第九章 活性污泥法、生物膜法与甲烷发酵

2.1 基本原理和分类
活性污泥的性质及性能
生化性能
活性污泥的含水率： 99.299.8% 固体物质的组成：
1）有机物75—85%活细胞（Ma） 2）微生物内源代谢的残留物（Me） 3）吸附的原废水中难于生物降解的有机物（Mi） 4）无机物质（Mii）
—Department
of
Environmental
2.1 基本原理和分类
基本原理
活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理 有机废水的一类好氧生物处理方法 这种生物絮体叫做活性污泥
它由好氧生物（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、无机物组成，具有降解废 水中有机污染物（也有些可部分利用无机物）的能力
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B、其它微生物
后 生 动 物 —— （ 主 要 指 轮 虫 ） 在活性污泥系统中是不经常出 现的，仅在处理水质优异的完 全氧化型的活性污泥系统，如 延时曝气活性污泥系统中出现， 因此轮虫出现是水质非常稳定 的标志
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原生动物在活性污泥反应过程中数量和种类的增长与替变的关系
残留食物量
豆形虫、肾形虫、草履虫
钟虫、等枝虫、独缩虫
变形虫 返回污泥指标部分
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2.1 基本原理和分类
活性污泥的性质及性能
生化性能
活性污泥中的微生物
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3．活性污泥法特征 1）曝气池是一个生物化学反应器 2）曝气池内混合是一个三相混合系统：液相-固相-气相 3）传质过程：气相中 O2→液相中DO→进入微生物体内 （固相）液相中的有机物→被微生物（固相）所吸收降 解→降解产物返回空气相（CO2）和液相（H2O） 4）物质转化过程：有机物降解→活性污泥增长 5）污泥回流的目的是使曝气池内保持足够数量的活性污 泥。污泥回流后，净增值的细胞物质将作为剩余污泥 排入污泥处理系统。
四、活性污泥法的分类
按废水和回流污泥的进入方式及其在曝气池中的混合 方式，活性污泥法可分为推流式和完全混合式两大类。 推流式是废水从一端进入，另一端流出。随着水流的 过程，废物降解，微生物增长，F/M沿程变化，系统处于生 长曲线某一段上工作。 完全混合式是废水进入曝气池后，在搅拌下与池内活 性污泥混合液混合，从而使污泥与废水得到充分混合，池 内各点水质均匀、F/M一定。系统处于生长曲线某一点上工 作。
O2 a ' Lr Vx b'Vx
6、污泥负荷对营养比要求的影响
采用不同污泥负荷时，微生物处于不同生长阶段。在 低负荷时，污泥自身氧化程度较大，在有机体氧化过程中 释出氮、磷成分，所以氮、磷的需要量减小，如在延时曝 气法中，BOD:N:P=100:1:0.2时即可使微生物正常生长。而 在一般负荷下，则要求BOD:N:P=100:5:1。
Vx c QW x Q QW xe
Vx c QW xR Q QW xe
由以上可知，通过控制从系统中排出的污泥 量，即可控制细胞平均停留时间。
细胞平均停留时间θc与污泥负荷的关系
系统微生物 ：累积=进入-流出+净增长
V dx ds Qx 0 QW x Q QW x e V Y kd x dt dt

⑤联合沼气池
4.2生物 处理技
术
2、沼气发酵池的管理
（1）装料：预先在池底铺一层熟污泥。 （2）搅拌：每日三、四次，不使物料下沉。 （3）温度：50~60℃，并保温。 （4）供料：每日加入适当数量的原料。 （5）水分：应保持相对稳定。 （6）pH值：应取样分析并调节。 （7）沼气：初产沼气不纯，应放掉，直到所产沼气燃烧不
（6）不同发酵基质上生长的发酵菌群种群不同
4.2生物 处理技
术
4.2生物
(处五术理技)厌氧发酵系统设备
1、传统的发酵系统
（1）结构 发酵罐是核心，附属设备有气压表、
导气管、出料机、预处理装置、 搅拌器、加热管等。 （2）工作原理
物料从上部或顶部投入池内，经与池中原有的厌氧活性污泥混合 接触后，通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物降解作用，使生污 泥或废水中的有机物转化为以甲烷和二氧化碳为主的气态产物— —生物气（即沼气）。
4.2生物 处理技
1、术 两阶段理论
将厌氧发酵分为产酸（酸性发酵）和产气（碱性发酵）两
个阶段，相应起作用的微生物分为产酸细菌和产甲烷细菌。
4.2生物 处理技
术
2、三阶段理论 1979 年由布赖恩提出，将厌氧发酵依次分为 液化、产酸、产 甲烷三个阶段。起作用的细菌分别称为 发酵细菌、醋酸分解 菌、甲烷细菌 。
射流器抽吸沼气搅拌：用污泥泵从 消化池直筒壁高的2/3处抽吸污泥， 经过射流器抽吸池顶的沼气，然后 将混合污泥与沼气射入消化池底部 进行搅拌。
4.2生物 处理技
术ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ③充液搅拌
从厌氧池的出料间将发酵液抽出，然后 从加料管加入厌氧池内，产生较强的液 体回流，达到搅拌的目的。
4.2生物 处理技

11.纯氧曝气
12.活性生物滤池（ABF工艺）
13.吸附—生物降解工艺（AB法）
A级
污水
B级 沉淀 曝气 沉淀 出水
格栅
沉砂
吸附
回流污泥 剩余污泥 14.序批式活性污泥法（SBR法） 初 沉 池 剩余污泥
原废水负荷率（简称污泥负荷） 污泥负荷率是指单位重量活性污泥在单位时间内所能承受的 BOD5量。
b.二沉池的沉降利用成层沉降原理,而初沉池利用的是自由沉降原理.
c.两者在构造上要注意以下N个方面:a:二沉池的进小部分要考虑布小均 匀的情况和出小情况:进水要有利于絮凝条件而出水要防止污泥
d.污泥斗的容积与设计
沉淀池由五个疗分组成:进水区,出水区,沉淀区,污泥区,缓冲区 二沉池中普通存在四个区,清水区,絮凝区,成层沉降区,压缩区.
二沉池与初沉池的比较:
二次沉淀池在功能上要同时满足澄清(固液分离)和污泥浓缩(使回流污泥 的含水率降低,回流污泥的体积减少)两方面的要求) 两者都是利用是悬浮物与污水的密度差达到液固分子离的原理 不同点: a.功能不同,二沉淀功能上要满足澄清和污泥浓缩的要求初沉池的功能是 分离废水中较大的无机物悬浮物颗粒与部分大分子有机悬浮颗粒
第一节基本概念第二节气体传递原理和曝气池第三节活性污泥法的发展和演变第四节活性污泥法的设计计算第五节活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题第六节二次沉淀池曝气池是一个生物反应器通过曝气设备充入空气空气中的氧融入污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应
第十四章 污水的好氧生物处理——活性污泥法
第一节 基本概念 第二节 气体传递原理和曝气池 第三节 活性污泥法的发展和演变 第四节 活性污泥法的设计计算 第五节 活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题