第四章 活性污泥法

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1、12022-11-2322022-11-231、判断题：每题、判断题：每题1分，分，20题（对？错？）题（对？错？）2、选择题：每题、选择题：每题1分，分，20题（题（4选选1）3、概念概念题：每题题：每题5分，分，4题（阐述：名词解释）题（阐述：名词解释）4、操作操作题：题：23题，共题，共20分（分（污废水处理污废水处理工工、构建筑物构建筑物/设备设备 ）5、问答问答题：每题题：每题5分，分，4题（题（3、4：内容更灵活）：内容更灵活）总分总分100分，客观题分，客观题40分，分，主观题主观题60分分 32022-11-23大纲大纲对本章的定位：全部教学的重点之一对本章的定位：全部教学的重

2、点之一 水处理技术的核心部分水处理技术的核心部分水处理技术水处理技术(：因治理对象、治理目标而：因治理对象、治理目标而多元化多元化（达标达标排放排放/回用回用标准标准）活性污泥法活性污泥法：是对城市污水和有机工业废水最有效的生物处理法：是对城市污水和有机工业废水最有效的生物处理法 主要的主要的二级二级生物处理工艺生物处理工艺42022-11-23n污水处理工艺流程污水处理工艺流程：预处理：预处理+一级处理一级处理+二级二级处理处理+三级处理三级处理n工艺划分：工艺划分：预处理预处理：格栅、：格栅、沉砂池（沉砂池（p603 物理化学法物理化学法）一级处理一级处理：初次沉淀池：初次沉淀池（一级强化

3、处理一级强化处理）二级处理二级处理：“二级生物处理工艺二级生物处理工艺”的简称（去除有机污染）的简称（去除有机污染）（二级强化处理）二级强化处理）三级处理三级处理（高级处理（高级处理/深度处理）：深度处理）：1 52022-11-23讲义讲义提纲：提纲：一、概述一、概述（A）：基本流程、微生物、入水水质要求（处理对）：基本流程、微生物、入水水质要求（处理对象）象）工程的目标：符合标准的水工程的目标：符合标准的水(投资和运行费用、运行管理能力投资和运行费用、运行管理能力)二、初次沉淀池二、初次沉淀池（A）：构筑物及设备）：构筑物及设备三、曝气池三、曝气池（A）（）（B）（）（C）：曝气池、曝气：

4、曝气池、曝气(鼓风曝气和机械曝鼓风曝气和机械曝气气)四、鼓风机房四、鼓风机房（C）：鼓风机的类型、运行：鼓风机的类型、运行(鼓风曝气！鼓风曝气！)五、二次沉淀池五、二次沉淀池（B）：构筑物及设备：构筑物及设备62022-11-2372022-11-2382022-11-238剩余活性污泥剩余活性污泥回流污泥回流污泥 废水废水曝气池曝气池初初沉池沉池出水出水空气空气二次二次沉淀池沉淀池初沉池污泥初沉池污泥92022-11-239102022-11-2310112022-11-2311细菌（体形最微小的一种）细菌（体形最微小的一种）原生动物原生动物藻类（含有叶绿素，可进行光合作用）藻类（含有叶绿素

5、，可进行光合作用）后生动物（后生动物（多细胞构成的生物体！多细胞构成的生物体！）单细胞构成的生物体单细胞构成的生物体122022-11-2312132022-11-2313142022-11-23反硝化反硝化菌（菌（152022-11-2315162022-11-2316172022-11-231717轮虫轮虫线虫线虫182022-11-2318192022-11-2319营养源营养源 pH水温水温进水浓度进水浓度水质水量变化水质水量变化其它其它必需的营养盐：必需的营养盐：C,N,P,etc.痕量元素（无机盐）：痕量元素（无机盐）：Na、K、Ca、Fe一般一般好氧生物生存好氧生物生存所必需的碳

6、氮磷比为：所必需的碳氮磷比为：BOD5:N:P=100:5:1；营养盐不足会引起水质恶化、污泥膨胀；营养盐过量，出水不达标营养盐不足会引起水质恶化、污泥膨胀；营养盐过量，出水不达标。P142生化需氧量生化需氧量BOD(又又叫生化好氧叫生化好氧量量)，是是间接表示水体被有机间接表示水体被有机物污染程度的综合物污染程度的综合指标指标，它它是指在规定条件下，水中有机物在是指在规定条件下，水中有机物在生物氧化作用下所消耗的溶解氧（以氧的质量浓度表示生物氧化作用下所消耗的溶解氧（以氧的质量浓度表示）。生活污水一般不需再投加营养物质生活污水一般不需再投加营养物质；而某些工业废水则需要而某些工业废水则需要投

7、加投加投加不能过量投加不能过量202022-11-2320营养源营养源 pH水温水温进水浓度进水浓度水质水量变化水质水量变化其它其它生物处理有自动调节、生物处理有自动调节、保持保持pH在中性范围的功能，如：在中性范围的功能，如：有机物分解生成有机物分解生成CO2，可使碱性废水，可使碱性废水pH降低；降低；有机酸被分解，使酸性废水有机酸被分解，使酸性废水pH提高；提高；故不一定将原废水的故不一定将原废水的pH事先调到事先调到6.08.5（只有只有在无机酸进入时在无机酸进入时，要事前对废水进行中和，要事前对废水进行中和）212022-11-2321营养源营养源 pH水温水温进水浓度进水浓度水质水量

8、变化水质水量变化其它其它水温是重要因素之一，在一定范围内，随着温度的升水温是重要因素之一，在一定范围内，随着温度的升高，生化反应的速率加快，增殖速率也加快；细胞的高，生化反应的速率加快，增殖速率也加快；细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，最适宜温度最适宜温度 15 30；过高：过高：40，蛋白变质，失去活性；，蛋白变质，失去活性；过低：降低微生物的活性；设计时必须使处理装置过低：降低微生物的活性；设计时必须使处理装置充分适应低温处理的要求。充分适应低温处理的要求。222022-11-2322营养源营养源 pH水温水温进水浓度进水浓度水质水量变化水质水量

9、变化其它其它232022-11-2323营养源营养源 pH水温水温进水浓度进水浓度水质水量变化水质水量变化其它其它242022-11-2324营养源营养源 pH水温水温进水浓度进水浓度水质水量变化水质水量变化其它其它AS：培养培养和和驯化驯化（运行开始或再次开车时使用）（运行开始或再次开车时使用）对于普通的有机废水：对于普通的有机废水：培养培养对于对于高浓度、有毒有害有机物：高浓度、有毒有害有机物：驯化驯化252022-11-2325营养源营养源 pH水温水温进水浓度进水浓度水质水量变化水质水量变化其它其它有机负荷高，受供氧的限制，使出水有机物残留量增有机负荷高，受供氧的限制，使出水有机物残留

10、量增加，出水水质不达标；加，出水水质不达标；引起活性污泥引起活性污泥膨胀（一定的比膨胀（一定的比值！值！图！）；图！）；水量过大水量过大,二沉二沉池水力表面负荷池水力表面负荷增大增大,沉降分离效果差沉降分离效果差水量波动大，影响二沉池污泥分离水量波动大，影响二沉池污泥分离设置均化调节设置均化调节池池262022-11-2326272022-11-2327282022-11-2328292022-11-2329302022-11-2330312022-11-2331从水流方向从水流方向斜板（管）斜板（管）沉淀池沉淀池322022-11-2332332022-11-2333超高沉淀池剖面示意图沉淀

11、池剖面示意图 342022-11-2334 352022-11-2335 362022-11-2336372022-11-2337382022-11-23388 392022-11-2339402022-11-2340 412022-11-2341422022-11-2342432022-11-2343442022-11-2344452022-11-2345462022-11-2346472022-11-2347序序号号池型池型表面负荷表面负荷m3/(m2h)停留时间停留时间h单独沉淀法单独沉淀法二级处理前二级处理前单独沉淀法单独沉淀法二级处理前二级处理前1平流式平流式1.52.51.53.0

12、1.52.01.02.02竖流式竖流式1.52.51.53.01.52.01.02.03辐流式辐流式2.03.02.03.01.02.0482022-11-2348492022-11-2349502022-11-2350512022-11-2351522022-11-2352532022-11-2353542022-11-2354552022-11-2355出水出水SS过高过高进水进水SS正常正常进水进水SS过高过高出水颜色出水颜色变黑发臭变黑发臭出水颜色正出水颜色正常没有发臭常没有发臭泥沙等无机泥沙等无机性性SS流入流入进水进水pH异常异常或带有异常或带有异常颜色颜色从回流系统从回流系统进入

13、进入SS污泥堆积污泥堆积 腐败腐败进水量随时间波动很大进水量随时间波动很大进水量不均衡进水量不均衡发生短流或异重流发生短流或异重流地表或地下水流入地表或地下水流入施工现场的排水流入施工现场的排水流入工业废水流入工业废水流入剩余污泥回流时间不当剩余污泥回流时间不当污泥脱水设备异常污泥脱水设备异常污泥浓缩设备异常污泥浓缩设备异常污泥消化池异常污泥消化池异常污泥焚烧设备异常污泥焚烧设备异常工业废水流入工业废水流入图图4-4 初次沉淀池出水初次沉淀池出水SS过高的原因过高的原因562022-11-2356572022-11-2357582022-11-2358592022-11-2359602022-

14、11-2360612022-11-2361622022-11-2362632022-11-23632022-11-2364652022-11-2365662022-11-2366n浮渣一般由纤维、毛发、垃圾组成，有的以油脂为主，有浮渣一般由纤维、毛发、垃圾组成，有的以油脂为主，有的两者混合而成。可用打捞或刮除方法，然后放置脱水或的两者混合而成。可用打捞或刮除方法，然后放置脱水或压榨脱水。对于油脂为主的可用泵吸。压榨脱水。对于油脂为主的可用泵吸。672022-11-2367682022-11-2368692022-11-2369702022-11-2370回流污泥剩余污泥初期吸附出水活性污泥污水

15、氧化分解絮凝沉淀空气污泥二沉池曝气池712022-11-2371722022-11-2372732022-11-2373742022-11-23752022-11-2375762022-11-2376772022-11-2377782022-11-2378792022-11-2379802022-11-2380812022-11-23NO-2+1/2 O2NO-3+F硝酸菌属硝酸菌属进水进水氨氮浓度高且碱度低氨氮浓度高且碱度低时，硝化时，硝化反应反应消耗碱度消耗碱度，出水，出水pH值值下降，需补充碱度下降，需补充碱度(如投加如投加NaOH)。NH+4+3/2 O2NO2-+H2O+2H+F亚硝

16、酸菌属亚硝酸菌属消耗碱度消耗碱度822022-11-2382832022-11-2383842022-11-23反硝化：反硝化：6NO3-+5CH3OH 3N2+5CO2+7H2O+6OH-增加碱度增加碱度852022-11-2385862022-11-2386872022-11-2387882022-11-2388892022-11-2389902022-11-2390912022-11-2391922022-11-2392932022-11-23活性污泥微生物浓度活性污泥微生物浓度942022-11-2394952022-11-2395 So、Sr（能够接受并降解到预定的程度！）（能够接受

17、并降解到预定的程度！）污泥负荷（污泥负荷（kgBOD/kgMLVSS.d）,去除去除BOD污泥负荷污泥负荷10-3VXSQLvrs曝气池内污泥总量去除污染物总量962022-11-2396972022-11-2397982022-11-2398活性污泥微生物浓度 可可生物生物降解降解p162图图4-11SS好氧好氧生化生化反应反应产物产物内源呼吸内源呼吸 非非活性活性 SS 合成合成分解分解992022-11-23活性污泥微生物浓度活性污泥微生物浓度 活性污泥微生物浓度活性污泥微生物浓度1002022-11-23100 活性污泥微生物浓度活性污泥微生物浓度1012022-11-23一般冬季活性

18、污泥的沉降性能和浓缩性能变差，一般冬季活性污泥的沉降性能和浓缩性能变差，所以所以X Xr r低，低，R R比比夏季高夏季高1022022-11-231032022-11-231031042022-11-23104污泥沉降比、污泥容积指数、污泥界面沉降速度污泥沉降比、污泥容积指数、污泥界面沉降速度1052022-11-231051062022-11-231061072022-11-23107污泥负荷为污泥负荷为1左左右时，右时，SVI急急剧增大，污泥剧增大，污泥极易膨胀，极易膨胀，设计时应尽量设计时应尽量避开这一负荷避开这一负荷范围。范围。高负荷高负荷高负荷高负荷高负荷高负荷一般负荷一般负荷高负

19、荷高负荷低负荷低负荷1082022-11-23108n（c）污泥界面沉降速度污泥界面沉降速度：n污泥在沉降过程中速度是变化的，污泥在沉降过程中速度是变化的，初期初期以等速下沉，后期以等速下沉，后期污泥浓度提高后，进入减速沉降。初期污泥界面的沉降速污泥浓度提高后，进入减速沉降。初期污泥界面的沉降速度的大小能反映污泥的沉降性能。度的大小能反映污泥的沉降性能。n沉降曲线：分为等速沉降区和减速沉降区。沉降曲线：分为等速沉降区和减速沉降区。n等速沉降区污泥界面的沉降速度：等速沉降区污泥界面的沉降速度：判断污泥的沉降性能判断污泥的沉降性能。p165图图4-141092022-11-23 1102022-1

20、1-231112022-11-231122022-11-23(a)推流式活性污泥法推流式活性污泥法1132022-11-23113n(b)完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法1142022-11-23114n(b)完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法1152022-11-23115(a)鼓风曝气活性污泥法：鼓风曝气活性污泥法：利用鼓风机供给空气，通过空气管利用鼓风机供给空气，通过空气管道和道和各种曝气器（扩散器各种曝气器（扩散器），以气泡形式分布至曝气池混），以气泡形式分布至曝气池混合液中，达到合液中，达到混合液充氧混合液充氧和和混合混合的目的。的目的。(空气要净化、压空气要净化、压力和流量、

21、气泡的直径力和流量、气泡的直径)(b)机械曝气活性污泥法：机械曝气活性污泥法：依靠某种位于依靠某种位于曝气池水面曝气池水面的的机械机械的的旋转，搅动和提升混合液，不断更新气水接触面，达到旋转，搅动和提升混合液，不断更新气水接触面，达到充充氧氧和和混合混合的要求。根据曝气器驱动轴的安装方位，分为竖的要求。根据曝气器驱动轴的安装方位，分为竖轴式机械曝气器和水平轴机械曝气器轴式机械曝气器和水平轴机械曝气器(c)鼓风鼓风机械联合曝气活性污泥法机械联合曝气活性污泥法1162022-11-231172022-11-23117序序号号运行方式运行方式曝气时间（曝气时间（h）污泥负荷污泥负荷（kgBOD5/k

22、gMLSSd）混合液污泥浓度混合液污泥浓度(g/L)泥龄泥龄（d）回流比回流比（%）1普通曝气普通曝气池池4120.20.41.53.051525502吸附再生吸附再生（吸附段）（吸附段）13（再生段）（再生段）（46）0.20.6（吸附段）（吸附段）1.53.0310501003阶段曝气阶段曝气390.20.5（进水段以后）（进水段以后）1.53.051525754合建式表合建式表面曝气面曝气350.20.635241005005氧化沟氧化沟15400.020.102515602001182022-11-231192022-11-23119射流曝气式射流曝气式水下搅拌式水下搅拌式 标准式标准

23、式深层式深层式全面曝气式全面曝气式 旋流式旋流式1202022-11-231212022-11-23微孔曝气器：一定一定流量的空气穿过扩流量的空气穿过扩散器被粉碎成直径散器被粉碎成直径23mm的细的细气泡气泡1222022-11-23122内喷嘴供气管供气管外喷嘴(混合)曳出流体曳出流体 循环流体循环流体供水管供水管 高速喷射羽毛状流束空气空气1232022-11-231231242022-11-231252022-11-231251262022-11-231272022-11-231282022-11-231281292022-11-231302022-11-231312022-11-231

24、322022-11-231321332022-11-23133134135驱动装置驱动装置回转叶轮回转叶轮导流筒导流筒驱动装置驱动装置回转叶轮回转叶轮图图4-17 垂直轴式机械曝气池垂直轴式机械曝气池：形成水跃而进行：形成水跃而进行曝气（水流自导流筒底部上升，形曝气（水流自导流筒底部上升，形成水跃）成水跃）；136137138139140141142143144隅角导流墙隅角导流墙图图4-20 防止隅角处沉淀的例子防止隅角处沉淀的例子活动盖板活动盖板曝气器曝气器阻流板阻流板图图4-19 提高底部流速的例子提高底部流速的例子145转子淹没深度通常在转子淹没深度通常在1030cm左右。通过对淹没深

25、度的升降左右。通过对淹没深度的升降调节，或者改变转刷的转速，能够适应入流水量与水质的负荷调节，或者改变转刷的转速，能够适应入流水量与水质的负荷变化和混合液浓度的变化。氧转移效率取决于曝气器的种类，变化和混合液浓度的变化。氧转移效率取决于曝气器的种类，约为约为2kgO2/kWh左右。左右。1462022-11-231472022-11-231471482022-11-231492022-11-23出水槽出水槽隔隔板板平平台台沉淀区沉淀区进水管进水管放空管放空管回流窗回流窗排泥管排泥管出水管出水管活门活门驱动装置驱动装置导流区导流区曝气器曝气器曝气区曝气区1502022-11-231512022-

26、11-231522022-11-231532022-11-231542022-11-231552022-11-231562022-11-231572022-11-231582022-11-231592022-11-23159（4）技术指标（）技术指标（p183表表4-7）序序号号运行方式运行方式曝气时间曝气时间（h）污泥负荷污泥负荷（kgBOD5/kgMLSSd）混合液污泥浓混合液污泥浓度度(g/L)泥龄泥龄（d）回流比回流比（%）1普通曝气普通曝气池池4120.20.41.53.051525502吸附再生吸附再生（吸附段）（吸附段）13（再生段（再生段）（）（46）0.20.6（吸附段）（吸

27、附段）1.53.0310501003阶段曝气阶段曝气390.20.5（进水段以后）（进水段以后）1.53.051525754合建式表合建式表面曝气面曝气350.20.635241005005氧化沟氧化沟15400.020.1025大于大于15602001602022-11-231612022-11-231622022-11-23gMLSS1632022-11-231642022-11-231652022-11-231662022-11-231672022-11-231682022-11-231692022-11-231702022-11-231712022-11-231722022-11-23

28、1732022-11-231742022-11-231752022-11-23n活性污泥解体的原因活性污泥解体的原因：可能：可能是因为过度鼓风引起，也是因为过度鼓风引起，也可能是因为相对于进水水质可能是因为相对于进水水质MLSS过高或过低，此外过高或过低，此外也可能是有害物质流入引起也可能是有害物质流入引起。n为为防止活性污泥解体，应采取减少鼓风量，调节防止活性污泥解体，应采取减少鼓风量，调节MLSS等相应的措施。如果由于有害物质或高含盐量等相应的措施。如果由于有害物质或高含盐量污水流入引起，应调查排污口，去除隐患污水流入引起，应调查排污口，去除隐患1762022-11-23176177202

29、2-11-231771782022-11-231792022-11-231802022-11-231812022-11-231822022-11-231832022-11-231842022-11-231841852022-11-231851862022-11-231872022-11-231871882022-11-231881892022-11-231891902022-11-231901912022-11-231911922022-11-23192活性污泥膨胀（活性污泥膨胀（）1932022-11-23活性污泥膨胀（活性污泥膨胀（）1942022-11-23194活性污泥膨胀（活性污泥膨

30、胀（）1952022-11-231962022-11-231972022-11-231971982022-11-231992022-11-232002022-11-232012022-11-232022022-11-232032022-11-232042022-11-232042052022-11-232062022-11-232072022-11-23n2082022-11-232092022-11-232102022-11-232112022-11-232122022-11-232132022-11-232142022-11-232152022-11-232162022-11-232172

31、022-11-232182022-11-23219 沿沿两侧刮臂两侧刮臂对称排列对称排列吸泥管道吸泥管道，每根吸泥管自成系统，互，每根吸泥管自成系统，互不干扰，从不干扰，从吸口起吸口起直接通入直接通入集泥槽集泥槽。通过刮臂的旋转，由集泥。通过刮臂的旋转，由集泥板把污泥引导到吸泥管口，利用水位差自吸的方式，边转边吸。板把污泥引导到吸泥管口，利用水位差自吸的方式，边转边吸。吸入的污泥汇集于集泥槽后，再经排泥总管排出池外吸入的污泥汇集于集泥槽后，再经排泥总管排出池外 2202022-11-232202212022-11-232222022-11-232232022-11-232242022-11-232252022-11-23 表面负荷表面负荷（m3/(m2h)）停留时间停留时间(h)污泥含水率（污泥含水率（P）1.01.51.52.599.299.6表面负荷表面负荷停留时间：停留时间：1.02.02262022-11-232272022-11-232282022-11-232292022-11-232302022-11-232312022-11-232322022-11-232332022-11-232342022-11-232352022-11-232362022-11-232372022-11-232382022-11-232392022-11-23