活性污泥法的理论基础.ppt

1、1,第三章 生物处理理论与技术（一）,活性污泥法（AS）,2,主要内容,AS法的理论基础 AS的性能指标及其相关参数 AS反应动力学Mond方程 活性污泥系统操作运行方式 曝气理论及曝气系统 活性污泥系统的控制与运行 活性污泥系统设计 活性污泥的发展与新工艺介绍,3,核心：人工强化,污水生物处理,4,污水生物处理技术的基本类型,1) 好氧法： 利用好氧微生物 a. 活性污泥法：水体自净；菌胶团，悬浮生长； b.生物膜法：土壤自净；膜状附着生长。 2) 厌氧法：利用厌氧微生物 包括厌氧接触法、UASB、厌氧生物膜法等,5,3.1 活性污泥法的理论基础,6,3.1.1 活性污泥法的基本概念与基本流

2、程,7,污泥回流井（潜污泵）,8,1)AS系统有效运行的基本条件,足够的可溶性易降解有机物 足够的DO； AS呈悬浮状态污水接触； 混合液保持一定浓度的AS； 无有毒害作用的物质。,9,2)AS系统中各单元作用,曝气池： 充分混合；微生物降解有机物的场所 二沉池： 泥水分离；浓缩污泥，减小回流比。 污泥回流系统： 稳定微生物浓度，提供接种污泥。 供氧系统： 提供溶解氧；搅拌混合，泥水充分混合。,10,3.1.2、活性污泥的形态与组成,外观：为黄褐色或铁红色、絮绒颗粒状 “生物絮凝体”或“菌胶团“。 具体指标：直径0.020.2mm，含水率99.299.8， pH值： 6.7，比重：1.0021

3、.006。,1）形态,11,a)活性部分：为有机组分，约占活性污泥总体的7585%，主要是具有代谢活性活性的微生物群体（Ma）； b)非活性部分：惰性物质与无机颗粒为主，不对有机物起降解作用，具有吸附和粘附污染物，并成为微生物生长的载体功能 主要包含： Me微生物自身氧化的残留物 Mi原污水挟入的不能为微生物所降解的惰性物质 Mii原污水挟入的无机物质,2）组成,12,3.1.3.活性污泥微生物及其作用,细菌,原生动物,后生动物,处理出水,剩余污泥,食物的移动,代谢产物的移动,1）活性污泥微生物及其食物链 在活性污泥系统中，有机物、细菌、原、后生动物组成了一个小型的相对稳定的生态系统和食物链。

4、,13,以碱性异养型细菌为主，自养菌略低。 优势菌种：产碱杆菌属 有较高的增殖速率，2030min一个世代 动胶杆菌分泌大量胞外聚合物 动胶杆菌细菌成为菌胶团（具有生物絮凝的功能） 真菌：丝状菌为代表,2)活性污泥生物系统中细菌的特征：,14,3) 原生动物的特征 个数可达103个/mL 肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类 以细菌为食 为后生动物提供食料 维持AS系统中生态平衡,15,活性污泥微生物结构显微镜照片 钟虫、累枝虫、漫游虫等,16,活性污泥微生物结构显微镜照片 菌胶团、累枝虫,17,活性污泥微生物结构显微镜照片,18,活性污泥微生物结构显微镜照片 菌胶团、丝状菌、杆菌等,19,20,活性污

5、泥微生物结构扫描电镜照片,21,活性污泥微生物结构扫描电镜照片,22,4) 后生动物的特征 常见微生物有轮虫、线虫等 捕食菌胶团和原生动物 是水质非常稳定时的指示生物,23,24,3.1.4.AS微生物的增殖规律四阶段,适应期： 适应、驯化阶段， 各种酶系统的形成； 微生物量不变。,25,对数增殖期： 有机物营养充足 微生物增殖不受底物浓度的限制，微生物以最高速增殖；呈几何倍数增长；,26,减速增殖期： 营养物被大量消耗， 微生物增殖速度缓慢 增殖速度衰亡速度 微生物活体数达到最高水平，并趋于稳定。,27,内源呼吸（代谢）期 衰亡期 微生物进行内源代谢 多数细菌死亡，增殖曲线呈下降趋势。 细胞

6、菌体最大，自养菌增加，硝化作用加强。,28,3.1.5、活性污泥反应（净化）机理：,1）初期吸附去除： 反应时间：510min， 吸附去除：污水中大部分有机物(70%以上的BOD，75%以上COD)迅速被吸附去除。 物理吸附和生物吸附相互交织,29,2）微生物的代射 a、分解代谢降解 b、合成代谢同化 其代谢产物的模式如下图：,30,具体代谢产物的数量关系如下图：即1/3被氧化分解，802/3=53%左右通过内源呼吸降解，14%左右变成了残物。,从上述结果可以看出，污染物的降解主要是通过静止期、衰亡期微生物的内源呼吸进行，并非直接的生物氧化(仅33)。,31,3.1.6、环境因素对AS微生物的影响,BOD5:N:P=100:5:1 通常生活污水和城市废水中含有足够的营养物 工业废水补充营养物常用： C源：甲醇 N源：尿素CO (NH2)2 P源：磷酸盐等,1.营养物质,32,保证好氧微生物生长的必要条件 供氧的方式：鼓风曝气、机械曝气 混合液出口：DO= 2mg/L,2.溶解氧DO,33,3. 水温,1)温度影响反应的两个方面 温度升高，生化反应速率加快，增殖速率也提高。 温度过度增高的不利影响 2)最佳水温：1530 在67时，采取措施，降低负荷，提高AS浓度，提高DO，延长曝气时