活性污泥分析.pptx

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1、第一节第一节 传统活性污泥法传统活性污泥法第1页/共61页 废水生物处理废水生物处理：是指利用微生物的代谢作用去除废水是指利用微生物的代谢作用去除废水 中有机污染物的一种方法；中有机污染物的一种方法；在废水生物处理装置中微生物主要以在废水生物处理装置中微生物主要以活性污泥活性污泥（activated sludge）和）和生物膜生物膜（biomembrane）的形式）的形式 存在，在废水厌氧生物处理的存在，在废水厌氧生物处理的升流式厌氧污泥床升流式厌氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket，UASB）反应器中）反应器中 ，微生物还能以，微生物还能以颗粒污泥颗粒污泥

2、（granular sludge）的形式）的形式 存在；存在；第2页/共61页 废水的废水的好氧生物处理好氧生物处理按照微生物在水体中的生长方式按照微生物在水体中的生长方式 可分为可分为悬浮生长悬浮生长（活性污泥法活性污泥法）与）与固着生长固着生长（生物膜生物膜 法法）两种类型；）两种类型；第3页/共61页一、废水生物处理基本原理一、废水生物处理基本原理好氧条件好氧条件下废水中污染物最终被分解成下废水中污染物最终被分解成CO2和和H2O；厌氧条件厌氧条件下污染物最终形成下污染物最终形成CH4、CO2、H2S、N2、H2、H2O以及有机酸和醇等以及有机酸和醇等；废水生物处理过程可归纳为废水生物处

3、理过程可归纳为4个连续进行的阶段，即个连续进行的阶段，即絮凝作用絮凝作用、吸附作用吸附作用、氧化作用氧化作用、沉淀作用沉淀作用；第4页/共61页1.絮凝作用絮凝作用废水进入反应池后废水中的产荚膜细菌可分泌出粘液废水进入反应池后废水中的产荚膜细菌可分泌出粘液性物质，并相互粘连形成性物质，并相互粘连形成菌胶团菌胶团。菌胶团又粘连在一。菌胶团又粘连在一起，絮凝成活性污泥或粘附在载体上形成生物膜起，絮凝成活性污泥或粘附在载体上形成生物膜；纤毛类原生动物也可分泌出纤毛类原生动物也可分泌出多糖多糖及及粘蛋白粘蛋白促进絮凝体促进絮凝体的形成的形成；第5页/共61页2.吸附作用吸附作用细菌表面一般带有负电荷细

4、菌表面一般带有负电荷，而废水中有机物颗粒常带，而废水中有机物颗粒常带正电荷，它们之间有很大的吸引作用；正电荷，它们之间有很大的吸引作用；活性污泥的表面积介于活性污泥的表面积介于2000-10000 m2/m3，其表面附其表面附有的粘性物质对废水中的有机物颗粒、胶体物质有较有的粘性物质对废水中的有机物颗粒、胶体物质有较强的吸附能力强的吸附能力；废水中的重金属离子如铜、铁、镉、铬、铅等也可被废水中的重金属离子如铜、铁、镉、铬、铅等也可被活性污泥和生物膜吸附，活性污泥和生物膜吸附，废水中大约有废水中大约有30%-90%的的重金属离子可通过吸附作用去除重金属离子可通过吸附作用去除；第6页/共61页总吸

5、附量有一个极限总吸附量有一个极限，到达极限后，吸附作用停止。，到达极限后，吸附作用停止。根据活性污泥法的运行经验，在根据活性污泥法的运行经验，在充分混合曝气充分混合曝气的条件的条件下，大约经过下，大约经过20-40 min，即可完成吸附过程，即可完成吸附过程；3.氧化作用氧化作用大分子有机物被活性污泥和生物膜吸附后，在微生物大分子有机物被活性污泥和生物膜吸附后，在微生物胞外酶的作用下，水解为可溶性的有机小分子，然后胞外酶的作用下，水解为可溶性的有机小分子，然后透过细胞膜进入微生物细胞，经过一系列生化途径，透过细胞膜进入微生物细胞，经过一系列生化途径，被氧化为无机物被氧化为无机物CO2和和H2O

6、等，并释放出能量；等，并释放出能量；第7页/共61页微生物对吸附的有机物氧化分解需要较长的时间微生物对吸附的有机物氧化分解需要较长的时间，有，有的需要几小时甚至十几个小时才能完成；的需要几小时甚至十几个小时才能完成；4.沉淀作用沉淀作用废水中有机物质在活性污泥或生物膜的氧化分解作用废水中有机物质在活性污泥或生物膜的氧化分解作用下无机化后，下无机化后，处理后水在排放到自然水体前必须经过处理后水在排放到自然水体前必须经过泥水分离泥水分离；活性污泥、生物膜均具有良好的沉降性能，使泥水分活性污泥、生物膜均具有良好的沉降性能，使泥水分离，澄清水排走，污泥沉降至池底，这是废水生化处离，澄清水排走，污泥沉降

7、至池底，这是废水生化处理必经步骤；理必经步骤；第8页/共61页废水生化处理对微生物的要求主要有：废水生化处理对微生物的要求主要有：（1）能够代谢废水中的有机物；）能够代谢废水中的有机物；（2）能与处理后的水彻底分离，）能与处理后的水彻底分离，尤其对于厌氧生物处尤其对于厌氧生物处 理更为重要，因既是保证出水水质，又是使处理理更为重要，因既是保证出水水质，又是使处理 能持续下去的必要条件；能持续下去的必要条件；第9页/共61页二、好氧生物处理二、好氧生物处理曝气：曝气：氧一般通过机械设备往曝气池中连续不断地充氧一般通过机械设备往曝气池中连续不断地充入压缩空气，或采用氧气发生设备提供纯氧，并使氧入压

8、缩空气，或采用氧气发生设备提供纯氧，并使氧溶解在废水中。溶解在废水中。曝气曝气过程除供氧外，还起搅拌混合作用，使活性污泥过程除供氧外，还起搅拌混合作用，使活性污泥在混合液中保持悬浮状态，并与废水充分接触混合；在混合液中保持悬浮状态，并与废水充分接触混合；工业废水处理过程中，微生物种类比较单纯，只有少工业废水处理过程中，微生物种类比较单纯，只有少数种类可生长，数种类可生长，细菌占主要地位细菌占主要地位；第10页/共61页微生物微生物+有机物有机物+O2细胞贮藏物细胞贮藏物合成细胞物合成细胞物质，供微生质，供微生物生长物生长CO2、H2O、NH3、SO42-、PO43-+能量能量残存物残存物随水排

9、出随水排出合成反应合成反应图图3-1 好氧生物处理微生物好氧生物处理微生物 代谢有机物的途径代谢有机物的途径第11页/共61页1.曝气方式曝气方式通常采用的曝气方式有通常采用的曝气方式有鼓风曝气法鼓风曝气法、表面加速曝气法表面加速曝气法、射流曝气法射流曝气法；（1）鼓风曝气法）鼓风曝气法利用空气压缩机（或鼓风机）将空气压入池内，通过利用空气压缩机（或鼓风机）将空气压入池内，通过池底扩散装置，如扩散板、穿孔管，使空气形成小气池底扩散装置，如扩散板、穿孔管，使空气形成小气泡与废水混合，并将氧溶解于水中泡与废水混合，并将氧溶解于水中。第12页/共61页扩散板曝气扩散板曝气产生的气泡细小，增加了空气与

10、废气的接产生的气泡细小，增加了空气与废气的接触面积，氧转移效率较高，布气也较均匀；但由于板触面积，氧转移效率较高，布气也较均匀；但由于板的孔隙小，空气通过时压力损失大，较容易堵塞；的孔隙小，空气通过时压力损失大，较容易堵塞；穿孔管曝气穿孔管曝气产生的气泡较大，氧转移效率较低。根据产生的气泡较大，氧转移效率较低。根据曝气强度要求，可安装数组穿孔管；曝气强度要求，可安装数组穿孔管；第13页/共61页（2）表面加速曝气法）表面加速曝气法利用装在曝气池表面的机械叶轮转动时激烈搅动水面，利用装在曝气池表面的机械叶轮转动时激烈搅动水面，通过水面不断更新，增加液体与氧的接触面积，从而通过水面不断更新，增加液

11、体与氧的接触面积，从而使氧溶于水中，这种充氧方式叫使氧溶于水中，这种充氧方式叫表面曝气表面曝气。表面加速曝气叶轮旋转时有如下作用：表面加速曝气叶轮旋转时有如下作用：A.产生提水及输水作用，使曝气池内液体不断循环产生提水及输水作用，使曝气池内液体不断循环 流动，使气液接触面不断更新；流动，使气液接触面不断更新；B.在叶轮边缘造成水跃，液体迅速裹进大量空气；在叶轮边缘造成水跃，液体迅速裹进大量空气；C.在叶片后侧形成负压吸入空气；在叶片后侧形成负压吸入空气；第14页/共61页表面曝气叶轮的充氧是表面曝气叶轮的充氧是3个过程的总和，其中液面更个过程的总和，其中液面更新及水跃起主要作用；新及水跃起主要

12、作用；叶轮的充氧能力叶轮的充氧能力与叶轮构造、叶轮旋转速度和叶轮浸与叶轮构造、叶轮旋转速度和叶轮浸没深度有关；没深度有关；当叶轮构造一定时，叶轮旋转的速度大，充氧能力强，当叶轮构造一定时，叶轮旋转的速度大，充氧能力强，但动力消耗亦大，污泥也易被打碎。但动力消耗亦大，污泥也易被打碎。一般认为叶轮线一般认为叶轮线速度以速度以2.5-5 m/s 为宜为宜；叶轮浸没深度适当时，充氧效率高；叶轮浸没深度适当时，充氧效率高；第15页/共61页（3）射流曝气）射流曝气是一种负压吸气装置，通过废水泵将有压力的水即高是一种负压吸气装置，通过废水泵将有压力的水即高速流体在射流器的喉管处与吸入的空气混合，发生激速流

13、体在射流器的喉管处与吸入的空气混合，发生激烈的充氧和传质烈的充氧和传质。由于气、泥、水混合液在喉管中强烈混合搅动，使气由于气、泥、水混合液在喉管中强烈混合搅动，使气泡粉碎成雾状，氧迅速转移到混合液中，从而强化了泡粉碎成雾状，氧迅速转移到混合液中，从而强化了氧的转移过程，氧转移效率提高氧的转移过程，氧转移效率提高20%-25%以上；以上；第16页/共61页二、活性污泥法（二、活性污泥法（Activated Sludge Process）1912年，英国的年，英国的Clark和和Gage首次发现污水长时间曝首次发现污水长时间曝气后会产生污泥，且水质有明显的改善；气后会产生污泥，且水质有明显的改善；

14、1914年，英国人年，英国人Edward Arden和和W.T.Lockett在英国在英国的曼彻斯特市首创活性污泥法；的曼彻斯特市首创活性污泥法；活性污泥法处理废水效率高、效果好，处理后水的水活性污泥法处理废水效率高、效果好，处理后水的水质良好，因此使用广泛，称为处理废水的主要方法。质良好，因此使用广泛，称为处理废水的主要方法。第17页/共61页（1）定义）定义活性污泥法：活性污泥法：是利用悬浮生长的微生物絮体（是利用悬浮生长的微生物絮体（floc）处理有机废水的一类好氧生物处理方法。处理有机废水的一类好氧生物处理方法。活性污泥：活性污泥：向生活污水中注入空气进行曝气，并持续向生活污水中注入空

15、气进行曝气，并持续一段时间后，污水中形成一种黄褐色的絮凝体，主要一段时间后，污水中形成一种黄褐色的絮凝体，主要由大量繁殖的微生物群体构成，具有巨大的表面积及由大量繁殖的微生物群体构成，具有巨大的表面积及很强的吸附性能，这种絮凝体称为很强的吸附性能，这种絮凝体称为“活性污泥活性污泥”。第18页/共61页活性污泥的颗粒活性污泥的颗粒大小一般在大小一般在0.2-1 mm，具有较大的表，具有较大的表面积，每毫升活性污泥的表面积为面积，每毫升活性污泥的表面积为20-100 cm2；活性污泥含水率一般都在活性污泥含水率一般都在99%以上，以上，固体物质仅占固体物质仅占1%以下以下，由有机物和无机物两部分组

16、成；，由有机物和无机物两部分组成；城市生活污水的活性污泥中城市生活污水的活性污泥中有机物质占总固体物质的有机物质占总固体物质的75%-85%，无机物质占，无机物质占15%-25%；第19页/共61页活性污泥具有良好的沉降性能，曝气池混合液相对密活性污泥具有良好的沉降性能，曝气池混合液相对密度为度为1.002-1.003，回流污泥相对密度为，回流污泥相对密度为1.004-1.006；曝气池中的活性污泥一般呈曝气池中的活性污泥一般呈茶褐色茶褐色，略显酸性，稍具，略显酸性，稍具土壤的气味并夹带一些霉臭味，供氧不足或出现厌氧土壤的气味并夹带一些霉臭味，供氧不足或出现厌氧状态时活性污泥呈状态时活性污泥呈

17、黑色黑色，供氧过多营养不足时污泥呈，供氧过多营养不足时污泥呈灰白色灰白色；第20页/共61页（2）活性污泥的组成）活性污泥的组成通常，活性污泥主要包括通常，活性污泥主要包括4部分：部分：A.具有代谢功能活性的具有代谢功能活性的微生物群体微生物群体（Ma）；）；B.微生物（主要是细菌）微生物（主要是细菌）内源代谢、自身氧化的残内源代谢、自身氧化的残 留物留物（Me）；）；C.由原污水挟入的由原污水挟入的难降解的有机物质难降解的有机物质（Mi）；）；D.由原污水挟入的由原污水挟入的无机物质无机物质（Mii）第21页/共61页经过近经过近100年的发展与实践，在供氧方式、运转条件、年的发展与实践，在

18、供氧方式、运转条件、反应器形式等方面不断改进，出现了许多种方法和工反应器形式等方面不断改进，出现了许多种方法和工艺。而且，随着对废水处理要求的提高和废水种类的艺。而且，随着对废水处理要求的提高和废水种类的增加，新工艺和技术仍在不断涌现；增加，新工艺和技术仍在不断涌现；对活性污泥法进行了广泛深入的研究，包括净化废水对活性污泥法进行了广泛深入的研究，包括净化废水机理、新型工艺、活性污泥中的微生物及微型动物、机理、新型工艺、活性污泥中的微生物及微型动物、活性污泥膨胀现象等；活性污泥膨胀现象等；第22页/共61页（3）活性污泥法的基本工艺流程）活性污泥法的基本工艺流程图图3-2 传统活性污泥法基本工艺

19、流程传统活性污泥法基本工艺流程第23页/共61页初次沉淀池（初沉池）初次沉淀池（初沉池）废水先进入初沉池，去除原水中有机的和无机的悬浮废水先进入初沉池，去除原水中有机的和无机的悬浮固体、浮油。悬浮固体沉入池底，浮油上浮后经隔油固体、浮油。悬浮固体沉入池底，浮油上浮后经隔油回收。经初次沉淀后的废水水质可达到一级处理排放回收。经初次沉淀后的废水水质可达到一级处理排放标准。因此，这一过程又称为标准。因此，这一过程又称为一级处理一级处理。第24页/共61页曝气池曝气池废水处理的核心部分；废水处理的核心部分；活性污泥来源于二次沉淀池，通过曝气使曝气池处于活性污泥来源于二次沉淀池，通过曝气使曝气池处于好氧

20、状态，并使有机污染物与活性污泥充分接触，完好氧状态，并使有机污染物与活性污泥充分接触，完成吸附和氧化分解过程。成吸附和氧化分解过程。此时，由于微生物的大量繁殖，产生出过量的活性污此时，由于微生物的大量繁殖，产生出过量的活性污泥，称为泥，称为剩余污泥剩余污泥。通常，将生物处理过程称为通常，将生物处理过程称为二级处理二级处理；第25页/共61页二次沉淀池二次沉淀池（二沉池）（二沉池）废水在曝气池中经过活性污泥吸附、氧化降解处理后，废水在曝气池中经过活性污泥吸附、氧化降解处理后，与活性污泥一起进入二沉池。在其中活性污泥与水分与活性污泥一起进入二沉池。在其中活性污泥与水分离，沉至池底，澄清水排放；离，

21、沉至池底，澄清水排放；第26页/共61页回流污泥回流污泥二次沉淀池分离出的活性污泥经污泥泵回流至曝气池，二次沉淀池分离出的活性污泥经污泥泵回流至曝气池，从而循环利用，这部分活性污泥称作从而循环利用，这部分活性污泥称作回流污泥回流污泥。回流污泥的目的主要作为接种菌回流污泥的目的主要作为接种菌，使曝气池中始终保，使曝气池中始终保持一定浓度的活性污泥，活性污泥的浓度一般保持在持一定浓度的活性污泥，活性污泥的浓度一般保持在3-4 g/L；回流比：回流比：回流到曝气池的活性污泥体积和进入曝气池回流到曝气池的活性污泥体积和进入曝气池的废水体积之比的废水体积之比。通常，回流比采用。通常，回流比采用30%-1

22、00%。第27页/共61页剩余污泥剩余污泥沉入二次沉淀池底部的多余污泥要经常排出，这部分沉入二次沉淀池底部的多余污泥要经常排出，这部分污泥叫污泥叫剩余污泥剩余污泥。对剩余污泥进行排放，不但可对剩余污泥进行排放，不但可保持曝气池内污泥浓度保持曝气池内污泥浓度恒定恒定，而且可将老化污泥及内源呼吸残余物质不断排，而且可将老化污泥及内源呼吸残余物质不断排除，从而除，从而提高活性污泥的活性提高活性污泥的活性；剩余污泥的处理常采用剩余污泥的处理常采用厌氧消化法厌氧消化法，应妥善处理，否，应妥善处理，否则将造成二次污染。则将造成二次污染。第28页/共61页（4）活性污泥法的净化原理）活性污泥法的净化原理活性

23、污泥法的净化过程比较复杂，涉及物理、化学、活性污泥法的净化过程比较复杂，涉及物理、化学、物理化学以及生物化学等过程，大致分为三个阶段：物理化学以及生物化学等过程，大致分为三个阶段：A.吸附阶段吸附阶段在污水开始与活性污泥接触后的较短时间内（在污水开始与活性污泥接触后的较短时间内（5-10 min），污水中的有机污染物被大量去除，），污水中的有机污染物被大量去除，BOD去除去除率很高；率很高；第29页/共61页初期高速去除现象是由初期高速去除现象是由物理吸附物理吸附和和生物吸附生物吸附共同作用共同作用产生的，吸附速率取决于产生的，吸附速率取决于微生物活性程度微生物活性程度、反应器内反应器内的水力

24、扩散程度的水力扩散程度及及水动力学规律水动力学规律；初期吸附去除的有机物数量是有一定限度的，被吸附初期吸附去除的有机物数量是有一定限度的，被吸附在微生物细胞表面的有机物经过数小时的曝气后，才在微生物细胞表面的有机物经过数小时的曝气后，才能被微生物摄入体内；能被微生物摄入体内；回流污泥应进行足够的曝气回流污泥应进行足够的曝气，将贮存在细胞表面及体，将贮存在细胞表面及体内的有机物充分代谢，使污泥微生物进入内源呼吸，内的有机物充分代谢，使污泥微生物进入内源呼吸，再生，提高活性再生，提高活性；第30页/共61页B.氧化阶段氧化阶段在微生物透膜酶的作用下，被吸附在微生物表面的有在微生物透膜酶的作用下，被

25、吸附在微生物表面的有机污染物透过细胞壁进入细胞体内，在各种胞内酶的机污染物透过细胞壁进入细胞体内，在各种胞内酶的催化作用下，进行代谢反应；催化作用下，进行代谢反应；C.沉淀阶段沉淀阶段多采用多采用重力沉降法重力沉降法进行泥水分离，因此必须使菌体凝进行泥水分离，因此必须使菌体凝聚成为易于沉淀的絮凝体；聚成为易于沉淀的絮凝体；易于形成絮凝体的细菌有易于形成絮凝体的细菌有动胶菌、产碱杆菌、假单胞动胶菌、产碱杆菌、假单胞菌菌等。无论哪种细菌都需要在一定条件下才能凝聚；等。无论哪种细菌都需要在一定条件下才能凝聚；第31页/共61页（5）常见活性污泥法的运行方式）常见活性污泥法的运行方式A）传统活性污泥法

26、）传统活性污泥法活性污泥法中最典型、最早使用的一种形式活性污泥法中最典型、最早使用的一种形式；曝气池长条形，池的长宽比大（一般为曝气池长条形，池的长宽比大（一般为5-10），水从），水从一端进入，从另一端推流出去；一端进入，从另一端推流出去；曝气方法：曝气方法：沿池长方向均衡等量地曝气沿池长方向均衡等量地曝气；特点：特点：曝气池前端有机物浓度高，沿池长有机物浓度曝气池前端有机物浓度高，沿池长有机物浓度逐渐降低；处理效果较好，逐渐降低；处理效果较好，BOD5去除率达去除率达95%；第32页/共61页缺点：缺点：对水质、水量冲击负荷抵抗力差；对水质、水量冲击负荷抵抗力差；供氧不能合理使用，往往前端

27、供氧不足，后端供氧不能合理使用，往往前端供氧不足，后端 供供氧有余，造成供氧不合理和浪费；氧有余，造成供氧不合理和浪费；体积庞大，占地面积大，基建费用高；体积庞大，占地面积大，基建费用高；适用范围：适用范围：适用于处理适用于处理水质变化不太大水质变化不太大的城市废水；的城市废水；第33页/共61页B）渐减曝气法）渐减曝气法针对传统活性污泥法对氧的供求不合理而改进的方法针对传统活性污泥法对氧的供求不合理而改进的方法主要特点：主要特点：曝气量沿进水池池长方向递减，使供氧量曝气量沿进水池池长方向递减，使供氧量和活性污泥的需氧量相适应；和活性污泥的需氧量相适应；第34页/共61页图图3-3 传统活性污

28、泥法（传统活性污泥法（A）和渐减曝气法（）和渐减曝气法（B）需氧率和供氧率需氧率和供氧率AB第35页/共61页C）阶段曝气法（分段曝气法，）阶段曝气法（分段曝气法，SAAS）1939年开始在美国纽约市使用；年开始在美国纽约市使用；废水废水沿曝气池池长方向沿曝气池池长方向分段多点分段多点进入曝气池，沿池长进入曝气池，沿池长方向方向均衡等量地曝气均衡等量地曝气，有机物在曝气池内分布也比较，有机物在曝气池内分布也比较均衡；均衡；流程特点：流程特点：对水质、水量冲击负荷抵抗力较强；对水质、水量冲击负荷抵抗力较强；第36页/共61页图图3-4 阶段曝气法工艺流程阶段曝气法工艺流程第37页/共61页D）延

29、时曝气法（完全氧化法）延时曝气法（完全氧化法）实质是传统活性污泥法在低负荷下运行（负荷为实质是传统活性污泥法在低负荷下运行（负荷为0.05-0.15 kgBOD5/kgMLSSd，为传统法的，为传统法的1/6-1/2）；）；曝气池容积大，水力停留时间长；曝气池容积大，水力停留时间长；流程特点：流程特点：活性污泥长期处于内源呼吸阶段，出水水活性污泥长期处于内源呼吸阶段，出水水质稳定；剩余污泥易处理；抗冲击负荷；质稳定；剩余污泥易处理；抗冲击负荷；第38页/共61页缺点：缺点：占地大；负荷率低；曝气池占地面积大，基建占地大；负荷率低；曝气池占地面积大，基建费和动力费用均较高；费和动力费用均较高；适

30、用范围：适用范围：适用于出水水质要求较高，而不便于处理适用于出水水质要求较高，而不便于处理污泥的小型城镇废水或工业废水的处理；污泥的小型城镇废水或工业废水的处理；第39页/共61页（6）活性污泥法的性能指标）活性污泥法的性能指标A）污泥浓度）污泥浓度l 曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液中悬浮固曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液中悬浮固体体 的数量，即的数量，即1升曝气池污泥混合液所含干污泥的重量，升曝气池污泥混合液所含干污泥的重量，单位：单位：mg/Ll 污泥浓度的大小可间接反映混合液中所含微生物的污泥浓度的大小可间接反映混合液中所含微生物的浓度；浓度；l包括包括混合液悬浮固体混合液悬浮

31、固体（MLSS）和）和混合液挥发性悬浮混合液挥发性悬浮固体固体（MLVSS）两种；）两种；第40页/共61页混合液悬浮固体浓度混合液悬浮固体浓度 （Mixed liquor suspended solids，MLSS）：曝气池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质：曝气池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量，包括量，包括Ma、Me、Mi及及Mii四者在内的总量；四者在内的总量；Ma具有代谢功能活性的微生物群体；Me微生物内源代谢、自身氧化的残留物；Mi由原污水带入的难被微生物降解的惰性有机物质；Mii由污水带入的无机物质.第41页/共61页 混合液挥发性悬浮固体浓度混合液挥发性悬浮固体浓度

32、 （Mixed liquor volatile suspended solids,MLVSS）：活性污泥混合液中有机固体物质的浓度，包括：活性污泥混合液中有机固体物质的浓度，包括Ma、Me、Mi三者，不包括污泥中无机物质；三者，不包括污泥中无机物质；=MLVSS/MLSSMLVSS比比MLSS更接近活性微生物的浓度，测定也较更接近活性微生物的浓度，测定也较为方便，且对某一特定的污水处理系统，为方便，且对某一特定的污水处理系统，MLVSS/MLSS 的比值相对稳定；的比值相对稳定；在一般情况下，在一般情况下，f 值比较固定，对于生活污水和城市值比较固定，对于生活污水和城市污水，污水，值为值为0.

33、75左右；左右；第42页/共61页B）污泥沉降比（）污泥沉降比（SV）：指曝气池混合液在：指曝气池混合液在100 mL量筒中静置沉降量筒中静置沉降30 min后，后，沉降污泥所占的体积与混合液总体积之比的百分数，沉降污泥所占的体积与混合液总体积之比的百分数，常称为常称为30 min沉降比沉降比。正常的活性污泥沉降正常的活性污泥沉降30 min后，可以接近它的最大密后，可以接近它的最大密度，因此度，因此SV可以反映曝气池正常运行时的污泥量，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；可用于控制剩余污泥的排放；SV还能及时反映出污泥膨胀等异常情况，便于及早还能及时反映出污泥膨胀等异

34、常情况，便于及早查明原因，采取措施；查明原因，采取措施；第43页/共61页C）污泥体积指数（）污泥体积指数（SVI）：指曝气池出口处混合液经：指曝气池出口处混合液经30 min静置沉降后，沉降静置沉降后，沉降污泥体积中，污泥体积中，1 g干污泥所占容积的毫升数，单位为干污泥所占容积的毫升数，单位为mL/g。SVI=混合液30min静沉后污泥容积(ml)/污泥干重(g)，即 SVI=SV30/MLSSSVI值是表示污泥沉降性能的参数值是表示污泥沉降性能的参数，能较好地反映出能较好地反映出活性污泥的松散程度、凝聚及沉降性能；活性污泥的松散程度、凝聚及沉降性能；第44页/共61页SVI值过低值过低，

35、表明污泥颗粒细小紧密，无机物多，缺乏，表明污泥颗粒细小紧密，无机物多，缺乏活性和吸附力；活性和吸附力；SVI值过高值过高，说明污泥难于沉降分离，并使回流污泥的，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（浓度降低，甚至出现污泥膨胀（sludge bulking），导），导致污泥流失等后果；致污泥流失等后果；一般认为，处理生活污水，当一般认为，处理生活污水，当SVI200时，沉时，沉降性能不好，一般控制降性能不好，一般控制SVI在在50-150第45页/共61页D）污泥龄（细胞平均停留时间或污泥滞留时间）污泥龄（细胞平均停留时间或污泥滞留时间,c）：每日新增长的活性污泥在曝气

36、池的平均停留时间；：每日新增长的活性污泥在曝气池的平均停留时间；：曝气池全部活性污泥平均更新一次所需要的时间；：曝气池全部活性污泥平均更新一次所需要的时间；：曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比；：曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比；第46页/共61页 c=XV/X 式中：式中：c污泥泥龄，污泥泥龄，d；X混合液悬浮固体浓度，混合液悬浮固体浓度，mg/L；V曝气池容积，曝气池容积，m3；X曝气池每日增长的活性污泥量，曝气池每日增长的活性污泥量，kg/d；第47页/共61页E）污泥负荷）污泥负荷污泥负荷反映了污水处理系统有机污染物量与活性污污泥负荷反映了污水处理系统有机污染物量与活性污

37、泥量的比值（泥量的比值（F/M），是影响有机污染物降解、活），是影响有机污染物降解、活性污泥增长的重要因素，因此是活性污泥处理系统设性污泥增长的重要因素，因此是活性污泥处理系统设计、运行的主要指标；计、运行的主要指标；采用较高的污泥负荷可加快有机污染物降解与污泥增采用较高的污泥负荷可加快有机污染物降解与污泥增长的速率，减少曝气池的容积，降低城市污水处理厂长的速率，减少曝气池的容积，降低城市污水处理厂建设投资，但其处理的出水水质未必能达到相应的排建设投资，但其处理的出水水质未必能达到相应的排放标准和接纳水体的环保要求；放标准和接纳水体的环保要求；第48页/共61页采用较低的污泥负荷效应相反，因此

38、，应选择适宜的采用较低的污泥负荷效应相反，因此，应选择适宜的污泥负荷；污泥负荷；在活性污泥系统中，在活性污泥系统中，有机污染物量与活性污泥量的比有机污染物量与活性污泥量的比值值F/M决定着有机污染物的降解速度、活性污泥增长决定着有机污染物的降解速度、活性污泥增长速度及溶解氧被利用的速度，是活性污泥处理系统设速度及溶解氧被利用的速度，是活性污泥处理系统设计、运行的一项重要参数；计、运行的一项重要参数；在实际工程中用在实际工程中用BOD-污泥负荷（污泥负荷（Ns）表示）表示F/M值；值；第49页/共61页BOD-污泥负荷（污泥负荷（Ns）：单位质量：单位质量活性污泥（活性污泥（kgMLSS）在单位

39、时间（）在单位时间（d）内所）内所承受的有机物量（承受的有机物量（kgBOD）。）。Ns=F/M=QSa/(XV)式中：式中：Q污水量，污水量，m3/d；Sa污水污水BOD浓度，浓度，mg/L；V曝气池容积，曝气池容积，m3；X混合液悬浮固体浓度，混合液悬浮固体浓度，mg/L；F有机污染物量，有机污染物量，kg；M活性污泥量，活性污泥量，kg第50页/共61页BOD-容积负荷（容积负荷（Nv）：单位体积：单位体积曝气池（曝气池（m3）在单位时间（）在单位时间（d）内所承受）内所承受的有机物量（的有机物量（kgBOD）。）。Nv=QSa/V=NsX 式中：式中：Q污水量，污水量，m3/d；Sa污

40、水污水BOD浓度，浓度，mg/L；V曝气池容积，曝气池容积，m3；X混合液悬浮固体浓度，混合液悬浮固体浓度，mg/L；第51页/共61页实践表明在一定的负荷范围内，随着污泥负荷的升高，实践表明在一定的负荷范围内，随着污泥负荷的升高，处理效率下降。一般来说，处理效率下降。一般来说，BOD负荷在负荷在0.4 kgBOD/(kgMLSS d)时，可取得时，可取得90%以上去除率；以上去除率；对于生物较易降解的有机物，即使污泥负荷升高，对于生物较易降解的有机物，即使污泥负荷升高，BOD去除率下降趋势也较慢；对于难生物降解的有机去除率下降趋势也较慢；对于难生物降解的有机物，如醛类、酚类污染物等，当污泥负

41、荷超过某一值物，如醛类、酚类污染物等，当污泥负荷超过某一值后，后，BOD的去除率显著下降；的去除率显著下降；第52页/共61页图图3-5 几种废水的污泥负荷与几种废水的污泥负荷与BOD去除率的关系去除率的关系第53页/共61页三、菌胶团形成机理三、菌胶团形成机理1.交替基质学说交替基质学说认为当细胞进入老龄阶段后，认为当细胞进入老龄阶段后，氮氮成为培养液中的成为培养液中的限制限制因子因子，细胞外聚合物分泌增加，这种聚合物主要为细，细胞外聚合物分泌增加，这种聚合物主要为细菌多糖，能使细菌凝集在一起，用电镜可以观察到聚菌多糖，能使细菌凝集在一起，用电镜可以观察到聚合的细菌细胞之间有胞外聚合物搭桥相

42、连，这些桥使合的细菌细胞之间有胞外聚合物搭桥相连，这些桥使细胞丧失了胶体的稳定性而紧密地聚合成凝絮状。细胞丧失了胶体的稳定性而紧密地聚合成凝絮状。例：在废水处理中观察到，当细菌处于例：在废水处理中观察到，当细菌处于C/N比较高的营养条比较高的营养条件下，絮凝体结构良好，件下，絮凝体结构良好，C/N较低时，污泥则解絮；较低时，污泥则解絮；第54页/共61页2.纤维素学说纤维素学说认为絮状体的形成是由于细菌细胞分泌许多粘液，使认为絮状体的形成是由于细菌细胞分泌许多粘液，使细胞聚合成团，或者是由于许多细菌能分泌纤维素，细胞聚合成团，或者是由于许多细菌能分泌纤维素，使细胞形成絮凝体。使细胞形成絮凝体。

43、第55页/共61页四、污泥膨胀四、污泥膨胀1.定义定义：活性污泥处理系统在运行过程中，有时会出现污泥：活性污泥处理系统在运行过程中，有时会出现污泥沉淀慢、结构松散、体积膨胀、上层澄清液减少、颜沉淀慢、结构松散、体积膨胀、上层澄清液减少、颜色异变等现象；色异变等现象；污泥膨胀的活性表现为污泥膨胀的活性表现为SVI值高值高；以丝状菌引起的膨胀最为常见；以丝状菌引起的膨胀最为常见；第56页/共61页2.活性污泥中丝状细菌与污泥膨胀活性污泥中丝状细菌与污泥膨胀丝状细菌与菌胶团细菌一样，都是活性污泥中的重丝状细菌与菌胶团细菌一样，都是活性污泥中的重要组成部分；要组成部分；丝状细菌在活性污泥中交叉穿织于菌

44、胶团内，或附丝状细菌在活性污泥中交叉穿织于菌胶团内，或附着生长于絮凝体表面；着生长于絮凝体表面；丝状细菌具有很强的氧化分解有机物的能力，起着丝状细菌具有很强的氧化分解有机物的能力，起着一定的净化作用；一定的净化作用；主要有浮游球衣菌、贝氏硫细菌、发硫细菌等；主要有浮游球衣菌、贝氏硫细菌、发硫细菌等；第57页/共61页图图3-6 丝状细菌对活性污泥结构的影响丝状细菌对活性污泥结构的影响第58页/共61页目前认为膨胀是丝状细菌和菌胶团细菌之间竞争的目前认为膨胀是丝状细菌和菌胶团细菌之间竞争的结果。结果。当丝状细菌占优势时，就能引起污泥膨胀；当丝状细菌占优势时，就能引起污泥膨胀；废水浓度过高，水中缺

45、氧，抑制了菌胶团细菌的生废水浓度过高，水中缺氧，抑制了菌胶团细菌的生长，而有利于能耐受低氧条件的球衣细菌的繁殖；长，而有利于能耐受低氧条件的球衣细菌的繁殖；废水浓度过低，菌胶团细菌得不到足够的营养，而废水浓度过低，菌胶团细菌得不到足够的营养，而丝状细菌则形成长长的丝状体，从絮粒中伸出以增丝状细菌则形成长长的丝状体，从絮粒中伸出以增加表面积，更充分地吸收环境中的营养；加表面积，更充分地吸收环境中的营养；第59页/共61页3.活性污泥膨胀的原因活性污泥膨胀的原因（1）丝状细菌膨胀，）丝状细菌膨胀，即由于丝状菌的大量繁殖，引即由于丝状菌的大量繁殖，引起沉降困难所致；起沉降困难所致；（2）非丝状细菌膨胀，）非丝状细菌膨胀，由于由于重金属重金属的影响，阻碍了的影响，阻碍了絮凝体的形成；或由于絮凝体的形成；或由于温度过高温度过高和和营养缺乏营养缺乏而发生而发生解絮化作用；解絮化作用；第60页/共61页感谢您的观看。第61页/共61页