第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 32好氧悬浮生长处理技术(4学时) 好氧悬浮生长生物处理工艺主要有以下几类:活性污泥法;曝气氧化塘;好 氧消化法:;高负荷氧化塘。这里重点介绍活性污泥法。 在当前污水处理技术领域中,活性污泥法是应用最为广泛的技术之一。活性 污泥法于1914年在英国曼彻斯特建成改进,特别是近几十年来,在对其生物反 应和净化机理进行深入研究探讨的基础上,活性污泥法在生物学、反应动力学的 理论方面以及在工艺方面都得到了长足的发展,出现了多种能够适应各种条件的 工艺流程,当前,活性污泥法已成为污水特别是有机性污水处理技术的主体技术。 、活性污泥法的基本原理 A、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 空气 二次\出水 进水 气泡 沉淀池 回流污泥 剩余污泥 1.气汹:作用:降解有机物(BOD3) 1)按混合液的流动形态推流式曝气池 完全混合式曝气池 循环混合式曝气池 2)平面形状 长方廊道形圆形正方形环状跑道形 3)按曝气方法 鼓风~机械~机械一鼓风 4)与二沉池的关系 合建式~分建式 2.二沉涵:作用:泥水分离。 3.气装置:作用于①充氧化②搅拌混合 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 第6页
第 6 页 3.2 好氧悬浮生长处理技术（4 学时） 好氧悬浮生长生物处理工艺主要有以下几类：活性污泥法；曝气氧化塘；好 氧消化法；高负荷氧化塘。这里重点介绍活性污泥法。 在当前污水处理技术领域中，活性污泥法是应用最为广泛的技术之一。活性 污泥法于 1914 年在英国曼彻斯特建成改进，特别是近几十年来，在对其生物反 应和净化机理进行深入研究探讨的基础上，活性污泥法在生物学、反应动力学的 理论方面以及在工艺方面都得到了长足的发展，出现了多种能够适应各种条件的 工艺流程，当前，活性污泥法已成为污水特别是有机性污水处理技术的主体技术。 一、活性污泥法的基本原理 A、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） 1)按混合液的流动形态 推流式曝气池 完全混合式曝气池 循环混合式曝气池 2)平面形状 长方廊道形 圆形 正方形 环状跑道形 3)按曝气方法 鼓风～ 机械～ 机械－鼓风～ 4)与二沉池的关系 合建式～分建式～ 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 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
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 在曝气池底的空气扩散装置,溶解于水中。 1)组成空压机(Or鼓风机)GS 系列连通管道 空气扩散装置 2)鼓风曝气过程 机械曝气:利用安装在池表面的机械曝气装置,将空气溶于水中 按传动轴的安装方向 竖轴(纵轴) 卧轴(横轴) 1.竖轴机械愚昧落后敢装置 传动轴与水面垂直,装有叶轮,叶轮上装有叶片 又称竖轴叶轮曝气机(表曝机) (1)泵型叶轮表曝机 最佳线速度4.5~5m/s 叶轮淹没深度≤4cm 目前国内已有系列产品,应用最广泛 (2)K型最佳线速度4cm 0~1cm←叶轮淹没深度 规定叶轮直径与曝气池直径之比为 (3)倒伞型 (4)平板型 2.卧轴式表曝机 传动轴与水面平行由传动轴和叶片组成 应用→转刷曝气器(曝气转刷),主要用于氧化沟 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。 、活性污泥形态和活性污泥微生物 (三)形态: 1、外观形态:颜色黄褐色,絮绒状 2.特点:①颗粒大小:0.02-0.2mm②具有很大的表面积。③含水 第7页
第 7 页 在曝气池底的空气扩散装置，溶解于水中。 1)组成 空压机（Or 鼓风机） GS 一系列连通管道 空气扩散装置 2)鼓风曝气过程 机械曝气：利用安装在池表面的机械曝气装置，将空气溶于水中。 按传动轴的安装方向 竖轴（纵轴） 卧轴（横轴） 1. 竖轴机械愚昧落后敢装置 传动轴与水面垂直，装有叶轮，叶轮上装有叶片 又称竖轴叶轮曝气机（表曝机） （1）泵型叶轮表曝机 最佳线速度 4.5～5m/s 叶轮淹没深度≤4 ㎝ 目前国内已有系列产品，应用最广泛 （2）K 型 最佳线速度 4 ㎝ 0～1 ㎝←叶轮淹没深度 规定 叶轮直径与曝气池直径之比为 （３）倒伞型 （４）平板型 2.卧轴式表曝机 传动轴与水面平行 由传动轴和叶片组成 应用→转刷曝气器（曝气转刷）,主要用于氧化沟 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。 B、活性污泥形态和活性污泥微生物 （三）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
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 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M 微生物内源代谢,自身氧化残留物M 源污水挟入的难生物降解惰性有机物M 无机物:全部有原污水挟入M1 (四)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 (五)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増殖期) 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8页
第 8 页 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 （四）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。 （五）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
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 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 (六)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,FM小,能含量低,处于内源呼吸期,有利于絮凝体形 成 F大,FM大,1/2m2大,引力小不易结合。 F小,FM小,V↓,易结合成小的菌胶团→生物絮凝体 Ma +Me+M Mii C、影响活性污泥增长的因素 1.营养物质平衡:CNP之比例 碳源N源无机盐类 C→BOD≥l00m/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)2SO Na3 POx-K3PO4 C:N:P=100:5:1 2.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D02ng/L(局部区域进水口处较低,不宜低于1mg/L) 3.PH6.5—8.5偏碱 PH》〉8.5粘性物质破坏→活性污泥结构破坏 PHK6.5:分子结构有变化 4.水温:{低温细菌 {中温细菌般化10℃-45℃污水中草药15℃-35℃ {高温细菌 丶对常年或半年处于低温地区,曝气池建在 第9页
第 9 页 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。 （六）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，1/2mv 2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 C、影响活性污泥增长的因素 1．营养物质平衡： C N P 之比例 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）2SO4 Na3PO4-K3PO4 C:N:P=100:5:1 2．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
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 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S D、性能及其评价指标 (1)混合液悬浮固体(MLSS)浓度 又称混合液污泥浓度,它表示的是混合液中的活性污泥的浓度,即在单位容 积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量,即 MLSS Ma+ Me Mi+ mii 表示单位为mg/L混合液,但也使用g/混合液、gm3混合液或kg/m3混合液 由于测定方法比较简便,在工程式上往往用本项指标表示活性微生物数量的 相对值 (2)混合液挥发性悬浮固体( MLVSS)浓度 本项指标指混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度,以重量表示,即: MLVSS= Ma+ Me + mi 本项指标能够比较准确地表示活性污泥活性部分的数量。但是,其中还包括 Me、Mi等2项非活性的微生物降解的有机物质。也不能说是表示活性污泥微生 物数量的最理想指标,它表示的仍然是活性污泥数量的相对数值。 在一般情况下, MLVSS∧MLSS的比值比较固定,对于生活污水,常为0.75 左右。 (3)污泥沉降比(SV%) 又称3min沉淀率。混合液在量筒内静置3omi后所形成沉淀污泥的容积占 原混合液容积的百分率,以%表示。 污泥沉降比能够反映反应器-曝气池正常运行时的污泥量,可用于控制剩余 污泥的排放量,还能够通过它及早发现污泥膨胀等异常现象的发生。污泥沉降比 测定方法比较简单,且能说明问题,应用广泛,是评定活性污泥质量的重要指标 这定 (4)污泥体积指数(污泥指数)(SVI 本项指标的物理意义是曝气池出口处混合液经30min静沉后,每克干污泥所 形成的沉淀污泥所占的容积,以mL计。其计算式为 SⅥI=混合液(1L)30min静沉形成的活性污泥容积(mL)/混合液(1L) 中悬浮固体干重(g)=SV(mL)/MLSs(g/L) SⅥI值的表示单位为mL/g,但一般都只称数字,把单位简化。 SⅥI值能够反映出活性污泥的凝聚、沉淀性能,一般以介于70~100之间为 宜,SⅥI值过低,说明泥粒细小,无机物含量髙,缺乏活性;过髙,说明污泥沉 降性能不好,并且已有产生膨胀现象的可能。 (5)污泥负荷率 影响活性污泥法处理效果的另一个重要因素是有机底物量(F)与微生物量(M)的比 值FM,该比值通常是以BOD-污泥负荷率(N3)来表示,即 第10页
第 10 页 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 S 2- D、性能及其评价指标 (1) 混合液悬浮固体（MLSS）浓度 又称混合液污泥浓度，它表示的是混合液中的活性污泥的浓度，即在单位容 积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量，即： MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 表示单位为 mg/L 混合液，但也使用 g/L 混合液、g/m3 混合液或 kg/m3 混合液。 由于测定方法比较简便，在工程式上往往用本项指标表示活性微生物数量的 相对值。 (2) 混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）浓度 本项指标指混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度，以重量表示，即： MLVSS = Ma + Me + Mi 本项指标能够比较准确地表示活性污泥活性部分的数量。但是，其中还包括 Me、Mi 等 2 项非活性的微生物降解的有机物质。也不能说是表示活性污泥微生 物数量的最理想指标，它表示的仍然是活性污泥数量的相对数值。 在一般情况下，MLVSS/MLSS 的比值比较固定，对于生活污水，常为 0.75 左右。 (3) 污泥沉降比（SV%） 又称 30min 沉淀率。混合液在量筒内静置 30min 后所形成沉淀污泥的容积占 原混合液容积的百分率，以%表示。 污泥沉降比能够反映反应器-曝气池正常运行时的污泥量，可用于控制剩余 污泥的排放量，还能够通过它及早发现污泥膨胀等异常现象的发生。污泥沉降比 测定方法比较简单，且能说明问题，应用广泛，是评定活性污泥质量的重要指标 这定。 (4) 污泥体积指数（污泥指数）（SVI） 本项指标的物理意义是曝气池出口处混合液经 30min 静沉后，每克干污泥所 形成的沉淀污泥所占的容积，以 mL 计。其计算式为： SVI = 混合液（1L）30min 静沉形成的活性污泥容积（mL）/ 混合液（1L） 中悬浮固体干重（g）= SV（mL/L）/ MLSS（g/L） SVI 值的表示单位为 mL/g，但一般都只称数字，把单位简化。 SVI 值能够反映出活性污泥的凝聚、沉淀性能，一般以介于 70~100 之间为 宜，SVI 值过低，说明泥粒细小，无机物含量高，缺乏活性；过高，说明污泥沉 降性能不好，并且已有产生膨胀现象的可能。 (5) 污泥负荷率 影响活性污泥法处理效果的另一个重要因素是有机底物量（F）与微生物量（M）的比 值 F/M，该比值通常是以 BOD-污泥负荷率（Ns）来表示，即：