第四章活性污泥法目录第一节基本原理第二节评价指标第三节曝气池类型第四节曝气方法与原理第五节活性污泥法处理工艺第六节脱氮除磷第七节运行管理生物处理法天然生物处理人工生物处理生物稳定塘土地处理系统好氧生物处理厌氧生物处理活性污泥法生物膜法传统厌氧消化现代高速厌氧反应器生物处理法的分类4.1 活性污泥法的基本原理4.1.1 活性污泥法基本概念与流程活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。

活性污泥主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离，并能使污水得到净化、澄清。

4.1.2 活性污泥☺活性污泥的形态✓外观形态：黄褐色✓颗粒大小：Φ=0.02～0.2 mm✓表面积：20～100 cm2/mL✓相对密度：1.002～1.006✓含水率：99%以上在活性污泥上栖息着具有强大生命力的微生物群体。

这些微生物群体主要由细菌和原生动物组成，也有真菌和以轮虫为主的后生动物。

活性污泥M = M a + M e + M i + M ii◆M a —具有代谢功能的活性微生物群体好氧细菌（异养型原核细菌）真菌、放线菌、酵母菌原生动物后生动物◆M e —微生物自身氧化的残留物◆M i —原污水挟入的不能为微生物降解的惰性有机物质◆M ii —原污水挟入并附着在活性污泥上的无机物质☺活性污泥组成活性污泥微生物的组成细菌类真菌类原生动物后生动物废水生物处理中的重要微生物异养型的原核细菌为主丝状菌的异常大量增殖是活性污泥膨胀的主要诱因之一。

活性污泥系统中的指示性微生物仅在处理水质优异的完全氧化型的活性污泥系统出现净化过程初期去除与吸附作用：在很多活性污泥系统里，当污水与活性污泥接触后很短的时间（3-5分）内就出现了很高的有机物去除率。

这种初期高速去除现象是吸附作用所引起的。

微生物的代谢作用絮凝体的形成与凝聚沉淀4.1.3 净化过程与机理4.1.4 活性污泥微生物的增殖与活性污泥的增长在活性污泥微生物的代谢作用下，污水中的有机物得到降解、去除，与此同步产生的则是活性污泥微生物本身的增殖和随之而来的活性污泥的增长。

控制污泥增长的至关重要的因素是有机底物量（F）与微生物量（M）的比值F/M，也即活性污泥的有机负荷。

同时受有机底物降解速率、氧利用速率和活性污泥的凝聚、吸附性能等因素影响。

对数增殖期减速增殖期内源呼吸期活性污泥增长曲线适应期4.2 活性污泥的评价指标及活性污泥法影响因素4.2.1 活性污泥的评价指标a) 表示及控制混合液中活性污泥微生物量的指标◆混合液悬浮固体浓度MLSS(混合液污泥浓度):在曝气池单位容积混合液内所含的活性污泥固体物的总质量（mg/L）。

MLSS = M a+ M e+ M i+ M ii◆混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS:混合液活性污泥中有机固体物质的浓度MLVSS = M a+ M e+ M iMLVSS 能够较准确地表示微生物数量，但其中仍包括M e 及M i 等惰性有机物质。

因此，也不能精确地表示活性污泥微生物量，它表示的仍然是活性污泥量的相对值。

MLSS 和MLVSS 都是表示活性污泥中微生物量的相对指标，MLSS/MLVSS 在一定条件下较为固定，对于城市污水，该值在0.75左右b）活性污泥沉降性能的评价指标1）污泥沉降比SV(30min沉淀率)：污泥沉降比SV能够反映正常运行曝气池的活性污泥量，可用以控制、调节剩余污泥的排放量，还能通过它及时地发现污泥膨胀等异常现象。

处理城市污水一般将SV控制在20%-30%之间。

2）污泥溶解指数SVI（污泥指数）：指曝气池出口混合液经30min静沉后，1g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，以mL计。

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*10(mL/L)/MLSS(g/L)SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度（活性）和凝聚、沉淀性能。

SVI值过低，说明泥粒细小紧密，无机物多，缺乏活性和吸附能力。

SVI值过高，说明污泥难以沉淀分离，并使回流污泥的浓度降低，甚至出现污泥膨胀，导致污泥流失等后果。

生活污水：SVI＜100，沉淀性能好；SVI=100-200，沉淀性能一般；SVI＞200，沉淀性能不好3）污泥龄（ts）污泥龄是曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量之比值，单位是日。

在运行稳定时，剩余污泥量也就是新增长的污泥量，因此污泥龄也就是新增长的污泥在曝气池中平均停留时间，或污泥增长一倍平均所需要的时间。

4.2.2 环境因素的影响①溶解氧:溶解氧浓度以2mg/L左右为宜②营养物质平衡: 碳源、氮源、无机盐类及某些生长素等。

BOD:N:P=100:5:1③pH值：对于好氧生物处理，pH值一般以6.5-9.0为宜④水温：对于生化过程，一般认为水温在20-30o C时效果最好，35o C以上和10o C以下净化效果即行降低。

⑤有毒物质：毒物大致可分为重金属、硫化氢等无机物质和氰、酚等有机物质。

这些物质对细菌的毒害作用，或是破坏细菌细胞某些必要的生理结果，或是抑制细菌的代谢进程。

4.3 曝气池的类型与构造4.3.1 曝气池分类混合液的流动形态：推流式、完全混合式和循环混合式。

平面形状：长方廊道形、圆形或方形、环形跑道形。

曝气方法：鼓风曝气式、机械曝气式以及两者联合使用的联合式。

从曝气池与二沉池的关系：分建式和合建式。

曝气池活性污泥好氧微生物0.1mm钟虫小口钟虫草履虫盖纤虫肾形虫变形虫活性污泥中的后生动物轮虫线虫4.3.2 推流式曝气池长方廊道形鼓风曝气池多用于大中型污水处理厂4.3.3 完全混合式曝气池特点：对入流水质水量的适应能力强，但受曝气系统混合能力的限制，池形和池容都需符合规定，当搅拌混合效果不佳时易发生短流。

4.3.4 循环混合式曝气池氧化沟是一种介于推流式和完全混合式之间的曝气池形式，综合了推流式与完全混合式的优点。

4.4曝气方法4.4.1常用的曝气方法有鼓风曝气、机械曝气和两者联合使用的鼓风机械曝气。

◆充氧◆搅拌混合曝气器的作用4.4.2 曝气原理氧转移原理氧转移的影响因素1）污水水质污水中含有各种杂质，它们对氧的转移产生一定的影响。

如一些两亲分子聚集在气液界面上，形成一层分子膜，阻碍氧分子的扩散转移，使氧的转移系数下降。

污水盐类的存在，使氧在水中的饱和度降低，进而阻碍氧分子的扩散转移。

2）水温：水温上升，水的粘滞性降低，氧的转移系数增高，有利于氧的转移，但水温上升，氧在水中的饱和度降低，又不利于氧的转移。

水温降低有利于氧的转移。

3）氧分压：氧在水中的饱和度受氧分压或气压的影响。

气压降低，氧在水中的饱和度也随之下降，不利于氧的转移。

4.5 活性污泥法处理工艺传统活性污泥法阶段曝气活性污泥法 吸附-再生活性污泥法 完全混合活性污泥法 延时曝气活性污泥法 纯氧曝气活性污泥法 深水曝气活性污泥法 深井曝气活性污泥法浅层曝气活性污泥法AB两段活性污泥法间歇式活性污泥法(SBR 法)氧化沟Linpor 工艺4.5.1 传统活性污泥法（推流式活性污泥法）特征：曝气池前段液流和后段液流不发生混合，污水浓度自池首至池尾呈逐渐下降的趋势，需氧率沿池长逐渐降低。

优点①处理效果好，BOD去除率可达90%以上。

适用于处理净化程度和稳定程度较高的污水。

②根据具体情况，可以灵活调整污水处理程度的高低。

③进水负荷升高时，可通过提高污泥回流比的方法予以解决。

缺点①曝气池首端有机污染物负荷高，耗氧速度也高，为了避免由于缺氧形成厌氧状态，进水有机物负荷不宜过高，因此，曝气池容积大，占用的土地较多，基建费用高。

②为避免曝气池首端混合液处于缺氧或厌氧状态，进水有机负荷不能过高，因此曝气池容积负荷一般较低。

③曝气池末端有可能出现供氧速率大于需氧速率的现象，动力消耗较大。

④对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质、水量变化的影响。

4.5.2 阶段曝气活性污泥法（多段进水活性污泥法）与传统活性污泥法主要不同点：污水沿池长分段注入，使有机负荷在池内分布比较均衡，缓解了传统活性污泥法曝气池内供氧速率与需氧速率存在的矛盾。

特点①曝气池内有机污染物负荷及需氧率得到均衡，一定程度地缩小了耗氧速度与充氧速度之间的差距，有助于能耗的降低。

活性污泥微生物的降解功能也得以正常发挥。

②污水分散均衡注入，提高了曝气池对水质、水量冲击负荷的适应能力。

③混合液中的活性污泥浓度沿池长逐步降低，出流混合液的污泥较低，减轻二次沉淀池的负荷，有利于提高二次沉淀池固液分离效果。

阶段曝气活性污泥法分段注入曝气池的污水，不能与原混合液立即混合均匀，会影响处理效果。

4.5.3 吸附-再生活性污泥法(生物吸附法或接触稳定法)吸附-再生活性污泥法主要是利用微生物的初期吸附作用去除有机污染物，其主要特点是将活性污泥对有机污染物降解的两个过程----吸附和代谢稳定，分别在各自反应器内进行。

吸附池的作用是吸附污水中的有机物，使污水得到净化。

再生池的作用是对污泥进行再生，使其恢复活性。

污水和经过充分再生、具有很高活性的活性污泥一起进入吸附池，两者充分混合接触15-60min后，使部分呈悬浮、胶体和溶解性状态的有机污染物被活性污泥吸附，污水得到净化。

从吸附池流出的混合液直接进入二次池，经过一定时间的沉淀后，澄清水排放，污泥则进入再生池进行生物代谢活动，使有机物降解，微生物进人内源代谢期，污泥的活性、吸附功能得到充分恢复后，再与污水一起进入吸附池。

吸附-再生活性污泥法回流污泥量大，且大量污泥集中在再生池，当吸附池内活性污泥受到破坏后，可迅速引入再生池污泥予以补救，因此具有一定冲击负荷适应能力。

由于该方法只要依靠微生物的吸附去除污水中有机污染物，因此，去除率低于传统活性污泥法，而且不易用于处理溶解性有机污染物含量较多的污水。

4.5.4 完全混合活性污泥法特征：污水进入曝气池后，立即与回流污泥及池内原有混合液充分混合，池内混合液的组成，包括活性污泥数量及有机污染物的含量等均匀一致，而且池内各个部位都是相同的。

曝气方式多采用机械曝气，特点①进水在水质、水量方面的变化对活性污泥产生的影响较小，也就是这种方法对冲击负荷适应能力较强。

②有可能通过对污泥负荷值的调整，将整个曝气池的工况控制在最佳条件，使活性污泥的净化功能得以良好发挥。

在处理效果相同的条件下，其负荷率高于推流式曝气池。

③曝气池内各个部位的需氧量相同，能最大限度地节约动力消耗。

完全混合活性污泥法容易产生污泥膨胀现象，处理水质在一般情况下低于传统的活性污泥法。

这种方法多用于工业废水的处理，特别是浓度较高的工业废水。

4.5.5 延时曝气活性污泥法(完全氧化活性污泥法) 特点：有机负荷率较低，活性污泥持续处于内源呼吸阶段，不但去除了水中的有机物，而且氧化部分微生物的细胞物质，因此剩余污泥量极少，毋须再进行硝化处理。