详解活性污泥法的基本原理和工艺流程

三.活性污泥的增殖规律及其应用

活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。

1、活性污泥的增殖曲线

注意：1)间歇静态培养;2)底物是一次投加;3)图中同时还表示了有机底物降解和氧的消耗曲线。

①适应期：

是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种类等的一个短暂的适应过程;经过适应期后，微生物从数量上可能没有增殖，但发生了一些质的变化：a.菌体体积有所增大;b.酶系统也已做了相应调整;c.产生了一些适应新环境的变异;等等。BOD5、COD等各项污染指标可能并无较大变化。

②对数增长期：

F/M值高所以有机底物非常丰富，营养物质不是微生物增殖的控制因素;微生物的增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，它仅由微生物本身所特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身的生理机能的限制;微生物以最高速率对有机物进行摄取，也以最高速率增殖，而合成新细胞;此时的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活动能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮凝体，污泥的沉淀性能不佳;活性污泥的代谢速率极高，需氧量大;一般不采用此阶段作为运行工况，但也有采用的，如高负荷活性污泥法。

③减速增长期：

F/M值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生物增殖的控制因素;微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比，为一级反应;有机底物的降解速率也开始下降;微生物的增殖速率在逐渐下降，直至在本期的最后阶段下降为零，但微生物的量还在增长;活性污泥的能量水平已下降，絮凝体开始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好;由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较大改善，并且整个系统运行稳定;一般来说，大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行工况控制在这一范围内的。

④内源呼吸期：

内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率，因此从整体上来说，活性污泥的量在减少，最终所有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物，而这些物质多是难于降解的细胞壁等;污泥的无机化程度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差;有机物基本消耗殆尽，处理水质良好;一般不用这一阶段作为运行工况，但也有采用，如延时曝气法。

2、活性污泥增殖规律的应用：

①活性污泥的增殖状况，主要是由F/M值所控制;

②处于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水质也不同;

③通过调整F/M值，可以调控曝气池的运行工况，达到不同的出水水质和不同性质的活性污泥;

④活性污泥法的运行方式不同，其在增值曲线上所处位置也不同。

3、有机物降解与微生物增殖：

活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化(内源呼吸)两项作用的综合结果，

活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为:

4、有机物降解与需氧量：

活性污泥中的微生物在进行代谢活动时需要氧的供应，氧的主要作用有：①将一部分有机物氧化分解;②对自身细胞的一部分物质进行自身氧化。

因此，活性污泥法中的需氧量：

5、活性污泥净化废水的实际过程：

在活性污泥处理系统中，有机污染物物从废水中被去除的实质就是有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，这一过程的结果是污水得到了净化，微生物获得了能量而合成新的细胞，活性污泥得到了增长。一般将这整个净化反应过程分为三个阶段：①初期吸附;②微生物代谢;③活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩。

所谓“初期吸附”是指：在活性污泥系统内，在污水开始与活性污泥接触后的较短时间(10~30min)内，由于活性污泥具有很大的表面积因而具有很强的吸附能力，因此在这很短的时间内，就能够去除废水中大量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物，使废水的BOD5值(或COD值)大幅度下降。但这并不是真正的降解，随着时间的推移，混合液的BOD5值会回升，再之后，BOD5值才会逐渐下降。

活性污泥吸附能力的大小与很多因素有关：

①废水的性质、特性：对于含有较高浓度呈悬浮或胶体状有机污染物的废水，具有较好的效果;

②活性污泥的状态：在吸附饱和后应给以充分的再生曝气，使其吸附功能得到恢复和增强，一般应使活性污泥微生物进入内源代谢期。

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