活性污泥法基本原理

活性污泥法基本原理活性污泥法基本原理 7 2 1 活性污泥基本概念 1912 年英国人 Clark and Cage 发现对废水进行长时间曝气会 产生污泥并使水质明显改善 其 后 Arden and Lackett 进一步研究 发现由于实验容器洗不干净 瓶壁留下残渣反而使处理效果提高 从而发现活性微生物菌胶团 定名为活性污泥 1916 年英国建成第一座污水处 理厂 上图为活性污泥处理工艺基本流程 7 2 2 活性污泥增长特点与净化作用 活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物 链 最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌 细菌特别是球状 细菌起者最关键的作用 优良运转的活性污泥 是以丝状菌为骨架 由球状菌组成的菌胶团 沉降性好 随着活性污泥的正常运行 细 菌大量繁殖 开始生长原生动物 是细菌一次捕食者 活性污泥常 见的原生动物有鞭毛虫 肉毛虫 纤毛虫和吸管虫 活性污泥成熟 时固着型的纤毛虫 种虫占优势 后生动物是细菌的二次捕食者 如轮虫 线虫等只能在溶解氧充足时才出现 所以当出现后生动物 时说明处理水质好转标志 7 2 3 活性污泥的性能指标 1 混合液悬浮固体 MLSS 混合液悬浮固体是指曝气池中废水和活性污泥的混合液体的悬 浮固体浓度 以 MLSS mg l 表示 混合液悬浮固体中的有机物量称为混合液体挥发性悬浮固体以 MLVSS mg l 表示 对一定的废水而言 MLVSS 与 MLSS 有一定的 比值 例如生活污水的比值为 0 7 左右 2 污泥沉降比 SV 污泥沉降比是指曝气池混和液在 100mL 量筒中 静置沉降 30min 后 沉降污泥与混合液的体积比 一般城市污水的 SV 值在 15 30 左右 3 污泥指数 1 污泥体积指数 SVI 曝气池出口处的混合液在静置 30min 后 每克是悬浮固体所占的体积 mL 称为污泥体积指数 SVI 其值按下式计算 例如 某曝气池污泥沉降比 SV 30 混合液悬浮固体浓度为 X 3000mg l 则 2 污泥密度指数 SDI 曝气池混合液在静置 30min 后 含于 100mL 沉降污泥中的活性污泥 悬浮固体的克数 称为污泥密度指数 SDI 它和 SVI 的关系为 前例中的 SDI 3000 100 30 1 污泥指数也是表示活性污泥的凝聚沉降和浓缩性能的指标 SVI 低时 沉降性能好 但吸附性能差 SVI 高时 沉降性能不好 及 时有良好的吸附性能 也不能很好的控制泥水分离 一般认为 SVI 100 污泥的沉降性能好 100 SVI 200 污泥的沉降性能一般 SVI 200 污泥的沉降性能不好 正常情况下 城市污水 SVI 值在 50 150 之间 7 2 4 影响活性污泥性能的环境因素 1 溶解氧 生化处理的基本要素 营养物 活性微生物 溶解氧 所以要 使生化处理正常运行 供氧是重要因素 一般说 溶解氧浓度以不 低于 2mg L 为宜 2 4mg L 2 水温 维持在 15 25 摄氏度 低于 5 摄氏度微生物生长缓慢 3 营养料 细菌的化学组成实验式为 C5H7O2N 霉菌为 C10H17O6原生动物为 C7H14O3N 所以在培养微生物时 可按菌体的主要成分比例供给营养 微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮 此外 还需要微量的钾 镁 铁 维生素等 碳源 异氧菌利用有机碳源 自氧菌利用无机碳源 氮源 无机氮 NH3及 NH4 和有机氮 尿素 氨基酸 蛋白质 等 一般比例关系 BOD N P 100 5 1 好氧生物处理 BOD5 500 1000mg l 4 有毒物质 主要毒物有重金属离子 如锌 铜 镍 铅 铬等 和一些非 金属化合物 如酚 醛 氰化物 硫化物等 7 2 5 BOD 负荷与污泥平均停留时间 1 BOD 负荷 1 污泥负荷 LS指单位重量活性污泥在单位时间内所承受的 有机物染物量 单位是 kg BOD5 kg MLSS d 2 容积负荷 LV指单位曝气池有效容积在单位时间内所承受 的有机污染物量 单位是 kg BOD5 m3 D LS和 LV及其相互关系 式如下 Lv LsX 式中 S0 曝气池入流废水的 BOD5浓度 kg m3 V 曝气区容积 m3 X 曝气池 MLSS 浓度 kg m3 Q 废水流量 m3 d 污泥负荷也叫 F M 比 F 为营养料 有机物 BOD M 为微生物 量 在 F M 大于等于 2 2 时 活性污泥微生物处于对数增长期 有 机物能以最大的速率去除 F M 约为 0 5 时 微生物处在增殖衰减 细菌活力小 污泥处成熟 期 易形成絮体 F M 小于 0 2 时 微生物进入内源呼吸期 活性低 形成絮凝体 的速率剧增 溶解氧浓度增大 出现原生动物 水质好转 所以 Ls F M 是设计运行重要参数 欲得良好的处理结果 就应很好地控制 BOD 负荷 在完全混合 曝气池中 LS与去除率 及处理水浓度 Se的关系为 式中 t 曝气时间 Se 处理出水 BOD 浓度 mg l BOD 去除率 BOD 负荷在 0 2 0 5kg kg mlss d 时 SVI 控制在 100 左右 比较合适 当 SVI 增大时会出现污泥膨胀的现象 当 BOD SS 负荷在 0 17 3 07kg kg d 范围时 Ls 与 SVI 的关系为 1 ts u 为活性污泥微生物比增殖速度 2 污泥平均停留时间 污泥龄 ts 污泥停留时间可用下式表示 式中 QW 剩余污泥排除量 m3 d Xe 净化水的污泥浓度 mg L Xr 回流污泥浓度 mg L 由于 Xe很小 所以 污泥停留时间 ts 和曝气时间 t 有一定的相关性