污水的好氧生物处理
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污水的好氧生物处理
工业废水处理
工业废水成分复杂，含有多种有毒有害物质，需要采用针对性的好氧生物处理技术进行处理。通过调整工艺参数、选择合适 的微生物等手段，降低废水中有毒有害物质的含量，达到排放标准。
案例分析：某化工厂废水处理站采用好氧生物处理工艺，针对废水中的苯胺、酚等有机物进行降解，有效降低废水毒性，减 轻对环境的污染。
城市污水处理厂
城市污水处理厂是应用好氧生物处理 技术的重要领域之一。通过活性污泥 法、生物膜法等工艺，去除污水中的 有机物、氮、磷等污染物，使出水达 到国家排放标准或回用标准。
VS
案例分析：北京市某污水处理厂采用 活性污泥法处理工艺，通过曝气池、 沉淀池等设施，有效去除污染物，使 出水水质得到显著改善，为城市水环 境治理做出了贡献。
详细描述
活性污泥法利用微生物的生长和代谢活动，将污水中的有机物转化为无害的物 质，如二氧化碳和水。在处理过程中，活性污泥与污水混合，并通过曝气、沉 淀和分离等步骤，实现污水的净化。
生物膜法
总结词
一种利用生物膜净化污水的技术，通过在固体介质上附着微生物实现有机物的去除。
详细描述
生物膜法中，微生物在固体介质（如滤料或载体）上附着生长，形成一层生物膜。污水与生物膜接触时，有机物 被微生物降解，同时生物膜起到过滤作用，使净化后的水流出。常见的生物膜法有生物滤池、生物转盘和生物接 触氧化池等。
详细描述
氧化沟是一个封闭的环形沟渠，污水在其中循环流动并不断曝气。在氧化沟中， 有机物被好氧微生物降解为二氧化碳和水等无害物质。同时，通过控制曝气量、 水流速度和微生物浓度等参数，可以实现高效的污水处理。
04
好氧生物处理的影响因素
溶解氧浓度
溶解氧浓度是影响好氧生物处理的重 要因素之一。在适宜的溶解氧浓度范 围内，好氧微生物能够得到充足的氧 气，从而有效地降解有机物。
5种生物处理污水方法
5种生物处理污水方法污水处理是一项重要的环境保护工作，通过利用生物处理方法可以有效地减少污水对自然环境的影响。
下面将介绍五种生物处理污水的方法，分别是好氧生物处理、厌氧生物处理、人工湿地、植物处理和浮游生物处理。
一、好氧生物处理好氧生物处理是一种常见的生物处理污水的方法，通过供氧给微生物，使其能够将有机物质转化为无机物质。
好氧生物处理通常采用曝气池或者活性污泥法，污水中的有机物被微生物分解为二氧化碳和水。
这种方法效率高且成本较低，广泛应用于城市污水处理厂和工业园区。
二、厌氧生物处理厌氧生物处理是一种在无氧环境下进行的生物处理方法。
与好氧生物处理相比，厌氧生物处理能够更有效地去除硝酸盐等氧化物。
厌氧生物处理常见的方法有厌氧消化池和厌氧滤池。
此方法还可以产生沼气，具有能量回收的优势。
三、人工湿地人工湿地是一种模拟自然湿地的生物处理方法。
通过植物和微生物的作用，将污水中的有机物质、氮和磷等污染物去除或转化为无害物质。
人工湿地具有价格低廉、维护简单等优点，同时还可以提供美丽的景观和生态系统。
四、植物处理植物处理是利用植物的吸附、吸收和转化作用来处理污水的方法。
常见的植物处理方法有人工湿地、浮床和植物滤池等。
植物能够吸收水中的营养物质，减少水中的污染物浓度，同时还能提供氧气并促进微生物的生长。
五、浮游生物处理浮游生物处理是利用浮游生物对污水中有机物质和氨氮进行吸附、吸收和降解的方法。
通过合理布置浮游生物滤料，促使浮游生物生长繁殖，有效地降低水中的有机物质浓度。
此方法适用于适宜水温和水质的地区，对水质要求不高。
综上所述，生物处理是一种有效的污水处理方法，在环境保护中起着重要作用。
好氧生物处理、厌氧生物处理、人工湿地、植物处理和浮游生物处理是常见的生物处理污水的方法。
每种方法都有其特点和适用范围，可以根据具体情况选择合适的方法进行污水处理，以达到减少水污染并保护环境的目的。
污水的好氧生物处理-活性污泥法
第十四章 污水的好氧生物处理 ——活性污泥法
什么是活性污泥？
由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群 体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力 的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。
从常用污水处理流程看曝气系统
进厂污水 粗格栅 污水泵房 细格栅 沉砂池 剩余污泥 A2/O 反应池 鼓风机房 UV 消毒 排放
污泥脱水车间
泥饼外运
推流式曝气池
浅 层 曝 气
1953年派斯维尔（Pasveer）的研究： 氧在10℃静止水中的传递特征，如下图所示。 特点：气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。在 水的浅层处用大量空气进行曝气，就可以获得较高的氧传递 速率。
氧 化 沟
氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在 沟槽中设有表面曝气装置。 曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作 用，沟中混合液流速约为0.3～0.6m/s，使活性污泥呈悬浮状态。源自活性污泥生物滤池（ABF工艺）
上图为ABF的流程，在通常的活性污泥过程之前设置一 个塔式滤池，它同曝气池可以是串联或并联的。
什么是活性污泥？
由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群 体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力 的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。
从常用污水处理流程看曝气系统
进厂污水 粗格栅 污水泵房 细格栅 沉砂池 剩余污泥 A2/O 反应池 鼓风机房 UV 消毒 排放
污泥脱水车间
泥饼外运
推流式曝气池
浅 层 曝 气
1953年派斯维尔（Pasveer）的研究： 氧在10℃静止水中的传递特征，如下图所示。 特点：气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。在 水的浅层处用大量空气进行曝气，就可以获得较高的氧传递 速率。
氧 化 沟
氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在 沟槽中设有表面曝气装置。 曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作 用，沟中混合液流速约为0.3～0.6m/s，使活性污泥呈悬浮状态。源自活性污泥生物滤池（ABF工艺）
上图为ABF的流程，在通常的活性污泥过程之前设置一 个塔式滤池，它同曝气池可以是串联或并联的。
污水的好氧生物处理--活性污泥法
呈长方形；廊道的长度可达100m，但以5070m之间为宜 ；长度应是宽度的510倍；宽度与有效水深之比为1-2；
从池首到池尾，微生物的组成与数量、基质的组成与数量 等都在连续地变化；
有机物的降解速率、耗氧速率也都连续地变化； 活性污泥在池内是按增长曲线的一个线段进行增长； 一般呈廊道型，可有单廊道、双廊道、三廊道和五廊道等
整理课件
传统活性污泥法工艺流程：
空气
废水
初次 沉淀池
曝气池 回流污泥
二次 沉淀池
出水
剩余活性污泥
整理课件
活性污泥法的基本组成
➢ 曝气池(Aeration tank)： 在池中使废水中的有机污染物质与 活性污泥充分接触，并吸附和氧化分解有机污染物质。
➢ 曝气系统(Air transfer system)：供给曝气池生物反应所需的 氧气，并起混合搅拌作用。
MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/L 或 g/m3
4. 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） （Mixed Liquor Volatile Suspended Solids）
MLVSS = Ma + Me + Mi 单位： mg/L 或 g/m3
在条件一定时，MLVSSVSS 较稳定；
黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等 特征： 1）多属好氧和兼性异养型的原核细菌； 2）在有氧条件下，具有较强的分解有机物的功能； 3）具有较高的增殖速率，其世代时间为2030分钟； 4）其中的动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团”
的功能。
整理课件
5
B 其他微生物—原生动物
整理课件
活性污泥中的原生动物
整理课件
从池首到池尾，微生物的组成与数量、基质的组成与数量 等都在连续地变化；
有机物的降解速率、耗氧速率也都连续地变化； 活性污泥在池内是按增长曲线的一个线段进行增长； 一般呈廊道型，可有单廊道、双廊道、三廊道和五廊道等
整理课件
传统活性污泥法工艺流程：
空气
废水
初次 沉淀池
曝气池 回流污泥
二次 沉淀池
出水
剩余活性污泥
整理课件
活性污泥法的基本组成
➢ 曝气池(Aeration tank)： 在池中使废水中的有机污染物质与 活性污泥充分接触，并吸附和氧化分解有机污染物质。
➢ 曝气系统(Air transfer system)：供给曝气池生物反应所需的 氧气，并起混合搅拌作用。
MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/L 或 g/m3
4. 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） （Mixed Liquor Volatile Suspended Solids）
MLVSS = Ma + Me + Mi 单位： mg/L 或 g/m3
在条件一定时，MLVSSVSS 较稳定；
黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等 特征： 1）多属好氧和兼性异养型的原核细菌； 2）在有氧条件下，具有较强的分解有机物的功能； 3）具有较高的增殖速率，其世代时间为2030分钟； 4）其中的动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团”
的功能。
整理课件
5
B 其他微生物—原生动物
整理课件
活性污泥中的原生动物
整理课件
污水的好氧生物处理
污水的好氧生物处理随着城市化的发展，污水成为一大难题。
而作为一种可持续的方法，好氧生物处理越来越成为处理污水的首选方案。
好氧生物处理通过利用微生物来降解有机物质和氮磷等营养物，最终将污水转变为优质的水资源，以此保护环境和人类健康。
本文将对好氧生物处理的原理、类型、工艺和优势进行详细介绍。
一、好氧生物处理的原理好氧生物处理利用氧与有机物质反应的原理来移除污水中的有机物质和营养物。
在好氧条件下，细菌和其他微生物会利用有机物质和氨氮等营养物质作为能量来源和碳源，进而将其转变为二氧化碳和水等不含污染物质的无害物质。
这个过程可以简单的视为有机物质的氧化过程。
此外，好氧生物处理还可以通过混合固液方式来去除固体颗粒，提高水的清洁度。
二、好氧生物处理的类型好氧生物处理主要有两种类型：传统好氧生物处理和活性污泥法。
传统好氧生物处理是将污水引入池中，然后注入氧气。
氧气会刺激微生物菌群分解有机物质，从而将其转化为水和二氧化碳。
活性污泥法又分为好氧污泥法和好氧-厌氧污泥法。
好氧污泥法是将有机物质和氮磷等营养物质混合在一起，再将其注入到好氧生物反应器中。
在这里，微生物会迅速繁殖，消耗有机物质和氮磷等营养物质。
当污水经过反应器的时间足够长后，微生物数量会达到一个峰值，此时污水中的有机物质和氮磷等营养物质的浓度会下降到可以接受的范围。
最终，微生物会沉淀，并被再次注入反应器作为下一轮处理的初始菌苗。
好氧-厌氧污泥法与好氧污泥法类似。
最大的区别在于反应器的内部具有好氧区和厌氧区。
此方法可以更好地控制污水的营养物质浓度，并更好地降低化学需氧量。
三、好氧生物处理工艺好氧生物处理工艺一般包括以下流程：1.预处理在输入反应器前，需要进行预处理，包括过滤、细菌消毒、水解和厌氧治理，以确保反应器内微生物群落平衡。
2.好氧处理阶段在反应器内，注入氧气以滋养好氧菌群。
在好氧条件下，微生物将有机物质分解转换为二氧化碳和水。
3.沉淀阶段处理后的水被放入一个沉淀池，以使栖息在水中的微生物得以沉淀。
污水处理工艺流程之生化处理好氧与厌氧处理
污水处理工艺流程之生化处理好氧与厌氧处理在污水处理工艺中，生化处理是一种常见且有效的处理方法。
生化处理将有机物质在微生物的作用下转化为无机物质，达到净化水质的目的。
在生化处理中，又包括了好氧处理和厌氧处理两种不同的工艺流程。
1. 好氧处理好氧处理是指在富氧条件下进行生物降解的过程。
工艺流程如下：（1）进水调节：首先需要对进水进行调节，包括调节 pH 值、温度等。
（2）初级处理：通过格栅、沉砂池等设备将较大的悬浮物和沉淀物去除，进一步净化水质。
（3）曝气池：将初级处理后的污水引入曝气池，通过机械曝气或其他方式向污水中注入空气，提供氧气供微生物进行生物降解反应。
在曝气池中，微生物利用有机物进行生长和繁殖，降解污水中的有机物质。
（4）二沉池：曝气池处理后的污水进入二沉池，通过净水板或斜板等装置将浮性悬浮物和生物絮凝物与水进行分离，产生污泥。
（5）污泥处理：从二沉池中获得的污泥，经过浓缩、脱水等处理措施，得到污泥饼或污泥液体，进一步处理。
2. 厌氧处理厌氧处理是指在无氧或缺氧条件下进行生物降解的过程。
工艺流程如下：（1）进水调节：同样需要对进水进行调节，以适应厌氧处理的环境要求。
（2）厌氧池：将进入的污水引入厌氧池，通过提供适宜的温度、容器内部的混合等条件，为厌氧微生物提供合适的生存环境。
在厌氧池中，厌氧微生物通过厌氧降解有机物质，产生甲烷等有价值的产物。
（3）沉淀池：经过厌氧处理的污水进入沉淀池，通过沉淀和分离，将产生的污泥与水进行分离，进一步净化水质。
（4）厌氧消化池：从沉淀池中获得的污泥，进一步经过厌氧消化池的处理，将污泥中的有机物质进行分解，释放出可再生的有机产物。
综上所述，生化处理中的好氧处理和厌氧处理是常见的工艺流程。
好氧处理适用于需要大量氧气供应的环境，能够有效地降解有机物质；而厌氧处理则适用于无氧或缺氧环境下的处理，能够产生有价值的产物。
无论是好氧处理还是厌氧处理，都需要合理调节进水的水质和控制处理过程中的条件，以保证处理效果的达到。
污水生物处理(好氧、厌氧生物处理)
活性污泥法工艺流程
空气
进水 初次沉 淀池
曝气池
出水
二次沉淀池
回流污泥
污 泥
剩余污泥
氧化沟（OD）
1.概念： 氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气池 呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在 其中循环流动，因此被称为“氧化沟”，又 称‘‘环形曝气池”。
采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟
(英国ASH Vale 污水处理厂)
小结
(厌氧生物处理反应机理图) 不溶性有机物和高分子 溶性有机物
水解阶段 （细菌胞外酶作用）
原酸化阶段和产 乙酸阶段可合并 为一个阶段
小分子溶性有机物
产酸脱氢 （产酸菌作用） 阶段
细菌细胞
挥发酸 (如乙酸)
CO2+H2
其他产物 (如醇类等)
产甲烷阶段 (产甲烷细菌作用)
细菌细胞
CH4+CO2
几种厌氧生物滤池
➢ 要保证污水处理的效果，首先必须有足够数量 的微生物，同时，还必须有足够数量的营养物 质。
好氧生物处理
❖ 传统活性污泥法 ❖ 氧化沟 ❖ 序批式活性污泥法 ❖ 生物滤池、生物转盘 ❖ 流化床
活性污泥法
生物膜法
活性污泥的特征与微生物
①特征 a、形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。 b、颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变
UASB反应器工作原理
进水 厌氧膨胀床和流化床工艺流程
污水自然生物处理
污水自然生物处理的回顾与前瞻
❖ 污水的自然生物处理已有300多年的历史，但随着经济和社会 的发展，生活污水和工业废水的水质水量发生了很大的变化， “经典式”生态系统的自然净化能力承受不了越来越沉重的 污染负荷。为了解决日益严重的水环境污染问题，出现了以 普通活性污泥法、生物膜法等高效的人工净化技术。但进入 20世纪70年代，严重的世界能源危机，迫使人们又转向研究 节省能源、资源和投资的处理方法。污水的自然生物处理作 为“替代技术”之一受到重视。
污水的好氧生物处理活性污泥法
气体分子以分子扩 散方式从气相主体通 过气膜与液膜而进入 液相主体。
紊流 p
分
压 或
气体
浓
度
层流
紊流
Pi
ρsO 气膜
ρO 液膜
内表面
液体
0 膜厚
图14-3 气体传递双膜理论简图
(2) 由于气液两相的 主体均处于紊流状态， 其中物质浓度基本上 是均匀的，不存在浓 度差，也不存在传质 阻力，气体分子从气 相主体传递到液相主 体，阻力仅存在于气、 液两层层流膜中。
二
、
活
性
污
泥 法
基
本 流
活性污泥工艺主要由曝气池、曝
程 气装置、二沉池、污泥回流系统和
剩余污泥排放系统组成。
曝气池是由微生物组成的活性污泥 与污水中的有机污染物质充分混合接 触，进而将其吸收并分解的场所，是 活性污泥工艺的核心。
曝气装置的作用:
❖向曝气池供给微生物增长及分解 有机污染物所必需的氧气 ❖进行混合搅拌，使活性污泥与有 机污染物质充分接触
污 泥 1.0021.003 ， 回 流 污 泥 1.0041.006 ； ✓ 颗粒直径：0.020.2 mm； ✓ 比表面积：20100cm2/mL。
§14-2 气体传递原理和曝气池
本节重点
❖双膜理论 ❖影响KLa的因素 ❖机械曝气与鼓风曝气
构成活性污泥法有3个基本要素:
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物， 也就是活性污泥； 二是废水中的有机物，它是处理对象，也 是微生物的食料； 三是DO，没有充足的DO，好氧微生物 既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
ρsO——液相中氧的饱和浓度，mg/L； ρO——液相内氧的实际浓度，mg/L。
dm dt
紊流 p
分
压 或
气体
浓
度
层流
紊流
Pi
ρsO 气膜
ρO 液膜
内表面
液体
0 膜厚
图14-3 气体传递双膜理论简图
(2) 由于气液两相的 主体均处于紊流状态， 其中物质浓度基本上 是均匀的，不存在浓 度差，也不存在传质 阻力，气体分子从气 相主体传递到液相主 体，阻力仅存在于气、 液两层层流膜中。
二
、
活
性
污
泥 法
基
本 流
活性污泥工艺主要由曝气池、曝
程 气装置、二沉池、污泥回流系统和
剩余污泥排放系统组成。
曝气池是由微生物组成的活性污泥 与污水中的有机污染物质充分混合接 触，进而将其吸收并分解的场所，是 活性污泥工艺的核心。
曝气装置的作用:
❖向曝气池供给微生物增长及分解 有机污染物所必需的氧气 ❖进行混合搅拌，使活性污泥与有 机污染物质充分接触
污 泥 1.0021.003 ， 回 流 污 泥 1.0041.006 ； ✓ 颗粒直径：0.020.2 mm； ✓ 比表面积：20100cm2/mL。
§14-2 气体传递原理和曝气池
本节重点
❖双膜理论 ❖影响KLa的因素 ❖机械曝气与鼓风曝气
构成活性污泥法有3个基本要素:
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物， 也就是活性污泥； 二是废水中的有机物，它是处理对象，也 是微生物的食料； 三是DO，没有充足的DO，好氧微生物 既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
ρsO——液相中氧的饱和浓度，mg/L； ρO——液相内氧的实际浓度，mg/L。
dm dt
污水的好氧生物处理
污水的好氧生物处理污水处理是一项重要的环保工作，污水处理是为了减少污水对环境的影响，使其达到排放标准。
而生物处理技术是现代污水处理工艺中最常用的一种方法。
其中，好氧生物处理是一种较为常见的生物处理技术。
本文将详细介绍污水的好氧生物处理。
一、好氧生物处理技术概述好氧生物处理常用于处理工商业和城市污水，是一种在充氧条件下进行的生物化学反应，主要利用呼吸作用完成有机物的降解。
这个过程需要空气，氧气也能促进污泥中微生物的繁殖和代谢，从而加速有机物的处理。
生物氧化池是好氧生物处理采用的大多数设备之一，它是一个循环作业系统，有水处理和气体处理两个部分。
生物氧化池可以分为后置氧化池和投加氧化池两种。
后置氧化池是待处理废水高速进入氧化池，在氧化池内进行真菌的分解和氧化。
投加氧化池将新鲜的氧空气注入氧化池，使生物菌群更有效地将污染物分解殆尽，并有利于细菌的生长和繁殖。
二、污水的好氧生物处理的优点1、成本低：好氧生物处理要求的设备和技术相对成熟，而且世界各地的自来水厂已经广泛采用这种技术，设备制造和操作都相对便宜。
2、处理效率高：废水进入生物氧化池以后，有机物将在污泥中迅速分解降解，达到排放标准。
而且好氧生物处理可以应用于多种废水，不仅可以处理生活污水，也可以对工业废水进行处理。
3、降解效果好：有机物通过好氧生物处理后，脱氮、脱磷和除臭效果非常好。
在一定程度上节约了后续处理的工作，且排放出去的废水质量得到大幅提升。
三、污水的好氧生物处理的应用范围好氧生物处理技术主要应用于污水、工业废水和农业废弃物的处理。
污水处理通常涉及城市和工业废水处理，废水排放标准得到完全满足。
1、生活污水的处理。
城市生活污水是一种天然有机污染物，主要来源是居民生活中的洗衣、洗菜、沐浴等活动。
采用好氧生物处理可以有效地分解这些杂质，达到排放标准。
2、工业废水的处理。
很多工厂在生产过程中需要使用大量的水，从而产生大量的废水，对环境带来了很大的负担。
第六章污水的好氧生物处理活性污泥法
第六章污水的好氧生物处理－活性污泥法第1节基本概念一、活性污泥二、活性污泥法的基本流程三、活性污泥降解污水中有机物的过程一、活性污泥1912年英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）发现，对污水长时间曝气会产生污泥，同时水质会得到明显的改善。
继而阿尔敦（Arden）和洛开脱（Lockgtt）对这一现象进行了研究。
曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们偶然发现，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着污泥时，处理效果反而好。
由于认识了瓶壁留下污泥的重要性，他们把它称为活性污泥。
随后，他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀，只倒去上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。
这个试验的工艺化便是于1916年建成的第一个活性污泥法污水处理厂。
在显微镜下观察这些褐色的絮状污泥，可以见到大量的细菌，还有真菌，原生动物和后生动物，它们组成了一个特有的生态系统。
正是这些微生物（主要是细菌）以污水中的有机物为食料，进行代谢和繁殖，才降低了污水中有机物的含量。
二、活性污泥法的基本流程活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统所组成，见(图6-1)。
污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。
曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充人空气，空气中的氧溶人污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应。
曝气设备不仅传递氧气进入混合液，且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态。
这样，污水中的有机物、氧气同微生物能充分接触和反应。
随后混合液流人沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离。
流出沉淀池的就是净化水。
沉淀池中的污泥大部分回流，称为回流污泥。
回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。
曝气池中的生化反应引起了微生物的增殖，增殖的微生物通常从沉淀池中排除，以维持活性污泥系统的稳定运行。
这部分污泥叫剩余污泥。
剩余污泥中含有大量的微生物，排放环境前应进行处理，防止污染环境。
污水处理工艺流程详解生化处理与好氧处理
污水处理工艺流程详解生化处理与好氧处理污水处理工艺流程详解：生化处理与好氧处理污水处理工艺是指对污水进行净化和处理的过程，以实现对污水的排放标准和环境保护的要求。
其中，生化处理和好氧处理是两种常用的污水处理工艺方法。
本文将详细介绍这两种处理方法的工艺流程以及其原理与应用。
一、生化处理生化处理是指利用生物菌群对有机物进行分解和转化的处理方法，其主要目的是通过微生物的作用将污水中的有机物降解，从而实现对污水中有机负荷的去除。
生化处理的工艺流程一般包括预处理、生物处理和二次沉淀等步骤。
1. 预处理：这一步主要是对进入生化处理系统的原污水进行预处理，包括初沉池、格栅、除砂池等设施的运用，用于去除大颗粒、可沉积杂质和沉砂等物质。
2. 生物处理：生物处理是生化处理的核心环节，主要是通过将含有污染物的进水向生物体系输送，利用微生物降解有机物。
生物处理一般分为厌氧处理和好氧处理两个阶段。
a. 厌氧处理：在厌氧处理阶段，排水经过缺氧环境，微生物在无氧条件下降解有机物，生成一些有机酸和甲烷等产物。
b. 好氧处理：在好氧处理阶段，厌氧阶段处理后的水体进入好氧环境，氧气的参与使得有机物被微生物进一步分解，生成二氧化碳和水等无害物质。
同时，好氧阶段还能进一步去除氨氮等无机污染物。
3. 二次沉淀：生物处理后的水体经过二次沉淀，去除悬浮物质和沉殿物，以保证水质的清澈。
生化处理方法具有处理效果好、投资成本低等特点，在城市污水处理中得到广泛应用。
二、好氧处理好氧处理是指在含氧环境下利用微生物氧化有机物的溶解和稳定化，达到净化水体的过程。
好氧处理常见的方法有活性污泥法、接触氧化法、固定床曝气法等。
好氧处理的工艺流程一般包括进水处理、曝气池处理和沉淀处理等步骤。
1. 进水处理：进水处理主要目的是对进入好氧处理系统的原水进行预处理，去除大颗粒、可沉积杂质和沉砂等物质，以保证系统正常运行。
2. 曝气池处理：曝气池是好氧处理系统的核心环节，水体通过曝气设备加入氧气，微生物在氧气作用下进行大量氧化反应，使有机物得以降解和转化，达到水体净化的效果。
第八章 污水的好氧生物处理
公式11-21——14-17 两个极端时得到14-18，19 据霍克莱金方程11-24 微生物增长和基质去除关系：76页，公式11-
24——14-20
11-25——14-21 注意：三个假定（75-76页） 即：微生物和底物浓度均匀，为常数，O供应
充分
例题中：总变化系数未用
已知部分参数，选择常数，求得出水 溶解性BOD5，计算体积和需氧量
深度、曝气或布气变化与否、变化方式等 （空间：产生、传递；时间：长短） 池型——推流、完全混合（分建与合建）、二 池结合
池深1/2处设排液管，为什么？—— 投产时驯化活性污泥
二沉池：
水力停留时间 水力表面负荷 堰板溢流负荷 污泥层深度（沉降性能指标） 固体表面负荷
整个工艺系统参数
水质水量 回流污泥量 回流比 回流污泥浓度 剩余污泥排放量 泥龄
四、曝气运行：
曝气时间（水力停留时间）、曝气深度、曝气或 布气变化与否、变化方式等（空间：产生、传 递；时间：长短）
加上——某些其他工艺参数的改变——活性污泥 法的发展和演变
渐减曝气——推流，布气距离 分步曝气——进水分配，布水
完全混合——更加均匀，缓冲能力更强（水、气、 污泥）
浅层曝气、深层曝气（深井曝气）——曝气深度
延时曝气、氧化沟——偏低，无剩余活性 污泥，内源呼吸
变型曝气、克劳斯法、纯氧曝气、AB中A 段——偏高，为什么可以？？
2. 泥龄
至少大于三天，为什么？一般微生物生长 世代期为3天
脱氮除磷（见后）分别需要低负荷高泥 龄；高负荷低泥龄
F/M越高，泥龄越小，活性越高 （SOUR——生物活性），分解能力越 强，沉降差
可变微孔曝气器——可调整曝气量， 节约能源；
射流曝气器——省掉鼓风机。
24——14-20
11-25——14-21 注意：三个假定（75-76页） 即：微生物和底物浓度均匀，为常数，O供应
充分
例题中：总变化系数未用
已知部分参数，选择常数，求得出水 溶解性BOD5，计算体积和需氧量
深度、曝气或布气变化与否、变化方式等 （空间：产生、传递；时间：长短） 池型——推流、完全混合（分建与合建）、二 池结合
池深1/2处设排液管，为什么？—— 投产时驯化活性污泥
二沉池：
水力停留时间 水力表面负荷 堰板溢流负荷 污泥层深度（沉降性能指标） 固体表面负荷
整个工艺系统参数
水质水量 回流污泥量 回流比 回流污泥浓度 剩余污泥排放量 泥龄
四、曝气运行：
曝气时间（水力停留时间）、曝气深度、曝气或 布气变化与否、变化方式等（空间：产生、传 递；时间：长短）
加上——某些其他工艺参数的改变——活性污泥 法的发展和演变
渐减曝气——推流，布气距离 分步曝气——进水分配，布水
完全混合——更加均匀，缓冲能力更强（水、气、 污泥）
浅层曝气、深层曝气（深井曝气）——曝气深度
延时曝气、氧化沟——偏低，无剩余活性 污泥，内源呼吸
变型曝气、克劳斯法、纯氧曝气、AB中A 段——偏高，为什么可以？？
2. 泥龄
至少大于三天，为什么？一般微生物生长 世代期为3天
脱氮除磷（见后）分别需要低负荷高泥 龄；高负荷低泥龄
F/M越高，泥龄越小，活性越高 （SOUR——生物活性），分解能力越 强，沉降差
可变微孔曝气器——可调整曝气量， 节约能源；
射流曝气器——省掉鼓风机。
污水的好氧生物处理活性污泥法
污 泥 1.0021.003 ， 回 流 污 泥 1.0041.006 ； ✓ 颗粒直径：0.020.2 mm； ✓ 比表面积：20100cm2/mL。
§14-2 气体传递原理和曝气池
本节重点
❖双膜理论 ❖影响KLa的因素 ❖机械曝气与鼓风曝气
构成活性污泥法有3个基本要素:
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物， 也就是活性污泥； 二是废水中的有机物，它是处理对象，也 是微生物的食料； 三是DO，没有充足的DO，好氧微生物 既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
EA
R0 S
100％
动力效率EP
EA
R0 S
100％
式 中 ： R0—— 温 度 20℃ ， 大 气 压 力 101.325kPa条件下，单位时间转移到无氧清 水中的总氧量（kgO2/h）；
S——供氧量(kg/h)，S＝GS×21％×1.33 ＝0.28GS；
GS——供空气量，（m3/h）；
21%——氧在空气中所占的体积百分数；
ρsO——液相中氧的饱和浓度，mg/L； ρO——液相内氧的实际浓度，mg/L。
dm dt
Kg
A sO
O
由于dm＝V·dρO (V为液体的 体积)，则前式可改写为：
dO
dt
K
g
A V
sO
O
d O
dt
Kg
A V
sO
O
令
K La
Kg
A V
，则：
dO
dt
K La sO
O
式中：ddtO——液相中氧的变化速率，mg/(L·h)； KLa ——总的传质系数，1/h，是总阻力的倒数。当氧
气泡尺寸小，则接触界面A较大，将提 高KLa值，有利于氧的转移；但气泡小， 则不利于紊动，对氧转移也有不利影响。
§14-2 气体传递原理和曝气池
本节重点
❖双膜理论 ❖影响KLa的因素 ❖机械曝气与鼓风曝气
构成活性污泥法有3个基本要素:
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物， 也就是活性污泥； 二是废水中的有机物，它是处理对象，也 是微生物的食料； 三是DO，没有充足的DO，好氧微生物 既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
EA
R0 S
100％
动力效率EP
EA
R0 S
100％
式 中 ： R0—— 温 度 20℃ ， 大 气 压 力 101.325kPa条件下，单位时间转移到无氧清 水中的总氧量（kgO2/h）；
S——供氧量(kg/h)，S＝GS×21％×1.33 ＝0.28GS；
GS——供空气量，（m3/h）；
21%——氧在空气中所占的体积百分数；
ρsO——液相中氧的饱和浓度，mg/L； ρO——液相内氧的实际浓度，mg/L。
dm dt
Kg
A sO
O
由于dm＝V·dρO (V为液体的 体积)，则前式可改写为：
dO
dt
K
g
A V
sO
O
d O
dt
Kg
A V
sO
O
令
K La
Kg
A V
，则：
dO
dt
K La sO
O
式中：ddtO——液相中氧的变化速率，mg/(L·h)； KLa ——总的传质系数，1/h，是总阻力的倒数。当氧
气泡尺寸小，则接触界面A较大，将提 高KLa值，有利于氧的转移；但气泡小， 则不利于紊动，对氧转移也有不利影响。
好氧生物处理
好氧生物处理利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。
微生物利用水中存在的有机污染物为底物进行好氧代谢，经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处理。
污水处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。
1、活性污泥法：SBR、A/O、A/A/O、氧化沟等SBR是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。
它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。
尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。
A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO（溶解氧）不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。
在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。
A2/O工艺亦称A-A-O工艺，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic 第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧）。
按实质意义来说，本工艺应为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。
A2/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。
氧化沟是一种活性污泥处理系统，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，又称循环曝气池。
废水生物处理基本原理-好氧生物处理原理
废⽔⽣物处理基本原理-好氧⽣物处理原理有机物微⽣物新的细胞物质CO 2、H 2O ⽣物残渣内源呼吸分解合成废⽔⽣物处理基本原理——好氧⽣物处理原理1.1.1 好氧⽣物处理的基本⽣物过程所谓“好氧”：是指这类⽣物必须在有分⼦态氧⽓（O 2）的存在下，才能进⾏正常的⽣理⽣化反应，主要包括⼤部分微⽣物、动物以及我们⼈类；所谓“厌氧”：是能在⽆分⼦态氧存在的条件下，能进⾏正常的⽣理⽣化反应的⽣物，如厌氧细菌、酵母菌等。
在细菌⽣长过程中，除吸进体内的⼀部分有机物被氧化外，同时放出能量。
这样原⽣质的氧化被称为内源呼吸。
当有机物（⾷料）充⾜时，原⽣质⼤量合成，内源呼吸是不显著的。
但当有机物⼏乎耗尽时，内源呼吸就会成为供应能量的主要⽅式，最后细菌由于缺乏能量⽽死亡。
下列⽅程式表⽰有机物（以CxHyOz 表⽰）氧化和合成：①分解反应（⼜称氧化反应、异化代谢、分解代谢）②合成反应（也称合成代谢、同化作⽤）③内源呼吸（也称细胞物质的⾃⾝氧化）如①式所⽰为有机物的氧化（即分解代谢），②式为原⽣质的合成（即合成代谢）（以NH3为氮源），式中的NH3可以是细菌所吸⼊的含氮有机物的分解产物或是吸⼊的铵盐，如果没有含氮物质吸收，则不可能合成原⽣质。
当废⽔中有机物较多时（超过微⽣物⽣活所需），合成部分增多，微⽣物总量增加较快（即污泥增长较快，因为合成代谢的产物为新的微⽣物），有机物氧化分解也快。
当废⽔中有机物不⾜时，内源呼吸成为提供能量的主要⽅式，⼀部分微⽣物就会因⾷料贫乏⽽死亡，微⽣物总量减少。
好氧⽣物处理中微⽣物所需的“⾷物”的最佳⽐例为：C:N:P为100:5:1。
在好氧微⽣物废⽔处理中，微⽣物的活性与微⽣物的⽣长环境有关，特别是氧的供应、温度环境、pH环境等。
当然微⽣物毒害物质的存在与否以及污泥负荷等因素也会影响到微⽣物的活性。
因此，微⽣物废⽔处理技术可以说是为了能够最⼤程度上降解掉废⽔中的污染物⽽为废⽔处理的微⽣物群营造⼀个最佳的微⽣物⽣活⽣长环境的技术。
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2020/6/20
5.1.2.2 污水的生物处理
❖ 好氧生物处理是在有游离氧存在的条件下，好氧 微生物降解有机物，使其稳定、无害化的方法。
❖ 最终过程：有机物被微生物摄取后，通过代谢活 动，约有三分之一被分解、稳定，并提供其生理 活动所需的能量；约有三分之二被转化，合成为 新的原生质，进行微生物自身生长繁殖。
2020/6/20
5.1.5.2 改善可生化性的途径
（1）调节营养比 （2）调节pH值 ①调节池调节进水pH值 ②酸碱中和调节进水pH值 ③用碱性物质控制反应混合物的pH值 ④改进有机负荷控制反应混合液的pH值 （3）预处理
2020/6/20
5.1.6 生物处理方法的分类
分类： ❖好氧生物处理——活性污泥法和生物 膜法 ❖厌氧生物处理——厌氧活性污泥法和 厌氧生物膜法 ❖自然生物处理——稳定塘法和土地处 理法
长的流槽，废水从一端进入，在曝气的 作用下，以螺旋方式推进，流经整个曝 气池，至池的另一端流出，随着水流的 过程，污染物被降解。
2020/6/20
5.2.2.1推流式活性污泥法
曝气池
空气
二沉池
进水
出水
2020/6/20
剩余污泥
污泥回流
5.2.2.1推流式活性污泥法
推流式活性污泥法的特点： （a）污染物浓度自池首至池尾是逐渐下降， 存在浓度梯度，废水降解反应推动力较大， 效率较高； （b）推流式曝气池可采用多种运行方式； （c）不易产生短路，适合较大的流量； （d）氧的利用率不均匀。
废水生物处理工程中常用基本反应动力学方程式：
q
q max Cs ks Cs
maxCs ks Cs
2020/6/20
5.1.4.3 微生物增长速度
1951年由霍克来金等人通过废水生物处理的实验研 究工作,发现在废水生物处理中，微生物增长和底物降 解之间存在着一定量的关系, 提出如下方程式：
（1）
2020/6/20
5.1.2.2 污水的生物处理
➢ 废水的厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条 件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物 的生物处理方法。
➢ 在这个过程中，部分有机物转化为CH4，部分 被分解为CO2、H2O、NH3、H2S等无机物， 并为细胞合成提供能量；少量有机物被转化、 合成为新的原生质的组成部分。
5.2.1活性污泥法的基本原理
②稳定阶段 微生物以污水中的有机物作为营养，合成新 的细胞物质，并进行分解代谢获得合成新细 胞所需能量，最终形成CO2和H2O等物质。
③混凝阶段 为了菌体和水分离，现多采用重力沉降法。 絮凝体的形成是通过丝状细菌来实现的。
2020/6/20
5.2.1活性污泥法的基本原理
2020/6/20
（3）活性污泥法的性能指标及设 计运行参数
③污泥体积指数 ( SVI) 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 的毫升数，单位为mL/g，一般不标出。
它与污泥沉降比有如下关系：
SVI=SV/ MLSS
※一般控制SVI为50－150之间较好。
2020/6/20
5.1.4.2 基质降解速度
在（1）式两边同除以cx ，得 µ′= Yq - Kd
产率系数Y以实际测得的观测产率系数Yobs代替。 为此，（1）式改为：
(ddctx)g Yobs(ddcts)u
和 µ ′ =Y obs q
上列诸式，表达了生物反应处理器内微生物的净 增长和底物降解之间的基本关系。
2020/20
5.1.5 污水的生化性
5.1.5.1 可生化性的评价
（1）评价方法
BOD5/C <0.3
OD
可生化性 难生化
0.3~0.4 >0.45 5
可生化 易生化
2020/6/20
5.1.5.1 可生化性的评价
（2）注意事项 ①固体有机物 ②无机还原性物质 ③特殊有机物 ④BOD5/TOD ⑤接种微生物的驯化 ⑥水样稀释
2020/6/20
微生物流出量 = 流入量＋新生成的量
40
结论
➢对于同一废水及特定的处理环境，出水 中BOD的浓度Se仅仅是污泥龄qc 的函数 ，而与其它因素无关。
➢实际水处理中一般就是通过控制qc 来取 得不同的处理效率的。
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污泥回流
➢ 污泥回流的目的就是在不增加曝气池体积 的条件下增加qc 来增加去除率的。
固着型纤毛虫
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变形虫
太阳虫
2020/6/20
原生动物
丝状细菌
2020/6/20
2020/6/20
• 丝状细菌膨胀
5.2.1活性污泥法的基本原理
（2）活性污泥法的基本流程 由曝气池、沉淀池，污泥回流，剩余污泥排 除系统组成。
剩余污泥——增殖的量，保持稳定运行需排除。 二沉池——完成泥水分离。 曝气系统——供氧，搅拌。 曝气池——完成生物处理。
❖ 好氧呼吸过程实质上是脱氢和氧活化相结合的 过程。在这过程中同时放出能量。
2020/6/20
5.1.2 微生物的代谢与污水的生物处理
①好氧分解代谢 例如：化能自养微生物 大型污水沟道存在该式所示的生化反应：
生物脱氮工艺中的生物硝化过程：
2020/6/20
5.1.2 微生物的代谢与污水的生物处理
5.1废水好氧生物处理的基本理论
5.1.1 污水中的微生物 （1）以好氧细菌为主，也存在真菌、原生动
物和后生动物等组成相对稳定的生态系。 （2）污水中有机物的成分决定优势菌属。 主要有动胶杆菌属、假单胞菌属、产碱杆菌
属、黄杆菌属及大肠杆菌等。
2020/6/20
5.1.1 污水中的微生物
（3）真菌主要是霉菌，一种丝状真菌，但大量 繁殖可能导致污泥膨胀。
2020/6/20
5.1.3 微生物生长条件和生长规律
5.1.3.1 微生物的生长条件
2020/6/20
5.1.3.2 微生物的生长规律
按微生物生长速率，其生长可分为四个生长期 停滞期（调整期）；对数期（生长旺盛期） 静止期（平衡期）；衰老期（衰亡期）
对数期 减速增长期 内源呼吸期
量
污泥浓度
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不是二氧化碳和水，而是一些较原来底物简单化 合物——含有相当的能量，故释放能量较少。
2020/6/20
5.1.2 微生物的代谢与污水的生物处理
②厌氧分解代谢 例如：葡萄糖发酵的过程： 生物氧化作用不彻底，最终形成还原性产物，是 比原来底物简单的有机物，在反应过程中，释 放的自由能较少。
例如：在反硝化作用中，
以微反应时段dt内的底物消耗量和dt内的微生物增 长量之间的比例关系值，表示：
Y = µ/ q
式中： Y －产率系数； μ—微生物比增殖速率； q—为底物的比降解速度。
2020/6/20
5.1.4.2基质降解速度
由Y=µ/q得 µ=Y q 和 µmax = Ymax q 代入式得：
q
q max Cs ks Cs
➢ 如果没有污泥回流，则有qc＝q ＝V/Q， 要想提高去除率，就要增加qc，此时要么增 加曝气池的体积，要么减少处理量。
➢ 有回流时q＝V/Q，qc＝V/Qw，要想增加 qc 只要改变QW即可，即调整QW来改变去除 率。
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5.2.2活性污泥法的运行方式
5.2.2.1 推流式活性污泥法 推流式活性污泥曝气池有若干个狭
（3）活性污泥法的性能指标及设计运行参 数
①污泥浓度
❖混合液悬浮固体( MLSS) 指单位体积混合液中干固体的含量，它是计量曝 气池中活性污泥数量多少的指标。单位为mg/L， g/和kg/m3，也称混合液污泥浓度（用X表示）。 ❖混合液挥发性悬浮固体 ( MLVSS) 指混合液内有机物含量，更精确代表活性污泥中 微生物的数量mg/L ，g/L或kg/m3
①好氧分解代谢 例如：异养型微生物 以有机物为底物，其终点产物为二氧化碳、氨 和水等无机物，同时放出能量。如下式所示：
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5.1.2 微生物的代谢与污水的生物处理
②厌氧分解代谢 ❖ 在无分子氧的情况下进行的生物氧化。 ❖ 只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。 ❖ 受氢体不是分子氧。底物氧化不彻底，最终产物
氧利用率 BOD浓度 时间
5.1.4 生化反应动力学
5.1.4.1微生物增长速度
莫诺特（Monod）方程式
反映微生物比增殖速率与有机底物浓 度关系（单一底物，纯种微生物）
maxCs ks Cs
2020/6/20
5.1.4.1微生物增长速度
maxCs ks Cs
2020/6/20
5.1.4.2 基质降解速度
（4）原生动物－有肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫， 主要捕食对象是细菌。
（5）后生动物 一般不出现，仅在水质优异的完全氧化型活性 污泥系统中出现，是水质非常稳定的标志。
2020/6/20
丝状菌
发硫细菌
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轮虫电镜
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5.1.2 微生物的代谢与污水的生物处理
（一）微生物的新陈代谢
QwX(QQw)Xe
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排放污泥II Qw, Xr, Se
39
曝气池污泥浓度X与qc和q的关系：
从c的定义可得：示 意
θc
VX
QwX(QQw)Xe
正常情况下Xe很小，
可忽略，所以：
qc
V Qw
进水中无微生物
dS/dt=(S0－Se)/θ
系统所中以微X生0可物以量忽的略平衡式： 示意
Q w X (Q Q w )e X Q 0 X Vd d ( Y S tK d X )
2020/6/20
5.1.2.2 污水的生物处理
❖ 好氧生物处理是在有游离氧存在的条件下，好氧 微生物降解有机物，使其稳定、无害化的方法。
❖ 最终过程：有机物被微生物摄取后，通过代谢活 动，约有三分之一被分解、稳定，并提供其生理 活动所需的能量；约有三分之二被转化，合成为 新的原生质，进行微生物自身生长繁殖。
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5.1.5.2 改善可生化性的途径
（1）调节营养比 （2）调节pH值 ①调节池调节进水pH值 ②酸碱中和调节进水pH值 ③用碱性物质控制反应混合物的pH值 ④改进有机负荷控制反应混合液的pH值 （3）预处理
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5.1.6 生物处理方法的分类
分类： ❖好氧生物处理——活性污泥法和生物 膜法 ❖厌氧生物处理——厌氧活性污泥法和 厌氧生物膜法 ❖自然生物处理——稳定塘法和土地处 理法
长的流槽，废水从一端进入，在曝气的 作用下，以螺旋方式推进，流经整个曝 气池，至池的另一端流出，随着水流的 过程，污染物被降解。
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5.2.2.1推流式活性污泥法
曝气池
空气
二沉池
进水
出水
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剩余污泥
污泥回流
5.2.2.1推流式活性污泥法
推流式活性污泥法的特点： （a）污染物浓度自池首至池尾是逐渐下降， 存在浓度梯度，废水降解反应推动力较大， 效率较高； （b）推流式曝气池可采用多种运行方式； （c）不易产生短路，适合较大的流量； （d）氧的利用率不均匀。
废水生物处理工程中常用基本反应动力学方程式：
q
q max Cs ks Cs
maxCs ks Cs
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5.1.4.3 微生物增长速度
1951年由霍克来金等人通过废水生物处理的实验研 究工作,发现在废水生物处理中，微生物增长和底物降 解之间存在着一定量的关系, 提出如下方程式：
（1）
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5.1.2.2 污水的生物处理
➢ 废水的厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条 件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物 的生物处理方法。
➢ 在这个过程中，部分有机物转化为CH4，部分 被分解为CO2、H2O、NH3、H2S等无机物， 并为细胞合成提供能量；少量有机物被转化、 合成为新的原生质的组成部分。
5.2.1活性污泥法的基本原理
②稳定阶段 微生物以污水中的有机物作为营养，合成新 的细胞物质，并进行分解代谢获得合成新细 胞所需能量，最终形成CO2和H2O等物质。
③混凝阶段 为了菌体和水分离，现多采用重力沉降法。 絮凝体的形成是通过丝状细菌来实现的。
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5.2.1活性污泥法的基本原理
2020/6/20
（3）活性污泥法的性能指标及设 计运行参数
③污泥体积指数 ( SVI) 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 的毫升数，单位为mL/g，一般不标出。
它与污泥沉降比有如下关系：
SVI=SV/ MLSS
※一般控制SVI为50－150之间较好。
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5.1.4.2 基质降解速度
在（1）式两边同除以cx ，得 µ′= Yq - Kd
产率系数Y以实际测得的观测产率系数Yobs代替。 为此，（1）式改为：
(ddctx)g Yobs(ddcts)u
和 µ ′ =Y obs q
上列诸式，表达了生物反应处理器内微生物的净 增长和底物降解之间的基本关系。
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5.1.5 污水的生化性
5.1.5.1 可生化性的评价
（1）评价方法
BOD5/C <0.3
OD
可生化性 难生化
0.3~0.4 >0.45 5
可生化 易生化
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5.1.5.1 可生化性的评价
（2）注意事项 ①固体有机物 ②无机还原性物质 ③特殊有机物 ④BOD5/TOD ⑤接种微生物的驯化 ⑥水样稀释
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微生物流出量 = 流入量＋新生成的量
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结论
➢对于同一废水及特定的处理环境，出水 中BOD的浓度Se仅仅是污泥龄qc 的函数 ，而与其它因素无关。
➢实际水处理中一般就是通过控制qc 来取 得不同的处理效率的。
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污泥回流
➢ 污泥回流的目的就是在不增加曝气池体积 的条件下增加qc 来增加去除率的。
固着型纤毛虫
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变形虫
太阳虫
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原生动物
丝状细菌
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• 丝状细菌膨胀
5.2.1活性污泥法的基本原理
（2）活性污泥法的基本流程 由曝气池、沉淀池，污泥回流，剩余污泥排 除系统组成。
剩余污泥——增殖的量，保持稳定运行需排除。 二沉池——完成泥水分离。 曝气系统——供氧，搅拌。 曝气池——完成生物处理。
❖ 好氧呼吸过程实质上是脱氢和氧活化相结合的 过程。在这过程中同时放出能量。
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5.1.2 微生物的代谢与污水的生物处理
①好氧分解代谢 例如：化能自养微生物 大型污水沟道存在该式所示的生化反应：
生物脱氮工艺中的生物硝化过程：
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5.1.2 微生物的代谢与污水的生物处理
5.1废水好氧生物处理的基本理论
5.1.1 污水中的微生物 （1）以好氧细菌为主，也存在真菌、原生动
物和后生动物等组成相对稳定的生态系。 （2）污水中有机物的成分决定优势菌属。 主要有动胶杆菌属、假单胞菌属、产碱杆菌
属、黄杆菌属及大肠杆菌等。
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5.1.1 污水中的微生物
（3）真菌主要是霉菌，一种丝状真菌，但大量 繁殖可能导致污泥膨胀。
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5.1.3 微生物生长条件和生长规律
5.1.3.1 微生物的生长条件
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5.1.3.2 微生物的生长规律
按微生物生长速率，其生长可分为四个生长期 停滞期（调整期）；对数期（生长旺盛期） 静止期（平衡期）；衰老期（衰亡期）
对数期 减速增长期 内源呼吸期
量
污泥浓度
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不是二氧化碳和水，而是一些较原来底物简单化 合物——含有相当的能量，故释放能量较少。
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5.1.2 微生物的代谢与污水的生物处理
②厌氧分解代谢 例如：葡萄糖发酵的过程： 生物氧化作用不彻底，最终形成还原性产物，是 比原来底物简单的有机物，在反应过程中，释 放的自由能较少。
例如：在反硝化作用中，
以微反应时段dt内的底物消耗量和dt内的微生物增 长量之间的比例关系值，表示：
Y = µ/ q
式中： Y －产率系数； μ—微生物比增殖速率； q—为底物的比降解速度。
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5.1.4.2基质降解速度
由Y=µ/q得 µ=Y q 和 µmax = Ymax q 代入式得：
q
q max Cs ks Cs
➢ 如果没有污泥回流，则有qc＝q ＝V/Q， 要想提高去除率，就要增加qc，此时要么增 加曝气池的体积，要么减少处理量。
➢ 有回流时q＝V/Q，qc＝V/Qw，要想增加 qc 只要改变QW即可，即调整QW来改变去除 率。
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5.2.2活性污泥法的运行方式
5.2.2.1 推流式活性污泥法 推流式活性污泥曝气池有若干个狭
（3）活性污泥法的性能指标及设计运行参 数
①污泥浓度
❖混合液悬浮固体( MLSS) 指单位体积混合液中干固体的含量，它是计量曝 气池中活性污泥数量多少的指标。单位为mg/L， g/和kg/m3，也称混合液污泥浓度（用X表示）。 ❖混合液挥发性悬浮固体 ( MLVSS) 指混合液内有机物含量，更精确代表活性污泥中 微生物的数量mg/L ，g/L或kg/m3
①好氧分解代谢 例如：异养型微生物 以有机物为底物，其终点产物为二氧化碳、氨 和水等无机物，同时放出能量。如下式所示：
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5.1.2 微生物的代谢与污水的生物处理
②厌氧分解代谢 ❖ 在无分子氧的情况下进行的生物氧化。 ❖ 只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。 ❖ 受氢体不是分子氧。底物氧化不彻底，最终产物
氧利用率 BOD浓度 时间
5.1.4 生化反应动力学
5.1.4.1微生物增长速度
莫诺特（Monod）方程式
反映微生物比增殖速率与有机底物浓 度关系（单一底物，纯种微生物）
maxCs ks Cs
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5.1.4.1微生物增长速度
maxCs ks Cs
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5.1.4.2 基质降解速度
（4）原生动物－有肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫， 主要捕食对象是细菌。
（5）后生动物 一般不出现，仅在水质优异的完全氧化型活性 污泥系统中出现，是水质非常稳定的标志。
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丝状菌
发硫细菌
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轮虫电镜
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5.1.2 微生物的代谢与污水的生物处理
（一）微生物的新陈代谢
QwX(QQw)Xe
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排放污泥II Qw, Xr, Se
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曝气池污泥浓度X与qc和q的关系：
从c的定义可得：示 意
θc
VX
QwX(QQw)Xe
正常情况下Xe很小，
可忽略，所以：
qc
V Qw
进水中无微生物
dS/dt=(S0－Se)/θ
系统所中以微X生0可物以量忽的略平衡式： 示意
Q w X (Q Q w )e X Q 0 X Vd d ( Y S tK d X )
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