污水的好氧生物处理活性污泥法
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内源呼吸残留物
O2
净增细胞物质
剩余污泥
主要内容
活性污泥法基本概念 活性污泥基本性能 气体传递原理和曝气池 活性污泥法的发展和演变 活性污泥法的设计计算 活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题 二次沉淀池
5.1 基本概念
• 活性污泥的发现
➢1912年开始，污水曝气产生悬浮状态褐色絮状 污泥
的功能。
4
B 其他微生物—原生动物
活性污泥中的原生动物
a ) 变形虫（原生动物肉足纲）
b ) 表壳虫（原生动物肉足纲）
c ) 油滴虫（原生动物鞭毛纲）
d ) 粗袋鞭虫（原生动物鞭毛纲）
活性污泥中的原生动物
e ) 草履虫（原生动物纤毛纲）
f ) 纺锤全列虫（原生动物纤毛纲）
g ) 纤毛虫（原生动物纤毛纲）
➢活性污泥组成：细菌、真菌、原生动物和后生 动物
➢1916年第一个活性污泥法污水处理厂 ➢城市污水处理最广泛应用的方法
• 活性污泥法的实质Baidu Nhomakorabea天然水体自净作用的 人工化和强化
活性污泥中的微生物
A．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 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”
活性污泥的性质及性能指标
1、物理性质： ——“菌胶团”——“生物絮凝体”
颜色：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：0.020.2 mm 比表面积：20100cm2/ml
活性污泥的性质及性能指标
2、生化性能： 活性污泥的含水率： 99.299.8%
其中固体物质的组成：
1）活细胞（Ma）： 2）微生物内源代谢的残留物（Me）： 3）吸附的原废水中难于生物降解的有机物（Mi） 4）无机物质（Mii）：
有机物 75~85%
活性污泥的性能指标：污泥浓度
3. 混合液悬浮固体浓度（MLSS）： （Mixed Liquor Suspended Solids）
废水好氧生物处理中有机物的代谢途径
无机代谢产物
少量能量
代谢产物
＋ 能量
O2
(CO2、H2O、NH3、SO42-…)
污水中的可 降解有机物
+ 异养微生物
(1/3) 分解代谢
(2/3) 合成代谢
新细胞物质
（C5H7NO2）
～80%
内源呼吸
～20%
内源呼吸产物 + 能量
(CO2、H2O、NH3、SO42-…)
活性污泥的增殖曲线
• ③ 减速增长期： • F/M值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生
物增殖的控制因素； • 微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比，为一级
反应； • 有机底物的降解速率也开始下降； • 微生物的增殖速率在逐渐下降，直至在本期的最后阶
段下降为零，但微生物的量还在增长； • 活性污泥的能量水平已下降，絮凝体开始形成，活性
菌胶团培育成熟，细菌多“聚居”在活性污泥上， 处理水水质良好；原生动物以带柄固着型的纤毛虫 （如钟虫、等枝虫等）为主。
原生动物能不断摄食水中的游离细菌，起到进一步 净化水质的作用。
后生动物（主要指轮虫）在活性污泥中是不经常出 现的，仅在处理水质优异的完全氧化型活性污泥系 统（如延时曝气）中出现，因此，轮虫出现是水质 非常稳定的标志。
h ) 瓶累枝虫（原生动物纤毛纲）
活性污泥中的原生动物
i ) 漫游虫（原生动物纤毛纲）
j ) 漫游虫（原生动物纤毛纲）
k ) 有助盾纤虫（原生动物纤毛纲）
l ) 纤虫（原生动物纤毛纲）
活性污泥中的原生动物
e )大口钟虫
f )念珠钟虫
活性污泥系统启动初期，游离细菌居多，原生动物 肉足虫（如变形虫）——游泳型纤毛虫（如豆形虫、 草履虫）。
10
后生动物
a ) 线虫
b ) 台氏合甲轮虫
c ) 无常胶鞘轮虫
d ) 对刺同尾轮虫
活性污泥的增殖曲线
活性污泥的增殖曲线
• ① 适应期： • 是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机
物污染物的种类等的一个短暂的适应过程；经过适 应期后，微生物从数量上可能没有增殖，但发生了 一些质的变化： • a.菌体体积有所增大； • b.酶系统也已做了相应调整； • c.产生了一些适应新环境的变异；等等。 BOD5、COD等各项污染指标可能并无较大变化。
活性污泥增殖规律的应用
• ① 活性污泥的增殖状况，主要是由F/M值所控制；
• ② 处于不同增殖期的活性污泥，其性能不同，出水 水质也不同；
• ③ 通过调整F/M值，可以调控曝气池的运行工况， 达到不同的出水水质和不同性质的活性污泥；
• ④ 活性污泥法的运行方式不同，其在增殖曲线上所 处位置也不同。
污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好； • 由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较大改善，
并且整个系统运行稳定； • 一般来说，大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行
工况控制在这一范围内的。
活性污泥的增殖曲线
• ④ 内源呼吸期： • 内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率，
因此从整体上来说，活性污泥的量在减少，最终所 有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物， 而这些物质多是难于降解的细胞壁等；污泥的无机 化程度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差；有机 物基本消耗殆尽，处理水质良好；一般不用这一阶 段作为运行工况，但也有采用，如延时曝气法。
MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/L 或 g/m3
活性污泥的增殖曲线
• ② 对数增长期： • F/M值高(2.2)，所以有机底物非常丰富，营养物质
不是微生物增殖的控制因素；微生物的增长速率与 基质浓度无关，呈零级反应，它仅由微生物本身所 特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身的 生理机能的限制；微生物以最高速率对有机物进行 摄取，也以最高速率增殖，而合成新细胞；此时的 活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活动 能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮 凝体，污泥的沉淀性能不佳；活性污泥的代谢速率 极高，需氧量大；一般不采用此阶段作为运行工况， 但也有采用的，如高负荷活性污泥法。
O2
净增细胞物质
剩余污泥
主要内容
活性污泥法基本概念 活性污泥基本性能 气体传递原理和曝气池 活性污泥法的发展和演变 活性污泥法的设计计算 活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题 二次沉淀池
5.1 基本概念
• 活性污泥的发现
➢1912年开始，污水曝气产生悬浮状态褐色絮状 污泥
的功能。
4
B 其他微生物—原生动物
活性污泥中的原生动物
a ) 变形虫（原生动物肉足纲）
b ) 表壳虫（原生动物肉足纲）
c ) 油滴虫（原生动物鞭毛纲）
d ) 粗袋鞭虫（原生动物鞭毛纲）
活性污泥中的原生动物
e ) 草履虫（原生动物纤毛纲）
f ) 纺锤全列虫（原生动物纤毛纲）
g ) 纤毛虫（原生动物纤毛纲）
➢活性污泥组成：细菌、真菌、原生动物和后生 动物
➢1916年第一个活性污泥法污水处理厂 ➢城市污水处理最广泛应用的方法
• 活性污泥法的实质Baidu Nhomakorabea天然水体自净作用的 人工化和强化
活性污泥中的微生物
A．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 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”
活性污泥的性质及性能指标
1、物理性质： ——“菌胶团”——“生物絮凝体”
颜色：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：0.020.2 mm 比表面积：20100cm2/ml
活性污泥的性质及性能指标
2、生化性能： 活性污泥的含水率： 99.299.8%
其中固体物质的组成：
1）活细胞（Ma）： 2）微生物内源代谢的残留物（Me）： 3）吸附的原废水中难于生物降解的有机物（Mi） 4）无机物质（Mii）：
有机物 75~85%
活性污泥的性能指标：污泥浓度
3. 混合液悬浮固体浓度（MLSS）： （Mixed Liquor Suspended Solids）
废水好氧生物处理中有机物的代谢途径
无机代谢产物
少量能量
代谢产物
＋ 能量
O2
(CO2、H2O、NH3、SO42-…)
污水中的可 降解有机物
+ 异养微生物
(1/3) 分解代谢
(2/3) 合成代谢
新细胞物质
（C5H7NO2）
～80%
内源呼吸
～20%
内源呼吸产物 + 能量
(CO2、H2O、NH3、SO42-…)
活性污泥的增殖曲线
• ③ 减速增长期： • F/M值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生
物增殖的控制因素； • 微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比，为一级
反应； • 有机底物的降解速率也开始下降； • 微生物的增殖速率在逐渐下降，直至在本期的最后阶
段下降为零，但微生物的量还在增长； • 活性污泥的能量水平已下降，絮凝体开始形成，活性
菌胶团培育成熟，细菌多“聚居”在活性污泥上， 处理水水质良好；原生动物以带柄固着型的纤毛虫 （如钟虫、等枝虫等）为主。
原生动物能不断摄食水中的游离细菌，起到进一步 净化水质的作用。
后生动物（主要指轮虫）在活性污泥中是不经常出 现的，仅在处理水质优异的完全氧化型活性污泥系 统（如延时曝气）中出现，因此，轮虫出现是水质 非常稳定的标志。
h ) 瓶累枝虫（原生动物纤毛纲）
活性污泥中的原生动物
i ) 漫游虫（原生动物纤毛纲）
j ) 漫游虫（原生动物纤毛纲）
k ) 有助盾纤虫（原生动物纤毛纲）
l ) 纤虫（原生动物纤毛纲）
活性污泥中的原生动物
e )大口钟虫
f )念珠钟虫
活性污泥系统启动初期，游离细菌居多，原生动物 肉足虫（如变形虫）——游泳型纤毛虫（如豆形虫、 草履虫）。
10
后生动物
a ) 线虫
b ) 台氏合甲轮虫
c ) 无常胶鞘轮虫
d ) 对刺同尾轮虫
活性污泥的增殖曲线
活性污泥的增殖曲线
• ① 适应期： • 是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机
物污染物的种类等的一个短暂的适应过程；经过适 应期后，微生物从数量上可能没有增殖，但发生了 一些质的变化： • a.菌体体积有所增大； • b.酶系统也已做了相应调整； • c.产生了一些适应新环境的变异；等等。 BOD5、COD等各项污染指标可能并无较大变化。
活性污泥增殖规律的应用
• ① 活性污泥的增殖状况，主要是由F/M值所控制；
• ② 处于不同增殖期的活性污泥，其性能不同，出水 水质也不同；
• ③ 通过调整F/M值，可以调控曝气池的运行工况， 达到不同的出水水质和不同性质的活性污泥；
• ④ 活性污泥法的运行方式不同，其在增殖曲线上所 处位置也不同。
污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好； • 由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较大改善，
并且整个系统运行稳定； • 一般来说，大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行
工况控制在这一范围内的。
活性污泥的增殖曲线
• ④ 内源呼吸期： • 内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率，
因此从整体上来说，活性污泥的量在减少，最终所 有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物， 而这些物质多是难于降解的细胞壁等；污泥的无机 化程度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差；有机 物基本消耗殆尽，处理水质良好；一般不用这一阶 段作为运行工况，但也有采用，如延时曝气法。
MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/L 或 g/m3
活性污泥的增殖曲线
• ② 对数增长期： • F/M值高(2.2)，所以有机底物非常丰富，营养物质
不是微生物增殖的控制因素；微生物的增长速率与 基质浓度无关，呈零级反应，它仅由微生物本身所 特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身的 生理机能的限制；微生物以最高速率对有机物进行 摄取，也以最高速率增殖，而合成新细胞；此时的 活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活动 能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮 凝体，污泥的沉淀性能不佳；活性污泥的代谢速率 极高，需氧量大；一般不采用此阶段作为运行工况， 但也有采用的，如高负荷活性污泥法。