活性污泥膨胀时课件.ppt

1、废水好氧生物处理工程废水好氧生物处理工程 活性污泥法活性污泥法 生物膜法生物膜法 生物滤池生物滤池 生物转盘法生物转盘法 生物接触氧化法生物接触氧化法 生物流化床生物流化床好氧生物处理原理好氧生物处理原理 在充足供氧条件下，利用好氧微生物的生在充足供氧条件下，利用好氧微生物的生命活动过程，将有机污染物氧化分解成稳命活动过程，将有机污染物氧化分解成稳定的无机物的处理方法。定的无机物的处理方法。好氧氧化包括二个过程：有机物的分解和好氧氧化包括二个过程：有机物的分解和原生质的合成。原生质的合成。有机物好氧生物降解的一般途径有机物好氧生物降解的一般途径 内源呼吸：内源呼吸：当基质浓度降低，微生物缺乏当

2、基质浓度降低，微生物缺乏营养时，只能依靠分解细胞内贮藏的物质，营养时，只能依靠分解细胞内贮藏的物质，甚至把原生质也当成营养物质利用，以获甚至把原生质也当成营养物质利用，以获得生命活动所需的最低限度的能量。得生命活动所需的最低限度的能量。原生原生质的分解质的分解：在有机物的好氧分解过程中，在有机物的好氧分解过程中，有机物的降有机物的降解、微生物的增殖及溶解氧的消耗解、微生物的增殖及溶解氧的消耗这三个这三个过程是同步进行的，也是控制好氧生物处过程是同步进行的，也是控制好氧生物处理成功与否的关键过程。理成功与否的关键过程。1.活性污泥法活性污泥法是当前应用最广泛的一种生物处理技术。是当前应用最广泛的

3、一种生物处理技术。1.1活性污泥及其组成活性污泥及其组成活性污泥法的产生活性污泥法的产生 1882年，安格斯和史密斯进行了向污水中鼓入空年，安格斯和史密斯进行了向污水中鼓入空气的实验，开始了污水曝气处理尝试。气的实验，开始了污水曝气处理尝试。1912年英国人年英国人Clark and Cage发现对废水进行长发现对废水进行长时间曝气会产生污泥并使水质明显改善，其时间曝气会产生污泥并使水质明显改善，其 后后Arden and Lackett研究发现活性微生物菌胶团，研究发现活性微生物菌胶团，定名为活性污泥。定名为活性污泥。1916年英国建成第一座污水处理厂，年英国建成第一座污水处理厂，1923年

4、上海年上海建成第一座活性污泥处理厂。建成第一座活性污泥处理厂。活性污泥的概念活性污泥的概念 有机废水经过一段时间的曝气后，水中会产生一有机废水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的茶褐色絮凝体，其中含有大种以好氧菌为主体的茶褐色絮凝体，其中含有大量的活性微生物，这种污泥絮体就是活性污泥。量的活性微生物，这种污泥絮体就是活性污泥。活性污泥法是以废水中的有机污染物为培养基，活性污泥法是以废水中的有机污染物为培养基，在有溶解氧的条件下，连续地培养活性污泥，再在有溶解氧的条件下，连续地培养活性污泥，再利用其吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中有机利用其吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中有机污染

5、物。污染物。活性污泥的基本性质活性污泥的基本性质“菌胶团菌胶团”、“生物絮凝体生物絮凝体”颜色：褐色、（土）黄色、铁红色颜色：褐色、（土）黄色、铁红色 气味：泥土味（城市污水）气味：泥土味（城市污水）含水率：含水率：99.2 99.8%比重：略大于比重：略大于1，（，（1.002 1.006）粒径：粒径：0.02 0.2 mm；比表面积：比表面积：20 100cm2/ml。具有沉降性能和生物活性（自我繁殖、吸附、氧具有沉降性能和生物活性（自我繁殖、吸附、氧化有机物的能力）化有机物的能力）活性污泥组成活性污泥组成 活性污泥活性污泥M=Ma+Me+Mi+Mii Ma具有代谢功能的活性微生物群体具有

6、代谢功能的活性微生物群体 Me微生物自身氧化（内源代谢）的残留物，难微生物自身氧化（内源代谢）的残留物，难以生物降解以生物降解 Mi活性污泥吸附的污水中不能降解的惰性有机活性污泥吸附的污水中不能降解的惰性有机物物 Mii活性污泥吸附污水中的无机物活性污泥吸附污水中的无机物 有机物（有机物（7585%）,无机物（无机物（1525%）活性污泥中的微生物活性污泥中的微生物 细菌细菌：是活性污泥净化功能最活跃的成分，形成：是活性污泥净化功能最活跃的成分，形成菌胶团。菌胶团。动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、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。芽胞

7、杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等。污泥颗粒形成的初期，细菌多以游离状态为主，污泥颗粒形成的初期，细菌多以游离状态为主，随菌胶团增加，游离细菌减少，活性污泥不断成随菌胶团增加，游离细菌减少，活性污泥不断成熟且净化效果逐步提高。熟且净化效果逐步提高。特征：特征：1)大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌；大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌；2)好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能；好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能；3)较高的增殖速率，世代时间仅为较高的增殖速率，世代时间仅为20 30分钟；分钟；4)动胶杆菌具有将大量细菌结合成为动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶团菌胶团”的功能。的功

8、能。真菌：真菌：主要是霉菌，一般呈丝状。具有分主要是霉菌，一般呈丝状。具有分解大分子物质的能力。霉菌异常繁殖会引解大分子物质的能力。霉菌异常繁殖会引起活性污泥膨胀。起活性污泥膨胀。原生动物原生动物：单细胞异养真核生物。：单细胞异养真核生物。鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫等在污泥中大量鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫等在污泥中大量存在，属需养生物，主要位于污泥颗粒表存在，属需养生物，主要位于污泥颗粒表面，吞噬游离细菌。面，吞噬游离细菌。通过辨认原生动物的种类能够判断处理水通过辨认原生动物的种类能够判断处理水质的优劣，它是一种指示性生物。质的优劣，它是一种指示性生物。后生动物后生动物：轮虫类、线虫类等。轮虫类、线虫

9、类等。轮虫的出现是水性稳定的标志。后生动物轮虫的出现是水性稳定的标志。后生动物是细菌的第二捕食者。是细菌的第二捕食者。另有病毒、立刻次氏体、支原体、衣原体另有病毒、立刻次氏体、支原体、衣原体及其它病原微生物。及其它病原微生物。活性污泥的生物相变化活性污泥的生物相变化（1）活性污泥净化性能良好时活性污泥净化性能良好时：钟虫、等枝虫、：钟虫、等枝虫、楯纤虫、盖纤虫、聚缩虫及各种后生动物及吸管楯纤虫、盖纤虫、聚缩虫及各种后生动物及吸管虫类等固着性或匍匐型生物。虫类等固着性或匍匐型生物。当这些生物达到当这些生物达到1000个个/mL以上，占整个生物个以上，占整个生物个体数体数80%以上时，可以断定这种

10、活性污泥具有较以上时，可以断定这种活性污泥具有较高的净化效果。高的净化效果。（2）活性污泥净化性能恶化时活性污泥净化性能恶化时：多波虫、：多波虫、侧滴虫、屋滴虫、豆形虫等快速游泳的生侧滴虫、屋滴虫、豆形虫等快速游泳的生物。菌胶团小（约物。菌胶团小（约100um）。）。严重恶化时只出现多波虫、屋滴虫。严重恶化时只出现多波虫、屋滴虫。极端恶化时原生动物和后生动物都不出现。极端恶化时原生动物和后生动物都不出现。（3）活性污泥由恶化状态进行恢复时活性污泥由恶化状态进行恢复时：漫泳虫、：漫泳虫、斜叶虫、斜管虫、尖毛虫等缓慢游泳型或匍匐型斜叶虫、斜管虫、尖毛虫等缓慢游泳型或匍匐型生物。这些微生物成为优势生

11、物继续一个月左右。生物。这些微生物成为优势生物继续一个月左右。（4）活性污泥分散解体时活性污泥分散解体时：蛞蝓简变虫、辐射：蛞蝓简变虫、辐射变形虫等肉足类。这些生物出现数万个以上时絮变形虫等肉足类。这些生物出现数万个以上时絮体变小，使处理水浑浊。当发现这些生物剧增时体变小，使处理水浑浊。当发现这些生物剧增时可通过减少回流污泥量和送气量，抑制这种现象。可通过减少回流污泥量和送气量，抑制这种现象。（5）活性污泥膨胀时活性污泥膨胀时：球衣菌、各种霉菌等，：球衣菌、各种霉菌等，这些丝状微生物引起污泥膨胀，当这些丝状微生物引起污泥膨胀，当SVI在在200以上以上时，这些丝状微生物呈丝屑状。膨胀污泥中的微

12、时，这些丝状微生物呈丝屑状。膨胀污泥中的微型动物比正常污泥少。型动物比正常污泥少。（6）溶解氧不足时溶解氧不足时：贝氏硫黄细菌等。这些微：贝氏硫黄细菌等。这些微生物适于溶解氧浓度低时生存。这些微生物出现生物适于溶解氧浓度低时生存。这些微生物出现时，活性污泥呈黑色、腐败发臭。时，活性污泥呈黑色、腐败发臭。（7）曝气过量时曝气过量时：各种变形虫和轮虫为优势生：各种变形虫和轮虫为优势生物。物。（8）废水浓度过低时废水浓度过低时：大量出现的生物为游仆：大量出现的生物为游仆虫等。虫等。（9）BOD负荷低时负荷低时：表壳虫、鳞壳虫、轮虫、：表壳虫、鳞壳虫、轮虫、寡毛虫等为优势生物，这些生物多时也是硝化进寡

13、毛虫等为优势生物，这些生物多时也是硝化进行的指标。行的指标。（10）冲击负荷和毒物流入时冲击负荷和毒物流入时：因为原生动物对：因为原生动物对环境条件的变化反应比细菌快，所以可通过观察环境条件的变化反应比细菌快，所以可通过观察原生动物的变化情况来看冲击负荷和毒物对活性原生动物的变化情况来看冲击负荷和毒物对活性污泥的影响。污泥的影响。原生动物中对冲击负荷和毒物反映最灵敏的楯纤原生动物中对冲击负荷和毒物反映最灵敏的楯纤虫，当楯纤虫急剧减少时，说明发生了冲击负荷虫，当楯纤虫急剧减少时，说明发生了冲击负荷和流入少量毒物。和流入少量毒物。1.2 1.2 活性污泥的性能指标活性污泥的性能指标 活性污泥的性能

14、决定着净化结果的好坏。活性污泥的性能决定着净化结果的好坏。（一）混合液悬浮固体（一）混合液悬浮固体（MLSS）（二）污泥沉降比（二）污泥沉降比（SV）（三）污泥体积指数（三）污泥体积指数（SVI）（四）污泥密度指数（四）污泥密度指数（SDI）混合液悬浮固体混合液悬浮固体（MLSS）混合液悬浮固体是指曝气池中废水和活性混合液悬浮固体是指曝气池中废水和活性污泥的混合液体的悬浮固体浓度混合液污泥的混合液体的悬浮固体浓度混合液污泥浓度以污泥浓度以MLSS（mg/l）表示。）表示。MLSSM=Ma+Me+Mi+Mii 混合液悬浮固体中的有机物量称为混合液混合液悬浮固体中的有机物量称为混合液挥发性悬浮固体

15、，以挥发性悬浮固体，以MLVSS（mg/l）表示，）表示，MLVSSMa+Me+Mi 对一定的废水而言，对一定的废水而言，MLVSS与与MLSS有一有一定的比值，例如生活污水的比值为定的比值，例如生活污水的比值为0.7左右。左右。污泥沉降比（污泥沉降比（SV）又叫又叫30min污泥沉降率污泥沉降率 是指曝气池混和液在是指曝气池混和液在100mL量筒中，静置沉降量筒中，静置沉降30min后，沉降污泥与混合液的体积比（后，沉降污泥与混合液的体积比（%）。）。一般城市污水的一般城市污水的SV值在值在1530%左右。左右。原混合液体积后形成沉淀污泥容积100min30SV 污泥体积指数（污泥体积指数（

16、Sludge Volume Index，SVI）曝气池出口处混合液经曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，分钟静沉后，1g干污干污泥所形成的污泥体积，泥所形成的污泥体积，单位是单位是 ml/g。)L/gMLSS)L/LmSVgL1mLmin30L1SVI（）（混合液中悬浮固体干重）容积（静沉后形成的活性污泥混合液经 SVI能准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能：能：其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多，沉降性能好，但吸附性能差多，沉降性能好，但吸附性能差；其值过高，说明其沉降性能不好，有良好其值过高，说明其沉降性能不好，有良好

17、的吸附性能但也不能很好的控制泥水分离，的吸附性能但也不能很好的控制泥水分离，将要或已经发生膨胀现象；将要或已经发生膨胀现象；一般认为：一般认为：SVI100 污泥的沉降性能好污泥的沉降性能好 100SVI200污泥的沉降性能一般污泥的沉降性能一般 SVI200 污泥的沉降性能不好污泥的沉降性能不好 城市污水的城市污水的SVI一般为一般为50 150 ml/g；1.3 活性污泥的净化反应过程活性污泥的净化反应过程 活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。营养物形成了复杂的食物链。有机污染物从废水中被去除的实质就是作为营养有机污染物从废水中

18、被去除的实质就是作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，这一过程的结果是污水得到了净化，微生物获得这一过程的结果是污水得到了净化，微生物获得了能量而合成新的细胞，活性污泥得到了增长。了能量而合成新的细胞，活性污泥得到了增长。一般将整个净化反应过程分为三个阶段：一般将整个净化反应过程分为三个阶段：初期吸附；初期吸附；微生物代谢；微生物代谢；活性污泥的凝活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩。聚、沉淀与浓缩。BOD吸附降解曝气过程初期吸附去除（物理吸附和生物吸附）初期吸附去除（物理吸附和生物吸附）在污水开始与活性污泥接触后的较短时间在污水开始与活性污泥接

19、触后的较短时间(10 30min)内，由于活性污泥具有很大的表面积内，由于活性污泥具有很大的表面积因而具有很强的吸附能力，在很短的时间内，就因而具有很强的吸附能力，在很短的时间内，就能够去除废水中大量的呈悬浮和胶体状态的有机能够去除废水中大量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物，使废水的污染物，使废水的BOD5值值(或或COD值值)大幅度下降。大幅度下降。在在30min 内能去除内能去除70%BOD。但这并不是真正。但这并不是真正的降解，随着时间的推移，混合液的的降解，随着时间的推移，混合液的BOD5值会值会回升，再之后，回升，再之后，BOD5值才会逐渐下降。值才会逐渐下降。微生物的代谢微生物的代谢

20、 氧化分解氧化分解 合成代谢（合成新细胞）合成代谢（合成新细胞）内源代谢内源代谢 对数增殖期对数增殖期 活性污泥能量水平很高，活性污泥处于松散状活性污泥能量水平很高，活性污泥处于松散状态。态。减速增殖期减速增殖期 营养物不过剩，它已成为微生物生长的限制因营养物不过剩，它已成为微生物生长的限制因素素.活性污泥水平的能量低下，污泥絮凝。活性污泥水平的能量低下，污泥絮凝。内源呼吸期内源呼吸期 营养物缺乏，为了获得能量维持生命，分解代营养物缺乏，为了获得能量维持生命，分解代谢自身的能量物质，开始衰亡。后来有机物几谢自身的能量物质，开始衰亡。后来有机物几乎被耗尽，能量水平极低，微生物活动能力非乎被耗尽，

21、能量水平极低，微生物活动能力非常低，絮凝体形成速率增大，处理水显著澄清，常低，絮凝体形成速率增大，处理水显著澄清，水质良好。水质良好。对数增长期减速增殖期a内源呼吸期量X0bcdS(BOD)（污泥）时间0氧的利用速度图 17-3 活性污泥增长曲线及其和有机污染物（BOD）降解、氧利用速度的关系 （有机污染物一次投加）最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌，细最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌，细菌特别是球状细菌起最关键的作用，优良运转的菌特别是球状细菌起最关键的作用，优良运转的活性污泥是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶活性污泥是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团，沉降性好。团，沉降性好。随

22、着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖，开始随着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖，开始生长原生动物，是细菌一次捕食者。活性污泥成生长原生动物，是细菌一次捕食者。活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势；后生动物是熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势；后生动物是细菌的二次捕食者，只能在溶解氧充足时才出现，细菌的二次捕食者，只能在溶解氧充足时才出现，当出现后生动物时是处理水质好转标志。当出现后生动物时是处理水质好转标志。BOD负荷负荷 BOD负荷负荷（1）污泥负荷污泥负荷LS指单位重量活性污泥在单位指单位重量活性污泥在单位时间内所承受的有机污染物量，单位是时间内所承受的有机污染物量，单位是kg（BOD5）/

23、kg（MLSS）d；（2）容积负荷）容积负荷LV指单位曝气池有效容积在单指单位曝气池有效容积在单位时间内所承受的有机污染物量，单位是位时间内所承受的有机污染物量，单位是kg（BOD5）/m3D；LS和和LV及相互关系式如下：及相互关系式如下：Lv=LsX S0-曝气池入流废水的曝气池入流废水的BOD5浓度（浓度（kg/m3）；）；V-曝气区容积（曝气区容积（m3）X-曝气池曝气池MLSS浓度（浓度（kg/m3）Q-废水流量（废水流量（m3/d）。）。污泥负荷也叫污泥负荷也叫F/M比，比，F为营养料为营养料(有机物有机物BOD)，M为微生物量。在为微生物量。在F/M2.2时，活性污泥微生物处于时

24、，活性污泥微生物处于对数增长期，有机物能以最大的速率去除。对数增长期，有机物能以最大的速率去除。F/M约为约为0.5时，微生物处在增殖衰减，细菌活力时，微生物处在增殖衰减，细菌活力小，污泥处成熟期，易形成絮体。小，污泥处成熟期，易形成絮体。F/M小于小于0.2时，微生物进入内源呼吸期，活性低，时，微生物进入内源呼吸期，活性低，形成絮凝体的速率剧增，溶解氧浓度增大，出现形成絮凝体的速率剧增，溶解氧浓度增大，出现原生动物，水质好转。原生动物，水质好转。所以所以Ls（F/M）是设计运行重要参数。）是设计运行重要参数。活性污泥的凝集、沉淀与浓缩活性污泥的凝集、沉淀与浓缩 在二次沉淀池沉降、沉淀。正常的

25、污泥在在二次沉淀池沉降、沉淀。正常的污泥在静置静置30min基本完成絮凝沉淀。浓缩过程基本完成絮凝沉淀。浓缩过程漫长。漫长。活性污泥处理系统有效运行的基本条件：活性污泥处理系统有效运行的基本条件：（1）废水中有足够的可溶性易降解有机物；）废水中有足够的可溶性易降解有机物；（2）曝气池中有足够的氧气；）曝气池中有足够的氧气；（3）活性污泥在池中呈悬浮状态，可与废水充）活性污泥在池中呈悬浮状态，可与废水充分接触；分接触；（4）活性污泥的浓度应保持适当，活性污泥需）活性污泥的浓度应保持适当，活性污泥需连续回流，及时排出剩余污泥；连续回流，及时排出剩余污泥；（5）没有对微生物有毒害作用的物质进入。）没

26、有对微生物有毒害作用的物质进入。1.4 影响活性污泥性能的环境因素影响活性污泥性能的环境因素 溶解氧溶解氧供氧不足供氧不足溶解氧浓度过低溶解氧浓度过低微生物代谢受阻微生物代谢受阻净化功能下降净化功能下降易于滋生丝状菌易于滋生丝状菌产生污泥膨胀现象产生污泥膨胀现象溶解氧浓度过高溶解氧浓度过高氧的利用效率降低氧的利用效率降低增加动力费用增加动力费用曝气池出口处的混合液中的溶解氧保持在曝气池出口处的混合液中的溶解氧保持在2mg/L2mg/L左右左右 水温水温 水温：水温：1535之间之间 2030，效果好，活动旺盛，效果好，活动旺盛 15，35，效果、活动弱，效果、活动弱 5，45，效果很差，效果很

27、差 营养营养细菌的化学组成实验式为细菌的化学组成实验式为C5H7O2N，霉菌，霉菌为为C10H17O6，原生动物为，原生动物为C7H14O3N，在培，在培养微生物时，可按菌体的主要成分比例供养微生物时，可按菌体的主要成分比例供给营养。给营养。微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮，微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮，此外，还需要微量的钾，镁，铁，维生素此外，还需要微量的钾，镁，铁，维生素等。等。碳源碳源-异氧菌利用有机碳源，自氧菌利用无异氧菌利用有机碳源，自氧菌利用无机碳源。机碳源。氮源氮源-无机氮（无机氮（NH3及及NH4+）和有机氮（尿）和有机氮（尿素，氨基酸，蛋白质等）。素，氨基酸，蛋白

28、质等）。一般比例关系：一般比例关系：BOD：N：P=100：5：1 好氧生物处理：好氧生物处理：BOD5=5001000mg/l pH值值 最佳的最佳的pH值为值为6.58.5 当当pH6.5，丝状菌繁殖，丝状菌繁殖，pH4.5，原，原生动物全部消失，丝状菌占优势易于产生生动物全部消失，丝状菌占优势易于产生污泥膨胀现象，当污泥膨胀现象，当pH9.0，代谢速率，代谢速率。有毒物质有毒物质主要毒物有重金属离子（如锌，铜，主要毒物有重金属离子（如锌，铜，镍，铅，铬等）和一些非金属化合物（如镍，铅，铬等）和一些非金属化合物（如酚，醛，氰化物，硫化物等）。酚，醛，氰化物，硫化物等）。当超过一定浓度时，就

29、破坏细胞结构，抑当超过一定浓度时，就破坏细胞结构，抑制代谢。制代谢。有机负荷率有机负荷率 又称又称BOD污泥负荷，代表曝气池内单位质污泥负荷，代表曝气池内单位质量污泥在单位时间内承受的有机质含量，量污泥在单位时间内承受的有机质含量，用用F/M表示。表示。1.5 活性污泥处理工艺基本流程活性污泥处理工艺基本流程1.5.1 活性污泥法的基本组成活性污泥法的基本组成 曝气池：曝气池：反应主体，发生好氧生化反应，各种有机污反应主体，发生好氧生化反应，各种有机污染物被活性污泥吸附或吸收，同时被微生物分解，废水得染物被活性污泥吸附或吸收，同时被微生物分解，废水得到净化。到净化。二沉池：二沉池：进行泥水分离

30、，保证出水水质；保证回流污进行泥水分离，保证出水水质；保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。泥，维持曝气池内的污泥浓度。污泥回流系统：污泥回流系统：维持曝气池的污泥浓度；改变回流比，维持曝气池的污泥浓度；改变回流比，改变曝气池的运行工况。改变曝气池的运行工况。剩余污泥排放系统：剩余污泥排放系统：去除有机物的途径之一；维持系去除有机物的途径之一；维持系统的稳定运行。统的稳定运行。供氧系统：供氧系统：提供足够的溶解氧提供足够的溶解氧 曝气的作用曝气的作用：充氧：向活性污泥中的微充氧：向活性污泥中的微生物提供溶解氧，满足其在生长和代谢过生物提供溶解氧，满足其在生长和代谢过程中所需的氧量。程中所需的氧

31、量。搅动混合：使活性污搅动混合：使活性污泥在曝气池内处于悬浮状态，与废水充分泥在曝气池内处于悬浮状态，与废水充分接触。接触。曝气装置，又称为空气扩散装置，是活性曝气装置，又称为空气扩散装置，是活性污泥处理系统的重要设备。污泥处理系统的重要设备。1.5.2 曝气池的型式与构造曝气池的型式与构造 曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合的曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合的要求，因此，曝气池的构造首先取决于曝要求，因此，曝气池的构造首先取决于曝气方式和所采用的曝气装置。气方式和所采用的曝气装置。曝气池的类型曝气池的类型 根据混合液在曝气池内的流态，可分为推流式、根据混合液在曝气池内的流态，可分为推流式、

32、完全混合式和循环混合式（氧化沟完全混合式和循环混合式（氧化沟）根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械池以及二者联合使用的机械-鼓风曝气池；鼓风曝气池；根据曝气池的形状，可分为长方廊道形、圆形、根据曝气池的形状，可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种；方形以及环状跑道形等四种；根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建式（即曝气沉淀池）和分建式两种。式（即曝气沉淀池）和分建式两种。推流式推流式水流推进与气体混合由一端进入流经水流推进与气体混合由一端进入流经整个曝气池后，至池末端流出。

33、整个曝气池后，至池末端流出。完全混合式完全混合式废水与回流污泥一起进入曝气池废水与回流污泥一起进入曝气池后，就立即混合均匀，对入流水质、水量、浓度后，就立即混合均匀，对入流水质、水量、浓度等变化有较强的缓冲能力。等变化有较强的缓冲能力。推流式一般为矩形，完全混合式一般为圆形推流式一般为矩形，完全混合式一般为圆形池。池。连续循环曝气池连续循环曝气池则改成了封闭的环状沟，也称氧则改成了封闭的环状沟，也称氧化沟。化沟。污水和混合液（包括回流污泥）在沟内连续循环污水和混合液（包括回流污泥）在沟内连续循环几十圈才能流出沟外。具备了推流式和完全混合几十圈才能流出沟外。具备了推流式和完全混合式的双重特点。首

34、先，污水一经进入池中，立即式的双重特点。首先，污水一经进入池中，立即与池内混合液完全混合，经几十圈的循环，各点与池内混合液完全混合，经几十圈的循环，各点的污染物浓度基本一致，抗冲击负荷能力强。其的污染物浓度基本一致，抗冲击负荷能力强。其次，从循环一圈看，氧化沟又有推流的特征。次，从循环一圈看，氧化沟又有推流的特征。鼓风曝气鼓风曝气：由鼓风机、空气输送管道以及曝气装：由鼓风机、空气输送管道以及曝气装置所组成。鼓风曝气装置可分为：（微）小气泡置所组成。鼓风曝气装置可分为：（微）小气泡型、中气泡型、大气泡型、水力剪切型、水力冲型、中气泡型、大气泡型、水力剪切型、水力冲击型等。击型等。机械曝气机械曝气

35、：曝气叶轮、曝气转刷：曝气叶轮、曝气转刷1.6 各种活性污泥法系统各种活性污泥法系统 传统推流式活性污泥法传统推流式活性污泥法 完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法 阶段曝气活性污泥法阶段曝气活性污泥法 吸附吸附再生活性污泥法再生活性污泥法 延时曝气活性污泥法延时曝气活性污泥法 高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法 纯氧曝气活性污泥法纯氧曝气活性污泥法 深井曝气活性污泥法深井曝气活性污泥法 传统推流式活性污泥法传统推流式活性污泥法（普通活性污泥法（普通活性污泥法）池首到池尾的动态变化池首到池尾的动态变化活性污泥增长速率活性污泥增长速率有机物的浓度有机物的浓度有机物的降解速率有机物的降解速率需氧速率

36、需氧速率溶氧浓度溶氧浓度 优点：优点：1)处理效果好：处理效果好：BOD5的去除率可达的去除率可达90-95%；2)对废水的处理程度比较灵活，可根据要对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。求进行调节。问题：问题：1)为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷，因而池容较大，占地面积较用过高的有机负荷，因而池容较大，占地面积较大；大；2)在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，会浪费了动力费用；的现象，会浪费了动力费用；3)对冲击负荷的适对冲击负荷的适应性较弱。应性较弱。完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法

37、特点：特点：反应器参数的均一性反应器参数的均一性 特点：特点：a.进水与池内废水完全混合，混合液在曝进水与池内废水完全混合，混合液在曝气池内充分混合循环流动，营养物和需氧率均匀，气池内充分混合循环流动，营养物和需氧率均匀，在池内基本完成有机物降解反应；在池内基本完成有机物降解反应；b.进水一进入曝气池，就立即被大量混合液所稀进水一进入曝气池，就立即被大量混合液所稀释，故承受负荷高释，故承受负荷高；c.适合于处理较高浓度的有机工业废水；适合于处理较高浓度的有机工业废水；d.池内需氧均匀，动力消耗小于推流式；池内需氧均匀，动力消耗小于推流式；e.出水水质比推流式差，活性污泥易产生膨胀出水水质比推流

38、式差，活性污泥易产生膨胀 阶段曝气活性污泥法阶段曝气活性污泥法分段进水活分段进水活性污泥法或多点进水活性污泥法性污泥法或多点进水活性污泥法 特点：特点：a.废水沿池长分段注入曝气池，有机物负废水沿池长分段注入曝气池，有机物负荷分布较均衡，改善了供养速率与需氧速率间的荷分布较均衡，改善了供养速率与需氧速率间的矛盾，有利于降低能耗；矛盾，有利于降低能耗；b.混合液中污泥浓度沿池长度逐步降低，能减轻混合液中污泥浓度沿池长度逐步降低，能减轻二次沉淀池的负荷；二次沉淀池的负荷；c.废水分段注入，提高了曝气池对冲击负荷的适废水分段注入，提高了曝气池对冲击负荷的适应能力；应能力；吸附再生活性污泥法吸附再生活

39、性污泥法又称生物吸附又称生物吸附法或接触稳定法。法或接触稳定法。吸附、代谢分别在各自的反应器内进行。吸附、代谢分别在各自的反应器内进行。优点：优点：a.废水与活性污泥在吸附池的接触时间较废水与活性污泥在吸附池的接触时间较短，吸附池容积较小，再生池接纳的仅是浓度较短，吸附池容积较小，再生池接纳的仅是浓度较高的回流污泥，再生池的容积也较小。吸附池与高的回流污泥，再生池的容积也较小。吸附池与再生池容积之和低于传统法曝气池的容积，基建再生池容积之和低于传统法曝气池的容积，基建费用较低；费用较低；b.具有一定的承受冲击负荷的能力，具有一定的承受冲击负荷的能力，当吸附池的活性污泥遭到破坏时，可由再生池的当

40、吸附池的活性污泥遭到破坏时，可由再生池的污泥予以补充。污泥予以补充。缺点：处理效果低于传统法，特别是对于溶解性缺点：处理效果低于传统法，特别是对于溶解性有机物含量较高的废水，处理效果更差。有机物含量较高的废水，处理效果更差。延时曝气活性污泥法延时曝气活性污泥法完全氧化完全氧化活性污泥法活性污泥法 特点：特点：a.曝气时间长（曝气时间长（24h以上），污泥处于内源以上），污泥处于内源呼吸期，剩余污泥量少且稳定；呼吸期，剩余污泥量少且稳定；b.处理出水水质处理出水水质稳定性较好，对废水冲击负荷有较强的适应性；稳定性较好，对废水冲击负荷有较强的适应性；c.在某些情况下，可以不设初次沉淀池。在某些情况

41、下，可以不设初次沉淀池。缺点：池容大、曝气时间长，建设费用和运行费缺点：池容大、曝气时间长，建设费用和运行费用都较高，而且占地大；一般适用于处理水质要用都较高，而且占地大；一般适用于处理水质要求高的小型城镇污水和工业污水，水量一般在求高的小型城镇污水和工业污水，水量一般在1000m3/d以下。以下。高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法又称短时曝气法或又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法不完全曝气活性污泥法 主要特点：有机负荷率高，曝气时间短，主要特点：有机负荷率高，曝气时间短，处理效果较差；而在工艺流程和曝气池的处理效果较差；而在工艺流程和曝气池的构造等方面与传统法基本相同。构造等方面与传统法基本

42、相同。纯氧曝气活性污泥法纯氧曝气活性污泥法 主要特点：主要特点：a.纯氧中氧的分压比空气约高纯氧中氧的分压比空气约高5倍，纯倍，纯氧曝气可大大提高氧的转移效率；氧曝气可大大提高氧的转移效率；b.氧的转移率氧的转移率可提高到可提高到8090%，而一般的鼓风曝气仅为，而一般的鼓风曝气仅为10%左右；左右；c.可使曝气池内活性污泥浓度高达可使曝气池内活性污泥浓度高达4000 7000mg/l，能够大大提高曝气池的容积负，能够大大提高曝气池的容积负荷；荷；d.剩余污泥产量少，剩余污泥产量少，SVI值也低，一般无污泥值也低，一般无污泥膨胀之虑。膨胀之虑。阻流板回流污泥原污水氧曝气池盖搅拌用电机气体循环搅

43、拌用空压机废气混合液流向沉淀池搅拌叶轮喷气管图 17-14 纯氧曝气曝气池构造图 (有盖密封式)深井曝气活性污泥法深井曝气活性污泥法又称超深水曝气法又称超深水曝气法 工艺流程：一般平面呈圆形，直径约介于工艺流程：一般平面呈圆形，直径约介于1 6m，深度一般为，深度一般为50 150m。主要特点：主要特点：a.氧转移率高，约为常规法的氧转移率高，约为常规法的10倍倍以上；以上；b.动力效率高，占地少，易于维护运行；动力效率高，占地少，易于维护运行；c.耐冲击负荷，产泥量少；耐冲击负荷，产泥量少；d.一般可以不建初次沉一般可以不建初次沉淀池；淀池；e.但受地质条件的限制。但受地质条件的限制。处理水

44、空气空气提升原污水回流污泥图17-15 深井曝气活性污泥法系统1.7 运行中常见的问题运行中常见的问题1.7.1 污泥膨胀污泥膨胀 广义地把活性污泥的凝聚性和沉降性恶化，以及广义地把活性污泥的凝聚性和沉降性恶化，以及处理水浑浊的现象总称为活性污泥的膨胀。处理水浑浊的现象总称为活性污泥的膨胀。主要特征主要特征：污泥结构松散，质量变轻，沉淀压缩：污泥结构松散，质量变轻，沉淀压缩性能差；性能差；SV值增大，有时达到值增大，有时达到90%，SVI达到达到300以上；大量污泥流失，出水浑浊；二次沉淀以上；大量污泥流失，出水浑浊；二次沉淀难以固液分离，回流污泥浓度低，有时还伴随大难以固液分离，回流污泥浓度

45、低，有时还伴随大量的泡沫的产生，无法维持生化处理的正常工作。量的泡沫的产生，无法维持生化处理的正常工作。污泥膨胀是生化处理系统较为严重的异常现象之污泥膨胀是生化处理系统较为严重的异常现象之一，它直接影响出水水质，并危害整个生化系统一，它直接影响出水水质，并危害整个生化系统的运作。的运作。污泥膨胀的发生率相当高，在欧洲近污泥膨胀的发生率相当高，在欧洲近50%的城市的城市污水厂每年都会有不同程度的污泥膨胀发生，在污水厂每年都会有不同程度的污泥膨胀发生，在我国的发生率也非常高。我国的发生率也非常高。各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。污各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。污泥膨胀不但发生率高

46、，发生普遍，而且一旦发生泥膨胀不但发生率高，发生普遍，而且一旦发生难以控制，通常都需要很长的时间来调整。难以控制，通常都需要很长的时间来调整。污泥膨胀的原因污泥膨胀的原因非丝状菌膨胀非丝状菌膨胀 主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高的时候，主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高的时候，此时细菌吸附了大量有机物，来不及代谢，在胞此时细菌吸附了大量有机物，来不及代谢，在胞外积贮大量高粘性的多糖物质，使得表面附着物外积贮大量高粘性的多糖物质，使得表面附着物大量增加，很难沉淀压缩。大量增加，很难沉淀压缩。氮严重缺乏时，也产生膨胀现象。微生物不能充氮严重缺乏时，也产生膨胀现象。微生物不能充分利用碳源合成细

47、胞物质，过量的碳源将被转为分利用碳源合成细胞物质，过量的碳源将被转为多糖类胞外贮存物，产生高粘性的污泥膨胀。多糖类胞外贮存物，产生高粘性的污泥膨胀。发生时其生化处理效能仍较高，出水也比较清澈，发生时其生化处理效能仍较高，出水也比较清澈，污泥镜检也看不到丝状菌。发生情况较少，危害污泥镜检也看不到丝状菌。发生情况较少，危害并不十分严重。并不十分严重。丝状菌膨胀丝状菌膨胀 丝状菌膨胀在实际工作中较为常见，成因复杂。丝状菌膨胀在实际工作中较为常见，成因复杂。活性污泥是一个混合培养系统，存在着两大类群活性污泥是一个混合培养系统，存在着两大类群微生物，一是菌胶团细菌；一是丝状菌。其中至微生物，一是菌胶团细

48、菌；一是丝状菌。其中至少存在着少存在着30种可能引起污泥膨胀的丝状菌。种可能引起污泥膨胀的丝状菌。丝状菌在与活性胶团系统共生的关系中是不可缺丝状菌在与活性胶团系统共生的关系中是不可缺少的一类重要微生物。它的存在对净化污水、保少的一类重要微生物。它的存在对净化污水、保持污泥的絮体结构、保持生化处理的净化效率、持污泥的絮体结构、保持生化处理的净化效率、及在沉淀中对悬浮物的过滤等都有很重要的意义。及在沉淀中对悬浮物的过滤等都有很重要的意义。在丝状菌与菌胶团细菌平衡时不会产生污泥膨胀，在丝状菌与菌胶团细菌平衡时不会产生污泥膨胀，只有当丝状菌生长超过菌胶团细菌时才会出现污只有当丝状菌生长超过菌胶团细菌时

49、才会出现污泥膨胀现象。泥膨胀现象。二者的生长速率与基质浓度的关系正好相反，低二者的生长速率与基质浓度的关系正好相反，低基质浓度下，丝状菌的生长速率高于菌胶团细菌；基质浓度下，丝状菌的生长速率高于菌胶团细菌；高基质浓度下，菌胶团细菌的生长速率高于丝状高基质浓度下，菌胶团细菌的生长速率高于丝状菌。菌。在常规的活性污泥系统中，由于需要获得较高的在常规的活性污泥系统中，由于需要获得较高的出水水质，即至少在曝气池的出口处要求其中的出水水质，即至少在曝气池的出口处要求其中的有机物浓度要达到很低水平，因此常常会引起丝有机物浓度要达到很低水平，因此常常会引起丝状菌的生长占优，而引起丝状菌性污泥膨胀的问状菌的生

50、长占优，而引起丝状菌性污泥膨胀的问题。题。污泥膨胀的对策污泥膨胀的对策 临时控制措施临时控制措施 污泥助沉法：污泥助沉法：改善、提高活性污泥的絮凝性，投改善、提高活性污泥的絮凝性，投加絮凝剂，如硫酸铝等；加絮凝剂，如硫酸铝等；改善、提高活性污泥的改善、提高活性污泥的沉降性、密实性，投加粘土、消石灰等；沉降性、密实性，投加粘土、消石灰等；灭菌法：灭菌法：杀灭丝状菌，如投加氯、臭氧、过氧化杀灭丝状菌，如投加氯、臭氧、过氧化氢等的药剂；投加硫酸铜，可控制有球衣菌引起氢等的药剂；投加硫酸铜，可控制有球衣菌引起的膨胀。的膨胀。工艺运行调节措施工艺运行调节措施 加强曝气：加强曝气：提高混合液的提高混合液的