1、水污染控制工程第十二章 活性污泥法第十二章 活性污泥法概述1.活性污泥法在污水处理中的重要地位我国的河流以有机物污染为主（1）应用的普遍性：95%以上的城市污水，50%以上工业废水（2）高效性：SS ，COD、90%以上（3）灵活性：大，中，小水厂高，中，低负荷（4）连续运行，可自动化（5）工艺(运行方式多样)，功能多样化，可脱氮，除磷1882年就有人做向污水中鼓入空气的试验；1912年美国的Lawlence研究所进行污水曝气试验；英国的Fowler访问该研究所回国后，让CIark和Gage 进行试验，发现，对污水长时间曝气会产生一些絮状体，同时水质会得到明显的改善，Ardern和Locket
2、t继续对这一现象进行了研究，曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们发现由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着一些棕褐色的絮状体时，处理效果反而好。他们把它称为活性污泥，随后，他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀，只倒去上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。1914年Ardern和Lockett在英国的化学工程学会上发表了试验成果，活性污泥法就这样诞生了。于是，1916年在英国的曼彻斯特市建造了第一个处理能力946m3/d的活性污泥污水处理厂；1917年美国休斯顿建造了一个处理能力37800m3/d的活性污泥污水处理厂。起源大自然
3、的启示：如果让污水进入天然水体，可通过水体中微生态系统的自净功能得到处理。第一节基本概念 1、活性污泥 2、活性污泥法的基本流程 3、活性污泥降解污水中有机物的过程什么是活性污泥？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 。一组活性污泥图片活性污泥的性质颜色 黄褐色状态 似矾花絮绒颗粒味道 土腥味相对密度曝气池混合液：1.0021.003回流污泥：1.0041.006粒经 0.020.2mm20100cm2/mL比表面积曝气池曝气池出水堰曝气池混合液配水进入二沉池按栖息着的微生物分：活性污泥的组成大量的
4、细菌 真菌 原生动物 后生动物除活性微生物外，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107108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。干固体和水分含水9899干固体12% MLSSMLVSSNVSS有办法知道确切的生物量吗？有人曾企图通过直接测定污泥中细胞的DNA量、有机氮量、三磷酸腺
5、苷（ATP）量、脱氢酶的活力等指标去反映活性污泥的活力，这种方法既复杂又不准确，而且微生物的含量不断变化。按McKinney的分析：MLSS=Ma+Me+Mi+Mii式中： Ma具备活性细胞成分；Me内源代谢残留的微生物有机体；Mi未代谢的不可生化的有机悬浮固体；Mii吸附的无机悬浮固体。按有机性和无机性成分：处理生活污水的活性污泥MLVSS: 70%NVSS: 30%MLSS表示悬浮固体物质总量，MLVSS挥发性固体成分表示有机物含量，MLNVSS灼烧残量，表示无机物含量。MLVSS包含了微生物量，但不仅是微生物的量，由于测定方便，目前还是近似用于表示微生物的量。MLVSS: 一般范围为55
6、75NVSS: 一般范围为2545污泥沉降比：SV活性污泥的沉降浓缩性能取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例（%）表示污泥沉降比。污泥体积指数：SVISV不能确切表示污泥沉降性能，故人们想起用单位干泥形成湿泥时的体积来表示污泥沉降性能，简称污泥体积指数，单位为mL/g。1L混合液沉淀30min的活性污泥体积（mL） SV(mL/L)SVI= =1升混合液中悬浮固体干重（g） MLSS(g/L)一般为90150(ml/g)时沉降性能较好，过低无机物含量过高，污泥活性不好，过高易出现污泥膨胀。污泥容积指数：SVI活性污泥法SVI
7、值还与BOD污泥负荷有关。当BOD污泥负荷处于0.51.5kg/（kg MSS.d） 之间时，污泥SVI值过高，沉降性能不好，此时应注意避免。BOD污泥负荷活性污泥法的基本流程活性污泥法特征曝气池是一个生物化学反应器曝气池内混合是一个 三相混合系统 ：液相-固相-气相传质过程： 气相中 O2液相中DO进入微生物体内（固相）液相中的有机物被微生物（固相）所吸收降解降解产物返回空气相（C O2）和液相（H2O）物质转化过程： 有机物降解活性污泥增长污泥回流 的目的是使曝气池内保持足够数量的活性污泥。污泥回流后，净增值的细胞物质将作为 剩余污泥 排入污泥处理系。活性污泥降解污水中有机物的过程活性污泥
8、降解污水中有机物的过程活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段：吸附阶段 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的黏性物质，导致污水中的有机物转移到活性污泥上去。主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。活性污泥降解污水中有机物的过程污水与污泥混合曝气后 BOD的变化曲线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曲线反映污水中有
9、机物的去除规律；曲线反映活性污泥利用有机物的规律；曲线反映了活性污泥吸附有机物的规律。这三条曲线反映出，在曝气过程中：污水中有机物的去除在较短时间( 图中是5h左右)内就基本完成了(见曲线)；污水中的有机物先是转移到(吸附)污泥上(见曲线),然后逐渐为微生物所利用(见曲线)；吸附作用在相当短的时间(图中是45min左右)内就基本完成了(见曲线)；微生物利用有机物的过程比较缓慢(见曲线)。第二节活性污泥的发展 1、活性污泥基本形式： 推流式、混合式、环流式、序批式 2、活性污泥法的发展和演变：普通活性污泥法、渐减曝气活性污泥法、阶段曝气活性污泥法、吸附再生活性污泥法、完全混和活性污泥法、延时曝气
10、活性污泥法、高负荷活性污泥法、纯氧曝气活性污泥法、深井曝气活性污泥法、膜生物反应器等3、污水生物脱氮除磷工艺的发展 传统活性污泥法 渐减曝气 阶段曝气 完全混合法 浅层曝气 深层曝气 高负荷曝气或变形曝气 克劳斯法 延时曝气 接触稳定法 氧化沟 纯氧曝气 活性污泥生物滤池（ABF工艺） 吸附生物降解工艺（AB法） 序批式活性污泥法（SBR法）活性污泥法的多种运行方式有机物去除和氨氮硝化传统活性污泥法 在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的。 实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧量超过需要。 渐减曝气的目的就是合理地布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气量不变，这样可以提高处理效率。渐减曝气
