第四章 活性污泥法

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1、題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：掌握活性污泥的性能特點；理解活性污泥法的基本流程及降解過程；了解活性污泥性質(zhì)。 重點與難點：活性污泥法的基本流程及降解過程。 教學手段和教學方法：多媒體 學時：2學時 教學基本內(nèi)容： 第十二章 活性污泥法 第一節(jié) 基本概念 一、活性污泥 由細菌、菌膠團、原生動物、后生動物等微生物群體及吸附的污水中有機性及無機性物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。 活性污泥性能指標： MLSS； MLVSS；SV；SVI。 二、活性污泥法的基本流程 活性污泥法是利用人工馴化培養(yǎng)的微生物群體，在人工強化的環(huán)境中呈懸

2、浮狀態(tài)生長，分解氧化污水中可生物降解的有機物質(zhì)，從而使污水得到凈化的方法。 活性污泥法的基本原理 初沉池：設在工藝系統(tǒng)首端，用于去除原廢水中所含的懸浮物質(zhì)。 二沉池：設在系統(tǒng)末端，將曝氣池出水中的活性污泥進行分離、濃縮； 回流污泥：主要用來保持曝氣池中所需的微生物量，以分解氧化有機物； 曝氣：既為活性污泥微生物提供呼吸所需的氧氣，同時也使活性污泥與廢水不斷混合、攪拌以防止活性污泥在曝氣池中沉淀。 三、活性污泥法的凈化過程與機理 活性污泥在曝氣過程中，對有機物的降解（去除）過程可分為兩個階段。 吸附階段：由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖

3、類的粘性物質(zhì)，導致污水中的有機物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去。 穩(wěn)定階段：主要是轉(zhuǎn)移到活性污泥上的有機物為微生物所利用。 參考文獻：1.《環(huán)境工程學》（第二版），蔣展鵬主編，高等教育出版社。 2.《水污染控制工程》，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。 題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：掌握活性污泥法的演變形式。 重點與難點：SBR；AB工藝。 教學手段和教學方法：多媒體 學時：2學時 教學基本內(nèi)容： 第二節(jié) 活性污泥法的發(fā)展 一、活性污泥法曝氣反應池的基本形式 推流式曝氣池；完全混合曝氣池；封閉環(huán)流式反應池；序批式反應池 二、活性污泥法的發(fā)展和演

4、變 1.漸減曝氣 在推流式的傳統(tǒng)曝氣池中，混合液的需氧量在長度方向是逐步下降的。因此等距離均量地布置擴散器是不合理的。漸減曝氣的目的就是合理的布置擴散器，使布氣沿程變化，而總的空氣用量不變，這樣可以提高處理效率。 2.分步曝氣 把入流的一部分從池端引到池的中部分點進水，使同樣的空氣量，同樣的池子，得到了 較高的處理效率。 為了根本上改善長條形池子中混合液不均勻的狀態(tài)，在分步曝氣的基礎(chǔ)上，進一步大大增加進水點，同時相應增加回流污泥并使其在曝氣池中迅速混合，它就是完全混合概念，在完全混合的曝氣池中，需氧速率和供氧速率的矛盾在全池得到了平衡。 3.完全混合法 完全混合法有如下特征：

5、 ①池液中各個部分的微生物種類和數(shù)量基本相同，生活環(huán)境也基本相同； ②入流出現(xiàn)沖擊負荷時，池液的組成變化也較?。? ③池液里各個部分的需氧率比較均勻。 4.淺層曝氣 氣泡形成和破裂瞬間的氧傳遞速率最大的特點。在水的淺層處用大量空氣進行曝氣，就可獲得較高的氧傳遞速率。 5.深層曝氣 曝氣池水深可達10～20m。水深達150～300m，大大節(jié)省了用地面積。同時由于水深 大幅度增加，可以促進氧傳遞速率。當井壁腐蝕或受損時污水是否會通過井壁滲透，污染地 下水。 6.高負荷曝氣或變型曝氣 適用:對只需要部分處理就能達到要求的污水處理廠可采用高負荷曝氣法。 特點:曝氣池中的MLSS,約

6、300~500mg/L,曝氣時間比較短,約2~3h,處理效率僅為65%左右,有別于傳統(tǒng)的活性污泥法,故稱變型曝氣。 7.克勞斯（Kraus）法 克勞斯工程師把厭氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝氣，然后再進入曝氣池，成功地克服了高碳水化合物的污泥膨脹問題。 8.延時曝氣 特點是曝氣時間很長，達24h甚至更長，MLSS較高，達到3000～6000 mg/L，活性污泥在時間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥少而穩(wěn)定，無需消化，可直接排放。 9.吸附再生法 接觸穩(wěn)定法也叫吸附再生法，混合液的曝氣完成了吸附作用，回流污泥的曝氣完成穩(wěn)定作用（恢復活性）。 10.氧化溝 氧化溝是延時曝

7、氣法的一種特殊形式，它的池體狹長，池深較淺，在溝槽中設有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動，推動溝內(nèi)液體做不停的循環(huán)流動，取得曝氣和攪拌兩個作用。 溝中混合液流速約為0.3～0.6m/s，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)，BOD5去除率可以達到95%以上，污泥齡大于20d，還可達到部分脫氮除磷的目的。 氧化溝的幾種類型：Orbal(奧巴勒式)氧化溝；BMTS型氧化溝；卡羅塞式氧化溝；交替工作式氧化溝 11.純氧曝氣 以純氧代替空氣，可以提高生物處理的速度。純氧曝氣采用密閉的池子。曝氣時間較短，約1.5～3.0h，MLSS較高，約4000～8000mg/L。 純氧曝氣的缺點主要是純氧發(fā)生器容易出現(xiàn)故障，

8、裝置復雜，運轉(zhuǎn)管理較麻煩。進水中混入大量易揮發(fā)的碳氫化合物，容易引起爆炸。二氧化碳將使氣體中的二氧化碳分壓上升，溶解于溶液中，會導致pH值的下降，因而要適時排氣和進行pH值的調(diào)節(jié)。 12.吸附-生物降解工藝（AB法） A級以高負荷或超高負荷運行（污泥負荷＞2.0kgBOD5/kg MLSS·d），B級以低負荷運行（污泥負荷一般為0.1～0.3kgBOD5/kg MLSS·d），A級曝氣池停留時間短，30～60min，B級停留2～4h。 13.序批式活性污泥法（SBR法） SBR工藝的曝氣池，在流態(tài)上屬完全混合，在有機物降解上，是時間上的推流，有機物是隨著時間的推移而被降解的。 優(yōu)點

9、： （1）工藝系統(tǒng)組成簡單，不設二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無污泥回流設備； （2）耐沖擊負荷，無需設置調(diào)節(jié)池； （3）反應推動力大，易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì)； （4）運行操作靈活，通過適當調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達到脫氮磷的效果； （5）污泥沉淀性能好，SVI值較低，能有效地防止絲狀菌膨脹； （6）該工藝的各操作階段及各項運行指標可通過計算機加以控制，便于自控運行，易于維護管理。 CASS工藝（Cyclic Activated Sludge System） CASS在SBR池前部設置了預反應區(qū)作為生物選擇區(qū)，其后是主反應區(qū)，曝氣、沉淀、排水均在同一池子內(nèi)周期性循環(huán)進

10、行。生物選擇區(qū)與主反應區(qū)之間由隔墻隔開。預反應區(qū)有效容積約占CASS反應池總有效容積的15%～20%。 原水經(jīng)預處理后連續(xù)進入CASS池的前段預反應區(qū)，與池中的污泥充分混合，生物選擇區(qū)中基質(zhì)濃度較高，菌膠團細菌的比增殖速率比絲狀菌的比增殖速率大，從而菌膠團占優(yōu)勢，抑制了絲狀菌的生長和繁殖，有效的防止了污泥膨脹，提高了出水水質(zhì)和基質(zhì)降解速率。 主反應區(qū)下部，水流呈層流狀，不會擾動池中各水層，從而保證了出水水質(zhì)。CASS池采用可升降潷水器排水，其剩余污泥由設置在池內(nèi)底部的潛污泵排出。CASS池常采用水下曝氣機曝氣。 作業(yè)：P188：1、2、3 參考文獻：1.《環(huán)境工程學》（第二版），蔣展鵬

11、主編，高等教育出版社。 2.《水污染控制工程》，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。 題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：理解氣體傳遞原理；掌握曝氣設備方式及活性污泥法的三要素。 重點與難點：曝氣設備方式及活性污泥法的三要素。 教學手段和教學方法：多媒體 學時：2學時 教學基本內(nèi)容： 第四節(jié) 氣體傳遞原理和曝氣設備 構(gòu)成活性污泥法的三個要素： 一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；二是廢水中的有機物，它是處理對象，也是微生物的食料；三是溶解氧，沒有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存也不能發(fā)揮氧化分解作用。 1.曝氣過程的機理 五十年來

12、，已有若干傳質(zhì)理論用來解釋氣體傳遞的機理。但最簡單和最普遍使用的是lewis和Whitman在1924年提出的雙膜理論。 2. 氧氣轉(zhuǎn)移影響因素 （1）污水水質(zhì)；（2）水溫；（3）氧分壓 3.曝氣設備 曝氣作用：1 好氧微生物的需氧代謝 2 兼性微生物酶的好氧合成 3 混合液的攪拌作用（厭氧、缺氧池另加攪拌器） 曝氣方式：1.鼓風曝氣 2.機械曝氣：縱軸表面曝氣機、橫軸表面曝氣器 3.鼓風+機械曝氣系統(tǒng) 4. 其它：富氧曝氣、純氧曝氣 4.曝氣設備性能指標 1）氧轉(zhuǎn)移率，單位為mgO2/L·h；EL 2）充氧能力（或動力效率），即每消耗1kW·h動力能傳遞到水中

13、的氧量（或氧傳遞速率），單kgO2/kW·h；EP 3）氧利用率，通過鼓風曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧的百分比，單位為％。EA 參考文獻：1.《環(huán)境工程學》（第二版），蔣展鵬主編，高等教育出版社。 2.《水污染控制工程》，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。 題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：掌握曝氣池容積、剩余污泥量和需氧量的計算方法。 重點與難點：動力學負荷。 教學手段和教學方法：多媒體 學時：2學時 教學基本內(nèi)容： 第五節(jié) 去除有機污染物的活性污泥法過程設計 一、曝氣池容積設計計算——有機物負荷法 二、剩余污泥量的計算 Δ

14、X=aQ(S0- Se)-bVX 三、溶解氧的消耗 R0=a'Q(S0-Se) +b'VX 在進行生物脫氮工藝設計時，還要計算氨氮的耗氧量。這種情況下，需氧量計算應調(diào)整為：R0=a'Q(S0-Se) +b'VX+(64/14)(N0 -Ne) 作業(yè)： 1.城市污水處理廠流量Q=6000m3/d，進水BOD5=200mg/L，出水BOD5=25mg/L，曝氣池容積V=1000m3，MLSS=3000mg/L，MLVSS/MLSS=0.78，活性污泥合成系數(shù)a=0.4mgML

15、VSS/mgBOD5，活性污泥內(nèi)源代謝系數(shù)b=0.06d-1，計算該活性污泥系統(tǒng)泥齡θc？ 2.某城市污水設計流量Q=10000m3/d，進水BOD5=300mg/L，若用4座完全混合曝氣池，去除率90%。求每座曝氣池容積和曝氣池所需空氣量。取Ud=0.5kgBOD5/（kgMLVSS.d），MLSS=4000mg/L， MLVSS/MLSS=0.76，a’=0.6kgO2/kgBOD5，b’=0.11kgO2/（kgMLVSS.d），曝氣池氧的利用率為10%，空氣密度以1.2kg/m3，空氣中氧的含量以23%計算。 3.某較大城市處于北溫帶，四季分明，冬季較寒冷。擬建一污水

16、處理廠處理該城市新區(qū)排放量為100000m3/d的生活污水，已知經(jīng)調(diào)節(jié)、初沉后的 BOD5為180mg/L，根據(jù)同類型污水處理廠二沉池回流試驗得出回流比為0.6時較佳，此時相應的回流污泥濃度為8000 mgMLVSS/L，要求出水BOD5≤30mg/L。擬采用漸減曝氣活性污泥法工藝，初步?jīng)Q定曝氣池廊道有效水深寬深比為1：1，廊道長寬比為3：1，要求計算曝氣池負荷、曝氣池有效水深、剩余污泥量、泥齡、需氧量。 參考文獻：1.《環(huán)境工程學》（第二版），蔣展鵬主編，高等教育出版社。 2.《水污染控制工程》，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。 題目：第十二章 活性污泥法 目的與

17、要求：掌握脫氮的基本原理；理解其影響因素；掌握脫氮的主要工藝。 重點與難點：脫氮的基本原理。 教學手段和教學方法：多媒體 學時：2學時 教學基本內(nèi)容： 第六節(jié) 脫氮、除磷活性污泥法工藝及其設計 一、生物脫氮處理技術(shù) 廢水中的氮以有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮四種形式存在。生活污水中有機氮約占60%，氨氮約占40%，硝態(tài)氮含量極低。 氮的去除方法有化學法和生物法，其中化學法主要有吹脫法、折點加氯法、離子交換法。 1.化學法除氮 2.生物除氮 (1) 生物脫氮機理 生物脫氮是在微生物的作用下，將有機氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮的過程。其中包括硝化和反硝化兩個反應過程。 a

18、.硝化反應： 硝化反應是在好氧條件下，將NH4+轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-的過程。它包括兩個階段。 亞硝化階段：氨氮在亞硝酸菌作用下轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽； 硝化階段：亞硝酸鹽在硝酸菌的作用下轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。 硝化過程的影響因素： 溫度。適宜溫度20-30℃，低于15 ℃ ，反應速率下降，5 ℃幾乎完全停止。 pH值。硝化產(chǎn)生H+，為促進反應，pH值保持7-8。當pH值降到5-5.5時，硝化菌活 性就大大降低，硝化反應幾乎停止。 溶解氧。硝化過程需氧，在硝化反應的曝氣池內(nèi)，溶解氧含量不得低于1mg/L， 多數(shù)學者建議溶解氧應保持在1.2~2.0mg/l。 泥齡。硝化菌

19、是自養(yǎng)菌，其世代周期長（約3天），污泥齡應大于2倍的時代 周期長。 b.反硝化反應： 反硝化反應是在缺氧（無分子氧）的條件下，將硝化過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氣態(tài)氮(N2、N2O或NO)。 反硝化菌大多數(shù)都是兼性菌，在存在分子氧時，利用分子氧作為最終電子受體分解有機物；在無分子氧時，則利用NO3-或NO2- 中的N5+和N3+作為電子受體，O2-作為受氫體生成H2O和OH-堿度，有機物則作為碳源及電子供體提供能量并得到氧化穩(wěn)定。 反硝化過程的影響因素： 碳源。當廢水中BOD5/TKN＞3～5時，認為碳源充足，勿需另加碳源，當廢水中 BOD5/TKN＜3～5時，需另加碳源

20、，一般加甲醇。 溫度：最適宜溫度是20-40℃，低于15℃反硝化反應速率最低。 pH值。適宜值為6.5～7.5。 溶解氧：反硝化菌是兼性菌，反硝化過程在無氧條件下，利用NO3-或NO2- 中的氧進行呼吸，另外，反硝化菌體內(nèi)某些酶系統(tǒng)合成又需要氧分子，所以反硝化反應在缺氧狀態(tài)下進行，溶解氧不能大，同又不能為零，一般DO＜0.5mg/l。 （二）生物脫氮處理工藝 a. 三段生物脫氮工藝 b. Bardenpho生物脫氮工藝 c. A-O生物脫氮工藝 d.同時硝化反硝化技術(shù) 題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：掌握除磷的基本原理；理解其影響因素；掌握除磷的主要工藝。

21、 重點與難點：除磷的基本原理。 教學手段和教學方法：多媒體 學時：2學時 教學基本內(nèi)容： 二、生物脫磷處理技術(shù) 磷也是有機物中的一種主要元素，是僅次于氮的微生物生長的重要元素。 磷主要來自：人體排泄物以及合成洗滌劑、牲畜飼養(yǎng)場及含磷工業(yè)廢水。 危害：促進藻類等浮游生物的繁殖，破壞水體耗氧和復氧平衡，水質(zhì)迅速惡化，危害水 產(chǎn)資源。 污水中的磷以正磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機磷等形式溶解于水中。 （一）化學法除磷 通過投加鋁鹽、鐵鹽、石灰等化學藥劑反應生成不溶的沉淀物。 （二）生物脫磷機理 厭氧環(huán)境中：兼性菌通過發(fā)酵作用將溶解性BOD轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸VFA，為聚磷菌的釋磷提供

22、物質(zhì)基礎(chǔ)。聚磷菌將體內(nèi)的聚磷水解為正磷酸鹽釋放到胞外，同時利用水解產(chǎn)生的能量吸收水中的VFA合成儲能物質(zhì)PHB(聚β羥基丁酸)儲存在體內(nèi)，以維持自身的生存，這就是厭氧釋磷。 好氧環(huán)境中：聚磷菌將儲存于體內(nèi)的PHB進行好氧分解并釋出大量能量，用于超量攝取無水中的溶解性磷并合成聚磷酸鹽儲存于細胞內(nèi)，這就是好氧吸磷。 影響因素 （1）溶解氧 厭氧釋磷過程必須保持嚴格的厭氧狀態(tài)，一方面游離氧將作為最終電子受體而抑制厭氧細菌的釋磷，另一方面氧的存在影響了有機物的發(fā)酵產(chǎn)酸，減少了釋磷所需的脂肪酸VFA的量。在厭氧區(qū)中，溶解氧應小于0.2mg/L。 在好氧吸磷過程中，要保持充足的溶解氧，以滿足聚磷

23、菌充分吸磷的需要。一般好氧區(qū)中的溶解氧應控制在2.0mg/L以上。 （2）溫度 一般認為溫度在5～30℃范圍內(nèi)，生物除磷系統(tǒng)都能進行除磷，但溫度對厭氧釋磷和好氧吸磷的影響十分明顯。每升高10℃，釋磷速率幾乎增加一倍；在15～20℃的范圍內(nèi)好氧吸磷的速率達到最大。 （3）pH值 生物除磷過程適宜的pH值為7～8。在厭氧區(qū)中，如果pH值小于5.2，會造成細胞結(jié)構(gòu)和功能的損壞，細胞內(nèi)聚磷在酸性條件下被水解并快速釋放出來，但這種釋磷并不能導致隨后好氧區(qū)的過量吸磷，是無效釋磷。一般厭氧區(qū)的pH值在6～8范圍時釋磷都比較穩(wěn)定。 （4）硝態(tài)氮 厭氧區(qū)的聚磷菌主要以脂肪酸VFA為碳源完成聚磷的水解

24、和釋放，而VFA是由氣單胞菌經(jīng)發(fā)酵水解產(chǎn)生的，如果有硝態(tài)氮存在，氣單胞菌就不會產(chǎn)酸，聚磷菌所能獲得的VFA就減少。此外，氣單胞菌會利用硝態(tài)氮進行反硝化，消耗水中的碳源有機物，與聚磷菌形成了競爭。這對聚磷菌的厭氧釋磷是非常不利的，只有厭氧區(qū)的硝態(tài)氮濃度應在1.5mg/L以下，厭氧釋磷才能正常進行。 （5）有機負荷和有機基質(zhì)類型 較高的有機負荷對除磷比較有利，進水中有足夠的有機基質(zhì)提供給聚磷菌合成PHB儲存于胞內(nèi)，對厭氧釋磷是很重要的。一般認為，進水中BOD5/TP應大于20，才能獲得較好的除磷效果。 （6）污泥齡 生物除磷主要是通過排除剩余污泥實現(xiàn)的，因此泥齡的長短對除磷效果有直接的影響

25、。一般來說，泥齡越短，排放的污泥量就越多，除磷率就越高。因此除磷系統(tǒng)適宜采用較短的泥齡，一般為3.5～7天。 （三）生物脫磷處理工藝 1. A/O生物除磷工藝2. Phostrip除磷工藝 參考文獻：1.《環(huán)境工程學》（第二版），蔣展鵬主編，高等教育出版社。 2.《水污染控制工程》，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。 題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：理解脫氮和除磷之間的矛盾；掌握典型的脫氮除磷工藝。 重點與難點：脫氮和除磷之間的矛盾。 教學手段和教學方法：多媒體 學時：2學時 教學基本內(nèi)容： 三、同步脫氮除磷處理工藝 1.脫氮除磷之間的矛盾

26、(1) 泥齡 作為硝化過程的主體，硝化菌的突出特點是繁殖速率慢，世代期長。要在系統(tǒng)內(nèi)保持較高濃度的硝化菌，就要求在較長的泥齡下運行，一般控制在3～5d以上，甚至15～20d，較長的泥齡可增加系統(tǒng)的硝化能力，并減輕有毒物質(zhì)的抑制作用；反硝化菌是兼性菌，所需的泥齡主要取決于需要反硝化的硝酸鹽與可利用的BOD的比值，泥齡比硝化菌小的多。 聚磷菌多為世代期短的微生物，可以在較短的泥齡下正常生長，當溫度為22～24℃時，泥齡為3.1d，出水僅為0.4mg/L。此外，生物除磷的唯一渠道是排放剩余污泥，為保證除磷效果，就要求采用短的泥齡來增加排泥量，以取得高的除磷率。泥齡過長會使污泥發(fā)生“自溶”現(xiàn)象，即

27、污泥在好氧狀態(tài)下吸收的磷又重新釋放到水中。 (2) 碳源 碳是微生物生長需要量最大的營養(yǎng)元素。碳源主要消耗在釋磷、反硝化和異養(yǎng)菌正常代謝等方面。反硝化菌主要利用水中的碳源作為電子供體來還原硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮。一般認為， 當廢水中的BOD5/TKN之比在5～8時，可認為廢水中的碳源是足夠的。 聚磷菌主要利用進水中的VFA合成PHB儲存在細胞內(nèi)，以維持厭氧環(huán)境中自身的生存。研究表明，要求出水中磷含量＜1.0 mg/L，進水中的BOD5/TP應控制在20～30，或者進水中的BOD5/TP值至少要高于15，才能保證聚磷菌足夠的基質(zhì)需求而獲得良好的除磷效果。如果水中的碳源不足，釋磷和反硝化過程之間

28、必然存在著競爭，脫氮和除磷都受到影響。 (3) 硝酸鹽 厭氧釋磷區(qū)如果存在硝酸鹽，由于反硝化速率快于釋磷速率，反硝化菌先消耗易降解COD，聚磷菌難以獲得充足的有機物，會嚴重影響聚磷菌的釋磷效果。當厭氧區(qū)內(nèi)硝酸鹽濃度在1.5mg/L以上時，釋磷會受到抑制，影響后續(xù)好氧攝磷過程。當進水中易降解COD較少、污泥含磷量又不高時，硝酸鹽的存在甚至會導致聚磷菌的直接吸磷。 2.生物脫氮除磷工藝 a. A2/O生物脫氮除磷工藝 b. UCT工藝 c. MUCT工藝 d.改良A2/O工藝 e.倒置A2/O工藝 f.氧化溝工藝 g.SBR工藝 作業(yè)：P188：4、5、6 參考文獻：1.《

29、環(huán)境工程學》（第二版），蔣展鵬主編，高等教育出版社。 2.《水污染控制工程》，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。 題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：了解活性污泥的培養(yǎng)和馴化；掌握工藝運行中可能出現(xiàn)的問題及防范措施。 重點與難點：工藝運行中可能出現(xiàn)的問題及防范措施。 教學手段和教學方法：多媒體 學時：2學時 教學基本內(nèi)容： 第九節(jié) 活性污泥法處理系統(tǒng)的設計、運行與管理 （一）活性污泥的培養(yǎng)與馴化 具體步驟：將經(jīng)過過濾的濃糞便水投入曝氣池，再用生活污水或自來水稀釋至BOD約200-300mg/L左右后，進行連續(xù)曝氣。當水溫在15—20℃時，一

30、般經(jīng)過一周左右就會出現(xiàn)模糊的活性污泥的絨絮，在顯微鏡下可以看到一些菌膠團，而作為生活污水活性污泥所大量具有的鐘蟲、輪蟲等還不易找到。曝氣池混合液經(jīng)30分鐘沉淀后，澄清液仍較渾濁。但這樣的連續(xù)曝氣若干天后，需進行換水操作，以補充營養(yǎng)、排泄代謝產(chǎn)物。 1.間斷操作 當?shù)谝淮渭恿掀貧膺M行到出現(xiàn)活性污泥絨絮后，就可停止曝氣，使混合液靜止沉淀，1-2小時后排放澄清液，其量約占總體積的60-70%，然后往曝氣池內(nèi)投加新的生活污水或糞便水。并接著進行曝氣。如果混合液30分鐘的沉降比大于30%，則不需再有污泥增長，所以如投加生活污水，就不需添加糞便水，如投加自來水，則可加入少量糞便水，以增加營養(yǎng)。如混合液

31、的沉降比低于30%，則仍須投加較多的糞便水。在每次換水時，從停止曝氣、沉淀到重新曝氣，總的時間以不超過2小時為宜。將上述換水每天進行一次，并隨培養(yǎng)時間的延長，逐漸增加換水量。在水溫15-20℃時，約兩周左右，污泥即可培養(yǎng)成熟，如水溫低，所需時間將延長)。 2.連續(xù)操作 在第一次加料出現(xiàn)污泥絨絮后，就不斷地往曝氣池投加生活污水或自來水，添加糞便水的控制原則與間斷投配相同。往曝氣池內(nèi)投加的水量應保證池內(nèi)的水能每天更換一次，并隨著培養(yǎng)的進展逐漸加大水量，使在后期達到每天更換二次。在曝氣池出水進入二次沉淀池后不久(0.5-1小時)就立刻開始回流污泥，污泥的回流量可采用曝氣池進水量的50%。污泥的成

32、熟在15-20℃水溫時，也約需兩周。 （二）活性污泥的馴化 馴化方法：在進水中逐浙增加工業(yè)廢水的比例，或提高工業(yè)廢水的濃度，使微生物逐漸適應新的生活條件。開始時，工業(yè)廢水的加入量可以用曝氣池設計負荷的20-40%，達到較好的處理效率后，再按設計負荷的10—20%遞增，直至滿負荷為止。工業(yè)廢水中，如缺乏氮和磷以及其他一些微生物生長所需的養(yǎng)料，則應把這些物質(zhì)加入曝氣池。 在馴化過程中，能分解工業(yè)廢水的徽生物得到了發(fā)展，不能適應的徽生物則逐漸淘汰。 二、工藝運行中可能發(fā)生的問題及其防范措施 （一）污泥上浮 所謂污泥上浮是指在二沉池中的污泥隨出水流失，或污泥凝聚成塊浮起隨水漂走，影響出水水

33、質(zhì)的現(xiàn)象。 從操作管理方面考慮，二次沉淀池污泥上浮的原因主要有三種。污泥膨脹、污泥脫氮和污泥腐化。 1.污泥膨脹 污泥膨脹是指活性污泥的凝聚、沉降性能惡化，導致處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)渾濁的現(xiàn)象。 污泥膨脹主要是由于大量絲狀菌在污泥內(nèi)繁殖，使泥塊松散，密度降 低所致。其次，真菌的繁殖也會引起污泥膨脹。 與菌膠團比較，絲狀細菌和真菌生長時需要較多的碳素，對氧、磷，特別是 對溶解氧的要求較低。菌膠團需在溶解氧至少為0.5mg/L的環(huán)境中才能很好地生長，而真菌和絲狀菌在低于0.1mg/L的環(huán)境中，也能較好地生長。所以在氧量不足時，菌膠團將減少而絲狀菌、真菌則大量繁殖。 菌膠

34、團生長適宜 的pH范圍為6—8，而真菌則在pH為4.5-6.5之間生長良好，所以 pH稍低時，菌膠團生長將受到抑制，而真菌的數(shù)量則可能大大增加。 據(jù)一些城市污水廠的經(jīng)驗，水溫也是引起污泥膨脹的重要因素。他們發(fā)現(xiàn)絲 狀菌在高溫季節(jié)宜于生長繁殖，當夏季水溫在25℃以上時，常引起膨脹，而在水溫轉(zhuǎn)低時，膨脹的次數(shù)減少。 因此，廢水中如碳水化合物較多，溶解氧不足，缺乏氮、磷等養(yǎng)料，水溫越 高或pH越低等都容易引起污泥膨脹。 污泥膨脹預防措施：保證和維持進水的有機物濃度與供氧之間的適當比例關(guān)系；根據(jù)污泥的沉降比及曝氣池污泥濃度的要求嚴格控制排泥量和排泥時間。 在污泥膨脹是由于絲狀菌和真菌過度

35、繁殖所造成的場合，可采取以下的抑制措施：加強曝氣，使混合液中的DO不少于1-2 mg/L；對于以碳水化合物成分為主的工業(yè)廢水，通過人工補充適量的氮源或磷源，控制曝氣池中碳-氮或碳-磷的比例；氯處理，即向在回流污泥中投加漂白粉或液氯以消除絲狀細菌。加氯量可按干污泥的0.3-0.6%估計。(4)調(diào)整pH值。 此外，投加惰性物質(zhì)，如石棉粉末、硅藻土，黃泥等也有一定效果。 2.污泥的脫氮 防止由于脫氮而引起污泥上升的辦法： 增加污泥的回流量或及時排放污泥，以減少沉淀池中的污泥量及停留時間。 減少系統(tǒng)的曝氣量或縮短曝氣時間，以減弱曝氣池的硝化作用。 3.污泥腐化 （二）活性污泥不

36、增長或減少現(xiàn)象 主要原因是：污泥由于上浮而流失；污泥所需要的養(yǎng)料不足，包括廢水中有機物含量少。 解決的辦法是：提高沉淀效率，防止污泥流失；投入足夠的養(yǎng)料，包括進水水量；調(diào)整系統(tǒng)的曝氣量，使之與進入系統(tǒng)有機物量相對應，以使活性污泥獲得迅速增長。 （三）泡沫問題 控制泡沫的辦法有：用自來水或處理出水噴灑；投加除沫劑除沫劑，如機油，煤油等。 三、日常檢測項目 1.反映污泥情況的項目 (1) SV； (2) MLSS和MLVSS； (3) SVI； (4) 微生物觀察 2.反映污泥營養(yǎng)的項目 (1)氮； (2)磷 3.反映污泥客觀條件的項目 (1) 水溫； (

37、2) pH值；(3)溶解氧 4. 反映活性污泥處理效果的項目 (1) BOD5； (2) COD； (3) 有毒物質(zhì) 參考文獻：1.《環(huán)境工程學》（第二版），蔣展鵬主編，高等教育出版社。 2.《水污染控制工程》，王小文主編，煤炭工業(yè)出版社。 題目：第十二章 活性污泥法 目的與要求：掌握活性污泥法的基本流程及降解過程；掌握動力學負荷、剩余污泥量、需氧量的計算方法。 重點與難點：掌握動力學負荷、剩余污泥量、需氧量的計算方法。 教學手段和教學方法：多媒體 學時：2學時 教學基本內(nèi)容： 習題課 1.普通活性污泥法中處理系統(tǒng)中，采用污泥回流的目的是

38、 ，二沉池的作用是 。 2.某曝氣池混合液MLSS為3500mg/L，取1000mL在量筒中靜置30min后，下部的沉淀污泥體積為280mL，則其污泥沉降指數(shù)（SVI）為 ，判斷是否出現(xiàn)了污泥膨脹現(xiàn)象 。 3.活性污泥降解污水中有機物的過程分為 和 兩個階段。 4.活性污泥法中常用的曝氣方法有 和 兩種。 5.繪圖并簡述SBR法的工作過程，說明該工藝的優(yōu)點，及與普通活性污泥法的不同。 6.細菌生長

39、可劃分為幾個時期？哪一個時期凈化廢水的效果最好？為什么？ 7.什么是污水的可生化性？一般如何評價？ 8.構(gòu)成活性污泥法的三要素是什么？舉出五種活性污泥法的處理工藝。 9.用生物化學法處理廢水時微生物生長的條件有哪些？ 10.在活性污泥法基本流程中，活性污泥法由哪些部分組成，并說明每一部分的作用。 11.城市污水廠流量Q=6000m3/d，進水BOD5=200mg/L, NH4-N=30mg/L。出水BOD5=25mg/L曝氣池容積1000m3,MLVSS=3g/L，活性污泥合成系a=0.4(mgMLVSS/mgBOD5), 活性污泥內(nèi)源代謝系數(shù)b=0.06(d-1)，計算該活性污泥

40、系統(tǒng)泥齡θc(d)，并說明該活性污泥系統(tǒng)是否具有生物硝化功能，為什么？ 12.某完全混合曝氣池進水流量Q=20000m3/d，進水BOD5=260mg/L，出水BOD5=25mg/L, 曝氣池每日排放剩余污泥量MLVSS為2000kg,曝氣池體積5000m3，計算曝氣池所需要空氣量。 a=0.6,b=0.08d-1,a’=0.5,b’=0.1d-1,曝氣器氧的利用率為10%，空氣密度以1.2kg/m3，空氣中氧的含量以23%計算。 13.某曝氣池的負荷為0.3kg/kg·d，已知a=0.6，b=0.07，MLSS=3000mg/L，MLVSS/MLSS=0.8，去除率為90%，

41、求污泥的平均停留時間。 14.某完全混合曝氣池進水流量=20000m3/d，污水經(jīng)初沉池后BOD5=300mg/L，處理出水BOD5=25mg/L。已知曝氣池內(nèi)污泥濃度MLSS=4000mg/L，MLVSS/MLSS=0.75,污泥承受負荷U=0.3KgBOD5/(KgMLSS.d)，曝氣池的水力停留時間t= 6h，試用兩種方法計算曝氣池體積V，并計算曝氣池剩余污泥量△X及所需的空氣量（a=0.4KgMLVSS/KgBOD5，b=0.06d-1；a’=0.6KgO2/KgBOD5，b’=0.11 KgO2/(KgMLVSS.d)，曝氣器的利用率為10%，空氣密度為1.2Kg/m3，空氣中的氧含量為23.2%）。