活性污泥與活性污泥法

水處理工程技術(shù)活性污泥與活性污泥法蘇少林副教授知識(shí)點(diǎn)主要內(nèi)容本知識(shí)點(diǎn)主要講授:一、活性污泥與活性污泥法凈化過(guò)程二、活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)活性污泥與活性污泥法一、活性污泥與活性污泥法凈化過(guò)程活性污泥與活性污泥法活性污泥與活性污泥法凈化過(guò)程

1.活性污泥是由多種好氧微生物、某些兼性或厭氧微生物以及廢水中的固體物質(zhì)、膠體等交織在一起的呈黃褐色絮體。（1）活性污泥的形態(tài)和物理性狀活性污泥與活性污泥法活性污泥與活性污泥法凈化過(guò)程（2）活性污泥組成：◆活性的微生物◆微生物自身氧化的殘留物◆吸附在活性污泥上不能被生物降解的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成。活性污泥與活性污泥法活性污泥與活性污泥法凈化過(guò)程

（3）活性污泥中微生物組成及其功能

活性污泥中的微生物可分為形成活性污泥絮體的微生物、腐生生物、捕食者及有害生物等多種類型?；钚晕勰辔⑸锛象w的食物鏈如下圖?；钚晕勰辔⑸锛象w的食物鏈活性污泥與活性污泥法活性污泥與活性污泥法凈化過(guò)程2.活性污泥法活性污泥法處理工藝主要由曝氣池、二次沉淀池、曝氣與空氣擴(kuò)散系統(tǒng)和污泥回流系統(tǒng)等組成，如下圖。曝氣池二次沉淀池經(jīng)預(yù)處理的污水處理水空氣回流污泥剩余污泥

活性污泥法的基本流程活性污泥與活性污泥法活性污泥與活性污泥法凈化過(guò)程

3.活性污泥法的凈化過(guò)程活性污泥能夠連續(xù)從污水中去除有機(jī)污染物，是由以下幾個(gè)凈化階段完成的。（1）初期吸附去除（2）微生物的代謝（3）凝聚體的形成與凝聚沉淀活性污泥與活性污泥法活性污泥與活性污泥法凈化過(guò)程（1）初期吸附去除在活性污泥系統(tǒng)內(nèi)，污水與活性污泥微生物充分接觸，形成混合液，在很短的時(shí)間（5～10min）內(nèi)，就會(huì)出現(xiàn)很高的有機(jī)物（BOD）去除率。這種初期高速去除現(xiàn)象是吸附作用所引起的。由于活性污泥表面積很大（介于2000～10000m2/m3混合液），且表面具有多糖類粘質(zhì)層，因此，污水中懸浮和膠體物質(zhì)被絮凝和吸附去除?；钚晕勰嗯c活性污泥法活性污泥與活性污泥法凈化過(guò)程（2）微生物的代謝進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)的有機(jī)污染物通過(guò)微生物的代謝反應(yīng)而被降解，或被徹底氧化為CO2和H2O等，或轉(zhuǎn)化為新的有機(jī)體，使細(xì)胞增殖。一般地說(shuō)，自然界中的有機(jī)物都可以被某些微生物所分解，多數(shù)合成有機(jī)物也可以被經(jīng)過(guò)馴化的微生物分解。活性污泥法是多基質(zhì)多菌種的混合培養(yǎng)系統(tǒng)，其中存在錯(cuò)綜復(fù)雜的代謝方式和途徑，它們相互聯(lián)系，相互影響?；钚晕勰嗯c活性污泥法活性污泥與活性污泥法凈化過(guò)程（3）凝聚體的形成與凝聚沉淀絮凝體是活性污泥的基本結(jié)構(gòu)，它能夠防止微型動(dòng)物對(duì)游離細(xì)菌的吞噬，并承受曝氣等外界不利因素的影響，更有利于與處理水分離。水中能形成絮凝體的原因主要是微生物攝食過(guò)程釋放的粘性物質(zhì)促進(jìn)凝聚。另外，在不同的條件下，細(xì)菌內(nèi)部的能量不同，當(dāng)外界營(yíng)養(yǎng)不足時(shí)，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，形成顆粒；而當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物充足時(shí)，細(xì)菌內(nèi)部能量大，表面電荷增大，形成的顆粒重新分散?；钚晕勰嗯c活性污泥法活性污泥與活性污泥法凈化過(guò)程

沉淀是混合液中固相活性污泥顆粒同處理水分離的過(guò)程。固液分離的好壞，直接影響出水水質(zhì)。如果處理水挾帶生物體，出水BOD和SS將增大。所以，活性污泥法的處理效率，同其他生化處理方法一樣，應(yīng)包括二次沉淀池的效率，即用曝氣池及二沉池的總效率表示?；钚晕勰嗯c活性污泥法二、活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)活性污泥與活性污泥法活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)活性污泥法處理技術(shù)是通過(guò)采取一系列人工強(qiáng)化、控制的技術(shù)措施，使活性污泥微生物所具有的氧化、分解有機(jī)物的生理功能，得到充分發(fā)揮，以達(dá)到污水凈化目的的生物工程技術(shù)。在活性污泥系統(tǒng)中，人工強(qiáng)化、控制技術(shù)的措施是在認(rèn)真考慮活性污泥微生物凈化反應(yīng)的各項(xiàng)影響因素，并切實(shí)實(shí)施的基礎(chǔ)上制定的控制指標(biāo)，這些指標(biāo)也是對(duì)活性污泥的評(píng)價(jià)，在工程上就是活性污泥處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)。活性污泥與活性污泥法活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)1、活性污泥性能指標(biāo)評(píng)價(jià)活性污泥性能的指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：①污泥濃度（MLSS、MLVSS）污泥濃度是指曝氣池中單位體積混合液內(nèi)所含的懸浮固體（MLSS）或揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）的質(zhì)量，單位為g/L或mg/L。顯然，污泥濃度的大小，可以間接地反映混合液中所含微生物量的多少。一般認(rèn)為，在活性污泥曝氣池內(nèi)常保持MLSS濃度在2～4g/L為宜?；钚晕勰嗯c活性污泥法活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)②污泥沉降比（SV）污泥沉降比是指一定量的曝氣池混合液靜置30min后，沉淀污泥與原混合液體積的百分?jǐn)?shù)，以％表示，即污泥沉降比（SV）＝混合液經(jīng)30min靜置沉淀后的污泥體積/混合液體積

活性污泥混合液經(jīng)30min沉淀后，沉淀污泥可接近最大密度，因此，以30min作為測(cè)定活性污泥沉淀性能的依據(jù)。由于SV測(cè)定方法簡(jiǎn)便、迅速，所以常用SV來(lái)指導(dǎo)活性污泥系統(tǒng)的運(yùn)行。工作中常用SV作為活性污泥的重要指標(biāo)，對(duì)于一般城市污水，其正常范圍在15％～30％左右。活性污泥與活性污泥法活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)③污泥容積指數(shù)(SVI)簡(jiǎn)稱污泥指數(shù)，是指曝氣池混合液經(jīng)30min沉淀后，1克干污泥所形成的沉淀污泥的體積，單位為mL/g，一般不標(biāo)注。SVI的計(jì)算式為：

SVI值比SV更能準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)活性污泥的凝聚和沉降性能。一般來(lái)說(shuō)，如SVI值低，則表明活性污泥沉降性能好；SVI值高，活性污泥沉降性能差。但是，如SVI值過(guò)低，則污泥顆粒細(xì)小而密實(shí)，無(wú)機(jī)化程度高，這時(shí)污泥活性和吸附性都較差；如SVI值過(guò)高，則污泥可能要發(fā)生膨脹，這時(shí)污泥往往是絲狀菌占了優(yōu)勢(shì)?；钚晕勰嗯c活性污泥法活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)

通常認(rèn)為，SVI值＜l00時(shí)，污泥具有良好的沉降性能；當(dāng)SVI值為100～200時(shí)，污泥沉淀性能一般；而當(dāng)SVI值＞200時(shí)，則說(shuō)明活性污泥的沉淀性能較差，已有產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象的可能。對(duì)于生活污水和城市污水，一般?？刂芐VI在70～100之間為宜，但根據(jù)污水性質(zhì)不同，這個(gè)指標(biāo)也有差異。如污水中溶解性有機(jī)物含量高時(shí)，正常的SVI值可能較高；相反，污水中含無(wú)機(jī)性懸浮物較多時(shí)，正常的SVI值可能較低?；钚晕勰嗯c活性污泥法活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)2、活性污泥法的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)①污泥負(fù)荷在活性污泥法中，一般將有機(jī)污染物量與活性污泥量的比值（F/M），也就是曝氣池內(nèi)單位質(zhì)量（kg）的活性污泥，在單位時(shí)間（1d）內(nèi)，能夠接受，并將其降解到預(yù)定程度的有機(jī)污染物（BOD）的量，稱為污泥負(fù)荷，常用Ns表示。即活性污泥與活性污泥法活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)在活性污泥處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行中，還使用另一種負(fù)荷，即容積負(fù)荷（Nv），其表示式為［kgBOD/（m3曝氣池·d）］

即單位曝氣池容積（m3），在單位時(shí)間（1d）內(nèi)，能夠接受，并將其降解到預(yù)定程度的有機(jī)污染物（BOD）的量。Ns值與Nv值之間的關(guān)系為：

Nv=NsX活性污泥與活性污泥法活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)

污泥負(fù)荷與污水處理效率、活性污泥特性、污泥生成量、氧的消耗量等有很大關(guān)系，污水溫度對(duì)污泥負(fù)荷的選擇也有一定影響。在活性污泥的不同增長(zhǎng)階段，污泥負(fù)荷各不相同，凈化效果也不一樣，因此，污泥負(fù)荷是活性污泥法設(shè)計(jì)和運(yùn)行的主要參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于城市污水，污泥負(fù)荷在0.3～0.5kgBOD5/（kgMLSS.d）范圍內(nèi)，BOD5去除率可達(dá)90％以上，SVI為80～150，污泥吸附和沉降性能都較好?；钚晕勰嗯c活性污泥法活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)

②污泥齡（θc）污泥齡表示曝氣池內(nèi)活性污泥平均增長(zhǎng)一倍所需的時(shí)間，一般用θc表示。它反映了活性污泥吸附了有機(jī)物后，進(jìn)行穩(wěn)定氧化的時(shí)間長(zhǎng)短。污泥齡長(zhǎng)，有機(jī)物氧化得越徹底，處理效果越好，剩余污泥量越少。但污泥齡也不能太長(zhǎng)，否則污泥會(huì)老化，影響沉淀效果，污泥齡不應(yīng)短于活性污泥中微生物的世代時(shí)間，否則曝氣池中的污泥會(huì)流失。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，用泥齡作為控制參數(shù)，只要求調(diào)節(jié)每日的排污量。一般城市污水的普通活性污泥法的污泥齡一般采用5～15d?；钚晕勰嗯c活性污泥法活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)③有機(jī)污染物降解與活性污泥增長(zhǎng)在活性污泥微生物的代謝作用下，曝氣池內(nèi)污水中的有機(jī)污染物得到降解、去除，與此同步產(chǎn)生的則是活性污泥本身的增殖和隨之而來(lái)的活性污泥的增長(zhǎng)。在微生物細(xì)胞合成的同時(shí)，還存在著微生物的內(nèi)源呼吸，即進(jìn)行自身氧化過(guò)程。因此，活性污泥每日在曝氣池內(nèi)的凈增殖量應(yīng)為微生物細(xì)胞的產(chǎn)生量與內(nèi)源呼吸消耗量的差值，即：

ΔX=aQSr－bVX

活性污泥增長(zhǎng)系數(shù)，因有機(jī)污染物的組成不同而異，生活污水一般為0.49～0.73，而自身氧化率為0.07～0.075。工業(yè)廢水的污泥增長(zhǎng)系數(shù)與自身氧化率宜通過(guò)試驗(yàn)確定。活性污泥與活性污泥法活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)

④有機(jī)污染物降解與需氧量

在曝氣池內(nèi)，微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解和其本身氧化自身細(xì)胞的內(nèi)源代謝都是耗氧過(guò)程。這兩部分所需的氧量一般由下列公式求得：活性污泥與活性污泥法活性污泥與活性污泥法活性污泥的性能指標(biāo)及設(shè)