1、5.15.1廢水好氧生物處理的基本理論廢水好氧生物處理的基本理論5.1.1 5.1.1 污水中的微生物污水中的微生物（1 1）以好氧細菌為主，也存在真菌、原生動）以好氧細菌為主，也存在真菌、原生動物和后生動物等組成相對穩定的生態系。物和后生動物等組成相對穩定的生態系。（2 2）污水中有機物的成分決定優勢菌屬。）污水中有機物的成分決定優勢菌屬。主要有動膠桿菌屬、假單胞菌屬、產堿桿菌屬主要有動膠桿菌屬、假單胞菌屬、產堿桿菌屬、黃桿菌屬及大腸桿菌等。、黃桿菌屬及大腸桿菌等。 5.1.1 5.1.1 污水中的微生物污水中的微生物（3 3）真菌主要是霉菌，一種絲狀真菌，但大量）真菌主要是霉菌，一種絲狀真

2、菌，但大量繁殖可能導致污泥膨脹。繁殖可能導致污泥膨脹。（4 4）原生動物有肉足蟲、鞭毛蟲和纖毛蟲，）原生動物有肉足蟲、鞭毛蟲和纖毛蟲，主要捕食對象是細菌。主要捕食對象是細菌。（5 5）后生動物）后生動物 一般不出現，僅在水質優異的完全氧化型活一般不出現，僅在水質優異的完全氧化型活性污泥系統中出現，是水質非常穩定的標志。性污泥系統中出現，是水質非常穩定的標志。絲狀菌絲狀菌線蟲線蟲 游仆蟲游仆蟲 輪蟲電鏡輪蟲電鏡微生物的營養關系微生物的營養關系5.1.2 5.1.2 微生物的代謝與污水的生物處理微生物的代謝與污水的生物處理（一）微生物的新陳代謝（一）微生物的新陳代謝 新陳代謝：微生物不斷從外界環境

3、中攝新陳代謝：微生物不斷從外界環境中攝取營養物質，通過生物酶催化的復雜生取營養物質，通過生物酶催化的復雜生化反應，在體內不斷進行物質轉化和交化反應，在體內不斷進行物質轉化和交換的過程。換的過程。5.1.2 5.1.2 微生物的代謝與污水的生物微生物的代謝與污水的生物處理處理5.1.2 5.1.2 微生物的代謝與污水的生物微生物的代謝與污水的生物處理處理根據受氫體根據受氫體和電子受體和電子受體的不同分為的不同分為：好氧分解代謝好氧分解代謝v好氧呼吸是營養物質進入好氧微生物細胞后，好氧呼吸是營養物質進入好氧微生物細胞后，通過一系列氧化還原反應獲得能量的過程。通過一系列氧化還原反應獲得能量的過程。v

4、好氧呼吸過程實質上是脫氫和氧活化相結合的好氧呼吸過程實質上是脫氫和氧活化相結合的過程。在這過程中同時放出能量過程。在這過程中同時放出能量。5.1.2 5.1.2 微生物的代謝與污水的生物微生物的代謝與污水的生物處理處理好氧分解代謝好氧分解代謝例如：化能自養微生物例如：化能自養微生物大型污水溝道存在該式所示的生化反應：大型污水溝道存在該式所示的生化反應：生物脫氮工藝中的生物硝化過程：生物脫氮工藝中的生物硝化過程：5.1.2 5.1.2 微生物的代謝與污水的生物微生物的代謝與污水的生物處理處理 好氧分解代謝好氧分解代謝 例如：例如：異養型微生物異養型微生物 以有機物為底物，其終點產物為二氧化碳、氨

5、以有機物為底物，其終點產物為二氧化碳、氨和水等無機物，同時放出能量。如下式所示和水等無機物，同時放出能量。如下式所示：5.1.2.2 5.1.2.2 污水的生物處理污水的生物處理v 好氧生物處理是在有游離氧存在的條件下，好氧微生物好氧生物處理是在有游離氧存在的條件下，好氧微生物降解有機物，使其穩定、無害化的方法。降解有機物，使其穩定、無害化的方法。v 最終過程：有機物被微生物攝取后，通過代謝活動，約最終過程：有機物被微生物攝取后，通過代謝活動，約有三分之一被分解、穩定，并提供其生理活動所需的能有三分之一被分解、穩定，并提供其生理活動所需的能量；約有三分之二被轉化，合成為新的原生質，進行微量；約

6、有三分之二被轉化，合成為新的原生質，進行微生物自身生長繁殖。生物自身生長繁殖。生物處理方法分類生物處理方法分類5.1.3 5.1.3 微生物生長條件和生長規律微生物生長條件和生長規律5.1.3.15.1.3.1微生物的生長條件微生物的生長條件1 1、溶解氧、溶解氧廢水中的溶解氧應在廢水中的溶解氧應在0.30.32mg/L2mg/L之間，此時之間，此時好氧菌和兼性菌都能進行好氧呼吸。好氧菌和兼性菌都能進行好氧呼吸。2 2、pHpH值值對好氧的處理，對好氧的處理，pHpH值應在值應在6 69 9之間。之間。3 3、溫度、溫度水溫在2040之間最為合適。4 4、微生物生、微生物生長必須的營養長必須的

7、營養由生物的組成可知所需的營養包括碳、氮、磷、硫以及微量的鉀、鈣、鎂、鐵等和維生素。多數重金屬，如鋅、銅、鉛、鉻等均含毒性，不利于微生物的成活。但如逐步提高有毒物質的濃度，則有可能在一定程度上，使其適應新環境，而提高處理效率。6 6、進水有機、進水有機物的濃度物的濃度進水進水BODBOD5 5濃度一般在濃度一般在100100600mg/L600mg/L。7 7、廢水的、廢水的可生化性可生化性廢水的可生化性一般用廢水的可生化性一般用BODBOD5 5/COD/COD值表示。當值表示。當BODBOD5 5/COD/COD0.50.5，采用生物處理效果明顯；，采用生物處理效果明顯；BODBOD5 5

8、/COD/COD0.40.4，則不宜采用生物法處理。，則不宜采用生物法處理。5 5、毒性物、毒性物質質5.1.3.2 5.1.3.2 微生物的生長規律微生物的生長規律按微生物生長速率，其生長可分為四個生長期按微生物生長速率，其生長可分為四個生長期停滯期（調整期）；對數期（生長旺盛期）停滯期（調整期）；對數期（生長旺盛期）靜止期（平衡期）；衰老期（衰亡期）靜止期（平衡期）；衰老期（衰亡期） 對數期對數期 減速增長期減速增長期 內源呼吸期內源呼吸期污泥濃度污泥濃度氧利用率氧利用率BOD濃度濃度時間時間量5.1.5.1.4 4 污水的生化性污水的生化性5.1.5.1.4.1 4.1 可生化性的評價可

9、生化性的評價（1 1）評價方法評價方法BODBOD5 5/COD/COD0.30.450.45可生化性可生化性難生化難生化可生化可生化易生化易生化5.1.5.1.4.1 4.1 可生化性的評價可生化性的評價（2 2）注意事項注意事項 固體有機物固體有機物 無機還原性物質無機還原性物質 特殊有機物特殊有機物 BODBOD5 5/TOD/TOD 接種微生物的馴化接種微生物的馴化 水樣稀釋水樣稀釋5.1.5.1.4.2 4.2 改善可生化性的途徑改善可生化性的途徑（1 1）調節營養比）調節營養比（2 2）調節）調節pHpH值值調節池調節進水調節池調節進水pHpH值值酸堿中和調節進水酸堿中和調節進水p

10、HpH值值用堿性物質控制反應混合物的用堿性物質控制反應混合物的pHpH值值改進有機負荷控制反應混合液的改進有機負荷控制反應混合液的pHpH值值（3 3）預處理）預處理5.2 5.2 污水的好氧處理污水的好氧處理5.2.15.2.1活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理 （1 1）活性污泥）活性污泥v 生活污水曝氣一段時間后，污水中即形生活污水曝氣一段時間后，污水中即形成一種絮凝體，主要由大量微生物群體所成一種絮凝體，主要由大量微生物群體所構成，它易于沉淀分離，并使污水得到澄構成，它易于沉淀分離，并使污水得到澄清，稱之為活性污泥。清，稱之為活性污泥。v 含有大量微生物，外觀黃褐色絮絨顆粒含有大

11、量微生物，外觀黃褐色絮絨顆粒狀，有較大的比表面積，含水率狀，有較大的比表面積，含水率9999。 就是以含于就是以含于廢水中的有機污廢水中的有機污染物為培養基，染物為培養基，在有溶解氧的條在有溶解氧的條件下，連續地培件下，連續地培養活性污泥，再養活性污泥，再利用其吸附凝聚利用其吸附凝聚和氧化分解作用和氧化分解作用凈化廢水中的有凈化廢水中的有機污染物。機污染物。5.2.15.2.1活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理細菌：主要組成部分，細菌：主要組成部分，1 1mlml正常污泥中含細正常污泥中含細菌菌10107 710108 8個，是有機污染物的分解者。個，是有機污染物的分解者。真菌：絲狀菌出

12、現異常增殖會污泥膨脹。真菌：絲狀菌出現異常增殖會污泥膨脹。 原生動物：指示性生物，是首次捕食者。原生動物：指示性生物，是首次捕食者。 后生動物：僅在完全氧化型污泥系統出現。后生動物：僅在完全氧化型污泥系統出現。菌膠團：細菌及莢膜組成的絮凝體狀團粒菌膠團：細菌及莢膜組成的絮凝體狀團粒。活性污泥外觀一、活性污泥法的原理一、活性污泥法的原理（1 1）組成）組成 好氧微生物好氧微生物和兼性厭氧微生和兼性厭氧微生物物( (兼有少量的厭兼有少量的厭氧微生物氧微生物) )與其上與其上吸附的有機的和吸附的有機的和無機的固體雜質無機的固體雜質組成。組成。（2 2）好氧活性污泥的）好氧活性污泥的性質性質 顏色以顏

13、色以為佳為佳 黑黑色說明厭氧、白色說明無機色說明厭氧、白色說明無機物過多物過多 含水率在含水率在9999左右左右 密密度為度為1 100210021006 006 大小為大小為0 00200202mm 2mm 比比表面積為表面積為20100cm220100cm2mlml之之間間 弱酸性弱酸性(pH(pH約為約為6 67) 7) 當當進水改變時，對進水進水改變時，對進水pHpH的變的變化有一定的承受能力。化有一定的承受能力。固著型纖毛蟲固著型纖毛蟲原生動物原生動物絲狀細菌絲狀細菌 絲狀細菌膨脹絲狀細菌膨脹3.3.活性污泥去除有機物的過程活性污泥去除有機物的過程主要包括三個階段主要包括三個階段（1

14、 1）吸附階段）吸附階段 污水中的污染物與活性污泥微生物充分接觸過程中，被具有巨大比表面積（可達200010000m2/m3）且表面有多糖類粘性物質的活性污泥微生物所吸附及粘連，從而使污水得到凈化。（2 2）氧化階段）氧化階段 活性污泥在有氧條件下，以吸附及吸收的一部分有機物為營養，進行細胞合成，以另一部分進行分解代謝，并釋放能量。（3 3）絮凝體的形成）絮凝體的形成與凝聚沉淀階段與凝聚沉淀階段 氧化階段合成的菌體絮凝形成絮凝體，通過重力沉淀從水中分離出來，使水得到凈化。5.2.15.2.1活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理 （2 2）活性污泥法的基本流程）活性污泥法的基本流程 由由曝氣

15、池、沉淀池，污泥回流，剩余污泥排曝氣池、沉淀池，污泥回流，剩余污泥排除系統除系統組成。組成。剩余污泥剩余污泥增殖的量，保持穩定運行需排除。增殖的量，保持穩定運行需排除。二沉池二沉池完成泥水分離。完成泥水分離。曝氣系統曝氣系統供氧，攪拌。供氧，攪拌。曝氣池曝氣池完成生物處理完成生物處理。 5.2.15.2.1活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理 （3 3）活性污泥法的凈化過程活性污泥法的凈化過程 吸附階段吸附階段污水和污泥開始接觸的污水和污泥開始接觸的5 51010minmin內，內，BODBOD去除率很高，有機物被吸附到活性污泥上。去除率很高，有機物被吸附到活性污泥上。與吸附量成正比的因素

16、：污染物的狀態與吸附量成正比的因素：污染物的狀態（包括污泥比表面積，表面有多糖類粘性物質，有包括污泥比表面積，表面有多糖類粘性物質，有機物處于懸浮和膠體狀態相對量。機物處于懸浮和膠體狀態相對量。) )5.2.15.2.1活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理穩定階段穩定階段微生物以污水中的有機物作為營養，合成新微生物以污水中的有機物作為營養，合成新的細胞物質，并進行分解代謝獲得合成新細的細胞物質，并進行分解代謝獲得合成新細胞所需能量，最終形成胞所需能量，最終形成COCO2 2和和H H2 2O O等物質。等物質。混凝階段混凝階段為了菌體和水分離，現多采用重力沉降法。為了菌體和水分離，現多采用

17、重力沉降法。絮凝體的形成是通過絲狀細菌來實現的。絮凝體的形成是通過絲狀細菌來實現的。5.2.15.2.1活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理（3 3）活性污泥法的性能指標及設計運行參數）活性污泥法的性能指標及設計運行參數污泥濃度污泥濃度v混合液懸浮固體混合液懸浮固體( ( MLSS) MLSS) 指單位體積混合液中干固體的含量，它是計量曝指單位體積混合液中干固體的含量，它是計量曝氣池中活性污泥數量多少的指標。單位為氣池中活性污泥數量多少的指標。單位為mg/Lmg/L，g/g/和和kg/m3kg/m3，也稱混合液污泥濃度（用也稱混合液污泥濃度（用X X表示）。表示）。v混合液揮發性懸浮固體混

18、合液揮發性懸浮固體 ( MLVSS) 指混合液內有機物含量，更精確代表活性污泥中 微生物的數量mg/L ，g/L或kg/m3（3 3）活性污泥法的性能指標及設）活性污泥法的性能指標及設計運行參數計運行參數 污泥沉降比污泥沉降比( (SV)SV) 指曝氣池混合液在指曝氣池混合液在l00mLl00mL量筒中，量筒中，靜置沉降靜置沉降3030minmin后，沉降污泥所占的體后，沉降污泥所占的體積與混合液總體積之比的百分數。積與混合液總體積之比的百分數。正常的活性污泥在沉降正常的活性污泥在沉降3030minmin后，接近它的最大密后，接近它的最大密度，用于控制剩余污泥的排放。度，用于控制剩余污泥的排放

19、。v 它還能及時反映出污泥膨脹等異常情況。它還能及時反映出污泥膨脹等異常情況。v 測定比較簡單，是評定污泥的重要指標之一測定比較簡單，是評定污泥的重要指標之一。（3 3）活性污泥法的性能指標及設活性污泥法的性能指標及設計運行參數計運行參數污泥體積指數污泥體積指數 ( ( SVI) SVI) 指曝氣池出口處混合液，經指曝氣池出口處混合液，經3030minmin靜靜置沉降后，沉降污泥體積中置沉降后，沉降污泥體積中1 1g g干污泥所占的干污泥所占的容積的毫升數，單位為容積的毫升數，單位為mL/gmL/g，一般不標出。一般不標出。它與污泥沉降比有如下關系：SVI=SV/ MLSS一般控制SVI為50

20、150之間較好。（3 3）活性污泥法的性能指標及）活性污泥法的性能指標及設計運行參數設計運行參數泥齡（泥齡（sludge age)sludge age)池中工作著的活性污泥總量與每日排放的污池中工作著的活性污泥總量與每日排放的污泥量之比，單位是泥量之比，單位是d d。 污泥齡也就是新增長的污泥在曝氣池中平均停留污泥齡也就是新增長的污泥在曝氣池中平均停留時間，或污泥增長一倍平均所需要的時間。時間，或污泥增長一倍平均所需要的時間。 也稱固體平均停留時間或細胞平均停留時間也稱固體平均停留時間或細胞平均停留時間 。 污泥齡是影響活性污泥處理效果的重要參數污泥齡是影響活性污泥處理效果的重要參數。污污 泥

21、泥 回回 流流 污泥回流的目的就是在不增加曝氣池體污泥回流的目的就是在不增加曝氣池體積的條件下增加積的條件下增加q qc c 來增加去除率的。來增加去除率的。 如果沒有污泥回流，則有如果沒有污泥回流，則有q qc cq q V/QV/Q，要想提高去除率，就要增加要想提高去除率，就要增加q qc c，此時要么增，此時要么增加曝氣池的體積，要么減少處理量。加曝氣池的體積，要么減少處理量。 有回流時有回流時q qV/QV/Q，q qc cV/V/Q Qw w，要想增加，要想增加q qc c 只要改變只要改變Q QW W即可，即調整即可，即調整Q QW W來改變去除率。來改變去除率。5.2.25.2.

22、2活性污泥法的運行方式活性污泥法的運行方式 5.2.2.1 5.2.2.1 推流式活性污泥法推流式活性污泥法 推流式活性污泥曝氣池有若干個狹推流式活性污泥曝氣池有若干個狹長的流槽，廢水從一端進入，在曝氣的長的流槽，廢水從一端進入，在曝氣的作用下，以螺旋方式推進，流經整個曝作用下，以螺旋方式推進，流經整個曝氣池，至池的另一端流出，隨著水流的氣池，至池的另一端流出，隨著水流的過程，污染物被降解。過程，污染物被降解。 出水推流式活性污泥法的特點：推流式活性污泥法的特點：（a a）污染物濃度自池首至池尾是逐漸下污染物濃度自池首至池尾是逐漸下降，降， 存在濃度梯度，廢水降解反應推動存在濃度梯度，廢水降解

23、反應推動力較大，效率較高；力較大，效率較高；（b b）推流式曝氣池可采用多種運行方式推流式曝氣池可采用多種運行方式； （c c）不易產生短路，適合較大的流量；不易產生短路，適合較大的流量；（d d）氧的利用率不均勻。氧的利用率不均勻。 5.2.2.15.2.2.1推流式活性污泥法推流式活性污泥法 5.2.2.25.2.2.2完全混合式活性污泥法完全混合式活性污泥法完全混合式曝氣池完全混合式曝氣池是廢水進入曝氣池后在攪拌的作用下是廢水進入曝氣池后在攪拌的作用下迅速與池中原有的混合液充分混合，因迅速與池中原有的混合液充分混合，因此混合液的組成、微生物群的量和質是此混合液的組成、微生物群的量和質是完

24、全均勻一致的。完全均勻一致的。 出水完全混合式活性污泥法的特點：完全混合式活性污泥法的特點： （a a）抗沖擊負荷能力強。抗沖擊負荷能力強。（b b）全池需氧要求相同，能節省動力；全池需氧要求相同，能節省動力； （c c）不需單獨設置污泥回流系統，便于運行管理；不需單獨設置污泥回流系統，便于運行管理；（d d）連續進水出水可能造成短路，引起污泥膨脹；連續進水出水可能造成短路，引起污泥膨脹；（e e）池子體積不能太大，因此一般用于處理量比較池子體積不能太大，因此一般用于處理量比較小的情況，處理高濃度的有機廢水。小的情況，處理高濃度的有機廢水。5.2.2.25.2.2.2完全混合式活性污泥法完全混

25、合式活性污泥法5.2.25.2.2活性污泥法的運行方式活性污泥法的運行方式 5.2.2.35.2.2.3接觸穩定（吸附再生）法接觸穩定（吸附再生）法 可提高池容積負荷，適應沖擊負荷的能力強可提高池容積負荷，適應沖擊負荷的能力強，最適于處理含懸浮和膠體物質較多的廢水。，最適于處理含懸浮和膠體物質較多的廢水。 5.2.2.3 5.2.2.3 接觸穩定（吸附再生接觸穩定（吸附再生）法）法吸附再生法的特點：吸附再生法的特點：（1 1）適于處理固體和膠體物質；）適于處理固體和膠體物質；（2 2）池容小；）池容小；（3 3）能耗低；）能耗低；（4 4）耐沖擊負荷；）耐沖擊負荷；（5 5）不易發生污泥膨脹；

26、）不易發生污泥膨脹；（6 6）出水水質較差。）出水水質較差。5.2.2.45.2.2.4延時曝氣法延時曝氣法（完全氧化活性污泥法）（完全氧化活性污泥法） 優點：優點：曝氣時間長，污泥負荷低，污泥曝氣時間長，污泥負荷低，污泥濃度高。剩余污泥少而穩定，無需消化可直濃度高。剩余污泥少而穩定，無需消化可直接排放。接排放。BODBOD去除率去除率7595%7595%。對氮、磷的要求。對氮、磷的要求低，適應沖擊的能力強。低，適應沖擊的能力強。 缺點：缺點：容積大，停留時間長，投資和運行費容積大，停留時間長，投資和運行費高高; ; 適用適用：對處理水質要求高，又不宜采用：對處理水質要求高，又不宜采用污泥處理

27、的小城鎮污水和工業廢水。污泥處理的小城鎮污水和工業廢水。5.2.2.5 5.2.2.5 氧化溝法氧化溝法 循環混合式曝氣池多采用轉刷供氧，其平循環混合式曝氣池多采用轉刷供氧，其平面形狀如環形跑道面形狀如環形跑道; ;又稱氧化渠或氧化溝又稱氧化渠或氧化溝，是是一種簡易的活性污泥系統，屬于延時曝氣法。一種簡易的活性污泥系統，屬于延時曝氣法。 5.2.2.5 5.2.2.5 氧化溝法氧化溝法5.2.2.5 5.2.2.5 氧化溝法氧化溝法氧化溝的特點：氧化溝的特點：v 水力停留時間和污泥齡比一般生物處理法長，去水力停留時間和污泥齡比一般生物處理法長，去除率高，排出的剩余污泥穩定；除率高，排出的剩余污

28、泥穩定；v 占地面積少，省略了初沉池、污泥消化池等；占地面積少，省略了初沉池、污泥消化池等；v 從溶解氧的分布看，溶解氧濃度在沿池長方向形從溶解氧的分布看，溶解氧濃度在沿池長方向形成濃度梯度，形成好氧、缺氧和厭氧條件。成濃度梯度，形成好氧、缺氧和厭氧條件。 氧化溝技術是近年來發展較快的生物處理技氧化溝技術是近年來發展較快的生物處理技術之一。術之一。5.2.2.6 5.2.2.6 吸附吸附- -生物降解活性污泥法生物降解活性污泥法（ABAB法）法） A A級以高負荷或超高負荷運行級以高負荷或超高負荷運行（2.02.0kgBODkgBOD5 5/kgMLSS/kgMLSSd d），B B級以低負荷

29、運行級以低負荷運行（為（為0.10.30.10.3kgBODkgBOD5 5/kgMLSS/kgMLSSd d ），A A級曝級曝氣池停留時間短，氣池停留時間短，30603060minmin， B B級停留級停留2424h h。5.2.2.7 5.2.2.7 序批式活性污泥法（序批式活性污泥法（SBRSBR法法）5.2.2.7 5.2.2.7 序批式活性污泥法（序批式活性污泥法（SBRSBR法）法）v入流入流反應反應沉淀沉淀排放排放待待機（周期）機（周期）v優點：無二沉池、無污泥回流、占地少、優點：無二沉池、無污泥回流、占地少、無調節池、耐沖擊、靈活性強、沉淀性無調節池、耐沖擊、靈活性強、沉淀

30、性能好、計算機輔助設計易于實現。能好、計算機輔助設計易于實現。二、曝氣設備二、曝氣設備 1、曝氣的作用、曝氣的作用 活性污泥法系統中，活性污泥法系統中，曝氣的作用是向液相中供曝氣的作用是向液相中供給溶解氧，并起攪拌和混給溶解氧，并起攪拌和混合作用。合作用。 2、曝氣的方法、曝氣的方法 通常采用通常采用鼓風曝氣鼓風曝氣、機械曝機械曝氣氣，以及，以及兩者聯合使用兩者聯合使用的混合曝的混合曝氣，某些情況下也采用氣，某些情況下也采用射流曝氣射流曝氣。 鼓風曝氣鼓風曝氣機械曝氣機械曝氣射流曝氣射流曝氣 將壓縮空氣通過將壓縮空氣通過管道系統送入池內管道系統送入池內的散氣設備，以氣的散氣設備，以氣泡形式分散

31、進入混泡形式分散進入混合液。合液。 鼓風曝氣鼓風曝氣機械曝氣機械曝氣射流曝氣射流曝氣 利用裝設在曝氣池內的利用裝設在曝氣池內的葉輪的轉動，劇烈地攪動水葉輪的轉動，劇烈地攪動水面，使液體循環流動，不斷面，使液體循環流動，不斷更新液面并產生強烈水躍，更新液面并產生強烈水躍，從而使空氣中的氧與水滴或從而使空氣中的氧與水滴或水氣的界面充分接觸，轉入水氣的界面充分接觸，轉入液相中去。液相中去。 鼓風曝氣鼓風曝氣機械曝氣機械曝氣射流曝氣射流曝氣 利用水射流泵將空氣吸利用水射流泵將空氣吸入，使空氣與水充分混合入，使空氣與水充分混合并溶解的曝氣方式。并溶解的曝氣方式。 3 3、鼓風曝氣、鼓風曝氣 鼓風曝氣由鼓

32、風曝氣由空氣凈化器空氣凈化器，鼓鼓風機風機，空氣輸配管系統空氣輸配管系統和浸沒和浸沒于混合液中的于混合液中的擴散器擴散器組成。組成。 其中關鍵部件是擴散器。其中關鍵部件是擴散器。 （1 1）擴散器）擴散器作用作用：將空氣分散成空氣泡，增將空氣分散成空氣泡，增大空氣和混合液之間的接觸界面，大空氣和混合液之間的接觸界面，把空氣中的氧溶解于水中把空氣中的氧溶解于水中。 （1 1）擴散器）擴散器 根據分散氣泡的根據分散氣泡的大小，擴散器可分大小，擴散器可分成幾種類型：成幾種類型： 小氣泡擴散器小氣泡擴散器 中氣泡擴散器中氣泡擴散器 大氣泡擴散器大氣泡擴散器 微氣泡擴散器微氣泡擴散器 (2) (2) 鼓

33、風機鼓風機 常用的有：常用的有：羅茨鼓風機羅茨鼓風機和和離心式離心式鼓風機鼓風機。 離心式鼓風機離心式鼓風機羅茨鼓風機適用于中小型污水廠，最常適用于中小型污水廠，最常用單機風量用單機風量80m80m3 3/min/min左右；左右；風壓風壓0.5Mpa0.5Mpa的最穩定，采用的最穩定，采用較多。較多。 但噪聲大，必須采取消音、但噪聲大，必須采取消音、隔音措施。隔音措施。 噪音小，效率高，適噪音小，效率高，適用于大中型污水廠。這是用于大中型污水廠。這是一種葉片式氣體壓縮機。一種葉片式氣體壓縮機。羅茨鼓風機羅茨鼓風機離心式鼓風機離心式鼓風機4 4、機械曝氣、機械曝氣 機械曝氣是用安裝于曝氣池表面

34、機械曝氣是用安裝于曝氣池表面的的表面曝氣機表面曝氣機來實現的。來實現的。 表面曝氣機分為豎式和臥式表面曝氣機分為豎式和臥式2 2類。類。 （1）豎式）豎式(立軸式立軸式)表面曝氣機表面曝氣機 豎式豎式( (立軸式立軸式) )表面曝氣機械（表面曝氣機械（mechanical mechanical surface aeratorsurface aerator）的）的成套設備成套設備有多種形式，有多種形式，其機械傳動結構大致相同，主要區別在于曝其機械傳動結構大致相同，主要區別在于曝氣葉輪的結構形式上，有泵（氣葉輪的結構形式上，有泵（E E）型葉輪、倒）型葉輪、倒傘型、傘型、K3K3型葉輪、平板型葉輪

35、等。型葉輪、平板型葉輪等。 （2）臥式（）臥式（水平軸式）表面曝氣機水平軸式）表面曝氣機 臥式（水平軸式）表面曝氣機有多臥式（水平軸式）表面曝氣機有多種型式，機械傳動結構大致相同，總體種型式，機械傳動結構大致相同，總體布置有異，主要區別在于水平軸上的工布置有異，主要區別在于水平軸上的工作載體作載體轉刷或轉盤轉刷或轉盤。國內設計應用。國內設計應用最廣泛的是轉刷曝氣機和轉盤曝氣機。最廣泛的是轉刷曝氣機和轉盤曝氣機。 圖14-14 轉刷曝氣機 圖14-15 轉盤曝氣機 5.2.3 5.2.3 曝氣與曝氣池曝氣與曝氣池曝氣的作用：曝氣的作用：v供氧；供氧；v攪拌混合作用，使活性污泥在混合液中保持攪拌混

36、合作用，使活性污泥在混合液中保持懸浮狀態，與廢水充分接觸混合。懸浮狀態，與廢水充分接觸混合。曝氣的方法：曝氣的方法：鼓風曝氣鼓風曝氣機械爆氣機械爆氣鼓風機械曝氣聯合鼓風機械曝氣聯合725.2.3.1 5.2.3.1 曝氣原理曝氣原理 氣液傳質過程通常遵循一定的傳質氣液傳質過程通常遵循一定的傳質擴散理論，氣液傳質理論目前有：擴散理論，氣液傳質理論目前有：雙膜理論雙膜理論淺層理論淺層理論表面更新理論表面更新理論 目前工程和理論上應用較多的為雙目前工程和理論上應用較多的為雙膜理論膜理論。5.2.3.1 5.2.3.1 曝氣原理曝氣原理 在一定條件下會出現氣壓梯度和濃度梯在一定條件下會出現氣壓梯度和濃

37、度梯度。如果液膜中氧的濃度低于水中氧的度。如果液膜中氧的濃度低于水中氧的飽和濃度，在其界面存在的濃度梯度將飽和濃度，在其界面存在的濃度梯度將促使氧向液膜傳遞，空氣中的氧繼續向促使氧向液膜傳遞，空氣中的氧繼續向內擴散透過液膜進入水體，因而液膜和內擴散透過液膜進入水體，因而液膜和氣膜將成為氧傳遞的障礙氣膜將成為氧傳遞的障礙雙膜理論。雙膜理論。5.2.5 5.2.5 活性污泥系統的運行管活性污泥系統的運行管理理v活性污泥系統三要素：泥、水、氣活性污泥系統三要素：泥、水、氣v通過排泥和回流維持系統中合適的微生物量；通過排泥和回流維持系統中合適的微生物量；改善污泥的沉降性能；通過控制曝氣來控制曝改善污泥

38、的沉降性能；通過控制曝氣來控制曝氣池內的溶解氧。氣池內的溶解氧。v氣維持曝氣池內合適的溶解氧氣維持曝氣池內合適的溶解氧v水保持均質勻量地進水及合適的營養水保持均質勻量地進水及合適的營養v泥改善污泥的質量泥改善污泥的質量5.2.5.15.2.5.1活性污泥的培養與馴化活性污泥的培養與馴化 (一一)活性污泥的培養活性污泥的培養 間歇培養法：間歇培養法：投加高濃度物質投加高濃度物質BOD300400mg/L只曝氣只曝氣不進水（悶曝不進水（悶曝2-3天）天）停止曝氣沉淀換水（靜沉停止曝氣沉淀換水（靜沉1h、留下微生物）留下微生物）進水五分之一進水五分之一反復（改反復（改變接近設計值、變接近設計值、15

39、d）連續進水開啟曝氣與沉連續進水開啟曝氣與沉淀、回流系統（進水）淀、回流系統（進水）710天天提高負荷至提高負荷至運行值。運行值。 5.2.5.15.2.5.1活性污泥的培養與馴化活性污泥的培養與馴化( (二二) )活性污泥的馴化活性污泥的馴化 主要針對工業主要針對工業廢水廢水q與培養可同時進行，也可分開進行。與培養可同時進行，也可分開進行。q工業廢水逐漸增加，生活污水逐漸減少，工業廢水逐漸增加，生活污水逐漸減少，營養比例（營養比例（N N、P P，不同處理系統、不同不同處理系統、不同污水要求不同）污水要求不同）5.2.5.2 5.2.5.2 活性污泥系統運行狀況檢測活性污泥系統運行狀況檢測v

40、 污泥性狀污泥性狀 顏色氣味；生物相觀察；指標測試與分顏色氣味；生物相觀察；指標測試與分析：析：MLSSMLSS、SVSV、SVI SVI v 處理效果處理效果去除率、處理流量、設備運行狀況、水去除率、處理流量、設備運行狀況、水質、質、v 營養狀況和環境條件營養狀況和環境條件絲狀體膨脹和非絲狀體膨脹絲狀體膨脹和非絲狀體膨脹絲狀體膨脹：絲狀體膨脹：當絲狀體過多，長出一般絮體的當絲狀體過多，長出一般絮體的邊界而伸入混合液時，其架橋作用妨礙了絮體邊界而伸入混合液時，其架橋作用妨礙了絮體間的密切接觸，致使沉降較饅，密實性差和間的密切接觸，致使沉降較饅，密實性差和SVISVI高。高。非絲狀體膨脹：非絲狀

41、體膨脹：當發生非絲狀菌性污泥膨脹時，當發生非絲狀菌性污泥膨脹時，同樣同樣SVISVI高，污泥在沉淀池內難以沉淀、壓縮。高，污泥在沉淀池內難以沉淀、壓縮。此時的處理效率仍很高，上清液也清澈。此時的處理效率仍很高，上清液也清澈。(1)溶解氧濃度溶解氧濃度 絲狀菌能在低溶解氧條件下生長良好，甚至能在絲狀菌能在低溶解氧條件下生長良好，甚至能在厭氧條件下殘存而不受影響。城市污水廠的曝氣厭氧條件下殘存而不受影響。城市污水廠的曝氣池溶解氧最低應保持在池溶解氧最低應保持在2mg/L左右。左右。(2)沖擊負荷沖擊負荷 如果曝氣池內有機物超過正常負荷，污泥膨脹程如果曝氣池內有機物超過正常負荷，污泥膨脹程度提高，使

42、絮體內部溶解氧消耗提高，導致了內度提高，使絮體內部溶解氧消耗提高，導致了內部絲狀體的發展。部絲狀體的發展。造成絲狀菌性污泥膨脹的原因造成絲狀菌性污泥膨脹的原因造成絲狀菌性污泥膨脹的原因造成絲狀菌性污泥膨脹的原因(3)(3)進水營養條件的變化進水營養條件的變化 u一般細菌在營養為一般細菌在營養為BOD5BOD5：N N：P P100100：5 5：1 1的條件下生長，但若磷的條件下生長，但若磷含量不足，含量不足，C CN N升高，這種營養情升高，這種營養情況適宜絲狀菌生活。況適宜絲狀菌生活。u其二是碳水化合物過多會造成膨脹。其二是碳水化合物過多會造成膨脹。造成絲狀菌性污泥膨脹的原因造成絲狀菌性污

43、泥膨脹的原因u其三是硫化物的影響，過多的化糞池的腐化水其三是硫化物的影響，過多的化糞池的腐化水及糞便廢水進入活性污泥設備，會造成污泥膨及糞便廢水進入活性污泥設備，會造成污泥膨脹。含硫化物的造紙廢水，也會產生同樣的問脹。含硫化物的造紙廢水，也會產生同樣的問題。一般是加題。一般是加5 51010mLmL/L/L氯加以控制或者用預氯加以控制或者用預曝氣的方法將硫化物氧化成硫酸鹽。曝氣的方法將硫化物氧化成硫酸鹽。造成絲狀菌性污泥膨脹的原因造成絲狀菌性污泥膨脹的原因 還有還有pHpH值和水溫的影響，絲狀菌易在高溫下生長繁殖，值和水溫的影響，絲狀菌易在高溫下生長繁殖，而菌膠團則要求溫度適中；絲狀菌宜在酸性

44、環境而菌膠團則要求溫度適中；絲狀菌宜在酸性環境( (pHpH值值=4.5=4.56.5)6.5)中生長，菌膠團宜在中生長，菌膠團宜在pHpH值值6 68 8的環境中的環境中生長。生長。造成非絲狀菌性污泥膨脹的原因造成非絲狀菌性污泥膨脹的原因 非絲狀菌性膨脹污泥含有大量的表面附著水，非絲狀菌性膨脹污泥含有大量的表面附著水，細菌外面包有黏度極高的粘性物質，它是葡萄細菌外面包有黏度極高的粘性物質，它是葡萄糖、甘露糖、脫氧核糖等形成的多糖類。糖、甘露糖、脫氧核糖等形成的多糖類。 非絲狀菌性污泥膨脹主要發生在污水水溫較非絲狀菌性污泥膨脹主要發生在污水水溫較低而污泥負荷太高時。此時，細菌吸取了大量低而污泥

45、負荷太高時。此時，細菌吸取了大量營養物，但代謝速度慢，就積貯起大量高粘性營養物，但代謝速度慢，就積貯起大量高粘性的多糖類物質，使活性污泥的表面附著水大大的多糖類物質，使活性污泥的表面附著水大大增加，致使增加，致使SVISVI升高，形成污泥膨脹。升高，形成污泥膨脹。解決污泥膨脹的辦法解決污泥膨脹的辦法v 概括起來就是預防和抑制。預防就要加強管理，及時概括起來就是預防和抑制。預防就要加強管理，及時監測水質、曝氣池污泥沉降比、污泥指數、溶解氧等，監測水質、曝氣池污泥沉降比、污泥指數、溶解氧等，發現異常情況，及時采取措施。發現異常情況，及時采取措施。v 污泥發生膨脹后，要針對發生膨脹的原因，采取相應污

46、泥發生膨脹后，要針對發生膨脹的原因，采取相應的的制止措施制止措施。 u當進水濃度大和出水水質差時，應加強曝氣，當進水濃度大和出水水質差時，應加強曝氣，保持曝氣池溶解氧在保持曝氣池溶解氧在2 2mgmgL L以上；以上；u 加大排泥量，提高進水濃度，促進微生物新加大排泥量，提高進水濃度，促進微生物新陳代謝過程，以新污泥置換老污泥；陳代謝過程，以新污泥置換老污泥；u 曝氣池中碳氮比失調時，投加含氮化合物；曝氣池中碳氮比失調時，投加含氮化合物；u 加氯起凝聚和殺菌雙重作用，在回流污泥中加氯起凝聚和殺菌雙重作用，在回流污泥中投加漂白粉或液氯可抑制絲狀菌生長投加漂白粉或液氯可抑制絲狀菌生長( (加氯量加氯量按干污泥的按干污泥的0.30.30.4%0.4%估計估計) )，調整，調整pHpH值。值。5.2.5.35.2.5.3活性污泥運行中常見的問題活性污泥運行中常見的問題( (二二) )污泥上浮污泥上浮 1 1、污泥脫氮上浮、污泥脫氮上浮 硝化（曝氣池負荷小而供氧量過大時）硝化（曝氣池負荷小而供氧量過大時）硝化（二沉池中長時間處于缺氧狀態）硝化（二沉池中長時間處于缺氧狀態）N N2 2使污泥上浮使污泥上浮方法：減少曝氣，防止硝化出現；及時排泥，增方法：減少曝氣，防止硝化出現；及時排泥，增加回流量，減少污泥停留時間；減少曝氣池進加回流量，減少污泥停留時間；減少曝氣池進水量，以減少二沉池中的污泥