第四章活性污泥法

1、題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：掌握活性污泥的性能特點(diǎn)；理解活性污泥法的基本流程及降解過(guò) 程；了解活性污泥性質(zhì)。重點(diǎn)與難點(diǎn)：活性污泥法的基本流程及降解過(guò)程。 教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)： 2 學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：第十二章 活性污泥法第一節(jié) 基本概念一、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)性 及無(wú)機(jī)性物質(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?；钚晕勰嘈阅苤笜?biāo)： MLSS ； MLVSS；SV；SVI。二、活性污泥法的基本流程活性污泥法是利用人工馴化培養(yǎng)的微生物群體， 在人工強(qiáng)化的環(huán)境中呈懸浮 狀態(tài)生長(zhǎng)，分解氧化污水中可生物降解的

2、有機(jī)物質(zhì)， 從而使污水得到凈化的方法。 活性污泥法的基本原理初沉池：設(shè)在工藝系統(tǒng)首端，用于去除原廢水中所含的懸浮物質(zhì)。二沉池：設(shè)在系統(tǒng)末端，將曝氣池出水中的活性污泥進(jìn)行分離、濃縮； 回流污泥：主要用來(lái)保持曝氣池中所需的微生物量，以分解氧化有機(jī)物； 曝氣：既為活性污泥微生物提供呼吸所需的氧氣， 同時(shí)也使活性污泥與廢水 不斷混合、攪拌以防止活性污泥在曝氣池中沉淀。三、活性污泥法的凈化過(guò)程與機(jī)理活性污泥在曝氣過(guò)程中，對(duì)有機(jī)物的降解（去除）過(guò)程可分為兩個(gè)階段。吸附階段：由于活性污泥具有巨大的表面積， 而表面上含有多糖類的粘性物 質(zhì)，導(dǎo)致污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去。穩(wěn)定階段：主要是轉(zhuǎn)移到活性污泥上

3、的有機(jī)物為微生物所利用。參考文獻(xiàn)： 1.環(huán)境工程學(xué)（第二版），蔣展鵬主編，高等教育出版社。2. 水污染控制工程，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：掌握活性污泥法的演變形式。重點(diǎn)與難點(diǎn)： SBR；AB 工藝。 教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體 學(xué)時(shí)： 2 學(xué)時(shí) 教學(xué)基本內(nèi)容：第二節(jié) 活性污泥法的發(fā)展 一、活性污泥法曝氣反應(yīng)池的基本形式 推流式曝氣池；完全混合曝氣池；封閉環(huán)流式反應(yīng)池；序批式反應(yīng)池 二、活性污泥法的發(fā)展和演變1. 漸減曝氣 在推流式的傳統(tǒng)曝氣池中， 混合液的需氧量在長(zhǎng)度方向是逐步下降的。 因此 等距離均量地布置擴(kuò)散器是不合理的。漸減曝氣的目的就是合理的布

4、置擴(kuò)散器， 使布?xì)庋爻套兓偟目諝庥昧坎蛔?，這樣可以提高處理效率。2. 分步曝氣 把入流的一部分從池端引到池的中部分點(diǎn)進(jìn)水， 使同樣的空氣量， 同樣的池 子，得到了較高的處理效率。 為了根本上改善長(zhǎng)條形池子中混合液不均勻的狀態(tài)，在分步曝氣的基礎(chǔ)上， 進(jìn)一步大大增加進(jìn)水點(diǎn)， 同時(shí)相應(yīng)增加回流污泥并使其在曝氣池中迅速混合， 它 就是完全混合概念， 在完全混合的曝氣池中， 需氧速率和供氧速率的矛盾在全池 得到了平衡。3. 完全混合法 完全混合法有如下特征： 池液中各個(gè)部分的微生物種類和數(shù)量基本相同，生活環(huán)境也基本相同； 入流出現(xiàn)沖擊負(fù)荷時(shí)，池液的組成變化也較??； 池液里各個(gè)部分的需氧率比較均勻。

5、4. 淺層曝氣 氣泡形成和破裂瞬間的氧傳遞速率最大的特點(diǎn)。 在水的淺層處用大量空氣進(jìn) 行曝氣，就可獲得較高的氧傳遞速率。深層曝氣曝氣池水深可達(dá)1020m。水深達(dá)150300m,大大節(jié)省了用地面積。同時(shí)由于水深大幅度增加, 可以促進(jìn)氧傳遞速率。 當(dāng)井壁腐蝕或受損時(shí)污水是否會(huì)通過(guò)井壁滲透,污染地下水。5. 高負(fù)荷曝氣或變型曝氣適用 :對(duì)只需要部分處理就能達(dá)到要求的污水處理廠可采用高負(fù)荷曝氣法。特點(diǎn):曝氣池中的MLSS,約300500mg/L,曝氣時(shí)間比較短，約23h處理效率 僅為 65%左右,有別于傳統(tǒng)的活性污泥法 ,故稱變型曝氣。6. 克勞斯（Kraus）法克勞斯工程師把厭氧消化的上清液加到回流

6、污泥中一起曝氣, 然后再進(jìn)入曝 氣池,成功地克服了高碳水化合物的污泥膨脹問(wèn)題。7. 延時(shí)曝氣特點(diǎn)是曝氣時(shí)間很長(zhǎng)，達(dá)24h甚至更長(zhǎng)，MLSS較高，達(dá)到30006000 mg/L, 活性污泥在時(shí)間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài), 剩余污泥少而穩(wěn)定, 無(wú)需消化, 可直接排放。8. 吸附再生法接觸穩(wěn)定法也叫吸附再生法， 混合液的曝氣完成了吸附作用， 回流污泥的曝 氣完成穩(wěn)定作用（恢復(fù)活性） 。9. 氧化溝氧化溝是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式， 它的池體狹長(zhǎng)， 池深較淺， 在溝槽中 設(shè)有表面曝氣裝置。 曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)， 推動(dòng)溝內(nèi)液體做不停的循環(huán)流動(dòng)， 取得曝 氣和攪拌兩個(gè)作用。溝中混合液流速約為0.30.6m

7、/s，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)，BOD5去除率可 以達(dá)到95%以上，污泥齡大于20d，還可達(dá)到部分脫氮除磷的目的。氧化溝的幾種類型：Orbal（奧巴勒式）氧化溝；BMTS型氧化溝；卡羅塞式氧 化溝；交替工作式氧化溝10. 純氧曝氣以純氧代替空氣， 可以提高生物處理的速度。 純氧曝氣采用密閉的池子。 曝 氣時(shí)間較短，約 1.53.0h， MLSS 較高，約 40008000mg/L。純氧曝氣的缺點(diǎn)主要是純氧發(fā)生器容易出現(xiàn)故障， 裝置復(fù)雜， 運(yùn)轉(zhuǎn)管理較麻 煩。進(jìn)水中混入大量易揮發(fā)的碳?xì)浠衔铮?容易引起爆炸。 二氧化碳將使氣體中 的二氧化碳分壓上升，溶解于溶液中，會(huì)導(dǎo)致 pH 值的下降，因而要適時(shí)排氣

8、和 進(jìn)行 pH 值的調(diào)節(jié)。11. 吸附 -生物降解工藝（ AB 法）A級(jí)以高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行 （污泥負(fù)荷2.0kgBOD5/kg MLSS d）, B級(jí)以 低負(fù)荷運(yùn)行（污泥負(fù)荷一般為 0.10.3kgBOD5/kg MLSS d）, A級(jí)曝氣池停留時(shí) 間短，3060min, B級(jí)停留24h。12. 序批式活性污泥法（ SBR 法）SBR 工藝的曝氣池，在流態(tài)上屬完全混合，在有機(jī)物降解上，是時(shí)間上的 推流，有機(jī)物是隨著時(shí)間的推移而被降解的。優(yōu)點(diǎn)：（ 1 ）工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無(wú)污泥 回流設(shè)備；（2）耐沖擊負(fù)荷，無(wú)需設(shè)置調(diào)節(jié)池；（ 3）反應(yīng)推動(dòng)力大，易于得到優(yōu)于

9、連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì)；（ 4）運(yùn)行操作靈活， 通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達(dá)到脫氮磷的效果；（ 5）污泥沉淀性能好， SVI 值較低，能有效地防止絲狀菌膨脹；（6）該工藝的各操作階段及各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)可通過(guò)計(jì)算機(jī)加以控制，便于自 控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。CASS 工藝（ Cyclic Activated Sludge System）CASS 在 SBR 池前部設(shè)置了預(yù)反應(yīng)區(qū)作為生物選擇區(qū)，其后是主反應(yīng)區(qū)， 曝氣、沉淀、 排水均在同一池子內(nèi)周期性循環(huán)進(jìn)行。 生物選擇區(qū)與主反應(yīng)區(qū)之間 由隔墻隔開(kāi)。預(yù)反應(yīng)區(qū)有效容積約占 CASS 反應(yīng)池總有效容積的 15% 20%。原水經(jīng)預(yù)處理后連續(xù)進(jìn)入 CASS 池的

10、前段預(yù)反應(yīng)區(qū)，與池中的污泥充分混 合，生物選擇區(qū)中基質(zhì)濃度較高， 菌膠團(tuán)細(xì)菌的比增殖速率比絲狀菌的比增殖速 率大，從而菌膠團(tuán)占優(yōu)勢(shì)， 抑制了絲狀菌的生長(zhǎng)和繁殖， 有效的防止了污泥膨脹， 提高了出水水質(zhì)和基質(zhì)降解速率。主反應(yīng)區(qū)下部， 水流呈層流狀， 不會(huì)擾動(dòng)池中各水層， 從而保證了出水水質(zhì)。 CASS 池采用可升降潷水器排水，其剩余污泥由設(shè)置在池內(nèi)底部的潛污泵排出。 CASS 池常采用水下曝氣機(jī)曝氣。作業(yè)： P188：1、2、3參考文獻(xiàn)： 1.環(huán)境工程學(xué)（第二版），蔣展鵬主編，高等教育出版社。水污染控制工程，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：理解氣體傳遞原理；掌

11、握曝氣設(shè)備方式及活性污泥法的三要素。 重點(diǎn)與難點(diǎn)：曝氣設(shè)備方式及活性污泥法的三要素。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體 學(xué)時(shí)： 2 學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：第四節(jié) 氣體傳遞原理和曝氣設(shè)備 構(gòu)成活性污泥法的三個(gè)要素：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(duì)象，也是微生物的食料；三是溶解氧，沒(méi)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。1. 曝氣過(guò)程的機(jī)理 五十年來(lái)，已有若干傳質(zhì)理論用來(lái)解釋氣體傳遞的機(jī)理。但最簡(jiǎn)單和最普遍 使用的是 lewis 和 Whitman 在 1924 年提出的雙膜理論。2. 氧氣轉(zhuǎn)移影響因素 （1）污水水質(zhì)；（2）水溫

12、；（3）氧分壓3. 曝氣設(shè)備曝氣作用： 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2.機(jī)械曝氣：縱軸表面曝氣機(jī)、橫軸表面曝氣器2. 鼓風(fēng)+機(jī)械曝氣系統(tǒng)3. 其它：富氧曝氣、純氧曝氣4. 曝氣設(shè)備性能指標(biāo)1）氧轉(zhuǎn)移率，單位為 mgO2/Lh; EL2） 充氧能力（或動(dòng)力效率）,即每消耗1kWh動(dòng)力能傳遞到水中的氧量（或 氧傳遞速率），單kgO2/kW h； EP3）氧利用率， 通過(guò)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧的百分比， 單位為。 EA參考文獻(xiàn)： 1.環(huán)境工程學(xué)（第二版），蔣展鵬主編，高等教育出版社。2.水

13、污染控制工程，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：掌握曝氣池容積、剩余污泥量和需氧量的計(jì)算方法。 重點(diǎn)與難點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)負(fù)荷。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)： 2 學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：第五節(jié) 去除有機(jī)污染物的活性污泥法過(guò)程設(shè)計(jì)一、曝氣池容積設(shè)計(jì)計(jì)算 有機(jī)物負(fù)荷法二、剩余污泥量的計(jì)算AX=aQ(So- Se)-bVX三、溶解氧的消耗R0=a'Q(S0-Se) +b'VX在進(jìn)行生物脫氮工藝設(shè)計(jì)時(shí)， 還要計(jì)算氨氮的耗氧量。 這種情況下， 需氧量計(jì)算應(yīng)調(diào)整為： R0=a'Q(S0-Se) +b'VX+(64/14)(N0 -Ne)作業(yè)：1城市污

14、水處理廠流量 Q=6000m3/d,進(jìn)水BOD5=200mg/L,出水BOD5=25mg/L,3曝氣池容積 V=1000m , MLSS=3000mg/L , MLVSS/MLSS=0.78，活性污泥合成 系數(shù)a=0.4mgMLVSS/mgBOD5,活性污泥內(nèi)源代謝系數(shù) b=0.06d-1，計(jì)算該活性 污泥系統(tǒng)泥齡9 C32. 某城市污水設(shè)計(jì)流量 Q=10000m/d，進(jìn)水BOD5=300mg/L，若用4座完全混合曝氣池,去除率90%。求每座曝氣池容積和曝氣池所需空氣量。取Ud=0.5kgBOD5/( kgMLVSS.d ), MLSS=4000mg/L , MLVSS/MLSS=0.76 ,

15、 a' =0.6kgOkgBOD5, b' =0.11kgO (kgMLVSS.d),曝氣池氧的利用率為 10%, 空氣密度以1.2kg/m3，空氣中氧的含量以23%計(jì)算。3. 某較大城市處于北溫帶,四季分明,冬季較寒冷。擬建一污水處理廠處理該城 市新區(qū)排放量為100000m3/d 的生活污水,已知經(jīng)調(diào)節(jié)、初沉后的 BOD5 為180mg/L,根據(jù)同類型污水處理廠二沉池回流試驗(yàn)得出回流比為 0.6時(shí)較佳，此 時(shí)相應(yīng)的回流污泥濃度為 8000 mgMLVSS/L，要求出水BOD5< 30mg/L擬采用 漸減曝氣活性污泥法工藝,初步?jīng)Q定曝氣池廊道有效水深寬深比為 1：1,廊道

16、 長(zhǎng)寬比為 3：1,要求計(jì)算曝氣池負(fù)荷、曝氣池有效水深、剩余污泥量、泥齡、參考文獻(xiàn)： 1.環(huán)境工程學(xué)（第二版），蔣展鵬主編，高等教育出版社。2.水污染控制工程，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：掌握脫氮的基本原理；理解其影響因素；掌握脫氮的主要工藝。 重點(diǎn)與難點(diǎn)：脫氮的基本原理。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)： 2 學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：第六節(jié) 脫氮、除磷活性污泥法工藝及其設(shè)計(jì)一、生物脫氮處理技術(shù)廢水中的氮以有機(jī)氮、 氨氮、 亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮四種形式存在。 生活污 水中有機(jī)氮約占 60%，氨氮約占 40%，硝態(tài)氮含量極低。氮的去除方法有化學(xué)法和生物法，其中化學(xué)

17、法主要有吹脫法、折點(diǎn)加氯法、 離子交換法。1.化學(xué)法除氮2.生物除氮(1) 生物脫氮機(jī)理生物脫氮是在微生物的作用下， 將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮的過(guò)程。 其 中包括硝化和反硝化兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程。a. 硝化反應(yīng)：硝化反應(yīng)是在好氧條件下，將NH4+轉(zhuǎn)化為N02和NOJ的過(guò)程。它包括兩個(gè) 階段。亞硝化階段：氨氮在亞硝酸菌作用下轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽； 硝化階段：亞硝酸鹽在硝酸菌的作用下轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。硝化過(guò)程的影響因素：溫度。適宜溫度20-30C,低于15 C，反應(yīng)速率下降，5 C幾乎完全停止。 pH值。硝化產(chǎn)生H+，為促進(jìn)反應(yīng)，pH值保持7-8。當(dāng)pH值降到5-5.5時(shí)， 硝化菌活性就大大降低，硝化反應(yīng)幾乎停

18、止。溶解氧。硝化過(guò)程需氧，在硝化反應(yīng)的曝氣池內(nèi)， 溶解氧含量不得低于 1mg/L， 多數(shù)學(xué)者建議溶解氧應(yīng)保持在 1.22.0mg/l。泥齡。硝化菌是自養(yǎng)菌，其世代周期長(zhǎng)(約 3天)，污泥齡應(yīng)大于 2倍的時(shí)代 周期長(zhǎng)。b. 反硝化反應(yīng)：反硝化反應(yīng)是在缺氧 （無(wú)分子氧） 的條件下， 將硝化過(guò)程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽 和硝酸鹽還原為氣態(tài)氮 （N2、N2O 或 NO）。反硝化菌大多數(shù)都是兼性菌， 在存在分子氧時(shí)， 利用分子氧作為最終電子受 體分解有機(jī)物；在無(wú)分子氧時(shí)，則利用 N0或N02-中的+和N3+作為電子受 體，O2-作為受氫體生成 出0和0H-堿度，有機(jī)物則作為碳源及電子供體提供能 量并得到氧化穩(wěn)定

19、。反硝化過(guò)程的影響因素：碳源。當(dāng)廢水中B0D5/TKN >35時(shí)，認(rèn)為碳源充足，勿需另加碳源，當(dāng)廢 水中BOD5/TKN V35時(shí)，需另加碳源，一般加甲醇。溫度：最適宜溫度是20-40T，低于15°C反硝化反應(yīng)速率最低。pH 值。適宜值為 6.57.5。溶解氧：反硝化菌是兼性菌，反硝化過(guò)程在無(wú)氧條件下，利用 ”03-或NOJ 中的氧進(jìn)行呼吸， 另外，反硝化菌體內(nèi)某些酶系統(tǒng)合成又需要氧分子， 所以反硝 化反應(yīng)在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行，溶解氧不能大，同又不能為零，一般 D0V 0 . 5mg/l 。 （二）生物脫氮處理工藝a. 三段生物脫氮工藝b. Barde npho生物脫氮工藝c. A

20、-0 生物脫氮工藝同時(shí)硝化反硝化技術(shù)題目：第十二章活性污泥法目的與要求：掌握除磷的基本原理；理解其影響因素；掌握除磷的主要工藝。 重點(diǎn)與難點(diǎn)：除磷的基本原理。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：二、生物脫磷處理技術(shù)磷也是有機(jī)物中的一種主要元素，是僅次于氮的微生物生長(zhǎng)的重要元素。 磷主要來(lái)自：人體排泄物以及合成洗滌劑、牲畜飼養(yǎng)場(chǎng)及含磷工業(yè)廢水。 危害：促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖，破壞水體耗氧和復(fù)氧平衡，水質(zhì)迅速惡 化，危害水產(chǎn)資源。污水中的磷以正磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷等形式溶解于水中。（一）化學(xué)法除磷通過(guò)投加鋁鹽、鐵鹽、石灰等化學(xué)藥劑反應(yīng)生成不溶的沉淀物。（二）生物脫磷機(jī)理厭氧環(huán)

21、境中：兼性菌通過(guò)發(fā)酵作用將溶解性BOD轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸VFA， 為聚磷菌的釋磷提供物質(zhì)基礎(chǔ)。聚磷菌將體內(nèi)的聚磷水解為正磷酸鹽釋放到胞 外，同時(shí)利用水解產(chǎn)生的能量吸收水中的 VFA合成儲(chǔ)能物質(zhì)PHB（聚B羥基丁酸） 儲(chǔ)存在體內(nèi)，以維持自身的生存，這就是 厭氧釋磷。好氧環(huán)境中：聚磷菌將儲(chǔ)存于體內(nèi)的 PHB進(jìn)行好氧分解并釋出大量能量， 用于超量攝取無(wú)水中的溶解性磷并合成聚磷酸鹽儲(chǔ)存于細(xì)胞內(nèi)，這就是好氧吸磷。影響因素（1）溶解氧厭氧釋磷過(guò)程必須保持嚴(yán)格的厭氧狀態(tài)，一方面游離氧將作為最終電子受體 而抑制厭氧細(xì)菌的釋磷，另一方面氧的存在影響了有機(jī)物的發(fā)酵產(chǎn)酸， 減少了釋 磷所需的脂肪酸VFA的量。在厭氧

22、區(qū)中，溶解氧應(yīng)小于 0.2mg/L。在好氧吸磷過(guò)程中，要保持充足的溶解氧，以滿足聚磷菌充分吸磷的需要。 一般好氧區(qū)中的溶解氧應(yīng)控制在 2.0mg/L以上。（2）溫度一般認(rèn)為溫度在530C范圍內(nèi)，生物除磷系統(tǒng)都能進(jìn)行除磷，但溫度對(duì)厭 氧釋磷和好氧吸磷的影響十分明顯。每升高 10C，釋磷速率幾乎增加一倍；在 1520 °C的范圍內(nèi)好氧吸磷的速率達(dá)到最大。(3) pH 值生物除磷過(guò)程適宜的 pH 值為 78。在厭氧區(qū)中，如果 pH 值小于 5.2，會(huì) 造成細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的損壞，細(xì)胞內(nèi)聚磷在酸性條件下被水解并快速釋放出來(lái)， 但這種釋磷并不能導(dǎo)致隨后好氧區(qū)的過(guò)量吸磷，是無(wú)效釋磷。一般厭氧區(qū)的

23、pH 值在 68 范圍時(shí)釋磷都比較穩(wěn)定。( 4)硝態(tài)氮厭氧區(qū)的聚磷菌主要以脂肪酸 VFA 為碳源完成聚磷的水解和釋放，而 VFA 是由氣單胞菌經(jīng)發(fā)酵水解產(chǎn)生的， 如果有硝態(tài)氮存在， 氣單胞菌就不會(huì)產(chǎn)酸， 聚 磷菌所能獲得的 VFA 就減少。此外，氣單胞菌會(huì)利用硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化，消耗 水中的碳源有機(jī)物，與聚磷菌形成了競(jìng)爭(zhēng)。 這對(duì)聚磷菌的厭氧釋磷是非常不利的， 只有厭氧區(qū)的硝態(tài)氮濃度應(yīng)在1.5mg/L以下，厭氧釋磷才能正常進(jìn)行。( 5)有機(jī)負(fù)荷和有機(jī)基質(zhì)類型較高的有機(jī)負(fù)荷對(duì)除磷比較有利， 進(jìn)水中有足夠的有機(jī)基質(zhì)提供給聚磷菌合 成 PHB 儲(chǔ)存于胞內(nèi)，對(duì)厭氧釋磷是很重要的。一般認(rèn)為，進(jìn)水中BOD5/

24、TP 應(yīng)大于 20，才能獲得較好的除磷效果。( 6)污泥齡生物除磷主要是通過(guò)排除剩余污泥實(shí)現(xiàn)的， 因此泥齡的長(zhǎng)短對(duì)除磷效果有直 接的影響。一般來(lái)說(shuō)，泥齡越短，排放的污泥量就越多，除磷率就越高。因此除 磷系統(tǒng)適宜采用較短的泥齡，一般為 3.57天。(三)生物脫磷處理工藝1. A/O生物除磷工藝2. Phostrip除磷工藝參考文獻(xiàn)： 1.環(huán)境工程學(xué)(第二版)，蔣展鵬主編，高等教育出版社。2. 水污染控制工程，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：理解脫氮和除磷之間的矛盾；掌握典型的脫氮除磷工藝。 重點(diǎn)與難點(diǎn)：脫氮和除磷之間的矛盾。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)： 2

25、 學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：三、同步脫氮除磷處理工藝1. 脫氮除磷之間的矛盾(1) 泥齡作為硝化過(guò)程的主體， 硝化菌的突出特點(diǎn)是繁殖速率慢， 世代期長(zhǎng)。 要在系 統(tǒng)內(nèi)保持較高濃度的硝化菌，就要求在較長(zhǎng)的泥齡下運(yùn)行，一般控制在35d以上，甚至1520d，較長(zhǎng)的泥齡可增加系統(tǒng)的硝化能力，并減輕有毒物質(zhì)的抑 制作用；反硝化菌是兼性菌， 所需的泥齡主要取決于需要反硝化的硝酸鹽與可利 用的 BOD 的比值，泥齡比硝化菌小的多。聚磷菌多為世代期短的微生物，可以在較短的泥齡下正常生長(zhǎng)，當(dāng)溫度為2224C時(shí)，泥齡為3.1d，出水僅為0.4mg/L。此外，生物除磷的唯一渠道是排 放剩余污泥， 為保證除磷效果， 就要求采

26、用短的泥齡來(lái)增加排泥量， 以取得高的 除磷率。 泥齡過(guò)長(zhǎng)會(huì)使污泥發(fā)生 “自溶”現(xiàn)象， 即污泥在好氧狀態(tài)下吸收的磷又重 新釋放到水中。(2) 碳源碳是微生物生長(zhǎng)需要量最大的營(yíng)養(yǎng)元素。 碳源主要消耗在釋磷、 反硝化和異 養(yǎng)菌正常代謝等方面。 反硝化菌主要利用水中的碳源作為電子供體來(lái)還原硝態(tài)氮 和亞硝態(tài)氮。一般認(rèn)為， 當(dāng)廢水中的 BOD5/TKN 之比在 58 時(shí)，可認(rèn)為廢水中的碳源是足夠的。聚磷菌主要利用進(jìn)水中的 VFA 合成 PHB 儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)， 以維持厭氧環(huán)境中 自身的生存。研究表明，要求出水中磷含量v 1.0 mg/L,進(jìn)水中的BOD5/TP應(yīng)控 制在2030,或者進(jìn)水中的BOD5/TP值

27、至少要高于15,才能保證聚磷菌足夠的 基質(zhì)需求而獲得良好的除磷效果。 如果水中的碳源不足， 釋磷和反硝化過(guò)程之間 必然存在著競(jìng)爭(zhēng)，脫氮和除磷都受到影響。(3) 硝酸鹽厭氧釋磷區(qū)如果存在硝酸鹽， 由于反硝化速率快于釋磷速率， 反硝化菌先消 耗易降解COD,聚磷菌難以獲得充足的有機(jī)物， 會(huì)嚴(yán)重影響聚磷菌的釋磷效果。 當(dāng)厭氧區(qū)內(nèi)硝酸鹽濃度在 1.5mg/L 以上時(shí)， 釋磷會(huì)受到抑制， 影響后續(xù)好氧攝磷 過(guò)程。當(dāng)進(jìn)水中易降解 COD 較少、污泥含磷量又不高時(shí)，硝酸鹽的存在甚至?xí)?導(dǎo)致聚磷菌的直接吸磷。2. 生物脫氮除磷工藝a. A/O生物脫氮除磷工藝b. UCT 工藝c. MUCT 工藝2d. 改良A

28、 /O工藝2e倒置A /O工藝f. 氧化溝工藝g. SBR 工藝作業(yè)： P188：4、5、6參考文獻(xiàn)： 1.環(huán)境工程學(xué)（第二版），蔣展鵬主編，高等教育出版社。2.水污染控制工程，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：了解活性污泥的培養(yǎng)和馴化；掌握工藝運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及 防范措施。重點(diǎn)與難點(diǎn)：工藝運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及防范措施。 教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)： 2 學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：第九節(jié) 活性污泥法處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行與管理（一）活性污泥的培養(yǎng)與馴化具體步驟： 將經(jīng)過(guò)過(guò)濾的濃糞便水投入曝氣池， 再用生活污水或自來(lái)水稀 釋至BOD約200-300mg/L左右后

29、，進(jìn)行連續(xù)曝氣。當(dāng)水溫在 1520C時(shí)，一般 經(jīng)過(guò)一周左右就會(huì)出現(xiàn)模糊的活性污泥的絨絮，在顯微鏡下可以看到一些菌膠 團(tuán)，而作為生活污水活性污泥所大量具有的鐘蟲(chóng)、 輪蟲(chóng)等還不易找到。 曝氣池混 合液經(jīng) 30分鐘沉淀后，澄清液仍較渾濁。但這樣的連續(xù)曝氣若干天后，需進(jìn)行 換水操作，以補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)、排泄代謝產(chǎn)物。1. 間斷操作當(dāng)?shù)谝淮渭恿掀貧膺M(jìn)行到出現(xiàn)活性污泥絨絮后， 就可停止曝氣， 使混合液靜 止沉淀， 1-2 小時(shí)后排放澄清液， 其量約占總體積的 60-70%，然后往曝氣池內(nèi)投 加新的生活污水或糞便水。并接著進(jìn)行曝氣。如果混合液 30 分鐘的沉降比大于 30%，則不需再有污泥增長(zhǎng)，所以如投加生活污水，

30、就不需添加糞便水，如投加 自來(lái)水，則可加入少量糞便水，以增加營(yíng)養(yǎng)。如混合液的沉降比低于 30%，則仍 須投加較多的糞便水。在每次換水時(shí)，從停止曝氣、沉淀到重新曝氣，總的時(shí)間 以不超過(guò) 2 小時(shí)為宜。 將上述換水每天進(jìn)行一次， 并隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)， 逐漸增 加換水量。在水溫15-20C時(shí)，約兩周左右，污泥即可培養(yǎng)成熟，如水溫低，所 需時(shí)間將延長(zhǎng) ）。2. 連續(xù)操作 在第一次加料出現(xiàn)污泥絨絮后，就不斷地往曝氣池投加生活污水或自來(lái)水， 添加糞便水的控制原則與間斷投配相同。 往曝氣池內(nèi)投加的水量應(yīng)保證池內(nèi)的水 能每天更換一次，并隨著培養(yǎng)的進(jìn)展逐漸加大水量， 使在后期達(dá)到每天更換二次。 在曝氣池出水進(jìn)入

31、二次沉淀池后不久 （0.5-1 小時(shí) ）就立刻開(kāi)始回流污泥， 污泥的回 流量可采用曝氣池進(jìn)水量的50%。污泥的成熟在15-20C水溫時(shí)，也約需兩周。（二）活性污泥的馴化馴化方法： 在進(jìn)水中逐浙增加工業(yè)廢水的比例， 或提高工業(yè)廢水的濃度， 使 微生物逐漸適應(yīng)新的生活條件。 開(kāi)始時(shí)，工業(yè)廢水的加入量可以用曝氣池設(shè)計(jì)負(fù) 荷的 20-40%，達(dá)到較好的處理效率后，再按設(shè)計(jì)負(fù)荷的 1020%遞增，直至滿 負(fù)荷為止。工業(yè)廢水中， 如缺乏氮和磷以及其他一些微生物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)料， 則 應(yīng)把這些物質(zhì)加入曝氣池。在馴化過(guò)程中， 能分解工業(yè)廢水的徽生物得到了發(fā)展， 不能適應(yīng)的徽生物則 逐漸淘汰。二、工藝運(yùn)行中可能發(fā)

32、生的問(wèn)題及其防范措施（一）污泥上浮所謂污泥上浮是指在二沉池中的污泥隨出水流失， 或污泥凝聚成塊浮起隨水 漂走，影響出水水質(zhì)的現(xiàn)象。從操作管理方面考慮，二次沉淀池污泥上浮的原因主要有三種。污泥膨脹、 污泥脫氮和污泥腐化。1. 污泥膨脹污泥膨脹是指活性污泥的凝聚、 沉降性能惡化， 導(dǎo)致處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)渾 濁的現(xiàn)象。污泥膨脹主要是由于大量絲狀菌在污泥內(nèi)繁殖，使泥塊松散，密度降 低所 致。其次，真菌的繁殖也會(huì)引起污泥膨脹。與菌膠團(tuán)比較，絲狀細(xì)菌和真菌生長(zhǎng)時(shí)需要較多的碳素，對(duì)氧、磷，特別是 對(duì)溶解氧的要求較低。 菌膠團(tuán)需在溶解氧至少為 0.5mg/L 的環(huán)境中才能很好地生 長(zhǎng)，而真菌和絲狀菌在低于 0

33、.1mg/L 的環(huán)境中，也能較好地生長(zhǎng)。所以在氧量不 足時(shí)，菌膠團(tuán)將減少而絲狀菌、真菌則大量繁殖。菌膠團(tuán)生長(zhǎng)適宜 的pH范圍為6 8,而真菌則在pH為4.5-6.5之間生長(zhǎng)良好， 所以pH 稍低時(shí)，菌膠團(tuán)生長(zhǎng)將受到抑制，而真菌的數(shù)量則可能大大增加。 據(jù)一些城市污水廠的經(jīng)驗(yàn)，水溫也是引起污泥膨脹的重要因素。他們發(fā)現(xiàn)絲狀菌在高溫季節(jié)宜于生長(zhǎng)繁殖，當(dāng)夏季水溫在25C以上時(shí)，常引起膨脹，而在水溫轉(zhuǎn)低時(shí)，膨脹的次數(shù)減少。因此，廢水中如碳水化合物較多，溶解氧不足，缺乏氮、磷等養(yǎng)料，水溫越 高或 pH 越低等都容易引起污泥膨脹。污泥膨脹預(yù)防措施：保證和維持進(jìn)水的有機(jī)物濃度與供氧之間的適當(dāng)比例關(guān) 系；根據(jù)污泥

34、的沉降比及曝氣池污泥濃度的要求嚴(yán)格控制排泥量和排泥時(shí)間。在污泥膨脹是由于絲狀菌和真菌過(guò)度繁殖所造成的場(chǎng)合， 可采取以下的抑制 措施：加強(qiáng)曝氣，使混合液中的DO不少于1-2 mg/L;對(duì)于以碳水化合物成分為 主的工業(yè)廢水，通過(guò)人工補(bǔ)充適量的氮源或磷源，控制曝氣池中碳-氮或碳-磷的比例;氯處理， 即向在回流污泥中投加漂白粉或液氯以消除絲狀細(xì)菌。 加氯量可 按干污泥的 0.3-0.6%估計(jì)。 (4)調(diào)整 pH 值。此外，投加惰性物質(zhì)，如石棉粉末、硅藻土，黃泥等也有一定效果。2. 污泥的脫氮防止由于脫氮而引起污泥上升的辦法： 增加污泥的回流量或及時(shí)排放污泥，以減少沉淀池中的污泥量及停留時(shí)間。 減少系統(tǒng)

35、的曝氣量或縮短曝氣時(shí)間，以減弱曝氣池的硝化作用。3. 污泥腐化(二) 活性污泥不增長(zhǎng)或減少現(xiàn)象主要原因是： 污泥由于上浮而流失; 污泥所需要的養(yǎng)料不足， 包括廢水中有 機(jī)物含量少。解決的辦法是：提高沉淀效率，防止污泥流失;投入足夠的養(yǎng)料，包括進(jìn)水 水量;調(diào)整系統(tǒng)的曝氣量， 使之與進(jìn)入系統(tǒng)有機(jī)物量相對(duì)應(yīng)， 以使活性污泥獲得 迅速增長(zhǎng)。(三) 泡沫問(wèn)題控制泡沫的辦法有： 用自來(lái)水或處理出水噴灑; 投加除沫劑除沫劑， 如機(jī)油， 煤油等。三、日常檢測(cè)項(xiàng)目1. 反映污泥情況的項(xiàng)目(1) SV; (2) MLSS 和 MLVSS; (3) SVI; (4) 微生物觀察2. 反映污泥營(yíng)養(yǎng)的項(xiàng)目(1)氮;(2)磷3. 反映污泥客觀條件的項(xiàng)目(1) 水溫; (2) pH 值; (3)溶解氧4. 反映活性污泥處理效果的項(xiàng)目(1) BOD5; (2) COD; (3) 有毒物質(zhì)參考文獻(xiàn)： 1.環(huán)境工程學(xué)（第二版），蔣展鵬主編，高等教育出版社。2.水污染控制工程，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。題目：第十二章活性污泥法目的與要求：掌握活性污泥法的基本流程及降解過(guò)程；掌握動(dòng)力學(xué)負(fù)荷、剩余污泥量、需氧量的計(jì)算方法。重點(diǎn)與難點(diǎn)：掌握動(dòng)力學(xué)負(fù)荷、剩余污泥量、需氧量的計(jì)算方法。教學(xué)手段和教學(xué)方法