、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(>2.2，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:

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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:

式中：    ——曝气池混合液的需氧量， ；

 ——代谢每 所需的氧量， ；

 ——每 每天进行自身氧化所需的氧量， 。

         二者的取值同样可以根据经验或试验来获得。

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。

四、活性污泥法的基本工艺参数

1、容积负荷（Volumetric Organic Loading Rate）：             

2、污泥负荷（Sludge Organic Loading Rate）：

3、水力停留时间（Hydraulic  Retention  Time）：        （h）

4、污泥龄或污泥停留时间（Sludge  Retention  Time）： （h 或 d）

5、回流比：