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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流川大水污染活性污泥法的理论基础.精品文档.水污染控制工程第三篇：生物处理理论与应应用用四川大学建筑与环环境境学学院院第三篇 生物处理理论与应用用第四章第五章第六章第七章第八章活性污泥法生物膜法自然生物处理系统厌氧生物处理污泥处理、处置与利用原原理理及及应应用用工工艺艺及及应应用用第活性污泥法4章 4.0 概述 4.1 活性污泥的理论基础 4.2 活性污泥的性能指标及其有关参参数数 4.3 活性污泥反应动力学及其应用 4.4 活性污泥法的各种演变及应用用 4.5 曝气及曝气系统 4.6 活性污泥处理系统的过程控制制与与运运行行管管理理 4.7
2、活性污泥法的脱氮除磷原理及及应应用用 4.8 活性污泥法的发展与新工艺 4.0 概 述n 4.0.1 我国的水环境污染与治理情况 n 4.0.2 我国污水的综合排放标准 n 4.0.3 污水处理方法的分类 n 4.0.4 活性污泥法在污水处理中的重要作用 n 4.0.5 典型的城市污水处理工艺流程 n 4.0.6 活性污泥法的发展方向 4.0 概 述4.0.1 我国的水环境污染与治理情况据2007年中国环境公报报道，我国2007 年，全国废水排放总量为556.7亿吨，比上年 增加3.7%；化学需氧量排放量为1381.8万吨， 比上年下降3.2%；氨氮排放量为132.3万吨， 比上年下降6.4。
3、污水排放量大且处理率较低n 长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和和辽辽河河等等七七 大水系总体水质与上年持平。197条河流4077个个断断面面中中， 水质的断面比例分别为类49.9% 、类类 26.5%、劣类23.6%。其中，珠江、长江总总体体水水质质良良 好，松花江为轻度污染，黄河、淮河为中度度污污染染，辽辽 河、海河为重度污染。 入海河流监测断面水质类别入海海区水质类别（个）名称I类II类III类IV类V类劣V类合计渤海0016112846黄海05644726东海03141461350南海0891121747合计01630352365169入海河流排入四大海区各项污染物总量海区高锰酸盐指
4、数（万吨） 氨氮（万吨）石油类（万吨）总磷（万吨）渤海17.083.680.150.33黄海28.414.140.40.81东海295.0957.623.2720.74合计443.2184.156.0224.97n 全海域共发生赤潮82次。与上年相比，减减少少12%12%。 其中，有毒赤潮为25次。具体分布为渤海海77次次、黄黄 海5次、东海60次、南海10次；累计面积1161011610平平方方 公里，较上年减少41%，其中有毒赤潮面面积积19061906平平 方公里。全年赤潮灾害造成直接经济损失失600600万万元元。 n 全海域共发生100平方公里以上的赤潮300次次，累累计计 面积10
5、253平方公里，分别占赤潮发生总次次数数和和累累 计总面积的37%和88%。其中，面积超过过10001000平平方方 公里的赤潮1次，比上年减少6次，发生面面积积为为上上 年的1/5。赤潮高发区仍集中在东海海域域，发发生生次次 数和累计面积分别占全海域的73%和84%。 全国近岸海域水质总体为轻度污染。与上年相比，水质略有下降。2000150010005000 缺水城市 （座数） 缺水量（万立方米/天）200016001200236300 45019801990 20001980、1990、2000年缺水城市数量和缺水量变化2007年数据：全国669个城市中，缺水城市有400多个，严重缺水城市
6、 114个。严重缺水城市中北方城市占71个，南方城市有43个。即便在多 水的长江流域也有缺水城市59个，缺水县城155个。在46个重点城市 中,45.6%水质较差,14个沿海开放城市中有9个严重缺水。 北京、天津、 青岛、大连等城市缺水最为严重n 根据建设部的数据，到2006年底，248个个城城市市没没 有建成污水处理厂，至少有30多个城市约约5050多多座座 污水处理厂运行负荷率不足30%，或者根根本本没没有有运运 行。“水污染70%是城镇造成的。”主管城城市市水水务务的的 建设部副部长仇保兴说，到“十一五”末，全全国国设设 市城市和县城所在的建制镇均应规划建设设城城市市污污 水集中处理设施
7、。 n 2008年3月11日,十一届全国人大一次会议议举举行行记记 者招待会，环保总局张力军副局长介绍，目目前前我我 国每日处理城市污水的规模达到了70000万万吨吨，处处 理率达到了60%左右。 4.0.2 我国污水的综合排放标准基本控制项目一级标准二级标准A标准B标准二级标准COD1005060100BOD1020305102030SS30总氮（以N计）152030氨氮（以N计）5825总磷（以P计）11.52533表1 污水综合排放标准（mg/l）n 当污水处理厂出水引入稀释能力较小小的的河河 湖作为城镇景观用水和一般回用水等等用用途途 时，执行一级的A标准 n 城镇污水处理厂出水排入地
8、表三类功功能能水水 域、海水二类功能水域和湖、库等封封闭闭或或 半封闭水域时，执行一级B标准 n 城镇污水处理厂出水排入地表水四、五五类类 功能水域或海水三四类功能海域，执执行行二二 级标准 物理法沉淀筛滤过滤气浮离心分离萃取膜分离4.0.3化学法中和化学沉淀氧化还原消毒电解污水处理方法的分类污水处理方法生物法物物理理化化学学法法好氧法厌氧法自然生物处理凝聚、絮凝悬土活浮离子交换生生地稳性生物物处定污长膜膜理塘泥生法法系法法物吸附统法4.0.4 活性污泥法在污水处理中的重要作用 活性污泥法是目前去除有机污染物最有效的方法之 一；目前国内外95%以上的城市污水处理和50%左右的工 业废水处理都采
9、用活性污泥法。 具有很强的净化功能，去除BOD、SS的效率高，均可 达到95%以上； 广泛的普适性：适于各种有机废水，大中小型污水 处理厂，高中低负荷。 由于是依靠微生物的处理，运行费用较低。 可实现生物脱氮除磷。 4.0.5 典型的城市污水处理工艺流程一级处理（物理处理）二级处理（生物处理）初沉池 生物处理单元 （活性污泥法或生物膜法） 二沉池投投氯氯消消毒毒格栅 沉砂池原污水排排放放或或三三级级处处理理沼沼气气利利用用污水流程污污泥泥利利用用污泥流程消化气脱脱水水和和干干污泥浓缩池燥燥设设备备污泥消化池池污泥处理4.0.6 活性污泥法的发展方向（1）大型（超大型）化和微型化美国芝加哥城市污
10、水处理厂的处理能力力为为454454万万 m3/d；超小型的SBR法。（2）高效节能：新工艺的AB法，新型氧化沟，各种SBR法等。（3）多功能化：用于深度处理，脱氮除磷（A/O法，A/A/O法）；膜生物反应器 （MBR）。（4）运行控制的自动化、智能化。4.1 活性污泥法的理论基础础 4.1.1 活性污泥法的概念与基本流程 4.1.2 活性污泥的形态与组成 4.1.3 活性污泥微生物及其作用 4.1.4 活性污泥微生物的增殖规律 4.1.5 活性污泥净化污水的过程程 4.1.6环境因素对活性污泥微微生生物物的的影影响响4.1.1 活性污泥法的概念与基本流流程程 1912年-1913年英国人发明
11、了活性污泥法（Activated Sludge Process）， 1914年由Ardern和Lockett在英国曼彻 斯特建成试验厂，1916年美国正式建立了第一座活性污泥 法污水处理厂。在将近90年的历史中，随着在实际生产上 的广泛应用和技术上的不断革新改进，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。目前，活性污泥法是生活污水、城市污水以及有机性工 业废水处理中最常用的工艺。空气进水出水二沉池曝气池回流污泥剩余污泥Qw活性污泥的概念向生活污水注入
12、空气进行曝气，持续一 段时间以后，污水中即生成一种褐色絮凝体。 这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体 所构成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄 清，这种絮凝体就是“活性污泥”。（ Activated Sludge ）活性污泥处理系统以曝气池为核心处理设备， 此外还有二次 沉淀池、污泥回流系统、剩余污泥 排放系统以及曝气系统所组成。预处理后的污水 活性污泥反应器曝气池 二次沉沉淀淀池池 处处理理水水回流污泥剩剩余余污污泥泥排排放放为保持曝气池内恒定的污泥浓度，还要将另一部分沉 淀污泥排出污水处理系统，该部分污泥称为剩余余污污泥泥。剩 余污泥应妥善处理，否则将造成二次污染。活性污泥处理系统有效运行
13、的基本条条件件是是： 污水中含有足够的可溶性易降解有机物，作作为为微微 生物生理活动所必需的营养物质； 混合液中含有足够的溶解氧； 活性污泥在曝气池中呈悬浮状态，能够与与污污水水充充 分接触； 活性污泥连续回流，同时，还要及时地排排出出剩剩余余污污 泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥； 对微生物有毒有害作用的物质不超过其毒毒阈阈浓浓度度。 4.1.2 活性污泥的形态与组成 活性污泥是活性污泥处理系统中的主体 作用物质。它是栖息着具有强大生命命活活力力的的 微生物群体。在微生物群体新陈代谢功能的 作用下，活性污泥具有将有机污染物转化为 稳定的无机物质的活力，故此称之为“活性 污泥”。正常的活性污
14、泥在外观上呈絮绒颗粒状，又称之为 “生物絮凝体”略带土壤的气 味，其颜色根据污 水水质不同而不同.含水率很高，一 般都在99%以上，其比 重则因含水率不同而 异，介于1.002-1.006之间.具有较大的表 面积，每mL活性污泥的表面积大体上介于20 0 .020.2mm 100cm2之间活性污泥中的固体物质仅占1%以下，这1%的固体物质是由 有机与无机两部分所组成，其组成比例则因原污水性质不同而 异，如城市污水的活性污泥，其中有机成分占75%-85%，无机成 分则占15%-25%。活性污泥是由下列四部分物质所组成：具有代谢功能活性的微生物 群体（Ma）微生物（主要是细 菌）内源代谢、自身氧化
15、的残留物（Me）；由原污水挟入的有机物质（含降 解的惰性有机物） （Mi）；由由污污水水挟挟入入的的无无机机物物质质（MiiMii）所谓“难降解有机物质”就是指某些惰性的难为细 菌摄取、利用的有机物质 ，微生物菌体经过自身氧 化的残留物，如细胞膜、细胞壁等，也属于难降解有 机物质范畴内 。4.1.3 活性污泥微生物及其作用活性污泥中的微生物群体主要由各种细菌 和原生动物组成，此外，在活性污泥上还存活 着真菌和以轮虫为主的后生动物。原生动物摄 取细菌，后生动物则摄食细菌和原生动物。活 性污泥中的有机物、细菌、原生动物与后生动 物组成了一个小型的相对稳定的生态系统和食 物链。细菌处理水污水中的有
16、溶解性机物原生动物N、P悬浮状剩余污泥后生动物食物的移动代谢产物的移动活性污泥微生物群体的食物链 活性污泥中的细菌 活性污泥微生物中的细菌以异养养型型的的原原 核细菌为主。在活性污泥上形成优势的常见细菌主要有：产碱杆菌 属（Alcaligenes）、芽孢杆菌属（Bacillus）、黄杆菌属 （Flavobacterium）、动胶杆菌属（Zoogloea）、假单胞菌 属（Pseudomonas）和大肠埃希氏杆菌（Escherichia Coli）等。此外，还可能出现的细菌有：无色杆菌属（Achromobacter）、微球菌属（Microbaccus）、诺卡氏 菌属（Nocardia）和八叠球菌属
17、（Sarcina）等原污水中有机物的性质决定哪些种属的细菌 在活性污泥中占优势 。在成熟的正常活性污泥中的细菌数数量量大大致致 介于107108个/mL活性污泥之间 。各种属属的的细细菌菌在适宜的环境条件下，都具有较高的增殖殖速速率率， 世代时间仅为2030min。菌胶团细菌如动胶杆菌属（Zooglea）、假单胞菌属（Pseudomonas）、黄杆菌属（Flavobacterium）等能够形成菌胶团的细菌被称为菌胶团细菌。菌胶 团细菌是构成活性污泥絮凝体的主体成分，有很强 的吸附、氧化分解有机物的能力。细菌形成菌胶团 后可防止被微型动物吞噬，并在一定程度上可免受 毒物的影响。菌胶团具有很好的沉
18、降性能，使混合 液在二沉池中迅速完成泥水分离。丝状菌通常，丝状菌在活性污泥中可交叉穿织在 菌胶团之间，是形成活性污泥絮凝体的骨架， 使污泥具有良好的沉淀性能。丝状菌还可保持 高的净化效率、低的处理出水浓度和出水悬浮 物浓度。但若大量异常的增殖则会引发污泥膨 胀现象。 活性污泥中的原生动物与后生动动物物 在活性污泥中存活的原生动物主要有肉足虫、鞭毛虫 和纤毛虫等三类。原生动物的主要摄食对象是细菌，因 此，出现在活性污泥中的原生动物，在种属上和数量上是 随处理水的水质和细菌的存活状态变化而改变的。原生动 物还不断地摄食水中的游离细菌，起到了进一步净化水质 的作用。活性污泥系统中较常见的后生动物有轮
19、虫、线虫和瓢体虫等。 原生动物和后生的出现，其数量和种类在一定程度上还能预示和指示出水水质，因此也常称其为“指示性微生物”轮虫虫钟虫活性污泥微生物增长与递变的模式出现在活性污泥中的原生动物，在种属上和数量上 是随处理水的水质和细菌的存活状态变化而改变的微生 残留食物量物细菌量鞭毛虫游泳型纤毛虫类肉足虫类当活性污泥培育成熟，生物絮凝体结构良好，混合液中的细菌多已 “聚居”在活性污泥上，游离细菌为 数很少，处理水水质良好，此时出 现的原生动物则将以带柄固着（着 生）型的纤毛虫为主，如钟虫、累 枝虫等。有柄固着型纤毛虫类轮虫类时间在系统启动的初期，活性污泥絮体尚未很好的形成，混合液中游 轮虫在系统正
20、常运行时 离细菌居多，处理水水质欠佳，此时出现的原生动物，最初为肉足虫 期、有机物含量低、出水水 类（如变形虫）占优势，继之出现的则是游泳型的纤毛虫。 质良好时才会出现4.1.4 活性污泥微生物的增殖规律活性污泥微生物降解污水中有机机污污染染 物，同时微生物相应的进行增殖。纯菌种的增殖规律已有大量的研究结果， 并可以用增殖曲线来表示。活性污泥中微生物 种类繁多，其增殖规律比较复杂，但仍可用增 殖曲线表示其规律。将活性污泥微生物在污水中接种，并在温 度适宜、溶解氧充足的条件下进行培养，按时 取样检测，即可得出微生物数量与培养时间之 间具有一定规律性的增殖曲线 。量对数增殖期 减衰增殖期 内源呼吸
21、期微生物增殖曲线cd 氧利用速率曲线 b S(BOD)降解曲线 aXO时间活性污泥微生物增殖曲线及其和有机底物降解、氧利用速 率的关系 （间歇培养、底物一次性投加）活性污泥的能量含量 F/M营养物或有机物量（F）与微生物量（M）的比值（F/M）活性污泥微生物所处的生长期，主要由F/M比 值所控制。另外，处于不同增殖期的活性污泥，其 性能不同，处理水水质也不同。F/M比值是有机底 物降解速率、氧利用速率、活性污泥的凝聚、吸附 性能的重要影响因素，也是活性污泥法处理系统设 计和运行中一项非常重要的参数。 活性污泥微生物增殖分为以下四个阶段段（期期）:适应期 亦称延迟期或调整期。本期是微生物培养 的
22、最初阶段，是微生物细胞内各种酶系统对新培 养基环境的适应过程。对数增殖期 又称增殖旺盛期。出现本期的环境条 件是F/M比值很高，有机底物非常充分，营养物质 不是微生物增殖的控制因素，微生物以最高速率 摄取有机底物，也以最高速率增殖和合成新细胞。 由上图可见，微生物（活性污泥）的增殖速率与 时间呈直线关系，为一常数值，其值即为直线的 斜率。据此，对数增殖期又称为“等速增殖期”减衰增殖期 又称稳定期和平衡期。随着有有机机底底物物 浓度不断下降，微生物的不断增殖，F/M比比值值继继续续 下降，营养物质逐步成为微生物增殖的的控控制制因因 素，此时微生物的增殖过渡到减衰增殖期期。在在此此 期间，微生物的
23、增殖速率和有机底物的降降解解速速率率 已大为降低，并与残存的有机底物浓度有有关关，呈呈 一级反应。内源呼吸期 又称衰亡期。污水中有机底物物持持续续下下 降，达到近乎耗尽的程度，F/M比值随之降降至至很很低低 的程度。微生物由于得不到充足的营养物物质质，而而 开始大量地利用自身体内储存的物质或或衰衰亡亡菌菌 体，进行内源代谢以维持生命活动，微生生物物进进入入 内源呼吸期。在活性污泥法转入正常运行后，由于曝气池内混合 液的流态不同，所对应的污泥增殖曲线也不同。 推流式曝气池 污水与回流污泥的混合液从池的一端流入，在后继水 流的推动下，沿池长方向流动，并从池的另一端流出池外 完全混合式曝气池 混合液
24、在池内充分混合循环流动，污水与回流污泥 进入曝气池后立即与池内原有混合液充分混合污泥增殖曲线的区别 推流式曝气池 因此，推流式曝气池中活性污泥增殖状态在曲线上上是是某某一一个个区区段，即池首到池尾的F/M值和微生物量都是不断变变化化的的。有有机机物与微生物之间的相对数量决定了其在曲线上的所所处处的的位位置置 。 完全混合式曝气池 池中各处的状态几乎完全一致。它的工作情况在活活性性污污泥泥增增殖曲线上只是一个点，至于这个点在曲线上的具体体位位置置则则决决定于每日进入曝气池的有机物和微生物之间的相对对数数量量,即即 污泥负荷。4.1.5 活性污泥净化污水的过程在活性污泥处理系统中，有机污污染染物物
25、从从 污水中去除过程的实质就是有机污染染物物作作为为 营养物质被活性污泥微生物摄取、代代谢谢与与利利 用的过程。这一过程的结果是污水得得到到净净 化，微生物获得能量并合成新的细胞胞，使使活活 性污泥得到增长。这一过程是比较复复杂杂的的， 它是由物理、化学、物理化学以及生生物物化化学学 等反应过程所组成。初期 吸附去除 活性污泥有着很大的比 表面积，表面上富集着大量 的微生物，在其外部覆盖着 多糖类的粘质层。污水中呈悬浮和胶体状态的有机物在较 短时间（5-10min）内被活性污泥所凝聚和吸附而得到去除。BOD去除率可达20%-70%，吸附速率与程 度取决于：微生物的 活性；有机物的组成 和物理形
26、态。被吸附在微生物细胞表面的有机物，再经过数小时 的曝气后，才能够相继地被摄入微生物细胞内，因此，被“初 期吸附去除”的有机物的数量是有一定限度的。微生物的代谢小分子有机物在透膜酶的作用下，小分子的有机物 能够直接透过细胞壁透进入微生物体内膜酶大分水子有解机酶水物解小分子酶水解酶小分子小分子如淀粉、蛋白质等大分子有 机物，则必须在细胞外酶水解酶的作用下，被水解为小分 微生物将有机物摄入体内的过程子后再被微生物摄入细胞体内被摄入细胞体内的有机物，在各种胞内酶，如脱 氢酶、氧化酶等的催化作用下，微生物对其进行代谢 反应 .有机物 + O2微生物分解代谢 合成代谢代谢产物 H2O、CO2、+能量NH
27、、NO3-、P03-34内源呼吸产物 +能量合成细胞物质+O2H2O、NH3、CO2C5H7NO2内源呼吸残留物微生物（污 泥）增长微生物分解与合成代谢及其产物的模式氧化分解过程反应方程式氧化分解过程是微生物为了获得合成细胞和维 持其生命活动等所需的能量，将吸附的有机物进行 分解，这个过程可用下式表示：CXHYOZ+（X+0.25Y-0.5Z)O2XCO2+0.5YH2O+能量式中CxHyOz近似地表示有机物的分子式同化合成过程反应方程式同化合成过程是微生物利用氧化所获得的能 量，将有机物合成新的细胞物质。这个过程可用下 式表示：nCXHYOZ+nNH3+（X+0.25Y-0.5Z-5)O2
28、+能量 （C5H7NO2）n + n （X-5）CO2+ 0.5n（Y-4）H2O式中 C5H7NO2表示微生物细胞组织的化学式内源呼吸过程反应方程式内源呼吸过程是当废水中的有机物很少时，微 生物就会氧化体内蓄积的有机物和自身细胞物质来 获得维持生命活动所需的能量。这个过程可用下式 表示：（C5H7 NO2）n +5O2nNH3 +5nCO2+ 2nH2 O +能量式中 C5H7NO2表示微生物细胞组织的化学式美国污水生物处理专家麦金尼，对活性污泥微 生物在曝气池内所进行的有机物氧化分解、细胞质 合成以及内源代谢三项反应，提出了如图所示的数 量关系。分解代谢 无机物+能量可降解有机物 1/3+
29、O22/3无机物+能量新细胞物质80%成代谢 20% 内源代谢 残留物质微生物三项代谢活动之间的数量关系（麦金尼尼）活性污泥的沉淀分离活性污泥系统净化污水的最后程序是泥水分 离，这一过程是在二次沉淀池或沉淀区内进行的。污水中有机物在活性污泥的代谢作用下无机化 后，经过泥水分离，处理后的澄清水排走，污泥沉 淀至池底。泥水分离的好坏，直接影响到处理水水 质以至整个系统的正常运行。若泥水不经分离或分 离效果不好，由于活性污泥本身是有机体，进入自 然水体后将造成二次污染。另外对从沉淀池排出的 活性污泥要进行妥善处理，否则会造成二次污染。4.1.6 环境因子对活性污泥微生物物的的影影响响水温pH值营养物
30、质活性污泥溶溶解解氧氧有毒物质营养物质碳源氮源磷源其他营养碳是构成微生物细胞的重要物 质，参与活 性污泥处理 的微生物对 碳源的需求 量较大，一 般通过转化 污水中的有 机物获得。氮是组成 微生物细胞内 蛋白质和核酸的重要元素， 氮源可来自N2、NH3、NO3 等无机 氮化物，也可来自蛋白质、 氨基酸等有机 含氮化合物。磷是合成核 蛋白、卵磷脂 及其他磷化合 物的重要元 素，磷是微生 物代谢和物质 转化过程中需求量较多的无 机元素之一 。微微生生物物还还需需 要要硫硫、钠钠、钾钾、 钙钙、镁镁、铁铁等等 元元素素作作为为营营养养。 但但需需要要量量甚甚微微，一一般般污污水水 皆皆能能满满足足需
31、需要要。污水中营养物质的平衡一般以BOD5：NN：PP的的关关 系来表示。对于生活污水，微生物对氮和磷磷的的需需求求量可按BOD5：N：P100：5：1考虑，其具具体体数数量量还还与污泥负荷和污泥龄有关 。溶解氧对混合液中的游离细菌来说，溶解氧保持在0.3mg/L的 浓度，即可满足要求。但是，活性污泥是微生物群体“聚居” 的絮凝体，溶解氧必须扩散到活性污泥絮凝体的内部深处。在进口区，有机 物相对集中，浓度 高，耗氧速率高， 溶解氧浓度很难保 持在2mg/L，会有 所降低，但不宜低 于1mg/L。若使曝气池内在曝气池内溶解的微生物保持正常氧也不宜过高，溶的生理活动，曝气解氧过高，过量耗池混合液的
32、溶解氧能，在经济上是不浓度一般宜保持在适宜的不低于2mg/L的程度（以曝气池出口处为准）。pH 值pH值对 微生物 的生命 活动的 影响 引起细胞膜电荷的变化，从而影响了微生物 对营养物质的吸收； 影响代谢过程中酶的活性； 改变生长环境中营养物质的可给性； pH值的变化能改变有害物质的毒性； 高浓度的氢离子可导致菌体表面蛋白质和核 酸水解而变性。 活性污泥微生物最适宜的pH值范围是6.58.5。但活性污泥微生物经驯 化后，对酸碱度的适应范围可进一步扩大。当污水（特别是工业废水） 的pH值过高或过低时，应考虑设调节池，使污水的pH值调节到适宜范 围后再进入曝气池。温 度大肠杆菌在不同温度条件下的
33、世代时间温度是影响微生物正常生理温度度世世代代时时间间活动的重要因素之一。微生物的2006060最适温度是指在这一温度条件2554040下，微生物的生理活动强劲、旺3002929盛，表现在增殖方面则是裂殖速3771717率快，世代时间短 。温度不适4001919宜，能够减弱甚至破坏微生物的4553232生理活动。温度不适宜还能导致500不不裂裂殖殖微生物形态和生理特性的改变，可见，大肠杆菌的甚至可能使微生物死亡。最适温度段是3740活性污泥微生物多属嗜温菌，其适宜温度介于 1530之间。为安全计，一般认为活性污泥处理厂 能运行的最高与最低的温度值分别在35和10。在寒冷地区，小型的工业污水处理
34、厂应考虑将曝气池建于室内，大中型的城市污水活性污泥法处理系统可在露天建设，但必须考虑采取适当的保温措施。同时，还可考虑采取提高混合液中活性污泥浓度、降低BOD负荷率及延长曝气时间等，以缓解由于低温带来的不良影响。水温过高的工业废水在进入生物处理系统以前，应考虑降温措施。有毒物质对微生物有毒害作用或抑制作用的物质很多，如重金属、氰 化物、H2S等无机物质；酚、醇、醛、染料等有机化合物。毒性机理 重金属离子（铅、镉、铬、铁、铜、锌等）对微生物都产生毒害作 用，它们能够和细胞的蛋白质相结合，而使其变性或沉淀。 酚类化合物对菌体细胞膜有损害作用，并能够促使菌体蛋白凝固。 酚的许多衍生物如对位、偏位、邻
35、位甲酚、丙基酚、丁基酚都有很强 的杀菌功能。 甲醛能够与蛋白质的氨基相结合，而使蛋白质变性。 有毒物质的毒害作用还与pH值、水温、溶解氧、有无其 他有毒物质、微生物的数量以及是否经过驯化等因素有关。微生物对毒物的适应能力有毒物质对微生物的毒害作用，有一个量的概念，即 只有当有毒物质在环境中达到某一浓度时，毒害与抑制作 用才显露出来，这一浓度称为有毒物质极限允许浓度。有毒物质在污水中的极限允许浓度，至今还没有一个 权威性的统一标准，还需通过实验和总结运行数据不断完 善。微生物通过培养和驯化，有可能承受浓度更高的有毒 物质，甚至培养驯化出以有毒物质作为营养的微生物 。4.2 活性污泥的性能指标及其
36、有关关参参数数 4.2.1 活性污泥的性能指数 p 混合液中活性污泥微生物量的指标 p 活性污泥的沉降性能及其评定指标 p 活性污泥的活性评定指标 4.2.2 活性污泥法的设计与运行行参参数数4.2.1 活性污泥的性能指数* 混合液中活性污泥微生物量的指标在混合液中保持一定 浓度的活性污泥，是通 过活性污泥在曝气池内 的增长以及从二次沉淀 池适量的回流和排放来 实现。使用下列两项指 标来表示及控制混合液 中的活性污泥浓度。(1) 混合液悬浮固体浓度（mixed liquor suspended solids），简写为 MLSS。 (2) 混合液挥发性悬浮固体浓度 （mixed liquor v
37、olatile suspended solids）简写为 MLVSS。No. 63No. 63空气进水出水二沉池曝气池回流污泥剩余污泥Qw(1) 混合液悬浮固体浓度 MLSS又称混合液污泥浓度，它表示的是在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总量 即 MLSS Ma Me Mi+ Mii单位为mg/L混合液，或 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易行，此项指标应用较为普遍，但 其中既包含Me、Mi二项非活性物质，也包括Mii无机物质， 因此，这项指标不能精确地表示具有活性的活性污泥量，而 表示的是活性污泥的相对值，但它仍是活性污泥法处理系统 重要的
38、设计和运行参数。No. 65No. 65(2) 混合液挥发性悬浮固体浓度 MLVSS本项指标所表示的是混合液中活性污泥有机性固体物质部分的浓度 即： MLVSSMa Me Mi在表示活性污泥活性部分数量上，本项指标在精度方 面是进了一步，但只是相对于MLSS而言，本项指标中 还包含Me 、Mi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，仍然是活性污泥量的相对值。No. 66No. 66活性污泥的组成示意图MaMe+MiMiiMLVSS与 MLSS的DNA比值以表示，即：ATP微生物MLVSS = MLVSS/MLSSMLSS在一般情况下，值比较固定，对生活污水和以生活污水为主体的
39、城市污水，值为0.75左右No. 67No. 67* 活性污泥的沉降性能及其评价指标正常的活性污泥 在30min内即可完成 絮凝沉淀和成层沉 淀过程，并进入压 缩.根据活性污泥在 沉降浓缩方面所 具有的特性，建立 了以活性污泥静置（1） 污泥沉降比（Settling Velocity）简写为 SV（2） 污泥容积指数（sludge volume index）沉淀30min为基础的 两项指标。简写为 SVINo. 68No. 68（1）污泥沉降比 SV又称30min沉降率。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。No. 69No. 69污泥沉降比
40、在一定条件下能够反映曝气池 运行过程的活性污泥量，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 膨胀等异常现象的发生。污泥沉降比的测定方 法简单易行，是评定活性污泥数量和质量的重 要指标，也是活性污泥法处理系统重要的运行 参数。No. 70No. 70（2）污泥容积指数 SVI简称污泥指数。本项指标的物理意义是从曝气池出口处取出 的混合液，经过30min静沉后，每克干污泥形成的沉淀污泥所 占有的容积，以mL计。其计算式为：SVI = 混合液（1L）30 min 静沉形成的活性污泥容积（mL）= SV（mL/ L）混合液（1L ）中悬浮固体干重（g） MLSS（g / L）SVI
41、值能够反映活性污泥的凝聚、沉降性能，对生活污水及城市污水，此值以介于70100之间为宜。No. 71No. 71* 活性污泥的活性评定指标活性污泥的比耗氧速率（Specific Oxygen Uptake Rate) 简称SOUR，也称OUROUR是指单位重量 的活性污泥在单位时 间内所能消耗的溶解氧量，其单位为 mgO2/(gMLVSSh)或 mgO2/(gMLSSh)OUR的数值与DO浓度、底物浓度、 污泥龄及其污水中有机物的生物氧 化难易程度等许多因素有关。OUR在 运行管理中的重要作用在于指示入 流污水是否有太多的难降解物质， 以及活性污泥是否中毒。活性污泥 的OUR一般为820 mgO2/(gMLVSSh)。No. 72No. 72 4.2.2 活性污泥法的设计与运行参数活性污泥法是一个复杂的工程化的生物系统，除了前 述的污泥性能指标外，还有很多可以描述这个系统的工艺 参数，下面介绍主要的几种：（1）BOD污泥 负荷率与BOD容 积负荷率（2）污泥龄 c（或污泥停 留时间 SRT）（3）污泥回 流比 R（4） 曝气时 间t（或水力停 留时间 HRT）No. 73No. 73（1）BOD污泥负荷率在具体工程应用上，F/M比值一般是以BOD污泥负荷率 （又称BOD-SS负荷率）（Ns ）表示的。即：NS =F=QS 0kgBOD/