活性污泥數(shù)學(xué)模型

怎樣評(píng)價(jià)活性污泥法與生物膜法中的活性污泥？

活性污泥法與生物膜法的活性污泥生長(zhǎng)情況的判別和評(píng)價(jià)是不一樣的。

在生物膜法中，活性污泥生長(zhǎng)情況的評(píng)價(jià)主要采用顯微鏡直接觀察生物相。

在活性污泥法中，評(píng)價(jià)活性污泥生長(zhǎng)情況的評(píng)價(jià)除了直接用顯微鏡觀察生物相外，常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)還有：混合液懸浮固體（MLSS），混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS），污泥沉降比（SV），污泥沉降指數(shù)（SVI）等。

【學(xué)員問(wèn)題】活性污泥的簡(jiǎn)介？

【解答】活性污泥是一種好氧生物處理方法。活性污泥基本概念

是由1912年英國(guó)人ClarkandCage發(fā)現(xiàn)對(duì)廢水進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間曝氣會(huì)產(chǎn)生污泥并使水質(zhì)明顯改善，其后ArdenandLackett進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)由于實(shí)驗(yàn)容器洗不干凈，瓶壁留下殘?jiān)炊固幚硇Ч岣?，從而發(fā)現(xiàn)活性微生物菌膠團(tuán)，定名為活性污泥而來(lái)。

活性污泥中復(fù)雜的微生物與廢水中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物形成了復(fù)雜的食物鏈。

最先擔(dān)當(dāng)凈化任務(wù)的是異氧菌和腐生性真菌，細(xì)菌特別是球狀細(xì)菌起著最關(guān)鍵的作用，優(yōu)良運(yùn)轉(zhuǎn)的活性污泥，是以絲狀菌為骨架由球狀菌組成的菌膠團(tuán)。沉降性好，隨著活性污泥的正常運(yùn)行，細(xì)菌大量繁殖，開(kāi)始生長(zhǎng)原生動(dòng)物，是細(xì)菌一次捕食者?；钚晕勰喑Ｒ?jiàn)的原生動(dòng)物有鞭毛蟲(chóng)、肉毛蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)和吸管蟲(chóng)?；钚晕勰喑墒鞎r(shí)固著型的纖毛蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)占優(yōu)勢(shì)；后生動(dòng)物是細(xì)菌的二次捕食者，如輪蟲(chóng)、線蟲(chóng)等只能在溶解氧充足時(shí)才出現(xiàn)，所以當(dāng)出現(xiàn)后生動(dòng)物時(shí)說(shuō)明處理水質(zhì)好轉(zhuǎn)標(biāo)志。

活性污泥的性能指標(biāo)包括：混合液懸浮固體（MLSS），污泥沉降比（SV），污泥指數(shù)[污泥體積指數(shù)（SVI），污泥密度指數(shù)（SDI）。

混合液懸浮固體濃度（mixedliquorsuspendedsolids，MLSS），又稱(chēng)為混合液污泥濃度，表示在曝氣池單位容積混合液內(nèi)所含的活性污泥固體的總重量，即MLSS=Ma+Me+Mi+Mii

Ma——具有代謝功能活性的微生物群體；

Me——微生物（主要是細(xì)菌）內(nèi)源代謝、自身氧化的殘留物；

Mi——由原污水挾入的難為細(xì)菌降解的惰性有機(jī)物質(zhì)；

Mii——由污水挾入的無(wú)機(jī)物質(zhì)。

表示單位為mg/L混合液，或g/L混合液，g/m3混合液，kg/m3混合液。

混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（mixedliquorvolatilesuspendedsolids，MLVSS），表示混合液活性污泥中有機(jī)性固體物質(zhì)部分的濃度，即

MLVSS=Ma+Me+Mi

MLVSS與MLSS的比值以f表示，即

f=MLVSS/MLSS

在一般情況下，f值比較固定，對(duì)生活污水，f值為0.75左右。以生活污水為主體的城市污水也同此值。

以上兩項(xiàng)指標(biāo)都不能精確地表示活性污泥微生物量，而表示的是活性污泥的相對(duì)值。但因?yàn)槠錅y(cè)定簡(jiǎn)便易行，廣泛應(yīng)用于活性污泥處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行。

污泥沉降比（settlingvelocity，SV），又稱(chēng)30min沉降率?；旌弦涸诹客矁?nèi)靜置30min后所形成沉淀污泥的容積占原混合液容積的百分率，以%表示。

污泥容積指數(shù)（sludgevolumeindex，SVI），簡(jiǎn)稱(chēng)污泥指數(shù)，其物理意義是在曝氣池出口處的混合液，在經(jīng)過(guò)30min靜沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占的容積，以mL計(jì)。

污泥容積指數(shù)的計(jì)算式為：

SVI=混合液（1L）30min靜沉形成的活性污泥容積（mL）/混合液（1L）中懸浮固體干重（g）

=（SV（mL/L））/（MLSS（g/L））

SVI的表示單位為mL/g，習(xí)慣上只稱(chēng)數(shù)字，而把單位略去。

（以上引自《排水工程（第四版）》。中國(guó)建筑工業(yè)出版社）

影響活性污泥性能的環(huán)境因素：溶解氧——溶解氧濃度以不低于2mg/L為宜（2—4mg/L）。水溫——維持在15～25℃，低于5℃微生物生長(zhǎng)緩慢。營(yíng)養(yǎng)料——細(xì)菌的化學(xué)組成實(shí)驗(yàn)式為C5H7O2N，霉菌為C10H17O6原生動(dòng)物為C7H14O3N，所以在培養(yǎng)微生物時(shí)，可按菌體的主要成分比例供給營(yíng)養(yǎng)。微生物賴(lài)以生活的主要外界營(yíng)養(yǎng)為碳和氮，此外，還需要微量的鉀，鎂，鐵，維生素等。

碳源——異氧菌利用有機(jī)碳源，自氧菌利用無(wú)機(jī)碳源。

氮源——無(wú)機(jī)氮（NH3及NH4+）和有機(jī)氮（尿素，氨基酸，蛋白質(zhì)等）。

一般比例關(guān)系：BOD：N：P=100：5：1

好氧生物處理：BOD5=500——1000mg/l

有毒物質(zhì)

主要毒物有重金屬離子（如鋅，銅，鎳，鉛，鉻等）和一些非金屬化合物（如酚，醛，氰化物，硫化物等）。

廢水的厭氧處理主要用于高濃度有機(jī)廢水的前處理，厭氧活性污泥的性質(zhì)和組成如下：由兼性厭氧菌和專(zhuān)性厭氧菌與廢水中的有機(jī)雜質(zhì)形成的污泥顆粒。呈灰色至黑色，有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；顆粒厭氧活性污泥的直徑在0.5mm以上。

微生物的組成主要有六種：

由外到內(nèi)水解細(xì)菌、發(fā)酵細(xì)菌、氫細(xì)菌和乙酸菌、甲烷菌、硫酸鹽還原菌、厭氧原生動(dòng)物其中產(chǎn)甲烷絲菌是厭氧活性污泥的中心骨架。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。

活性污泥的馴化：

如果工業(yè)廢水的性質(zhì)與生活污水相差很大時(shí)，用生活污水培養(yǎng)的活性污泥應(yīng)用工業(yè)廢水進(jìn)行馴化。馴化的方法是混合液中逐漸增加工業(yè)廢水的比例，直到達(dá)到滿負(fù)荷。 為了縮短培養(yǎng)和馴化的時(shí)間，可將兩個(gè)階段合并起來(lái)進(jìn)行。就是在培養(yǎng)過(guò)程中，不斷地加入少量的工業(yè)廢水，使微生物在培養(yǎng)過(guò)程中逐漸適應(yīng)新的環(huán)境。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。