又影响活性污泥系统的效率。
通常以污泥负荷BOD/MLSS之比来表示
•污泥负荷和容积负荷
• 污泥负荷(sludge loading)
– 每日每千克混合液中的悬浮固体所能承受的BOD千 克数，其单位是kg BOD／(kgMLSSd)。
• 容积负荷(volume loading)，
– 每立方米曝气池体积每日所承受的BODkg数，其单 位是kg BOD／(m3d)。
初级曝气池
SECONDARY CLARIFIER
（三）活性污泥的特征
①吸附能力强 • 活性污泥的比表面积小、菌胶团表面
有丰富的粘液物质。 研究表明，10~30min内，活性污泥可 去除生活污水中BOD的85%~90%。
② 氧化分解有机物能力强 • 活性污泥是多种微生物和有机物颗粒的聚集
解决办法
(4)投加氧化剂
– 丝状细菌膨胀加氯气或加过氧化氢 有效氯浓度为10~20 mg/L (>20 mg/L污泥解
絮)；过氧化氢浓度为100~200 mg/L。
– 球衣菌对氧化剂较敏感，而菌胶团形成菌不 敏感。浓度不能过高，避免污泥解絮。
第三节 好氧生物膜法
• 利用固着在惰性材料表面的膜状生物群落 处理污水的方法称为生物膜法(biofilm process)，是一种重要的生物处理方法。
在菌胶团上或与之交织在一起，成为活性 污泥的骨架。
贝日阿托氏菌属
2、真菌类
• 青霉属(Penicillium) • 头孢霉属 (Cephalosporium) • 枝孢属(Cladosporium) • 镰孢霉(Fusarium) • 地霉属(Geotrichum) • 假丝酵母屑(Candida) • 红酵母属(Rhodotorula)
• 当活性污泥性质发生变化时，不易沉降， 絮凝物随水漂流，致使出水BOD增高。 这一现象称为污泥膨胀(sludge bulking)，
2、引起污泥膨胀的原因和条件
（1）污泥膨胀类型 • 有丝状菌性膨胀和非丝状菌性膨胀两种
① 非丝状菌膨胀 – 因高黏性物质大量积累而引起的膨胀。 – 低温季节容易产生，出现这种污泥膨胀
富养罗尔斯通氏菌
动胶菌属
球衣菌属
• 活性污泥中，细菌大多数以菌胶团 的形式存在，呈游离状态的较少；
• 生枝动胶菌是最早发现的菌胶团形 成菌;
• 埃希氏菌属、假单胞菌属、产碱杆 菌属、芽孢杆菌属的一些菌株均可 以产生菌胶团。
• 在活性污泥中的一些丝状细菌，如球衣菌 属、贝日阿托氏菌属和硫发菌属等，附着
理 每天可转换1~2kg干有机物，100倍于森林。
的 ②效果好
优 点
•
BOD去除率90%~95%，COD去除率 60%~70%。
含酚废水：
萃取法：残留量100mg/L 生物法：残留量≤1mg/L
生 物 ③适用范围广（微生物多样性特点决定）
处 ④成本低、运行费用少； 理
的 ⑤可处理的水量大，方法成熟
2）完全混合曝气：回流污泥直接进入曝气池 3）接触氧化稳定法。 4）分段布水推流式活性污泥法。 5）氧化沟式活性污泥法。
污水处理厂分布图
（五）活性污泥中的生物组分
1、细 菌 • 起主导作用，活性污泥中有多种细菌； • 主要的优势种有：产碱杆菌属、芽孢杆菌
属、黄杆菌属、微球菌属、假单胞菌属和 动胶菌属以及球衣菌属等。
（一）活性污泥概念 以好氧性细菌为主体的微生物和水
中的悬浮物质、胶体物质混杂在一起 形成的肉眼可见的絮状颗粒。
颗粒大小约0.05~0.5mm，表面积为 20~100 cm2/mL，比重约1.002~1.006， 静置时能立即凝聚成较大绒粒而沉降。
絮状体一般呈黄褐色，也有呈深灰、灰 褐，灰白等色，与水质不同有关。
5. 污泥龄
• 污泥龄 c (sludge age)
– 指曝气池中微生物细胞的停留时间。有回 流的活性污泥法，污泥龄就是曝气池全池 污泥平均更新一次所需要时间(以天计)。
– 普通活性污泥法—般 c 为5~15d，延时限 气法 c为20~30d，高负荷活性污泥法 c
为0.3~2.5d。
6. 有毒物质
优 点
生物处理是废水二级处理的首选方法
2、生物处理的基本类型
生物处理的方法很多 好氧处理
•微生物与氧的关系 厌氧处理
生物膜法 •微生物在构筑物中的状态
活性污泥法
三、生物处理的作用机理
1、吸附作用(absorption) 微生物生态系统中可能起着主要作用。 微生物吸附去除废水中的一些不可降解
（二）活性污泥法作用特点
① 通过以活性污泥或生物膜形式存在的 微生物旺盛的代谢活动，氧化分解有 机污染物，使污水净化。
• 微生物的代谢活动，包括分解、合成、 氧化、还原、转移和异构等各种酶促 反应，分解和转化污泥所吸附的有机 物，同时合成新的微生物细胞。
② 活性污泥具有良好的沉降性能，使处 理水与污泥分开，达到净化的目的。
• 无机物和有机物两类 – 无机物有重金属、硫化氢、卤族元素及 其化合物，有机物有酚、醇、醛等。 – 重金属及其盐类是蛋白质沉淀剂，其离 子易与细胞蛋白质结合，使之变性。
（七）活性污泥的膨胀及其控制
1、活性污泥的膨胀
• 正常的活性污泥：具有絮凝作用的菌胶 团细菌占优势，同时有少量丝状细菌穿 插其中，上面附有钟虫、楯纤虫和轮虫 一类低等动物。
解决办法
(1) 改进污水处理工艺 – 推流式一般不容易发生膨胀， – 完全混合法易发生膨胀，采用间歇 式进水可抑制膨胀发生。 – 活性污泥饥饿可抑制丝状菌的增长： 菌胶团形成菌析污泥膨胀原因，改变运行条件
– 废水中含硫化物较高引起硫发菌繁衍造成 的，预曝气氧化除去硫化物，降低了硫发 菌的含量，可消除膨胀；
的污染物，如合成有机物、金属盐类以 及一些放射性物质。
2．生物氧化和细胞合成作用 • 微生物酶的作用完成生物氧化和细胞合成作用
CHON十O2 (有机物)
C5H7O2N (新细胞)
C5H7O2N 十5 O2 → 5CO2十NH3十2H2O十 能量
(细胞)
(维持能)
第二节 活性污泥法
一、活性污泥法的特点
第9章 污水生物处理
我国的水资源形势： 城市和农业缺水十分严重; 全国80％水域，45％地下水，90％以 上的城市水域受到不同程度的污染。
第一节 概 述
一、污水处理过程的五个阶段：
预处理(preliminary treatment) 一级处理(primary treatment) 二级处理(secondary treatment) 三级处理(tertiary ) 污泥处理(sludge treatment)
– pH>9.0，微生物的代谢速率降低。
思考：冬天如何提高污水处理处理效果 ？
③ 营养盐浓度和平衡
• 活性污泥的生物合成，取决于能源物质 的性质、浓度、氮和磷等的平衡，及少 量无机盐。
• 适宜 BOD:N:P比例=100:5:1
④ 食料微生物比（污泥负荷）
• F/M比 • F/M比既影响微生物的生长和代谢活动，
– 提高溶氧浓度，溶氧>21mg/L以上； – 降低污泥负荷，控制BOD负荷为0.2~0.3kg
／(kg.MLSSd)。
解决办法
(3)投加絮凝剂 – 在原因不明的情况下，投入絮凝剂
可起到明显的效果。 如投加铁盐(三氯化铁5~50mg/L) 铝盐(按矾土计10~100 mg/L) 高分子絮凝剂
通过活性炭吸附、臭氧消毒和生物脱除 等物理、化学和生物学方法去除氮磷营 养盐、难降解物质、病原体等污染物。
• 污泥处理(sludge treatment) 将处理过程中产生的污泥经
过脱水、稳定和处置。
二、生物处理的优点和基本类型
生 1、生物处理的优点
物 ①效率高
处 • 普通活性污泥水处理厂， 每立方米曝气池
2、活性污泥系统中原生动物的演替
植鞭毛虫 → 肉足虫 → 动鞭毛虫 → 小型游泳型纤毛虫 → 大型游泳型纤 毛虫 → 固着型纤毛虫 → 匍匐型纤 毛虫 → 轮虫。
3、指示生物
（六）活性污泥法的影响因素
1. 水中溶解氧(DO) • 溶解氧过低，活性污泥微生物正常代谢受影响，
净化功能下降，易于出现丝状菌性污泥膨胀。 • 溶解氧越高越好么？
• 浪费动力 • 引起絮凝体分散。
• DO保持在2.0~4.0 mg/L • 供氧方式：
– 鼓风曝气 – 机械曝气 – 射流曝气
2. 温度和pH
• 适宜温度为15~30℃。
– <10℃、>30℃都会影响处理效果。
• 最适pH值介于6.0~8.0。
– pH<4.5，原生动物消失，真菌占优，容易产 生膨胀现象。
体，分解、 氧化有机物的能力 ③ pH缓冲性强 • 活性污泥中有机物含量高，表面基团多，有
很强的pH缓冲性能。
④ 沉降性能好 在污水处理过程中，活性污泥能将一
些金属离子吸附，胶体电荷被破坏， 凝集成团，在重力作用下快速沉淀。
（四）活性污泥法处理的类型
1）推流式曝气处理：废水与活性污泥同时进 入长方形曝气池
• 二级处理(secondary treatment) 又称生 物处理(biological treatment)
主要利用构筑物内或特定外境中的微生物 去除水中溶解的或胶体状态的有机物;
去除80％~95％的BOD5，使城市污水 BOD5下降到30mg/L以下。
• 三级处理(tertiary ) 又称高级处理 (advanced treatment)
时，废水净化效果良好，上清液清澈， 但污泥难于沉淀。
② 丝状菌性膨胀
– 丝状菌性膨胀是由于丝状菌异常增长 而引起的；
– 活性污泥呈棉絮状，沉降性能变差。 通常所说的膨胀是指丝状菌性膨胀 (filamentous bulking)。