05 06 07 第四章 污水的好氧生物处理(一)——活性污泥法1 2 3
5第五章 污水的生物处理(一)—活性污泥法-文档资料
对其生长的影响会很大，因此，在必要时应考虑补充。
2、好氧生物处理 在充分供氧的条件下，利用好氧微生物的生命活动过 程，将有机污染物氧化分解成较稳定的无机物的处理方法，
在工程上称为废水的好氧生物处理。
好氧生物处理时，有机物的转化过程如图所示。
有机物的好氧分解图示
3、废水的厌氧生物处理
在断绝供氧的条件下，利用厌氧微生物的生命活动 过程，使废水中的有机物转化成较简单的有机物和无机 物的处理过程，在工程上称为废水的厌氧生物处理。
• 2.活性污泥法来源
•
3、基本流程
（1）曝气池：微生物降解有机物的反应场所
（2）二沉池：泥水分离
（3）污泥回流：确保曝气池内生物量稳定 （4）曝气：为微生物提供溶解氧，同时起到搅拌 混合的作用。
活性污泥的形态，性质，与评价指标
1.形态 2.组成 多为黄褐色絮体，含水率超过99％ 四部分组成
（1）Ma—活性污泥微生物； （2）Me—活性污泥代谢产物；
淀污 静置30min后，1g干污泥所占的容积（ml/g）
混 合 液 经 3 0 m i n 静 沉 后 的 污 泥 容 积 S V I 这 些 污 泥 的 干 重
SV % 10 ( ml /l ) ( ml /g 干污泥 ) Mlss ( g /l )
② 减速期 F/M减小，有机物量成为增殖的限制因素，微生物 增殖速率和有机物降解速率下降，污泥沉降性好，出 水效果好。 ③ 衰减期
F/M最小，(内源呼吸期)微生物活动能力低，絮凝
体，沉降性好，此时污泥量出现下降，出水水质较好。
4.3 活性污泥的运行方式
在活性污泥法工程领域，应用着多种各具特色的运 行方式。主要有以下几种： ① 推流式活性污泥法； ② 完全混合活性污泥法； ③ 阶段曝气活性污泥法； ④ 吸附—再生活性污泥法； ⑤ 延时曝气活性污泥法； ⑥ 高负荷活性污泥法； ⑦ 纯氧曝气活性污泥法； ⑧ 浅层低压曝气活性污泥法； ⑨ 深水曝气活性污泥法；
污水的生物处理(一)活性污泥法
第四章污水的生物处理（一）——活性污泥法教学要求1)掌握活性污泥法的基本原理及其反应机理；2)理解活性污泥法的重要概念与指标参数：如活性污泥、剩余污泥、MLSS、MLVSS、SV、SVI、θc、容积负荷、污泥产率等；3)理解活性污泥反应动力学基础及其应用；4)掌握活性污泥的工艺技术或运行方式；5)掌握曝气理论；6)熟练掌握活性污泥系统的计算与设计。
第一节活性污泥法的基本原理一、活性污泥处理法的基本概念与流程活性污泥：是由多种好氧微生物、某些兼性或厌氧微生物以及废水中的固体物质、胶体等交织在一起的呈黄褐色絮体。
活性污泥法：是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。
实质：人工强化下微生物的新陈代谢(包括分解和合成)，活性污泥法的工艺流程：1)预处理设施：包括初次池、调节池和水解酸化池，主要作用是去除SS、调节水质，使有机氮和有机磷变成NH+4或正磷酸盐、大分子变成小分子，同时去除部分有机物。
2)曝气池：工艺主体，其通过充氧、搅拌、混合、传质实现有机物的降解和硝化反应、反硝化反应。
3)二次沉淀池：泥水分离，澄清净化、初步浓缩活性污泥。
生物处理系统：微生物或活性污泥降解有机物，使污水净化，但同时增殖。
为控制反应器微生物总量与活性，需要回流部分活性污泥，排出部分剩余污泥；回流污泥是为了接种，排放剩余污泥是为了维持活性污泥系统的稳定或MLSS 恒定。
二、活性污泥的形态和活性污泥微生物1 活性污泥形态（1）特征1)形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。
2)颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度）。
3)理化性质：ρ=1.002~1.006，含水率99%，直径大小0.02~0.2mm，表面积20~100cm2/mL，pH值约6.7，有较强的缓冲能力。
其固相组分主要为有机物，约占75~85%。
4)生物特性：具有一定的沉降性能和生物活性。
（理解：自我繁殖、生物吸附与生物氧化）。
好氧生物处理-活性污泥法
The Global Institute for Urban and Regional Sustainability (GIURS)Shanghai Key Lab for Urban Ecological Processes and Eco-Restoration (SHUES)East China Normal University (ECNU)Shanghai · 200241· China---speaker ：Annie 污水好氧生物处理---活性污泥法活性污泥法概述活性污泥法的净化过程与机制活性污泥法的性能指标及有关参数活性污泥法的各种演变及应用曝气池的类型与构造一、活性污泥法概述•基本原理：该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。
利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。
然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分排出活性污泥系统。
•基本工艺流程:初次沉淀池曝气池回流污泥泵房二次沉淀池鼓风机房进水出水空气回流活性污泥剩余污泥•历经主要阶段：吸附阶段氧化阶段絮凝体形成与沉降阶段•活性污泥的形态，组成形态：多为黄色或褐色絮体，含水率超过99％，比表面积大。
组成：活性污泥由四部分组成•（1）Ma——活性污泥微生物；•（2）Me——活性污泥代谢产物；•（3）Mi——活性污泥吸附的难降解惰性有机物；•（4）Mii——活性污泥吸附的无机物。
微生物组成：细菌（90％－95％，甚至100％）、真菌、原生动物、后生动物菌胶团细菌丝状菌指示性动物•环境因素对活性污泥微生物的影响1.BOD负荷率（污泥负荷）2.营养物质一般平衡时用BOD5:N:P的关系来表示，一般需求为100:5:1 3.PH最适宜PH为6.5~8.5之间PH<6.5，真菌增长利于丝状菌易膨胀PH>9时，菌胶易解体活性污泥凝体遭到破坏。
废水好氧生物处理工艺(1)——活性污泥法
废水好氧生物处理工艺——活性污泥法第一节活性污泥法的基本原理一、活性污泥法的基本工艺流程1、活性污泥法的基本组成①曝气池：反应主体②二沉池：1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。
③回流系统：1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。
④剩余污泥排放系统：1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。
⑤供氧系统：提供足够的溶解氧2、活性污泥系统有效运行的基本条件是：①废水中含有足够的可容性易降解有机物；②混合液含有足够的溶解氧；③活性污泥在池内呈悬浮状态；④活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥；⑤无有毒有害的物质流入。
二、活性污泥的性质与性能指标1、活性污泥的基本性质①物理性能：“菌胶团”、“生物絮凝体”：颜色：褐色、（土）黄色、铁红色；气味：泥土味；比重：略大于1，（1.002~1.006）；粒径：0.02~0.2 mm；比表面积：20~100cm2/ml。
②生化性能：1) 活性污泥的含水率：99.2~99.8%；固体物质的组成：活细胞（M a）、微生物内源代谢的残留物（M e）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（M i）、无机物质（M ii）。
2、活性污泥中的微生物：①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；基本特征：1) 绝大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌；2) 在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能； 3) 具有较高的增殖速率，世代时间仅为20~30分钟；4) 其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶团”的功能。
② 其它微生物------原生动物、后生动物----在活性污泥中大约为103个/ml 3、活性污泥的性能指标：① 混合液悬浮固体浓度（MLSS ）：我们平常说的悬浮物。
MLSS = M a + M e + M i + M ii 单位： mg/l g/m 3② 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS ）：MLVSS = M a + M e + M i ；（有机部分）在条件一定时，MLVSS/MLSS 是较稳定的， 0.75~0.85③ 污泥沉降比（SV 30）：是指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； 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； 正常数值为20~30%。
第四章 第一节-活性污泥法
活性污泥降解污水中有机物的过程
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：
废 水 中 的 有 机 物
残留在废 水中的有 机物
微生物不能利用的有机物
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
二是废水中的有机物，它是处理对象，也是 微生物的营养食料；
三是溶解氧，没有充足的溶解氧，好氧微生物 既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
城市污水处理工艺基本流程： 污水→格栅→沉砂池→初沉池
→活性污泥曝气池→二沉池→消毒
高碑店污水处理厂的工艺流程图
活性污泥系统
高碑店污水处理厂的工艺流程与平面布置
第一节 活性污泥法
一、基本概念与流程 二、活性污泥形态与微生物 三、活性污泥净化反应过程 四、活性污泥法主要影响因素与控制指标
第二节 生物膜法
一、生物膜法概述 二、生物膜的形成及净化过程 三、生物膜法载体 四、生物膜法特征 五、生物膜反应器
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二沉池 曝气池 初沉池
初沉池
二期 曝气池 二沉池
活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
活性污泥处理系统的组成
1.曝气池： 2.二沉池：
微生物降解有机物的反应场所 泥水分离
3.污泥回流系统： 确保曝气池内生物量稳定 4.曝气系统： 为微生物提供溶解氧，同时起到 搅拌混合的作用。
活性污泥法处理系统有效运行的基本条件
净化污水的主要的第一的承担者细菌净化污水的第二承担者原生动物指示性生物原生动物通过显微镜镜检是对活性污泥质量评价的重要手段之一原生动物在活性污泥中大约为103个ml01mm原生动物钟虫小口钟虫草履虫盖纤虫肾形虫变形虫后生动物线虫轮虫微生物的生长规律复习适应期对数期平衡期衰老期培养时间微生物生长速率微生物生长速率微生物量的对数微生物量的对数培养时间总菌数活细菌数微生物生长曲线线死细菌数4
活性污泥法
基本方式
方法设计
运行条件
方法设计
除普通活性污泥法外，还有多点进水、吸附再生、延时曝气和高负荷率活性污泥等方法。前两种方法与基本 流程有所不同，废水流进曝气池的入口的数目和位置有差别。在多点进水活性
活性污泥法污泥法中，只有一部分废水和回流污泥一起在首端入池。其余的废水分2～3次在离首端有一定距 离的2～3个入口处(入口的间距一般相等)进入曝气池。从流程上看,可以说吸附再生活性污泥法 (图2)只是多点 进水过程（图3）的变形,几个废水入口只用最后一个，后者即变成前者。
活性污泥法
废水生物处理技术
01 基本介绍
03 基本流程 05 影响因素
目录
02 基本组成 04 基本方式
基本信息
活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法，由Edward Ardern（爱德华·阿登）和William T. Lockett（威 廉·洛克特）于1914年首先在英国发明的。如今，活性污泥法及其衍生改良工艺是处理城市污水最广泛使用的方 法。它能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质， 同时也能去除一部分磷素和氮素，是废水生物处理悬浮在水中的微生物(micro-organism)的各种方法的统称。
基本介绍
基本介绍
活性污泥法是一种废水生物处理技术，是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。这种技术将废水与 活性污泥（微生物）混合搅拌并曝气，使废水中的有机污染物分解，生物固体随后从已处理废水中分离，并可根 据需要将部分回流到曝气池中。 活性污泥法是向废水中连续通入空气，
活性污泥法经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群， 具有很强的吸附与氧化有机物的能力。
污水的好氧生物处理活性污泥法
dX
dt
y dS
dt
KdX
也 可
以
表
达
dX
dt
yobs
(
dS
dt
)
为
这里的yobs实质是扣除了内源代谢后的净合成系数， 称为表观合成系数。y为理论合成系数。
劳伦斯和麦卡蒂法
3.完全混合曝气池的计算模式 (1)曝气池体积的计算
qv——进水流量； Qvw——排除的剩余活性污泥流量； qvr——污泥回流量； ρx ——曝气池中的微生物浓度； ρxe——出流水中带走的微生物浓度； ρxr——回流污泥中的微生物浓度； ρs0——进水基质浓缩； ρs——出流基质浓度； V——曝气池体积。
ρs——微生物周围的基质浓度，mg(BOD5)/L； Ks——饱和常数，其值等于基质去除速率的1/2K时的基质浓度，
mg/L；
ρx——微生物的浓度，mg/L。
dS KS X
dt
KS S
当ρ>Ks时，该方程可简化为
dS
dt
KX
当ρ<Ks时，该方程可简化为
dS
dt
K KS
X S
当曝气池出水要求高时，常处于ρ<Ks状态
活性污泥生物滤池（ABF工艺）
上图为ABF的流程，在通常的活性污泥过程之前设置一 个塔式滤池，它同曝气池可以是串联或并联的。
活性污泥生物滤池（ABF工艺）
塔式滤池滤料表面附着很多的活性污泥，因此滤料的材 质和构造不同于一般生物滤池。 滤池也可以看作采用表面曝气特殊形式的曝气池，塔是 一外置的强烈充氧器。因而ABF可以认为是一种复合式活 性污泥法。
接触稳定法
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；此方法剩余污泥量增加。
污水的好氧生物处理—活性污泥法
活性污泥法的微生物种群丰富多样， 包括好氧细菌、原生动物和后生动物 等，这些微生物共同作用，使活性污 泥法具有较高的净化效率和稳定性。
去除大颗粒杂质 调节水质和水量 减轻后续处理负荷 提高污泥活性
曝气池中的微 生物通过曝气 设备获得足够
的溶解氧
微生物在曝气 池中降解有机 物，产生二氧
化碳和水
曝气池中的溶 解氧浓度需保 持在一定范围 内，以保证微 生物的正常生 长和降解效率
改进措施：采用 低能耗工艺，提 高设备效率；
应用实例：某城市 污水处理厂采用活 性污泥法处理污水， 取得了良好的效果。
序批式反应器（SBR）工艺：通过间 歇运行方式，实现反应池内混合液的 交替循环流动，提高处理效果和抗冲 击负荷能力。
膜生物反应器（MBR）工艺：结合膜 分离技术，实现悬浮固体和活性污泥 的有效分离，提高出水水质和容积负 荷。
活性污泥法是一种生物处理技术，通 过好氧微生物的代谢作用，将污水中 的有机物转化为稳定的无机物，从而 达到净化污水的目的。
活性污泥法的作用机制还包括沉淀和 固液分离过程，将微生物和污水中的 悬浮物从水中分离出来，使出水水质 得到改善。
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活性污泥中的微生物通过吸附和降解 有机物，将其转化为二氧化碳和水， 同时释放能量供微生物生长繁殖。
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氧化沟工艺：通过循环流动的水体 实现有机污染物的降解，具有较好 的脱氮除磷效果和稳定性。
移动床生物膜反应器（MBBR）工艺： 通过在反应器内投加悬浮填料，增加 生物膜附着表面积，提高处理效果和 抗冲击负荷能力。
活性污泥法与A2O工艺的联合应用 活性污泥法与氧化沟工艺的联合应用 活性污泥法与SBR工艺的联合应用 活性污泥法与MBR工艺的联合应用
污水的好氧生物处理
黄褐色
土腥味
似矾花絮绒颗粒 曝气池混合液：1.002～1.003；
回流污泥：1.004～1.006 0.02～0.2mm
20～100cm2/mL
曝气池
曝气池出水堰
曝气池混合液配水进入二沉池
活性污泥的组成
按栖息着的微生物分：
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。
这两层薄膜使气体分 子从一相进入另一相时受 到了阻力。当气体分子从 气相向液相传递时，若气 体的溶解度低，则阻力主 要来自液膜。
在废水生物处理系统中，氧的传递速率可用o
o
)
式中：dm/dt—气体传递速率； Kg—气体扩散系数； A—气体扩散通过的面积； ρs0—气体在溶液中的饱和浓度； ρ0—气体在溶液中的浓度。 而dm=Vdρ0，则前式可改写成：
曲线③反映了活性污泥吸附有机物的规律。
这三条曲线反映出，在曝气过程中： A:污水中有机物的去除在较短时间( 图中是5h左右)内就基本完 成了（见曲线①）； B:污水中的有机物先是转移到（吸附）污泥上（见曲线③）， 然后逐渐为微生物所利用（见曲线②）； C:吸附作用在相当短的时间（图中是45min左右）内就基本完 成了（见曲线③）； D:微生物利用有机物的过程比较缓慢（见曲线②）。
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 糖类的粘性物质，导致污水 中的有机物转移到活性污泥 上去。
稳定阶段
主要是转移到活性污泥上 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 污水与污泥混合曝气后BOD的变化曲线
第四章 污废水处理设施培训-活性污泥法
12. 污泥回流的目的主要是保持曝气池中一定的（ ） 浓度。 A.溶解氧 B.MLSS C.微生物 D.COD的浓度 13. 一般衡量污可生化的程度为BOD/COD为 ( )。 A.小于0.1 B.小于0.3 C.大于0.3 D.0.5~0.6 14. 在好氧的条件下，由好氧微生物降解污水中的 有机污染物最后产物主要是（ ） Ａ.CO2 Ｂ.H2O Ｃ.悬浮固体 Ｄ.CO2或H2O
4. 刮泥机的运行管理 （1）一般操作 （2）回转式刮泥机的维护保养 （3）链条刮板式刮泥机的维护保养 （4）桁车式刮泥机的维护保养 （5）刮泥板应及时更换新部件。
5. 刮泥设备的运行管理 6. 排水设备（溢流堰）及除渣设备的维护保养 7. 浮渣处理与处置
三、曝气池 （一）活性污泥法处理工艺 1. 活性污泥法的净化机理 ① 活性污泥对有机物的吸附； ② 被吸附有机物的氧化和同化； ③ 活性污泥絮体的沉淀和分离； ④ 生物硝化； ⑤ 生物脱氮； ⑥ 生物除磷。
（二）活性污泥法主要设计和运行参数 ① 生物固体停留时间（SRT）； ② 有机物负荷、水力停留时间； ③ 活性污泥微生物浓度； ④ 剩余活性污泥量； ⑤ 混合液溶解氧浓度； ⑥ 污泥沉降比、污泥容积指数和污泥界面沉降 速度； ⑦ 需氧量与供风量。
3. 活性污泥法的分类和设计运行参数 ① 根据曝气池内混合液的流态分类（推 流式、完全混合）； ② 根据曝气方式分类（鼓风曝气、机械 曝气；鼓风－机械联合曝气）； ③ 根据去除的主要污染物分类（有机物、 脱氮、除磷）； ④ 活性污泥法设计和运行参数；
二、选择 1、生物处理方法的主要目的是去除水中（ ） A、悬浮状态的固体污染物质 B、溶解或胶体状 态的有机污染物质 C、密度较大的颗粒物质 D、所有污染物质 2．鼓风曝气池的有效水深一般为( ) A.2～3m B.4～6m C.6～8m D.8～9m
第四章好氧活性污泥法
第四章好氧活性污泥法第四章好氧活性污泥法001．细菌是活性污泥在组成和净化功能上的中心，在曝气池混合液中以菌胶团的形式存在。
1．微生物代谢的两方面，分解代谢与合成代谢都具有降解有机物净化废水的作用。
3．水温不仅影响微生物的活动，而且影响水中溶解氧的含量。
4．微生物代谢净化污水，要求BOD：N：P必须有适当的比例100：5：1。
5．完全混合活性污泥法比传统活性污泥法有较强的承受冲击负荷的能力。
6．曝气系统可分为鼓风曝气系统和机械曝气系统两大类。
7．污泥回流的目的是为维持曝气池内具有足够种类、数量和活性的微生物。
8．二次沉淀池除了进行泥水分离外还要浓缩和暂时贮存污泥。
9．好氧活性污泥法的三个基本要素是什么？答：好氧活性污泥法的三个基本要素是：有机营养物质、微生物、溶解氧。
10．污水的微生物处理法主要去除对象是什么？如何划分生物处理技术？答：污水的生物处理技术主要用于去除污水中呈溶解状态和胶体状态的有机性污染物，按参与代谢活动微生物的习性分为好氧法和厌氧法两大类，好氧法又分为活性污泥法和生物膜法。
11．活性污泥处理系统由哪些部分构成？答：由曝气池，二次沉淀池，曝气系统，污泥回流系统，剩余污泥排放系统构成。
12．简述活性污泥法净化有机污水的机理。
答：有机污染物从污水中去除的过程，实质就是污染物作为营养物质被活性污泥中的微生物摄取、代谢的过程，一般分为两个阶段，（1）初期吸附去除：污水与活性污泥接触的初期，污水中的有机污染物即被大量去除，主要靠物理和生物吸附完成，是被微生物外面的大量粘液质吸附到细胞表面的过程。
（2）吸附到细胞表面的污染物，经数小时后，小分子直接进入细胞，大分子被水解后进入，或通过透膜酶进入，被摄取到细胞体内的有机污染物，在各种酶的参与下进行生化反应，由微生物通过合成代谢、分解代谢和内源呼吸，被净化去除。
13．微生物生长繁殖曲线包含了哪几部分？答：微生物生长繁殖曲线，反映了随着时间的推移，微生物数量、需氧量、微生物特性与有机污染物数量之间的相互关系，该曲线包括四个阶段：适应期、对数增长期、减衰增长期、内源呼吸期（自身氧化期）。
水污染控制工程废水好氧生物处理工艺——活性污泥法
污泥龄也称固体平均停留时间或细胞平均停留时间 污泥龄是影响活性污泥处理效果的重要参数。
水力停留时间是指水在处理系统中的停留时间，单 位也是d。HRT＝V/Q，V是曝气池的体积；Q是 废水的流量。
对于推流式活性污泥法，氧的最大需要量出现在污水与污 泥开始混合的曝气池首端，常供氧不足。供氧不足会出现 厌氧状态，妨碍正常的代谢过程，滋长丝状菌。供氧多少 一般用混合液溶解氧的浓度表示。
混合液是曝气池中污水和活性污泥混合后的混合悬 浮液。
混合液固体悬浮物数量是指单位体积混合液中污泥 的含量，单位为mg/L或g/L，工程上还常用kg/m3。
它是计量曝气池中活性污泥数量多少的指标。
指混合液悬浮固体中的有机物的重量，单位为 mg/L、g/L或kg/m3。
把混合液悬浮固体在600℃焙烧，能挥发的部分 即是挥发性悬浮固体，剩下的部分称为非挥发性 悬浮固体（MLIVSS）。
向生活污水注入空气进行曝气，并持续一段 时间以后，污水中即生成一种絮凝体。这种 絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构 成，它有巨大的表面积和很强的吸附性能， 称为活性污泥 。
活性污泥通常为黄褐色絮状颗粒，其直径一 般为0.02－2mm，含水率一般为99.2－ 99.8％，密度因含水率不同而异，一般为 1.002－1.006g/cm3。
1、污泥负荷 在(M活LS性S污)的泥重法量中比，值一(f般oo将d有t机o b物io（mBaOsDs,5F）:M与)活，性称污为泥污泥
负荷，一般用N表示。 污泥负荷又分为重量负荷和容积负荷。 重污量泥负在荷单位(o时rg间an内ic所lo承ad受in的gBrOaDte5,量N，S）单即位单为位kg重B量O活D5性
污水处理学习资料-活性污泥法
活性污泥法概述第一章、活性污泥法概述第一节活性污泥的主体----微生物污水好氧处理的主题是微生物，而微生物的主体是各种细菌。
主要认识各种微生物在污水处理中的指示作用。
1、微生物生长代谢的主要条件：（1）温度水温：水处理微生物最佳生长繁殖温度25~30℃。
（2）PH值（3）氧浓度通过曝气来给污水中充氧，充氧量根据工艺不同有区别，不能过度。
（4）营养物质有机物（碳源），主要作为微生物生长代谢的食物。
第二节活性污泥法的概念活性污泥法——在废水处理工艺中，为微生物提供足够的食物（有机污染物）、氧气（曝气）等条件，利用微生物分解水体中的有机污染物而使污水达到净化的方法。
第三节改进活性污泥法的几种变形现在的污水处理厂大部分都是活性污泥法改进以后得到的工艺类型。
主要介绍目前我们接触的几个污水处理厂的运行工艺：（1）卡鲁塞尔氧化沟南郊污水厂采用的是卡鲁塞尔2000改良型TU氧化沟工艺，Carrousel氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制。
（2）A2O工艺罕台污水厂使用的是A2O工艺，A2O法又称AAO法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。
（3）CASS工艺CASS是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR（序批式活性污泥法）的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水。
第二章、活性污泥法配套设施介绍这里介绍的处理设施主要针对厂内氧化沟工艺。
1、格栅作用：主要作用是去除污水中较大的悬浮物或漂浮物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用（防堵）。
格栅主要分为粗格栅、中格栅和细格栅三类，一般污水处理厂设粗、细2道格栅。
污水的好氧生物处理活性污泥法
§14-2 气体传递原理和曝气池
本节重点
❖双膜理论 ❖影响KLa的因素 ❖机械曝气与鼓风曝气
构成活性污泥法有3个基本要素:
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物， 也就是活性污泥； 二是废水中的有机物，它是处理对象，也 是微生物的食料； 三是DO，没有充足的DO，好氧微生物 既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
EA
R0 S
100％
动力效率EP
EA
R0 S
100％
式 中 ： R0—— 温 度 20℃ ， 大 气 压 力 101.325kPa条件下，单位时间转移到无氧清 水中的总氧量（kgO2/h）；
S——供氧量(kg/h)，S＝GS×21％×1.33 ＝0.28GS；
GS——供空气量，（m3/h）；
21%——氧在空气中所占的体积百分数；
ρsO——液相中氧的饱和浓度，mg/L； ρO——液相内氧的实际浓度，mg/L。
dm dt
Kg
A sO
O
由于dm＝V·dρO (V为液体的 体积)，则前式可改写为：
dO
dt
K
g
A V
sO
O
d O
dt
Kg
A V
sO
O
令
K La
Kg
A V
，则：
dO
dt
K La sO
O
式中：ddtO——液相中氧的变化速率，mg/(L·h)； KLa ——总的传质系数，1/h，是总阻力的倒数。当氧
气泡尺寸小，则接触界面A较大，将提 高KLa值，有利于氧的转移；但气泡小， 则不利于紊动，对氧转移也有不利影响。
第四章 污水的好氧生物处理--活性污泥法1
曝气池的类型
曝气池的分类：
根据曝气池内的运行方式，可分为连续运行与 间歇运行两种； 根据曝气池内的流态，可分为推流式、完全混 合式和封闭环流式三种； 根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气 池以及二者联合使用的机械-鼓风曝气池； 根据曝气池的形状，可分为长方廊道形、圆 形、方形以及环状跑道形等四种； 根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建 式（即曝气沉淀池）和分建式两种。
4.1 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 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：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
活性污泥的增殖曲线
• ③ 稳定期： • 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 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。
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） MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/L 或 g/m3
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（2）动力学常数的计算方法
①求 k2 形如
S0 Se k2 Se xt
y kx
②求 v max
ks
Q( S 0 S e ) Vmax S e VX Ks S e
VX Ks Se Ks 1 1 ( ) Q( S 0 S e ) v max Se v max Se v max
建设和运行费用高
其它：
P131 表4-7 几种活性污泥法系统设计与运行参数（对城市污水）
4.5 活性污泥处理系统新工艺
4.4.4.完全混合曝气池
特点 ①抗冲击负荷能力强 ②池中各点水质相同， 各部分有机物降解工况 点相同，便于调控 ③处理效率差于推流式
P127 P166
④易出现污泥膨胀
4.4.5. 延时曝气活性污泥法
特点 ①由于负荷低，延时曝气池容大，占地面积较大 ②对水质水量变动适应性强 ③产泥量少 ④处理效果好
s
2. Monod 方程式的推论
高底物浓度，S K S，v vmax vmax dS vmax 低底物浓度，K S S， dt K XS K 2 XS , ( K 2 K ) S S
城市污水一般有机物浓度低，常用 v K 2 S 描述， 一级反应 k Xt
0 概述
1.活性污泥法在污水处理中的重要地位 我国的河流97%以上都受到有机物的污染 （1）应用的普遍性：95%以上的城市污水， 5%以上工业废水 （2）高效性：SS、COD，90%以上 （3）灵活性：大，中，小水厂 高，中，低负荷 （4）连续运行，可自动化 （5）工艺(运行方式多样)/功能多样化，可脱 氮，除磷
混合液经过30 min 静沉后的污泥容积 SVI = 这些污泥的干重
SV %´ 10(ml / l ) = (ml / g干污泥) MLSS ( g / l )
一般为70～100(ml/g)时沉降性能较好 ，过低无机 物含量过高，污泥活性不好，过高易出现污泥膨胀。
4.1.3 活性污泥增长规律
1.活性污泥增长曲线
2. 剩余污泥量计算 X Y (S 0 S e )Q K d VX V
式中Δ x——污泥增长量(kg/d)
y——产率系数(kg污泥/kgBOD)
kd——微生物自身氧化(减)速率常数(kg污泥/kg污泥) 微生物净增长量 = 微生物增长量 - 微生物衰减量
4.3.3 底物降解与需氧
微生物的总需氧速率=降低底物的需氧速率+自身氧化的需氧速率
有机固形物 胶体有机物 溶解性有机物
胞内，分解为CO2 H 胞外，新的合成 H
合成
酶 Cx H y Oz NH 3 O2 (C5 H 7 NO2 )n CO2 H 2O H
酶 C5 H 7 NO2 O2 CO2 H 2O H (内源呼吸） 分解 （呼吸作用） Cx H y O2 O2 CO2 H
4.2 活性污泥反应的影响因素 (P101-105)
1.BOD负荷率
QS0 NS XV Ns 过低，丝状菌膨胀； Ns 过高，絮体活性高，不易沉降； Ns ↗ 污泥增长效率μ↗，底物降解v↗， Se↗ V↓ θc↓ ---Ns ↓ 污泥增长效率μ↓，v↓，Se↓ V↓θc↗
2.温度
酶的温度活性 20～300C
S S0e
2
3.完全混合曝气池中底物降解速率及动力学常数确定 P116
（1）有机物物料平衡
dS S 0 Q RQS e (Q ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ RQ ) S e v 0 dt
dS Q( S 0 S e ) dt V
dS dt K 2 XS dS Q( S 0 S e ) dt V
QS0 NS = kgBOD5/kgMLSS·d XV
污泥负荷的实质是F/M
4-12式
3.污泥龄(P108) XV c X
X QR X R
4.1.4 活性污泥反应过程
1.构成活性污泥三要素
a.微生物——— 吸附氧化分解作用(污泥) b.有机物——— 废水的处理对象 微生物底物(营养) c.充足氧气、充分接触————好氧处理的条件 2.污泥净化反应过程 对有机物的降解可分为两个阶段 a.吸附阶段————巨大的比表面积 b.微生物降解作用
第四章 污水的好氧生物处理(一) ——活性污泥法
0 概述
4.1活性污泥法的基本原理 4.2活性污泥净化反应影响因素与主要设计、运行参数 4.3活性污泥反应动力学基础 4.4活性污泥系统的运行方式与曝气池的工艺参数 4.5活性污泥处理系统的新工艺 4.6曝气的理论基础 4.7曝气系统与空气扩散装置 4.8活性污泥反应器—曝气池 4.9活性污泥处理系统的工艺设计 4.10活性污泥处理系统的维护管理
⑤耐冲击负荷能力差(尤其对有毒或高浓度工业废水)
4.4.2 阶段曝气活性污泥法
1.型式：廊道式 2.流态： 推流式(多点进水) 3.特点： ①需氧和供氧较平衡 ②耐冲击负荷力强
③处理效果好
4.4.3 吸附—再生活性污泥法
1.型式： 廊道式(吸附池和再生池可合建) 2.流态：中间进水，推流 3.特点： ①处理质量较差 ②耐冲击负荷强 ③适合处理胶体物质含量高的工业废水
2.活性污泥法研究及应用的现状和发展 （1）超大型化(集中化) 微型化 （2）高效快速(高负荷，节省体积) （3）节能 （4）多功能化(N，P) （5）自动化控制管理，参数精密化，控制自动化
4.1 活性污泥法的基本原理
4.1.1 基本概念与流程 1.活性污泥 污水通气一段时间后，形成一种由大量微生 物群体构成的易于沉淀的絮凝体。 2.活性污泥法来源 河流自净→启示→人工强化 3.命名 根据生物反应器中微生物存在状态(悬浮， 附着)可将污水生物处理技术分为活性污泥法(悬 浮的有活性的生物絮体)和生物膜法(附着的生物 膜)，及后来的复合式(悬浮，附着)生物处理技 术。 4.基本流程
----自身氧化率，d-1。
X Y ( S 0 S e )Q K d VX V dX Y Kd XV VX V VX V VX V dt M
Q( S0 Se ) Y K d YN rs K d 劳伦斯－麦卡蒂方程式 C VX V 1
P119
3.DO
DO↗， ↗， ↗ Se↓ 运行费用高
4.PH
6.5～8.5 PH<6.5时，真菌增长 利于丝状菌 易膨胀 PH>8.5时，菌胶易解体活性污泥凝体遭到 破坏。 5.营养物 BOD5∶N∶P=100∶5∶1 6.有毒物质 重金属、硫化氢、有毒有机物
4.3有机物底物降解与活性污泥反应动力学
积分
X Y (S 0 S e )Q K d VX V
dX dS Y dt S dt M
其中
dS ----有机物利用速率 dt M
Y----产率系数，kgMLVSS/kgBOD。
dX Kd XV dt e
4.3.1 有机物降解动力学
1.莫诺方程
umax S u Ks S
u
——单位质量微生物的增殖速率(kg/kg•d)d-1
umax ——微生物最大比增殖速度f-1
K s ——饱和常数，半速度常数
S ——微生物周围的即反应器曝气池中的底物浓度(mg/L)
底物降解速率
v vmax dS XS k vmax dS dt KS S dt d ( S0 S ) v X Xdt S KS S
①对数增长:
F(有机物)/ M(微生物)较大，营 养充分，氧利用最大，微生物增 殖速率和有机物降解速率最大。 污泥活动力强，污泥松散，不易 沉降(利用有机物不足) ②减速期 F/M减小，有机物量成为增 殖的限制因素，微生物增殖速率 和有机物降解速率下降，污泥沉 降性好，出水效果好。
③衰减期
F/M最小，(内源呼吸期)微生物活动能力低， 絮凝体，沉降性好，此时污泥量出现下降，出水 水质较好。 2.污泥负荷 (P109)
3.微生物组成 细菌、真菌、原生动物、后生动物 4.活性污泥数量的评价指标 （1）混合液悬浮固体浓度(mg/L) MLSS=Ma+Me+Mi+Mii （2）混合液挥发性悬浮固体浓度(mg/L) MLVSS=Ma+Me+Mi
4.沉降性与浓缩性评价指标 (P107) （1） 污泥沉降比：SV% 又称30min沉降比、混合液在量筒内静置30min后所 形成沉淀污泥容积占混合液容积的百分比。 （2）污泥容积指数：SVI 静置30min后，1g干污泥所占的容积，（ml/g）
----(3)
----(4)
F QS Se S0 负荷率： N rs M XV Xt
S0 Se Se N rS k2 Se vmax Xt ks Se
S0 Se k2 Xt BOD去除率 S0 1 k2 Xt
对一定污水， s 、 max 、 是常数 k v k
3. 生物絮体形成机理
目前认为絮体是由细菌内源代谢分泌的聚合物在微生物之间 起粘胶剂的作用，因此只有当内源代谢分泌聚合物与微生物成 适当比例才能形成良好的生物絮体。如果微生物增殖率过高， 内源代谢分泌的聚合物不是以粘连新增殖的微生物，使不可能 形成良好的絮体。如果有机物浓度过低，内源代谢能产生的聚 合物质被微生物当成食物消耗，则絮体也难以形成。
污水→格栅→泵房→沉砂池→初沉池→活性污泥曝气池 →二沉池→消毒
（1）曝气池：微生物降解有机物的反应场所 （2）二沉池：泥水分离 （3）污泥回流：确保曝气池内生物量稳定 （4）曝气：为微生物提供溶解氧，同时起到搅拌 混 合的作用。
4.1.2 活性污泥的形态，性质，与评价指标
1.形态 2.组成