活性污泥法的现状及发展趋势

活性污泥法的现状及发展趋势

学院：生命科学与化学工程学院

学号：1111603112

班级：环境1111

姓名：宣锴

活性污泥法工艺的现状和发展趋势

1 引言

活性污泥法是利用好氧微生物(包括兼性微生物)处理城市污水和工业废水的有效方法，其能够从废水中去除溶解和胶体类可生物降解的有机物质，以及能被活性污泥吸附的悬浮物质和其他一些无机盐类也能够去除，例如氮磷等化合物，在处理工业废水过程中，好氧活性污泥法主要用于处理厌氧出水，是一种非常广泛的生物处理方法其主要的机理是通过好氧微生物的生物化学代谢反应，分解工业废水中的有机物质，过程中涉及到活性污泥的吸附、凝聚和沉淀，能够有效的去除废水中的胶体和溶解性物质，从而净化废水。

该方法于1913年在英国曼彻斯特市试验成功。80多年来，随着生产上的应用和不断改进及对生化反应和净化机理进行广泛深入的研究，活性污泥法取得了很大发展，出现了多种运行方式，并正在改变那种用经验数据进行工艺设计和运行管理的现象。本文对各种活性污泥的组成、运行方式及其特点作简要的综述，同时谈谈活性污泥法的发展趋势。

2 活性污泥构成简介

活性污泥是由活性微生物、微生物残留物、附着的不能降解的有机物和无机物所组成的褐色絮凝体，由大量细菌、真菌、原生动物和后生动物组成，以细菌为主，由不同大小的微生物群落组成，具有良好的沉降性和传质性能的菌胶团以结构丝状菌为骨架、胶团菌附着其上，并且具有不断生长的特性，增长过程和老化过程中脱落的碎片及其他游离细菌被附着或游离生长的原生动物和后生动物捕食。少量以无机颗粒为核心形成的致密颗粒也可能存在于系统之中，并具有良

好的沉降性能。也就是说，具有良好结构的活性污泥是以丝状菌为骨架，胶团菌附着于其上而形成的，结构丝状菌喜低氧状态，在胶团菌的附着下，不断生长伸长，形成条状和网状污泥；没有丝状菌为骨架的絮体颗粒很小，附着于累枝虫等原生动物尸体上的絮体易产生反硝化作用，它们都易随二沉池出水流出。胶团菌与结构丝状菌之间相互依存，丝状微生物形成了絮体骨架，为絮体形成较大颗粒同时保持一定的松散度提供了必要条件。而胶团菌的附着使絮体具有一定的沉降性而不易被出水带走，并且由于胶团菌的包裹使得结构丝状菌获得更加稳定、良好的生态条件，所以这两大类微生物在活性污泥中形成了特殊的共生体。

结构丝状菌与胶团菌构成此消彼长的关系，即结构丝状菌位于胶团菌内部特别是菌胶团较厚时有利于其生长，从而伸长使得包裹在外层的胶团菌不致于过厚形成厌氧状态，其有利条件可能是内部的低氧状态，而一旦结构丝状菌暴露在混合液中时，正常环境条件不利于其生长，待胶团菌包附之后才重新再次生长，如遇供氧不足等时，结构丝状菌大量伸出，则发生结构丝状菌引起的污泥膨胀。结构丝状菌与胶团菌在活性污泥形成共生关系，而非结构丝状菌与胶团菌之间存在着拮抗关系，活性污泥系统的稳定性得益于大环境中微生态群落的相对稳定。实际经验表明，当细菌处于碳氮比较高的条件下，絮凝体的结构就比较好。当细菌处于碳氮比较低或高温、营养不足的环境时，细菌体外多糖类胶体基质或纤维素类基质会被作为营养而被细菌利用，从而导致污泥解絮。

3 活性污泥的现状

活性污泥法的运行最早采用的是普通活性污法(又称习惯活性污泥法或传统活性污泥法) ，随着工业生产和城市建设的发展，在普通活性污泥法的基础上发展起来了多种运行方式，像多点进水活性污泥法，吸附再生活性污泥法(又称生

生吸附法或接触稳定法)。延时曝气活性泥法和完全混合性污泥法。

3.1普通活性污泥法

普通活性污泥法的常用流程见图1。曝气池采用长方形，水流是纵向混合的推流式，曝气池混合液的曝气时间常采用4～8 h，污泥浓度一般控制在2～3g/L，回流污泥量需进水水量的25%～50%，生化需气量和悬浮物的去除率达90%～95%。

优点：(1) 去除率高；(2) 适用于处理水质要求高而水质比较稳定的废水。

缺点：(1) 不善于适应水质的变化；(2) 供氧不能得到充分利用。空气供应沿池水平均分布。造成前段氧量不足后段氧量过剩；(3) 曝气结构庞大，占地面积大。

图1：普通活性污泥法流程图

3.2不均匀曝气法

不均匀曝气法的流程与普通活性污泥法一样,只不过是对流程的曝气方式作了改进，把供气沿池长平均分布的曝气方式改成在曝气池前段供给更多的空气，供气量沿池长逐渐减少的供气方式。

3.3多点进水法

多点进水法是普通活性污泥法的简单改进，主要用来克服普通法的第二个缺点。可以在一定程度上降低反应器前段的耗氧速度。多点进水法的过程见图2。

图2：多点进水法流程

从图中可以看出，废水并不是集中在池端进入曝气池，而是沿池长分段投入，这样有机物的分配较均匀，因而氧的需要也较均匀。

优点：(1) 有机物分配较均匀，因而氧的需要较均匀，提高了空气利用效率；

(2) 全部的曝气池体积更小。与普通活性污泥法比较，曝气池容积可以缩小30% 左右，生化需氧量去除率一般可达90%；(3) 运行上有较大的灵活性，便于处理水质不均匀的状态。

3.4完全混合活性污泥法

完全混合活性污泥法常采用二种曝气方式，一种是鼓风曝气，一种是机械曝气。见图3和图4。

图3：采用鼓风曝气的完全混合活性污泥流程

图4：采用机械曝气的完全混合性污泥流程

优点：(1) 曝气池内流体混合良好，各点水质几乎相同；(2) 进水负荷的变化对污泥的影响可降到极小程度；(3) 池内各点水质比较均匀，各处微生物的性质和数量基本上相同，池子各部分的工作情况几乎一致，供气可以恒定。

缺点：(1) 连续进出水时，可能产生短流；(2) 在进水水质比较稳定及目前常用的负荷下出水水质往往不及普通法(可用延时曝气池的负荷，获得好的水质)。

3.5吸附再生(生物吸附或接触稳定)法

活性污泥净化水质的第一阶段主要是依靠污泥的吸附作用。良好的活性污泥同生活污水混合后在10～30min 的时间内能够基本完成吸附作用，污水的生经需氧量可被除去85%～90%左右。吸附现生法就是根据这一发现而发展起来的。图5所示是吸附再生法的流程，其中(b)图在构造上把吸附池和再生池合在一起。