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1、水污染控制工程（下）主講：成官文第四章、污水的生物處理教學(xué)要求1、掌握活性污泥法的基本原理及其反應(yīng)機理2、理解活性污泥法的重要概念與指標參數(shù)：如活性污泥、剩余污泥、MLSS、MLVSS、SV、SVI、Qc、容積負荷、污泥產(chǎn)率等。3、理解活性污泥反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)及其應(yīng)用。4、掌握活性污泥的工藝技術(shù)或運行方式；5、掌握曝氣理論。6、熟練掌握活性污泥系統(tǒng)的計算與設(shè)計；時間安排20h（其中機動2h）一、活性污泥法的基本原理1.基本概念與流程活性污泥：是由多種好氧微生物、某些兼性或厭氧微生物以及廢水中的固體物質(zhì)、膠體等交織在一起的呈黃褐色絮體。活性污泥法：是以活性污泥
2、為主體的污水生物處理技術(shù)。實質(zhì)：人工強化下微生物的新陳代謝(包括分解和合成)，活性污泥法的工藝流程：(p123圖4－16）a.預(yù)處理設(shè)施：包括初次池、調(diào)節(jié)池和水解酸化池，主要作用是去除SS、調(diào)節(jié)水質(zhì)，使有機氮和有機磷變成NH+4或正磷酸鹽、大分子變成小分子，同時去除部分有機物。b.曝氣池：工藝主體，其通過充氧、攪拌、混合、傳質(zhì)實現(xiàn)有機物的降解和硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)。c.二次沉淀池：泥水分離，澄清凈化、初步濃縮活性污泥。生物處理系統(tǒng)：微生物或活性污泥降解有機物，使污水凈化，但同時增殖。為控制反應(yīng)器微生物總量與活性，需要回流部分活性污泥，排出部分剩余污泥；回流
3、污泥是為了接種，排放剩余污泥是為了維持活性污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定或MLSS恒定。2、活性污泥的特征與微生物①特征a、形態(tài)：在顯微鏡下呈不規(guī)則橢圓狀，在水中呈“絮狀”。b、顏色：正常呈黃褐色，但會隨進水顏色、曝氣程度而變（如發(fā)黑為曝氣不足，發(fā)黃為曝氣過度）。c、理化性質(zhì)：ρ=1.002～1.006，含水率99%，直徑大小0.02～0.2mm，表面積20～100cm2/ml，pH值約6.7，有較強的緩沖能力。其固相組分主要為有機物，約占75～85%。d、生物特性：具有一定的沉降性能和生物活性。（理解：自我繁殖、生物吸附與生物氧化）。e、組成：由微生物群體Ma，微生物殘
4、體Me，難降解有機物Mi，無機物Mii四部分組成。②微生物組成及其作用組成：包括細菌、真菌、原生動物、后生動物及其食物鏈。細菌：以異養(yǎng)型原核生物(細菌)為主，數(shù)量107～108個/ml，自養(yǎng)菌數(shù)量略低。其優(yōu)勢菌種：產(chǎn)堿桿菌屬等，它是降解污染物質(zhì)的主體，具有分解有機物的能力。真菌：由細小的腐生或寄生菌組成，具分解碳水化合物，脂肪、蛋白質(zhì)的功能，但絲狀菌大量增殖會引發(fā)污泥膨脹。原生動物：肉足蟲，鞭毛蟲和纖毛蟲3類、捕食游離細菌。其出現(xiàn)的順序反映了處理水質(zhì)的好壞（這里的好壞是指有機物的去除），最初是肉足蟲，繼之鞭毛蟲和游泳型纖毛蟲；當處理水質(zhì)良好時出現(xiàn)固著型纖毛
5、蟲，如鐘蟲、等枝蟲、獨縮蟲、聚縮蟲、蓋纖蟲等。7后生動物(主要指輪蟲），捕食菌膠團和原生動物，是水質(zhì)穩(wěn)定的標志。因而利用鏡檢生物相評價活性污泥質(zhì)量與污水處理的質(zhì)量。思考題：后生動物的出現(xiàn)反映了處理水質(zhì)較好，因此能否說明出水氨氮較低，氨氮在生物處理過程中被硝化？③微生物增殖與活性污泥的增長：a、微生物增值：在污水處理系統(tǒng)或曝氣池內(nèi)微生物的增殖規(guī)律與純菌種的增殖規(guī)律相同，即停滯期（適應(yīng)期），對數(shù)期，靜止期（也減速增殖期）和衰亡期（內(nèi)源呼吸期）。b、從時間上看：停帶期：污泥馴化培養(yǎng)的最初階段，即細胞內(nèi)各種酶系統(tǒng)的適應(yīng)期。此時菌體不裂殖、菌數(shù)不增加。對數(shù)期：細胞以
6、最快速度進行裂殖，細菌生長速度最大，此時微生物的營養(yǎng)物質(zhì)豐富，生物生長繁殖不受底物或基質(zhì)限制。如A段；在此階段微生物增長的對數(shù)值與時間呈直線關(guān)系。其微生物數(shù)量大，但個體小，其凈化速度快，但效果較差，只能用于前段處理（相當于生物一級強化工藝）。減速增殖期：由于營養(yǎng)物質(zhì)被大量耗消，此時細胞增殖速度與死亡速度相當?；罹鷶?shù)量多且超于穩(wěn)定，個體趨于成熟。如B段（相當于二級處理）。衰亡期：營養(yǎng)物基本耗盡，微生物只能利用菌體內(nèi)貯存物質(zhì)，大多數(shù)細胞出現(xiàn)自溶現(xiàn)象，細菌死亡多，增殖少，但細胞個體最大、凈化效果強（對有機物而言）。同時，自養(yǎng)菌比例上升，硝化作用加強。如氧化溝或硝
7、化段（相當于二級半或延時曝氣工藝）。可見不同增殖期對應(yīng)于不同微生物組合，對應(yīng)于不同生物處理工藝。C、從空間看：由前至后污染物濃度不斷降低，微生物數(shù)量由對數(shù)期逐步過渡至衰亡期，微生物組成由細菌逐步過度為輪蟲等，水質(zhì)逐步變好——類似于水體自凈這一污水處理的原型。④絮體形成：活性污泥的核心——菌膠團，它是成千上萬細菌相互粘附形成的生物絮體。其在對數(shù)增長期，個體處于旺盛生長，其運動活性大于范性華力，菌體不能結(jié)合；但到了衰亡期，動能低微，范過華力大，菌體相互粘附，形成生物絮體，因此靜止期與衰亡期個體是活性污泥的重要微生物。3、活性污泥反應(yīng)（凈化）機理：反應(yīng)或凈化：指
8、有機污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)被微生物攝取、代謝與利用的過程，是物理、化學(xué)
