下载文档原格式
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。
活性污泥净化水质的原理
活性污泥法是一种常用的生物处理废水的方法，其原理是利用微生物（活性污泥）对废水中的有机物进行降解和氧化，从而净化水质。
具体原理如下：
1. 溶解有机物降解：活性污泥中的微生物通过呼吸作用将氧气与废水中的有机物反应，将有机物分解为水、碳酸盐和二氧化碳等无害物质。
2. 吸附各种有机污染物：活性污泥在废水中可以吸附各种有机污染物，包括悬浮物、微生物和溶解有机物等。
3. 沉淀物去除：活性污泥中的微生物会沉降到底部形成污泥层，从而将废水中的悬浮物和微生物去除。
4. 生物脱氮和脱磷：活性污泥中的特定菌群可以进行脱氮和脱磷反应，将废水中的氮和磷去除，减少水体富营养化的问题。
5. 有机物转化为污泥：活性污泥中的微生物将废水中的有机物转化为新的微生物生物质，从而使有机物被固定在污泥中。
通过以上的一系列生物反应，活性污泥法能够高效地去除废水中的有机污染物，
净化水质。
活性污泥法广泛应用于废水处理厂、工业废水处理和城市污水处理等领域。
活性污泥法原理
活性污泥法是一种常用的生物处理技术，用于污水中有机物的去除。
其原理是通过维持含有大量微生物的活性污泥在氧气充足的环境下进行好氧降解有机物质的作用。
活性污泥法的运行主要依赖于两个重要的环节：曝气和沉淀。
首先，在污水处理过程中，通过曝气方式给活性污泥提供大量的氧气，使微生物得到生长和繁殖，从而降解有机物质。
曝气的方式可以有多种，如表面曝气、喷射曝气、曝气床等。
然后，在经过一段时间的好氧处理之后，活性污泥中的生物颗粒会逐渐沉淀下来形成污泥絮体。
这个过程称为污泥的沉淀，可以通过重力沉淀或污泥回流的方式进行。
活性污泥法的核心是微生物的作用。
在好氧条件下，污泥中的一些具有好氧降解能力的细菌和真菌会分解和氧化有机物质，将其转化为二氧化碳、水和微生物体等。
此外，还有重要的副产物——污泥的产生。
在活性污泥法中，随着细菌和真菌的繁殖和降解，活性污泥会逐渐增加并形成污泥絮体。
这些污泥絮体会随后进行污泥的沉淀并最终从池底排出，形成浓缩后的污泥。
总的来说，活性污泥法通过好氧降解有机物质来实现污水的净化，其中微生物起着重要的作用。
通过曝气和沉淀等步骤，可以使活性污泥保持活性，并达到较好的污水处理效果。
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，使曝气也内的微生物量平衡。
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。
活性污泥法处理污水的原理活性污泥法是一种常见的污水处理方法，它通过微生物的作用，将污水中的有机物质和氮、磷等污染物去除，达到净化水质的目的。
该方法操作简单，处理效果好，被广泛应用于城市污水处理厂和工业废水处理系统中。
活性污泥法的原理主要包括以下几个方面：1. 污水的处理过程。
污水处理过程中，活性污泥被加入到含有有机物质的水中，微生物在氧气的作用下利用有机物质进行呼吸和生长，将有机物质降解为二氧化碳和水。
同时，活性污泥中的微生物还可以利用氮、磷等无机物质进行吸收和转化，从而达到去除污染物的效果。
2. 污泥的特性。
活性污泥是一种含有大量微生物的混合物，其中包括各种细菌、真菌和原生动物等。
这些微生物在适宜的温度、氧气和营养物质条件下，能够快速繁殖和代谢，从而有效地降解污水中的有机物质和氮、磷等污染物。
3. 污泥的处理方法。
在活性污泥法中，污水处理系统通常包括曝气池、沉淀池和再循环系统等部分。
曝气池提供充足的氧气，促进微生物的生长和有机物质的降解；沉淀池用于沉淀和去除污泥颗粒；再循环系统则将部分污泥回流到曝气池中，保持活性污泥中微生物的浓度和多样性。
4. 污水处理效果。
活性污泥法处理污水的效果受到多种因素的影响，包括温度、氧气浓度、pH 值和营养物质的供应等。
合理控制这些因素，可以提高活性污泥的降解能力和污水处理效率，使处理后的水质达到排放标准。
总的来说，活性污泥法是一种高效、经济的污水处理方法，它利用微生物的作用去除污水中的有机物质和氮、磷等污染物，达到净化水质的目的。
通过合理控制污水处理过程中的各种因素，可以提高活性污泥的降解能力和污水处理效率，实现环境保护和资源再利用的双重目标。
活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理⼀、活性污泥法的基本⼯艺流程1、活性污泥法的基本组成①曝⽓池：反应主体②⼆沉池： 1）进⾏泥⽔分离，保证出⽔⽔质；2）保证回流污泥，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，（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（Ma）、微⽣物内源代谢的残留物（Me）、吸附的原废⽔中难于⽣物降解的有机物（Mi）、⽆机物质（Mii）。
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 = Ma + Me + Mi + Mii 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 = Ma + Me + Mi；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。
4．内源呼吸期：（衰亡期）细菌总数不断减小，增殖速率小于衷亡速率，微生物的增殖要受到有机物含量的控制。
（四）活性污泥絮凝体形成菌胶团：P99 细菌集团 MLSS原理：活性絮凝体的形成与曝气池内的能含量有关☆能含量：曝气池内的有机物量与微生物量的比值，用F/M表示。
有机物F小，F/M小，能含量低，处于内源呼吸期，有利于絮凝体形成。
F大，F/M大，1/2mv2大，引力小不易结合。
F小，F/M小，V↓，易结合成小的菌胶团→生物絮凝体。
Ma+Me+Mi+Mii三．活性污泥净化反应过程１、初期吸附去除阶段5-10分钟有机物高速去除定义：P100，吸附去除的原因→有巨大表面积，吸附力强，外部覆盖着多糖类的粘质层。
吸附去除结果：有机物从污水中转移到活性污泥上去2．微生物代谢酶：透膜酶大分子（水解酶）→小分子（透膜酶）→细菌体内→微生物代谢↗（分解代谢）→无机物+Q ↗残存物质（20%）有机物+O2（异养菌）→（合成代谢）→新细胞（内源代谢）→无机物质+Q（80%）4.2 活性污泥净化反应影响因素与主要设计运行参数一．影响因素1．营养物质平衡： C N P碳源 N源无机盐类C→BOD5≥100m3/L 城市污水满足对某些工业废水，C低，补充碳源N：生活污水满足对某些废水，N不足。
（尿素，（NH4）2SO4Na3PO4-K3PO4 C:N:P=100:5:12． DO：{过低：微生物生理活动不能正常进行，处理效果差{过高：①有机物降解过快，微生物因缺营养而死亡②耗能过大经济浪费曝气池出口处 DO 2mg/L(局部区域进水口处较低，不宜低于1mg/L)3． PH 6.5—8.5 偏碱PH> 8.5 粘性物质破坏→活性污泥结构破坏PH<6.5:分子结构有变化4.水温:{低温细菌{中温细菌一般化10℃--45℃污水中草药 15℃--35℃{高温细菌↘对常年或半年处于低温地区,曝气池建在室内,建在室外要有保温措施.5.有毒物质→对微生物抑制和毒害作用重金属离子 CN- 酚S2-二.活性污泥处理系统的控制指标和设计运行操作参数目标:{①使水质,水量得到控制{②使活性污泥量保持相对稳定{③控制混合液中DO浓度,满足要求{④使活性污泥有机物和DO充分接触控制指标(对活性污泥的评价指标)→(工程上)设计运行操作的参数1.表示控制混合液中活性污泥微生物量的指标混合液→污泥浓度⑴混合液悬浮固体浓度(简化混合液污泥浓度) 英文:Mixed liquid suspended solids (mlss) 定义:P106MLSS=(活性污泥固体物总重量)/混合液体积MLSS=Ma+Me+Mi+Mii (Me+Mi)→非活性 Mii→无机⑵混合液挥发性悬浮固体浓度SS {MLVSS 有{MLSS 无一般用f表示=MLVSS/MLSS 城市污水落石出 0.7---0.8２、活性污泥的沉降性能及评定指标⑴污泥沉降比 P107SV=(混合液30min静沉的沉降污泥体积ml)/(原混合液体积l)意义:SV小,沉淀污泥体积小,污泥沉降性能好.城市污水: 15%---30%⑵污泥溶积指数: (SVI) (sludgs Volume Index)SVI=(混合液30min静沉形成的活性污泥溶积ml)/（混合液中悬浮固体干重g）=（（混合静沉30min的污泥体积）/（混合液体积））/（（混合液悬浮固体干重）/混合液体积））=SV/MLSS意义：SVI过低，无机颗粒多，污泥缺乏活性。
SVI过高，污泥沉降性能不好，易发生膨胀。
SVI：70-100 SVI=100 SVI=120工程意义：{①SVI与OBD污泥负荷关系{②SVI－ MLSS图3．污泥龄（sludge age）指曝气池内活性污泥平均停留时间，以称生物固体平均停留时间。
在曝气池内，有机物降解过程中，微生物保持系统平衡，必须排除相当于每日增长的污泥量。
所以，排除污泥量=每日增长的污泥量△ X= { 随上清液排放的污泥土（Q-Qw）Xe{从二沉池底部排出的污泥 QwXr△ X=(Q-Qw)Xe+Qw-Xr污泥量定义：曝气池内活性污泥量与每日排放的污泥量之比Qc=XV/△X=XV/((Q-Qw)Xe+QwXV)X:代表微生物量 X Xr Xe XvS:代表有机物量 Sa Se So回流污泥浓度等于排放剩余污泥浓度（Xr）max=106/SVI4.BOD—污泥负荷和BOD—容积负荷F/M=NS=（QSa）/(XV) (kgBOD)/(kg mlss d)定义： V=(QSa)/(XNs) Q—日平均流量 m3/sSa 进入曝气池的原污水有机污染物（BOD）浓度Sa=（1-η）S0（经除尘之后）Sa=S0 直接进入在工程上：BOD容积负荷Nv=(Q Sa)/v (kg BOD)/(m2曝气池d)Nv=NsXNs 选取 {过高，有机物降解和微生物繁殖速度都很大{过低，有机物降解和微生物繁殖速度慢，容积大，增加了基建投资Ns {高负荷：1.5-2.5 kgBOD5/kgMlss d｛中负荷（一般）：0.5-0.2{低负荷：≤0.1SVI 0.5-1.5 避免易发生污泥膨胀城市污水：Ns：0.5-0.3５．有机物的降解和活性污泥增长｛合成代谢---新细胞↘差值---净增值----排放｛内源代谢---减少新细胞↗△X=aSr-bx b---自身氧化率a---合成产率 Sr=Sa-Se(dx/dt)g=(dx/dt)s-(dx/dt)e(dx/dt)s=Y(ds/dt)u Y—合成产率系数(dx/dt)e=kdsv(dx/dt)g=Y(ds/dt)u-kdxv----微生物增值速度基本方程式(ds/dt)v=(Sa-Se)/t=(Sa-Se)/(V/Q)=Q(Sa-Se)/V△ X/v=YQ(Sa-Se)/v-KdXv 同乘v△X=YQ(Sa-Se)-KdVXv →用来计算排放的剩余污泥量Y Kd 的确定（上式同除以VXv）△ X/VXv=YQ(Sa-Se)/VXv-KdBOD污泥去除负荷Xv/△X=Qc ∴1/Qc=Ynys-KdNys与Qc成反比关系用图解法确定Y Kd 图经验数据生活污水: Y 0.4—0.65Kd 0.05—0.1城市污水; Y 0.4—0.5Kd 0.07工业废水，Y Kd 按实测数据由图解法组成6．有机物的降解与需氧量需氧过程 {有机物降雨量降解的需氧量{微生物内源代谢自身氧化需气量Ov=a’Q(Sa-Se)+b’VXv 用来计算曝气池内实际需氧量a′:有机物降解需氧量 b′:需氧率图解确定O2/VXv=a′Q(Sa-Se)/VXv+b′=a′Nrs+b′同除以Q(Sa-Se)O2/QSr=a′+b′/Nrs结论：降解单位有机物需氧量小，BOD去除率高。
a′b′确定 O2/VXv=a′+b′/Nrsa′ 0.42---0.53 b′ 0.188---0.114.3 活性污泥反应动力学基础一．概述研究目的 {①研究反应速度和环境因素间的关系｛②对反应的机理进行研究，使反应进行控制反应动力学方程式 {米门方程式 1913 研究酶促反应速度{莫诺方程式1942｛劳—麦方程式 1970二．莫诺方程式１．基本方程式形式提出人：莫诺时间: １９４２试验条件：纯种生物在单一底物的培养基中试验内容：研究微生物的增值速度与底物浓度间的关系结果与米门方程式相同μ=μmaxS/(Ks+S) μ---比增值速度（单位生物量的增殖速度）Ｓ―有机底物的浓度Ｋs－饱和常数当μ=1/2μmax时，有机底物的浓度有机物比降解速度与底物浓度关系V=VmaxS/(Ks+S) (1)V=-(ds+dt)/x v=f(s)-ds/dt=vmaxXS/(Ks+S) (2)２．推论（１）对于高底物浓度条件下 S>>KsV=Vmax=k1-ds/dt=vmaxx=k1x结论：①在高底物浓度下，有机底物以最大速度进行降解，与有机底物浓度无关，其降解速度只与污泥浓度有关。
②低底物浓度，S<<KsV=VmaxS/Ks=k2S (3)-ds/dt=VmaxXS/Ks=k2SX (4)结论：在低底物浓度下，有机底物降解速度与有机底物浓度有关，且成一级反应（有机物多，无机物少）由（４）得－∫s0sds/dt=∫0tk2xsdtS=S0e-k2xt３．莫诺方程式在曝气池中的应用Ｑ（Ｓa-Se）/v=-ds/dtQ(Sa-Se)/v=Nrv ∴ds/dt=Nrv(1) 用来计算 Nrv=-ds/dt=Q(Sa-Se)/v=(Sa-Se)/tk2Xse=Q(Sa-Se)/v(2)计算Ｎrs k2Se=Q(Sa-Se)/xv=Nrs(3)计算有机物降解率η=(Sa-Se)/S0=1-Se/S0=k2xt/(1+k2xt)４．有关k2的确定（图解法）Q(Sa-Se)/xv作纵轴 Se-X 斜率k2经验数据 0.0168---0.0281三．劳—麦方程式１．概念：（１）把污泥龄改名为生物固体平均停留时间（２）提出单位底物利用率概念２．基本方程式（１）劳---麦第一方程式１/Qc=Yq-Kd（２）劳－麦第二方程式v=qv=KS/(Ks+S) →(ds/dt)u/xa=KS/(Ks+S)３．劳-麦方程式的推论及应用① Se—Qc关系② Xa—Qc Xa=YQQc(Sa-Se)/t(1+KdQc)③ R---Qc④ V与q的关系 (ds/dt)u/Xa=k2Se →Q(Sa-Se)/XaV=k2Se →v=Q(Sa-Se)/k2XaSe 曝气池容积的计算方法{①Ns V=Q(Sa-Se)/NsX{②Nrs V=Q(Sa-Se)/NrsXv{③劳麦 {v=YQQc(Sa-Se)/Xa(1+KdQc){v=Q(Sa-Se)/k2SeXa⑤两种产率△X=YQ（Sa-Se）-KdVXv合成产率微生物的净增值量Yobs=Y/(1+KdQc)△ X计算 {△X=YQ(Sa-Se)-KdVXv{△X=YobsQ(Sa-Se)4.4 曝气池的理论基础作用：充氧搅拌方法：鼓风曝气：从鼓风机中房或空气压缩机房送来的空气，经过设置在曝气池底的空气扩散装置，溶解于水中。
