第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 第3章水的生物化学处理方法(12学时) 本章教学内容: 废水处理的微生物学基础,活性污泥法,生物膜法,厌氧生物技术,污泥处 理技术 本章教学要求: (1)理解微生物处理废水的基本原理,掌握活性污泥法的原理与常用的几种工艺 流程,掌握生物膜法的原理与几种典型处理工艺;掌握厌氧生物处理技术的 机理与影响因素以及处理工艺; (2)熟悉污泥的性质和常见的处理技术。 本章教学重点: 活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理技术、污泥的处理 本章习题:P2901,2,3,5,7,13,14 3.1废水处理微生物学基础(2学时) 、废水处理中的微生物 净化污水的微生物主要有细菌、真菌、藻类、原生动物和小型的后生动物等。 从利用碳源的角度来说,可分为自养型微生物和异养型微生物 从利用氧气的角度来分,有好氧、厌氧和兼性三类 针对单细胞的细菌,从形体来分,有球菌、杆菌和螺旋菌三类。净化污水中, 微生物增长与递变的模式,祥教材205页。 微生物的生理学特性 生物酶与代谢过程祥教材206页。 三、细菌生长曲线及莫诺公式 活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的 必然结果,而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长 1、活性污泥的增殖曲线 内源呼吸 微生物增殖曲线 氧利用速率曲线 BOD降解曲线 0 时间 第1页
第 1 页 第 3 章 水的生物化学处理方法（12 学时） 本章教学内容： 废水处理的微生物学基础，活性污泥法，生物膜法，厌氧生物技术，污泥处 理技术 本章教学要求： (1) 理解微生物处理废水的基本原理，掌握活性污泥法的原理与常用的几种工艺 流程，掌握生物膜法的原理与几种典型处理工艺；掌握厌氧生物处理技术的 机理与影响因素以及处理工艺； (2) 熟悉污泥的性质和常见的处理技术。 本章教学重点： 活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理技术、污泥的处理 本章习题: P290 1, 2, 3, 5，7，13，14 3.1 废水处理微生物学基础（2 学时） 一、废水处理中的微生物 净化污水的微生物主要有细菌、真菌、藻类、原生动物和小型的后生动物等。 从利用碳源的角度来说，可分为自养型微生物和异养型微生物。 从利用氧气的角度来分，有好氧、厌氧和兼性三类。 针对单细胞的细菌，从形体来分，有球菌、杆菌和螺旋菌三类。净化污水中， 微生物增长与递变的模式，祥教材 205 页。 二、微生物的生理学特性 生物酶与代谢过程祥教材 206 页。 三、细菌生长曲线及莫诺公式 活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的 必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。 1、活性污泥的增殖曲线 对数增殖 减速增殖 内源呼吸 氧利用速率曲线 微生物增殖曲线 BOD 降解曲线 时间 Xa 0
第二炮兵工程学院{环境工程学》教案 注意:1)间歇静态培养;2)底物是一次投加;3)图中同时还表示了有机底物 降解和氧的消耗曲线 ①适应期: 是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种类等的一个 短暂的适应过程;经过适应期后,微生物从数量上可能没有增殖,但发生了一些 质的变化:a菌体体积有所增大;b酶系统也已做了相应调整;c产生了一些适 应新环境的变异;等等。BODs、COD等各项污染指标可能并无较大变化。 ②对数增长期: FM值高(∽2.2kg∞kgs:以),所以有机底物非常丰富,营养物质不是微生物 增殖的控制因素;微生物的增长速率与基质浓度无关,呈零级反应,它仅由微生 物本身所特有的最小世代时间所控制,即只受微生物自身的生理机能的限制:微 生物以最高速率对有机物进行摄取,也以最髙速率增殖,而合成新细胞:此时的 活性污泥具有很高的能量水平,其中的微生物活动能力很强,导致污泥质地松散, 不能形成较好的絮凝体,污泥的沉淀性能不佳;活性污泥的代谢速率极髙,需氧 量大:一般不采用此阶段作为运行工况,但也有采用的,如高负荷活性污泥法 ⑧减速增长期: FM值下降到一定水平后,有机底物的浓度成为微生物增殖的控制因素;微 生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比,为一级反应;有机底物的降解速率也 开始下降:微生物的增殖速率在逐渐下降,直至在本期的最后阶段下降为零,但 微生物的量还在增长;活性污泥的能量水平已下降,絮凝体开始形成,活性污泥 的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好;由于残存的有机物浓度较低,出水水质有较 大改善,并且整个系统运行稳定;一般来说,大多数活性污泥处理厂是将曝气池 的运行工况控制在这一范围内的 ④内源呼吸期: 内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率,因此从整体上来说,活性 污泥的量在减少,最终所有的活细胞将消亡,而仅残留下内源呼吸的残留物,而 这些物质多是难于降解的细胞壁等;污泥的无机化程度较髙,沉降性能良好,但 凝聚性较差;有机物基本消耗殆尽,处理水质良好:一般不用这一阶段作为运行 工况,但也有采用,如延时曝气法。 2、活性污泥增殖规律的应用: ①活性污泥的增殖状况,主要是由FM值所控制; ②处于不同增值期的活性污泥,其性能不同,出水水质也不同 ③通过调整FM值,可以调控曝气池的运行工况,达到不同的出水水质和 不同性质的活性污泥; ④活性污泥法的运行方式不同,其在增值曲线上所处位置也不同 3、有机物降解与微生物增殖: 活性污泥微生物增殖是微生物増殖和自身氧化(内源呼吸)两项作用的综合 结果 活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为: △x=aOS-bX 式中:AX=每日污泥增长量(Skgd;=Qnx 第2页
第 2 页 注意：1)间歇静态培养；2)底物是一次投加；3)图中同时还表示了有机底物 降解和氧的消耗曲线。 ① 适应期： 是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种类等的一个 短暂的适应过程；经过适应期后，微生物从数量上可能没有增殖，但发生了一些 质的变化：a.菌体体积有所增大；b.酶系统也已做了相应调整；c.产生了一些适 应新环境的变异；等等。BOD5、COD 等各项污染指标可能并无较大变化。 ② 对数增长期： F/M 值高(2.2 kgBOD5 / kgVSS d )，所以有机底物非常丰富，营养物质不是微生物 增殖的控制因素；微生物的增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，它仅由微生 物本身所特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身的生理机能的限制；微 生物以最高速率对有机物进行摄取，也以最高速率增殖，而合成新细胞；此时的 活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活动能力很强，导致污泥质地松散， 不能形成较好的絮凝体，污泥的沉淀性能不佳；活性污泥的代谢速率极高，需氧 量大；一般不采用此阶段作为运行工况，但也有采用的，如高负荷活性污泥法。 ③ 减速增长期： F/M 值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生物增殖的控制因素；微 生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比，为一级反应；有机底物的降解速率也 开始下降；微生物的增殖速率在逐渐下降，直至在本期的最后阶段下降为零，但 微生物的量还在增长；活性污泥的能量水平已下降，絮凝体开始形成，活性污泥 的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较 大改善，并且整个系统运行稳定；一般来说，大多数活性污泥处理厂是将曝气池 的运行工况控制在这一范围内的。 ④ 内源呼吸期： 内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率，因此从整体上来说，活性 污泥的量在减少，最终所有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物，而 这些物质多是难于降解的细胞壁等；污泥的无机化程度较高，沉降性能良好，但 凝聚性较差；有机物基本消耗殆尽，处理水质良好；一般不用这一阶段作为运行 工况，但也有采用，如延时曝气法。 2、活性污泥增殖规律的应用： ① 活性污泥的增殖状况，主要是由 F/M 值所控制； ② 处于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水质也不同； ③ 通过调整 F/M 值，可以调控曝气池的运行工况，达到不同的出水水质和 不同性质的活性污泥； ④ 活性污泥法的运行方式不同，其在增值曲线上所处位置也不同。 3、有机物降解与微生物增殖： 活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化(内源呼吸)两项作用的综合 结果， 活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为: aQSr bVXv x = − ; 式中: x = 每日污泥增长量( VSS ), kg / d ； Qw Xr = ；
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 Q—每日处理废水量(m2d) 一进水B0D浓度(kgB0D.m2或 mgBOD, S一出水BD浓度(4gB0D,m或 mgBOD) a,b—一经验值:对于生活污水活与之性质相近的工业废水,a=0.5~065 b=0.05~0.1 或试验值:通过试验获得。 4、有机物降解与需氧量: 活性污泥中的微生物在进行代谢活动时需要氧的供应,氧的主要作用有:① 将一部分有机物氧化分解;②对自身细胞的一部分物质进行自身氧化。 因此,活性污泥法中的需氧量: O2=aQS+b·X, 式中:O2—曝气池混合液的需氧量,kgO2/d; 代谢每kgB0D所需的氧量,kgO2k8B0Dd b-一每kg1SS每天进行自身氧化所需的氧量,kgO21kg1Sd。二者的取 值同样可以根据经验或试验来获得。 5活性污泥反应动力学基础 概述 研究目的{①研究反应速度和环境因素间的关系 ②对反应的机理进行研究,使反应进行控制 反应动力学方程式{米门方程式1913研究酶促反应速度 莫诺方程式1942 劳一麦方程式1970 莫诺方程式 1.基本方程式形式 提出人:莫诺时间:1942试验条件:纯种生物在单一底物的 培养基中 试验内容:研究微生物的增值速度与底物浓度间的关系 第3页
第 3 页 Q ——每日处理废水量( m / d 3 )； Sr = Si − Se ； i S ——进水 BOD5 浓度( 3 5 kgBOD / m 或 mgBOD /l 5 )； e S ——出水 BOD5 浓度( 3 5 kgBOD / m 或 mgBOD /l 5 )。 a, b ——经验值：对于生活污水活与之性质相近的工业废水， a = 0.5 ~ 0.65， b = 0.05 ~ 0.1 ；——或试验值：通过试验获得。 4、有机物降解与需氧量： 活性污泥中的微生物在进行代谢活动时需要氧的供应，氧的主要作用有：① 将一部分有机物氧化分解；② 对自身细胞的一部分物质进行自身氧化。 因此，活性污泥法中的需氧量: O a Q Sr b V Xv = ' + ' 2 式中： O2 ——曝气池混合液的需氧量， kgO2 / d ； a'——代谢每 5 kgBOD 所需的氧量， kgO2 / kgBOD5 d ； b'——每 kgVSS 每天进行自身氧化所需的氧量， kgO2 / kgVSS d 。二者的取 值同样可以根据经验或试验来获得。 5.活性污泥反应动力学基础 一． 概述 研究目的 {①研究反应速度和环境因素间的关系 ｛②对反应的机理进行研究，使反应进行控制 反应动力学方程式 {米门方程式 1913 研究酶促反应速度 {莫诺方程式 1942 ｛劳—麦方程式 1970 二． 莫诺方程式 １． 基本方程式形式 提出人：莫诺 时间: １９４２ 试验条件：纯种生物在单一底物的 培养基中 试验内容：研究微生物的增值速度与底物浓度间的关系
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 结果与米门方程式相同 μ=μS/(Ks+S)μ——比增值速度(单位生物量的增殖速度) S一有机底物的浓度 Ks一饱和常数当μ=1/2um时,有机底物的浓度 有机物比降解速度与底物浓度关系 V=VmaxS/(Ks+S) V=-(ds+dt)/x v=f(s) ds/dt=vm XS/(Ks+S)(2) 2.推论 (1)对于高底物浓度条件下S>Ks V=Vmax=k -ds/dt=vmax=k 结论:①在高底物浓度下,有机底物以最大速度进行降解,与有机底物浓 度无关,其降解速度只与污泥浓度有关。 ②低底物浓度,S<Ks V=VmaxS/Ks=k2S (3) s/dt=VmaxXS/Ks=k2SX 结论:在低底物浓度下,有机底物降解速度与有机底物浓度有关,且成 级反应(有机物多,无机物少) 由(4)得∫sds/dt=∫ok2xsdt S=Soe 3.莫诺方程式在曝气池中的应用 Q(Sa-Se)/v=-ds/dt Q (Sa-Se)/v=Nrv . ds/dt=Nrv (1)用来计算Nrv=ds/dt=Q(Sa-Se)/v=(Sa-Se)/t k2Xse=Q(Sa-Se)/v (2)计算Nrsk2Se=Q(Sa-Se)/xv=Nrs (3)计算有机物降解率n=(Sa-Se)/S=1-Se/S=k2xt/(1+kxt) 4.有关k的确定(图解法) 第4页
第 4 页 结果与米门方程式相同 μ=μmaxS/(Ks+S) μ---比增值速度（单位生物量的增殖速度） Ｓ―有机底物的浓度 Ｋs－饱和常数 当 μ=1/2μmax时，有机底物的浓度 有机物比降解速度与底物浓度关系 V=VmaxS/(Ks+S) (1) V=-(ds+dt)/x v=f(s) -ds/dt=vmaxXS/(Ks+S) (2) ２． 推论 （１）对于高底物浓度条件下 S>>Ks V=Vmax=k1 -ds/dt=vmaxx=k1x 结论：①在高底物浓度下，有机底物以最大速度进行降解，与有机底物浓 度无关，其降解速度只与污泥浓度有关。 ②低底物浓度，S<<Ks V=VmaxS/Ks=k2S (3) -ds/dt=VmaxXS/Ks=k2SX (4) 结论：在低底物浓度下，有机底物降解速度与有机底物浓度有关，且成一 级反应（有机物多，无机物少） 由（４）得 －∫s0 s ds/dt=∫0 t k2xsdt S=S0e -k2xt ３． 莫诺方程式在曝气池中的应用 Ｑ（Ｓa-Se）/v=-ds/dt Q(Sa-Se)/v=Nrv ∴ds/dt=Nrv (1)用来计算 Nrv=-ds/dt=Q(Sa-Se)/v=(Sa-Se)/t k2Xse=Q(Sa-Se)/v (2)计算Ｎrs k2Se=Q(Sa-Se)/xv=Nrs (3)计算有机物降解率 η=(Sa-Se)/S0=1-Se/S0=k2xt/(1+k2xt) ４． 有关 k2的确定（图解法）
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 Q(Sa-Se)/xv作纵轴Se-X斜率k2 经验数据0.0168-0.0281 劳一麦方程式 1.概念:(1)把污泥龄改名为生物固体平均停留时间 (2)提出单位底物利用率概念 2.基本方程式 (1)劳一麦第一方程式 1/Qc=Yg-Kd (2)劳一麦第二方程式v=q v=KS/Ks+S)→(ds/dt)a/x。=KS/(Ks+S 3.劳-麦方程式的推论及应用 ①Se-Qc关系 ②Xa-Q Xa=YQQc(Sa-Se)/t(1+dQc ④V与q的关系(ds/dt)u/Xa=kSe→Q(Sa-Se)/XaV=k2Se→ v=Q(Sa-Se)/k2XaSe 曝气池容积的计算方法 V=Q(Sa-Se)/NsX 2Nrs V=Q(Sa-Se)/NrsXv {③劳麦{v=YQQc(Sa-Se)/Xa(1+KdQc) ⑤两种产率 △X=YQ(Sa-Se)- KdvXy 合成产率微生物的净增值量 Yobs=Y/(1+KdQc) △X计算{△X=YQSa-Se)- KdvXy △X= Yobs(Sa-Se) 第5页
第 5 页 Q(Sa-Se)/xv 作纵轴 Se-X 斜率 k2 经验数据 0.0168---0.0281 三． 劳—麦方程式 １．概念： （１）把污泥龄改名为生物固体平均停留时间 （２）提出单位底物利用率概念 ２．基本方程式 （１）劳---麦第一方程式 １/Qc=Yq-Kd （２）劳 －麦第二方程式 v=q v=KS/(Ks+S) →(ds/dt)u/xa=KS/(Ks+S) ３．劳-麦方程式的推论及应用 ① Se—Qc 关系 ② Xa—Qc Xa=YQQc(Sa-Se)/t(1+KdQc) ③ R---Qc ④ V 与 q 的关系 (ds/dt)u/Xa=k2Se →Q(Sa-Se)/XaV=k2Se → v=Q(Sa-Se)/k2XaSe 曝气池容积的计算方法 {①Ns V=Q(Sa-Se)/NsX {②Nrs V=Q(Sa-Se)/NrsXv {③劳麦 {v=YQQc(Sa-Se)/Xa(1+KdQc) {v=Q(Sa-Se)/k2SeXa ⑤ 两种产率 △X=YQ（Sa-Se）-KdVXv 合成产率 微生物的净增值量 Yobs=Y/(1+KdQc) △ X 计算 {△X=YQ(Sa-Se)-KdVXv {△X=YobsQ(Sa-Se)
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 32好氧悬浮生长处理技术(4学时) 好氧悬浮生长生物处理工艺主要有以下几类:活性污泥法;曝气氧化塘;好 氧消化法:;高负荷氧化塘。这里重点介绍活性污泥法。 在当前污水处理技术领域中,活性污泥法是应用最为广泛的技术之一。活性 污泥法于1914年在英国曼彻斯特建成改进,特别是近几十年来,在对其生物反 应和净化机理进行深入研究探讨的基础上,活性污泥法在生物学、反应动力学的 理论方面以及在工艺方面都得到了长足的发展,出现了多种能够适应各种条件的 工艺流程,当前,活性污泥法已成为污水特别是有机性污水处理技术的主体技术。 、活性污泥法的基本原理 A、基本概念和工艺流程 (一)基本概念 1.活性污泥法:以活性污泥为主体的污水生物处理。 2.活性污泥:颜色呈黄褐色,有大量微生物组成,易于与水分离, 能使污水得到净化,澄清的絮凝体 (二)工艺原理 空气 二次\出水 进水 气泡 沉淀池 回流污泥 剩余污泥 1.气汹:作用:降解有机物(BOD3) 1)按混合液的流动形态推流式曝气池 完全混合式曝气池 循环混合式曝气池 2)平面形状 长方廊道形圆形正方形环状跑道形 3)按曝气方法 鼓风~机械~机械一鼓风 4)与二沉池的关系 合建式~分建式 2.二沉涵:作用:泥水分离。 3.气装置:作用于①充氧化②搅拌混合 鼓风曝气:从鼓风机中房或空气压缩机房送来的空气,经过设置 第6页
第 6 页 3.2 好氧悬浮生长处理技术（4 学时） 好氧悬浮生长生物处理工艺主要有以下几类：活性污泥法；曝气氧化塘；好 氧消化法；高负荷氧化塘。这里重点介绍活性污泥法。 在当前污水处理技术领域中，活性污泥法是应用最为广泛的技术之一。活性 污泥法于 1914 年在英国曼彻斯特建成改进，特别是近几十年来，在对其生物反 应和净化机理进行深入研究探讨的基础上，活性污泥法在生物学、反应动力学的 理论方面以及在工艺方面都得到了长足的发展，出现了多种能够适应各种条件的 工艺流程，当前，活性污泥法已成为污水特别是有机性污水处理技术的主体技术。 一、活性污泥法的基本原理 A、基本概念和工艺流程 （一）基本概念 1．活性污泥法：以活性污泥为主体的污水生物处理。 2．活性污泥：颜色呈黄褐色，有大量微生物组成，易于与水分离， 能使污水得到净化，澄清的絮凝体 （二）工艺原理 1．曝气池：作用：降解有机物（BOD5） 1)按混合液的流动形态 推流式曝气池 完全混合式曝气池 循环混合式曝气池 2)平面形状 长方廊道形 圆形 正方形 环状跑道形 3)按曝气方法 鼓风～ 机械～ 机械－鼓风～ 4)与二沉池的关系 合建式～分建式～ 2．二沉池：作用：泥水分离。 3．曝气装置：作用于①充氧化②搅拌混合 鼓风曝气：从鼓风机中房或空气压缩机房送来的空气，经过设置
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 在曝气池底的空气扩散装置,溶解于水中。 1)组成空压机(Or鼓风机)GS 系列连通管道 空气扩散装置 2)鼓风曝气过程 机械曝气:利用安装在池表面的机械曝气装置,将空气溶于水中 按传动轴的安装方向 竖轴(纵轴) 卧轴(横轴) 1.竖轴机械愚昧落后敢装置 传动轴与水面垂直,装有叶轮,叶轮上装有叶片 又称竖轴叶轮曝气机(表曝机) (1)泵型叶轮表曝机 最佳线速度4.5~5m/s 叶轮淹没深度≤4cm 目前国内已有系列产品,应用最广泛 (2)K型最佳线速度4cm 0~1cm←叶轮淹没深度 规定叶轮直径与曝气池直径之比为 (3)倒伞型 (4)平板型 2.卧轴式表曝机 传动轴与水面平行由传动轴和叶片组成 应用→转刷曝气器(曝气转刷),主要用于氧化沟 4.回流装置:作用:接种污泥 5.剩余污泥排放装置:作用:排除增长的污泥量,使曝气也内的 微生物量平衡 混合液:污水回流污泥和空气相互混合而形成的液体。 、活性污泥形态和活性污泥微生物 (三)形态: 1、外观形态:颜色黄褐色,絮绒状 2.特点:①颗粒大小:0.02-0.2mm②具有很大的表面积。③含水 第7页
第 7 页 在曝气池底的空气扩散装置，溶解于水中。 1)组成 空压机（Or 鼓风机） GS 一系列连通管道 空气扩散装置 2)鼓风曝气过程 机械曝气：利用安装在池表面的机械曝气装置，将空气溶于水中。 按传动轴的安装方向 竖轴（纵轴） 卧轴（横轴） 1. 竖轴机械愚昧落后敢装置 传动轴与水面垂直，装有叶轮，叶轮上装有叶片 又称竖轴叶轮曝气机（表曝机） （1）泵型叶轮表曝机 最佳线速度 4.5～5m/s 叶轮淹没深度≤4 ㎝ 目前国内已有系列产品，应用最广泛 （2）K 型 最佳线速度 4 ㎝ 0～1 ㎝←叶轮淹没深度 规定 叶轮直径与曝气池直径之比为 （３）倒伞型 （４）平板型 2.卧轴式表曝机 传动轴与水面平行 由传动轴和叶片组成 应用→转刷曝气器（曝气转刷）,主要用于氧化沟 4．回流装置：作用：接种污泥 5．剩余污泥排放装置： 作用：排除增长的污泥量，使曝气也内的 微生物量平衡。 混合液：污水回流污泥和空气相互混合而形成的液体。 B、活性污泥形态和活性污泥微生物 （三）形态： 1、外观形态：颜色黄褐色，絮绒状 2．特点：①颗粒大小：0.02－0.2mm ②具有很大的表面积。③含水
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 率>99%,C<1%固体物质。④比重1.002-1.006,比水略大,可以泥水分离 3.组成 有机物:{具有代谢功能,活性的微生物群体M 微生物内源代谢,自身氧化残留物M 源污水挟入的难生物降解惰性有机物M 无机物:全部有原污水挟入M1 (四)活性污泥微生物及其在活性污泥反应中作用 1.细菌:占大多数,生殖速率高,世代时间性20-30分钟; 2.真菌:丝状菌→污泥膨胀。 3.原生动物 鞭毛虫,肉足虫和纤毛虫。 作用:捕食游离细菌,使水进一步净化。 活性污泥培养初期:水质较差,游离细菌较多,鞭毛虫和肉足虫出现, 其中肉足虫占优势,接着游泳型纤毛虫到活到活性污泥成熟,出现带 柄固着纤毛虫。 ☆原生动物作为活性污泥处理系统的指示性生物。 4.后生动物:(主要指轮虫) 在活性污泥处理系统中很少出现。 作用:吞食原生动物,使水进一步净化。 存在完全氧化型的延时曝气补充中,后生动物是不质非常稳定的标 (五)活性污泥微生物的增殖和活性污泥增长 四个阶段 1.适应期(延迟期,调整期) 特点:细菌总量不变,但有质的变化 2.对数增殖期增殖旺盛期或等速増殖期) 细菌总数迅速增加,增殖表速率最大,增殖速率大于衰亡速率 3.减速增殖期(稳定期或平衡期) 细菌总数达最大,增殖速率等于衰亡速率。 第8页
第 8 页 率>99%,C<1%固体物质。④比重 1.002－1.006，比水略大，可以泥水分离。 3.组成： 有机物：{具有代谢功能，活性的微生物群体 Ma {微生物内源代谢，自身氧化残留物 Me {源污水挟入的难生物降解惰性有机物 Mi 无机物：全部有原污水挟入 Mii （四）活性污泥微生物及其在活性污泥反应中作用 1．细菌：占大多数，生殖速率高，世代时间性 20-30 分钟； 2．真菌：丝状菌→污泥膨胀。 3．原生动物 鞭毛虫，肉足虫和纤毛虫。 作用：捕食游离细菌，使水进一步净化。 活性污泥培养初期：水质较差，游离细菌较多，鞭毛虫和肉足虫出现， 其中肉足虫占优势，接着游泳型纤毛虫到活到活性污泥成熟，出现带 柄固着纤毛虫。 ☆ 原生动物作为活性污泥处理系统的指示性生物。 4．后生动物：（主要指轮虫） 在活性污泥处理系统中很少出现。 作用：吞食原生动物，使水进一步净化。 存在完全氧化型的延时曝气补充中，后生动物是不质非常稳定的标 志。 （五）活性污泥微生物的增殖和活性污泥增长 四个阶段： 1．适应期（延迟期，调整期） 特点：细菌总量不变，但有质的变化 2．对数增殖期增殖旺盛期或等速增殖期） 细菌总数迅速增加，增殖表速率最大，增殖速率大于衰亡速率。 3．减速增殖期（稳定期或平衡期） 细菌总数达最大，增殖速率等于衰亡速率
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 4.内源呼吸期:(衰亡期) 细菌总数不断减小,增殖速率小于衷亡速率,微生物的增殖要受到 有机物含量的控制 (六)活性污泥絮凝体形成 菌胶团:P99细菌集团MLSS 原理:活性絮凝体的形成与曝气池内的能含量有关 ☆能含量:曝气池内的有机物量与微生物量的比值,用F/M表示。 有机物F小,FM小,能含量低,处于内源呼吸期,有利于絮凝体形 成 F大,FM大,1/2m2大,引力小不易结合。 F小,FM小,V↓,易结合成小的菌胶团→生物絮凝体 Ma +Me+M Mii C、影响活性污泥增长的因素 1.营养物质平衡:CNP之比例 碳源N源无机盐类 C→BOD≥l00m/L城市污水满足对某些工业废水,C低,补充碳源 N:生活污水满足 对某些废水,N不足。(尿素,(NH4)2SO Na3 POx-K3PO4 C:N:P=100:5:1 2.DO:{过低:微生物生理活动不能正常进行,处理效果差 {过高:①有机物降解过快,微生物因缺营养而死亡②耗能过大经 济浪费 曝气池出口处D02ng/L(局部区域进水口处较低,不宜低于1mg/L) 3.PH6.5—8.5偏碱 PH》〉8.5粘性物质破坏→活性污泥结构破坏 PHK6.5:分子结构有变化 4.水温:{低温细菌 {中温细菌般化10℃-45℃污水中草药15℃-35℃ {高温细菌 丶对常年或半年处于低温地区,曝气池建在 第9页
第 9 页 4．内源呼吸期：（衰亡期） 细菌总数不断减小，增殖速率小于衷亡速率，微生物的增殖要受到 有机物含量的控制。 （六）活性污泥絮凝体形成 菌胶团：P99 细菌集团 MLSS 原理：活性絮凝体的形成与曝气池内的能含量有关 ☆ 能含量：曝气池内的有机物量与微生物量的比值，用 F/M 表示。 有机物 F 小，F/M 小，能含量低，处于内源呼吸期，有利于絮凝体形 成。 F 大，F/M 大，1/2mv 2大，引力小不易结合。 F 小，F/M 小，V↓，易结合成小的菌胶团→生物絮凝体。 Ma+Me+Mi+Mii C、影响活性污泥增长的因素 1．营养物质平衡： C N P 之比例 碳源 N 源 无机盐类 C→BOD5≥100m3/L 城市污水满足对某些工业废水，C 低，补充碳源 N：生活污水满足 对某些废水，N 不足。（尿素，（NH4）2SO4 Na3PO4-K3PO4 C:N:P=100:5:1 2．DO：{过低：微生物生理活动不能正常进行，处理效果差 {过高：①有机物降解过快，微生物因缺营养而死亡②耗能过大经 济浪费 曝气池出口处 DO 2mg/L(局部区域进水口处较低，不宜低于 1mg/L) 3．PH 6.5—8.5 偏碱 PH> 8.5 粘性物质破坏→活性污泥结构破坏 PH<6.5:分子结构有变化 4.水温:{低温细菌 {中温细菌 一般化 10℃--45℃ 污水中草药 15℃--35℃ {高温细菌 ↘对常年或半年处于低温地区,曝气池建在
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 室内,建在室外要有保温措施 5.有毒物质→对微生物抑制和毒害作用 重金属离子CN酚S D、性能及其评价指标 (1)混合液悬浮固体(MLSS)浓度 又称混合液污泥浓度,它表示的是混合液中的活性污泥的浓度,即在单位容 积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量,即 MLSS Ma+ Me Mi+ mii 表示单位为mg/L混合液,但也使用g/混合液、gm3混合液或kg/m3混合液 由于测定方法比较简便,在工程式上往往用本项指标表示活性微生物数量的 相对值 (2)混合液挥发性悬浮固体( MLVSS)浓度 本项指标指混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度,以重量表示,即: MLVSS= Ma+ Me + mi 本项指标能够比较准确地表示活性污泥活性部分的数量。但是,其中还包括 Me、Mi等2项非活性的微生物降解的有机物质。也不能说是表示活性污泥微生 物数量的最理想指标,它表示的仍然是活性污泥数量的相对数值。 在一般情况下, MLVSS∧MLSS的比值比较固定,对于生活污水,常为0.75 左右。 (3)污泥沉降比(SV%) 又称3min沉淀率。混合液在量筒内静置3omi后所形成沉淀污泥的容积占 原混合液容积的百分率,以%表示。 污泥沉降比能够反映反应器-曝气池正常运行时的污泥量,可用于控制剩余 污泥的排放量,还能够通过它及早发现污泥膨胀等异常现象的发生。污泥沉降比 测定方法比较简单,且能说明问题,应用广泛,是评定活性污泥质量的重要指标 这定 (4)污泥体积指数(污泥指数)(SVI 本项指标的物理意义是曝气池出口处混合液经30min静沉后,每克干污泥所 形成的沉淀污泥所占的容积,以mL计。其计算式为 SⅥI=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(mL)/MLSs(g/L) SⅥI值的表示单位为mL/g,但一般都只称数字,把单位简化。 SⅥI值能够反映出活性污泥的凝聚、沉淀性能,一般以介于70~100之间为 宜,SⅥI值过低,说明泥粒细小,无机物含量髙,缺乏活性;过髙,说明污泥沉 降性能不好,并且已有产生膨胀现象的可能。 (5)污泥负荷率 影响活性污泥法处理效果的另一个重要因素是有机底物量(F)与微生物量(M)的比 值FM,该比值通常是以BOD-污泥负荷率(N3)来表示,即 第10页
第 10 页 室内,建在室外要有保温措施. 5.有毒物质 → 对微生物抑制和毒害作用 重金属离子 CN- 酚 S 2- D、性能及其评价指标 (1) 混合液悬浮固体（MLSS）浓度 又称混合液污泥浓度，它表示的是混合液中的活性污泥的浓度，即在单位容 积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量，即： MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 表示单位为 mg/L 混合液，但也使用 g/L 混合液、g/m3 混合液或 kg/m3 混合液。 由于测定方法比较简便，在工程式上往往用本项指标表示活性微生物数量的 相对值。 (2) 混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）浓度 本项指标指混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度，以重量表示，即： MLVSS = Ma + Me + Mi 本项指标能够比较准确地表示活性污泥活性部分的数量。但是，其中还包括 Me、Mi 等 2 项非活性的微生物降解的有机物质。也不能说是表示活性污泥微生 物数量的最理想指标，它表示的仍然是活性污泥数量的相对数值。 在一般情况下，MLVSS/MLSS 的比值比较固定，对于生活污水，常为 0.75 左右。 (3) 污泥沉降比（SV%） 又称 30min 沉淀率。混合液在量筒内静置 30min 后所形成沉淀污泥的容积占 原混合液容积的百分率，以%表示。 污泥沉降比能够反映反应器-曝气池正常运行时的污泥量，可用于控制剩余 污泥的排放量，还能够通过它及早发现污泥膨胀等异常现象的发生。污泥沉降比 测定方法比较简单，且能说明问题，应用广泛，是评定活性污泥质量的重要指标 这定。 (4) 污泥体积指数（污泥指数）（SVI） 本项指标的物理意义是曝气池出口处混合液经 30min 静沉后，每克干污泥所 形成的沉淀污泥所占的容积，以 mL 计。其计算式为： 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（mL/L）/ MLSS（g/L） SVI 值的表示单位为 mL/g，但一般都只称数字，把单位简化。 SVI 值能够反映出活性污泥的凝聚、沉淀性能，一般以介于 70~100 之间为 宜，SVI 值过低，说明泥粒细小，无机物含量高，缺乏活性；过高，说明污泥沉 降性能不好，并且已有产生膨胀现象的可能。 (5) 污泥负荷率 影响活性污泥法处理效果的另一个重要因素是有机底物量（F）与微生物量（M）的比 值 F/M，该比值通常是以 BOD-污泥负荷率（Ns）来表示，即：