第八章活性污泥法1

时间：2025-04-20

水处理课件

第八章活性污泥法(Activated Sludge) (1)

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本章内容第一节：污水生物处理的基本概念和

生化反应动力学基础第二节：活性污泥法的基本概念第三节：活性污泥法的发展第四节、氧传递和曝气设备第五节、活性污泥系统工艺设计第六节、二次沉淀池第七节、运行和管理

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第一节污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础基本概念和原理；微生物生长规律和生长环境；微生物反应速率、反应级数；微生物生长动力学；废水的可生化性。

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一、概述污水生物处理：利用微生物的新陈代谢作用，对污水中的污染物质进行分解和转化，从而达到对污水的净化处理。

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微生物分类动物(多细胞，能运动，具轮虫有分化的细胞组织，异养) 真核生物 (细胞具有核膜和细胞器) 植物(多细胞，不运动，具有细胞组织，有光合作用) 苔藓，藻类

原核生物 ( 无明显的核和细胞器)

真菌(大部分为多细胞，酵母，不运动，异养，分解者) 蘑菇原生生物(大部分为单细胞，鞭毛虫运动，异养，分解者) 细菌(单细胞，部分能运动，部分异养，分解者，部分有光合作用)

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污水生物处理分类按微生物生长方式

悬浮生长法(活性污泥法) 附着生长法(生物膜法) 按微生物对溶解氧的要求

好氧生物处理厌氧生物处理缺氧生物处理

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按微生物生长方式分类悬浮生长法(活性污泥法) 通过适当的混合方法使微生物在生物处理构筑物中保持悬浮状态，并与污水中的有机物充分接触，完成对有机物的降解。附着生长法(生物膜法) 微生物附着在某种载体上生长，并形成生物膜。污水经过生物膜时，微生物与污水中的有机物接触，完成对污水的净化。

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按微生物对溶解氧需求分类

好氧生物处理水中存在溶解的分子氧的条件下进行的生物处理过程，是城镇污水处理所采用的主要方法。 e.g.活性污泥法、生物膜法。

缺氧生物处理水中无溶解的分子氧，但存在化合态氧(NO3-, SO42-,S2O32-, PO43-, CO2等)的条件下进行的生物处理过程。

厌氧生物处理水中即无溶解的分子氧，也无化合态氧的条件下进行的生物处理过程，常用于高浓度有机污水的处理。

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自然条件土壤净化：污水灌溉

水体自净：天然水体、氧化塘

生物处理法

好氧

悬浮生物法：活性污泥法、氧人工化塘、氧化沟条件固着生物法：生物滤池、生物转盘、接触氧化、好氧性生物流化床

厌氧

自然高温堆肥条件厌氧塘人工条件悬浮生物法：上流式厌氧污泥床、化粪池、厌氧消化

固着生物法

:厌氧滤池、厌氧流化床

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二、基本概念和原理代谢底物自养和异养好氧生物过程厌氧生物过程生物脱氮理论生物除磷理论

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2.1. 代谢(metabolism): 分解代谢，合成代谢(1)分解代谢(catabolism):微生物将自身或外来的各种物质分解以获取能量的过程，也称为异化作用。根据最终电子受体分类：好氧呼吸(aerobic respiration): 以分子氧作为最终电子受体; C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O ΔG = -2880 kJ 厌氧呼吸(anaerobic respiration): 以化合态氧作为最终电子受体; glucose + 3NO - + 3H O 6HCO - + 3NH +, ΔG = -1796 kJglucose +3 3SO42-

2 3H+

3 6HCO3-

4 -, 3SH

ΔG = -453 kJ

发酵(fermentation):微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 ΔG = -244.9 kJ

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2.1.代谢(con’d)根据能源的来源分类：外源性呼吸：微生物用外界供给的能源进行呼吸内源性呼吸(内源代谢):微生物则利用自身内部储存的能源进行呼吸。e.g.细胞质进行自身氧化并释放能量。

(2) 合成代谢(anabolism):微生物利用一部分底物或分解代谢过程中产生的中间产物，在合成酶的作用下合成微生物细胞的过程，也称为同化作用。

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(3) 微生物的新陈代谢体系分解代谢微生物的新陈代谢 (异化作用) 复杂物质分解 + 能量为简单物质释放合成代谢 (同化作用)

微生物增殖

2.2. 底物(substrate):在代谢过程中，微生物可以利用污水中大部分有机物和部分无机物作为营养源，这些可被微生物利用的物质，即称为底物。