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(diǎn)；理解活性污泥法的基本流程及降解過(guò)程；了解活性污泥性質(zhì)。重點(diǎn)與難點(diǎn)：活性污泥法的基本流程及降解過(guò)程。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)教學(xué)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(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物群體及吸附的污水中有機(jī)性及無(wú)機(jī)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?；钚晕勰嘈阅苤笜?biāo)： 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(qiáng)化的環(huán)境中呈懸浮狀態(tài)生長(zhǎng)，分解氧化污水中可生物降解的有機(jī)物質(zhì)，從而使污水

2、得到凈化的方法?；钚晕勰喾ǖ幕驹沓醭脸兀涸O(shè)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(shè)在系統(tǒng)末端，將曝氣池出水中的活性污泥進(jìn)行分離、濃縮； 回流污泥：主要用來(lái)保持曝氣池中所需的微生物量，以分解氧化有機(jī)物； 曝氣：既為活性污泥微生物提供呼吸所需的氧氣，同時(shí)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(guò)程與機(jī)理活性污泥在曝氣過(guò)程中，對(duì)有機(jī)物的降解（去除）過(guò)程可分為兩個(gè)階段。吸附階段：由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類的粘性物質(zhì)，導(dǎo)致污水中的有機(jī)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(jī)物為微生物所利用。參考

3、文獻(xiàn)：1.環(huán)境工程學(xué)（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(diǎn)與難點(diǎn)：SBR；AB工藝。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)教學(xué)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(yīng)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(yīng)池；序批式反應(yīng)池二、活性污泥法的發(fā)展和演變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(zhǎng)度方向是逐步下降的。因此等距離均量地布置擴(kuò)散器是不合理的。漸減曝氣的目的就是合理的布置擴(kuò)散器，使布?xì)庋爻套兓?，而總的空氣用量不變，這樣可以提高處理

4、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(diǎn)進(jìn)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(zhǎng)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(jìn)一步大大增加進(jìn)水點(diǎn)，同時(shí)相應(yīng)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：池液中各個(gè)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；入流出現(xiàn)沖擊負(fù)荷時(shí)，池液的組成變化也較?。怀匾豪锔鱾€(gè)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(diǎn)。在水的淺層處用大量空氣進(jìn)行曝氣，就可獲得較高的

5、氧傳遞速率。5.深層曝氣曝氣池水深可達(dá)1020m。水深達(dá)150300m，大大節(jié)省了用地面積。同時(shí)由于水深大幅度增加，可以促進(jìn)氧傳遞速率。當(dāng)井壁腐蝕或受損時(shí)污水是否會(huì)通過(guò)井壁滲透，污染地下水。6.高負(fù)荷曝氣或變型曝氣適用:對(duì)只需要部分處理就能達(dá)到要求的污水處理廠可采用高負(fù)荷曝氣法。特點(diǎn):曝氣池中的MLSS,約300500mg/L,曝氣時(shí)間比較短,約23h,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(jìn)入曝氣池，成功地克服了高碳水化合物的污泥膨脹問(wèn)題。8.延時(shí)曝氣特點(diǎn)是曝氣時(shí)間很長(zhǎng)，達(dá)24h甚至

6、更長(zhǎng)，MLSS較高，達(dá)到30006000 mg/L，活性污泥在時(shí)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(wú)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(fù)活性）。10.氧化溝氧化溝是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長(zhǎng)，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)溝內(nèi)液體做不停的循環(huán)流動(dòng)，取得曝氣和攪拌兩個(gè)作用。溝中混合液流速約為0.30.6m/s，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)，BOD5去除率可以達(dá)到95%以上，污泥齡大于20d，還可達(dá)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；B

7、MTS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(shí)間較短，約1.53.0h，MLSS較高，約40008000mg/L。純氧曝氣的缺點(diǎn)主要是純氧發(fā)生器容易出現(xiàn)故障，裝置復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)管理較麻煩。進(jìn)水中混入大量易揮發(fā)的碳?xì)浠衔铮菀滓鸨?。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(huì)導(dǎo)致pH值的下降，因而要適時(shí)排氣和進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)。12.吸附-生物降解工藝（AB法）A級(jí)以高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行（污泥負(fù)荷2.0kgBOD5/kg MLSSd），B級(jí)以低負(fù)荷運(yùn)行（污泥負(fù)荷一般為0.10.3kgBOD5/kg M

8、LSSd），A級(jí)曝氣池停留時(shí)間短，3060min，B級(jí)停留24h。 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(jī)物降解上，是時(shí)間上的推流，有機(jī)物是隨著時(shí)間的推移而被降解的。優(yōu)點(diǎn)：（1）工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無(wú)污泥回流設(shè)備；（2）耐沖擊負(fù)荷，無(wú)需設(shè)置調(diào)節(jié)池；（3）反應(yīng)推動(dòng)力大，易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì)；（4）運(yùn)行操作靈活，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達(dá)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(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)可通過(guò)計(jì)算機(jī)加以控制，便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。CAS

9、S工藝（Cyclic Activated Sludge System）CASS在SBR池前部設(shè)置了預(yù)反應(yīng)區(qū)作為生物選擇區(qū)，其后是主反應(yīng)區(qū)，曝氣、沉淀、排水均在同一池子內(nèi)周期性循環(huán)進(jìn)行。生物選擇區(qū)與主反應(yīng)區(qū)之間由隔墻隔開。預(yù)反應(yīng)區(qū)有效容積約占CASS反應(yīng)池總有效容積的15%20%。原水經(jīng)預(yù)處理后連續(xù)進(jìn)入CASS池的前段預(yù)反應(yīng)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(tuán)細(xì)菌的比增殖速率比絲狀菌的比增殖速率大，從而菌膠團(tuán)占優(yōu)勢(shì)，抑制了絲狀菌的生長(zhǎng)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(yīng)區(qū)下部，水流呈層流狀，不會(huì)擾動(dòng)池中各水層，從而保證了出水水質(zhì)。CASS池采用

10、可升降潷水器排水，其剩余污泥由設(shè)置在池內(nèi)底部的潛污泵排出。CASS池常采用水下曝氣機(jī)曝氣。作業(yè)：P188：1、2、3參考文獻(xiàn)：1.環(huán)境工程學(xué)（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：理解氣體傳遞原理；掌握曝氣設(shè)備方式及活性污泥法的三要素。重點(diǎn)與難點(diǎn)：曝氣設(shè)備方式及活性污泥法的三要素。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：第四節(jié) 氣體傳遞原理和曝氣設(shè)備構(gòu)成活性污泥法的三個(gè)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(jī)物，它是處理對(duì)象，也是微生物的食料；三是溶解氧，沒(méi)有充

11、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(guò)程的機(jī)理五十年來(lái)，已有若干傳質(zhì)理論用來(lái)解釋氣體傳遞的機(jī)理。但最簡(jiǎn)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(shè)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(fēng)曝氣2.機(jī)械曝氣：縱軸表面曝氣機(jī)、橫軸表面曝氣器3.鼓風(fēng)+機(jī)械曝氣系統(tǒng)4. 其它：富氧曝氣、純氧曝氣4.曝氣設(shè)備性能指標(biāo)1）氧轉(zhuǎn)移率，單位為mgO2/Lh；EL2）充氧能力（或動(dòng)力效率），即每消耗1

12、kWh動(dòng)力能傳遞到水中的氧量（或氧傳遞速率），單kgO2/kWh；EP3）氧利用率，通過(guò)鼓風(fēng)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(xiàn)：1.環(huán)境工程學(xué)（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(jì)算方法。重點(diǎn)與難點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)負(fù)荷。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：第五節(jié) 去除有機(jī)污染物的活性污泥法過(guò)程設(shè)計(jì)一、曝氣池容積設(shè)計(jì)計(jì)算有機(jī)物負(fù)荷法 二、剩余污泥量的計(jì)算X=aQ(S0- Se)-bVX 三、溶解氧的消耗R0=aQ(S0-Se) +

13、bVX 在進(jìn)行生物脫氮工藝設(shè)計(jì)時(shí)，還要計(jì)算氨氮的耗氧量。這種情況下，需氧量計(jì)算應(yīng)調(diào)整為：R0=aQ(S0-Se) +bVX+(64/14)(N0 -Ne) 作業(yè)：1.城市污水處理廠流量Q=6000m3/d，進(jìn)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=0.4mgMLVSS/mgBOD5，活性污泥內(nèi)源代謝系數(shù)b=0.06d-1，計(jì)算該活性污泥系統(tǒng)泥齡c？ 2.某城市污水設(shè)計(jì)流量Q=10000m3/d，進(jìn)水BOD5=300mg/L，若用4座完全混合曝氣池，去除率90%。求每座曝氣

14、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(jì)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(yàn)得出回流比為0.6時(shí)較佳，此時(shí)相應(yīng)的回流污泥濃度為8000 mgMLVSS/L，要求出水BOD53

15、0mg/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(zhǎng)寬比為3：1，要求計(jì)算曝氣池負(fù)荷、曝氣池有效水深、剩余污泥量、泥齡、需氧量。參考文獻(xiàn)：1.環(huán)境工程學(xué)（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(diǎn)與難點(diǎn)：脫氮的基本原理。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：第六節(jié) 脫氮、除磷活性污泥法工藝及其設(shè)計(jì)一、生物脫氮處理技術(shù)廢水中的氮以有機(jī)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(jī)氮約占60%

16、，氨氮約占40%，硝態(tài)氮含量極低。氮的去除方法有化學(xué)法和生物法，其中化學(xué)法主要有吹脫法、折點(diǎn)加氯法、離子交換法。1.化學(xué)法除氮2.生物除氮(1) 生物脫氮機(jī)理生物脫氮是在微生物的作用下，將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮的過(guò)程。其中包括硝化和反硝化兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程。a.硝化反應(yīng)：硝化反應(yīng)是在好氧條件下，將NH4+轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-的過(guò)程。它包括兩個(gè)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(guò)程的影響因素：溫度。適宜溫度20-30，低于15 ，反應(yīng)速率下降，5 幾乎完全停止。pH值。硝化產(chǎn)生H+，為促進(jìn)反應(yīng)，pH值保持7-8。當(dāng)p

17、H值降到5-5.5時(shí)，硝化菌活性就大大降低，硝化反應(yīng)幾乎停止。溶解氧。硝化過(guò)程需氧，在硝化反應(yīng)的曝氣池內(nèi)，溶解氧含量不得低于1mg/L，多數(shù)學(xué)者建議溶解氧應(yīng)保持在1.22.0mg/l。泥齡。硝化菌是自養(yǎng)菌，其世代周期長(zhǎng)（約3天），污泥齡應(yīng)大于2倍的時(shí)代周期長(zhǎng)。b.反硝化反應(yīng)：反硝化反應(yīng)是在缺氧（無(wú)分子氧）的條件下，將硝化過(guò)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(shí)，利用分子氧作為最終電子受體分解有機(jī)物；在無(wú)分子氧時(shí)，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(jī)物則作為碳源及電子

18、供體提供能量并得到氧化穩(wěn)定。 反硝化過(guò)程的影響因素：碳源。當(dāng)廢水中BOD5/TKN35時(shí)，認(rèn)為碳源充足，勿需另加碳源，當(dāng)廢水中BOD5/TKN35時(shí)，需另加碳源，一般加甲醇。溫度：最適宜溫度是20-40，低于15反硝化反應(yīng)速率最低。 pH值。適宜值為6.57.5。溶解氧：反硝化菌是兼性菌，反硝化過(guò)程在無(wú)氧條件下，利用NO3-或NO2-中的氧進(jìn)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(yīng)在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行，溶解氧不能大，同又不能為零，一般DO0.5mg/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(shí)硝化反

19、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。重點(diǎn)與難點(diǎn)：除磷的基本原理。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：二、生物脫磷處理技術(shù)磷也是有機(jī)物中的一種主要元素，是僅次于氮的微生物生長(zhǎng)的重要元素。磷主要來(lái)自：人體排泄物以及合成洗滌劑、牲畜飼養(yǎng)場(chǎng)及含磷工業(yè)廢水。危害：促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖，破壞水體耗氧和復(fù)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(jī)磷等形式溶解于水中。（一）化學(xué)法除磷通過(guò)投加鋁鹽、鐵鹽、石灰等化學(xué)藥劑反應(yīng)生成不溶的沉淀物。（二）生物脫磷機(jī)理厭氧環(huán)境中：兼性菌通過(guò)發(fā)酵作用將溶解性B

20、OD轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸VFA，為聚磷菌的釋磷提供物質(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(shí)利用水解產(chǎn)生的能量吸收水中的VFA合成儲(chǔ)能物質(zhì)PHB(聚羥基丁酸)儲(chǔ)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(chǔ)存于體內(nèi)的PHB進(jìn)行好氧分解并釋出大量能量，用于超量攝取無(wú)水中的溶解性磷并合成聚磷酸鹽儲(chǔ)存于細(xì)胞內(nèi)，這就是好氧吸磷。影響因素（1）溶解氧厭氧釋磷過(guò)程必須保持嚴(yán)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(xì)菌的釋磷，另一方面氧的存在影響了有機(jī)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(yīng)小于0.2mg/L。在好氧吸磷過(guò)程中，要保

21、持充足的溶解氧，以滿足聚磷菌充分吸磷的需要。一般好氧區(qū)中的溶解氧應(yīng)控制在2.0mg/L以上。（2）溫度一般認(rèn)為溫度在530范圍內(nèi)，生物除磷系統(tǒng)都能進(jìn)行除磷，但溫度對(duì)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1520的范圍內(nèi)好氧吸磷的速率達(dá)到最大。（3）pH值生物除磷過(guò)程適宜的pH值為78。在厭氧區(qū)中，如果pH值小于5.2，會(huì)造成細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的損壞，細(xì)胞內(nèi)聚磷在酸性條件下被水解并快速釋放出來(lái)，但這種釋磷并不能導(dǎo)致隨后好氧區(qū)的過(guò)量吸磷，是無(wú)效釋磷。一般厭氧區(qū)的pH值在68范圍時(shí)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和釋放，而V

22、FA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(huì)產(chǎn)酸，聚磷菌所能獲得的VFA就減少。此外，氣單胞菌會(huì)利用硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化，消耗水中的碳源有機(jī)物，與聚磷菌形成了競(jìng)爭(zhēng)。這對(duì)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(yīng)在1.5mg/L以下，厭氧釋磷才能正常進(jìn)行。（5）有機(jī)負(fù)荷和有機(jī)基質(zhì)類型較高的有機(jī)負(fù)荷對(duì)除磷比較有利，進(jìn)水中有足夠的有機(jī)基質(zhì)提供給聚磷菌合成PHB儲(chǔ)存于胞內(nèi)，對(duì)厭氧釋磷是很重要的。一般認(rèn)為，進(jìn)水中BOD5/TP應(yīng)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(guò)排除剩余污泥實(shí)現(xiàn)的，因此泥齡的長(zhǎng)短對(duì)除磷效果有直接的影響。一般來(lái)說(shuō)，泥齡越短，排放的

23、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3.57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(xiàn)：1.環(huán)境工程學(xué)（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(diǎn)與難點(diǎn)：脫氮和除磷之間的矛盾。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)教學(xué)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(1) 泥齡作為硝化過(guò)程的主體，硝化菌的突出特點(diǎn)是繁殖速率慢，世代期長(zhǎng)。要在系統(tǒng)內(nèi)保持較高濃度的硝化菌，就要求在

24、較長(zhǎng)的泥齡下運(yùn)行，一般控制在35d以上，甚至1520d，較長(zhǎng)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(zhǎng)，當(dāng)溫度為2224時(shí)，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(lái)增加排泥量，以取得高的除磷率。泥齡過(guò)長(zhǎng)會(huì)使污泥發(fā)生“自溶”現(xiàn)象，即污泥在好氧狀態(tài)下吸收的磷又重新釋放到水中。(2) 碳源碳是微生物生長(zhǎng)需要量最大的營(yíng)養(yǎng)元素。碳源主要消耗在釋磷、反硝化和異養(yǎng)菌正常

25、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(lái)還原硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮。一般認(rèn)為，當(dāng)廢水中的BOD5/TKN之比在58時(shí)，可認(rèn)為廢水中的碳源是足夠的。聚磷菌主要利用進(jìn)水中的VFA合成PHB儲(chǔ)存在細(xì)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(jìn)水中的BOD5/TP應(yīng)控制在2030，或者進(jìn)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(guò)程之間必然存在著競(jìng)爭(zhēng)，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

26、足的有機(jī)物，會(huì)嚴(yán)重影響聚磷菌的釋磷效果。當(dāng)厭氧區(qū)內(nèi)硝酸鹽濃度在1.5mg/L以上時(shí)，釋磷會(huì)受到抑制，影響后續(xù)好氧攝磷過(guò)程。當(dāng)進(jìn)水中易降解COD較少、污泥含磷量又不高時(shí)，硝酸鹽的存在甚至?xí)?dǎo)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(xiàn)：1.環(huán)境工程學(xué)（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(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及防范措

27、施。重點(diǎn)與難點(diǎn)：工藝運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及防范措施。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：第九節(jié) 活性污泥法處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行與管理（一）活性污泥的培養(yǎng)與馴化 具體步驟：將經(jīng)過(guò)過(guò)濾的濃糞便水投入曝氣池，再用生活污水或自來(lái)水稀釋至BOD約200-300mg/L左右后，進(jìn)行連續(xù)曝氣。當(dāng)水溫在1520時(shí)，一般經(jīng)過(guò)一周左右就會(huì)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(tuán)，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(jìn)行換水操作，以補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)、排泄代謝產(chǎn)物。1.間斷操作當(dāng)?shù)谝淮渭恿掀貧膺M(jìn)行到出

28、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(shí)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(jìn)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(zhǎng)，所以如投加生活污水，就不需添加糞便水，如投加自來(lái)水，則可加入少量糞便水，以增加營(yíng)養(yǎng)。如混合液的沉降比低于30%，則仍須投加較多的糞便水。在每次換水時(shí)，從停止曝氣、沉淀到重新曝氣，總的時(shí)間以不超過(guò)2小時(shí)為宜。將上述換水每天進(jìn)行一次，并隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，逐漸增加換水量。在水溫15-20時(shí)，約兩周左右，污泥即可培養(yǎng)成熟，如水溫低，所需時(shí)間將延長(zhǎng))。2.連續(xù)操作在第一次加料出現(xiàn)污泥絨絮后

29、，就不斷地往曝氣池投加生活污水或自來(lái)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(yīng)保證池內(nèi)的水能每天更換一次，并隨著培養(yǎng)的進(jìn)展逐漸加大水量，使在后期達(dá)到每天更換二次。在曝氣池出水進(jìn)入二次沉淀池后不久(0.5-1小時(shí))就立刻開始回流污泥，污泥的回流量可采用曝氣池進(jìn)水量的50%。污泥的成熟在15-20水溫時(shí)，也約需兩周。（二）活性污泥的馴化馴化方法：在進(jìn)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(yīng)新的生活條件。開始時(shí)，工業(yè)廢水的加入量可以用曝氣池設(shè)計(jì)負(fù)荷的20-40%，達(dá)到較好的處理效率后，再按設(shè)計(jì)負(fù)荷的1020%遞增，直至滿負(fù)荷為止。工業(yè)廢水中，如缺乏氮和磷

30、以及其他一些微生物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)料，則應(yīng)把這些物質(zhì)加入曝氣池。在馴化過(guò)程中，能分解工業(yè)廢水的徽生物得到了發(fā)展，不能適應(yīng)的徽生物則逐漸淘汰。二、工藝運(yùn)行中可能發(fā)生的問(wèn)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(dǎo)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(huì)引起污泥膨脹。與菌膠團(tuán)比較，絲狀細(xì)菌和真菌生長(zhǎng)時(shí)

31、需要較多的碳素，對(duì)氧、磷，特別是對(duì)溶解氧的要求較低。菌膠團(tuán)需在溶解氧至少為0.5mg/L的環(huán)境中才能很好地生長(zhǎng)，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(zhǎng)。所以在氧量不足時(shí)，菌膠團(tuán)將減少而絲狀菌、真菌則大量繁殖。菌膠團(tuán)生長(zhǎng)適宜 的pH范圍為68，而真菌則在pH為4.5-6.5之間生長(zhǎng)良好，所以pH稍低時(shí)，菌膠團(tuán)生長(zhǎng)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(yàn)，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(zhǎng)繁殖，當(dāng)夏季水溫在25以上時(shí)，常引起膨脹，而在水溫轉(zhuǎn)低時(shí)，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

32、高或pH越低等都容易引起污泥膨脹。污泥膨脹預(yù)防措施：保證和維持進(jìn)水的有機(jī)物濃度與供氧之間的適當(dāng)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(yán)格控制排泥量和排泥時(shí)間。在污泥膨脹是由于絲狀菌和真菌過(guò)度繁殖所造成的場(chǎng)合，可采取以下的抑制措施：加強(qiáng)曝氣，使混合液中的DO不少于1-2 mg/L；對(duì)于以碳水化合物成分為主的工業(yè)廢水，通過(guò)人工補(bǔ)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(xì)菌。加氯量可按干污泥的0.3-0.6%估計(jì)。(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

33、泥上升的辦法：增加污泥的回流量或及時(shí)排放污泥，以減少沉淀池中的污泥量及停留時(shí)間。減少系統(tǒng)的曝氣量或縮短曝氣時(shí)間，以減弱曝氣池的硝化作用。3.污泥腐化（二）活性污泥不增長(zhǎng)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(jī)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(jìn)水水量；調(diào)整系統(tǒng)的曝氣量，使之與進(jìn)入系統(tǒng)有機(jī)物量相對(duì)應(yīng)，以使活性污泥獲得迅速增長(zhǎng)。（三）泡沫問(wèn)題控制泡沫的辦法有：用自來(lái)水或處理出水噴灑；投加除沫劑除沫劑，如機(jī)油，煤油等。三、日常檢測(cè)項(xiàng)目1.反映污泥情況的項(xiàng)目 (1) SV； (2) MLSS和MLVSS； (3) SVI；

34、(4) 微生物觀察2.反映污泥營(yíng)養(yǎng)的項(xiàng)目 (1)氮； (2)磷3.反映污泥客觀條件的項(xiàng)目 (1) 水溫； (2) pH值；(3)溶解氧4. 反映活性污泥處理效果的項(xiàng)目 (1) BOD5； (2) COD； (3) 有毒物質(zhì)參考文獻(xiàn)：1.環(huán)境工程學(xué)（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(guò)程；掌握動(dòng)力學(xué)負(fù)荷、剩余污泥量、需氧量的計(jì)算方法。重點(diǎn)與難點(diǎn)：掌握動(dòng)力學(xué)負(fù)荷、剩余污泥量、需氧量的計(jì)算方法。教學(xué)手段和教學(xué)方法：多媒體學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)教學(xué)基本內(nèi)容：習(xí)題課1.普通活性污泥法中處理系統(tǒng)

35、中，采用污泥回流的目的是 ，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(jī)物的過(guò)程分為 和 兩個(gè)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(jiǎn)述SBR法的工作過(guò)程，說(shuō)明該工藝的優(yōu)點(diǎn)，及與普通活性污泥法的不同。6.細(xì)菌生長(zhǎng)可劃分為幾個(gè)時(shí)期？哪一個(gè)時(shí)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(píng)價(jià)？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(xué)法處理廢

36、水時(shí)微生物生長(zhǎng)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(shuō)明每一部分的作用。11.城市污水廠流量Q=6000m3/d，進(jìn)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(jì)算該活性污泥系統(tǒng)泥齡c(d)，并說(shuō)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(jìn)水流量Q=20000m3/d，進(jìn)水BOD5=260mg/L，出水BOD5=25mg/L, 曝氣池每日排放剩余污泥

37、量MLVSS為2000kg,曝氣池體積5000m3，計(jì)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(jì)算。 13.某曝氣池的負(fù)荷為0.3kg/kgd，已知a=0.6，b=0.07，MLSS=3000mg/L，MLVSS/MLSS=0.8，去除率為90%，求污泥的平均停留時(shí)間。14.某完全混合曝氣池進(jìn)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(fù)荷U=0.3KgBOD5/(KgMLSS.d)，曝氣池的水力停留時(shí)間t= 6h，試用兩種方法計(jì)算曝氣池體積V，并計(jì)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%）。