第四章 活性污泥法

污水处理法

第四章 污水的生物处理—活性污泥法概述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

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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

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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.基本流程污水→格栅→泵间→沉砂池→初沉池→活性污泥曝气池→二沉池 →消毒

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(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。

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4.1.2 活性污泥的形态，性质，与评价指标1.形态 2.组成(1) (2) (3) (4) 多为黄褐色絮体，含水率超过99% 四部分组成 Ma——活性污泥微生物； Me——活性污泥代谢产物； Mi——活性污泥吸附的难降解惰性有机物； Mii——活性污泥吸附的无机物。

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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

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4.沉降性与浓缩性评价指标 (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 成沉淀污混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)SVI 混合液经30 min 静沉后的污泥容积 这些污泥的干重

SV % 10(ml / l ) (ml / g干污泥) Mlss ( g / l )一般为70~150(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。

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4.1.3 活性污泥增长规律1.活性污泥增长曲线①对数增长:F/M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。

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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QS 0 = kgBOD5/kgMLSSd NS XV污泥负荷的实质是F/M

3.污泥龄

XV c X

X QR X R

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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.微生物降解作用有机固形物 胶体有机物

胞内，分解为CO2 H 溶解性有机物 胞外，新的合成 H

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C x H y Oz NH 3 O2 酶 (C5 H 7 NO2 ) n CO2 H 2 O H 合成

C5 H 7 NO2 O2 酶 CO2 H 2 O H (内源呼吸) 分解 C x H y O2 O2 CO2 H(呼吸作用)

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。

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4.2 活性污泥反应的影响因素1.BOD负荷率

QS 0 NS XVN S 过低，丝状菌膨胀 N S 过高，絮体活性高，不易沉降 N S ↗ (污泥增长)↗, (底物降解)↗ ,Se↗V↓ C↓ (倍 增时间短) NS ↓ (污泥增长)↓, ↓ e↓V↓ C ↗ ,S

2.温度酶的温度活性20~300C

3.DODO↗, ↗, ↗ Se↓ 运行费用高

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4.PH6.5~8.5 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。 5.营养物 C∶N∶P=100∶5∶1 6.有毒物质 重金属、硫化氢、有毒有机物

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4.3有机物底物降解与活性污泥反应动力学4.3.1 有机物降解动力学

1.莫诺方程

u max S u Ks S

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u

——单位质量微生物的增殖速率(kg/kg d)d-1

u——微生物最大比增殖速度f-1 max

k s ——饱和常数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

dS XS k v max dS dt KS S dt d ( S 0 S ) v X Xdt v v max S KS Ss

2. Monod 方程式的推论 高底物浓度，S K S,v v max v max dS v max 低底物浓度，K S S, dt K XS K 2 XS , ( K 2 K ) S S

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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

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

(1)有机物物料平衡

dS S 0 Q RQS e (Q RQ ) S e v 0 dt