12环境生物技术 第四章 废水生物处理技术 第四节 废水好氧.

第四章废水生物处理技术

第四节废水好氧生物处理工艺(1) ——活性污泥法

第四章废水生物处理技术

第四节废水好氧生物处理工艺(1) ——活性污泥法本节主要内容

• 第一节活性污泥法的基本原理

• 第二节活性污泥法的运行方式

• 第三节曝气的原理、方法与设备

• 第四节活性污泥法的反应动力学

• 第五节活性污泥法的工艺设计

• 第六节活性污泥法的运行管理

第一节活性污泥法的基本原理

活性污泥法是处理城市污水最广泛使用的方法。自1912年开始至今，活性污泥法的研究经过近百年的发展，在理论和实践上都取得了很大的进步。

活性污泥法本质上与天然水体（江、湖）的自净过程相似。

历史：1912年，Clark和gage发现曝气的作用；

Arden和Lockett发现活性污泥的作用。

1916年，英国第一座活性污泥法污水处理厂。

什么是活性污泥？Activated Sludge

活体。有机成分。

生态系统。

巨大的比表面积，吸附作用。

大量微生物形成的絮凝团，外形呈黑色污泥状。与污水混合完全，在有氧条件下，将污水中有机物分解，净化水体。

一、活性污泥法的工艺流程

活性污泥系统的主要组成(功用)

• 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

活性污泥系统有效运行的基本条件是：

• 废水中含有足够的可溶性易降解有机物；

• 混合液含有足够的溶解氧；

• 活性污泥在池内呈悬浮状态；

• 活性污泥连续回流，剩余污泥及时排放，维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；• 进水中不含有对微生物有毒有害的物质。

二、活性污泥的性质

1、物理性质：——“菌胶团”——“生物絮凝体”

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颜色：褐色、(土)黄色、铁红色

气味：泥土味(城市污水)

比重：略大于

粒径：

比表面积：

2、生化性能：

活性污泥的含水率：

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%

三、活性污泥的性能指标

1.混合液悬浮固体浓度(MLSS)(Mixed Liquor Suspended Solids)表示的是在曝气池单

位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量。

MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/L 或 g/m3

2.混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)(Mixed Liquor Volatile Suspended Solids)表示的

是混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度。

MLVSS = Ma + Me + Mi 单位： mg/L 或 g/m3

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0.70~0.85

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：

4.污泥体积指数(SVI，Sludge Volume Index)

定义：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，( ml/g)

功能：能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，

其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多，缺乏活性；

其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀；

正常范围：处理城市污水时)

四、活性污泥法的基本工艺参数

1、曝气池的有机容积负荷：

1)进水COD(BOD5)容积负荷：

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2)COD( BOD5 )去除容积负荷：

2、曝气池的有机污泥负荷：

1)进水(influent)COD(BOD5)污泥负荷：

2)COD(BOD5)去除污泥负荷：

3、曝气池的水力停留时间(HRT，

4、曝气池的污泥停留时间(SRT，Sludge Retention Time、

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有关概念－F/M值:

在温度适宜、DO充足、且不存在抑制物质的条件下，活性污泥微生物的增殖速率主要取决于微生物与有机基质的相对数量，即有机基质(Food)与微生物(Microorganism)的比值，即F/M值。

F/M值是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要因素

实际上，F/M值就是以BOD5表示的进水污泥负荷，即：

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3、污泥龄

• 又称“生物固体平均停留时间”

活性污泥处理系统保持正常、稳定运行的一项重要条件，是必须在曝气池内保持相对稳定的悬浮固体量。但是，活性污泥反应的结果，使曝气池内的活性污泥在量上有所增长，这样，每天必须从系统中排出相当于增长量的活性污泥量。

△X=QWXr+(Q-QW)Xe

• 曝气池内活性污泥总量（Vx）与每天排放污泥量之比，称之为污泥龄，即活性污泥

在曝气池内平均停留的时间。

θc= Vx/△X

θ c= Vx/ QWXr+(Q-QW)Xe

在一般情况下，Xe值极低，可忽略不计，上式可简化为：

θ c= Vx/ QWXr

4、BOD-污泥负荷

活性污泥反应的核心是活性微生物，而参与反应的物质有：作为活性污泥微生物营养物质的有机污染物和保证活性微生物正常生理活动的溶解氧。