活性污泥法的基本原理.docx
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活性污泥法的基本原理
一、活性污泥法的基本工艺流程
1、
维
持曝气池内的污泥浓度
③回流系统：
1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝
气池的运行工况。
④剩余污泥排放系统：
1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统
的稳定运行。
⑤供氧系统：
提供足够的溶解氧
2、活性污泥系统有效运行的基本条件是:
1废水中含有足够的可容性易降解有机物；
2混合液含有足够的溶解氧；
3活性污泥在池内呈悬浮状态；
4活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的
活性污泥;
⑤无有毒有害的物质流入。
二、活性污泥的性质与性能指标
1、活性污泥的基本性质
1物理性能：
“菌胶团”、“生物絮凝体”：
颜色：
褐色、（土）黄色、铁红色；气味：
泥土味（城市污水）；比重：
略大于1，（?
）；粒径：
?
mm；
比表面积：
20?
100cm2/ml。
2生化性能：
1）活性污泥的含水率：
?
%；
固体物质的组成：
活细胞（M）、微生物内源代谢的残留物（M）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（M）、无机物质（M）。
2、活性污泥中的微生物：
1细菌：
是活性污泥净化功能最活跃的成分，主要菌种有：
动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等；
基本特征：
1）绝大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌；
2）在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能；
3）具有较高的增殖速率，世代时间仅为20?
30分钟；
4）其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶团”的功能。
2其它微生物原生动物、后生动物在活性污泥中大约为103
个/ml
3、活性污泥的性能指标：
1混合液悬浮固体浓度（MLSS）（MixedLiquorSuspendedSolids）：
MLSS=Ma+Me+Mi+Mii单位：
mg/lg/m3
2混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVS）S（MixedVolatileLiquorSuspendedSolids）：
MLVSS=Ma+Me+Mi；
在条件一定时，MLVSS/MLS是较稳定的，对城市污水，一般是~
3污泥沉降比（SV）（SludgeVolume）：
是指将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积比，一般以%表示；
能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥
量和及时发现早期的污泥膨胀;
正常数值为20?
30%
4污泥体积指数（SVI）（SludgeVolumeIndex）:
曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，1g干污泥所形成的污泥体积，单位是ml/g。
能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，其值过低，说明泥粒小,
密实，无机成分多；其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀现象；
城市污水的SVI一般为50?
150ml/g；
三、活性污泥的增殖规律及其应用
活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降
解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。
是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污线染物的种类等
Xa
的一个短暂的适应过程；经过适应期后，微生物从数量上可能没有增殖，但时间
发生了一些质的变化：
a.菌体体积有所增大；b.酶系统也已做了相应调整;c.产生了一些适应新环境的变异；等等。
BODCOD等各项污染指标可能并无较大变化。
②对数增长期：
F/M值高（?
kgBOD5/kgVSSd，所以有机底物非常丰富，营养物质不是微生物增殖的控制因素；微生物的增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，它仅由微生物本身所特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身的生理机能的限制；微生物以最高速率对有机物进行摄取，也以最高速率增殖，而合成新细胞；此时的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活动能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮凝体，污泥的沉淀性能不佳；活性污泥的代谢速率极高，需氧量大；一般不采用此阶段作为运行工况，但也有采用的，如高负荷活性污泥法。
3减速增长期：
F/M值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生物增殖的控制因素；微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比，为一级反应；有机底物的降解速率也开始下降；微生物的增殖速率在逐渐下降，直至在本期的最后阶段下降为零，但微生物的量还在增长；活性污泥的能量水平已下降，絮凝体开始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较大改善，并且整个系统运行稳定；一般来说，大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行工况控制在这一范围内的。
4内源呼吸期：
内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率，因此从整体上来说，
活性污泥的量在减少，最终所有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物，而这些物质多是难于降解的细胞壁等；污泥的无机化程度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差；有机物基本消耗殆尽，处理水质良好；一般不用这一阶段作为运行工况，但也有采用，如延时曝气法。
2、活性污泥增殖规律的应用：
①活性污泥的增殖状况，主要是由F/M值所控制；
②处于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水质也不同；
3通过调整F/M值，可以调控曝气池的运行工况，达到不同的出水水质和不同性质的活性污泥；
4活性污泥法的运行方式不同，其在增值曲线上所处位置也不同。
3、有机物降解与微生物增殖：
活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化（内源呼吸）两项作用的综合结果，
活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为:
xaQSrbVXv;
式中:
x每日污泥增长量（VSS）,kg/d；QwXr；
Si进水BOD5浓度（kgBOD5/m3或mgBOD5/l）；
Se出水BOD5浓度（kgBOD5/m3或mgBODs/l）。
a,b――经验值：
对于生活污水活与之性质相近的工业废水，
a0.5~0.65，b0.05~0.1；
――或试验值：
通过试验获得。
4、有机物降解与需氧量：
活性污泥中的微生物在进行代谢活动时需要氧的供应，氧的主要作用有：
①将一部分有机物氧化分解；②对自身细胞的一部分物质进行自身氧化。
因此，活性污泥法中的需氧量：
式中：
。
2――曝气池混合液的需氧量，kgO2/d；
a'代谢每kgBOD5所需的氧量，kgOz/kgBODsd；
b'——每kgVSS每天进行自身氧化所需的氧量，kgO2/kgVSSd。
二者的取值同样可以根据经验或试验来获得。
5、活性污泥净化废水的实际过程：
吸降
在活性污泥处理系统中，有机污染物物从废水中被去除的实质就是有机
曝气过程
底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，这一过程的结果是污水得到了净化，微生物获得了能量而合成新的细胞，活性污泥得到了增长。
一般将这整个净化反应过程分为三个阶段：
①初期吸附；②微生
物代谢；③活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩。
所谓“初期吸附”是指：
在活性污泥系统内，在污水开始与活性污泥接触后的较短时间（10?
30min）内，由于活性污泥具有很大的表面积因而具有很强的吸附能力，因此在这很短的时间内，就能够去除废水中大量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物，使废水的BOD直（或COD直）大幅度下降。
但这并不是真正的降解，随着时间的推移，混合液的BOD值会回升，再之后，BOD
值才会逐渐下降。
活性污泥吸附能力的大小与很多因素有关：
1废水的性质、特性：
对于含有较高浓度呈悬浮或胶体状有机污染物的废水，具有较好的效果；
2活性污泥的状态：
在吸附饱和后应给以充分的再生曝气，使其吸附功能得到恢复和增强，一般应使活性污泥微生物进入内源代谢期。
四、活性污泥法的基本工艺参数1、容积负荷（VolumetricOrganicLoadingRate）:
LvcodQCiV（kgCOD.m3d）;
（kgBODs.m3d）
LscodQCimlssVkgCODkgMLSSd；
3、水力停留时间（HydraulicRetentionTime）:
hrtv/q（h）
4、污泥龄或污泥停留时间（SludgeRetentionTime
）:
SRT
VX
QwXr
（h或
d）
5、回流比:
Q
Qr
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