水處理工程技術(shù) 第四章 4.2 活性污泥對有機物的凈化過程講解

任務(wù)二活性污泥對有機物的凈化過程初期吸附作用微生物的代謝作用3.微生物的生長規(guī)律4.活性污泥凈化過程的影響因素任務(wù)二活性污泥對有機物的凈化過程一、初期吸附作用在生物反應(yīng)器——曝氣池中，污水與活性污泥從池首共同流入，充分混合接觸。在較短的時間（通常為5~10min）內(nèi)，污水中呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機物被大量去除。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是活性污泥具有很強的吸附性，包括物理吸附和生物吸附作用。一、初期吸附

活性污泥有很大的比表面積，可以較高的速度吸附懸浮或膠體狀污染物。一般在5-10min內(nèi)，污水中的有機物可被大量去除。物理吸附與生物吸附的交織作用。生活污水處理中活性污泥在10-30分鐘內(nèi)可因吸附作用除去70％的BOD;廢水中的金屬離子，有大約30％-90％能被活性污泥通過吸附除去。污水與活性污泥混和曝氣后BOD5值的變化情況吸附階段二、微生物的代謝作用污水中的有機污染物，被活性污泥吸附?；钚晕勰嘀泻写罅康奈⑸?，有機物與微生物的細胞表面接觸，在微生物透膜酶的催化作用下，一些小分子有機物能夠穿過細胞壁進入微生物細胞體內(nèi)，完成生物降解過程。而一些大分子有機物，則在細胞水解酶的作用下，被水解為小分子后，再被微生物攝入體內(nèi)，才能得以降解。二、微生物的代謝作用微生物降解有機物分為合成代謝和分解代謝兩個過程，無論是分解代謝還是合成代謝，都能去除污水中的有機污染物，但產(chǎn)物不同。分解代謝的產(chǎn)物是無機小分子（CO2和H2O），可直接排入受納水體中。合成代謝的產(chǎn)物是新生的微生物細胞，應(yīng)以剩余污泥的方式排出處理系統(tǒng)，并加以處置。

微生物代謝：微生物對有機物的氧化分解或代謝過程1〉氧化分解2〉合成代謝（合成新細胞）3〉內(nèi)源代謝

微生物代謝：微生物對有機物的氧化分解或代謝過程內(nèi)源呼吸微生物對有機物的分解代謝與合成代謝及其產(chǎn)物的模式圖可降解有機物氧化1/32/3合成無機物＋能量新細胞物質(zhì)殘留物質(zhì)無機物＋能量20％80％內(nèi)源代謝微生物三項代謝活動之間的數(shù)量關(guān)系（麥金尼提出）三、微生物的生長規(guī)律（一）活性污泥中的微生物相活性污泥微生物主要由細胞、真菌、原生動物和后生動物組成。其中，細菌是降解有機物的主要微生物?；钚晕勰嘀写婊畹脑鷦游镉腥庾泐?、鞭毛類和纖毛類。原生動物攝食對象是細菌，因此原生動物能夠起到進一步凈化水質(zhì)的作用。后生動物在活性污泥系統(tǒng)中不經(jīng)常出現(xiàn)，一般出現(xiàn)在完全氧化型的活性污泥系統(tǒng)中，輪蟲和線蟲是后生動物的代表。后生動物的出現(xiàn)，標志著處理水質(zhì)非常穩(wěn)定。三、微生物的生長規(guī)律（二）微生物的生長增殖規(guī)律：一般用增殖曲線來表示1.適應(yīng)期2.對數(shù)增殖期3.減速增殖期4.內(nèi)源呼吸期三、微生物的生長規(guī)律（二）微生物的生長增殖規(guī)律：1.適應(yīng)期：是微生物的細胞內(nèi)各種酶系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)過程。2.對數(shù)增殖期：細菌趨于以最大表面積的游離單體的形式存在于高濃度有機物廢水中，污泥沉降性不好。3.減速增殖期：污泥凝聚沉降性能好。4.內(nèi)源呼吸期：微生物開始代謝菌膠團多糖體或自身原生質(zhì)，處于饑餓狀態(tài)，污泥較松散。活性污泥是高度富集的有機體，只有將其分離處理才能達到凈化目的。活性污泥法廢水處理，主要運行于減速增殖期。為了保證高穩(wěn)定的出水，可適當進行內(nèi)源呼吸階段運行。

パラメシウム（ゾウリムシ）污泥性狀不好時出現(xiàn)的一種原生動物草履蟲ボルティケラ污泥狀態(tài)良好時常見到的一種原生動物鐘蟲活性污泥法水處理過程微生物的增殖與變遷原生動物稱之為活性污泥系統(tǒng)中的指示性生物。四、活性污泥凈化過程的影響因素（一）溶解氧（DO）含量（二）水溫（三）pH（四）營養(yǎng)物質(zhì)平衡（五）有毒物質(zhì)（六）有機物負荷：有機物負荷也稱BOD負荷，通常有兩種不同的表示方法。（1）溶解氧活性污泥法是好氧生物處理技術(shù)。但對溶解氧的要求并不嚴格，只要細菌能獲得所需的溶解氧進行代謝，其代謝速率基本不受溶解氧濃度的影響。如果溶解氧濃度過低，就會影響代謝活動，使凈化能力下降，還易于形成絲狀菌占優(yōu)，產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象。一般曝氣池內(nèi)的溶解氧應(yīng)保持在2mg/L以上。（2）水溫好氧處理的適宜溫度為15℃-35℃。溫度過高和過低時都可對污泥活性產(chǎn)生不利影響、BOD去除率降低。另外應(yīng)避免溫度的突然大幅度變化。一般應(yīng)控制在±2℃以內(nèi)。四、活性污泥凈化過程的影響因素四、活性污泥凈化過程的影響因素（3）pH值

適宜pH值為6.5-8.5之間。當pH降到4.5以下，原生動物消失，真菌優(yōu)勢，易產(chǎn)生污泥膨脹。pH超過8.5以后微生物代謝速率下降。微生物代謝活動可調(diào)節(jié)改變環(huán)境的pH值。對于pH值過大或過小的廢水應(yīng)作適當?shù)念A處理。

（4）有毒物質(zhì)四、活性污泥凈化過程的影響因素（5）營養(yǎng)物質(zhì)

活性污泥微生物的近似化學式為C5H7O2N，考慮磷的細胞分子式：C60H87O23N12P,原生動物的近似化學式為C7H14O3N。可按菌體的主要成分比例供給營養(yǎng)。研究者SawyerSimpsonMckinneyEekenfelderBOD:N:P100:4.3:190:5.3:180:5.0:1100:5.0:1營養(yǎng)物比例的某些研究結(jié)果四、活性污泥凈化過程的影響因素（6）BOD-污泥負荷（Ns）是指單位質(zhì)量活性污泥在單位時間內(nèi)所能承受的有機污染物的量，單位是kgBOD5/(kgMLSS·d)。BOD-污泥負荷實質(zhì)是混合液中有機物量與微生物量的比值（F/M）。其中，F(xiàn)為營養(yǎng)量、M為微生物量，即：式中:Q——污水流量，m3/d；Sa——原污水中有機污染物（BOD）的濃度，mg/L；V——曝氣池容積，m3；X——混合液中懸浮固體（MLSS）的濃度，mg/L。四、活性污泥凈化過程的影響因素（6）BOD-污泥負荷（Ns）四、活性污泥凈化過程的影響因素F/M:

（污泥負荷）：指單位重量的活性污泥，在單位時間內(nèi)要保證一定的處理效果所能承受的有機物量。單位是kgBOD5/kg(MLVSS/d)，通常用F/M表示有機負荷，F(xiàn)（feed—飼料）代表食料，即進入系統(tǒng)中的食物量；M代表活性微生物量，即曝氣過程中的揮發(fā)性固體量。四、活性污泥凈化過程的影響因素（7）BOD-容積負荷（NV）是指單位曝氣池有效容積在單位時間內(nèi)所承受的有機污染物量，單位是kgBOD5/(m3曝氣池·d)，即式中:NV——BOD-容積負荷；