第四章 (4.1)活性污泥法的基本原理

污水的生化处理之活性污泥法基本原理
基本原理：
活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的方法。

生物絮体活性污泥包括细菌、真菌、原生动物和后生动物及其代谢的和吸附的有机物、无机物，具有降解有机污染物的能力。

活性污泥法净化废水有以下三个过程：
1.吸附
废水与活性污泥微生物接触后，形成悬浮混合液，废水中的污染物被比表面积很大且表面上含有多糖类黏性物质的微生物吸附和粘连。

呈胶态的大分子有机物被水解酶作用，分解为小分子物质，这些小分子与溶解性有机物在透膜酶的作用下或浓差推动下选择性渗入细胞体内。

初期吸附过程进行十分迅速，在10~40min内，BOD可以降低80%-90%，之后变慢。

上述的吸附是物理吸附和生物吸附的综合作用。

2.微生物的代谢
污染物能吸收进入细胞体内，通过微生物的代谢反应而被降解；一部分经过中间状态氧化为产物二氧化碳和水，另一部分转化为新的有机体是细胞增殖。

3.凝聚与沉淀
絮凝体是活性污泥的基本机构，水中能形成絮凝体的微生物很多，它具有凝聚性能，可形成大块菌胶团。

凝聚的主要原因是细菌和微生物的分泌物促使凝聚结成绒粒，把颗粒同水分开，除了重力沉淀外，
也可用气浮法进行固液分离。

活性污泥法的工作原理
活性污泥法是一种常用的废水处理技术，其工作原理如下：
1. 污水进入活性污泥池：废水首先被引导进入活性污泥池，其中含有大量的微生物（活性污泥）。

这些微生物能够通过吸附、吞噬、分解等方式处理废水中的有机物。

2. 微生物降解有机物：活性污泥中的微生物通过与废水中的有机物接触，利用有机物作为能源进行生长和繁殖。

微生物分解有机物的主要过程包括：好氧降解和厌氧降解。

在好氧条件下，微生物需氧进行有机物的分解；在缺氧或无氧条件下，微生物可利用硝酸盐、硫酸盐等物质进行有机物的分解。

3. 混合与搅拌：为了保持污泥颗粒的悬浮状态，活性污泥池通常会进行混合与搅拌。

这有助于提供足够的氧气和营养物质到微生物中，使其能够正常生长和降解有机物。

4. 沉淀和分离：经过一段时间的降解后，污水中的微生物和其它固体悬浮物会逐渐沉淀到底部形成污泥。

然后，通过调节沉淀污泥与水的比例，可以将污泥分离出来，从而使净化后的水体流向下一个处理单元。

5. 污泥处理：将分离出来的活性污泥送入消化池或污泥浓缩池中进行进一步处理。

消化池用于进一步降解活性污泥中的有机物，而污泥浓缩池则用于将污泥的固体含量提高，减少处理所需的体积。

6. 净化水体排放：经过活性污泥法处理后，废水中的有机物质得到了有效去除，达到了排放标准。

因此，净化后的水体可以安全地排放或进一步处理，达到再利用的水平。

活性污泥法工作原理
活性污泥法是一种常用的生物处理工艺，用于处理污水中有机物和氮、磷等污染物。

它的工作原理基于活性污泥的微生物代谢活动，在氧气的存在下将有机物逐步转化为水和二氧化碳。

活性污泥指的是一种富含微生物的淤泥，其中包含多种硝化菌、脱氮菌和磷虫等微生物。

这些微生物在适宜的条件下，能够分解有机物，转化为无机物。

活性污泥法通过将污水与活性污泥充分接触，使微生物附着在有机物上，并利用其代谢能力进行有机物降解。

活性污泥法的处理过程通常包括曝气池、沉淀池和回流系统。

首先，将污水引入曝气池中，通过曝气设备向曝气池中注入氧气，提供微生物进行呼吸作用所需的氧气。

同时，曝气也能促进污水与活性污泥的充分混合，使微生物更好地与有机物接触。

接下来，污水和活性污泥混合物进入沉淀池。

在这个过程中，由于停止曝气和混合，微生物会逐渐沉淀到污水底部，形成淤泥层。

这个沉淀池起到分离活性污泥和清水的作用。

最后，部分清水从沉淀池中取出，经过处理后再回流至曝气池。

这样做不仅能保证曝气池内的污水继续得到处理，还能稀释曝气池内活性污泥的浓度，避免过高的浓度对微生物的生长产生不利影响。

通过循环利用活性污泥进行连续处理，污水中的有机物被微生物降解，减少有机污染物的浓度，并实现氮、磷等污染物的去
除。

活性污泥法具有处理效果好、运行稳定等优点，被广泛应用于城市污水处理厂和工业废水处理中。

活性污泥法的基本原理一．基本概念和工艺流程（一）基本概念1．活性污泥法：以活性污泥为主体的污水生物处理。

2．活性污泥：颜色呈黄褐色，有大量微生物组成，易于与水分离，能使污水得到净化，澄清的絮凝体（二）工艺原理1．曝气池：作用：降解有机物（BOD5）2．二沉池：作用：泥水分离。

3．曝气装置：作用于①充氧化②搅拌混合4．回流装置：作用：接种污泥5．剩余污泥排放装置：作用：排除增长的污泥量，使曝气池内的微生物量平衡。

混合液：污水回流污泥和空气相互混合而形成的液体。

二．活性污泥形态和活性污泥微生物（一）形态：1、外观形态：颜色黄褐色，絮绒状2．特点：①颗粒大小：0.02－0.2mm ②具有很大的表面积。

③含水率>99%，C<1%固体物质。

④比重1.002－1.006，比水略大，可以泥水分离。

3.组成：有机物：{具有代谢功能，活性的微生物群体Ma{微生物内源代谢，自身氧化残留物Me{源污水挟入的难生物降解惰性有机物Mi无机物：全部有原污水挟入Mii（二）活性污泥微生物及其在活性污泥反应中作用1．细菌：占大多数，生殖速率高，世代时间性20-30分钟；2．真菌：丝状菌→污泥膨胀。

3．原生动物鞭毛虫，肉足虫和纤毛虫。

作用：捕食游离细菌，使水进一步净化。

活性污泥培养初期：水质较差，游离细菌较多，鞭毛虫和肉足虫出现，其中肉足虫占优势，接着游泳型纤毛虫到活到活性污泥成熟，出现带柄固着纤毛虫。

☆原生动物作为活性污泥处理系统的指示性生物。

4．后生动物：（主要指轮虫）在活性污泥处理系统中很少出现。

作用：吞食原生动物，使水进一步净化。

存在完全氧化型的延时曝气补充中，后生动物是不质非常稳定的标志。

（三）活性污泥微生物的增殖和活性污泥增长四个阶段：1．适应期（延迟期，调整期）特点：细菌总量不变，但有质的变化2．对数增殖期增殖旺盛期或等速增殖期）细菌总数迅速增加，增殖表速率最大，增殖速率大于衰亡速率。

3．减速增殖期（稳定期或平衡期）细菌总数达最大，增殖速率等于衰亡速率。

第四章污水的生物处理（一）——活性污泥法教学要求1)掌握活性污泥法的基本原理及其反应机理；2)理解活性污泥法的重要概念与指标参数：如活性污泥、剩余污泥、MLSS、MLVSS、SV、SVI、θc、容积负荷、污泥产率等；3)理解活性污泥反应动力学基础及其应用；4)掌握活性污泥的工艺技术或运行方式；5)掌握曝气理论；6)熟练掌握活性污泥系统的计算与设计。

第一节活性污泥法的基本原理一、活性污泥处理法的基本概念与流程活性污泥：是由多种好氧微生物、某些兼性或厌氧微生物以及废水中的固体物质、胶体等交织在一起的呈黄褐色絮体。

活性污泥法：是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。

实质：人工强化下微生物的新陈代谢(包括分解和合成)，活性污泥法的工艺流程：1)预处理设施：包括初次池、调节池和水解酸化池，主要作用是去除SS、调节水质，使有机氮和有机磷变成NH+4或正磷酸盐、大分子变成小分子，同时去除部分有机物。

2)曝气池：工艺主体，其通过充氧、搅拌、混合、传质实现有机物的降解和硝化反应、反硝化反应。

3)二次沉淀池：泥水分离，澄清净化、初步浓缩活性污泥。

生物处理系统：微生物或活性污泥降解有机物，使污水净化，但同时增殖。

为控制反应器微生物总量与活性，需要回流部分活性污泥，排出部分剩余污泥；回流污泥是为了接种，排放剩余污泥是为了维持活性污泥系统的稳定或MLSS 恒定。

二、活性污泥的形态和活性污泥微生物1 活性污泥形态（1）特征1)形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。

2)颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度）。

3)理化性质：ρ=1.002~1.006，含水率99%，直径大小0.02~0.2mm，表面积20~100cm2/mL，pH值约6.7，有较强的缓冲能力。

其固相组分主要为有机物，约占75~85%。

4)生物特性：具有一定的沉降性能和生物活性。

（理解：自我繁殖、生物吸附与生物氧化）。

活性污泥法工作原理
活性污泥法是一种生物处理技术，主要用于处理废水中的有机物和氮的污染物。

其工作原理如下：
1. 污泥负载：将含有高浓度有机物的废水与活性污泥混合，使污泥中的微生物负载污染物。

活性污泥是由多种细菌和其他微生物组成的混合物，具有高度耐性和能力来降解有机物。

2. 暴露于空气中：将污泥置于暴露在空气中的容器中，以确保供氧和气体交换。

空气中的氧气提供给微生物进行呼吸作用，并促进细菌降解有机污染物的过程。

同时，活性污泥中的微生物通过呼吸作用释放出二氧化碳。

3. 分离固液：在活性污泥容器中，废水中的有机物被降解为二氧化碳和废水中的可溶性化合物。

此外，微生物合成新的细胞物质，因此为维持微生物群体的生长，需要一部分有机物。

4. 沉淀：处理后的废水进入沉淀器，通过重力作用使随废水进入的活性污泥颗粒沉降到底部，形成污泥混合物。

此时，可以将一部分活性污泥用于下一批废水的处理，使系统稳定。

5. 排放水体：处理后的废水经过后处理，满足排放标准后，可以安全地排放到水体中。

通过这一系列过程，活性污泥法能够高效地将有机物和氮的污染物降解为较低的水平，达到净化废水的目的。

活性污泥法的基本原理活性污泥法是一种常用的污水处理方法，它通过利用微生物的活性污泥来降解有机物，去除污水中的污染物。

下面将详细介绍活性污泥法的基本原理。

1. 活性污泥法的原理活性污泥法是一种生物处理技术，主要通过微生物的代谢活动来降解污水中的有机物。

在活性污泥法中，将含有有机物的污水与活性污泥充分接触，通过微生物的降解作用，将有机物转化为二氧化碳、水和微生物细胞等无害物质。

2. 活性污泥的组成活性污泥主要由微生物、有机物和无机物组成。

微生物是活性污泥的核心，它们通过吸附、吸附和生物化学反应等方式将有机物降解为无机物。

有机物是活性污泥的营养来源，提供微生物进行代谢反应所需的能量和碳源。

无机物主要包括无机盐和微量元素，为微生物提供必要的营养元素。

3. 活性污泥的处理过程活性污泥法的处理过程主要包括曝气池、沉淀池和回流系统。

曝气池：曝气池是活性污泥法的核心设备，通过机械搅拌或者气体曝气等方式，将含有有机物的污水与活性污泥充分接触。

在曝气池中，微生物利用有机物进行代谢反应，将有机物降解为无机物。

沉淀池：曝气池处理后的污水进入沉淀池，在沉淀池中，通过重力沉降将污泥与清水分离。

清水从沉淀池的上部流出，进一步处理或者直接排放。

而污泥则沉积在沉淀池的底部，形成污泥层。

回流系统：为了保持活性污泥的稳定性和高效性，一部份污泥会通过回流系统返回到曝气池中。

回流系统可以提供适宜的微生物量和营养物质，保持活性污泥的活性和代谢能力。

4. 活性污泥法的优点活性污泥法具有以下优点：(1) 处理效果好：活性污泥法可以有效去除污水中的有机物和悬浮物，使水质得到明显改善。

(2) 投资和运营成本低：相比其他污水处理方法，活性污泥法的投资和运营成本较低，适合中小型污水处理厂使用。

(3) 工艺稳定性高：活性污泥法对进水水质的适应性较强，处理效果稳定可靠。

(4) 体积小：活性污泥法的处理设备相对较小，占地面积较小。

5. 活性污泥法的应用领域活性污泥法广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂、农村生活污水处理等领域。

活性污泥法的原理
活性污泥法是一种应用于污水处理的有效技术，它充分利用了污泥及其生物活性，可以从污水中去除污染物，从而改善污水的水质。

活性污泥法的原理是利用污泥中的微生物和沉淀物，将污水中的污染物吸附、沉淀、氧化和生物降解。

活性污泥的处理机理可以归结为吸附、沉淀、氧化和生物降解。

首先，活性污泥中的微生物会吸附污水中的污染物，从而达到减少污染物在水体中的浓度。

其次，活性污泥中的沉淀物可以捕获悬浮物，并将其从水中沉淀出来，从而减少污染物的浓度。

此外，活性污泥中的微生物还可以氧化有机物，将其分解成一些无害物质，从而改善水质。

最后，活性污泥中的微生物可以将有害有机物生物降解，将有毒的有机物转化为无毒的物质，从而改善水质。

活性污泥法具有很多优点，其中最重要的一点是投资成本低，而且对污水的处理效果也很好，能够有效去除污染物，改善水质。

活性污泥法也是一种可持续发展的污水处理技术，可以有效降低污染物的排放浓度。

总之，活性污泥法是一种有效、经济、可持续发展的污水处理技术，可以有效地降低污染物的排放浓度，改善水质。

活性污泥法原理
活性污泥法是一种常用的污水处理方法，其原理主要是利用微生物在污泥中的生长和代谢作用，将有机物质和氮、磷等污染物转化为无害的物质，从而达到净化水质的目的。

首先，活性污泥法的原理基于生物降解的过程。

污水中的有机物质经过初步的物理和化学处理后，进入到活性污泥池中，与污泥中的微生物发生接触和反应。

微生物利用有机物质作为碳源进行生长和繁殖，同时分泌酶类物质，将有机物质分解为较小的有机分子，最终转化为二氧化碳和水。

这一过程是活性污泥法能够有效去除有机物质的关键。

其次，活性污泥法也可以去除污水中的氮和磷等营养盐。

在活性污泥池中，微生物能够利用氨氮和硝态氮，将其还原为氮气释放到空气中。

同时，一些特定的微生物还能够在缺氧或厌氧条件下，将硝态氮还原为氨氮，从而完成氮的去除过程。

对于磷的去除，活性污泥中的微生物能够在缺氧条件下，利用聚磷酸盐的形式将磷固定在细胞内，从而实现磷的去除。

此外，活性污泥法还能够去除污水中的微生物和悬浮物。

在活性污泥池中，微生物通过吸附和吞噬的方式，能够去除污水中的微生物和悬浮物，从而净化水质。

总的来说，活性污泥法的原理是基于微生物的生物降解作用，通过微生物的代谢和生长，将污水中的有机物质、氮、磷等污染物转化为无害的物质，达到净化水质的目的。

活性污泥法具有操作简单、处理效果好、运行成本低等优点，因此在污水处理领域得到了广泛的应用。

活性污泥法的基本原理一、活性污泥法的基本工艺流程1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，（1.002?1.006）；粒径：0.02?0.2 mm；比表面积：20?100cm2/ml。

②生化性能：1) 活性污泥的含水率：99.2?99.8%；固体物质的组成：活细胞（M a）、微生物内源代谢的残留物（M e）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（M i）、无机物质（M ii）。

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/ml3、活性污泥的性能指标：①混合液悬浮固体浓度（MLSS）（Mixed Liquor Suspended Solids）：MLSS = M a + M e + M i + M ii单位： mg/l g/m3②混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）（Mixed Volatile Liquor Suspended Solids）：MLVSS = M a + M e + M i；在条件一定时，MLVSS/MLSS是较稳定的，对城市污水，一般是0.75~0.85③污泥沉降比（SV）（Sludge Volume）：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%。

活性污泥的基本原理及净化过程活性污泥法实质上是天然水体自净作用的人工强化，能从污水中去除溶解态和胶体态的可生物降解有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他物质，具有对水质水量的适应性广、运行方式灵活多样、可控制性好等特点，已成为生物处理方法的主体。

一、基本原理活性污泥是由细菌、真菌、原生动物、后生动物等微生物群体与污水中的悬浮物质、胶体物质混杂在一起所形成的、具有很强的吸附分解有机物能力和良好沉降性能的絮绒状污泥颗粒，因具有生物化学活性，所以被称为活性污泥。

活性污泥的性状从外观上看，活性污泥是像矾花一样的絮绒颗粒，又称生物絮凝体，絮凝体直径一般为0.02——0.2 mm,在静置时可立即凝聚成较大的绒粒而下沉。

活性污泥的颜色因污水水质不同而异，一般为黄色或茶褐色，供氧不足或出现厌氧状态时呈黑色，供氧过多营养不足时星灰白色，略显酸性，稍具土壤的气味并夹带-些霉臭味。

活性污泥含水率很高，一般都在99%以上，其比重因含水率不同而异，曝气池混合液相对密度为1.002——1.003，而回流污泥相对密度为1.004——1.006.活性污泥表面积一般为20—— 100 cm2/mL。

活性污泥的组成活性污泥中的固体物质不到1%，由有机物和无机物两部分组成，其组成比例则因原污水性质不同而异。

有机组成部分主要为栖息在活性污泥中的微生物群体，还包括入流污水中的某些惰性的难被细菌摄取利用的所谓“难降解有机物”、微生物自身氧化的残留物。

活性污泥微生物群体是一个以好氧细菌为主的混合群体，其他微生物包括酵母菌、放线菌、霉菌以及原生动物、后生动物等，正常活性污泥的细菌含量一般为107——108 个/mL，原生动物为100个/mL左右。

在活性污泥微生物中，原生动物以细菌为食，而后生动物以原生动物、细菌为食，它们之间形成一条食物链，组成了一个生态平衡的生物群体。

活性污泥细菌常以菌胶团的形式存在，呈游离状态的较少，这使细菌具有抵御外界不利因素的性能。

活性污泥法的原理好氧
活性污泥法是一种常见的污水处理技术，它利用微生物（活性污泥）对有机物进行分解，进而去除污水中的有机物和氮、磷等污染物。

活性污泥法的原理主要包括以下几个方面：
1. 好氧条件：活性污泥法是在好氧条件下进行的，即在含氧环境中进行微生物菌落的生长和代谢。

这是为了保证具有好氧呼吸功能的细菌能够生长繁殖，并分解污水中的有机物。

2. 污泥的收集和回流：在活性污泥法中，一部分已经代谢和繁殖的活性污泥会从处理污水中收集出来，并回流到反应池中。

这样可以保持反应池中细菌数量的稳定，维持污水处理的连续进行。

3. 有机物的分解：活性污泥中的微生物对污水中的有机物进行分解。

这些微生物通过好氧呼吸将有机物氧化为无机物（如CO2和H2O），释放出能量供细菌生长繁殖。

这个过程可以有效去除污水中的有机物。

4. 氮、磷的去除：除了有机物的分解，活性污泥法还可以去除污水中的氮和磷。

在好氧条件下，一些特殊的细菌如硝化细菌和硝化细菌分别完成氨氧化和亚硝酸盐氧化过程，将污水中的氨氮转化为硝态氮，去除氮污染。

同时，有些细菌可以利用磷酸盐沉积在细菌细胞内，去除磷污染。

综上所述，活性污泥法利用微生物对有机物进行分解和去除，通过有机物的氧化和硝化、亚硝化和除磷等过程，实现了对污水中有机物、氮和磷等污染物的去除。