活性污泥法的基本原理.docx
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活性污泥法的基本原理
一、活性污泥法的基本工艺流程
1、
维
持曝气池内的污泥浓度
③回流系统:
1)维持曝气池的污泥浓度;2)改变回流比,改变曝
气池的运行工况。
④剩余污泥排放系统:
1)是去除有机物的途径之一;2)维持系统
的稳定运行。
⑤供氧系统:
提供足够的溶解氧
2、活性污泥系统有效运行的基本条件是:
1废水中含有足够的可容性易降解有机物;
2混合液含有足够的溶解氧;
3活性污泥在池内呈悬浮状态;
4活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥,使混合液保持一定浓度的
活性污泥;
⑤无有毒有害的物质流入。
二、活性污泥的性质与性能指标
1、活性污泥的基本性质
1物理性能:
“菌胶团”、“生物絮凝体”:
颜色:
褐色、(土)黄色、铁红色;气味:
泥土味(城市污水);比重:
略大于1,(?
);粒径:
?
mm;
比表面积:
20?
100cm2/ml。
2生化性能:
1)活性污泥的含水率:
?
%;
固体物质的组成:
活细胞(M)、微生物内源代谢的残留物(M)、吸附的原废水中难于生物降解的有机物(M)、无机物质(M)。
2、活性污泥中的微生物:
1细菌:
是活性污泥净化功能最活跃的成分,主要菌种有:
动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等;
基本特征:
1)绝大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌;
2)在好氧条件下,具有很强的分解有机物的功能;
3)具有较高的增殖速率,世代时间仅为20?
30分钟;
4)其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为“菌胶团”的功能。
2其它微生物原生动物、后生动物在活性污泥中大约为103
个/ml
3、活性污泥的性能指标:
1混合液悬浮固体浓度(MLSS)(MixedLiquorSuspendedSolids):
MLSS=Ma+Me+Mi+Mii单位:
mg/lg/m3
2混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVS)S(MixedVolatileLiquorSuspendedSolids):
MLVSS=Ma+Me+Mi;
在条件一定时,MLVSS/MLS是较稳定的,对城市污水,一般是~
3污泥沉降比(SV)(SludgeVolume):
是指将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟,其沉淀污泥与原混合液的体积比,一般以%表示;
能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能,可用以控制排泥
量和及时发现早期的污泥膨胀;
正常数值为20?
30%
4污泥体积指数(SVI)(SludgeVolumeIndex):
曝气池出口处混合液经30分钟静沉后,1g干污泥所形成的污泥体积,单位是ml/g。
能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能,其值过低,说明泥粒小,
密实,无机成分多;其值过高,说明其沉降性能不好,将要或已经发生膨胀现象;
城市污水的SVI一般为50?
150ml/g;
三、活性污泥的增殖规律及其应用
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。
是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污线染物的种类等
Xa
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,但时间
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。
BODCOD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(?
kgBOD5/kgVSSd,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:
xaQSrbVXv;
式中:
x每日污泥增长量(VSS),kg/d;QwXr;
Si进水BOD5浓度(kgBOD5/m3或mgBOD5/l);
Se出水BOD5浓度(kgBOD5/m3或mgBODs/l)。
a,b――经验值:
对于生活污水活与之性质相近的工业废水,
a0.5~0.65,b0.05~0.1;
――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:
式中:
。
2――曝气池混合液的需氧量,kgO2/d;
a'代谢每kgBOD5所需的氧量,kgOz/kgBODsd;
b'——每kgVSS每天进行自身氧化所需的氧量,kgO2/kgVSSd。
二者的取值同样可以根据经验或试验来获得。
5、活性污泥净化废水的实际过程:
吸降
在活性污泥处理系统中,有机污染物物从废水中被去除的实质就是有机
曝气过程
底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程,这一过程的结果是污水得到了净化,微生物获得了能量而合成新的细胞,活性污泥得到了增长。
一般将这整个净化反应过程分为三个阶段:
①初期吸附;②微生
物代谢;③活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩。
所谓“初期吸附”是指:
在活性污泥系统内,在污水开始与活性污泥接触后的较短时间(10?
30min)内,由于活性污泥具有很大的表面积因而具有很强的吸附能力,因此在这很短的时间内,就能够去除废水中大量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物,使废水的BOD直(或COD直)大幅度下降。
但这并不是真正的降解,随着时间的推移,混合液的BOD值会回升,再之后,BOD
值才会逐渐下降。
活性污泥吸附能力的大小与很多因素有关:
1废水的性质、特性:
对于含有较高浓度呈悬浮或胶体状有机污染物的废水,具有较好的效果;
2活性污泥的状态:
在吸附饱和后应给以充分的再生曝气,使其吸附功能得到恢复和增强,一般应使活性污泥微生物进入内源代谢期。
四、活性污泥法的基本工艺参数1、容积负荷(VolumetricOrganicLoadingRate):
LvcodQCiV(kgCOD.m3d);
(kgBODs.m3d)
LscodQCimlssVkgCODkgMLSSd;
3、水力停留时间(HydraulicRetentionTime):
hrtv/q(h)
4、污泥龄或污泥停留时间(SludgeRetentionTime
):
SRT
VX
QwXr
(h或
d)
5、回流比:
Q
Qr
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