第四章活性污泥法

第4章污水的生物处理—活性污泥法_________________________________________《排水工程》课程概述1.活性污泥法在污水处理中的重要地位我国的河流97%以上都受到有机物的污染（1）应用的普遍性：95%以上的城市污水，5%以上工业废水（2）高效性：SS，COD，90%以上（3）灵活性：大，中，小水厂高，中，低负荷（4）连续运行，可自动化（5）工艺(运行方式多样)，功能多样化，可脱N，除P_________________________________________《排水工程》课程2.活性污泥法研究及应用的现状和发展（1）超大型化(集中化)微型化（2）高效快速(高负荷，节省体积)（3）自动化控制管理，参数精密化，控制自动化（4）多功能化(N，P)（5）节能_________________________________________《排水工程》课程活性污泥是活性污泥法系统中使有机污染物质得以转化的主体。由于它不是一般的污泥，而是栖息着具有生命活力的微生物群体的絮状污泥，故人们称之为活性污泥。活性污泥通常呈流态，为黄褐色絮状颗粒（绒粒），通称生物絮凝体。活性污泥直径一般为0.02－2mm，含水率一般为99.2－99.8％，密度（含固率）因含水率不同而异，一般为1.002－1.006g/cm3。4.1活性污泥法的基本原理4.1.1基本概念与流程1.活性污泥污水通气一段时间后，形成一种由大量微生物群体构成的易于沉淀的絮凝体。_________________________________________《排水工程》课程3.命名活性污泥法(悬浮的有活性的生物絮体)生物膜法(附着的生物膜)4.基本流程污水→格栅→泵间→沉砂池→初沉池→活性污泥曝气池→二沉池→消毒2.活性污泥法来源河流自净→启示→人工强化_________________________________________《排水工程》课程二、基本流程•活性污泥系统a.主体：曝气池和二沉池；b.辅助设施：实现曝气、回流、污泥处置的设备；•活性污泥、回流污泥和剩余污泥；•二沉池：固液分离（澄清）、污泥浓缩（使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少）•初沉池：预处理，满足生物处理的需要（去除20～30%BOD5和40～60%的悬浮物）。出水剩余污泥进水回流污泥空气曝气池二沉池_________________________________________《排水工程》课程4.1.2活性污泥的形态、性质与评价指标1.形态多为黄褐色絮体，含水率超过99％2.组成四部分组成（1）Ma——活性污泥微生物；（2）Me——活性污泥代谢产物；（3）Mi——活性污泥吸附的难降解惰性有机物；（4）Mii——活性污泥吸附的无机物。_________________________________________《排水工程》课程3.微生物组成细菌、真菌、原生动物、后生动物_________________________________________《排水工程》课程活性污泥增长规律1.活性污泥增长曲线p97①对数增长：F/M较大，营养充分，氧利用最大，微生物增殖速率和有机物降解速率最大。污泥活动力强，污泥松散，不易沉降(利用有机物不足)②减速期：F/M减小，有机物量成为增殖的限制因素，微生物增殖速率和有机物降解速率下降，污泥沉降性好，出水效果好。③衰减期：F/M最小，(内源呼吸期)微生物活动能力低，絮凝体，沉降性好，此时污泥量出现下降，出水水质较好。_________________________________________《排水工程》课程4.1.3净化过程与机理（1）初期去除与吸附作用（2）微生物的代谢作用（3）絮凝体的形成与凝聚沉降_________________________________________《排水工程》课程•在很多活性污泥系统里，当污水与活性污泥接触后很短的时间（5－10min)内就出现了很高的有机物(BOD)去除率。•这种初期高速去除现象是吸附作用所引起的。由于污泥表面积很大(可达2000－10000m2/m3混合液)，且表面具有多糖类粘质层，因此，污水中悬浮的和胶体的物质是被吸附去除的。（1）初期去除与吸附作用_________________________________________《排水工程》课程活性污泥中的微生物以污水中各种有机物作为营养，在有氧的条件下，将其中一部分有机物合成新的细胞物质(原生质)，对另一部分有机物则进行分解代谢，即氧化分解以获得合成新细胞所需要的能量，并最终形成CO2和H2O等稳定物质。（2）微生物的代谢作用_________________________________________《排水工程》课程•如果形成菌体的有机物不从污水中分离出去，这样的净化不能算结束。•为了使菌体从水中分离出来，现多采用重力沉降法。如果每个菌体都处于松散状态，由于其大小与胶体颗粒大体相同，它们将保持稳定悬浮状态，沉降分离是不可能的。为此，必须使菌体凝聚成为易于沉降的絮凝体。•絮凝体的形成是通过丝状细菌来实现的。（3）絮凝体的形成与凝聚沉降_________________________________________《排水工程》课程2.温度酶的温度活性15～400C，安全15～350C3.DODO↗，↗，↗Se↓运行费用高，不低于2mg/L4.2活性污泥反应的影响因素1.BOD负荷率过低，丝状菌膨胀过高，絮体活性高，不易沉降↗（污泥增长）↗，（底物降解）↗，Se↗V↓↓（倍增时间短）↓（污泥增长）↓，，Se↓V↓↗p110XVQSNS0SNSNSN↓CSNC_________________________________________《排水工程》课程4.pH6.5～8.5pH6.5，真菌增长利于丝状菌易膨胀pH9时，菌胶易解体活性污泥凝体遭到破坏5.营养物C∶N∶P=100∶5∶1_________________________________________《排水工程》课程6.有毒物质重金属、硫化氢、有毒有机物_________________________________________《排水工程》课程1.混合液活性污泥微生物量的评价指标：（1）污泥浓度1L曝气池污泥混合液所含干污泥的重量，用重量法测定；（2）悬浮物浓度(MLSS，mg/L、g/L或kg/m3)：计量曝气池中活性污泥数量多少的指标；一般为2～4g/L。（3）挥发性悬浮物浓度(MLVSSmg/L、g/L或kg/m3)：表示活性污泥中生物的含量；一般情况下，MLVSS/MLSS=0.75左右。_________________________________________《排水工程》课程•是指曝气池混合液在l000mL量筒中，静置沉降30min后，沉降污泥所占的体积与混合液总体积之比的百分数。所以也常称为30min沉降比SV30。•正常的活性污泥在沉降30min后，可以接近它的最大密度，故污泥沉降比可以反映曝气池正常运行时的污泥量。可用于控制剩余污泥的排放。•它还能及时反映出污泥膨胀等异常情况，便于及早查明原因，采取措施。•污泥沉降比测定比较简单，并能说明一定问题，因此它成为评定活性污泥的重要指标之一。2.活性污泥沉降性能评价指标（1）污泥沉降比(SV)_________________________________________《排水工程》课程•污泥体积指数也称污泥容积指数，是指曝气池出口处混合液，经30min静置沉降后，沉降污泥体积中1g干污泥所占的容积的mL数，单位为mL/g，但一般不标出。•它与污泥沉降比、浓度有如下关系：SVI=SV/X式中：污泥浓度X的单位为g/L，SV以百分数代入。（2）污泥容积(体积）指数（SVI）_________________________________________《排水工程》课程•SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度(活性)和凝聚、沉降性能。•SVl值过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，缺乏活性和吸附力；•SVI值过高，说明污泥难于沉降分离，并使回流污泥的浓度降低，甚至出现污泥膨胀，导致污泥流失等后果。•一般认为，处理生活污水时SVI50时，沉降性能一般；SVI为50～150时，沉降性能良好；SVI150时，沉降性能不好。•一般控制SVI为50～150之间较好。(70～100之间)_________________________________________《排水工程》课程213.污泥龄(ts或c)•污泥龄也就是新增长的污泥在曝气池中平均停留时间，或污泥增长一倍平均所需要的时间，也称固体平均停留时间或细胞平均停留时间。•污泥龄：是曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的污泥量之比，单位是d。•在运行稳定时，曝气池中活性污泥的量保持常数，每日排出的污泥量也就是新增长的污泥量。•污泥龄污泥龄是影响活性污泥处理效果的重要参数。XXVcRRXQX_________________________________________《排水工程》课程•分为重量负荷和容积负荷。•重量负荷F/M：即单位重量活性污泥单位时间内所承受的BOD5量，单位为kgBOD5/(kgMLSSd)。•容积负荷：是曝气池单位有效容积在单位时间内所承受的BOD5量，单位为kgBOD5/(m3曝气池d)。4.污泥负荷_________________________________________《排水工程》课程污泥负荷的影响：•污泥负荷与废水处理效率、活性污泥特性、污泥生成量、氧的消耗量有很大关系，是设计活性污泥法时的主要参数。温度对污泥负荷的选择也有一定影响。•污泥负荷影响活性污泥特性。采用不同的污泥负荷，微生物的营养状态不同，活性污泥絮凝和沉降性也就不同。•实践表明，在一定的活性污泥法系统中，污泥的SVI值与污泥负荷之间有复杂的变化关系。--图4-7_________________________________________《排水工程》课程245.水力停留时间（）•水力停留时间：是指污水在处理系统中的停留时间，单位也是d。•污泥回流比是指回流污泥的流量与曝气池进水流量的比值，一般用百分数表示，符号为R。•污泥回流量的大小直接影响曝气池污泥的浓度和二次沉淀池的沉降状况，所以应适当选择，一般在20％～50％之间，有时也高达150％。6.污泥回流比_________________________________________《排水工程》课程4.3有机物底物降解与活性污泥反应动力学4.3.1有机物降解动力学_________________________________________《排水工程》课程——单位质量微生物的增殖速率(kg/kg•d)d-1——微生物最大比增殖速度t-1——饱和常数S——微生物周围的即反应器曝气池中的底物浓度(mg/L)maxuusk1.莫诺方程SKSuusmax_________________________________________《排水工程》课程SKXSvdtdSXdtSSdXdtdSvSKSvvSSmax0max)(底物降解速率_________________________________________《排水工程》课程)(,max22maxmaxSSSSKvKXSKXSKvdtdSSKvvKS，低底物浓度，，高底物浓度，2.Monod方程式的推论城市污水一般有机物浓度低，常用描述，一级反应SKv2XtkeSS20_________________________________________《排水工程》课程3.应用——完全混合曝气池中底物降解速率及动力学常数确定_________________________