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(jì)參數(shù)4.3活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)4.4活性污泥處理系統(tǒng)的運(yùn)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(kuò)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(jì)4.10活性污泥處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理思考題與習(xí)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(guò)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(gè)生物化學(xué)反應(yīng)器?曝氣池內(nèi)混合液是一個(gè)三相混合系統(tǒng)：液相—固相—?dú)庀?；混合?污水+活性污泥+空氣?傳質(zhì)過(guò)程：氣象中O2→液相中的溶解氧DO→進(jìn)入微生物體（固相）液相中的有機(jī)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(guò)程：有機(jī)物降解→活性污泥增長(zhǎng)活性污泥法的基本流程1.什么是活性污泥？由細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物群體及吸附的污水中有機(jī)和無(wú)機(jī)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(xì)菌真菌原生動(dòng)物后生動(dòng)物活性污泥中棲息的微生物以好氧微生物為主，是一個(gè)以細(xì)菌為主體的群體，除細(xì)菌外,還有酵母菌、放線菌、霉菌以及原生動(dòng)物和后生動(dòng)物?；钚晕勰嘀屑?xì)菌含量一般在107～108個(gè)/mL；原生動(dòng)物103個(gè)/mL，原生動(dòng)物中以纖毛蟲(chóng)居多數(shù)，固著型纖毛蟲(chóng)可作為指示生物，固著型纖毛蟲(chóng)如鐘蟲(chóng)、等枝蟲(chóng)、蓋纖蟲(chóng)、獨(dú)縮蟲(chóng)、聚縮蟲(chóng)等出現(xiàn)且數(shù)量較多時(shí)，說(shuō)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(lèi)及作用（1）細(xì)菌：凈化污水的第一承擔(dān)者，即主要承擔(dān)者

①異養(yǎng)型原核細(xì)菌（107～108個(gè)/mL）——好養(yǎng)細(xì)菌

●動(dòng)膠桿菌屬

●

假單胞菌屬（在含糖類(lèi)、烴類(lèi)污水中占優(yōu)勢(shì)）

●產(chǎn)堿桿菌屬（在含蛋白質(zhì)多的污水中占優(yōu)勢(shì)）

●黃桿菌屬

●大腸埃希式桿菌

②特征：G=20～30min，結(jié)合成菌膠團(tuán)的絮凝體狀團(tuán)粒（2）真菌：微小的腐生或寄生絲狀菌，具有分解有機(jī)物的功能。若大量繁殖則會(huì)引起污泥膨脹。（3）原生動(dòng)物：肉足蟲(chóng)、鞭毛蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)等。通過(guò)辨認(rèn)原生動(dòng)物的種類(lèi)，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(dòng)物攝食水中的游離細(xì)菌，是細(xì)菌的首次捕食者，它是污水凈化的第二承擔(dān)者。（4）后生動(dòng)物：主要是輪蟲(chóng)，它在活性污泥中不經(jīng)常出現(xiàn)，輪蟲(chóng)的出

現(xiàn)是水質(zhì)穩(wěn)定的標(biāo)志。后生動(dòng)物是細(xì)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(guò)直接測(cè)定污泥中細(xì)胞的DNA量、有機(jī)氮量、三磷酸腺苷（ATP）量、脫氫酶的活力等指標(biāo)去反映活性污泥的活力，這種方法既復(fù)雜又不準(zhǔn)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(xì)胞成分；Me——內(nèi)源代謝殘留的微生物有機(jī)體；Mi——未代謝的不可生化的有機(jī)懸浮固體；Mii——吸附的無(wú)機(jī)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(zhǎng)曲線及其和有機(jī)污染物（BOD）降解、氧利用速度的關(guān)系）（2）（BOD）——污泥負(fù)荷率（NS）：[kgBOD5/kgMLSS?d]定義：?jiǎn)挝恢亓康幕钚晕勰嘣趩挝粫r(shí)間內(nèi)能夠接受（承受），并將其降解到預(yù)定程度的有機(jī)物污染量（BOD）

[kgBOD5/kgMLSS?d]式中：F——營(yíng)養(yǎng)物或有機(jī)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(jī)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(jì)與運(yùn)行參數(shù)4.1.3活性污泥凈化反應(yīng)過(guò)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(xì)胞內(nèi)各種酶系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)過(guò)程

②對(duì)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(zhǎng)期、穩(wěn)定期、平衡期）特征：●營(yíng)養(yǎng)物不過(guò)剩，它已成為微生物生長(zhǎng)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(yíng)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(kāi)始衰亡。同時(shí)內(nèi)酶分解細(xì)胞壁，使污泥量減少。

●后來(lái)有機(jī)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(shí)驗(yàn)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(xì)胞）3）內(nèi)源代謝（4－1）（4－2）（4－3）對(duì)活性污泥法曝氣過(guò)程中污水中有機(jī)物的變化分析得到結(jié)論：廢水中的有機(jī)物殘留在廢水中的有機(jī)物從廢水中去除的有機(jī)物微生物不能利用的有機(jī)物微生物能利用的有機(jī)物微生物能利用而尚未利用的有機(jī)物微生物不能利用的有機(jī)物微生物已利用的有機(jī)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(wú)機(jī)懸浮固體污染物

不可生物降解有機(jī)懸浮固體污染物

可生物降解有機(jī)懸浮固體污染物可生物降解的有機(jī)溶解性污染物

無(wú)機(jī)溶解性污染物

不可生物降解有機(jī)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(jī)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(biāo)——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(guò)低，活性污泥顆粒細(xì)小，無(wú)機(jī)物含量高，缺乏活性。?SVI值過(guò)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(jiàn)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(shí)的體積來(lái)表示污泥沉降性能，簡(jiǎn)稱污泥指數(shù)，單位為mL/g。