第節(jié)活性污泥法基本原理

污水的生物處理方法簡介

生物處理方法是利用微生物的新陳代謝作用，對污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定、使之無害化的處理方法。對污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定的主體是微生物。由于微生物具有來源廣、易培養(yǎng)、繁殖快、對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、易變異等特性，因此在使用上能較容易地采集菌種進(jìn)行培養(yǎng)增殖，并在特定條件下進(jìn)行馴化使之適應(yīng)有毒工業(yè)廢水的水質(zhì)。

微生物的生存條件溫和，新陳代謝過程中不需高溫高壓，它是不需投加催化劑的催化反應(yīng)，用生化法促使污染物的轉(zhuǎn)化過程與一般化學(xué)法相比優(yōu)越得多。處理廢水的費(fèi)用低廉，運(yùn)行管理較方便，所以生化處理是廢水處理系統(tǒng)中最重要的過程之一，目前，這種方法已廣泛用作生活污水及工業(yè)有機(jī)廢水的二級處理。一、基本流程向生活污水注入空氣進(jìn)行曝氣，并持續(xù)一段時(shí)間以后，污水中即生成一種絮凝體。這種絮凝體主要是由大量繁殖的微生物群體所構(gòu)成，它有巨大的表面積和很強(qiáng)的吸附性能，稱為活性污泥(activatedsludge)。出水剩余污泥進(jìn)水回流污泥空氣曝氣池二沉池4.1活性污泥法的基本原理推流曝氣池（運(yùn)行）曝氣池：活性污泥法的核心曝氣系統(tǒng)：供氧、攪拌、傳質(zhì)二沉池：

（1）進(jìn)行泥水分離，保證出水水質(zhì)；（2）保證回流污泥，維持曝氣池內(nèi)一定的污泥濃度。

回流系統(tǒng)：（1）保證曝氣池內(nèi)維持足夠的污泥濃度；（2）通過改變回流比，改變曝氣池的運(yùn)行工況。剩余污泥排除系統(tǒng)：排除生化反應(yīng)引起的微生物增殖，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行?；钚晕勰喾ㄏ到y(tǒng)組成

二、活性污泥的概念與性質(zhì)

1、概念：含有大量活性微生物并具有吸附、代謝、絮凝沉降性能的絮狀污泥體，生物絮凝體生物相：細(xì)菌、真菌、絲狀細(xì)菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物2.活性污泥的性質(zhì)（1）活性污泥的物理性質(zhì)顏色：褐色、（土）黃色、鐵紅色氣味：泥土（城市污水）比重：略大于1（1.002~1.006）粒徑：0.02~0.2mm比表面積：20~100cm2/ml活性污泥的含水率：99.2~99.8%活性污泥形態(tài)（2）活性污泥的組成：1）具有代謝功能活性的微生物群體（Ma）；2）微生物（主要是細(xì)菌）內(nèi)源代謝、自身氧化的殘留物（Me）；3）由原污水挾入的難為細(xì)菌降解的惰性有機(jī)物質(zhì)（Mi）；4）由污水挾入的無機(jī)物質(zhì)（Mii）其中微生物是活性污泥的主要組成部分。（3）活性污泥微生物是由細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等多種微生物群體所組成的混合培養(yǎng)體；并構(gòu)成一個(gè)微生態(tài)系?；钚晕勰嗌闲纬傻奈⑸飌96-97優(yōu)勢細(xì)菌：桿菌，球菌；凈化污水第1承擔(dān)者，世代周期短真菌：絲狀菌原生動(dòng)物：。。。是第2承擔(dān)者。通過鏡檢原生動(dòng)物是評價(jià)活性污泥質(zhì)量重要手段。后生動(dòng)物：

.絮凝體的形成與凝聚沉降如果形成菌體的有機(jī)物不從污水中分離出去，這樣的凈化不能算結(jié)束。為了使菌體從水中分離出來，現(xiàn)多采用重力沉降法。如果每個(gè)菌體都處于松散狀態(tài)，由于其大小與膠體顆粒大體相同，它們將保持穩(wěn)定懸浮狀態(tài)，沉降分離是不可能的(污泥膨脹）。為此，必須使菌體凝聚成為易于沉降的絮凝體。絮凝體的形成：在一定的能量水平(即細(xì)菌的活動(dòng)能力)下，通常在減速增長或內(nèi)源呼吸期，細(xì)菌構(gòu)成了活性污泥的絮凝體的大部分，并形成菌膠團(tuán)，具有良好的自身凝聚和沉降性能。絲狀細(xì)菌在這方面的作用三、活性污泥微生物的增殖與活性污泥的增長活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝氣池內(nèi)發(fā)生反應(yīng)、有機(jī)物被降解的必然結(jié)果，而微生物增殖的結(jié)果則是活性污泥的增長.雖然活性污泥中的微生物是多菌種的混合群體，其生長繁殖規(guī)律比較復(fù)雜，但也可用活性污泥的增長曲線表示一般規(guī)律。注意：1)間歇靜態(tài)培養(yǎng)；2)底物是一次投加；3)圖中同時(shí)還表示了有機(jī)底物降解和氧的消耗曲線。四、活性污泥增長曲線時(shí)間

量

對數(shù)增長期

減速增長期

內(nèi)源呼吸期污泥濃度氧利用率BOD濃度abcdo

增長曲線分為以下四個(gè)時(shí)期：

（1）適應(yīng)期:A．是活性污泥微生物對于新的環(huán)境條件、污水中有機(jī)物污染物的種類等的一個(gè)短暫的適應(yīng)過程；B．過適應(yīng)期后，微生物從數(shù)量上可能沒有增殖，但發(fā)生了一些質(zhì)的變化：a.菌體體積有所增大；b.酶系統(tǒng)也已做了相應(yīng)調(diào)整；c.產(chǎn)生了一些適應(yīng)新環(huán)境的變異；等等。d.BOD5、COD等各項(xiàng)污染指標(biāo)可能并無較大變化。（2）對數(shù)增長期：A．F/M值高，所以有機(jī)底物異常豐富，營養(yǎng)物質(zhì)不是微生物增殖的控制因素；B．生物的增長速率與基質(zhì)濃度無關(guān)，呈零級反應(yīng)，它僅由微生物本身所特有的最小世代時(shí)間所控制，即只受微生物自身的生理機(jī)能的限制；C.微生物以最高速率對有機(jī)物進(jìn)行攝取，也以最高速率增殖，而合成新細(xì)胞；D.此時(shí)的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活動(dòng)能力很強(qiáng)，導(dǎo)致污泥質(zhì)地松散，不能形成較好的絮凝體，污泥的沉淀性能不佳；E.活性污泥的代謝速率極高，需氧量大；F.一般不采用此階段作為運(yùn)行工況，但也有采用的，如高負(fù)荷活性污泥法。

（3）減速增長期:

A．F/M值下降到一定水平后，有機(jī)底物的濃度成為微生物增殖的控制因素；B.微生物的增殖速率與殘存的有機(jī)底物呈正比，為一級反應(yīng)；C.有機(jī)底物的降解速率也開始下降；D.生物的增殖速率在逐漸下降，直至在本期的最后階段下降為零，但微生物的量還在增長；E.活性污泥的能量水平已下降，絮凝體開始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均較好；F.由于殘存的有機(jī)物濃度較低，出水水質(zhì)有較大改善，并且整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；H.一般來說，大多數(shù)活性污泥處理廠是將曝氣池的運(yùn)行工況控制在這一范圍內(nèi)的。（4）偶內(nèi)源堤呼吸最期:內(nèi)源思呼吸:A.內(nèi)源勝呼吸肢的速耽率在膀本期笑之初晉首次炮超過鞠了合寒成速影率，卡因此吹從整患體上求來說倚，活躍性污鍛泥的晚量在詞減少抹，最汪終所島有的精活細(xì)括胞將職消亡屯，而趙僅殘聯(lián)留下笑內(nèi)源呼呼吸駱的殘燭留物盾，而弓這些薯物質(zhì)笛多是咬難于漂降解路的細(xì)濟(jì)胞壁箭等；B.污泥火的無府機(jī)化呢程度雁較高晨，沉況降性羅能良駛好，削但凝泳聚性犯較差淚；有侵機(jī)物外基本滋消耗谷殆盡嫁，處大理水逆質(zhì)良勢好；C.一般滾不采喚用這跪一階暈段作謝為運(yùn)峰行工準(zhǔn)況，渡但也喊有采破用，吉如延驕時(shí)曝仆氣法咐。2、活貢性污攤泥增經(jīng)殖規(guī)膨律的日應(yīng)用惑：(1舟)活性銀污泥芬的增跪殖狀宮況，啊主要?jiǎng)e是由F/宿M值所凍控制軍；(2捷)處于成不同鈔增長漆期的兼活性丘污泥理，其肉性能內(nèi)不同漲，處鋼理出罵水的俊水質(zhì)脅也不何同；(3隆)可以寫通過屢調(diào)整F/隱M值，即來調(diào)歪控曝梢氣池疤的運(yùn)念行工臥況，劇以達(dá)掘到所斯要求畏的出仰水水另質(zhì)和本活性泥污泥禁的良煤好性釀能；(4察)推流被式：懇一段宅線段正；(5拼)完全那混合結(jié)式：秒一個(gè)苗點(diǎn)五、汁活性倘污泥馬凈化宮機(jī)理（一搬）初賤期吸曉附原斜理1.特點(diǎn)（1）表斜面積既很大綢（介逢于20暑00～10鞠00纖0m2/m3混合呆液）傷，與曉活性涉碳類波似，助同時(shí)屑活性者污泥特表面盞有多建糖類葛的粘猛質(zhì)層年，可查將有盯機(jī)物綠吸附割于表傲面。（2）完櫻成吸預(yù)附過減程較中快，鍬能夠雀在30mi傾n內(nèi)完械成，德污水BO刮D的去鄉(xiāng)豐除率售可達(dá)70％；（3）主選要吸耕附懸不浮和威膠體隙狀態(tài)淺的有起機(jī)污礦染物莖，并菠應(yīng)當(dāng)最立即量進(jìn)行辱泥水娃分離租，這安時(shí)出籮水澄助清，涉否則毯，活校性污佩泥的評外酶營會使曬懸浮育物或孝膠體臨分解被成溶殊解性搏物質(zhì)串，而襯無法膊完成貨吸附毀。2.完成刃吸附哀條件A.足量能活性裁污泥腳，并軋充分?jǐn)[曝氣酷，劇刪烈攪遭拌，必使水孝和泥占充分損接觸線、沉預(yù)淀；B.完成壇吸附獨(dú)后（20白~4愚0mi卻n）即進(jìn)蔬行固培液分備離；C.活性濱污泥柔吸附巾性能想要好既；D.污水榴中有編機(jī)物脾以膠體飼，懸理浮物為主昌。（二故）微漆生物淡的代胞謝機(jī)誼理1.分解桃代謝看：一餡部分花有機(jī)談物進(jìn)判行氧患化分淡解，融最終留形成CO2和H2O等穩(wěn)掛定的路無機(jī)管物質(zhì)稈，并撐從中侍獲取斤合成競新細(xì)陜胞物定質(zhì)所筐需要忙的能穩(wěn)量，西這一耀過程乳可用賣下列派化學(xué)涂方程岡式表昂示。2.合成敗代謝回：另喊一部燦分有座機(jī)污累染物緒為微塑生物像用于親合成市新細(xì)鐵胞，尖即合賤成代娘謝，傻所需霉能量尿