活性污泥法概述
第一章、活性污泥法概述
第一节 活性污泥的主体----微生物
污水好氧处理的主题是微生物，而微生物的主体是各种细菌。主要认识各种微生物在污水处理中的指示作用。
1、微生物生长代谢的主要条件：
（1）温度
水温：水处理微生物最佳生长繁殖温度25~30℃。
（2）PH值
（3）氧浓度
通过曝气来给污水中充氧，充氧量根据工艺不同有区别，不能过度。
（4）营养物质
有机物（碳源），主要作为微生物生长代谢的食物。
第二节 活性污泥法的概念
活性污泥法——在废水处理工艺中，为微生物提供足够的食物（有机污染物）、氧气（曝气）等条件，利用微生物分解水体中的有机污染物而使污水达到净化的方法。
第三节 改进活性污泥法的几种变形
现在的污水处理厂大部分都是活性污泥法改进以后得到的工艺类型。 主要介绍目前我们接触的几个污水处理厂的运行工艺：
（1）卡鲁塞尔氧化沟
南郊污水厂采用的是卡鲁塞尔2000改良型TU氧化沟工艺，Carrousel氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制。
（2）A2O工艺
罕台污水厂使用的是A2O工艺，A2O法又称AAO法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。
（3）CASS工艺
CASS是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR（序批式活性污泥法）的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水。
第二章、活性污泥法配套设施介绍
这里介绍的处理设施主要针对厂内氧化沟工艺。
1、格栅
作用：主要作用是去除污水中较大的悬浮物或漂浮物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用（防堵）。
格栅主要分为粗格栅、中格栅和细格栅三类，一般污水处理厂设粗、细2道格栅。
2、沉砂池
沉砂池也叫初沉池，沉砂池的工作原理是以重力分离为基础，就是将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流走。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池形式主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代污水处理厂设计应用中以旋流沉砂池为主。
3、氧化沟
氧化沟是一种活性污泥处理系统，其曝气池呈封闭的沟渠型，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，又称循环曝气池。
氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、圆形或其他形状。
氧化沟具有较长的水力停留时间、较低的有机负荷和较长的污泥龄，和传统的活性污泥法比较，可以省略调节池、初沉池等。
氧化沟具有明显的溶解氧的浓度梯度，特别适用于硝化—反硝化除氮工艺，氧化沟根据设计将构造分为好氧区、缺氧区、厌氧区，能实现脱氮除磷的效果。
脱氮：主要通过微生物的硝化—反硝化过程实现。
A：硝化反应过程：在有氧条件下，氨氮被硝化细菌所氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐。他包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应，亚硝酸菌和硝酸菌都是化能自养菌，它们利用CO2、CO32-、HCO3-等做为碳源，通过NH3、NH4+、或NO2-的氧化还原反应获得能量。硝化反应过程需要在好氧条件下进行。
B：反硝化反应过程：在缺氧条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从无水中逸出，从而达到除氮的目的。反硝化是将硝化反应过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程。
4、二沉池（终沉池）
二沉池，顾名思义就是二次沉淀池，是相对于初沉池而说的。主要是借助重力沉降去除悬浮物，达到泥水分离的目的。一般采用圆形幅流式沉淀池结构，泥水混合液从池中心进水管进入池，沿半径方向向池周缓缓流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，清水从池周溢流堰槽流出后进入中水处理车间进一步处理。辐流式沉淀池多采用回转式刮泥机收集污泥，刮泥机刮板将沉至池底的污泥刮至池中心的污泥斗，再借重力或污泥泵排走，排出的污泥分为两部分，一部分回流到氧化池重新参与反应，成为回流污泥，另一部分进入污泥脱水车间进行污泥脱水处理，称为剩余污泥。
5、絮凝沉淀池
在污水处理中一般应用于污水的深度处理单元。在污水中投加混凝剂后，其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加。
絮凝沉淀一般使用的药剂：
PAC：是聚合氯化铝的简称
PAM：是聚丙烯酰胺（阴离子）的简称。
两种药剂一般结合使用，根据废水水质不同调配使用比例，以使处理达到最佳效果。
6、滤池
应用石英砂或白煤、矿石等粒状滤料对自来水进行快速过滤而达到截留水中悬浮固体和部分细菌、微生物等目的的池子。
7、污泥脱水车间
污泥脱水要加入药剂聚丙稀铣胺（阳离子）。脱泥脱水后可以降低含水率，使液态污泥固化，不仅可以减小污泥的体积，而且使污泥稳定，便于拉运转移和后续处理。
8、消毒车间
消毒方法常见的有2种，一种臭氧消毒，一种氯消毒。
附件：污水处理常见微生物照片
1、变形虫（阿米巴）amoeba.
顾名思义，变形虫是能变形的。不过这种变形也是有限度的。
一些种类的变形虫 能向四外伸出假足，以探查水中的化学成分，决定移动方向。而有些种类根本没有假足。 他们猎食时覆盖它的猎物， 把猎物裹起来，这样就产生了一个食物泡， 食物泡可以消化吸收猎物。 大多数变形虫对人体无害,但有几种变形虫能产生人类疾病：阿米巴痢疾，主要发生在贫穷国家。 变形虫食性广,单细胞藻类,细菌,小原生动物，真菌，有机碎片等皆是它们的食物.
变形虫生命力强,在条件不好时，可以形成一个包囊(休眠体)度过难关
.
动态中的食物泡. 食物泡中充满了酶，用来消化猎物.消化过程很容易用显微镜观察。 food vacuole:食物泡
nucleus:细胞核
变形虫的尾末端结构，并非所有种类的变形虫都有尾末端
,
2、太阳虫目 （Heliozoan）
中间的圆形的东西是核,而细胞的外层部分有很多大的液泡。
图 C 显示许多太阳虫个体组成了群体，进行捕食
3、草履虫
群居的草履虫 受攻击的草履虫
下面是草履虫的结构模拟图
4、栉毛虫
很像个小乌龟
5、轮虫
6、寡毛虫
7、线虫
8、桡足虫
9、钟形虫
11
10、漫游虫Lionotus
12
11、吸管虫Suctoria
12、固着型纤毛虫Peritricha
13
14
13、游泳型纤毛虫Holotricha
14、累枝虫
15
16
15、喇叭虫
污泥膨胀时的图片
污泥膨胀时大量的菌丝伸出菌胶团，菌丝形状稍弯，无分枝，长度在50um～200um之间，直径在0.7～1.4um之间。
17
颗粒污泥凝结核
废水中微生物，除了轮虫外，旁边可看到丝状菌大量繁殖
18
微生物指示作用
微生物在调试过程中起着很重要的指示左右，通过镜检而根据活性污泥中的微生物可 以发现该活性污泥的好差，其指示作用有：
(1) 着生的缘毛目多时，处理效果良好，出水BOD5和浊度低。
如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫，这些缘毛目 的种类都固定在絮状物上，并随窗之而翻动，其中还夹杂一些爬行的 栖纤虫、游仆虫、尖 毛虫、卑气管叶虫等，这说明是优质而成熟的活性污泥。
(2) 小口钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优势菌种。 (3) 如果大量鞭毛虫出现，而着生的缘毛目很少时，表明净化作用较差。 (4) 大量的自由游泳的纤毛虫出现，指示净化作用不太好，出水浊度上升。 (5) 如出现主要有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时，则水质澄清 良好，出水清澈透明，酚类去除率在90%以上。 (6) 根足虫的大量出现，往往是污泥中毒的表现。
(7) 如在生活污水处理中，累枝虫的大量出现，则是污泥膨胀、解絮的征兆。 (8) 而在印染废水中，累枝虫则作为污泥正常或改善的指示生物。 (9) 在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。 (10) 过量的轮虫出现，则是污泥要膨胀的预兆。
另在一些对原生动物不宜生长的污泥中，主要看菌胶团的大小用数量来判断处理效果。
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活性污泥法概述
第一章、活性污泥法概述
第一节 活性污泥的主体----微生物
污水好氧处理的主题是微生物，而微生物的主体是各种细菌。主要认识各种微生物在污水处理中的指示作用。
1、微生物生长代谢的主要条件：
（1）温度
水温：水处理微生物最佳生长繁殖温度25~30℃。
（2）PH值
（3）氧浓度
通过曝气来给污水中充氧，充氧量根据工艺不同有区别，不能过度。
（4）营养物质
有机物（碳源），主要作为微生物生长代谢的食物。
第二节 活性污泥法的概念
活性污泥法——在废水处理工艺中，为微生物提供足够的食物（有机污染物）、氧气（曝气）等条件，利用微生物分解水体中的有机污染物而使污水达到净化的方法。
第三节 改进活性污泥法的几种变形
现在的污水处理厂大部分都是活性污泥法改进以后得到的工艺类型。 主要介绍目前我们接触的几个污水处理厂的运行工艺：
（1）卡鲁塞尔氧化沟
南郊污水厂采用的是卡鲁塞尔2000改良型TU氧化沟工艺，Carrousel氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制。
（2）A2O工艺
罕台污水厂使用的是A2O工艺，A2O法又称AAO法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。
（3）CASS工艺
CASS是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR（序批式活性污泥法）的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水。
第二章、活性污泥法配套设施介绍
这里介绍的处理设施主要针对厂内氧化沟工艺。
1、格栅
作用：主要作用是去除污水中较大的悬浮物或漂浮物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用（防堵）。
格栅主要分为粗格栅、中格栅和细格栅三类，一般污水处理厂设粗、细2道格栅。
2、沉砂池
沉砂池也叫初沉池，沉砂池的工作原理是以重力分离为基础，就是将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流走。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池形式主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代污水处理厂设计应用中以旋流沉砂池为主。
3、氧化沟
氧化沟是一种活性污泥处理系统，其曝气池呈封闭的沟渠型，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，又称循环曝气池。
氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、圆形或其他形状。
氧化沟具有较长的水力停留时间、较低的有机负荷和较长的污泥龄，和传统的活性污泥法比较，可以省略调节池、初沉池等。
氧化沟具有明显的溶解氧的浓度梯度，特别适用于硝化—反硝化除氮工艺，氧化沟根据设计将构造分为好氧区、缺氧区、厌氧区，能实现脱氮除磷的效果。
脱氮：主要通过微生物的硝化—反硝化过程实现。
A：硝化反应过程：在有氧条件下，氨氮被硝化细菌所氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐。他包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应，亚硝酸菌和硝酸菌都是化能自养菌，它们利用CO2、CO32-、HCO3-等做为碳源，通过NH3、NH4+、或NO2-的氧化还原反应获得能量。硝化反应过程需要在好氧条件下进行。
B：反硝化反应过程：在缺氧条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从无水中逸出，从而达到除氮的目的。反硝化是将硝化反应过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程。
4、二沉池（终沉池）
二沉池，顾名思义就是二次沉淀池，是相对于初沉池而说的。主要是借助重力沉降去除悬浮物，达到泥水分离的目的。一般采用圆形幅流式沉淀池结构，泥水混合液从池中心进水管进入池，沿半径方向向池周缓缓流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，清水从池周溢流堰槽流出后进入中水处理车间进一步处理。辐流式沉淀池多采用回转式刮泥机收集污泥，刮泥机刮板将沉至池底的污泥刮至池中心的污泥斗，再借重力或污泥泵排走，排出的污泥分为两部分，一部分回流到氧化池重新参与反应，成为回流污泥，另一部分进入污泥脱水车间进行污泥脱水处理，称为剩余污泥。
5、絮凝沉淀池
在污水处理中一般应用于污水的深度处理单元。在污水中投加混凝剂后，其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加。
絮凝沉淀一般使用的药剂：
PAC：是聚合氯化铝的简称
PAM：是聚丙烯酰胺（阴离子）的简称。
两种药剂一般结合使用，根据废水水质不同调配使用比例，以使处理达到最佳效果。
6、滤池
应用石英砂或白煤、矿石等粒状滤料对自来水进行快速过滤而达到截留水中悬浮固体和部分细菌、微生物等目的的池子。
7、污泥脱水车间
污泥脱水要加入药剂聚丙稀铣胺（阳离子）。脱泥脱水后可以降低含水率，使液态污泥固化，不仅可以减小污泥的体积，而且使污泥稳定，便于拉运转移和后续处理。
8、消毒车间
消毒方法常见的有2种，一种臭氧消毒，一种氯消毒。
附件：污水处理常见微生物照片
1、变形虫（阿米巴）amoeba.
顾名思义，变形虫是能变形的。不过这种变形也是有限度的。
一些种类的变形虫 能向四外伸出假足，以探查水中的化学成分，决定移动方向。而有些种类根本没有假足。 他们猎食时覆盖它的猎物， 把猎物裹起来，这样就产生了一个食物泡， 食物泡可以消化吸收猎物。 大多数变形虫对人体无害,但有几种变形虫能产生人类疾病：阿米巴痢疾，主要发生在贫穷国家。 变形虫食性广,单细胞藻类,细菌,小原生动物，真菌，有机碎片等皆是它们的食物.
变形虫生命力强,在条件不好时，可以形成一个包囊(休眠体)度过难关
.
动态中的食物泡. 食物泡中充满了酶，用来消化猎物.消化过程很容易用显微镜观察。 food vacuole:食物泡
nucleus:细胞核
变形虫的尾末端结构，并非所有种类的变形虫都有尾末端
,
2、太阳虫目 （Heliozoan）
中间的圆形的东西是核,而细胞的外层部分有很多大的液泡。
图 C 显示许多太阳虫个体组成了群体，进行捕食
3、草履虫
群居的草履虫 受攻击的草履虫
下面是草履虫的结构模拟图
4、栉毛虫
很像个小乌龟
5、轮虫
6、寡毛虫
7、线虫
8、桡足虫
9、钟形虫
11
10、漫游虫Lionotus
12
11、吸管虫Suctoria
12、固着型纤毛虫Peritricha
13
14
13、游泳型纤毛虫Holotricha
14、累枝虫
15
16
15、喇叭虫
污泥膨胀时的图片
污泥膨胀时大量的菌丝伸出菌胶团，菌丝形状稍弯，无分枝，长度在50um～200um之间，直径在0.7～1.4um之间。
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颗粒污泥凝结核
废水中微生物，除了轮虫外，旁边可看到丝状菌大量繁殖
18
微生物指示作用
微生物在调试过程中起着很重要的指示左右，通过镜检而根据活性污泥中的微生物可 以发现该活性污泥的好差，其指示作用有：
(1) 着生的缘毛目多时，处理效果良好，出水BOD5和浊度低。
如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫，这些缘毛目 的种类都固定在絮状物上，并随窗之而翻动，其中还夹杂一些爬行的 栖纤虫、游仆虫、尖 毛虫、卑气管叶虫等，这说明是优质而成熟的活性污泥。
(2) 小口钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优势菌种。 (3) 如果大量鞭毛虫出现，而着生的缘毛目很少时，表明净化作用较差。 (4) 大量的自由游泳的纤毛虫出现，指示净化作用不太好，出水浊度上升。 (5) 如出现主要有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时，则水质澄清 良好，出水清澈透明，酚类去除率在90%以上。 (6) 根足虫的大量出现，往往是污泥中毒的表现。
(7) 如在生活污水处理中，累枝虫的大量出现，则是污泥膨胀、解絮的征兆。 (8) 而在印染废水中，累枝虫则作为污泥正常或改善的指示生物。 (9) 在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。 (10) 过量的轮虫出现，则是污泥要膨胀的预兆。
另在一些对原生动物不宜生长的污泥中，主要看菌胶团的大小用数量来判断处理效果。
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