一活性污泥法概述

1、 “好氧好氧”：是指这类生物必须在有：是指这类生物必须在有分子态氧气分子态氧气（O2）存在的条件下，才能进行正常的生理生存在的条件下，才能进行正常的生理生化反应；化反应；主要包括大部分主要包括大部分微生物微生物、动物以及人类；、动物以及人类；“厌氧厌氧”：是能在：是能在无分子态氧无分子态氧存在的条件下，能存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物；进行正常的生理生化反应的生物；主要有厌氧细菌、酵母菌等主要有厌氧细菌、酵母菌等生物处理法生物处理法天然生物处理天然生物处理人工生物处理人工生物处理生物稳定塘生物稳定塘土地处理系统土地处理系统好氧好氧生物处理生物处理厌氧厌氧生物处理生物处理活性污泥法

2、活性污泥法生物膜法生物膜法传统厌氧消化传统厌氧消化现代高速厌氧反应器现代高速厌氧反应器 什么是什么是废水废水生物处理生物处理? 废水中的废水中的有机污染物有机污染物或或营养元素营养元素N、P在污水中作为营养物质被在污水中作为营养物质被驯化的驯化的微生物摄取微生物摄取、代谢代谢与与利用利用的过程。的过程。 废水生物处理的对象主要是：废水生物处理的对象主要是： 三大类三大类污染物污染物：l絮凝和去除废水中不可自然沉淀的絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状有机物胶体状有机物 (1nm100nm)l去除（降解）废水中的去除（降解）废水中的溶解性有机物溶解性有机物l去除去除营养元素氮和磷营养元素氮和磷

3、两大类两大类废水废水： 生活污水或城市污水生活污水或城市污水 有机工业废水有机工业废水 废水生物处理的主体是废水生物处理的主体是微生物微生物放线菌放线菌微生物微生物非细胞形态的微生物非细胞形态的微生物细胞形态的微生物细胞形态的微生物病毒、噬菌体病毒、噬菌体真核生物真核生物酵母菌酵母菌原生动物原生动物后生动物后生动物原核生物原核生物细菌细菌蓝藻（蓝细菌）蓝藻（蓝细菌）真菌真菌霉菌霉菌藻类藻类细菌细菌废水生物处理工程中最主要的微生物废水生物处理工程中最主要的微生物l 根据需氧情况不同：根据需氧情况不同： 好氧好氧细菌、细菌、兼性兼性细菌、细菌、厌氧厌氧细菌；细菌；l 根据能源、碳源利用情况的不同：

4、根据能源、碳源利用情况的不同： 光合细菌光合细菌光能自养菌、光能异养菌光能自养菌、光能异养菌； 非光合细菌非光合细菌化能自养菌、化能异养菌化能自养菌、化能异养菌。l 根据生长温度的不同：根据生长温度的不同： 低温菌低温菌( 1015 C)、中温菌中温菌(15 45 C)、高温菌高温菌(45 C)真菌（霉菌）：真菌（霉菌）：l特点：特点： 1） 能在低温和低能在低温和低pH值的条件生长值的条件生长 2） 在生长过程中对氮的要求较低（在生长过程中对氮的要求较低（1/2） 3） 能降解纤维素。能降解纤维素。 4） 大多数真菌属于好氧菌。大多数真菌属于好氧菌。l应用：应用： 1) 处理某些特殊工业废水

5、处理某些特殊工业废水 2) 固体废弃物的堆肥处理固体废弃物的堆肥处理原生动物：原生动物： 原生动物主要以原生动物主要以细菌细菌作为食物；作为食物； 活性污泥微生物中的原生动物有肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫。活性污泥微生物中的原生动物有肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫。 种属与数量的变化，与出水水质相关，可作为种属与数量的变化，与出水水质相关，可作为指示生物指示生物。后后生动物：生动物： 后生动物以后生动物以原生动物原生动物和和细菌细菌作为食物；作为食物； 主要的后生动物有主要的后生动物有轮虫，轮虫，也可作为也可作为指示生物指示生物。活性污泥微生物群体形成的食物链活性污泥微生物群体形成的食物链 营养级营养级 分

6、解者分解者（细菌、真菌）（细菌、真菌） 营养级营养级 一次捕食者一次捕食者（原生动物）（原生动物）营养级营养级 二次捕食者二次捕食者（后生动物）（后生动物）有机物有机物代谢代谢 细菌等各类微生物的种类和数量与污水水质及其处理工艺有密切关系。细菌等各类微生物的种类和数量与污水水质及其处理工艺有密切关系。 在特定的污水中形成与之相适应的微生物群落。在特定的污水中形成与之相适应的微生物群落。 在废水处理中，起有机物分解作用的主要是在废水处理中，起有机物分解作用的主要是化能异养微生物化能异养微生物各类微生物细胞物质的各类微生物细胞物质的实验分子式实验分子式分别是：分别是： 细菌：细菌：C5H7NO2；

7、真菌：真菌：C16H17NO6；藻类：藻类：C5H8NO2； 原生动物：原生动物：C7H14NO3 CHONS + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +能量(有机底物)内源呼吸内源呼吸（也称细胞物质的（也称细胞物质的自身氧化自身氧化）C、H、O、N、S + 能量 C5H7NO2 C5H7NO2 + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +能量合成代谢合成代谢（也称合成反应、同化作用）（也称合成反应、同化作用）分解代谢分解代谢（又称氧化分解、异化代谢、分解反应）（又称氧化分解、异化代谢、分解反应）微生物对自身的细胞物质进行氧化分解，并提供能量，贯穿于微生物的微

8、生物对自身的细胞物质进行氧化分解，并提供能量，贯穿于微生物的整个生命期。整个生命期。废水好氧生物处理中废水好氧生物处理中异养微生物异养微生物的代谢途径的代谢途径内源呼吸产物内源呼吸产物 + 能量能量(CO2、H2O、NH3、SO42-)污水中的可污水中的可降解降解有机物有机物新细胞物质新细胞物质（C5H7NO2）代谢产物代谢产物 (CO2、H2O、NH3、SO42-)(1/3)分解代谢分解代谢(2/3)合成代谢合成代谢+ 异养微生物异养微生物O2 能量能量净增细胞物质净增细胞物质内源呼吸内源呼吸80%20%内源呼吸残留物内源呼吸残留物O2无机代谢产物无机代谢产物少量能量少量能量剩余污泥剩余污泥

9、多糖、脂蛋白组成的细胞壁组分细胞壁组分和壁壁外的粘液层外的粘液层摄取摄取即废水生物处理中的活性污即废水生物处理中的活性污泥或生物膜的增长部分，称泥或生物膜的增长部分，称为剩余污泥。为剩余污泥。好氧生物处理中好氧生物处理中自养微生物自养微生物的代谢途径的代谢途径新的细胞物质新的细胞物质（C5H7NO2）代谢产物代谢产物 +（N02 、NO3 、SO42 、Fe3+ ）氧化氧化合成合成污水中的污水中的无机污染物无机污染物(NH3、NO2 、H2S、Fe2+)+ 自养菌自养菌O2能量能量内源呼吸内源呼吸内源呼吸产物内源呼吸产物 + 能量能量（CO2、H2O、NH3、SO42 ）内源呼吸残留物内源呼吸

10、残留物O2CO2净增细胞物质净增细胞物质无机代谢产物无机代谢产物少量能量少量能量剩余污泥剩余污泥摄取摄取1）溶解氧溶解氧（DO）：）： 好氧微生物的正常生长与水中溶解氧含量有密切关系好氧微生物的正常生长与水中溶解氧含量有密切关系好氧生物反应器中，溶解氧约好氧生物反应器中，溶解氧约24mg/l。2 2）水温水温：是重要因素之一：是重要因素之一 在一定范围内，随着温度的升高，在一定范围内，随着温度的升高， 反应、增殖速率加快。一反应、增殖速率加快。一般，温度每升高般，温度每升高1010 C C ，反应速率会增高，反应速率会增高1 1倍；倍； 细胞内的如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度细胞内的如蛋白

11、质、核酸等对温度很敏感，温度突升突升或或突降突降并超过一定限度时，会造成不可逆的破坏；并超过一定限度时，会造成不可逆的破坏； 最适宜温度最适宜温度 20 20 3030 C C； 4040 C C 或或 10 10 C C后，会有不利影响后，会有不利影响注：图中的纵标为相对活性，以注：图中的纵标为相对活性，以25 C为基准。为基准。中温带中温带好氧细菌好氧细菌厌氧细菌厌氧细菌厌氧细菌厌氧细菌温度（温度（ C）高温带高温带相对活相对活性性3)营养物质：营养物质： 微生物细胞组成中，微生物细胞组成中，C、H、O、N约占干物质的约占干物质的90 97%， 其余其余3 10%为无机营养元素，为无机营养

12、元素，P 、 S 、 K、Mg、Ca、Na等，等，其中主要的有其中主要的有P。 微量元素：微量元素： Fe、Co、Ni、Mo等；等；废水的生物处理中：废水的生物处理中：生活污水一般不需再投加营养物质；生活污水一般不需再投加营养物质；某些工业废水需要投加营养物质：淀粉浆料、尿素、磷酸盐某些工业废水需要投加营养物质：淀粉浆料、尿素、磷酸盐 好氧生物处理，应按好氧生物处理，应按BOD5 N P = 100 5 1 投加投加N和和P4）pH值值： 对于一般细菌、放射菌、藻类和原生动物在对于一般细菌、放射菌、藻类和原生动物在中性中性或或偏碱性偏碱性（6.57.5）的环境中生长繁殖最好；）的环境中生长繁殖

13、最好； 好氧微生物的最适宜好氧微生物的最适宜pH在在6.5 8.5之间；之间； pH 4.5时，真菌将占优势，引起时，真菌将占优势，引起污泥膨胀污泥膨胀； 5）有毒物质（抑制物质）有毒物质（抑制物质） 重金属：蛋白质的沉淀剂（变性；与重金属：蛋白质的沉淀剂（变性；与-SH结合而失活）；结合而失活）； 氰化物；氰化物； H2S或硫化物；或硫化物； 卤族元素及其化合物；卤族元素及其化合物； 酚、醇、醛：使蛋白质变性或脱水；酚、醇、醛：使蛋白质变性或脱水； 染料；染料；有毒物质有毒物质允许浓度允许浓度(mg/l)有毒物质有毒物质允许浓度允许浓度(mg/l)铜化合物铜化合物 (以Cu计)0.51.0苯

14、10锌化合物(以Zn计)513氯苯氯苯10镍化合物(以Ni计)2对苯二酚对苯二酚15铅化合物(以Pb计)1.0间苯二酚450锑化合物(以Sb计)0.2邻苯二酚100镉化合物(以Cd计)15间苯三酚100钒化合物(以V计)5邻苯三酚100银化合物(以Ag计)0.25苯胺100铬化合物(以Cr计)25二硝基甲苯12 (以Cr3+计)2.7甲醛160 (以Cr6+计)0.5乙醛1000硫化物硫化物 (以S2-计)525二甲苯7 (以H2S计)20甲苯7氢氰酸氰化钾18氯苯10硫氰化物36吡啶400砷化合物(以As3+计)0.72.0烷基苯磺酸盐15汞化合物(以Hg计)0.5甘油5提出问题：提出问题： 某种废水或有机物能否用生物处理法进行某种废水或有机物能否用生物处理法进行处理；如果可以处理，其难易程度如何？处理；如果可以处理，其难易程度如何？微生物降解性能（有机物可生化性能）：微生物降解性能（有机物可生化性能）：是指在微生物作用下，使有机物改变其原来的化学和是指在微生物作用下，使有机物改变其原来的化学和物理性质，在结构上引起的变化程度。物理性质，在结构上引起的变化程度。l易生物降解易生物降