降低，后段<平均值，有利于减轻二沉池的负担
Nr:~m3*d
x:2000~3500mg/L
其他同上
·
4
完全混合法
污水斗回流污泥与原混合液充分混合，呈循环流动。在曝气池内基本完成对有机物降解尚未分离的处理水环保BLOG,