好氧活性污泥法的基本原理 課件

水污染治理技術(shù)第三章3.1好氧活性污泥法的基本原理水污染治理技術(shù)第三章3.1好氧活性污泥法的基本原理3.1好氧活性污泥法的基本原理活性污泥法的定義以“活性污泥”為主體的污水處理方法，是污水中污染物生物自然降解凈化的人工強(qiáng)化方法。

活性污泥：微生物群體及其吸附的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)的總稱，懸浮態(tài)存在污水中。3.1好氧活性污泥法的基本原理活性污泥法的定義一、活性污泥法基本工藝流程空氣出水剩余污泥處理污泥回流污水二沉池曝氣池初沉池初沉污泥一、活性污泥法基本工藝流程空氣出水剩余污泥處理污泥回流污水二活性污泥法基本工藝組成1.初沉池（初次沉淀池）

功能：①去除可沉物和漂浮物，減輕后續(xù)處理設(shè)施的負(fù)荷。（去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%）②促進(jìn)膠體顆粒吸附絮凝，強(qiáng)化分離效果。③調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量，減緩對后續(xù)處理系統(tǒng)的沖擊。④可在初沉池前投加含鐵混凝劑，強(qiáng)化除磷效果。活性污泥法基本工藝組成適用范圍：生活污水和懸浮物較高的工業(yè)污水均易采用初沉池預(yù)處理主要形式：平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池、斜板沉淀池2.曝氣池功能：提供泥、水充分接觸的混合條件，提供污水停留時間，滿足好氧微生物所需溶解氧量，實現(xiàn)分解水中的各類污染污。即實現(xiàn)人工強(qiáng)化的場所。是整個活性污泥處理工藝的核心適用范圍：生活污水和懸浮物較高的工業(yè)污水均易采用初沉池預(yù)處理主要形式：推流式、完全混合式、封閉環(huán)流式（根據(jù)污水在池內(nèi)的流動形態(tài)）①推流式曝氣池：污水一端進(jìn)入，水平推進(jìn)，另一端流出池中污染物濃度沿流動方向遞減

主要形式：推流式、完全混合式、封閉環(huán)流式（根據(jù)污水在池內(nèi)的流優(yōu)缺點(diǎn)：運(yùn)行經(jīng)驗較多，運(yùn)行穩(wěn)定耐沖擊能力較低，適用于進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定的污水占地面積大，基建費(fèi)用高曝氣方式：多為鼓風(fēng)曝氣布置形式：單廊道和多廊道典型工藝：傳統(tǒng)活性污泥法、階段曝氣法、生物吸附法的曝氣池優(yōu)缺點(diǎn)：②完全混合式曝氣池池體一般呈圓形、方形或矩形，水深一般3-5m；圓形和方形池從中間進(jìn)水，周邊出水；矩形池從一邊長邊進(jìn)水，另一長邊出水；全池污染物濃度基本一致，有較強(qiáng)抗沖擊負(fù)荷能力②完全混合式曝氣池優(yōu)缺點(diǎn)：具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力池中需氧量均衡，動力消耗低于推流式曝氣池完全混合曝氣池傳質(zhì)推動力小，容易發(fā)生短流出水水質(zhì)較推流式差，易發(fā)生污泥膨脹曝氣方式：機(jī)械曝氣和鼓風(fēng)曝氣布置形式：合建式和分建式優(yōu)缺點(diǎn)：③封閉環(huán)流式曝氣池上述兩種類型的一種綜合。污水進(jìn)入反應(yīng)池后，在曝氣設(shè)備的作用下快速、均勻的與反應(yīng)池中混合液混合，混合后的水在封閉的溝渠中循環(huán)流動。曝氣池的平面形狀：長方形廊道、圓形及環(huán)形；曝氣方式：鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣及機(jī)械－鼓風(fēng)曝氣式。典型工藝：氧化溝③封閉環(huán)流式曝氣池3.沉淀池功能：①進(jìn)行泥水分離，使混合液澄清保證出水水質(zhì)，使沉淀污泥得到濃縮；②提供回流污泥，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。它的作用效果直接影響活性污泥處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥的濃度。主要形式：平流式沉淀池、豎流式沉淀池和輻流式沉淀池（根據(jù)水流方向）其中以輻流式應(yīng)用最廣。3.沉淀池4.曝氣系統(tǒng)功能：①提供好氧微生物新陳代謝過程所需要的溶解氧；②混合攪拌的作用，使微生物和污染物充分接觸，強(qiáng)化生化反應(yīng)的傳質(zhì)過程。主要分類：鼓風(fēng)曝氣裝置和機(jī)械曝氣裝置。鼓風(fēng)曝氣裝置組成：鼓風(fēng)機(jī)房和布?xì)庀到y(tǒng)、曝氣裝置4.曝氣系統(tǒng)5.污泥回流系統(tǒng)功能：維持曝氣池內(nèi)污泥濃度相對平衡；組成：由回流污泥泵、回流污泥管道或渠道組成；回流泵將二沉池沉淀污泥回流到曝氣池，維持曝氣池的污泥濃度，保證曝氣池的處理效果；同時通過調(diào)整回流量的大小，控制曝氣池的運(yùn)行狀況。6.剩余污泥處理系統(tǒng)功能：維護(hù)活性污泥的濃度，保護(hù)生物的活性，需要穩(wěn)定地向系統(tǒng)外排放污泥，這部分污泥就是剩余污泥。5.污泥回流系統(tǒng)二、活性污泥的組成與性狀1.活性污泥的組成①具有新陳代謝功能的微生物；②微生物內(nèi)源呼吸而自身氧化的殘留物；③被污泥絮體吸附的難降解有機(jī)物；④被污泥絮體吸附的無機(jī)物。廢水生物處理的主體:微生物細(xì)菌、真菌、藻類、原生動物及后生動物。二、活性污泥的組成與性狀細(xì)菌、真菌、藻類、細(xì)菌：廢水生物處理過程中最主要的微生物。細(xì)菌以異養(yǎng)型的原核細(xì)菌為主細(xì)菌是以溶解性物質(zhì)為食物的單細(xì)胞微生物。存在形式：菌膠團(tuán)球菌桿菌螺旋菌細(xì)菌：廢水生物處理過程中最主要的微生物。球菌桿菌螺旋菌★分類:根據(jù)需氧情況不同:根據(jù)能源利用情況的不同:根據(jù)生長溫度的不同:★特點(diǎn)：具有較高的增殖速率具有較強(qiáng)分解有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化為無機(jī)物質(zhì)的功能。具有數(shù)量的優(yōu)勢，每毫升成熟活性污泥中細(xì)菌數(shù)大致在107～109個好氧細(xì)菌兼性細(xì)菌厭氧細(xì)菌自養(yǎng)菌異養(yǎng)菌低溫菌(10?15oC)中溫菌(15?45oC)高溫菌(>45oC)★分類:好氧細(xì)菌自養(yǎng)菌低溫菌(10?15oC)中溫菌(1真菌多細(xì)胞的異養(yǎng)型微生物，屬于專性好氧微生物★特點(diǎn):⑴能在低溫和低pH值的條件生長⑵在生長過程中對氮的要求較低⑶能降解纖維素。絲狀菌大量出現(xiàn)，會產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象霉菌真菌絲狀菌霉菌原生動物和后生動物★作用：⑴促進(jìn)生物絮凝；⑵凈化作用；

(3)指示性作用。原生動物和后生動物的種屬與數(shù)量的變化，與出水水質(zhì)相關(guān)，可作為指示生物。水質(zhì)好（BOD<10?20）：纖毛蟲、鐘蟲水質(zhì)壞（BOD>20?30）：鞭毛類原生動物、根足蟲、變形蟲原生動物和后生動物★活性污泥中常見的三類原生動物：肉足類、鞭毛類、纖毛類。它們的主要食物對象是細(xì)菌。凈化作用僅次于細(xì)菌變形蟲草履蟲吸管蟲★活性污泥中常見的三類原生動物：肉足類、鞭毛類、纖毛類。它們★活性污泥中常出現(xiàn)的后生動物：輪蟲、線蟲和寡毛類，它們通常以細(xì)菌、原生動物以及活性污泥碎片為食輪蟲鐘蟲★活性污泥中常出現(xiàn)的后生動物：輪蟲、線蟲和寡毛類，它們通常以2.活性污泥的性狀①深（黃）褐色的絮絨狀顆粒②呈不定形狀，微具土壤味。③絮體大小介于0.02～0.2mm之間；④具有較大的表面積（20～100cm2/mL）；⑤較高的含水率（一般在99％以上）；⑥污泥中的主要成分為有機(jī)物，占75%~85%2.活性污泥的性狀3.活性污泥的結(jié)構(gòu)與功能★活性污泥工藝中，細(xì)菌是以菌膠團(tuán)的形式存在★菌膠團(tuán)發(fā)育良好，活性污泥的絮凝、吸附及沉淀等功能才能正常發(fā)揮，才有助于污泥沉淀★菌膠團(tuán)和絲狀菌形成一個共同的微生物體系。絲狀菌作為污泥絮體的骨架，菌膠團(tuán)附著在其表面上，形成結(jié)構(gòu)緊密、沉降性能良好的污泥絮體。處于平衡狀態(tài)時，沉淀性能較好；不平衡時，細(xì)菌離散，污泥膨脹，沉淀性差。3.活性污泥的結(jié)構(gòu)與功能★活性污泥的功能主要功能是去除有機(jī)物同時還存在硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌脫氮除磷，通過聚磷菌的厭氧釋磷、好氧吸磷，然后排泥去污水中的磷★活性污泥的功能三、活性污泥法生物降解與增長規(guī)律1.生物降解的過程及原理是物理、化學(xué)、物理化學(xué)以及生物化學(xué)等綜合反應(yīng)的過程。結(jié)果是污水得到凈化，微生物獲得能量合成新的細(xì)胞，使活性污泥得到增長活性污泥凈化反應(yīng)過程①初期吸附去除；②微生物的代謝；③絮凝與沉淀。三、活性污泥法生物降解與增長規(guī)律①初期吸附去除污水開始與活性污泥接觸的較短時間（大概為5～10min）內(nèi)，污水中的有機(jī)污染物被大量吸附到活性污泥的表面，從而與水分離。圖3.2曝氣時間與BOD的關(guān)系在30min內(nèi)，BOD的去除率可高達(dá)70％被吸附的懸浮態(tài)和膠態(tài)有機(jī)物，在細(xì)菌胞外酶的作用下，變成可溶性有機(jī)物擴(kuò)散到污水中，致使污水中的BOD回升①初期吸附去除圖3.2曝氣時間與BOD的關(guān)系在30min內(nèi)，初期吸附的速度主要取決于兩點(diǎn)：①微生物的活性；決定著活性污泥的吸附、凝聚功能②反應(yīng)器內(nèi)水力擴(kuò)散程度與水動力學(xué)的規(guī)律。影響了活性污泥和污染物的接觸程度因此，曝氣池內(nèi)對活性污泥進(jìn)行足夠的曝氣，提高污泥活性和接觸程度，一定程度上可促進(jìn)吸附，但過分曝氣，將導(dǎo)致活性污泥自身氧化過分，也會降低吸附去除效果。

初期吸附的速度主要取決于兩點(diǎn)：因此，曝氣池內(nèi)對活性污泥進(jìn)行足②微生物的代謝分解代謝（異化作用）

②微生物的代謝分解代謝（異化作用）合成代謝（同化作用）

內(nèi)源代謝反應(yīng)——缺乏營養(yǎng)物質(zhì)無論分解代謝還是合成代謝，都能夠去除污水中的有機(jī)污染物，但產(chǎn)物不同，分解代謝產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，一般可直接排入環(huán)境；而合成代謝產(chǎn)物是新生的微生物細(xì)胞和內(nèi)源代謝的殘渣，通常以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)，對其應(yīng)采取妥善處理，否者會造成二次污染。合成代謝（同化作用）內(nèi)源代謝反應(yīng)——缺乏營養(yǎng)物質(zhì)無論分解代③絮凝與沉淀絮凝與沉淀：參與有機(jī)物代謝的微生物，在代謝反應(yīng)過程中會形成絮凝體顆粒，進(jìn)入沉淀池后，從混合液中沉淀分離出來，這一過程就是活性污泥的絮凝與沉淀過程絮凝體的形成是污泥沉淀的關(guān)鍵：它是活性污泥的基本結(jié)構(gòu)。它能夠防止微型動物對游離細(xì)菌的吞噬，并承受曝氣等外界不利因素的影響，更有利于與處理水的分離。③絮凝與沉淀絮體形成的原因細(xì)菌體內(nèi)積累的聚β-羥基丁酸釋放到液相中，促使細(xì)菌間相互凝聚，結(jié)成絨粒；微生物攝食過程釋放的黏性物質(zhì)促進(jìn)凝聚外界營養(yǎng)不足時細(xì)菌內(nèi)部能量降低，表面電荷減少，細(xì)菌顆粒間的結(jié)合力大于排斥力，形成絮體顆粒固液分離的好壞，直接影響出水水質(zhì)。固液分離的方法有重力沉淀（常用）和氣浮法沉淀是混合液中固相活性污泥顆粒同污水分離的過程。絮體形成的原因2.微生物的增長規(guī)律定義：污染物降解過程中，微生物的生長、增值規(guī)律，常用增殖曲線描述。增殖曲線是指在某些關(guān)鍵的環(huán)境條件下（溫度、溶解氧等滿足微生物生長要求），營養(yǎng)物質(zhì)一次充分投加后，一定量初始微生物種群進(jìn)行代謝活動，產(chǎn)生的微生物數(shù)量隨時間的增殖和衰減規(guī)律。微生物的增長曲線可以分成四個階段：停滯期、對數(shù)增殖期、減速增殖期和內(nèi)源呼吸期（見圖3.4）2.微生物的增長規(guī)律圖3.4活性污泥增長曲線生物處理過程三要素圖3.4活性污泥增長曲線生物處理過程三要素（1）停滯期停滯期也稱適應(yīng)期、調(diào)整期或延遲期。培養(yǎng)的初期，微生物剛進(jìn)入新的培養(yǎng)環(huán)境中，細(xì)胞中的酶系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)階段。停滯期的特點(diǎn)：①經(jīng)過這一時期后，微生物從數(shù)量上沒有較大增殖；②菌體體積有所增大；③對應(yīng)的酶系統(tǒng)已經(jīng)形成；④產(chǎn)生了適應(yīng)新環(huán)境的變異，為污水凈化做了充足準(zhǔn)備⑤BOD5、COD等各項污染指標(biāo)并無較大變化（1）停滯期(2)對數(shù)增殖期也稱對數(shù)生長期或等速增殖期。適應(yīng)期后，有機(jī)營養(yǎng)物豐富，是微生物快速度增加的階段對數(shù)增殖期的特點(diǎn)：①微生物數(shù)量上以幾何級數(shù)N=N0×2n關(guān)系增加；②有機(jī)物降解速度非?？欤芙庋醯男枨罅看?；③微生物活性很強(qiáng)，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；④不宜采用此階段作為實際活性污泥處理的運(yùn)行工況(2)對數(shù)增殖期(3)減速增殖期也稱穩(wěn)定期或平衡期。營養(yǎng)物質(zhì)成為微生物增殖的控制因素的階段。微生物增殖減慢，活的微生物總數(shù)趨近穩(wěn)定減速增殖期的特點(diǎn)：①活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均較好；②污水中殘存的有機(jī)物濃度較低，且整個系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；③減速增殖期的長短可控：與菌種和外界環(huán)境有關(guān)，通過添加營養(yǎng)物質(zhì)，并排出代謝物，可控制微生物在對數(shù)增殖期。④實際運(yùn)行中多將曝氣池的運(yùn)行工況控制在減速增殖期。(3)減速增殖期(4)內(nèi)源呼吸期又稱為衰減期。微生物開始利用自身貯存的物質(zhì)甚至菌體組成成分作為養(yǎng)料，維持生命。內(nèi)源呼吸期的特點(diǎn)：①活的微生物總量下降：微生物自身代謝而逐步死亡；②溶解氧的需要量也下降；③污泥的無機(jī)化程度較高，沉降性能良好，但凝聚性較差。④實際運(yùn)行中個別活性污泥法工藝的工況設(shè)置在這一階段，如延時曝氣法。(4)內(nèi)源呼吸期

增值曲線的意義：綜上所述，決定污水中微生物數(shù)量和增殖曲線上升或下降的主要因素是環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)。實際應(yīng)用中，可通過對污水中營養(yǎng)物質(zhì)（有機(jī)污染物）的控制，控制污水處理系統(tǒng)中微生物的增長和增殖曲線各個階段的延續(xù)時間，對活性污泥處理系統(tǒng)有著重要的意義。增值曲線的意義：3.活性污泥增長曲線的應(yīng)用活性污泥增長曲線反應(yīng)的主要關(guān)系：有機(jī)物質(zhì)←→微生物數(shù)量我們把污水中有機(jī)物的量與微生物的量的比值簡稱為食料比F/M（也表示為污泥負(fù)荷，F(xiàn)代表營養(yǎng)物，M代表微生物量）F/M隨著培養(yǎng)時間是不斷變化的，不同時期值不同，初期比值較高，后期比值低。3.活性污泥增長曲線的應(yīng)用F/M值高低對微生物的代謝影響；當(dāng)F/M值高時，營養(yǎng)物量相對過剩，微生物繁殖快，活力很強(qiáng)，處理污水能力高，微生物的絮凝、沉淀效果差，出水中所含的有機(jī)物含量高，如在對數(shù)增殖期就是這種狀況。F/M值相對較低，微生物多處于老齡階段，活性有所降低，運(yùn)動能力差，范德華引力占優(yōu)，形成絮凝、沉降性能好的菌膠團(tuán)，生物處理出水有機(jī)物含量低，另外溶解氧供給量也相對小，如減速增殖期或內(nèi)源呼吸期對應(yīng)該狀況。F/M值高低對微生物的代謝影響；因此，F(xiàn)/M是非常重要的活性污泥法工藝設(shè)計、運(yùn)行指標(biāo)。可通過F/M值控制指導(dǎo)實際運(yùn)行完全混合曝氣池：池中的有機(jī)物濃度基本相同，其工作點(diǎn)可以是A點(diǎn)、B點(diǎn)或其他點(diǎn)A點(diǎn)的F/M值要高于B點(diǎn)F/M值推流式曝氣池，沿曝氣池長度方向的有機(jī)物濃度不相同，沿池長的F/M值是由高到低變化，所以此時生物處理的F/M值工作點(diǎn)在活性污泥的增殖曲線是一曲線段因此，F(xiàn)/M是非常重要的活性污泥法工藝設(shè)計、運(yùn)行指標(biāo)?？赏ㄟ^

一般運(yùn)行正常的曝氣池中控制F/M使活性污泥主要處于減速增長期。曝氣池中活性污泥處于對數(shù)增值期，即處于“青年階段”時，活性污泥具有較好的運(yùn)動性能，不易形成較大的絮體。曝氣池內(nèi)活性污泥處于內(nèi)源呼吸期，即處于“老齡階段”時，活性污泥的運(yùn)動性能較弱，動能較低，細(xì)菌之間容易結(jié)合，能夠形成較大的活性污泥絮體。但活性污泥的活性較差?？赏ㄟ^進(jìn)水位置、進(jìn)水有機(jī)物濃度、排泥等控制一般運(yùn)行正常的曝氣池中控制F/M使活性污四、影響活性污泥處理的環(huán)境因素主要影響因素包括：營養(yǎng)條件溫度pH值溶解氧有毒物質(zhì)等四、影響活性污泥處理的環(huán)境因素1.營養(yǎng)物質(zhì)微生物細(xì)胞組成中，C、H、O、N約占90-97%，其余3-10%為無機(jī)營養(yǎng)元素，其中主要為P

細(xì)胞的實驗式常表示為C5H7O2N(好氧菌)、C5H9NO3(厭氧菌)?；钚晕勰嘞到y(tǒng)中微生物需要的營養(yǎng)物質(zhì)主要包括可降解有機(jī)物、無機(jī)鹽類及某些生長素等（無機(jī)營養(yǎng)元素：K、Mg、Ca、S、Na等；微量元素：Fe、Co、Ni、Mo等）；1.營養(yǎng)物質(zhì)生活污水處理中一般不需再投加營養(yǎng)物質(zhì)某些工業(yè)廢水需要投加營養(yǎng)物質(zhì)：好氧生物處理：應(yīng)按BOD5：N：P=100：5：1投加厭氧生物處理：應(yīng)按COD：N：P=200：5：1投加①對含碳量低的工業(yè)廢水，應(yīng)補(bǔ)充投加可降解有機(jī)物。如生活污水、可降解有機(jī)廢水等。生活污水處理中一般不需再投加營養(yǎng)物質(zhì)②工業(yè)廢水含氮量不能滿足要求時，應(yīng)補(bǔ)充投加，如尿素、硫酸銨等。③工業(yè)廢水中缺少磷，需另行投加磷酸鉀、磷酸鈉、過磷酸鈣以及磷酸等④微量的無機(jī)鹽類則有銅、鋅、鈷、錳、鉬等，它們是酶輔基的組成部分，需求量很少

※氮、磷是工業(yè)廢水中常需要補(bǔ)充的營養(yǎng)元素可參考下表計算投加②工業(yè)廢水含氮量不能滿足要求時，應(yīng)補(bǔ)充投加，如尿素、硫酸銨等化合物干燥物質(zhì)中含量(%)氮磷（P2O5）硫酸銨20.8硝酸銨26.0尿素46.0氨水20.5過磷酸鈣—19磷酸—54磷酸二氫銨12.261.7磷酸氫二銨1745表3.1生物氮磷營養(yǎng)物質(zhì)化合物干燥物質(zhì)中含量(%)氮磷（P2O5）硫酸銨20.8硝酸2.溫度（水溫）是重要的影響因素之一。最適宜溫度15-35℃，在該范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，反應(yīng)、增殖速率加快；一般溫度每升高10℃，反應(yīng)速率會增高1倍。10℃或40℃時，會有不利影響。細(xì)胞內(nèi)的如蛋白質(zhì)、核酸等對溫度很敏感，溫度突升或突降并超過一定限度時，會有不可逆的破壞；2.溫度（水溫）當(dāng)水溫低于13℃時，生物處理效果開始快速下降。當(dāng)水溫低于4℃時，幾乎無處理效果。北方地區(qū)，冬季應(yīng)注意保溫，可將構(gòu)筑物建于室內(nèi)或采用余熱保溫，同時還可在冬季水溫低時維持曝氣池有較高的MLSS，使之仍保留有一定的處理效果。

當(dāng)水溫低于13℃時，生物處理效果開始快速下降。當(dāng)水溫低于4℃對水溫高的工業(yè)廢水應(yīng)予以降溫（<45℃）。在運(yùn)行管理中應(yīng)注意防止水溫的突變。在最適生長溫度向最高生長溫度過渡的溫度范圍，細(xì)菌的代謝速率很高，可使膠體基質(zhì)作為呼吸基質(zhì)而消耗，使污泥結(jié)構(gòu)松散或解絮，出水出現(xiàn)飄泥，SS升高，出水BOD反而升高。溫度升高會使水體溶解氧降低，甚至出現(xiàn)溶解氧不足、污泥腐化而影響處理效果。對水溫高的工業(yè)廢水應(yīng)予以降溫（<45℃）。在運(yùn)行管理中應(yīng)3.pH值pH的變化對好氧微生物的影響：①引起微生物表面的電荷改變，從而影響微生物對營養(yǎng)的吸收；②酶只有在適宜的pH值時才能發(fā)揮其最大的活性，不適宜的pH使酶的活性降低，影響微生物細(xì)胞的生化過程；一般好氧微生物的最適宜pH在6.0-9.0之間；低于4.5：原生動物消失，絲狀菌占優(yōu)勢高于9.0：微生物的代謝受抑制3.pH值

活性污泥中的細(xì)菌經(jīng)馴化后對酸堿度的適應(yīng)范圍可進(jìn)一步提高。在生化處理中，若工業(yè)廢水的pH值過高或過低時，須預(yù)先用酸、堿加以調(diào)整。在調(diào)整pH值時，可選用附近工廠生產(chǎn)中排放的廢酸、廢堿液。在日常管理時，我們應(yīng)注意防止pH值的突變?；钚晕勰嘀械募?xì)菌經(jīng)馴化后對酸堿度的適應(yīng)4.溶解氧（DO）DO是活性污泥法凈化污水的三要素之一好氧性微生物只有在有氧的情況下才能生長和繁殖。只有溶解在水中的氧氣微生物才能利用，氧在水體中的溶解度與水溫和大氣壓力有關(guān)。低溫時，氧的溶解度大;高溫時，氧的溶解度小壓力越大，氧氣越易容越水。4.溶解氧（DO）溶解氧過低會影響微生物的代謝速率，導(dǎo)致出水水質(zhì)變差，BOD、SS等指標(biāo)升高。溶解氧過高，增加能耗，強(qiáng)烈的空氣攪拌還會使絮體打碎，并易使污泥老化，會使SS增高而影響出水水質(zhì)。曝氣池中溶解氧濃度以不低于2mg/L為宜（出水堰處）。溶解氧過低會影響微生物的代謝速率，導(dǎo)致出水水質(zhì)變差，BOD、控制溶解氧的方法：

鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)——控制進(jìn)氣量機(jī)械曝氣系統(tǒng)——調(diào)整曝氣翼輪的浸水深度曝氣池中溶解氧長期偏低的原因：

⑴是活性污泥負(fù)荷過高；⑵是供氧設(shè)施功率過小或效率過低?？刂迫芙庋醯姆椒ǎ?.有毒物質(zhì)⑴重金屬：蛋白質(zhì)的沉淀劑⑵氰化物⑶硫化物⑷鹵族元素及其化合物：⑸酚、醇、醛：使蛋白質(zhì)變性或脫水⑹染料注意：當(dāng)有毒物質(zhì)在水中達(dá)到某一濃度時，抑制和毒害作用才顯現(xiàn)出來。各種有毒物質(zhì)只要低于這一濃度，微生物的生理功能不受影響。有毒物質(zhì)極限允許濃度如下表5.有毒物質(zhì)活性污泥系統(tǒng)中有毒物質(zhì)的最高允許濃度：有毒物質(zhì)允許濃度(mg/l)有毒物質(zhì)允許濃度(mg/l)銅化合物(以Cu計)0.5

1.0苯10鋅化合物(以Zn計)5

13氯苯10鎳化合物(以Ni計)2對苯二酚15鉛化合物(以Pb計)1.0間苯二酚450銻化合物(以Sb計)0.2鄰苯二酚100鎘化合物(以Cd計)1

5間苯三酚100釩化合物(以V計)5鄰苯三酚100銀化合物(以Ag計)0.25苯胺100鉻化合物(以Cr計)2

5二硝基甲苯12(以Cr3+計)2.7甲醛160(以Cr6+計)0.5乙醛1000硫化物(以S2-計)5

25二甲苯7(以H2S計)20甲苯7氫氰酸氰化鉀1

8氯苯10硫氰化物36吡啶400砷化合物(以As3+計)0.7

2.0烷基苯磺酸鹽15汞化合物(以Hg計)0.5甘油5活性污泥系統(tǒng)中有毒物質(zhì)的最高允許濃度：有毒物質(zhì)允許濃度(mg五、評價活性污泥法的性能指標(biāo)活性污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行的主要參數(shù)指標(biāo)包括：混合液懸浮固體濃度（MLSS）、混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）、污泥沉降比（SV30）污泥容積指數(shù)（SVI）BOD負(fù)荷、污泥齡（SRT）污泥回流比（R）水力停留時間（HRT）等。五、評價活性污泥法的性能指標(biāo)1.混合液懸浮固體（MLSS）又稱為污泥濃度，指曝氣池中單位體積活性污泥混合液中懸浮固體的重量，常用MLSS表示。是運(yùn)行管理的一個重要的控制參數(shù)。由四部分組成式中：Ma為具有代謝功能的微生物群體；

Me為微生物內(nèi)源代謝、自身氧化的殘留物；

Mi為原污水帶入的難降解有機(jī)物；

Mii為原污水帶入的無機(jī)物。1.混合液懸浮固體（MLSS）MLSS的測定：稱干燥后取濾紙的重量W1，取100ml混合液過濾，將過濾后得到的物質(zhì)放入烘箱中105度烘2h，冷卻后取出稱重為W2。MLSS的測定：作用（1）MLSS用于判斷微生物量的，不能夠精確表示具有生物降解功能的“活”的微生物的數(shù)量，但測定方法簡單，在實際工程上常以MLSS作為間接計量活性污泥微生物量的指標(biāo)。（2）活性污泥工藝的MLSS通常在2000～6000mg/L的范圍，最佳范圍為2000～4000mg/L（3）MLSS只含30%～50%活的微生物體。該指標(biāo)更適合用于污泥管理和處理的污泥量計算等。作用2.混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）是混合液活性污泥中有機(jī)性固體物質(zhì)的濃度由三部分組成

Ma為具有代謝功能的微生物群體；

Me為微生物內(nèi)源代謝、自身氧化的殘留物；

Mi為原污水帶入的難降解有機(jī)物；2.混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）MLVSS的測定：稱量干燥（在105℃烘2h）后定量濾紙重量m0；將樣品100ml用濾紙過濾，干燥（105℃烘2h）稱重量m1；將干凈坩堝干燥1h，冷卻至平衡溫度，稱重量為m2；將濾紙和泥放在坩堝中，然后放入冷的馬弗爐中，600℃灼燒1h，在干燥器中冷卻并稱重為m3；（從溫度達(dá)到600℃開始計時）

MLVSS=[(m1+m2-m0)-m3]/0.1MLVSS的測定：作用（1）MLVSS在表征活性污泥活性部分的數(shù)量上，比MLSS更為準(zhǔn)確。（2）MLVSS液也不能正確的表征活性污泥中微生物的量，只能表示活性污泥量的相對值。（3）測定較為復(fù)雜，可通過MLSS與MLVSS的比值（用f表示）確定。

一般的情況下，生活污水的f值比較固定，在0.75左右。傳統(tǒng)活性污泥法的MLSS在2000～4000mg/L之間。作用3.污泥沉降比(SV30)1L曝氣池混合液靜止沉降30min后污泥所占體積。

—測定污泥沉降性能和濃縮性能最為簡便的方法。作用：（1）反映曝氣池中污泥量，用于控制調(diào)節(jié)剩余污泥排放量；（2）反映活性污泥的沉降性能，判斷有無污泥膨脹發(fā)生。

——是活性污泥數(shù)量和質(zhì)量的重要指標(biāo)。（3）傳統(tǒng)的活性污泥處理系統(tǒng)，SV一般在15％~30％之間。3.污泥沉降比(SV30)4.污泥容積指數(shù)（SVI）污泥容積指數(shù)（SVI），也稱為污泥體積指數(shù)，是指曝氣池中的污泥污水混合液經(jīng)30min沉降后，相應(yīng)的每克干污泥形成的沉淀污泥所占的體積，其單位為ml/g。計算公式：4.污泥容積指數(shù)（SVI）作用：（1）SVI更好地反映了污泥的凝聚和沉降性能，是工藝管理中的重要指標(biāo)，比SV30更能準(zhǔn)確地評價污泥的凝聚性能和沉降性能。（2）SVI值過低，表明活性污泥泥粒小、密實、無機(jī)成分多；（3）SVI值過高，表明其污泥絮體松散、沉降性能不好，將要或已經(jīng)發(fā)生膨脹現(xiàn)象。（4）對于城市污水，SVI介于50～150ml/g之間。如果SVI大于200ml/g，通常表明發(fā)生了污泥膨脹。作用：5.BOD負(fù)荷BOD負(fù)荷有BOD污泥負(fù)荷（Ls）和BOD容積負(fù)荷（Lv）（1）BOD污泥負(fù)荷（Ls）又稱活性污泥的有機(jī)負(fù)荷，是指單位重量的活性污泥，單位時間內(nèi)在保證一定的處理效果的前提下，所能承受的有機(jī)污染物的量，單位是kgBOD5/(kgMLSS?d)。計算公式式中：Q——進(jìn)入曝氣池的污水流量，m3/d；

S0——曝氣池進(jìn)入污水中BOD5的濃度，kg/m3；

Va——曝氣池有效容積，m3；

MLSS——曝氣池中混合液懸浮固體濃度，kg/m3；5.BOD負(fù)荷(2)BOD容積負(fù)荷（Lv）

BOD容積負(fù)荷是指單位曝氣池容積，單位時間內(nèi)，能夠接受并將其降解到預(yù)定程度的有機(jī)污染物的量。單位是kgBOD5/(m3?d)。計算公式

BOD容積負(fù)荷和BOD污泥負(fù)荷的關(guān)系Ls和Lv的關(guān)系如式:(2)BOD容積負(fù)荷（Lv）特點(diǎn)與作用（1）F/M也可以表示污泥負(fù)荷，F(xiàn)表示食物，即有機(jī)污染物；M代表活性微生物量，即MLSS。（2）F/M的值，代表了微生物的量與食物量之間的一種平衡關(guān)系，它的大小直接的影響活性污泥增長速率、有機(jī)污染物的去除效率、氧的利用率以及污泥的沉降性能。（3）傳統(tǒng)活性污泥F/M值一般為0.2～0.4kgBOD5/(kgMLSS?d)即每千克活性污泥每天承受（代謝）0.2~0.4kgBOD5。（4）運(yùn)行管理中應(yīng)該選擇合適的F/M值，在保證有機(jī)物去除效率的前提下，使污泥的沉降性能最佳。特點(diǎn)與作用6.生物固體平均停留時間（SRT）生物固體平均停留時間（SludgeRetentionTime，簡寫SRT），簡稱污泥齡，是指活性污泥在系統(tǒng)內(nèi)的平均停留時間，即反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的微生物全部更新一次所需要的時間表達(dá)式SRT——生物固體平均停留時間，d；Va——曝氣池有效容積，m3；MLSS——曝氣池中混合液懸浮固體濃度，kg/m3；ΔX——每日排出系統(tǒng)的污泥量。6.生物固體平均停留時間（SRT）SRT——生物固體平均停留Qw——剩余污泥排放量，m3/d；Xr——剩余污泥的濃度，mg/L；SVI——污泥容積指數(shù)，mL/g。Qw——剩余污泥排放量，m3/d；作用（1）通過控制SRT，選擇活性污泥系統(tǒng)中微生物的種類，以達(dá)到降解目的。（2）通過調(diào)節(jié)SRT，可以選擇適宜的微生物年齡，獲得較好的處理效果（分解和沉降性能）。（3）傳統(tǒng)活性污泥工藝（以降解有機(jī)物為主）一般控制SRT在3～5d（分解有機(jī)物的絕大多數(shù)微生物的世代期都小于3d；硝化細(xì)菌世代期為5d）。作用7.污泥回流比（R）污泥回流比是指污泥回流流量和進(jìn)水流量的比值表示為：式中：Qr——污泥回流流量；

Q——進(jìn)水流量。

R=MLSS/（Xr-MLSS）R一般保持相對恒定，可以根據(jù)實際運(yùn)行的需要加以調(diào)整。7.污泥回流比（R）特點(diǎn)與應(yīng)用（1）污泥回流比的調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)曝氣池活性污泥微生物量的穩(wěn)定，調(diào)整污泥負(fù)荷，改變工藝的運(yùn)行狀態(tài)。（2）對于正常運(yùn)行的工藝系統(tǒng)，保證污泥泥回流比恒定非常重要。（3）傳統(tǒng)活性污泥工藝的R一般在控制在25～100％之間。特點(diǎn)與應(yīng)用8水力停留時間（HRT）是指待處理污水在反應(yīng)器內(nèi)的平均停留時間，也就是污水與生物反應(yīng)器內(nèi)微生物接觸作用的平均反應(yīng)時間計算方式（名義水力停留時間）：式中：HRT——水力停留時間，h；

Va——反應(yīng)器的有效容積，m3；

Q——反應(yīng)器進(jìn)水流量，m3/h。8水力停留時間（HRT）式中：HRT——水力停留時間，h；考慮回流流量（RQ）后稱為實際水力停留時間HRT′：作用（1）水力停留時間就是微生物對污染物的處理時間（2）決定了進(jìn)水流量（處理量）、池容大小和處理效果（3）傳統(tǒng)活性污泥曝氣池的名義水力停留時間一般為8～12h，二沉池的名義停留時間一般控制在2～3h之間，實際停留時間則取決于回流比?？紤]回流流量（RQ）后稱為實際水力停留時間HRT′：作用六、活性污泥系統(tǒng)的啟動與調(diào)試活性污泥處理系統(tǒng)在正式運(yùn)行前的首要工作是培養(yǎng)與馴化活性污泥（微生物）1.活性污泥的培養(yǎng)活性污泥的培養(yǎng)是給活性污泥提供一定的生長繁殖條件：均衡營養(yǎng)物質(zhì)、適宜溶解氧、溫度和酸堿度等，促進(jìn)污泥繁殖增長，達(dá)到處理污水所需的污泥濃度六、活性污泥系統(tǒng)的啟動與調(diào)試培菌方法活性污泥的培養(yǎng)方法通常分為兩種，即接種培菌法和自然培菌法。（1）接種培菌法接種培菌法的培養(yǎng)時間短，是常用的活性污泥培養(yǎng)方法，適合用于大部分的污水處理廠①采用回流污泥接種培菌：適用于附近有活性污泥工藝污水處理廠，通常啟動時F/M值控制在5-10培菌方法②采用脫水污泥餅接種培菌脫水機(jī)房的污泥餅是干污泥，含水率在80%左右，體積小，運(yùn)輸、投加相對方便，但是，其有效成分不高，活性也差，培菌速度低于直接接種回流活性污泥的速度。使用時應(yīng)用少量水?dāng)噭蚝笸都?，防止污泥中的無機(jī)顆粒進(jìn)入系統(tǒng)。適用于鄰近無生化處理系統(tǒng)的偏僻地區(qū)②采用脫水污泥餅接種培菌

接種污泥的投加量M——接種污泥的投加量，m3；Q——進(jìn)入曝氣池的污水流量，m3/d；S0——曝氣池進(jìn)入污水中BOD5的濃度，kg/m3；Xr——接種污泥的濃度，kg/m3。

接種污泥的投加量M——接種污泥的投加量，m3；培菌方法：①首先是悶曝過程，即曝氣池不進(jìn)水、不出水、不排泥，進(jìn)行曝氣，曝氣量比平常曝氣量小得多，通常為正常曝氣量的一半左右。目的是激活處于休眠狀態(tài)的活性污泥，時間24h左右，期間可采用間歇曝氣。②采用低流量廢水進(jìn)入生化系統(tǒng)，曝氣量保證生化池混合液溶解氧濃度值在2-3mg/L。逐步提高進(jìn)水量，在一個月內(nèi)提高到正常處理水量規(guī)模，同時及時調(diào)整減少投入系統(tǒng)的營養(yǎng)劑含量。培菌方法：③在第三周開始，適當(dāng)?shù)呐拍?，排掉系統(tǒng)中無機(jī)惰性沉淀物質(zhì)和老化污泥。采用少量多次排泥，以保證活性污泥混合液MLSS值不降低為原則。④一個月左右，通常能夠看到初具規(guī)模的活性污泥濃度，系統(tǒng)基本進(jìn)入正常運(yùn)行階段。如果氣溫適宜，該過程可提前完成。③在第三周開始，適當(dāng)?shù)呐拍?，排掉系統(tǒng)中無機(jī)惰性沉淀物質(zhì)和老化（2）自然培菌法自然培菌法也稱直接培菌法。它是利用廢水中原有的少量微生物，逐步繁殖的培養(yǎng)過程。城市污水和一些營養(yǎng)成份較全、毒性小的工業(yè)廢水，如食品加工企業(yè)廢水、肉類加工廠廢水等容易生化降解的有機(jī)廢水，可以考慮這種培養(yǎng)方法，但培養(yǎng)時間相對較長。自然培菌法可分為間歇培菌和連續(xù)培菌二種。（2）自然培菌法①間歇培菌→悶曝數(shù)天→沉淀1h→排出池內(nèi)上層廢水（1/5）→注入相同量的新鮮污水→反復(fù)進(jìn)行悶曝、靜沉和進(jìn)水三個過程→在春秋季節(jié)，約二、三周就可初步培養(yǎng)出污泥?！?dāng)曝氣池混合液污泥濃度達(dá)到1克/升左右時，就可連續(xù)進(jìn)水和曝氣。①間歇培菌②連續(xù)培菌

先將曝氣池注滿廢水，然后停止進(jìn)水，悶曝半天至一天后可連續(xù)進(jìn)水，連續(xù)曝氣，進(jìn)水量從小到大逐漸增加，連續(xù)運(yùn)行一段時間后，就會有活性污泥出現(xiàn)并逐漸增多。當(dāng)污泥量達(dá)到工藝所需的濃度時，按工藝要求進(jìn)行控制。自然培菌法特點(diǎn)培養(yǎng)周期長，污泥適應(yīng)性強(qiáng)，穩(wěn)定，在實際污水處理中較少采用，受地理位置的影響，無法及時或方便運(yùn)輸接種污泥的地方，需要進(jìn)行自然培菌；對于一些特殊的污水或廢水，很難找到適宜的接種污泥，也需要進(jìn)行自然培菌。②連續(xù)培菌2.活性污泥的馴化馴化：在以工業(yè)廢水為主體的城市污水處理系統(tǒng)培菌的后期階段，逐漸減少生活污水和外加營養(yǎng)的投加量，逐步增加工業(yè)廢水的比例，最后全部受納工業(yè)廢水，這個過程稱為馴化。污泥馴化過程中微生物的變化適者生存，不適者淘汰；2.活性污泥的馴化馴化事項（1）開始進(jìn)入少量生活污水或廢水，進(jìn)入量不超過馴化前處理能力的20％。同時補(bǔ)充新鮮水、糞便水等營養(yǎng)物（2）達(dá)到較好處理后，可增加生產(chǎn)廢水的進(jìn)水量，每次增加不超過10～20％，并適當(dāng)減少營養(yǎng)物質(zhì)的投加，直到完全停止投加。（3）投加比例變化后，須保持?jǐn)?shù)天，待運(yùn)行穩(wěn)定后，才可再次變動配比，直到馴化結(jié)束。（4）對有毒成分較少、營養(yǎng)較全的工業(yè)廢水，可同時進(jìn)行培菌和馴化。馴化事項3.污泥培養(yǎng)與馴化過程中生物相的演替培菌初期：游離細(xì)菌、鞭毛蟲、變形蟲。培菌中期：掠食細(xì)菌能力更強(qiáng)的纖毛蟲類原生動物（豆形蟲、腎形蟲、漫游蟲、裂口蟲和草履蟲、鐘蟲）等出現(xiàn)。

——鐘蟲類固著型纖毛蟲的出現(xiàn)和增長標(biāo)志著活性污泥逐步行程和增長培菌后期：輪蟲

——輪蟲的出現(xiàn)是污泥成熟及凈化程度高的標(biāo)志。3.污泥培養(yǎng)與馴化過程中生物相的演替1)傳統(tǒng)活性污泥法；2)完全混合活性污泥法；3)階段曝氣活性污泥法；4)吸附—再生活性污泥法；5)延時曝氣活性污泥法；6)高負(fù)荷活性污泥法；7)純氧曝氣活性污泥法；8)淺層低壓曝氣活性污泥法；9)深水曝氣活性污泥法；10)深井曝氣活性污泥法。補(bǔ)充：活性污泥的處理工藝1)傳統(tǒng)活性污泥法；補(bǔ)充：活性污泥的處理工藝回流污泥二次沉淀池廢水曝氣池初次沉淀池出水空氣剩余活性污泥

Q\Si

V\X

Qw\X\Se

Q-Qw\Xe\Se

Qr\Xr\Se

Q+Qr\X\Se一、傳統(tǒng)活性污泥法：

1)工藝流程:回流污泥二次廢水曝氣池初次出水空氣剩余活性污泥Q\Si(一)傳統(tǒng)活性污泥法：平面圖剖面圖

曝氣頭

曝氣設(shè)備

隔墻

空氣管溝(一)傳統(tǒng)活性污泥法：平面圖剖面圖曝氣頭曝氣設(shè)備隔墻（一）傳統(tǒng)活性污泥法：供氧速率與需氧速率曝氣池長度

供氧速率

需氧速率曲線需氧量（一）傳統(tǒng)活性污泥法：供氧速率與需氧速率曝氣池長度供氧速率微孔曝氣頭微孔曝氣頭（一）傳統(tǒng)活性污泥法：主要優(yōu)點(diǎn)：

a.處理效果好：BOD5的去除率可達(dá)90~95%；

b.對廢水的處理程度比較靈活，可根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。4)主要問題：

a.為了避免池首端形成厭氧狀態(tài)，不宜采用過高的有機(jī)負(fù)荷，因而池容較大，占地面積較大；

b.在池末端可能出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的現(xiàn)象，會浪費(fèi)了動力費(fèi)用；

c.對沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性較弱。（一）傳統(tǒng)活性污泥法：主要優(yōu)點(diǎn)：傳統(tǒng)活性污泥法設(shè)計參數(shù)容積負(fù)荷(kgBOD5/m3.d)0.3

0.6MLSS(mg/l)1500

3000回流比(%)25

50污泥負(fù)荷(kgBOD5/kgMLSS.d)0.2

0.4污泥齡

c(d)5

15MLVSS(mg/l)1200

2400曝氣時間HRT(h)4

8BOD5去除率(%)85

95傳統(tǒng)活性污泥法設(shè)計參數(shù)容積負(fù)荷(kgBOD5/m3.d)（二）完全混合活性污泥法工藝流程回流污泥二次沉淀池廢水曝氣池初次沉淀池出水空氣剩余活性污泥

完全混合曝氣池（二）完全混合活性污泥法工藝流程回流污泥二次廢水曝氣池初次出（二）完全混合活性污泥法主要特點(diǎn)：a.可以方便地通過對F/M的調(diào)節(jié)，使反應(yīng)器內(nèi)的有機(jī)物降解反應(yīng)控制在最佳狀態(tài)；b.進(jìn)水一進(jìn)入曝氣池，就立即被大量混合液所稀釋，所以對沖擊負(fù)荷有一定的抵抗能力；c.適合于處理較高濃度的有機(jī)工業(yè)廢水（二）完全混合活性污泥法主要特點(diǎn)：（二）完全混合活性污泥法

主要結(jié)構(gòu)形式：a.合建式（曝氣沉淀池）b.分建式（二）完全混合活性污泥法主要結(jié)構(gòu)形式：a.合建式合建式曝氣池

曝氣沉淀池合建式曝氣池

曝氣沉淀池合建式曝氣池（曝氣沉淀池）合建式曝氣池（曝氣沉淀池）分建式曝氣池分建式曝氣池

污泥負(fù)荷(kgBOD5/kgMLSS.d)污泥齡(d)MLVSS(mg/l)曝氣時間HRT(h)BOD5去除率(%)設(shè)計參數(shù)容積負(fù)荷(kgBOD5/m3.d)08

2.0MLSS(mg/l)3000

6000回流比(%)25

1000.2

0.65

152400

48003

585

90（二）完全混合活性污泥法污泥負(fù)荷(kgBOD5/kgMLSS.d)污泥齡（三）階段曝氣活性污泥法

——分段進(jìn)水法或多點(diǎn)進(jìn)水法

工藝流程（三）階段曝氣活性污泥法

——分段進(jìn)水法或多多點(diǎn)進(jìn)水活性污泥法的工藝流程出水進(jìn)水二沉池進(jìn)水點(diǎn)剩余污泥回流污泥回流污泥出水進(jìn)水點(diǎn)進(jìn)水剩余污泥二沉池進(jìn)水點(diǎn)多點(diǎn)進(jìn)水活性污泥法的工藝流程出水進(jìn)水二沉池進(jìn)水點(diǎn)剩余污泥回流（三）階段曝氣活性污泥法

——分段進(jìn)水法或多點(diǎn)進(jìn)水法主要特點(diǎn)：a.廢水沿池長分段注入曝氣池，有機(jī)物負(fù)荷分布較均衡，改善了供氧速率與需氧速率之間的矛盾，有利于降低能耗；b.廢水分段注入，提高了曝氣池對沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力；（三）階段曝氣活性污泥法

——分段進(jìn)水法或多（三）階段曝氣活性污泥法

——分段進(jìn)水法或多點(diǎn)進(jìn)水法設(shè)計參數(shù)容積負(fù)荷(kgBOD5/m3.d)0.6

1.0MLSS(mg/l)2000

3500回流比(%)25

75污泥負(fù)荷(kgBOD5/kgMLSS.d)0.2

0.4污泥齡(d)5

15MLVSS(mg/l)1600

2800曝氣時間HRT(h)3

8BOD5去除率(%)85

90（三）階段曝氣活性污泥法

——分段進(jìn)水法或多（四）吸附再生活性污泥法

——又稱生物吸附法或接觸穩(wěn)定法主要特點(diǎn)：將吸附、降解兩個過程分別控制在不同的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。（四）吸附再生活性污泥法

——又稱生物吸附法活性污泥凈化反應(yīng)過程:在活性污泥處理系統(tǒng)中，有機(jī)底物從廢水中被去除的實質(zhì)就是有機(jī)底物作為營養(yǎng)物質(zhì)被活性污泥微生物攝取、代謝與利用的過程，這一過程的結(jié)果是污水得到了凈化，微生物獲得了能量而合成新的細(xì)胞，活性污泥得到了增長。

一般將這整個凈化反應(yīng)過程分為三個階段：

1）初期吸附；

2）微生物代謝；

3）活性污泥的凝聚、沉淀與濃縮活性污泥凈化反應(yīng)過程:在活性污泥處理系統(tǒng)中，有機(jī)底物從廢水中活性污泥的初期吸附作用曝氣過程降解初期吸附BOD活性污泥的初期吸附作用曝氣過程降解初期吸附BOD活性污泥的初期吸附作用

在活性污泥系統(tǒng)內(nèi)，在污水開始與活性污泥接觸后的較短時間(10

30min)內(nèi)，由于活性污泥具有很大的表面積因而具有很強(qiáng)的吸附能力，因此在這很短的時間內(nèi)，就能夠去除廢水中大量的呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物，使廢水的BOD5值(或COD值)大幅度下降。但不是真正的降解，隨著時間的推移，混合液的BOD5值會回升，再之后，BOD5值才會逐漸下降。活性污泥吸附作用的大小與很多因素有關(guān):1）廢水的性質(zhì)、特性：含有較高濃度呈懸浮或膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物。

2）活性污泥的狀態(tài)：充分的再生曝氣，一般應(yīng)使活性污泥微生物進(jìn)入內(nèi)源代謝期，才能使其吸附功能得到恢復(fù)和增強(qiáng)?；钚晕勰嗟某跗谖阶饔迷诨钚晕勰嘞到y(tǒng)內(nèi)，在污水開始與活性污四、吸附再生活性污泥法

——又稱生物吸附法或接觸穩(wěn)定法工藝流程回流污泥進(jìn)水出水吸附池二沉池剩余污泥再生池回流污泥出水進(jìn)水剩余污泥吸附段再生段二沉池四、吸附再生活性污泥法

——又稱生物吸附法或（四）吸附再生活性污泥法

——又稱生物吸附法或接觸穩(wěn)定法1)主要優(yōu)點(diǎn)：a.廢水與活性污泥在吸附池的接觸時間較短，吸附池容積較小，再生池接納的僅是濃度較高的回流污泥，因此，再生池的容積也是小的。吸附池與再生池容積只和仍低于傳統(tǒng)法曝氣池的容積，建筑費(fèi)用較低；b.具有一定的承受沖擊負(fù)荷的能力，當(dāng)吸附池的活性污泥遭到破壞時，可由再生池的污泥予以補(bǔ)充。2)主要缺點(diǎn)：

對廢水的處理效果低于傳統(tǒng)法，此外，對溶解性有機(jī)物含量較高的廢水，處理效果更差。（四）吸附再生活性污泥法

——又稱生物吸附法（四）吸附再生活性污泥法

——又稱生物吸附法或接觸穩(wěn)定法設(shè)計參數(shù)容積負(fù)荷(kgBOD5/m3.d)1.0

1.2MLSS(mg/l)吸附池：1000

3000再生池：400010000回流比(%)25

100污泥負(fù)荷(kgBOD5/kgMLSS.d)0.2

0.6污泥齡(d)5

15MLVSS(mg/l)吸附池：800

2400

再生池：32008000曝氣時間HRT(h)吸附池0.5

1.0；再生池36BOD5去除率(%)80

90（四）吸附再生活性污泥法

——又稱生物吸附法（五）延時曝氣活性污泥法

——完全氧化活性污泥法

1)主要特點(diǎn)：

a.有機(jī)負(fù)荷率非常低，污泥持續(xù)處于內(nèi)源代謝狀態(tài)，剩余污泥少且穩(wěn)定，無需再進(jìn)行處理；

b.處理出水出水水質(zhì)穩(wěn)定性較好，對廢水沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性；

c.在某些情況下，可不設(shè)初沉池。2)主要缺點(diǎn)：池容大、曝氣時間長，占地面積大；建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用高；適用條件：出水水質(zhì)高，小規(guī)模，水量一般在1000m3/d以下。（五）延時曝氣活性污泥法

——完全氧化活性污泥（五）延時曝氣活性污泥法

——完全氧化活性污泥法設(shè)計參數(shù)容積負(fù)荷(kgBOD5/m3.d)0.1

0.4MLSS(mg/l)3000

6000回流比(%)75

100污泥負(fù)荷(kgBOD5/kgMLSS.d)0.05

0.15污泥齡(d)20

30MLVSS(mg/l)2400

4800曝氣時間HRT(h)18

48BOD5去除率(%)95

（五）延時曝氣活性污泥法

——完全氧化活性污泥（六）高負(fù)荷活性污泥法

——又稱短時曝氣法或不完全曝氣活性污泥法1)主要特點(diǎn)：a.有機(jī)負(fù)荷率高，曝氣時間短，對廢水的處理效果較低；b.在系統(tǒng)和曝氣池的構(gòu)造等方面與傳統(tǒng)法相同。（六）高負(fù)荷活性污泥法

——又稱短時曝氣法或不完全曝(六)高負(fù)荷活性污泥法

——又稱短時曝氣法或不完全曝氣活性污泥法主要設(shè)計參數(shù)：設(shè)計參數(shù)容積負(fù)荷(kgBOD5/m3.d)1.2

2.4MLSS(mg/l)200

500回流比(%)5

15污泥負(fù)荷(kgBOD5/kgMLSS.d)1.5

5.0污泥齡(d)0.25

2.5MLVSS(mg/l)160

400曝氣時間HRT(h)1.5

3.0BOD5去除率(%)60

75(六)高負(fù)荷活性污泥法

——又稱短時曝氣法或不完全曝(七)純氧曝氣活性污泥法工藝流程純氧進(jìn)水尾氣出水回流污泥氣體循環(huán)泵氣體分散及攪拌裝置(七)純氧曝氣活性污泥法工藝流程純氧進(jìn)水尾氣出水回流污泥氣體(七)純氧曝氣活性污泥法1)主要特點(diǎn)：a.純氧中氧的分壓比空氣約高5倍，純氧曝氣可大大提高氧的轉(zhuǎn)移效率；b.氧的轉(zhuǎn)移率可提高到80-90%，而一般的鼓風(fēng)曝氣僅為5~25%左右；c.可使曝氣池內(nèi)活性污泥濃度高達(dá)4000

7000mg/l，能夠大大提高曝氣池的容積負(fù)荷；d.剩余污泥產(chǎn)量少，SVI值也低，污泥膨脹較少發(fā)生。(七)純氧曝氣活性污泥法1)主要特點(diǎn)：（七）純氧曝氣活性污泥法設(shè)計參數(shù)容積負(fù)荷(kgBOD5/m3.d)2.0

3.2MLSS(mg/l)6000

10000回流比(%)25

50污泥負(fù)荷(kgBOD5/kgMLSS.d)0.4

1.0污泥齡(d)5

15MLVSS(mg/l)4000

6500曝氣時間HRT(h)1.5

3.0溶解氧濃度DO(mg/l)6

10SVI(ml/g)30

50BOD5去除率(%)75

95（七）純氧曝氣活性污泥法設(shè)計參數(shù)容積負(fù)荷(kgBOD5/（八）淺層低壓曝氣法理論基礎(chǔ)：只有在氣泡形成和破碎的瞬間，氧的轉(zhuǎn)移率最高，因此，沒有必要延長氣泡在水中的上升距離。其曝氣裝置一般安裝在水下0.8

0.9米處，因此可以采用風(fēng)壓在1米以下的低壓風(fēng)機(jī)，動力效率較高，可達(dá)1.80

2.60kgO2/kw.h；其氧轉(zhuǎn)移率較低，一般只有2.5%；池中設(shè)有導(dǎo)流板，可使混合液呈循環(huán)流動狀態(tài)。

（八）淺層低壓曝氣法理論基礎(chǔ)：只有在氣泡形成和破碎的瞬間，氧（八）淺層低壓曝氣法微孔板0.6~0.80.6~0.8導(dǎo)流板（八）淺層低壓曝氣法微孔板0.6~0.80.6~0.8導(dǎo)流板（九）深水曝氣活性污泥法

1)主要特點(diǎn)：

a.曝氣池水深在7

8m以上，

b.由于水壓較大，氧的轉(zhuǎn)移率可以提高，相應(yīng)也能加快有機(jī)物的降解速率；

c.占地面積較小。（九）深水曝氣活性污泥法1)主要特點(diǎn)：（九）深水曝氣活性污泥法深水中層曝氣法的示意圖空氣曝氣裝置深水深層曝氣法的示意圖曝氣裝置空氣導(dǎo)流墻（九）深水曝氣活性污泥法深水中層曝氣法的示意圖空氣曝氣裝置深（十）深井曝氣

活性污泥法

——又稱超深水

曝氣法工藝流程：

一般平面呈圓形，直徑約1

6m，深度為50

150m?；亓魑勰噙M(jìn)水出水空氣（十）深井曝氣

活性污泥法

——又（十）深井曝氣活性污泥法

——又稱超深水曝氣法主要特點(diǎn)：

a.氧轉(zhuǎn)移率高，約為常規(guī)法的10倍以上；

b.動力效率高，占地少，易于維護(hù)運(yùn)行；

c.耐沖擊負(fù)荷，產(chǎn)泥量少；

d.一般可以不建初次沉淀池

e.但受地質(zhì)條件的限制。（十）深井曝氣活性污泥法

——又稱超深水曝氣法主（十）深井曝氣活性污泥法

——又稱超深水曝氣法設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)容積負(fù)荷(kgBOD5/m3.d)3.0

3.6MLSS(mg/l)3000

5000回流比(%)40

80污泥負(fù)荷(kgBOD5/kgMLSS.d)1.0

1.2污泥齡(d)5MLVSS(mg/l)2400

4000曝氣時間HRT(h)

1.0

2.0BOD5去除率(%)85

90（十）深井曝氣活性污泥法

——又稱超深水曝氣法設(shè)補(bǔ)充：曝氣池計算補(bǔ)充：曝氣池計算活性污泥系統(tǒng)工藝設(shè)計

應(yīng)把整個系統(tǒng)作為整體來考慮，包括曝氣池、二沉池、曝氣設(shè)備、回流設(shè)備等，甚至包括剩余污泥的處理處置。

主要設(shè)計內(nèi)容：（1）工藝流程選擇；（2）曝氣池容積和構(gòu)筑物尺寸的確定；（3）二沉池澄清區(qū)、污泥區(qū)的工藝設(shè)計；（4）供氧系統(tǒng)設(shè)計；（5）污泥回流設(shè)備設(shè)計。

主要依據(jù)：水質(zhì)水量資料生活污水或生活污水為主的城市污水：成熟設(shè)計經(jīng)驗工業(yè)廢水：試驗研究設(shè)計參數(shù)活性污泥系統(tǒng)工藝設(shè)計應(yīng)把整個系統(tǒng)作為整體來考慮，包工藝流程的選擇

需要調(diào)查研究和收集的基礎(chǔ)資料：

1.污水的水量水質(zhì)資料水量關(guān)系到處理規(guī)模，多種方法分析計算，注意收集率和地下水滲入量；水質(zhì)決定選用的處理流程和處理程度。

2.接納污水的對象資料

3.氣象水文資料

4.污水處理廠廠址資料廠址地形資料；廠址地質(zhì)資料。

5.剩余污泥的出路調(diào)研

流程選擇是活性污泥設(shè)計中的首要問題，關(guān)系到日后運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定可靠以及經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，必須在詳盡調(diào)查的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，以得到先進(jìn)合理的流程。工藝流程的選擇流程選擇是活性污泥設(shè)計中的首要問題，關(guān)曝氣池的計算：純經(jīng)驗方法勞倫斯（Lawronce）和麥卡蒂(McCarty)法有機(jī)物負(fù)荷率法麥金尼(McKinney)法曝氣池的計算：純經(jīng)驗方法勞倫斯（Lawronce）和麥卡蒂(

根據(jù)某種工藝的經(jīng)驗停留時間和經(jīng)驗去除率，確定曝氣池的水力停留時間。

例如：流量200m3/h，曝氣池進(jìn)水BOD濃150mg/L,出水要求為15mg/L，采用多點(diǎn)進(jìn)水，求曝氣池容積。多點(diǎn)進(jìn)水經(jīng)驗去除率：85%-90％經(jīng)驗停留時間：3-5h

取停留時間為4.5h，則曝氣池容積：

V＝200×4.5m3=900m3經(jīng)驗水力停留時間：t例如：流量200m3/h，曝氣池進(jìn)水BOD濃150mg有機(jī)物負(fù)荷率的兩種表示方法活性污泥負(fù)荷率NS（簡稱污泥負(fù)荷）曝氣區(qū)容積負(fù)荷率NV（簡稱容積負(fù)荷）1、有機(jī)物負(fù)荷率有機(jī)物負(fù)荷率的兩種表示方法活性污泥負(fù)荷率NS（簡稱污泥負(fù)荷）

污泥負(fù)荷率是指單位質(zhì)量活性污泥在單位時間內(nèi)所能承受的BOD5量，即:式中：Ns——污泥負(fù)荷率,kgBOD5/（kgMLVSS·d）;

Q——與曝氣時間相當(dāng)?shù)钠骄M(jìn)水流量，m3/d；

S0——曝氣池進(jìn)水的平均BOD5值，mg/L；

Xv——曝氣池中的污泥濃度，mg/L。污泥負(fù)荷率式中：Ns——污泥負(fù)荷率,kgBOD5/（kgMLVSS·

容積負(fù)荷是指單位容積曝氣區(qū)在單位時間內(nèi)所能承受的BOD5量，即：式中：Nv——容積負(fù)荷率，kg(BOD5)/(m3·d)。容積負(fù)荷率式中：Nv——容積負(fù)荷率，kg(BOD5)/(m3·d)。根據(jù)上面任何一式可計算曝氣池的體積，即:

Q和S0是已知的，Nx和NS可選擇。對于某些工業(yè)污水，要通過試驗來確定。污泥負(fù)荷率法應(yīng)用方便，但需要一定的經(jīng)驗。

根據(jù)上面任何一式可計算曝氣池的體積，即:Q和

活性污泥法的三個要素構(gòu)成

一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；

二是廢水中的有機(jī)物，它是處理對象，也是微生物的食料；

三是溶解氧，沒有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能發(fā)揮氧化分解作用。七、氣體傳遞和曝氣池

活性污泥法的三個要素構(gòu)成一氣體傳遞原理

雙膜理論的基點(diǎn)是認(rèn)為在氣液界面存在著二層膜（即氣膜和液膜）這一物理現(xiàn)象。這兩層薄膜使氣體分子從一相進(jìn)入另一相時受到了阻力。當(dāng)氣體分子從氣相向液相傳遞時，若氣體的溶解度低，則阻力主要來自液膜。氣體傳遞原理氣體傳遞速率為

式中：——氧的傳遞速率，g/h；

Kg——液膜部分氧的擴(kuò)散系數(shù)，m/h；

A——?dú)庖航缑娼佑|面積，m2；

ρsO——液相中氧的飽和濃度，mg/L；

ρO——液相內(nèi)氧的實際濃度，mg/L。

氣體傳遞速率為式中：——氧的傳遞速率，g/h；

由于dm＝V·dρO(V為液體的體積)，則前式可改寫為：

由于dm＝V·dρO(V為液體的體積)，則令，則：

式中：——液相中氧的變化速率，mg/(L·h)；

KLa——總的傳質(zhì)系數(shù)，1/h，是總阻力的倒數(shù)。當(dāng)氧轉(zhuǎn)移阻力較大時，KLa較小，而阻力較小時，則KLa較大。

ρsO——液相內(nèi)氧的飽和濃度，mg/L；

ρO——液相內(nèi)氧的實際濃度，mg/L。

令，則：式中：——液相中氧將上式進(jìn)行積分，可求得總的傳質(zhì)系數(shù)：

將上式進(jìn)行積分，可求得總的傳質(zhì)系數(shù)：影響KLa的因素

(1)水質(zhì)

(2)水溫(3)氧分壓

(4)其他影響KLa的因素(1)水質(zhì)(2)水溫(3)氧分壓

由于污水中存在著溶解性有機(jī)物，特別是某些表面活性劑，如短鏈脂肪酸和乙醇等，這類物質(zhì)的分子屬兩性分子，它們將聚集在氣、液界面上，阻礙氧分子的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移。由于它們增加了氧轉(zhuǎn)移過程的阻力，因此，造成了KLa值的下降。因此，引入小于1的α修正系數(shù)：

(1)水質(zhì)

由于污水中存在著溶解性有機(jī)物，特別是某些表面活性劑，如

氧在水中的飽和度也受水質(zhì)的影響，主要是含鹽量的影響，因此引入小于1的系數(shù)β以修正污水中含鹽量對氧飽和度的影響：

氧在水中的飽和度也受水質(zhì)的影響，主要是含鹽量的影響，因(2)水溫

水溫高，液體粘滯度降低，擴(kuò)散度增加，氧轉(zhuǎn)移系數(shù)增加，其關(guān)系為

:KLa(t)＝KLa(20)×1.02t－20

式中：KLa(t)——溫度為t時的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)；

KLa(20)——溫度為20℃時的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)；

t——計算溫度，℃；

1.02——溫度系數(shù)。

(2)水溫水溫高，液體粘滯度降低，擴(kuò)散度增加，氧轉(zhuǎn)

氧飽和度也受溫度影響。水溫升，ρsO下降。這時KLa值雖增大，但液相中氧的濃度梯度卻減小，因此，水溫對氧的轉(zhuǎn)移有2種相反的影響，但并不完全抵消，而是水溫低將有利于氧的轉(zhuǎn)移。氧飽和度也受溫度影響。水溫升，ρsO下降。這時KLa值ρO值還受氧分壓或氣壓的影響。當(dāng)氣壓降低時，ρO也降低；反之則增大。因此，在氣壓不是1.013×105Pa的地區(qū)，ρO值應(yīng)乘以如下的壓力修正系數(shù)：(3)氧分壓

ρO值還受氧分壓或氣壓的影響。當(dāng)氣壓降低時，ρO也降低(4)其他

氧的轉(zhuǎn)移系數(shù)，還與氣泡的大小、液體的紊動程度和氣泡與液體的接觸時間有關(guān)。

氣泡尺寸小，則接觸界面A較大，將提高KLa值，有利于氧的轉(zhuǎn)移；但氣泡小，則不利于紊動，對氧轉(zhuǎn)移也有不利影響。

紊動程度大，接觸時間長(水層深)，則KLa值大，反之則小。

(4)其他氧的轉(zhuǎn)移系數(shù)，還與氣泡的大小、液體的紊動程從常用污水處理流程看曝氣系統(tǒng)

從常用污水處理流程看曝氣系統(tǒng)曝氣的作用與曝氣方式

1.好氧微生物的需氧代謝2.兼性微生物酶的好氧合成3.混合液的攪拌作用（厭氧、缺氧池另加攪拌器）曝氣方式：1.鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)2.機(jī)械曝氣裝置：縱軸表面曝氣機(jī)、橫軸表面曝氣器3.鼓風(fēng)+機(jī)械曝氣系統(tǒng)4.其他：富氧曝氣、純氧曝氣

將壓縮空氣通過管道系統(tǒng)送入池內(nèi)的散氣設(shè)備，以氣泡形式分散進(jìn)入混合液。

利用裝設(shè)在曝氣池內(nèi)的葉輪的轉(zhuǎn)動，劇烈地攪動水面，使液體循環(huán)流動，不斷更新液面并產(chǎn)生強(qiáng)烈水躍，從而使空氣中的氧與水滴或水氣的界面充分接觸，轉(zhuǎn)入液相中去。曝氣的作用與曝氣方式1.好氧微生物的需氧代謝將壓縮空

曝氣設(shè)備鼓風(fēng)曝氣機(jī)械曝氣空氣凈化器

鼓風(fēng)機(jī)空氣輸配管系統(tǒng)

擴(kuò)散器豎式曝氣機(jī)表面曝氣機(jī)臥式曝氣機(jī)曝氣設(shè)備鼓風(fēng)曝氣機(jī)械曝氣空氣凈化器鼓鼓風(fēng)曝氣空氣凈化器

鼓風(fēng)機(jī)空氣輸配管系統(tǒng)

擴(kuò)散器

空氣凈化器的目的