《水污染控制技术》课件-5.2.活性污泥与活性污泥法

活性污泥法任务2活性污泥与活性污泥法1活性污泥法的基本原理2活性污泥形态与活性污泥微生物3微生物增殖与活性污泥的增长4活性污泥净化反应过程5活性污泥净化反应的影响因素活性污泥法的基本原理活性污泥：由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。活性污泥法：是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。实质：人工强化下微生物的新陈代谢(包括分解和合成)。1.基本概念活性污泥法的基本原理2.活性污泥法的基本流程（1）有机废水经初次沉淀池（无悬浮物时可不设）预处理后，进入曝气池，在曝气池中要不断进行曝气，以充分提供曝气池内的微生物降解有机物所需要的溶解氧。（2）曝气池中的混合液不断排出，进入二次沉淀池，经固液分离后，处理后的水不断从二次沉淀池排出。活性污泥法的基本原理2.活性污泥法的基本流程（3）沉降下来的活性污泥一部分要不断回流到曝气池，以保持曝气池内有足够的微生物来氧化分解废水中的有机物。（4）同时将增殖的多余的活性污泥不断地从二次沉淀池中通过剩余污泥排放系统排出。某污水处理厂的工艺流程图高碑店污水处理厂的工艺流程与平面布置初沉池曝气池二沉池二期曝气池二沉池初沉池活性污泥法的基本原理3.活性污泥法的基本组成（1）曝气池：活性污泥反应器，反应主体（核心）（2）二沉池：（固液分离）①进行泥水分离，保证出水水质；②保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。活性污泥法的基本原理3.活性污泥法的基本组成（3）回流系统：（补充微生物，接种）①维持曝气池的污泥浓度；②改变回流比，改变曝气池的运行工况。（4）剩余污泥排放系统：（稳定系统，排出有机物）①是去除有机物的途径之一；②维持系统的稳定运行。（5）供氧系统：提供足够的溶解氧（充氧、搅拌）活性污泥法的基本原理4.活性污泥系统有效运行的基本条件（1）废水中含有足够的可溶性易降解有机物；（2）混合液含有足够的溶解氧；（4）活性污泥连续回流，剩余污泥及时排放，维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；（5）进水中不含有对微生物有毒有害的物质。（3）活性污泥在池内呈悬浮状态；活性污泥形态与活性污泥微生物1.活性污泥的形态颜色黄褐色外观似矾花絮绒颗粒味道土腥味相对密度曝气池混合液：1.002～1.003回流污泥：1.002～1.006粒径0.02～0.2mm（与曝气池中水温和动力条件有关）20～100cm2/mL比表面积99%以上含水率活性污泥形态与活性污泥微生物2.活性污泥微生物的组成细菌（最活跃）真菌原生动物后生动物组成除活性微生物外，活性污泥还挟带着来自污水的有机物、无机悬浮物、胶体物；活性污泥中栖息的微生物以好氧微生物为主，是一个以细菌为主体的群体，除细菌外,还有酵母菌、放线菌、霉菌以及原生动物和后生动物。活性污泥中细菌含量一般在107～108个/mL；原生动物103个/mL，原生动物中以纤毛虫居多数，固着型纤毛虫可作为指示生物，固着型纤毛虫如钟虫、等枝虫、盖纤虫、独缩虫、聚缩虫等出现且数量较多时，说明培养成熟且活性良好。活性污泥形态与活性污泥微生物3.活性污泥微生物及其在活性污泥反应中的作用以异养型的原核细菌为主，世代时间为20—30min,主要细菌有：产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、动胶杆菌属、假单胞菌属、丛毛单胞菌属、大肠埃希氏杆菌等。细菌：主要是丝状菌，大量繁殖会引起活性污泥膨胀。真菌：活性污泥形态与活性污泥微生物3.活性污泥微生物及其在活性污泥反应中的作用肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫三类。主要摄食游离的细菌，起到进一步净化水质的作用。种属和数量上随水质和细菌量的变化而变化。原生动物：主要指轮虫。在活性污泥系统中不经常出现，仅在处理水质很好的完全氧化型的活性污泥系统中出现。后生动物：微生物增殖与活性污泥的增长1.微生物增殖阶段在污水处理系统或曝气池内微生物的增殖规律与纯菌种的增殖规律相同，即停滞期（适应期），对数期，静止期（减速增殖期）和衰亡期（内源呼吸期）。微生物增殖与活性污泥的增长2.微生物增值阶段规律（1）停滞期污泥驯化培养的最初阶段，即细胞内各种酶系统的适应期。此时菌体不裂殖、菌数不增加。（2）对数期细胞以最快速度进行裂殖，细菌生长速度最大，生物生长繁殖不受底物或基质限制。在此阶段微生物增长的对数值与时间呈直线关系。其微生物数量大，但个体小，其净化速度快，但效果较差，只能用于前段处理，如AB法中的A段（相当于生物一级强化工艺）。微生物增殖与活性污泥的增长(2)微生物增值阶段规律（3）减速增殖期营养物质被大量耗消，细胞增殖速度与死亡速度相当。活菌数量多且超于稳定，个体趋于成熟，AB法中的B段（相当于二级处理）。（4）衰亡期营养物基本耗尽，微生物只能利用菌体内贮存物质，大多数细胞出现自溶现象，细菌死亡多，增殖少，但细胞个体最大、净化效果强（对有机物而言）。同时，自养菌比例上升，硝化作用加强。如氧化沟或硝化段（相当于二级半或延时曝气工艺）。可见不同增殖期对应于不同微生物组合，对应于不同生物处理工艺。微生物增殖与活性污泥的增长3.微生物种群变化规律由前至后污染物浓度不断降低；微生物数量由对数期逐步过渡至衰亡期；微生物组成由细菌逐步过度为轮虫等。微生物增殖与活性污泥的增长4.活性污泥絮凝体的形成活性污泥的核心——菌胶团，它是成千上万细菌相互粘附形成的生物絮体。其在对数增长期，个体处于旺盛生长，其运动活性大于范德华力，菌体不能结合；但到了衰亡期，动能低微，范德华力大，菌体相互粘附，形成生物絮体，因此静止期与衰亡期个体，是活性污泥的重要微生物。微生物增殖与活性污泥的增长4.活性污泥絮凝体的形成活性污泥絮凝体形成的实际情况来看，活性污泥絮凝体的形成与曝气池内能含量有关。能含量用污泥负荷（F/M）表示。F：代表有机物含量

M：代表微生物的含量当曝气池内残留有机污染物（BOD值）较低，即F/M处于低值。活性污泥净化反应过程活性污泥在曝气过程中，对污水中有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段：吸附阶段（污水与活性污泥接触的最初较短的时间5-10min）稳定阶段由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类黏性物质，导致污水中的有机物转移到活性污泥上去。一部分有机污染物被去除。

经数小时曝气后，有机物才能被微生物催化吸收分解。活性污泥净化反应过程1.吸附去除初期去除现象：1）活性污泥表面积大2）表面具有多糖类粘质层3）吸附对象是悬浮物及胶体态的有机物污水与污泥混合曝气后BOD的变化曲线再扩散现象：由于微生物作用将固态的有机物转化为溶解态有机物而使混合液中BOD升高的现象。BOD初期去除现象再扩散现象t最大吸附时间活性污泥净化反应过程2.微生物的代谢对活性污泥法曝气过程中污水中有机物的变化分析得到结论：废水中的有机物残留在废水中的有机物从废水中去除的有机物微生物不能利用的有机物微生物能利用的有机物微生物能利用而尚未利用的有机物微生物不能利用的有机物微生物已利用的有机物（氧化和合成）吸附量增殖的微生物体氧化产物活性污泥净化反应过程2.微生物的代谢活性污泥净化反应的影响因素BOD5:N:P=100:5:1细菌生殖需要营养，生活污水具