第一章第二节活性污泥法生物处理

1、第一章第一章 废水好氧生物处理废水好氧生物处理好氧活性污泥法好氧活性污泥法好氧生物膜法好氧生物膜法第一节第一节 概述概述一、我国城市污水处理现状及目标一、我国城市污水处理现状及目标n1999处理率处理率26%（二级处理占（二级处理占11.5%)n2005年提高到年提高到45.67% n 截至年底，达到截至年底，达到n城市污水处理及污染防治技术政策城市污水处理及污染防治技术政策规定目标：规定目标：n2010年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50%，设市城市的污水处理率不低于，设市城市的污水处理率不低于60%，重点城市的污，重点城市的污水处理率

2、不低于水处理率不低于70%。 n“十一五十一五”时期，重点省会城市处理率要达到；一时期，重点省会城市处理率要达到；一般城市要达到到；县城则要达到。般城市要达到到；县城则要达到。二、城镇污水处理出水的要求二、城镇污水处理出水的要求1、一级标准的、一级标准的a标准：标准：n城镇污水处理厂出水作为回用水的基本要求。当污水处理厂城镇污水处理厂出水作为回用水的基本要求。当污水处理厂出水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用出水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，执行一级标准的水等用途时，执行一级标准的a标准。标准。 n城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、

3、城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时水库等封闭、半封闭水域时2、一级标准的、一级标准的B标准：标准：n排入排入GB3838地表水地表水III类功能水域（划定的饮用水源保护区类功能水域（划定的饮用水源保护区和游泳区除外）、和游泳区除外）、GB3097海水二类功能水域时。海水二类功能水域时。 三、三、 污水处理的一般技术途径污水处理的一般技术途径（一）按废水中污染物除去方式（一）按废水中污染物除去方式物理处理物理处理化学处理化学处理物化处理物化处理生物处理生物处理（二）按处理程度（二）按处理程度一级处理一级处理二级处理二级处理三级处理三级处理（一）（一）按废

4、水按废水中污染中污染物除去物除去方式方式物理处理：物理处理： 通过各种方法使污染物从废通过各种方法使污染物从废水中分离出来，一般不改变污染物的化学水中分离出来，一般不改变污染物的化学本性本性 化学处理：化学处理：主要利用化学反应分解污水中主要利用化学反应分解污水中各种形态的污染物各种形态的污染物 。物化处理：利用相转移的方法物化处理：利用相转移的方法生物处理：生物处理：利用生物主要是微生物的代谢利用生物主要是微生物的代谢作用转化污水中的胶体性或溶解性污染物，作用转化污水中的胶体性或溶解性污染物，使之成为无害物质的方法。使之成为无害物质的方法。生物处理的情况：生物处理的情况：nBOD5/COD0

5、.3才适宜采用生化处理才适宜采用生化处理n未处理城市污水的未处理城市污水的BOD5/COD在在0.3-0.8之间。之间。n投资少、成本低、工艺设备较简单、运行条件平和，不投资少、成本低、工艺设备较简单、运行条件平和，不产生二次污染产生二次污染n成为污水处理工艺的主流技术，已广泛用于生活污水和成为污水处理工艺的主流技术，已广泛用于生活污水和工业废水的处理。工业废水的处理。n世界各国污水处理厂世界各国污水处理厂90%以上采用生物处理技术。美国以上采用生物处理技术。美国共有废水处理厂共有废水处理厂18000多座，其中多座，其中84%为二级生物处理厂，为二级生物处理厂，英国有废水处理厂英国有废水处理厂

6、3000多座，几乎全部是二级生物处理多座，几乎全部是二级生物处理厂。厂。（二）（二）按处理按处理程度程度一级处理：一级处理：也叫初级处理，通过过滤、沉淀也叫初级处理，通过过滤、沉淀等物理方法除去废水中的等物理方法除去废水中的粗大固形物及部分悬粗大固形物及部分悬浮物浮物 。 二级处理：二级处理：在一级处理基础上，主要去除水在一级处理基础上，主要去除水中中溶解性的和胶体性的有机物溶解性的和胶体性的有机物 三级处理，也称深度处理：进一步除去三级处理，也称深度处理：进一步除去废水中的废水中的胶体及溶解态胶体及溶解态的污染物，一般的污染物，一般可达到回用的目的。可达到回用的目的。 1.废水废水的一级的一

7、级处理方处理方法法重力分离法重力分离法阻力截留法阻力截留法稀释法稀释法中和法中和法沉降法沉降法上浮法上浮法格栅截留格栅截留筛网截留筛网截留粒状介质过滤粒状介质过滤2.废废水水的的二二级级处处理理方方法法气浮法气浮法混凝法混凝法萃取法萃取法氧化还原法氧化还原法电解法电解法生物法生物法吹脱法吹脱法汽提法汽提法好氧法好氧法厌氧法厌氧法u 物化法物化法超滤、混凝、活性超滤、混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、膜分离法、炭吸附、臭氧氧化、膜分离法、离子交换法、加氯消毒等；离子交换法、加氯消毒等；u 生物法生物法生物法脱氮除磷生物法脱氮除磷3. 废水的三级处理方法废水的三级处理方法城市废水处理的一般流程城市废水处

8、理的一般流程废水废水格栅格栅沉砂池沉砂池沉淀池沉淀池生物生物处理处理二次二次沉淀池沉淀池三级三级处理处理污泥污泥处理处理垃圾垃圾处理处理沉渣沉渣处理处理污泥污泥浓缩浓缩一级处理出水一级处理出水沉渣沉渣处理处理二级处理出水二级处理出水部分污泥回流三级处理出水三级处理出水一级处理一级处理二级处理二级处理三级处理三级处理第二节第二节 有机废水的好氧生物处理有机废水的好氧生物处理 活性污泥法活性污泥法n水体自净作用指天然水体受到污染后，在水体自净作用指天然水体受到污染后，在无人为无人为处理条件下处理条件下，借助水体自身的能力使之得到净化，借助水体自身的能力使之得到净化的过程。的过程。该过程中包括稀释、

9、沉降等物理作用，氧化、该过程中包括稀释、沉降等物理作用，氧化、还原、分解、凝聚等化学作用，还有更重要的还原、分解、凝聚等化学作用，还有更重要的生物作用，即生物对无机物和有机物的同化和生物作用，即生物对无机物和有机物的同化和异化作用。异化作用。微生物的生长规律 n废水生物处理实际是水体的自净原理在水污染治废水生物处理实际是水体的自净原理在水污染治理中的应用，即模拟天然水体自净作用的生物过理中的应用，即模拟天然水体自净作用的生物过程，在特定构筑物中人工创造适宜条件，充分发程，在特定构筑物中人工创造适宜条件，充分发挥微生物的作用以高速度、高效率净化污水，通挥微生物的作用以高速度、高效率净化污水，通过

10、微生物产生的酶来降解转化有机物，将有机物过微生物产生的酶来降解转化有机物，将有机物最终转化为无害的二氧化碳和水，从而使废水得最终转化为无害的二氧化碳和水，从而使废水得到净化。到净化。 好氧活性污泥的净化作用机理好氧活性污泥的净化作用机理图图 9-1 9-1 好氧活性污泥的净化作用机理示意图好氧活性污泥的净化作用机理示意图污水处理中的生化过程污水处理中的生化过程O2、CO2、SO42、NO3等等细胞构成物细胞构成物C、H、O、N、P、S维生素等维生素等能能 源源受氢体受氢体微生微生物物微生物细胞微生物细胞合合成成生物污泥生物污泥分分解解能量能量代谢产物代谢产物热热能能CO2、H2O、SO42、N

11、O3、NH4、PO43、H2S、CH4、有、有机酸、醇等机酸、醇等排排水水排排出出不可降不可降解残留解残留物物(排出）排出）内内源源呼呼吸吸污水处理中的生化过程污水处理中的生化过程1、几个概念、几个概念n活性污泥：是由多种好氧微生物、某些兼性或厌活性污泥：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、胶体物质等交氧微生物以及废水中的固体物质、胶体物质等交织在一起的呈黄褐色絮状体。织在一起的呈黄褐色絮状体。n活性污泥法：是以活性污泥为主体的污水生物处活性污泥法：是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。理技术。n实质：人工强化下微生物的新陈代谢实质：人工强化下微生物的新陈代谢(包括分

12、解和包括分解和合成合成)。2 2、活性污泥组成：、活性污泥组成：（1 1）活性的微生物）活性的微生物（2 2）微生物自身氧化的残留物）微生物自身氧化的残留物（3 3）吸附在活性污泥上不能被生物降解的有机）吸附在活性污泥上不能被生物降解的有机物和无机物组成。物和无机物组成。n其中微生物是活性污泥的主要组成部分。其中微生物是活性污泥的主要组成部分。n活性污泥中的微生物又是由活性污泥中的微生物又是由细菌、真菌、原生细菌、真菌、原生动物、后生动物动物、后生动物等多种微生物群体相结合所组等多种微生物群体相结合所组成的一个生态系统。成的一个生态系统。3 3、活性污泥的特征、活性污泥的特征a a、形态：在显

13、微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈、形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状絮状”。b b、颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程、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）。度而变（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度）。c c、理化性质：、理化性质：=1.002=1.0021.0061.006，含水率，含水率99%99%，直，直径大小径大小0.020.020.2mm0.2mm，表面积，表面积2020100cm100cm2 2/ml/ml，pHpH值约值约6.76.7。其固相组分主要为有机物，约占。其固相组分主要为有机物，约占757585%85%。

14、d d、生物特性：具有一定的沉降性能和生物活性。、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）。（理解：自我繁殖、生物吸附与生物氧化）。（1）细菌：主导作用，）细菌：主导作用，108-109个个/mll常见菌群：常见菌群：它们多数是它们多数是 G G- -菌，如菌，如动胶菌属、从毛动胶菌属、从毛单胞菌属（优势）单胞菌属（优势） ；产碱杆菌属、微球菌属、假；产碱杆菌属、微球菌属、假单胞菌属（较多）；黄杆菌属、芽孢杆菌属、无单胞菌属（较多）；黄杆菌属、芽孢杆菌属、无色杆菌属、棒状杆菌属、不动杆菌属、球衣菌属、色杆菌属、棒状杆菌属、不动杆菌属、球衣菌属、诺卡氏菌属、

15、短杆菌属等诺卡氏菌属、短杆菌属等l动胶菌属动胶菌属( (ZoogloeaZoogloea) )和丛毛单胞菌属和丛毛单胞菌属ComamonasComamonas），），数量占数量占7070菌胶团细菌菌胶团细菌u菌胶团：狭义指动胶菌属（菌胶团：狭义指动胶菌属（Zoogloea）形成的细菌团块，）形成的细菌团块，广义指所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性细菌互相广义指所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性细菌互相絮凝聚集形成的菌胶团块（水处理领域所指）絮凝聚集形成的菌胶团块（水处理领域所指） 。u菌胶团是活性污泥（绒粒）的结构和功能的中心，表现菌胶团是活性污泥（绒粒）的结构和功能的中心，表现在数量上占绝对

16、优势在数量上占绝对优势( (丝状膨胀的活性污泥除外丝状膨胀的活性污泥除外) )，是活，是活性污泥的基本组分。性污泥的基本组分。u 初生的菌胶团形状有球形、分枝、初生的菌胶团形状有球形、分枝、 蘑菇、椭圆、指形、片状等。蘑菇、椭圆、指形、片状等。菌胶团细菌是活性污泥的主体，它的作用：菌胶团细菌是活性污泥的主体，它的作用：n具有很强的吸附、氧化分解有机物的能力。菌具有很强的吸附、氧化分解有机物的能力。菌胶团的形成可使细菌避免被微型动物所吞噬，胶团的形成可使细菌避免被微型动物所吞噬，并且与污泥的沉降性能和二沉池能否有效泥水并且与污泥的沉降性能和二沉池能否有效泥水分离密切相关；分离密切相关；n为原生动

17、物、微型后生动物提供了良好的生存为原生动物、微型后生动物提供了良好的生存环境、附着场所。环境、附着场所。丝状细菌丝状细菌 球衣细菌、贝氏硫菌、发硫菌、铁细菌等球衣细菌、贝氏硫菌、发硫菌、铁细菌等它的作用有两方面：它的作用有两方面：n一方面：是活性污泥的重要组分，交叉穿织于一方面：是活性污泥的重要组分，交叉穿织于菌胶团内，成为活性污泥的骨架，或附着生长菌胶团内，成为活性污泥的骨架，或附着生长于絮状体表面，具有强氧化分解有机物能力，于絮状体表面，具有强氧化分解有机物能力，起到一定的净化作用。起到一定的净化作用。n另一方面：当丝状菌的数量超过菌胶团细菌时，另一方面：当丝状菌的数量超过菌胶团细菌时，可

18、使絮状体沉降性能下降，严重时可引发污泥可使絮状体沉降性能下降，严重时可引发污泥膨胀（膨胀（bulking）现象。）现象。n污泥膨胀：污泥膨胀：指污泥结构极度松散，体积增大、上指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。n丝状膨胀丝状膨胀（2）原生动物）原生动物n肉足纲肉足纲n鞭毛纲鞭毛纲n纤毛纲：游泳型、固着型（个体、群体）纤毛纲：游泳型、固着型（个体、群体）n吸管纲吸管纲n根据原生动物的细胞器根据原生动物的细胞器和其他特点，将原生动和其他特点，将原生动物物分为四个纲分为四个纲，即即肉足肉足纲、鞭毛纲和纤毛纲、纲、鞭毛纲和纤毛纲、孢子

19、纲孢子纲。n其中孢子纲中原生动物专营其中孢子纲中原生动物专营寄生生活，其余三类存在于寄生生活，其余三类存在于水体当中，水体当中，重点介绍这三类重点介绍这三类原生动物原生动物n2050umn特征特征：n 大多大多没有固定形状没有固定形状由体内细胞质不定方向的流动由体内细胞质不定方向的流动而呈现千姿百态，少数种类为而呈现千姿百态，少数种类为球形球形。n 细胞质可伸缩变细胞质可伸缩变动而动而形成伪足形成伪足。作为运动和作为运动和摄食的胞器。摄食的胞器。变变形形虫虫 规律：大量出现时预示规律：大量出现时预示出水水质差。如活性污出水水质差。如活性污泥驯化初期（游离细菌泥驯化初期（游离细菌大量出现后）。大

20、量出现后）。 400 规律：规律：与变形虫规律类似与变形虫规律类似。 常见的有常见的有波豆虫波豆虫和和滴虫滴虫等。等。波豆波豆虫虫(bodo)滴虫滴虫纤毛纲纤毛纲n特征：特征：周身表面或部分周身表面或部分表面具有纤毛表面具有纤毛n提问：提问：纤毛的功能？纤毛的功能？n游动游动及及摄食摄食的工具。的工具。草履虫、漫游虫、草履虫、漫游虫、 游仆虫游仆虫游泳型游泳型331领钟虫领钟虫2 小口钟虫小口钟虫其中以小口钟其中以小口钟虫在各类废水虫在各类废水处理中出现频处理中出现频率最大，数量率最大，数量也是最多，小也是最多，小口钟虫的体长口钟虫的体长为为3270um，宽宽2248um，口围口围1225um

21、3 沟钟虫沟钟虫固着型固着型柄柄不不收收缩缩作用：作用：可以降低水中游离细菌的数量可以降低水中游离细菌的数量，降低水的浑，降低水的浑浊度，对废水生物处理起良好的促进作用；浊度，对废水生物处理起良好的促进作用；规律：固着虫大量出现预示规律：固着虫大量出现预示出水水质好，污泥驯化出水水质好，污泥驯化佳佳。原生动物的作用原生动物的作用n净化作用：大部分原生动物是动物性营养，动物净化作用：大部分原生动物是动物性营养，动物性营养的原生动物可吞食有机颗粒、游离细菌及性营养的原生动物可吞食有机颗粒、游离细菌及其它微小生物，有利于改善水质其它微小生物，有利于改善水质n促进絮凝和沉淀作用，利于泥水分离促进絮凝和

22、沉淀作用，利于泥水分离n指示作用：根据出现的原生动物的种类可以判断指示作用：根据出现的原生动物的种类可以判断活性污泥的状态和处理水质的好坏，可作为处理活性污泥的状态和处理水质的好坏，可作为处理系统运转管理的指标系统运转管理的指标n(1) 着生的固着型纤毛虫多时，处理效果良好，出水着生的固着型纤毛虫多时，处理效果良好，出水BOD5和浊和浊度低。度低。(如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫盘盖虫、独缩虫)这些缘毛目的种类都固定在絮状物上，并随窗这些缘毛目的种类都固定在絮状物上，并随窗之而翻动，其中还夹杂一些爬行的之而翻动，其

23、中还夹杂一些爬行的 栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、卑气管叶虫等，这说明优质而成熟的活性污泥。卑气管叶虫等，这说明优质而成熟的活性污泥。 (2) 小口钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优势小口钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优势菌种。菌种。 (3) 如果大量鞭毛虫出现，而着生固着型纤毛虫很少时，表明如果大量鞭毛虫出现，而着生固着型纤毛虫很少时，表明净化作用较差。净化作用较差。 (4) 大量的自由游泳的纤毛虫出现，指示净化作用不太好，出大量的自由游泳的纤毛虫出现，指示净化作用不太好，出水浊度上升。水浊度上升。 (5) 如出现主要有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、

24、轮虫、如出现主要有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时，则水质澄清良好，出水清澈透明，酚类去除率寡毛类时，则水质澄清良好，出水清澈透明，酚类去除率在在90%以上。以上。 (6) 根足虫的大量出现，往往是污泥中毒的表现。根足虫的大量出现，往往是污泥中毒的表现。 (7) 如在生活污水处理中，累枝虫的大量出现，则是污泥膨如在生活污水处理中，累枝虫的大量出现，则是污泥膨胀、解絮的征兆。胀、解絮的征兆。 (8) 而在印染废水中，累枝虫则作为污泥正常或改善的指示而在印染废水中，累枝虫则作为污泥正常或改善的指示生物。生物。 (9) 在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。在石油废水处理中钟虫出现是理

25、想的效果。 (10) 过量的轮虫出现，则是污泥要膨胀的预兆。过量的轮虫出现，则是污泥要膨胀的预兆。 另在一些对原生动物不宜生长的污泥中，主要看菌胶团的另在一些对原生动物不宜生长的污泥中，主要看菌胶团的大小用数量来判断处理效果。大小用数量来判断处理效果。（3）微型后生动物）微型后生动物5、管理中的指示生物、管理中的指示生物n原生动物和后生动物出现的顺序：细菌植物型原生动物和后生动物出现的顺序：细菌植物型鞭毛虫肉足类动物型鞭毛虫游泳性纤毛虫、鞭毛虫肉足类动物型鞭毛虫游泳性纤毛虫、吸管虫固着性纤毛虫轮虫吸管虫固着性纤毛虫轮虫n原生动物和微型后生动物的演替判断水质和污水原生动物和微型后生动物的演替判断

26、水质和污水处理程度，还可以判断污泥培养成熟程度；处理程度，还可以判断污泥培养成熟程度；n根据原生动物的种类判断活性污泥和处理水质的根据原生动物的种类判断活性污泥和处理水质的好坏；好坏；n根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。n活性污泥良好时出现的生物活性污泥良好时出现的生物n活性污泥状态不好时出现的生物活性污泥状态不好时出现的生物n在活性污泥恢复时出现的生物在活性污泥恢复时出现的生物n活性污泥分散、解体时出现的生物活性污泥分散、解体时出现的生物n污泥膨胀时出现的生物污泥

27、膨胀时出现的生物n溶解氧不足出现的生物溶解氧不足出现的生物n曝气过量出现的生物曝气过量出现的生物 n废水浓度极低时出现的生物废水浓度极低时出现的生物n冲击负荷和毒物流入时出现的生物冲击负荷和毒物流入时出现的生物活性污泥膨胀时出现的生物球衣菌属、各种霉菌等球衣菌属、各种霉菌等丝状菌丝状菌丝状微生物导致的污泥丝状微生物导致的污泥膨胀：膨胀：BOD:N BOD:P比例高比例高pH值低值低BOD负荷高负荷高流入废水的小分子化合流入废水的小分子化合物多物多水温低水温低流入重金属等有毒物质流入重金属等有毒物质活性污泥分散、解体时出现的生物活性污泥分散、解体时出现的生物n变形虫属和简便虫属等肉足类变形虫属和

28、简便虫属等肉足类n1ml混合液中出现混合液中出现1万个以上个体时，絮体万个以上个体时，絮体变小，出水混浊并呈现白色变小，出水混浊并呈现白色n解决方案：减少污泥回流量，可以使污泥解决方案：减少污泥回流量，可以使污泥解絮得到控制解絮得到控制。新态虫属曝气过渡出现的微生物轮虫和大轮虫和大量的肉足量的肉足类微生物类微生物溶解氧浓溶解氧浓度超过度超过5mg/L解决方案：解决方案：减少曝气减少曝气轮虫电镜BOD负荷很低时出现的微生物负荷很低时出现的微生物n游仆虫属游仆虫属n鳞科虫属等鳞科虫属等n标志：硝化过程正在标志：硝化过程正在进行进行n解决：提高解决：提高BOD负荷负荷或采用两套系统或采用两套系统游仆

29、虫属n个体详细图个体详细图n游仆虫属捕食游仆虫属捕食鳞可虫属1鳞可虫属2有毒物质流入时微生物的变化现象：现象：n原生动物和轮虫等后原生动物和轮虫等后生动物减少生动物减少n楯纤属急剧减少楯纤属急剧减少n解决措施：增加曝气解决措施：增加曝气池微生物浓度，去除池微生物浓度，去除有毒物质有毒物质活性污泥法的基本工艺流程活性污泥法的基本工艺流程图图62 活性污泥法的基本流程活性污泥法的基本流程a.预处理设施：包括初沉池、调节池和水解酸化池，主要作预处理设施：包括初沉池、调节池和水解酸化池，主要作用是去除用是去除SS、调节水质、水解酸化、调节水质、水解酸化b.曝气池：工艺主体，其通过充氧、搅拌、混合、传质

30、实现曝气池：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等有机物的降解和硝化反应等c.二次沉淀池：泥水分离，澄清净化、初步浓缩活性污泥。二次沉淀池：泥水分离，澄清净化、初步浓缩活性污泥。n为控制反应器微生物总量与活性，需要回流部分活性污泥，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是为了维持活性污泥系统的稳定或MLSS恒定。恒定。n利用生物絮状体为生化反应的主体物利用生物絮状体为生化反应的主体物n利用曝气设备向生化反应系统分散空气或氧气

31、，为利用曝气设备向生化反应系统分散空气或氧气，为微生物提供氧源微生物提供氧源n对体系进行混合搅拌以增加接触和加速生化反应传对体系进行混合搅拌以增加接触和加速生化反应传质过程质过程n采用沉淀方式，降低出水中的微生物的固体含量采用沉淀方式，降低出水中的微生物的固体含量n通过回流使沉淀池浓缩的微生物絮凝体返回到反应通过回流使沉淀池浓缩的微生物絮凝体返回到反应系统系统n为保证系统内生物细胞平均停留的时间的稳定，经为保证系统内生物细胞平均停留的时间的稳定，经常排出一部分生物固体。常排出一部分生物固体。活性污泥的设计和运行参数活性污泥的设计和运行参数1、水力停留时间、水力停留时间nHydrolic Ret

32、ention Time简写作简写作HRT，是指待处，是指待处理污水在反应器内的平均停留时间。如果反应器的理污水在反应器内的平均停留时间。如果反应器的有效容积为有效容积为V（立方米），则：（立方米），则：nHRT = V / Q (h)普通活性污泥法一般为普通活性污泥法一般为6-10h2、污泥浓度、污泥浓度 （MLSS）和（）和（MLVSS）: MLSS 为为1L曝气池混合液中所含悬浮固体的重量，曝气池混合液中所含悬浮固体的重量，单位单位mg/L。一般活性污泥法的。一般活性污泥法的MLSS控制在控制在2000-4000mg/L 。MLVSS为挥发性污泥浓度：为挥发性污泥浓度：1L曝气池混合液中所

33、曝气池混合液中所含挥发性悬浮固体的重量（干重），单位含挥发性悬浮固体的重量（干重），单位mg/L。3、污泥沉降比、污泥沉降比(SV) ： 曝气池混合液静置曝气池混合液静置30min后，沉降的污泥体积与后，沉降的污泥体积与原混合液体积之比，以百分数来表示。城市污原混合液体积之比，以百分数来表示。城市污水水: 15%-30%。反映沉淀和凝聚性能的好坏。反映沉淀和凝聚性能的好坏。4、污泥容积指数、污泥容积指数: 曝气池混合液曝气池混合液30min静沉后，静沉后，1克干污泥所占沉克干污泥所占沉淀污泥容积的体积。反映污泥的松散程度。淀污泥容积的体积。反映污泥的松散程度。 (SIV50-150ml/g)S

34、VI反映了活性污泥的凝聚性和沉降性，一般反映了活性污泥的凝聚性和沉降性，一般控制在控制在50150之间，对城市污水和生活污水，之间，对城市污水和生活污水，介于介于70-100之间。之间。若过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物较多，若过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物较多，缺乏活性，缺乏活性，若大于若大于200，则表明发生了污泥膨胀。，则表明发生了污泥膨胀。n5、BOD-污泥负荷率（污泥负荷率（Ns）（又称）（又称F/M）单位时间内，单位重量的活性污泥能接受并能将单位时间内，单位重量的活性污泥能接受并能将其降解到预定程度的有机物的数量，或每日有机其降解到预定程度的有机物的数量，或每日有机污染物进入

35、量与曝气池内活性污泥总量的比值。污染物进入量与曝气池内活性污泥总量的比值。用用kgBOD5/(kgMLSSd)表示。又称有机负荷率，表示。又称有机负荷率，F/M值。值。Ns=QSa/XV V=QSa/XNs普通活性污泥法控制在普通活性污泥法控制在0.2-0.4 kgBOD/（kgMLSSd）。）。 Ns 选取选取 过高过高(达到达到1.0左右），微生物体内营养贮存增多，左右），微生物体内营养贮存增多，多糖类等粘性物质大量出现，使菌胶团的持水性多糖类等粘性物质大量出现，使菌胶团的持水性增加，沉淀性变差；如果再进一步增加，生长期增加，沉淀性变差；如果再进一步增加，生长期变化，大量游离细菌出现，有机

36、物降解和微生物变化，大量游离细菌出现，有机物降解和微生物繁殖速度都很大，微生物处于分散状态。繁殖速度都很大，微生物处于分散状态。过低，有机物降解和微生物繁殖速度慢，容积大，过低，有机物降解和微生物繁殖速度慢，容积大，增加了基建投资增加了基建投资Ns 高负荷：高负荷：1.5-2.50 kgBOD5/kgMlss d 中负荷（一般）：中负荷（一般）：0.4-0.2 低负荷：低负荷：0.1(0.03-0.05)应避开应避开Ns 0.5-1.5 易发生污泥膨胀易发生污泥膨胀城市污水：城市污水：Ns：0.4-0.36、污泥龄、污泥龄又称污泥平均停留时间（又称污泥平均停留时间（Sludge Retenti

37、on Time ）（SRT）、生物固体平均停留时间、细胞平均停）、生物固体平均停留时间、细胞平均停留时间，指在反应系统内，微生物从生成到排出留时间，指在反应系统内，微生物从生成到排出系统的平均停留时间，也就是反应系统内微生物系统的平均停留时间，也就是反应系统内微生物全部更新一次所需的时间。从工程上来说就是反全部更新一次所需的时间。从工程上来说就是反应系统内活性污泥总量与每日排放的污泥量之比。应系统内活性污泥总量与每日排放的污泥量之比。 普通活性污泥法一般普通活性污泥法一般2-4d。 c=VX/XX每日增长的活性污泥量，即应排出系统外的活性污泥量。每日增长的活性污泥量，即应排出系统外的活性污泥量

38、。X=QwXr+(Q-Qw)XeQw作为剩余污泥排放的污泥量，作为剩余污泥排放的污泥量，Xr-剩余污泥浓度；剩余污泥浓度；Xe-排放处理水中的污泥浓度。排放处理水中的污泥浓度。在一般条件下，在一般条件下，Xe可忽略不计。可忽略不计。c=VX/(QwXr) 1/c=YNrs-Kd YNs-Kdc与与Ns呈负相关关系呈负相关关系Y微生物合成产率系数（降解微生物合成产率系数（降解1kg底物所合成的生物量）底物所合成的生物量）Kd衰减系数（微生物内源呼吸时自身降解速率）；衰减系数（微生物内源呼吸时自身降解速率）；污泥产率系数污泥产率系数Y ：活性污泥每降解活性污泥每降解1 kgBOD1 kgBOD5

39、5所新生成的活性污泥的所新生成的活性污泥的kgkg数。生活污水的污泥产率系数一般为数。生活污水的污泥产率系数一般为0.4-0.7.0.4-0.7.6、溶解氧（、溶解氧（DO）曝气池出口处的混合液的曝气池出口处的混合液的DO浓度保持在浓度保持在2mg/L左右，可使活性污泥保持良好的净化功能。左右，可使活性污泥保持良好的净化功能。n水温水温活性污泥微生物的最适温度范围：活性污泥微生物的最适温度范围：1535。n营养物质营养物质微生物对氮和磷的需要量可按微生物对氮和磷的需要量可按BOD：N：P100：5：1来考虑。来考虑。7、其他条件、其他条件活性污泥微生物的最适活性污泥微生物的最适pH范围：范围：

40、6.58.5。有毒和有抑制物质有毒和有抑制物质:如重金属、氰化物、硫化氢、如重金属、氰化物、硫化氢、酚、醇、醛、染料等酚、醇、醛、染料等五、活性污泥的增长规律五、活性污泥的增长规律n生长率下降阶段生长率下降阶段F/M值下值下降到一定水平后，有机底降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生物增殖物的浓度成为微生物增殖的控制因素；的控制因素；n活性污泥的能量水平已下活性污泥的能量水平已下降，絮凝体开始形成，活降，絮凝体开始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；沉淀性能均较好；n由于残存的有机物浓度较由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较大改善，低，出水水质有较大改善，并且

41、整个系统运行稳定；并且整个系统运行稳定；n一般来说，大多数活性污一般来说，大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运泥处理厂是将曝气池的运行工况控制在这一范围内行工况控制在这一范围内的。的。减速增殖减速增殖内源呼吸阶段内源呼吸阶段微生物增殖曲线微生物增殖曲线生长率上升阶段生长率上升阶段生长率下降阶段生长率下降阶段n活性污泥增殖规律的应用：活性污泥增殖规律的应用：n活性污泥的增殖状况，主要是由活性污泥的增殖状况，主要是由F/M值所控制；值所控制；n处于不同增长期的活性污泥，其性能不同，处理处于不同增长期的活性污泥，其性能不同，处理出水的水质也不同；出水的水质也不同；n可以通过调整可以通过调整F/M值，来

42、调控曝气池的运行工况，值，来调控曝气池的运行工况，以达到所要求的出水水质和活性污泥的良好性能；以达到所要求的出水水质和活性污泥的良好性能；n推流式：推流式： 一段线段；一段线段； n完全混合式：完全混合式： 一个点一个点几种活性污泥法的运行方式几种活性污泥法的运行方式n推流式活性污泥法推流式活性污泥法n完全混合式活性污泥法完全混合式活性污泥法n短时曝气法（高负荷）短时曝气法（高负荷）n阶段曝气法（多点进水法）阶段曝气法（多点进水法）n吸附生物降解法（吸附生物降解法（AB法）法）n序批式间歇反应器（序批式间歇反应器（SBR法）法）n氧化沟法（氧化沟法（Oxidation Ditch）n深水曝气活

43、性污泥法深水曝气活性污泥法1、推流式活性污泥法V X二沉池二沉池Q S0Qr Xr SeQwXrSe曝气池曝气池供氧速率供氧速率需氧速率需氧速率曝气过程曝气过程n主要优点：主要优点：a.处理效果好：处理效果好：BOD5的去除率可达的去除率可达90-95%；b.对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。调节。n主要问题：主要问题：a.为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷，因而池容较大，占地面积较大；的有机负荷，因而池容较大，占地面积较大；b.在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现在池末端可能出现供

44、氧速率高于需氧速率的现象，会浪费了动力费用；象，会浪费了动力费用；c.对冲击负荷的适应性较弱。对冲击负荷的适应性较弱。推流式曝气池2、阶段曝气法（多点进水法）、阶段曝气法（多点进水法）a.废水沿池长废水沿池长分段注入曝气分段注入曝气池，有机物负池，有机物负荷分布较均衡，荷分布较均衡，改善了供养速改善了供养速率与需氧速率率与需氧速率之间的矛盾，之间的矛盾，有利于降低能有利于降低能耗；耗；b.废水分段注废水分段注入，提高了曝入，提高了曝气池对冲击负气池对冲击负荷的适应能力；荷的适应能力；3、完全混合活性污泥法、完全混合活性污泥法u污泥、污水进入曝气池后与原混合液充分污泥、污水进入曝气池后与原混合液

45、充分混合。混合。主要特点：主要特点：a. 进水一进入曝气池，就立即被大量混合进水一进入曝气池，就立即被大量混合液所稀释，所以对冲击负荷有一定的抵抗能液所稀释，所以对冲击负荷有一定的抵抗能力；力；b. 池内各点水质相同，池内各点水质相同，F/M相等，微生物相等，微生物增值曲线上处于一个点，可以方便地通过对增值曲线上处于一个点，可以方便地通过对F/M的调节，使整个反应器内的有机物降解的调节，使整个反应器内的有机物降解反应控制在最佳状态；反应控制在最佳状态；c.适合于处理较高浓度的有机工业废水。适合于处理较高浓度的有机工业废水。d.动力消耗低于推流式动力消耗低于推流式 问题：微生物对有机物的降解动力

46、低，易产问题：微生物对有机物的降解动力低，易产生污泥膨胀；处理水水质比推流式较差。生污泥膨胀；处理水水质比推流式较差。4、延时曝气活性污泥法、延时曝气活性污泥法完全氧化活性污泥法完全氧化活性污泥法主要特点：主要特点：a.有机负荷率非常低，污泥持续处于内源代有机负荷率非常低，污泥持续处于内源代谢状态，剩余污泥少且稳定，勿需再进行处谢状态，剩余污泥少且稳定，勿需再进行处理；理；b.处理出水水质稳定性较好，对废水冲击负处理出水水质稳定性较好，对废水冲击负荷有较强的适应性；荷有较强的适应性；c.在某些情况下，可以不设初次沉淀池。在某些情况下，可以不设初次沉淀池。4、延时曝气活性污泥法、延时曝气活性污泥

47、法完全氧化活性污泥法完全氧化活性污泥法主要缺点：池容大、曝气时间长，建设费用主要缺点：池容大、曝气时间长，建设费用和运行费用都较高，而且占地大；一般适用和运行费用都较高，而且占地大；一般适用于处理水质要求高的小型城镇污水和工业废于处理水质要求高的小型城镇污水和工业废水，水量一般在水，水量一般在1000m3/d以下。以下。又称短时曝气法或不完全处理活性污泥法又称短时曝气法或不完全处理活性污泥法主要特点：主要特点：有机负荷率高：有机负荷率高：Ns=1.5-3.0 kgBOD/kgMLSSd曝气时间短，曝气时间短，HRT=1.5-3h,对废水的处理效果较对废水的处理效果较低，低，BOD去除率不过去除

48、率不过70-75%；在系统和曝气池的构造等方面与传统法相同。在系统和曝气池的构造等方面与传统法相同。5、高负荷活性污泥法、高负荷活性污泥法6、AB法（法（吸附生物降解）吸附生物降解）ABAB（Adsorption-BiodegradationAdsorption-Biodegradation）2020世纪世纪7070年代中期开创年代中期开创该工艺于该工艺于80 80 年代初应用于工程实践年代初应用于工程实践, ,目前目前, , 国国内已有多家城市污水处理厂采用了内已有多家城市污水处理厂采用了AB AB 法工艺。法工艺。AB法工艺的流程法工艺的流程nA A 段：段：负荷较高，缺氧，负荷较高，缺氧

49、，泥龄短泥龄短, HRT30min, HRT30min， 有利于增殖速度有利于增殖速度较快的微生物生长繁殖，较快的微生物生长繁殖，BOD去除去除4070;污泥产率较高，污泥产率较高，吸附能力强，重金属、难降解物质以及氮、磷等植物性营养物质吸附能力强，重金属、难降解物质以及氮、磷等植物性营养物质等，都可能通过污泥的吸附作用得以去除。等，都可能通过污泥的吸附作用得以去除。nB段：段：Ns=0.15kgBOD/kgMLSSd，HRT2-4h，污泥龄，污泥龄15-20d n两段完全分开，各自有独特的微生物群体，有利于功能的稳定。两段完全分开，各自有独特的微生物群体，有利于功能的稳定。在污水开始与活性污

50、泥接触后在污水开始与活性污泥接触后10 30min内，因吸附去除废内，因吸附去除废水中大量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物，使废水的水中大量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物，使废水的BOD5值值(或或COD值值)大幅度下降。大幅度下降。BOD吸附吸附降解降解曝气过程曝气过程优缺点：优缺点：ABAB法处理效果稳定，具有抗冲击负荷能力；法处理效果稳定，具有抗冲击负荷能力；特别适用于处理浓度较高、水质水量变化较大特别适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水；的污水；与传统活性污泥法相比，与传统活性污泥法相比，AB AB 工艺在工艺在CODCOD、BODBOD、SSSS、总磷和总氮上的去除率均高于前者，

51、且工、总磷和总氮上的去除率均高于前者，且工程投资和运行费用方面也省；程投资和运行费用方面也省；L缺点产泥量较大缺点产泥量较大, , 不具备深度脱氮除磷功能不具备深度脱氮除磷功能7、序批式活性污泥法（、序批式活性污泥法（SBRSBR） n SBR工艺即序批式活性污泥法（工艺即序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Process，SBR），又称为间），又称为间歇式活性污泥法，在运行中采用歇式活性污泥法，在运行中采用间歇间歇操作的形操作的形式，反应池是一批批地处理废水。式，反应池是一批批地处理废水。 SBRSBR工艺的工作原理工艺的工作原理 SBRSBR是在单一的反应器

52、内是在单一的反应器内, , 在时间上进行各种在时间上进行各种目的的不同操作目的的不同操作, , 故称之为时间序列上的废水故称之为时间序列上的废水处理工艺，它集调节池、曝气池、沉淀池为一处理工艺，它集调节池、曝气池、沉淀池为一体体, , 不需设污泥回流系统。不需设污泥回流系统。 SBR SBR工艺的一个完整操作周期有五个阶段工艺的一个完整操作周期有五个阶段: : u进水期、反应期、沉淀期、排水期和闲置期。进水期、反应期、沉淀期、排水期和闲置期。 进水进水 反应反应 沉淀沉淀 排水排水 闲置闲置SBR 运行工序图运行工序图n流程简单流程简单, , 占地面积小，投资省；占地面积小，投资省；n管理方便

53、管理方便, ,便于自动控制，便于自动控制，运行费用低；运行费用低； n固液分离效果好，出水水质好固液分离效果好，出水水质好。属于理想的静止属于理想的静止沉淀，固液分离效果好。剩余污泥含水率低沉淀，固液分离效果好。剩余污泥含水率低, , 这这为后续污泥的处置提供了良好的条件。为后续污泥的处置提供了良好的条件。n运行操作灵活，效果稳定：运行操作灵活，效果稳定： n可以按脱氮除磷的工艺运行。可以按脱氮除磷的工艺运行。 n 有效防止污泥膨胀：有效防止污泥膨胀： 由于由于SBRSBR具有理想推流式特点，有机物浓度存在具有理想推流式特点，有机物浓度存在较大的浓度梯度，有利于菌胶团细菌的繁殖，抑制较大的浓度

54、梯度，有利于菌胶团细菌的繁殖，抑制丝状菌的生长，另外，反应器内缺氧好氧的变化以丝状菌的生长，另外，反应器内缺氧好氧的变化以及较短的污泥龄也是抑制丝状菌的生长的因素，从及较短的污泥龄也是抑制丝状菌的生长的因素，从而有效地防止污泥膨胀。而有效地防止污泥膨胀。 n 耐冲击负荷耐冲击负荷 ： 池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 8 8、氧化沟、氧化沟( (Oxidation Ditch，简称，简称OD) 氧化沟的构造氧化沟的构造l曝气池呈圆形、椭圆形或同心圆形的沟渠；曝气池呈圆形、椭圆形或

55、同心圆形的沟渠；l混合液在其中循环流动；曝气设备供氧及推动水混合液在其中循环流动；曝气设备供氧及推动水流作循环流动，防止活性污泥沉淀及对反应混合流作循环流动，防止活性污泥沉淀及对反应混合液的混合。液的混合。 氧化沟的特点氧化沟的特点n氧化沟呈完全混合氧化沟呈完全混合-推流式；推流式；0.4 0.5m/s，在整个，在整个停留时间内要作停留时间内要作72-360次循环因此氧化沟又是完次循环因此氧化沟又是完全混合的；全混合的；n在控制适宜的条件下，沟内同时具有好氧区和缺在控制适宜的条件下，沟内同时具有好氧区和缺氧区，取得脱氮效果，同时使得活性污泥具有良氧区，取得脱氮效果，同时使得活性污泥具有良好的沉

56、降性能。好的沉降性能。 nBOD负荷低，负荷低，0.05-0.15 kgBOD/kgMLSSd处理处理出水水质良好；出水水质良好；n悬浮状的有机物可在氧化沟内得到部分稳定，可悬浮状的有机物可在氧化沟内得到部分稳定，可考虑不设初沉池，比较经济。考虑不设初沉池，比较经济。n对水温、水质和水量的变动有较强的适应性；对水温、水质和水量的变动有较强的适应性；n污泥龄长，可达污泥龄长，可达15 30d；剩余污泥产量少；得到；剩余污泥产量少；得到一定程度的稳定一定程度的稳定,一般可不设污泥消化处理装置。一般可不设污泥消化处理装置。n硝化细菌生长，从而使氧化沟具有脱氮的功能硝化细菌生长，从而使氧化沟具有脱氮的

57、功能 Orbal式氧化沟式氧化沟 又称同心圆型氧化沟又称同心圆型氧化沟 圆形或椭圆形的沟渠，能更好地利圆形或椭圆形的沟渠，能更好地利用水流惯性，可节省能耗；用水流惯性，可节省能耗；多沟串联可减少水流短路现象；多沟串联可减少水流短路现象；最外层第一沟的容积为总容积的最外层第一沟的容积为总容积的60 70%，其中的，其中的DO 接近于零，接近于零，为反硝化和磷的释放创造了条件；为反硝化和磷的释放创造了条件；第二、三沟的容积分别为总容积的第二、三沟的容积分别为总容积的20 30%和和10%，而，而DO则分别为则分别为1和和2mg/l；这种沟渠间的这种沟渠间的DO浓度差，有利于浓度差，有利于提高充氧效

58、率；使沟渠具有脱氮除提高充氧效率；使沟渠具有脱氮除磷的功能。磷的功能。 采用竖轴低速表面曝气器；采用竖轴低速表面曝气器；水深可达水深可达4 4.5m，沟内流，沟内流速达速达0.3 0.4m/s；混合液在沟内每混合液在沟内每5 20min循循环一次；环一次；BOD5去除率可达去除率可达95%以上，以上，脱氮率可达脱氮率可达90%，除磷效率，除磷效率可达可达50%；卡罗塞卡罗塞（Carrousel ）氧化沟氧化沟 又称平行多渠形氧化沟又称平行多渠形氧化沟 n八、活性污泥法水处理系统的过程控制与运行管八、活性污泥法水处理系统的过程控制与运行管理理n1、活性污泥的培育与驯化、活性污泥的培育与驯化n异步

59、驯化、同步驯化和接种培训法。异步驯化、同步驯化和接种培训法。n同步法则培养和驯化同时或交替进行，异步法即同步法则培养和驯化同时或交替进行，异步法即先培养后驯化，接种法利用其他污水处理厂的剩先培养后驯化，接种法利用其他污水处理厂的剩余污泥，再进行适当培训。余污泥，再进行适当培训。 n于生活污水或以生活污水为主的城市污水，污水于生活污水或以生活污水为主的城市污水，污水中菌种和营养物都具备，可直接进行培养。过程：中菌种和营养物都具备，可直接进行培养。过程：接种污泥接种污泥闷曝闷曝1-2天出现模糊的絮凝体天出现模糊的絮凝体间歇换间歇换水（每天水（每天1-2次）或连续换水持续次）或连续换水持续7-10天

60、天SV值便值便可达到可达到15%-20%。 (1)异步培训法异步培训法 工业废水和工业废水为主的城市污水工业废水和工业废水为主的城市污水p先培养先培养:粪便水稀释粪便水稀释BOD5500 mg/L，闷曝，闷曝1-2天出现模糊的絮凝体天出现模糊的絮凝体间歇换水（或先间歇后连间歇换水（或先间歇后连续，适用于有生活污水来源的处理站）至活性污续，适用于有生活污水来源的处理站）至活性污泥培养成熟。泥培养成熟。p后驯化：逐步增加工业废水比例，每次增加设计后驯化：逐步增加工业废水比例，每次增加设计流量的流量的10%-20%为宜。为宜。 （2）同步培训法）同步培训法n把培养和驯化这两个阶段合并进行，即在培养开