活性污泥法的基本原理課件

第4章活性污泥法4.1活性污泥法的基本原理4.2活性污泥法凈化反應(yīng)影響因素與主要設(shè)計參數(shù)4.3活性污泥反應(yīng)動力學基礎(chǔ)4.4活性污泥處理系統(tǒng)的運行方式與曝氣池工藝參數(shù)4.5活性污泥處理系統(tǒng)的新工藝4.6曝氣的基礎(chǔ)理論4.7曝氣系統(tǒng)與空氣擴散裝置4.8活性污泥反應(yīng)器——曝氣池4.9活性污泥處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計4.10活性污泥處理系統(tǒng)的運行管理思考題與習題§4.1活性污泥法的基本原理4.1.1活性污泥法的基本概念與流程4.1.2活性污泥的形態(tài)及其組成4.1.3活性污泥凈化反應(yīng)過程4.1.1活性污泥法的基本概念與流程1．活性污泥法發(fā)展歷史2．基本工藝流程

3．活性污泥法特征?曝氣池是一個生物化學反應(yīng)器?曝氣池內(nèi)混合液是一個三相混合系統(tǒng)：液相—固相—氣相；混合液=污水+活性污泥+空氣?傳質(zhì)過程：氣象中O2→液相中的溶解氧DO→進入微生物體（固相）液相中的有機物→被微生物（固相）所吸收降解→降解產(chǎn)物（CO2）和（H2O）返回氣相和液相。?物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程：有機物降解→活性污泥增長活性污泥法的基本流程1.什么是活性污泥？由細菌、菌膠團、原生動物、后生動物等微生物群體及吸附的污水中有機和無機物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。4.1.2活性污泥的形態(tài)及其組成一組活性污泥圖片曝氣池曝氣池出水堰棲息著的微生物3.活性污泥的組成大量的細菌真菌原生動物后生動物活性污泥中棲息的微生物以好氧微生物為主，是一個以細菌為主體的群體，除細菌外,還有酵母菌、放線菌、霉菌以及原生動物和后生動物?；钚晕勰嘀屑毦恳话阍?07～108個/mL；原生動物103個/mL，原生動物中以纖毛蟲居多數(shù)，固著型纖毛蟲可作為指示生物，固著型纖毛蟲如鐘蟲、等枝蟲、蓋纖蟲、獨縮蟲、聚縮蟲等出現(xiàn)且數(shù)量較多時，說明培養(yǎng)成熟且活性良好。干固體和水分含水98％~99％干固體1％~2%MLSSMLVSSNVSS2．活性微生物（Ma）的分類及作用（1）細菌：凈化污水的第一承擔者，即主要承擔者

①異養(yǎng)型原核細菌（107～108個/mL）——好養(yǎng)細菌

●動膠桿菌屬

●

假單胞菌屬（在含糖類、烴類污水中占優(yōu)勢）

●產(chǎn)堿桿菌屬（在含蛋白質(zhì)多的污水中占優(yōu)勢）

●黃桿菌屬

●大腸埃希式桿菌

②特征：G=20～30min，結(jié)合成菌膠團的絮凝體狀團粒（2）真菌：微小的腐生或寄生絲狀菌，具有分解有機物的功能。若大量繁殖則會引起污泥膨脹。（3）原生動物：肉足蟲、鞭毛蟲、纖毛蟲等。通過辨認原生動物的種類，能夠判斷處理水質(zhì)的優(yōu)劣，它是一種指示性生物。原生動物攝食水中的游離細菌，是細菌的首次捕食者，它是污水凈化的第二承擔者。（4）后生動物：主要是輪蟲，它在活性污泥中不經(jīng)常出現(xiàn)，輪蟲的出

現(xiàn)是水質(zhì)穩(wěn)定的標志。后生動物是細菌的第二

捕食者。有辦法知道確切的生物量嗎？有人曾企圖通過直接測定污泥中細胞的DNA量、有機氮量、三磷酸腺苷（ATP）量、脫氫酶的活力等指標去反映活性污泥的活力，這種方法既復雜又不準確，而且微生物的含量不斷變化。按McKinney的分析：MLSS=Ma+Me+Mi+MiiMLVSS=Ma+Me+Mi式中：Ma——具備活性細胞成分；Me——內(nèi)源代謝殘留的微生物有機體；Mi——未代謝的不可生化的有機懸浮固體；Mii——吸附的無機懸浮固體。1.活性污泥微生物的增殖（1）活性污泥微生物增殖曲線（圖4-4活性污泥增長曲線及其和有機污染物（BOD）降解、氧利用速度的關(guān)系）（2）（BOD）——污泥負荷率（NS）：[kgBOD5/kgMLSS?d]定義：單位重量的活性污泥在單位時間內(nèi)能夠接受（承受），并將其降解到預定程度的有機物污染量（BOD）

[kgBOD5/kgMLSS?d]式中：F——營養(yǎng)物或有機底量物M——微生物量F/M——食料比，活性污泥的能量。Q——污水流量：m3/dS0——原污水有機底物（BOD5）濃度V、X——曝氣池體積和污泥濃度

NS=F/M食料比，控制著活性污泥微生物的增殖期，是非常重要的設(shè)計與運行參數(shù)4.1.3活性污泥凈化反應(yīng)過程

（3）活性污泥的增殖階段

①適應(yīng)期（延遲期或調(diào)整期）：是微生物細胞內(nèi)各種酶系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)過程

②對數(shù)增殖期（等速增殖期）

活性污泥能量水平很高，活性污泥處于松散狀態(tài)③減速增殖期（減速增長期、穩(wěn)定期、平衡期）特征：●營養(yǎng)物不過剩，它已成為微生物生長的限制因素，●活性污泥水平的能量低下，污泥絮凝。④內(nèi)源呼吸期（衰亡期）特征：●營養(yǎng)物缺乏，為了獲得能量維持生命，分解代謝自身的能量物質(zhì)，開始衰亡。同時內(nèi)酶分解細胞壁，使污泥量減少。

●后來有機物幾乎被耗盡，能量水平極低，微生物能力非常低，絮凝體形成速率增大，處理水顯著澄清，水質(zhì)良好。圖4-22Smith史密斯實驗污水與污泥混合曝氣后BOD的變化曲線1）氧化分解2）合成代謝（合成新細胞）3）內(nèi)源代謝（4－1）（4－2）（4－3）對活性污泥法曝氣過程中污水中有機物的變化分析得到結(jié)論：廢水中的有機物殘留在廢水中的有機物從廢水中去除的有機物微生物不能利用的有機物微生物能利用的有機物微生物能利用而尚未利用的有機物微生物不能利用的有機物微生物已利用的有機物（氧化和合成）（吸附量）增殖的微生物體氧化產(chǎn)物污染物的吸附轉(zhuǎn)化情況廢水中的污染物無機懸浮固體污染物

不可生物降解有機懸浮固體污染物

可生物降解有機懸浮固體污染物可生物降解的有機溶解性污染物

無機溶解性污染物

不可生物降解有機溶解性污染物基本吸附于微生物表面混入污泥

轉(zhuǎn)化為新的微生物體和CO2部分轉(zhuǎn)移到新的生物機體中

部分留于廢水中基本留于廢水中

●衡量活性污泥沉淀性能好壞的指標——SV和SVI（污泥指數(shù)）?SVI=70～100其活性污泥凝聚沉淀性能很好?SVI值過低，活性污泥顆粒細小，無機物含量高，缺乏活性。?SVI值過高，沉淀性能不好，可能產(chǎn)生污泥膨脹。?影響SVI值的主要因素?NS的影響：見圖4-7?絲狀菌的大量繁殖，引起污泥膨脹，SVI值↑?影響絲狀菌大量繁殖的因素：?DO不足?NS大?PH≤4.5?缺乏N、P、Fe?T水太高污泥沉降比：SV(SettlingVelocity)活性污泥的沉降濃縮性能取混合液至1000mL或100mL量筒，靜止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的體積，以占混合液體積的比例（%）表示污泥沉降比。污泥體積指數(shù)：SVI(Sludgevolumeindex)SV不能確切表示污泥沉降性能，故人們想起用單位干泥形成濕泥時的體積來表示污泥沉降性能，簡稱污泥指數(shù)，單位為mL/g。