活性污泥的工作原理、操作流程

活性污泥是微生物群落及其所依赖的有机物和无机物的总称。英国克拉克(Clark)和Gage(Gage)于1912年发现，活性污泥可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥。活性污泥主要用于污水处理。活性污泥法是利用悬浮微生物絮体处理有机废水的一种好氧处理方法。

活性污泥是一种好氧生物处理方法。活性污泥的基本概念是1912年由英国的克拉克(Clark)和Gage(Gage)提出的。它们的长期曝气会使污水产生污泥，同时，水质也会得到明显的改善。Alton(Arden)和Lokett(Lockgtt)对这一现象进行了研究。

曝气试验在瓶中进行。每天在测试结束时清空瓶子，第二天重新开始。他们偶然发现这样的事实是处理不如清洗瓶子和污泥附着在瓶壁上。了解将污泥留在墙上的重要性，他们称之为活性污泥。

随后，每天实验结束前，他们对曝气污水进行静态沉淀，只向上层注入清水，将瓶底污泥留作第二天使用，大大缩短了污水处理时间。

1916年，第一个活性污泥处理厂利用这一试验过程建成。在显微镜下观察这些棕色的絮凝物，你可以看到大量的细菌，以及真菌、原生动物和元动物，它们形成了一个独特的生态系统。正是这些微生物(主要是细菌)利用污水中的有机物作为食物，代谢和繁殖，降低污水中有机物的含量。

工作原理

活性污泥中的复合微生物和废水中的有机营养物质构成了一个复杂的食物链。首先承担净化任务的是厌氧菌和腐生真菌，其中细菌尤其是球形细菌起着最关键的作用，活性污泥运行良好，丝状细菌作为骨架由球形细菌胶束组成。随着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖并开始生长原生动物，是细菌的捕食者。活性污泥中常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和草虫。当活性污泥成熟时，固定纤毛虫和种类占优势，后生动物是细菌(如轮虫、线虫等)的次生捕食者，只有在溶解氧充足时才能出现，当后生动物出现时，说明处理水质得到了改善。其性能指标包括：混合悬浮固体(MLSS)、污泥沉降比(SV)、污泥指数[污泥体积指数(SVI)、污泥密度指数(SDI)]。

微生物群落主要包括细菌、原生动物和藻类。其中，细菌和原生动物是最主要的两大类群。活性污泥的性能指标包括：混合悬浮固体(MLSS)、污泥沉降比(SV)、污泥指数[污泥体积指数(SVI)、污泥密度指数(SDI)]。

混合液悬浮固体浓度(MLSS)，也称为混合液污泥浓度，表示充气罐单位体积混合物中所含活性污泥固体的总重量，即MLSS = Ma + Me + Mi + Mii

MA——具有代谢活性的微生物种群;

微生物(主要是细菌)的I-残基、内部代谢和自氧化;

Mi中难以被细菌降解的惰性有机物-来自原废水;

MII-一种由污水携带的无机物。

表示单位为mg / L混合溶液，或g / L混合溶液，g / m3混合溶液，kg / m3混合溶液。

混合液挥发性悬浮物(MLVSS)是指活性污泥中有机固体的浓度。

MLVSS=Ma+Me+Mi

mlvss与mlss的比例用f表示，即

f=MLVSS/MLSS

一般情况下，f值是相对固定的，对于生活污水，f值在0.75左右。城市污水以生活污水为主体，其价值也是相同的。

这两个指标都不能准确地反映活性污泥的微生物生物量，而只能反映活性污泥的相对值。然而，由于其操作简便，在活性污泥处理系统的设计和运行中得到了广泛的应用。

污泥沉降速率(SV)，又称30min沉降速率。将混合物在圆筒中放置30分钟后形成的沉淀污泥的体积，原始混合物的体积以%表示。

污泥体积指数(SVI)，简称污泥指数，其物理意义是在曝气池出口混合液静沉降30分钟后，测量每克干污泥形成的沉淀污泥体积，单位为毫升。

污泥体积指数的计算公式为：

SVI=混合物(1L)30min/悬浮固体干重(G)在混合物(1L)中静态沉降形成的活性污泥体积(ML)

=(SV(mL/L)/(MLSS(g≈L)

SVI的单位以mL / g表示。习惯上只引用数字并省略单位。

操作流程

曝气

曝气池是一个微生物组成活性污泥，污水中有机污染物充分混合接触，然后降解、吸收、分解的场所。它是活性污泥法的核心。曝气系统的功能是向曝气池提供微生物生长和有机物分解所需的氧气，混合和搅拌活性污泥，使其与有机物充分接触。在曝气池中，可以用肉眼观察到大量的悬浮絮状污泥颗粒，称为活性污泥絮状物。随着有机污染物的分解，每天向曝气池中加入一部分活性污泥，称为剩余活性污泥。使用污泥泵直接排出系统-污泥池。

培养

在培养早期，它被污染，每天暴露在22小时的环境中，休息2小时，排放4升废水，并加入4升自配水。7天后，污泥呈黑色，沉淀性能良好，出水混浊。测量了mlss和sv的值。反应过程中的ph值、鳕鱼和nh 3-n浓度没有显著变化，表明培养的细菌数量较少。14天后，污泥呈浅黑色。降水时，泥水界面从开始模糊开始逐渐清晰。检查镜子时，可以观察到草履虫、流浪虫、裂虫和草虫。随着生物期的逐渐改善，表明该物种已被栽培。测量了mlss和sv的数值，鳕鱼和nh 3-n的去除率分别达到43和10。污泥活性尚不强，需要继续。此后，它每天运行两个周期，每周期曝气10h，静止位置2h。30天后，污泥具有良好的絮凝性和沉积性。混合物留出半小时。上层液体清澈透明，泥水界面清澈，污泥呈黄褐色，镜中有大量新型胶体。它是密集的，可以被观察到。许多活跃的铃虫。测量污泥的mlss和sv值，鳕鱼去除率达到90+，nh 3-n去除率为30+，污泥活性强。在这一点上，文化阶段被认为已经结束。

驯化

培养的活性污泥中含有大量异养菌，而硝化细菌为自养菌，污泥含量很低，需要进一步驯化才能使其占优势。与硝化细菌相比，反硝化细菌对环境的适应性强，生长繁殖快，因此一般情况下，反硝化细菌对废水物质的抑制作用小于硝化细菌。在活性污泥驯化过程中，进水COD和NH3-N浓度每隔2天升高一次。污泥驯化初期，COD去除率为85.59%，NH3-N去除率仅为23.21%。这是因为异养菌占优势，生长速度快，硝化细菌的产生时间长，生长速度慢，含量低，与异养菌的竞争处于不利地位，硝化反应速率低。4d后，系统对NH3-N的去除率明显提高，达到46.70%，说明系统中的硝化细菌逐渐占优势，但NH3-N的处理效果不是很理想，有必要继续驯化。氨氮去除率在90%以上，系统取得了良好的反硝化效果，达到了驯化的目的。