活性污泥
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-13
活性污泥的實(shí)例教程
活性污泥法是水處理中運(yùn)用最為廣泛的一種方法，今天就來(lái)講一下關(guān)于活性污泥的10個(gè)基本知識(shí)。
1、什么是活性污泥？
活性污泥是具有很強(qiáng)吸附、分解能力的絮凝體。活性污泥的核心在于一個(gè)“活”字。大家也知道，天然的河流都有自凈功能，這是因?yàn)樗猩钪蝗何⑸?，微生物吃掉了污染物，所以水體會(huì)恢復(fù)干凈。所以“活”就體現(xiàn)在微生物這個(gè)群體上。
微生物是活性污泥的一部分，除此之外，活性污泥還包括微生物代謝產(chǎn)生的殘留物，吸附在微生物的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物。平時(shí)看到的曝氣池中的混合液就是活性污泥在水中的形態(tài)。
2、菌膠團(tuán)和絲狀菌的關(guān)系是什么？有什么作用？
菌膠團(tuán)和絲狀菌是活性污泥的重要組成部分。
菌膠團(tuán)是具有粘液或者莢膜的絮凝劑細(xì)菌抱團(tuán)形成的，可以吸附廢水中的雜質(zhì)和游離的微生物，菌膠團(tuán)使活性污泥具有良好的沉降性能，并且保護(hù)了廢水中的微型動(dòng)物被吞噬或者中毒。
絲狀菌是活性污泥的骨架、在菌膠團(tuán)的附著之下不斷生長(zhǎng)伸長(zhǎng)，可以使絮體形成較大顆粒，同時(shí)保持活性污泥的松散度。
絲狀菌和菌膠團(tuán)屬于你強(qiáng)我就弱的關(guān)系 。絲狀菌在菌膠團(tuán)的附著之下可以良好生長(zhǎng)，暴露于混合液中時(shí)不利于其生長(zhǎng)。當(dāng)處于低氧環(huán)境中時(shí)，絲狀菌大量繁殖導(dǎo)致污泥膨脹。
3、活性污泥的生長(zhǎng)曲線
4、活性污泥性能指標(biāo)
活性污泥的性能指標(biāo)有3個(gè)：污泥沉降比SV，污泥濃度MLSS和污泥體積指數(shù)SVI。
SV很容易測(cè)定，但是結(jié)果不能完全反應(yīng)污泥性質(zhì)和數(shù)量。城市污水處理廠的正常SV值一般在20%~30%之間，而有些工業(yè)廢水處理廠的正常SV值在90%以上。因此每個(gè)污水廠都應(yīng)該根據(jù)自己的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定本廠的最佳SV值。
MLSS可以反應(yīng)污泥數(shù)量。
展開(kāi) 而實(shí)際工況中，良好的攪拌效果能夠加速氣液相界面的更新頻率，確保活性污泥在池體內(nèi)均勻懸浮分布，從而有效提升活性污泥對(duì)水中溶解氧的攝取效率。因此，盡管在單位通氣量翻倍后，依據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算 SOTE 下降了 27%，但實(shí)際工況下活性污泥獲取的溶解氧量下降程度必然小于該計(jì)算值。</p><p>關(guān)于壓力損失的情況，從鼓風(fēng)機(jī)的工作角度來(lái)看，其運(yùn)行時(shí)需克服的阻力主要源于 “水深” 導(dǎo)致的曝氣阻力。在本次研究案例中，曝氣器安裝于水下 2m 位置，此處水壓約為 20000Pa。當(dāng)單位通氣量為 2Nm3/(h?m) 時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)所需揚(yáng)程為 23700Pa（暫不考慮氣體在輸氣管路中的壓力損耗）；當(dāng)單位通氣量提升至 4Nm3/(h?m)，鼓風(fēng)機(jī)所需揚(yáng)程變?yōu)?24300Pa，揚(yáng)程提升比例為 2.5%，相應(yīng)地，鼓風(fēng)機(jī)功率也僅增加 2.5%，增幅較為有限。</p><p>此外，還需考量污堵及設(shè)備使用壽命等因素。隨著單位通氣量的增大，污堵發(fā)生的概率會(huì)明顯降低，但由此引發(fā)的設(shè)備震動(dòng)加劇，以及膜片式微孔曝氣器膜片所受撕扯力增強(qiáng)等問(wèn)題，可能會(huì)因機(jī)械應(yīng)力的影響而縮短曝氣器的使用壽命。</p><p>基于上述全面分析，作者制定了適用于本案例的曝氣方案評(píng)分表：</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/DiatVJSFZEtQ3bL6wg45qNrruDftn2y6onOUGHyCb38W5J1kl0K6tvvML3Zt3oj09LEw8ngXEjxDxNyZz6iboOpQ/640?
展開(kāi) 過(guò)度曝氣會(huì)使污泥細(xì)小的空氣泡附著在污泥上，導(dǎo)致污泥上浮，沉降比增大、沉淀池表面出現(xiàn)大量浮渣。
6、活性污泥濃度（MLSS）?
活性污泥濃度是指曝氣池末端出口混合懸浮固體的含量，用MLSS表示，它是反映曝氣池中微生物數(shù)量的指標(biāo)。
1.與污泥齡的關(guān)系。污泥齡是通過(guò)排除活性污泥來(lái)達(dá)到污泥齡指標(biāo)的可操作手段。因此，控制好污泥齡也就同時(shí)得出了合適的污泥濃度范圍。
2.與溫度的關(guān)系。對(duì)于正常的活性污泥菌群來(lái)說(shuō)，溫度每下降10℃，其中的微生物活性就要下降一倍。因此，運(yùn)行中我們只需要在溫度高時(shí)降低系統(tǒng)污泥濃度，溫度低時(shí)提高系統(tǒng)污泥濃度就能達(dá)到穩(wěn)定處理效率的目的。
3.與沉降比的關(guān)系。活性污泥濃度越高沉降比的最終結(jié)果就越大，反之越小。運(yùn)行中要注意的是，活性污泥濃度高引起的沉降比升高，觀察到的沉降污泥壓縮密實(shí)；而非活性污泥濃度升高導(dǎo)致的沉降比升高多半壓實(shí)性差，色澤暗淡。
展開(kāi) 3、活性污泥
活性污泥的組成：活性污泥是活性污泥系統(tǒng)中的主要作用物質(zhì)。正常的處理城市污水的活性污泥的外觀為黃褐色的絮絨顆粒狀粒徑為0.02~0.2mm，單位表面積可達(dá)2～10m2/L，相對(duì)密度為1.002～1.006,含水率在99％以上。活性污泥上棲息著具有強(qiáng)大生命力的生物群體。這些生物群體主要是細(xì)菌和原生動(dòng)物，也有真菌和以輪蟲(chóng)為主的后生動(dòng)物。活性污泥的固體物質(zhì)含量?jī)H占1％以下，由四部分組成：
1、具有活性的生物群體（Ma）；
2、微生物自身氧化殘留物（Me）；
3、原污水挾帶入的不能為微生物所降解的惰性物質(zhì)（Mi）；
4、原污水挾帶入并附著在活性污泥上的無(wú)機(jī)物質(zhì)（Mii）。
活性污泥在微生物的代謝作用下，污水中有機(jī)物得到降解、去除，與此同步產(chǎn)生的則是活性污泥微生物本身的增殖和隨之而來(lái)的活性污泥的增長(zhǎng)?？刂?em>污泥增長(zhǎng)的關(guān)鍵是有機(jī)底物量（F）和微生物量（M）的比值F/M，即活性污泥的有機(jī)負(fù)荷。
活性污泥微生物的增殖與活性污泥的增長(zhǎng)分為適應(yīng)期、對(duì)數(shù)增殖期、減衰增殖期和內(nèi)源呼吸期。
（1）適應(yīng)期亦稱延遲期或調(diào)整期。這是活性污泥培養(yǎng)的最初階段，微生物不增殖但在質(zhì)的方面卻開(kāi)始出現(xiàn)變化，如個(gè)體增大，酶系統(tǒng)逐漸適應(yīng)新的環(huán)境。在本階段后期，酶系統(tǒng)對(duì)新的化境已經(jīng)基本適應(yīng)，個(gè)體發(fā)育到了一定的程度，細(xì)胞開(kāi)始分裂，微生物開(kāi)始增殖。
（2）對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期。有機(jī)底物非常豐富，F(xiàn)/M值很高，微生物以最快的速度攝取有機(jī)底物和自身增殖。活性污泥的增長(zhǎng)與有機(jī)物底物的濃度無(wú)關(guān)，只與生物量有關(guān)。在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，活性污泥微生物的活動(dòng)能力很強(qiáng)，不易凝聚，沉淀性能差，雖然去除有機(jī)物的速率很高，但污水中存留的有機(jī)物依然很多。
（3）衰減增殖期。
展開(kāi) 當(dāng)進(jìn)水量是平時(shí)的1.5倍時(shí)，若不調(diào)整曝氣量的話，會(huì)出現(xiàn)曝氣池出水溶解氧過(guò)低，有時(shí)甚至?xí)陀?.5mg/L，不利于活性污泥發(fā)揮高效率處理效果。
如果進(jìn)水流量沒(méi)有增加，但是廢水中有機(jī)物濃度過(guò)高時(shí)，同樣也會(huì)出現(xiàn)對(duì)溶解氧需求增大，繼而出現(xiàn)曝氣池出水溶解氧過(guò)低的現(xiàn)象。
原水中一些特殊成分的存在，同樣也會(huì)影響充氧效果。比如水中洗滌劑的存在、使得曝氣池液面存在隔絕大氣的隔離層，進(jìn)而影響曝氣效果的提升。
(2) 溶解氧和活性污泥濃度的關(guān)系
溶解氧和活性污泥濃度的關(guān)系還是比較密切的，通?？吹降氖歉?em>活性污泥濃度對(duì)溶解氧的需求明顯高于低活性污泥濃度對(duì)溶解氧的需求。所以，要達(dá)到去除污染物、并達(dá)到排放濃度的情況下，要盡量降低活性污泥的濃度，這對(duì)降低曝氣量、減少電力消耗是非常有利的。
同時(shí)，在低活性污泥濃度情況下，需注意不要過(guò)度曝氣，以免出現(xiàn)溶解氧過(guò)高，對(duì)僅有的活性污泥出現(xiàn)過(guò)度氧化現(xiàn)象，這樣對(duì)二沉池的出水不利。
通?？梢钥吹蕉脸爻鏊袏A雜較多的未沉降顆粒流出.這就是被氧化的活性污泥解體后分解在出水中的緣故。同樣高活性污泥濃度對(duì)溶解氧的需求是很高的，不能不加控制的將活性污泥濃度一直升高，這樣會(huì)出現(xiàn)供氧跟不上而出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象，自然，活性污泥的處理效果也就受到抑制了。
(3) 溶解氧和活性污泥沉降比的關(guān)系
溶解氧和活性污泥沉降比的關(guān)系，可以理解為溶解氧對(duì)活性污泥沉降性的影響。主要會(huì)出現(xiàn)以下2種情況：
過(guò)度曝氣容易使細(xì)小的空氣氣泡附著在活性污泥的菌膠團(tuán)上，導(dǎo)致活性污泥上浮到液面而產(chǎn)生浮渣。
活性污泥的壓縮性變差。特別是活性污泥發(fā)生絲狀菌膨脹的時(shí)候，更加容易導(dǎo)致曝氣的細(xì)小氣泡附著在菌膠團(tuán)上，繼而導(dǎo)致液面產(chǎn)生大量浮渣。
展開(kāi) 
活性污泥的最新內(nèi)容
切削液廢水的科學(xué)處理方法解析2個(gè)月前
常用的生物處理工藝有活性污泥法和生物膜法，活性污泥法通過(guò)曝氣池內(nèi)的微生物菌群，吸附分解廢水中的有機(jī)物；生物膜法則利用填料表面的微生物膜，完成對(duì)污染物的降解，兩種工藝均能有效降低廢水的 BOD（生化需氧量）和 COD，使水質(zhì)進(jìn)一步達(dá)標(biāo)。對(duì)于成分復(fù)雜、可生化性差的切削液廢水，可先進(jìn)行水解酸化處理，提高廢水的可生化性，再進(jìn)行生物處理。
而實(shí)際工況中，良好的攪拌效果能夠加速氣液相界面的更新頻率，確保活性污泥在池體內(nèi)均勻懸浮分布，從而有效提升活性污泥對(duì)水中溶解氧的攝取效率。因此，盡管在單位通氣量翻倍后，依據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算 SOTE 下降了 27%，但實(shí)際工況下活性污泥獲取的溶解氧量下降程度必然小于該計(jì)算值。</p><p>關(guān)于壓力損失的情況，從鼓風(fēng)機(jī)的工作角度來(lái)看，其運(yùn)行時(shí)需克服的阻力主要源于 “水深” 導(dǎo)致的曝氣阻力。
1.2 工藝流程和生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
傳統(tǒng)活性污泥法的工藝流程如圖1.1所示：
圖1.1 活性污泥法工藝流程圖（摘自華東理工大學(xué)本科教材，2007/12）
在活性污泥反應(yīng)池中，有機(jī)污染物、微生物和氧氣之間在經(jīng)過(guò)了復(fù)雜的互相作用后，部分有機(jī)物會(huì)被礦化為無(wú)機(jī)碳而進(jìn)入大氣，部分作為微生物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分而成為活性污泥的一部分，最終以剩余污泥的形式被排出系統(tǒng)。
生物處理：深度優(yōu)化，促進(jìn)微生物代謝
生物處理作為污水處理的核心環(huán)節(jié)，依賴于活性污泥反應(yīng)器與生物膜反應(yīng)器的微生物代謝作用。積鼎CFD仿真分析技術(shù)深入模擬反應(yīng)器內(nèi)的流體流動(dòng)、混合狀態(tài)及生物體與污染物相互作用，為工程師優(yōu)化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)提供參考。通過(guò)優(yōu)化布局，確保微生物與污水充分接觸，提高處理效率。
此外，CFD模擬還能夠指導(dǎo)曝氣裝置的配置與優(yōu)化。
這種技術(shù)不僅可以詳細(xì)解析流體的行為，如速度、壓力和溫度分布，還能與多種機(jī)理模型 (如，高級(jí)氧化技術(shù)、群體平衡模型、活性污泥模型) 、人工智能技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等，可對(duì)水務(wù)設(shè)施全要素進(jìn)行科學(xué)精準(zhǔn)的計(jì)算、預(yù)測(cè)、優(yōu)化和控制。
例如，在污水處理系統(tǒng)中，CFD技術(shù)能夠深入模擬反應(yīng)器內(nèi)部的復(fù)雜流動(dòng)過(guò)程，精確評(píng)估液體的流態(tài)與混合效果，為反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)與精細(xì)化操作提供理論指導(dǎo)，從而提升處理效率和資源利用率。
在本研究中，活性污泥被視為連續(xù)的液相，氣泡大小被視為固定。由于膜的過(guò)濾通量明顯低于曝氣期間的流速，膜表面被視為不可滲透的靜止壁面。在原位膜曝氣的模擬過(guò)程中，膜表面被設(shè)置為氣體進(jìn)口，連續(xù)氣泡被引入其中，這在先前的報(bào)告中已被證明是可行的。曝氣孔口用作氣體進(jìn)口，液體表面則充當(dāng)氣體出口。在所有穩(wěn)態(tài)案例中，分析對(duì)象被選為經(jīng)過(guò)10,000次迭代后的穩(wěn)定流場(chǎng)。
曝氣式活性污泥脫臭法
原理:將惡臭物質(zhì)以曝氣形式分散到含活性污泥的混和液中，通過(guò)懸浮生長(zhǎng)的微生物降解惡臭物質(zhì) 適用范圍廣。適用范圍:截至2013年，日本已用于糞便處理場(chǎng)、污水處理廠的臭氣處理。優(yōu)點(diǎn):活性污泥經(jīng)過(guò)馴化后，對(duì)不超過(guò)極限負(fù)荷量的惡臭成分，去除率可達(dá)99.5%以上。缺點(diǎn):受到曝氣強(qiáng)度的限制，該法的應(yīng)用還有一定局限。
污水處理后的污泥不是我們一般想象的無(wú)機(jī)質(zhì)的泥，它實(shí)際上是活性污泥，很難自然干化，且干化過(guò)程污染環(huán)境，直接焚燒難度很大，此時(shí)通過(guò)燃煤電廠摻燒發(fā)電，是比較好的處理方法。
火電雖然是必不可少的電力來(lái)源，但是其作用也一定要與其他類型的能源相結(jié)合才能凸顯出來(lái)。未來(lái)中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)很難預(yù)測(cè)，但是可以肯定的是，火電已經(jīng)達(dá)到了它的頂峰，并將逐漸被其他類型的能源所取代。
1、活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。這種技術(shù)將廢水與活性污泥(微生物)混合攪拌并曝氣，使廢水中的有機(jī)污染物分解，生物固體隨后從已處理廢水中分離，并可根據(jù)需要將部分回流到曝氣池中。
活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系統(tǒng)所組成。
活性污泥中的細(xì)菌是一個(gè)混合群體，常以菌膠團(tuán)的形式存在，游離狀態(tài)的較少。
好氧生物處理工藝根據(jù)所利用的微生物的生長(zhǎng)形式分為活性污泥工藝和膜法工藝。前者包括傳統(tǒng)活性污泥法、階段曝氣法、生物吸附法、完全混合法、延時(shí)曝氣法、氧化溝、間歇活性污泥法(SBR)等。后者包括生物濾池、塔式生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、活性生物濾池、生物接觸氧化法、好氧流化床等。一般好氧處理對(duì)低濃度污水效果較好。
厭氧生物處理工藝適用于食品加工廢水處理，主要原因是污水中含易生物降解的高濃度有機(jī)物，且無(wú)毒性。
