第四章活性污泥法

1、国家统一环境污染治理设施运营培训班国家统一环境污染治理设施运营培训班第四章第四章活性污泥法活性污泥法(课堂教学8课时)P156 P223香港百信集团武汉正源水务工程公司香港百信集团武汉正源水务工程公司孙建国孙建国主讲主讲注册证书编号注册证书编号2006-JS-WFS-0382006-JS-WFS-038一、活性污泥法一、活性污泥法概概述述1)1)掌握活性污泥法的掌握活性污泥法的基本工艺流程基本工艺流程2) 2) 掌握活性污泥法主要掌握活性污泥法主要生物种类生物种类; ; 作为活性污泥法对作为活性污泥法对污泥的要求污泥的要求3) 3) 掌握活性污泥法对掌握活性污泥法对进水的要求进水的要求活性污泥

2、法概述活性污泥法概述n活性污泥法是对城市污水及工业有机废水最活性污泥法是对城市污水及工业有机废水最有效的生物处理法。有效的生物处理法。n该技术在世界范围内及应用已有该技术在世界范围内及应用已有9090多年历史。多年历史。n在我国，水域污染日益严重，对排放污水水质标在我国，水域污染日益严重，对排放污水水质标准的严格化，要求更合理的工艺，从提高净化机准的严格化，要求更合理的工艺，从提高净化机能和运行管理的需要出发，对活性污泥法的生物能和运行管理的需要出发，对活性污泥法的生物反应和净化机理进行深入研究的基础上，活性污反应和净化机理进行深入研究的基础上，活性污泥法工艺得到很大发展，已成为污废水处理的主

3、泥法工艺得到很大发展，已成为污废水处理的主流工艺。针对不同的处理目标和运行方式，演变流工艺。针对不同的处理目标和运行方式，演变为多种处理工艺的活性污泥法。为多种处理工艺的活性污泥法。活性污泥法概述活性污泥法概述n官方数据显示，截至官方数据显示，截至2009年九月底，年九月底，全国全国设市城市、县及部分重点镇建成污水处理设市城市、县及部分重点镇建成污水处理厂厂17921792座，日处理能力约座，日处理能力约99049904万立方米万立方米; ;n污水处理率由污水处理率由20052005年底的年底的52%52%提高至提高至20082008年年底的底的66%66%左右左右活性污泥法概述活性污泥法概述

4、n活性污泥法是以活性污泥法是以活性污泥活性污泥为主体的废水生物为主体的废水生物处理的主要方法。处理的主要方法。n活性污泥法是向废水中连续通气，在活性污泥法是向废水中连续通气，在溶解氧溶解氧存在的条件下，对污水和各种微生物进行连存在的条件下，对污水和各种微生物进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的的生物凝聚、吸氧和氧化作用生物凝聚、吸氧和氧化作用，以分解去除，以分解去除污水中的有机污染物。污水中的有机污染物。n然后使污泥与水分离然后使污泥与水分离( (沉淀沉淀) )，大部分污泥回，大部分污泥回流到曝气池流到曝气池（补充），（补充），多余部分排出活性污

5、多余部分排出活性污泥系统泥系统（污泥处理）（污泥处理）活性污泥法的基本工艺流程活性污泥法的基本工艺流程n活性污泥法基本流程n参考课件活性污泥法的生物种类活性污泥法的生物种类n活性污泥是活性污泥处理系统中的主体作活性污泥是活性污泥处理系统中的主体作用物质用物质, ,在废水生物处理中在废水生物处理中, ,不论采用何种不论采用何种方法处理构筑物及何种工艺流程方法处理构筑物及何种工艺流程, ,都是通过都是通过处理系统中活性污泥或生物膜处理系统中活性污泥或生物膜微生物微生物的新的新陈代谢的作用陈代谢的作用, ,使活性污泥具有将有机污染使活性污泥具有将有机污染物转化为稳定无机物物转化为稳定无机物, ,在有

6、氧的条件下在有氧的条件下, ,将将废水中的有机物氧化分解为无机物废水中的有机物氧化分解为无机物, ,从而达从而达到废水净化的目的。到废水净化的目的。n处理后出水水质的好坏同组成活性污泥的处理后出水水质的好坏同组成活性污泥的微生物微生物的的种类、数量种类、数量及其及其活性活性有关。有关。活性污泥法的生物种类活性污泥法的生物种类n在处理生活污水的活性污泥中存在大量的在处理生活污水的活性污泥中存在大量的细菌类、原生动物、藻类和部分后生动物细菌类、原生动物、藻类和部分后生动物, ,通过辨别认定其种属通过辨别认定其种属, ,据此可以判别处理水据此可以判别处理水质的优劣质的优劣, ,因此将微型动物称为活性

7、污泥系因此将微型动物称为活性污泥系统中的指示生物统中的指示生物 （生物相）（生物相） 后生动物 原生动物 细菌活性污泥法的生物种类活性污泥法的生物种类n细菌类细菌类 体积小、种类多、代谢活力强体积小、种类多、代谢活力强 在污水处理所利用的生物群体中，细菌是在污水处理所利用的生物群体中，细菌是体型是最微小的一种。（体型是最微小的一种。（直径直径0.5-2um0.5-2um，只有在，只有在1 1千倍电子显微镜才观察到千倍电子显微镜才观察到）它具有在好氧及厌氧）它具有在好氧及厌氧条件下吸收分解各种有机物的能力。条件下吸收分解各种有机物的能力。 对污水起作用的主要菌种有对污水起作用的主要菌种有: :

8、菌胶团、球衣细菌、硝化菌、脱氮菌、菌胶团、球衣细菌、硝化菌、脱氮菌、 聚磷菌等聚磷菌等n（1）活性污泥法的生物种类活性污泥法的生物种类n在废水生化处理中，正是利用了这些特征，在废水生化处理中，正是利用了这些特征，很容易找到能分解有机污染物的微生物。很容易找到能分解有机污染物的微生物。由于细菌繁殖快可使之繁殖增多到我们所由于细菌繁殖快可使之繁殖增多到我们所需的数量由于它体积小同外界环境物质交需的数量由于它体积小同外界环境物质交换频繁，因此代谢活力极高，即可快速地换频繁，因此代谢活力极高，即可快速地从废水中降解有机污染物。此外由于细菌从废水中降解有机污染物。此外由于细菌易变异，可使我们筛选、驯化出

9、适合与需易变异，可使我们筛选、驯化出适合与需要的菌种。要的菌种。活性污泥法的生物种类活性污泥法的生物种类n菌胶团菌胶团 它是形成生物絮体和生物膜的主要生物，在胶质它是形成生物絮体和生物膜的主要生物，在胶质中含有无数的菌体。中含有无数的菌体。n菌胶团细菌的作用：菌胶团细菌的作用：n菌胶团细菌是构成活性污泥凝絮体的主要成分菌胶团细菌是构成活性污泥凝絮体的主要成分 有很强的吸附、氧化分解的能力有很强的吸附、氧化分解的能力n保护作用，细菌形成菌胶团后可防止被微型动物保护作用，细菌形成菌胶团后可防止被微型动物所吞噬，并在一定程度上可免受毒物的影响所吞噬，并在一定程度上可免受毒物的影响n有很好的沉降性能，

10、使污泥在二沉池中迅速地泥有很好的沉降性能，使污泥在二沉池中迅速地泥水分离水分离活性污泥法的生物种类活性污泥法的生物种类n球衣菌球衣菌 菌体排列一系列呈丝状，通常为白色或灰菌体排列一系列呈丝状，通常为白色或灰色，使常见的一类菌种，在活性污泥中大色，使常见的一类菌种，在活性污泥中大量繁殖，使污泥膨胀，给污水处理带来危量繁殖，使污泥膨胀，给污水处理带来危害害活性污泥法的生物种类活性污泥法的生物种类n脱氮菌脱氮菌 在缺氧条件下，利用硝酸盐中的氧来氧化分解在缺氧条件下，利用硝酸盐中的氧来氧化分解有机物，将硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气有机物，将硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气n硝化菌硝化菌 在好氧条件下，将氨氮氧

11、化为亚硝酸盐在好氧条件下，将氨氮氧化为亚硝酸盐 氧氧化成化成 硝酸盐的细菌硝酸盐的细菌n聚磷菌聚磷菌 在厌氧（无溶解氧在厌氧（无溶解氧, ,无硝化盐和亚硝酸盐）和耗无硝化盐和亚硝酸盐）和耗氧交替条件下，对磷有过剩摄取能力。氧交替条件下，对磷有过剩摄取能力。活性污泥法的生物种类活性污泥法的生物种类n原生动物原生动物（单细胞的好氧动物）（单细胞的好氧动物） 个体很小，长度一般在个体很小，长度一般在100300um100300um，用普通，用普通显微镜可清楚观察到其形态。显微镜可清楚观察到其形态。 它具有吞食污水中的有机物和细菌，在体它具有吞食污水中的有机物和细菌，在体内迅速氧化分解的能力，在活性污

12、泥法和内迅速氧化分解的能力，在活性污泥法和生物膜法中它除了去除有机物，加快有机生物膜法中它除了去除有机物，加快有机物的分解外，能使生物膜的表面吸附能力物的分解外，能使生物膜的表面吸附能力获得再生获得再生 活性污泥法的生物种类活性污泥法的生物种类原生动物原生动物类群的分类类群的分类n肉足虫（肉足虫（1 1） 其细胞质可伸缩变动而形成伪足其细胞质可伸缩变动而形成伪足, ,作为运动和作为运动和摄食的胞器摄食的胞器, ,常见的有变形虫和表壳虫。常见的有变形虫和表壳虫。n鞭毛虫鞭毛虫具有一根或一根以上的鞭毛具有一根或一根以上的鞭毛, ,鞭毛是其运动器官鞭毛是其运动器官, ,常见的有滴虫、聚屋滴虫、眼虫、

13、豆形虫和粗袋常见的有滴虫、聚屋滴虫、眼虫、豆形虫和粗袋鞭虫等。鞭虫等。n纤毛虫纤毛虫动物周身表面或部分表面具有纤毛动物周身表面或部分表面具有纤毛, ,作为运动或摄作为运动或摄食的工具食的工具, ,具有胞口、口围等吞噬和消化的器官具有胞口、口围等吞噬和消化的器官, , 分为分为游泳型游泳型和和固着型固着型两种两种, ,常见的游泳型有漫常见的游泳型有漫游虫、草履虫、管叶虫、斜管虫等游虫、草履虫、管叶虫、斜管虫等; ;常见的固着型常见的固着型有钟虫、盖虫、独缩虫、聚缩虫、吸管虫、累枝有钟虫、盖虫、独缩虫、聚缩虫、吸管虫、累枝虫等。虫等。活性污泥法的生物种类活性污泥法的生物种类n藻类 是植物，含叶绿素

14、。叶绿素吸收二氧化碳和水进行光合作用而生成碳水化合物时，将释放出大量的氧气于水中。稳定塘就是利用这种氧来氧化污水中的有机物活性污泥法的生物种类活性污泥法的生物种类n后生动物 后生动物稍复杂，多细胞构成，体内有各种器官。参与污水处理的后生动物，包括 从体型较小的轮虫到栖息于生物滤池的甲壳虫，昆虫幼体等体型较大的类型活性污泥法的活性污泥法的对进水水质的要求对进水水质的要求 由于生物处理时利用微生物的作用处理污由于生物处理时利用微生物的作用处理污水，因此必须满足微生物在反应器内的连水，因此必须满足微生物在反应器内的连续繁殖条件续繁殖条件n 营养源营养源: :n PH: PH:n 水温水温: :n 进

15、水浓度进水浓度: :n 水量水量: :n 其它其它: : 悬浮物质、油脂类及油份、溶解盐类、重悬浮物质、油脂类及油份、溶解盐类、重 金属类金属类活性污泥法的基本工艺流程活性污泥法的基本工艺流程n营养源：营养源： 要使微生物在生物反应器内繁殖，就必须要使微生物在生物反应器内繁殖，就必须有形成微生物细胞的元素存在。有形成微生物细胞的元素存在。 特别是氮、磷元素存在。特别是氮、磷元素存在。 若按重量比表示，所必须的氮、磷等营养若按重量比表示，所必须的氮、磷等营养盐的比例为盐的比例为 BODBOD5 5：N N：P = 100P = 100： 5 5：1 1。（城市污水）。（城市污水） BODBOD5

16、 5：N N：P = 100P = 100：1010：5 5。（工业废水）。（工业废水）活性污泥法的基本工艺流程活性污泥法的基本工艺流程当生物处理装置内液体的PH明显大于或小于中性值时，处理水的水质将会恶化，标准的PH应控制在6.08.5范围内。活性污泥法活性污泥法对进水水质的要求对进水水质的要求n水温：水温： 在好氧处理时，若处理装置内的水温超过在好氧处理时，若处理装置内的水温超过 40,40,就会引起蛋白变质，氧失去活性，导致处理水质恶就会引起蛋白变质，氧失去活性，导致处理水质恶化。化。 石油废水、造纸废水，在夏季有时超过石油废水、造纸废水，在夏季有时超过40400 0c c时，时，高温也

17、会杀死处理装置的微生物高温也会杀死处理装置的微生物 低温时会降低微生物的活性。低温时会降低微生物的活性。n微生物在适宜范围内温度每升高微生物在适宜范围内温度每升高10100 0c c，酶促反应速，酶促反应速度提高度提高1212倍，因而微生物的代谢速率和生长速率倍，因而微生物的代谢速率和生长速率均可相应提高。培养微生物时要将它们置于最适宜均可相应提高。培养微生物时要将它们置于最适宜的条件下，使微生物以最快的生长速率生长，过高的条件下，使微生物以最快的生长速率生长，过高或过低的温度会使代谢速率变缓。或过低的温度会使代谢速率变缓。活性污泥法活性污泥法对进水水质的要求对进水水质的要求n进水浓度：进水浓

18、度： 在生物处理时，对于危害微生物活性的有在生物处理时，对于危害微生物活性的有机物，比较安全的方法，是采用稀释方法机物，比较安全的方法，是采用稀释方法 微生物经过驯化后能获得耐受高浓度的能微生物经过驯化后能获得耐受高浓度的能力力 改变工艺单元也可以承担高浓度负荷改变工艺单元也可以承担高浓度负荷 活性污泥法活性污泥法对进水水质的要求对进水水质的要求n水质、水量的变化：水质、水量的变化： 水量增大时，二沉池的表面负荷会增加，水量增大时，二沉池的表面负荷会增加，给活性污泥的沉降分离造成不良影响。给活性污泥的沉降分离造成不良影响。 水量波动时，二沉池的污泥沉降分离带来水量波动时，二沉池的污泥沉降分离带

19、来许多问题。许多问题。 一般在生化池前，设置调节池，以调节水一般在生化池前，设置调节池，以调节水量和均置水质量和均置水质活性污泥法活性污泥法对进水水质的要求对进水水质的要求n其它：其它： a a）悬浮物质：它对活性污泥法影响很大）悬浮物质：它对活性污泥法影响很大 b b）油脂及油分：动植物油一般能被生物分解；）油脂及油分：动植物油一般能被生物分解；在曝气池能形成油膜，对处理不利；动物性油脂，在曝气池能形成油膜，对处理不利；动物性油脂，在低温时，凝结成球状，降解极为缓慢。在低温时，凝结成球状，降解极为缓慢。 c c）溶解盐类：它对微生物影响是渗透压；钙离）溶解盐类：它对微生物影响是渗透压；钙离子

20、浓度高时，同有机物分解时产生二氧化碳进行子浓度高时，同有机物分解时产生二氧化碳进行反应，生成碳酸钙的沉淀，增加了活性污泥的无反应，生成碳酸钙的沉淀，增加了活性污泥的无机分子机分子 d d）重金属：微生物的繁殖需要锌、铜、钴、钼）重金属：微生物的繁殖需要锌、铜、钴、钼等微量元素，超过一定限度就会有害；其它重金等微量元素，超过一定限度就会有害；其它重金属镍、镉、铬也对微生物有害属镍、镉、铬也对微生物有害活性污泥系统的工艺参数活性污泥系统的工艺参数 可分为三大类:n曝气池的工艺参数：主要包括污水在曝气池内的水利停留时间、曝气池内的活性污泥浓度、活性污泥的有机负荷。n二沉池的工艺参数：主要包括混合液在

21、二沉池内的停留时间、二沉池的水力表面负荷、出水堰的堰板溢流负荷、二沉池内污泥层的深度、固体表面负荷。n整个工艺系统的参数：包括入流水质水量、回流污泥量和回流比、回流污泥浓度、剩余污泥排放量、污泥龄。n以上工艺参数相互之间联系紧密，任一参数的变化都会影响到其它参数。1.入流水质水量n入流水质也直接影响到运行控制。传统活性污泥工艺的主要目标是降低污水中的BOD5，因此，入流污水的BOD5必须准确测定，它是工艺调控的一个基本数据。n入流污水量Q必须充分利用所设置的计量设施准确计量，它是整个活性污泥系统运行控制的基础。Q的计量不准确，必然导致运行控制的某些失误。2.回流污泥量与回流比n回流污泥量是从二

22、沉池补充到曝气池的污泥量，常用QR表示。QR是活性污泥系统的一个重要的控制参数，通过有效调试QR，可以改变工艺运行状态，保证运行的正常。回流比是回流污泥量与入流污水量之比 常用R表示：R = QR = QR R/Q/Qn保持R的相对恒定，使一种重要的运行方式。回流比R也可以根据实际运行需要加以调整。传统活性污泥工艺的R的一般在 25100%25100%之间3 混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体 混合液悬浮固体（MLSS）nMLSS可以近似表示曝气池内活性微生物的浓度。当入流污水的BOD5增高时，一般应提高MLSS。实际测得的MLSS，是混合液的滤过性残渣，活性污泥絮凝体内的活性微生物量、非活性的

23、有机物和无机物都被滤纸截流而包括在所测得的MLSS中，因此MLSS值实际比活性微生物的浓度值要大。n混合液的挥发性悬浮固体（MLVSS） 它是MLSS中的有机部分，可能较MLSS值接近活性微生物浓度。MLVSS的测量较MLSS稍麻烦一点，但污水处理厂运行管理中应尽量采MLVSSMLVSS。3 混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体 回流污泥挥发性悬浮固体（RSS）n是指回流污泥中悬浮固体的浓度，通常用是指回流污泥中悬浮固体的浓度，通常用RSSRSS表示，它近似表示回流污泥中的活性微表示，它近似表示回流污泥中的活性微生物浓度。生物浓度。n运行管理中应尽量采用运行管理中应尽量采用RVSSRVSS，即，即

24、 传统活性传统活性污泥法的污泥法的MLSSMLSS在在1500150030003000mg/Lmg/L之间，而之间，而RSSRSS则取决于回流比则取决于回流比R R的大小，以及活性污的大小，以及活性污泥的沉降性能和二沉池的运行状况。泥的沉降性能和二沉池的运行状况。3 混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体 回流污泥系统的控制n保持回流量的恒定；保持回流比的恒定；定期或随时调整回流量、回流比，使状态最佳n回流量恒定一般污水厂采用（水量波动稳定）n回流比恒定在剩余污泥排放量不变的情况下可保持MLSS、F/M、二沉池泥位，保证相对稳定的处理效果n定期或随时调整回流量、回流比，使状态最佳二沉池泥层控制0.3

25、0.9M或池深的1/3，调整幅度不超过5%3 混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体n例1.某厂二沉池泥层控制在0.60.9m，回流比控制40%，泥层超过1m，试分析回流比的调节方案解：将回流比调到45%，观察是否下降，如5h后泥位仍上 升，再调到50%观察，泥位仍上升，应排泥。 如泥位太低，试着减少回流比，回流比太大，不仅浪费能源，还可能降低RSSn例2.某厂混合液沉降比25%，回流比50%，试分析回流比控制合理吗？如何调节。 解：将R=SV30 /100-SV30 =25%/100-25%=33% 该厂回流比偏高，二沉池泥位偏低，应将回流比逐步调到33%3 混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体n例3

26、.某厂混合液沉降比40%，回流比50%，试分析回流比控制合理吗？如何调节。 解：将R=SV30 /100-SV30 =40%/100-40%=67% 该厂回流比偏低，二沉池泥位偏高，应将回流比逐步调到67%n例4.某厂曝气池混合液MLSS为2000mg/L，回流浓度为5000mg/L，运行人员将回流比调到50% 试分析回流比调整正确否？ 解：将R=MLSS /RSS-MLSS =2000 /5000-2000=67% 回流比调到50%错误，应调到67%，如不增大排泥，污泥将随水流出，SS超标3 混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体污泥沉降曲线调节回流： 污泥沉降性能有不同性能曲线，要求是污泥沉降速

27、度达到最大浓度所需时间，则回流浓度最高，回流比最小，nA ：易沉降nB： 一般nC ：较差泥水界面高度Cm 沉降时间min3 混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体n回流比调节比较：各有优缺点n泥位：不宜造成污泥流失，SS稳定；回流污泥浓度不稳定。nSV30 ：操作方便，但沉降性能差时，得不到高浓度回流浓度。使回流比R比需要值偏大nRSS和MLSS：要分析数值，比较麻烦，可作校核n沉降曲线：简单易行，可获得较高的RSS，使污泥在二沉池停留时间短，适于硝化、除磷工艺。n在管理中，几种方法可以并用。沉降曲线确定， RSS和MLSS校核，泥位观察4.活性污泥的有机负荷 是指单位重量的活性污泥，在单位时间内

28、要保证一定的处理效果所能承受的有机污染物量，单位为kg BOD5 /（kg MLVSS.d）。 通常用F/M表示有机负荷，F代表食物，即有机污染物，M代表活性微生物量，即MLVSS，而F与M的比值代表了微生物量与食物量之间的一种平衡关系，它直接影响活性污泥增长速率、有机污染物的去出率、氧的利用率以及污泥的沉降性能。活性污泥系统的工艺参数nF/MF/M值一般在值一般在0.2-0.40.2-0.4kgkgBODBOD5 5/(kg/(kgMLVSS.dMLVSS.d) )之间，即每之间，即每1000g1000gMLVSSMLVSS每天承受每天承受0.20.20.4kg0.4kgBODBOD5 5，

29、 属于中负荷范围属于中负荷范围 nF/MF/M较大时，由于食物较充足，活性污泥中的微生物增长速较大时，由于食物较充足，活性污泥中的微生物增长速率较快，有机污染物被去处的速率也较快，但此时的活性率较快，有机污染物被去处的速率也较快，但此时的活性污泥的沉降性能可能较差。污泥的沉降性能可能较差。 属于高负荷范围属于高负荷范围 nF/MF/M较小时，由于食物不太充足，微生物增长速率较慢或基较小时，由于食物不太充足，微生物增长速率较慢或基本不增长，甚至也可能减少，此时有机物被去处的速率也本不增长，甚至也可能减少，此时有机物被去处的速率也必然较慢，但这时活性污泥沉降性能往往较好。必然较慢，但这时活性污泥沉

30、降性能往往较好。 属于低负荷范围属于低负荷范围 运行管理中应选择合适的运行管理中应选择合适的F/MF/M值，再有机物去处速率满足值，再有机物去处速率满足 要求的前提下，污泥的沉降性能最佳。要求的前提下，污泥的沉降性能最佳。 活性污泥系统的工艺参数有机负荷可用下式计算： F/M=QF/M=Q* *BODBODi i/ /（MLVSSMLVSS* *VaVa）式中: Q为入流污水量（m3/d）； BODi为入流污水的BOD5（mg/L）； Va为曝气池的有效容积（m3）； MLVSS为曝气池内活性污泥浓度（mg/L）。 一般为MLSS的75%80%活性污泥系统的工艺参数 5）混合液溶解氧浓度n传统

31、活性污泥工艺主要采用好氧过程，因而混合液中必须保持好氧状态，即混合液内必须维持一定的溶解氧DO浓度。前已述及，DO是通过单纯扩散方式进入微生物细胞内的，因而混合液须有足够高的DO值，以保持强大的扩散推动力，将微生物好氧分解所需的氧强制“注入”微生物细胞体内。传统活性污泥法一般控制DO大于等于2.0mg/L6.剩余污泥排放量和污泥龄 剩余污泥排放量n剩余活性污泥的排放量QW表示。如从曝气池排放剩余活性污泥，则其浓度为混合液的污泥浓度MLVSS；如果从回流污泥系统内排放剩余活性污泥，则其浓度为RSS。绝大部分处理厂都从回流污泥系统排泥，只有当二沉池入流固体量严重超负荷时，才考虑从曝气池直接排放。剩

32、余污泥排放是活性污泥系统运行控制中一项最重要的操作QW的大小，直接决定污泥泥龄的长短。6.剩余污泥排放量和污泥龄 污泥龄 污泥龄是指活性污泥在整个系统内的平均停留时间，一般用SRT表示。因为活性微生物基本上“包埋”在活性污泥絮凝中，因此，污泥龄也就是微生物的活性污泥系统内的停留时间。控制污泥龄是选择活性污泥系统中微生物的种类的一种方法 不同种类的微生物，具有不同的世代期。所谓世代期，是指微生物繁殖一代所需的时间如某种微生物群体从1万个繁殖成2万个需要2d的时间，则该种微生物的世代期就是2d。 6.剩余污泥排放量和污泥龄n分解有机污染物的绝大都分微生物，其世代期都小于3d，因此只要控制污泥龄大于

33、3d这些微生物就能在活性污泥系统生存下来并得以繁殖，用于处理污水。硝化杆菌的世代期一般为5d，因此要在系统内培养出硝化杆菌，将NH3-N去除，则必须控制SRT（污泥龄）大于5dn一般来说，年轻的污泥活性高，分解代谢有机污染物的能力强，但凝聚沉降性能较差；而年长的污泥有可能已老化，分解代谢能力较差，但凝聚沉降性能较好。通过调节SRT，可以选择合适的微生物年龄，使活性污泥既有较强的分解代谢能力又有良好的沉降性能。n传统活性污泥工艺一般控制SRT在35d6.剩余污泥排放量和污泥龄n活性污泥泥龄准确地应按下式计算： 活性污泥系统内的总活性污泥量/每天从系统内排除的活性污泥量 SRT =（Ma+Me+M

34、R）/（Mw+Me）n Ma为曝气池内的活性污泥量； Me为二沉池内污泥量； MR为回流系统的污泥量； Mw为每天排放的剩余污泥量； Me为二沉池出水每天带走的污泥量。 上式为最准确的计算公式，在实际运行管理中，常根据不同的情况，采用不同的近似计算公式 7.曝气池和二沉池的水力停留时间曝气池的水力停留时间n 污水在曝气池内的水力停留时间一般用Ta表示。Ta与入流污水量及池容的大小有关系。对于一定流量的污水，必须保证足够的池容，以便维持污水在曝气池内足够的停留，否则有可能将处理上不彻底的污水排放曝气池，影响处理效果。Ta有时也叫污水的曝气时间，即污水在曝气池内被曝气的时间。Ta有两种计算方法：T

35、a=Va/（Q+Qr） Ta=Va/Q Va为曝气池容积； Q和Qr分别为入流污水量和回流污泥量。7.曝气池和二沉池的水力停留时间前一种计算方法是污水在曝气池内的实际停留时间。n 后一种计算方法的时间实际上比实际停留的时间长，有时称之为名义停留时间。当回流比相对恒定或较小时，可采用第二种因计算较简单。但当回流比较大时，应注意用第一种方法核算，检查污水实际接收曝气的时间是否充足。传统活性污泥工艺的曝气池名义水力停留时间一般为69h，而实际停留时间则取决于回流比。7.曝气池和二沉池的水力停留时间混合液在二沉池内的停留时间一般用Tc表示。 TC也有名义停留时间和实际停留时间， Tc=Vc/Q Tc=

36、Vc/（Q+Qr） VcVc为二沉池的容积为二沉池的容积 Q Q为入流污水流量为入流污水流量 QrQr回流比污泥量。回流比污泥量。n Tc要足够大，以保证足够的时间进行泥水分离 以及污泥浓缩。传统活性污泥工艺二沉池名义停留时间一般在23h之间，实际停留时间往往取 决于回流比的大小。二沉池的水力表面负荷二沉池的水力表面负荷 水力表面负荷是指单位二沉池面积在单位 时间内所能沉降分离的混合液流量，它是 衡量二沉池固液分离能力的一个指标。 单位一般为m m3 3/ /（m m2 2.h.h）；对于一定的活性污泥来说二沉池的水力表面负荷越小，固液分离效果越好二沉池出水越清澈。另外，控制水力表面负荷在多大

37、值还取决于污泥的沉降性能，沉降性能良好的污泥即使水力表面负荷较大，也能得到较好的泥水分离效果。如果污泥沉降性能恶化，则必须降低水力表面负荷。 8 二沉池的固体表面负荷n水力表面负荷可用qh表示，计算如下： q qh h=Q/Ac =Q/Ac Q为入流污水量； Ac为二沉池的表面积。n传统活性污泥工艺中，qh一般不超过 1.2m3/（m2.h）8 二沉池的固体表面负荷n是指单位二沉池面积在单位时间内所能浓缩的混合液悬浮固体，单位一般为 kg /（m3.h） 它是衡量二沉池污泥浓缩能力的一个指标。n对于一定的活性污泥来说，二沉池的固体表面负荷越小，污泥在二沉池的浓缩效果较好，即二沉池排泥浓度越高。

38、n对于浓缩性能良好的活性污泥，即使二沉池的固体表面负荷较大，也能得到较高的排泥浓度。n如果活性污泥浓缩性能较差，则必须降低二沉池的固体表面负荷 8 二沉池的固体表面负荷n固体表面负荷可用qs表示，计算如下 Qs=（Q+Qr）* MLSS/A Q和Qr分别为入流污水量和回流污泥量； MLSS为混合液污泥浓度； A为二沉池的面积。n传统活性污泥工艺的固体表面负荷最大不宜超过1500kg MLSS/（m2*d）。8 二沉池的出水堰溢流负荷n是指单位长度的出水堰板单位时间内溢流的污水量，单位为m3/（m.h）。出水堰溢流负荷不能太大，否则可导致出流不均匀二沉池内发生短流，影响沉淀效果。另外溢流负荷太大

39、，还导致溢流流速太大，出水中易挟带污泥絮凝。传统活性污泥工艺的二沉池堰板溢流负荷一般控制在 510m3/（m.h）。9 二沉池的泥位和污泥层厚度n是指泥水界面的水下深度，一般用Ls表示。如果泥位抬高，即Ls太小，便增大了出水溢流漂泥的可能性，运行管理中一般控制恒定的泥位。n污泥层厚度一般用Hs表示。Hs和Ls之和等于二沉池的水深。一般控制Hs不超过Ls的1/3。活性污泥的质量n在活性污泥系统中，要完全对入流污水中有机污染物质的处理，必须要在系统内维持足够量的活性污泥。然而对活性污泥只有数量上的要求是不够的，还必须考虑活性污泥的质量。n高质量的活性污泥主要体现在四个方面： 良好的吸附性能 较高的

40、生化活性 良好的沉降性能 良好的浓缩性能活性污泥的质量颜色和气味n正常的活性污泥外观为黄褐色，可闻到土腥味。土腥味是由微生物分解代谢过程中分泌出的土臭素和异冰片（龙脑）所致。在曝气作用下，这两种物质被吹脱到大气中，产生土腥味。微生物分解能力越强，即生物活性越高，土腥味越浓。这里应强调的是，黄褐色和土腥味只是活性污泥正常的指标之一，而不是唯一指标。应该这样认为不是黄褐色或不适土腥味的活性污泥一定不正常应分析产生的原因，但有土腥味是黄褐色的活性污泥不一定正常。如发生膨胀的活性污泥一般也是黄褐色，也具有土腥味。活性污泥的质量2) 活性污泥的耗氧速率n是指单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧

41、量，一般用SOUR表示，单位常采用 mgO2/（GMLVSS.h）。nSOUR也称为活性污泥的呼吸速率或消化速率，它是衡量活性污泥的生物活性的一个重要指标。如果F/M较高，或SRT较小，则活性污泥的生物活性也较高，其SOUR值也较大。反之，F/M较低，SRT太大，其SOUR值也较低。SOUR在运行管理中的重要作用在于指示如流污水是否有太多难降解物质，以及活性污泥是否中毒。一般说，污水中难降解物质增多，或者活性污泥由于污水中的有毒物质而中毒时，SOUR值会急剧降低，应立即分析原因并采取措施，否则出水会超标。传统活性污泥工艺的SOUR一般为 8-20mgO8-20mgO2 2/ /（GMLVSS.

42、hGMLVSS.h）之间。活性污泥的质量 3) 污泥沉降比n是指曝气池的混合液在100mL的量筒中，静置30min后，沉降污泥与混合液的体积之比，一般用SV30表示，SV30时衡量活性污泥沉降性能和浓缩性能的一个指标。对于某一浓度的活性污泥，SV30越小，说明其沉降性能和浓缩性能越好。正常的活性污泥，其MLSS浓度在1500-3000mg/L之间时，SV30一般在15-30%的范围内。实际上，正常的活性污泥在沉降30min以后，一般都能达到最终沉降状态，在以后1-2h内，泥水界面不再下沉。因此，两种沉降速度及沉降性能差别很大的活性污泥会有相同的SV30值，但两种浓缩性能不同的污泥肯定不会有相同

43、的SV30值。n有的处理厂采用5min沉降比做为污泥的沉降性能指标，因为沉降性能不同的SV5值相差很大，因此可以认为SV5是活性污泥的一个沉降性能指标，而SV30主要是一个浓缩性能指标。活性污泥的质量污泥的体积指数SVI30和密度指数SDI30n是指曝气池混合液在1000mL的量筒中，静置30min以后，1g活性污泥悬浮固体所占的体积，常用SVI30表示，单位为mL/g。n SVI30和SV30存在以下关系： SVI30= SV30/MLSS*10000 SDI30的单位与通常密度相同，较易理解，且直观。 活性污泥的质量nSV30 （沉降比）的概念不太直观，有的污水处理厂常用污泥的密度指数。密

44、度指数指曝气池混合液在1000mL的量筒中静置30min后，含有100mL沉降污泥中活性污泥悬浮固体的量，常用SDI30表示，单位为g /mL。nSDI30（密度）与SV30存在以下关系： SDI30= MLSS /100*SV30=100/SVI30nSV30的单位与通常密度相同，较易理解且直观活性污泥的质量n沉降比SV与污泥浓度有关，沉降及浓缩性能相同的污泥，当MLSS较大时，SV值也大当曝气池混合液MLSS变化较大时，SV值就无法与历史数据比较。污泥指数SVI或SDI虽然从道理上看与MLSS无关，但实际测定仍受MLSS的影响，所以有的处理厂采用稀释污泥指数作为测定指标，用DSVI或DSD

45、I表示。DSDI是指将污泥稀释至1500mg/L测得的SVI值。DSVI不再受MLSS大小的影响，不同浓度的污泥只要性能一样，DSVI则相等，这样能较客观地反映污泥性能。DSVI一般较SVI小。活性污泥的质量n测量SV或SVI的目的是反映污泥在二沉池内的沉降浓缩状况。而用100mL或1000mL的量筒侧SV或SVI至少有两点或二沉池的状况不同：一是边壁效应，由于量筒直径太小，筒壁会对污泥的沉降有阻碍；二是二沉池内有吸泥机在不断地回转，对污泥沉降有利。为使量筒试验更逼近二沉池的沉降状况，使测得的SV或SVI更准确地指导运行管理，近来有的处理厂采用搅拌污泥指数，用SSVI表示。SSVI是指在量筒内

46、设置低速搅拌装置搅拌污泥状态下，测得的SVI值，搅拌速度一般采用每小时5r。SSVI值可有效地消除边壁效应，并更加接近二沉池的状况。SSVI一般是SVI值得70-80%。活性污泥的质量n虽然绝大部分处理厂运行管理中，仍采用SV30和SVI30，但不妨结合本厂实际情况试一下SV5、DSVI、SSVI这些指标，毕竟它们更具有科学性。nSVI即是衡量污泥沉降性能的指标，也是衡量污泥吸附性能的一个指标。一般来说，SVI值越大，沉降性能越差，但吸附性能越多；反之SVI越小，沉降性能越好、而吸附性能越差。一般认为，传统活性污泥工艺中，SVI值在100左右，综合效果最好，太大或太小都不利于出水质量的提高活性

47、污泥的质量污泥的沉降速度活性污泥混合液在 量筒中的沉降过程 可分为四个状态。 （a a）沉降初始状态： 12分钟明显泥水界面 （b b）形成泥水界面 的状态：分层沉降 （c c）沉降开始下降 的状态：压缩沉降 （d d）沉降最终状态。二、初级沉淀池n处理技术： 沉淀可分为普通沉淀和混凝沉淀。 普通沉淀无需投加混凝剂，直接进行沉淀， 又称为自然沉淀。 混凝沉淀向污水中投加无机或有机絮凝剂，使难以沉淀的悬浮物加速抱团沉淀。 沉淀池分为四个区： 1.进水区 2.沉淀区 3.排泥区 4.出水区 二、初级沉淀池n作用原理： 废水处理工艺原则上是将废水中污染物质，无论是无机的还是有机的，都变成 不溶于水的

48、悬浮物，并通过沉淀于水分离。例如将水中溶解的有害金属离子去除时，通过是采用PH调整或添加硫化物，待金属 的氢氧化物或硫化物的沉淀析出后再进行 固液分离。初级沉淀池n 池型与个数：a）形状有长方形、正方形或圆形； 按水流方向由平流、辐流和竖流；b）长方形池，长、宽之比一般在3：1 池宽按刮泥机确定c）池数，原则上大于两个以上二、初级沉淀池 构造：n池子以水密封性钢筋混凝土建造，具有抗浮安全结构n设刮泥机时，池底的坡度圆形为5/100 10/100，长方形1/1002/100n污泥斗的坡度在60度以上二、初级沉淀池 设计运行参数：n表面水里负荷以1.53m3/（m2。h）为标准n有效水深以2.44

49、m为标准n沉淀时间以1.02.0h为标准n出水堰最大负荷不宜大于2.9 L/（m.s）n超高以50cm为标准二、初级沉淀池 刮泥机 :n长方形池可采用链带式或行车式刮泥机n圆形池或方形池可采用旋转式刮泥机n采用不致扰动沉淀物上浮的速度二、初级沉淀池 排泥设备： n排泥设备考虑n污泥的排除可以采用以泵提升n排泥管径采用150mm以上n污泥管便于清洁三、曝气池活性污泥的净化机理:n活性污泥对有机物的吸附n被吸附有机物的氧化和同化n活性污泥絮体的沉淀分离n生物硝化n生物脱氮n生物除磷活性污泥的净化机理n活性污泥对有机物的吸附： 在气液、固液等相界面上，物质因物理及 化学作用而被浓缩，这个现象称为吸附

50、。 活性污泥对有机物的吸附就是有机物在活 性污泥表面的浓缩现象。将废水与活性污 泥进行混合曝气，废水中的有机物就会减 少，被去除。 有机物去除量和活性污泥耗氧量随曝气时间而变化。 活性污泥的净化机理n被吸附有机物的氧化和同化： 以被活性污泥吸附的有机物作为营养源，经氧化和同化作用，被微生物所利用。 被氧化分解（产生能源） 被吸附的有机物 被同化合成（合成细胞） 氧化：微生物为了获取合成细胞和维持其生命活动 等所需要的能量 同化：微生物利用氧化所获得的能量，将有机物合 成新的细胞活性污泥的净化机理n活性污泥絮体的沉淀分离 采用活性污泥法处理废水，除应保证活性污泥对有机物的吸附、氧化和同化能顺利地

51、进行外，为了得到澄清的出水，还需要活性污泥具有良好的混凝和沉淀性能。 活性污泥的混凝和沉淀性能与活性污泥中微生物所处的增殖期有关。活性污泥的净化机理n微生物增殖过程分为 停滞期 对数增殖期 衰减增殖期期 内源呼吸期 活性污泥的净化机理:n生物硝化： 是利用异氧菌以有机物为能源处理污水的。活性污泥中还有以氮，硫、铁或其化合物为能源的自养菌。 硝化菌从氧化反应中获得能量，而从碱度中获得所需碳源。活性污泥的净化机理:n厌氧：DODO在0.2mg / L以下，为厌氧。n缺氧：DODO在0.20.5mg / L之间，为缺氧。n好氧：DODO在0.5mg / L以上，为好氧。活性污泥的净化机理:n生物脱氮

52、： 活性污泥中有的异氧菌，在无溶解氧的条件下，能利用硝酸盐中的氧（结合氧）来氧化分解有机物，这种细菌从氧利用形式分，它属于兼性厌氧菌。兼性厌氧菌利用有机物将亚硝酸盐或硝酸盐还原为氮气的反应称为反硝化生物脱氮（简称脱氮），参与反硝化脱氮反应的兼性厌氧菌称为脱氮菌。活性污泥的净化机理n生物除磷：n以AOAO活性污泥法为例，介绍生物除磷的机理。活性污泥中存活着对磷有过剩摄取能力的聚磷菌，当它处于厌氧状态时，会将聚积体内的磷以正磷酸形态向混合液中放出，结果混合液中正磷酸浓度就会逐渐增加。这种状态继续一定时间后，当处于好氧状态，聚磷菌将摄取混合液中的正磷酸，结果混合液中正磷酸浓度会逐渐减少。当混合液在二

53、次沉淀池进行固液分离后，可得到磷浓度很低的出水。同时在厌氧条件下，混合液中有机物浓度逐渐降低，这表明，在厌氧状态下有机物也被微生物所摄取。鼓风曝气池n鼓风曝气方式应根据气液混合效果、氧转移效率、经济性、厂址条件等确定。n鼓风曝气方式有： 旋转式 全面曝气式 射流式 水下搅拌式鼓风曝气池 鼓风曝气器技术要求：n 对鼓风曝气器的基本要求在某一特定的曝气条件下，既能满足曝气池污水需氧要求，又能达到混合搅拌、池内无沉淀的要求。n曝气器既要有较高的充氧性能，又有较强的混合搅拌能力，还应有不易堵塞、耐腐蚀、坚固、布气均匀、操作管理及维修简便、成本低、阻力小和寿命长等性能。n选用曝气器组成鼓风气系统，从整体

54、上应具有节约能量、组成简单、安装及维修管理方便、易于排除故障等优点。鼓风曝气池鼓风曝气器的分类鼓风曝气器的分类：n鼓风曝气奇案扩散空气气泡大小可分为微孔曝气器和重大旗袍曝气器。 鼓风曝气器的类型有：n扩散板型曝气器，扩散器型曝气器盆形曝气器、n固定螺旋式曝气器、n射流曝气器、n动态曝气器等。鼓风曝气池n池型、构造 池形采用长方形或正方形，水流宽度在水深的1-2倍范围内确定； 根据需要设置阻流壁； 采用水密性钢筋混凝土建造，周围池壁顶端高出地面15cm以上； 设置走道板和扶手； 池数在两座以上。 n水深与超高 池子的水深与超高考虑以下各项确定： 有效水深以4-6m为标准 超高约80cm左右n测定

55、装置 为进行适当的进行管理，需装设测定进水量、空气量、混合液容解氧浓度、回流污泥器的装置。其它监测装置。鼓风曝气池曝气池n供风量与供风压 鼓风机的供风量和供风压力，考虑以下各项确定： 供风量（曝气池河其他设施所需要供给的风量） 供风压力（曝气器安装处的水压和通过曝气器、供风管道、除尘设施等阻力和富裕量）鼓风曝气池曝气池n供风管 供风管道按以下各项确定： 管道使用铸铁管、钢管、硬聚氯乙烯管等，根据需要进行防腐处理 管道系统按照管内不发生污水倒流的要求布置 管道接口全部具有气密性构造 在各分支点和必要位置安装闸阀 安装风量测定装置鼓鼓风曝气池曝气池n污泥回流设备 为了把二沉池的污泥回流到曝气池，考

56、虑如下各项来确定污泥泵等设备 回流污泥泵的设计容量 回流污泥泵配置两台以上n附属设备 附属设备考虑如下各项确定： 在池的入流口设置闸阀或者闸板 池子设置消泡设备垂直轴机械曝气沉淀池n垂直轴式机械曝气是垂直轴上的叶轮在池表面旋转，在生产旋转流的同时使污水泡沫化，并扩散到周围而实现鼓入空气的方式。 池子容积与形状，考虑如下各项确定：n容积按最大日污水量设计n形状若取长方形，则分为多个正方形隔间，各隔间的容积与形状按照池内混合液却能被搅拌来确定n各隔间的底部或者做成漏斗状，或者在底部设置拱腋垂直轴机械曝气沉淀池n构造 池子构造考虑如下各项确定： 采用水密性钢筋混凝土建造，周围池壁顶端高出地面15cm

57、以上 设置维持用走道，在池周围壁上和走道上设扶手 超高采用80cm左右垂直轴机械曝气池n曝气器 垂直轴式机械曝气池常用曝气器的型式有：泵型叶轮曝气器；倒伞型叶轮曝气器；漂浮式曝气器。 曝气器的选择考虑以下各项确定： 叶轮的构造、直径、转速等，在供给池内混合液以必要的氧气的同时，按照能对全池进行搅拌来确定 相邻隔间的叶轮采用相反方向旋转 搅拌机的转速可以变化。垂直轴机械曝气沉淀池n容积与形状 池子容积与形状等，考虑如下各项确定： 容积相对于设计最大日污水量 形状是水深1-5m的闭合廊道 底部为排水设置坡度 池内流速取30cm/s垂直轴机械曝气沉淀池n曝气器的选择 水平轴机械曝气池常用曝气器的型式

58、主要有转刷曝气器、转碟曝气机 曝气器的选择考虑以下各项确定： 曝气器转子的构造、直径、转速等，以对池内混合液供给必要的氧气的同时，并能充分搅拌来确定 设置曝气器转子淹没深度的调节装置或变速装置水平轴机械曝气池n水平轴机械曝气池n水平轴式曝气池是在水池中，设置水平轴搅拌机搅拌污水同时进行循环的曝气方式一般用于氧化沟。曝气程度通过循环次数、搅拌机台数、转速、距离水面的淹没深度等来调节。n水平轴式曝气器的功能： 混合、推流、充氧完全混合曝气池n概述（1，2，3）n完全混合活性污泥法与推流式普通活性污泥法的主要区别在于：混合液在池内充分混合循环流动，因而废水与回流活性污泥进入曝气池后立即与池内原有的混

59、合液充分混合，进行吸附和氧化分解，并顶替等量的混合液至二次沉淀池进行固液分离后排出，沉淀的活性污泥部分进行回流，另一部分活性污泥以剩余活性污泥从系统排出。完全混合曝气池n容积、形状与池数 池子容积、形状与池数考虑以下各项确定： 容积根据与最大设计污水量相应的停留时间确定 池形 数目在两池以上完全混合曝气池n构造 池子构造考虑下列各项确定： 以水密性钢筋混凝土建造 通过隔板将池分成曝气区和沉淀区 在从曝气区上部转到沉淀区的部位，设置能进行流量调节的装置 在曝气区设置曝气器 从沉淀区下部到曝气区，采用能使污泥通畅循环的构造 进水管、排泥管和出水管，按照不妨碍整体功能的要求设置完全混合曝气池n停留时

60、间 曝气区和沉淀区的停留时间 曝气区的停留时间采用最大日设计流量时 2-3h 沉淀区的停留时间为2-2.5h完全混合曝气池n曝气器 曝气器考虑下列各项确定： 曝气器可采用鼓风曝气器或机械搅拌机或二者合用 气水比，二者并用时才5-8：1 曝气器、供风管道、鼓风机参照本章三、（一）、 鼓风曝气池确定二次沉淀池n形状与池数 池子形状与池数考虑如下各项确定： 形状有长方形、正方形或圆形，按水流方向分为平流、辐流或竖流 长宽比例 3：15：1，宽度根据刮泥机确定 池数原则上在2池以上。二次沉淀池n构造 池子构造考虑如下各项确定： 池子以水密性钢筋混凝土建造，采用抗浮安全构造 最好以设置供排泥用的刮泥机为