水污染控制工程
第 6章 污水的好氧生物处理（二）
—— 活性污泥法
内蒙古科技大学环境工程教研室
1882年就有人做向污水中鼓入空气的试验；
1912年美国的 Lawlence研究所进行污水曝气试验；英国的 Fowler
访问该研究所回国后，让 CIark和 Gage 进行试验，发现，对污水
长时间曝气会产生一些絮状体，同时水质会得到明显的改善，
Ardern和 Lockett继续对这一现象进行了研究，曝气试验是在瓶中
进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们发现
由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着一些棕褐色的絮状体时，处理效果
反而好。他们把它称为活性污泥，随后，他们在每天结束试验前，
把曝气后的污水静止沉淀，只倒去上层净化清水，留下瓶底的污泥，
供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。 1914年 Ardern
和 Lockett在英国的化学工程学会上发表了试验成果，活性污泥法
就这样诞生了。于是,1916年在英国的曼彻斯特市建造了第一个处
理能力 946m3/d的活性污泥污水处理厂； 1917年美国休斯顿建造了
一个处理能力 37800m3/d的活性污泥污水处理厂。
起源？
大自然的启示：如果让污水进入天然水体，可通过水体中微生态系
统的自净功能得到处理。
目录
?第一节 基本概念
?第二节 气体传递原理和曝气池
?第三节 活性污泥法的发展和演变
?第四节 活性污泥法的设计计算
?第五节 活性污泥法系统设计和运行的一些重要问题
?第六节 二次沉淀池
第一节 基本概念
什么是活性污泥？
由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的
污水中有机性及无机性物质组成的、有一定活力的、具有良好的净
化污水功能的絮绒状污泥。
活性污泥性质
活性污泥组成
含水
98％－ 99％
干固体
1％－ 2%
MLSS
Ma：具备活性细胞
成分（ 大量的细菌,
真菌、原生动物、
后生动物）
Me：内源代谢残
留的微生物有机
体
Mi：未代谢的不
可生化的有机悬
浮固体
Mii：吸附的无机
悬浮固体
菌胶团：动胶杆菌属分泌的多糖类物质将成千上万细菌包覆成一个
絮状体团粒
活性污泥中细菌
活性污泥中原生动物 活性污泥中后生动物
MLSS=MLVSS+MLNVSS
（ 55%-75%）
活性污泥数量指标
混合液悬浮固体浓度,MLSS
单位体积混合液中所含活性污泥固体物的总重量,mg/l
MLSS=Ma+Me+Mi+Mii
混合液挥发性悬浮固体浓度,MLVSS
单位体积混合液中有机性固体物质的总重量,mg/l
MLVSS=Ma+Me+Mi
活性污泥法的基本流程
活性污泥降解污水中有机物的过程
活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过
程可分为两个阶段。
吸附阶段 稳定阶段
由于活性污泥具有巨大
的表面积，而表面上含
有多糖类的粘性物质，
导致污水中的有机物转
移到活性污泥上去。
主要是转移到活性污泥上
的有机物为微生物所利用
第二节 气体传递原理和曝气池
构成活性污泥法的三个要素
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活
性污泥；
二是废水中的有机物，它是处理对象，也是微生物
的食料 ；
三是溶解氧，没有充足的溶解氧，好氧微生物既不
能生存也不能发挥氧化分解作用。
提供三者接触反应的设备 曝气池
Fick扩散定律
物质从一相传递到另一相的过程称为传质过程，曝气过程中空
气或纯氧中的氧从气相传递到液相中，亦是个传质过程，传质过程
主要借助于扩散过程完成。
扩散过程的推动力是扩散面两侧物质存在着浓度差，使得物质
分子由浓度较高一侧向着较低一侧扩散。
扩散过程中单位路程长度上的浓度变化值，称之为浓度梯度，
浓度梯度大小影响着扩散速率,
dt
dCDv
d ??
Fick扩散定律
Vd:物质的扩散速度； D扩散系数
因为氧是一种难溶气体，溶解度小，故传质阻力主要在于液
膜，可以认为气相主体与界面之间的氧分压差值很小；
同时因为液膜厚度很小,Ci与 C之间可按直线变化考虑，即,
双膜理论的基本论点,
1.气液两相界面附近存在着作层流运动的气膜和液膜，主体流动情
况影响着膜的厚度；
2.两膜以外的气、液相主体中，流体充分湍动，组分物质浓度均匀，
不存在浓度差，也没有任何传质阻力，整个传质过程阻力仅存在于
气液两层层流膜；
3.气液两相界面上物质浓度相平衡，界面上无阻力。
气体传递原理：双膜理论
L
i CC
dt
dC
?
???
（ 14-3）
对式 14-3积分得
?? ??? 2121 tt 12CC
i
)tk l a ( tCC dC
所以
2i
1i
12 CC
CClo g
tt
13.2k la
?
?
??
KLa为总传质系数，单位：时间 － 1；（ s-1 or H-1）
怎么理解 KLa？
传递阻力大时,KLa值小；传递阻力小时,KLa值大
1/KLa单位为小时，可以看作为全池水溶液溶解氧从 C增加到 Ci的时
间。
KLa也可看作是混合系数
Ci为气体在溶液中的饱和浓度（ ρSO ） 。
C1为 t1时刻气体在溶液中的浓度（ ρO1） 。
C2为 t2时刻气体在溶液中的浓度 （ ρO2） 。
从上式可以看出，为了提高氧转移速率，可以从,
1.提高 KLa值：增加液体紊动、减小液膜厚度、更换气水界面、使气
泡变小，增加气水接触面积；
2.提高值 ρSO,设法增加大气中的氧分压，如：纯氧曝气、富氧曝
气、深水曝气
1.溶解氧的饱和度；
2.液体温度；
3.废水性质；
4.液体紊流程度
氧
转
移
的
影
响
因
素
教材中溶解氧浓度用 ρO表示，饱和溶解氧浓度用 ρSO，式 14-3可
写为,
)(K
dt
d
OSOLa
O ??? ??
曝气作用
1 好氧微生物的需氧代谢
2 兼性微生物酶的好氧合成
3 混合液的搅拌作用（厌氧、缺氧池另加搅拌器）
曝气方式
1.鼓风曝气
2.机械曝气：纵轴表面曝气机、横轴表面曝气器
3.鼓风 +机械曝气系统
4,其它：富氧曝气、纯氧曝气
?2/3 of the power in a
sewage plant is required
in order to supply air into
activated sludge basins
? Aeration is the major
individual consumer of
electrical energy in
sewage plants
鼓风曝气系统
空气净化系统
鼓风机
空气输配管系统
浸没于混合液中
的扩散器
小气泡扩散器
中气泡扩散器
大气泡扩散器
微气泡扩散器
空气净化器 的目的是改善整个曝气系统的运行状态和防止扩散器阻
塞。
鼓风机 供应压缩空气。风量要满足生化反应所需的氧量和能保持混
合液悬浮固体呈悬浮状态。风压要满足克服管道系统和扩散器的摩
阻损耗以及扩散器上部的静水压。
罗茨鼓风机：适用于中小型污水厂，噪声大，必须采取消音、隔音
措施；离心式鼓风机：噪声小，效率高，适用于大中型污水厂
空气输配管系统 负责将空气输送到空气扩散器，要求沿程阻力损失
小，曝气设备各点压力均衡，空气干管和支管流速符合设计要求，
配备必要的手动阀门和电动调节阀门。
扩散器 的作用是将空气分散成空气泡，增大空气和混合液之间的接
触界面，把空气中的氧溶解于水中。
小气泡扩散器,由微孔材料（陶瓷、砂砾、塑料）制成的扩散板或
扩散管，气泡直径小于 1.5mm。
中气泡扩散器,穿孔管和莎纶管，孔眼直径 2-3mm。
大气泡扩散器,竖管，气泡直径 15 mm左右。
微气泡扩散器,气泡直径在 10μm左右，常用有射流曝气器。
机械曝气：表面曝气机
表面曝气机充氧原理,
1.曝气设备的提水和输水作用，使曝气池内液体不断循环
流动，从而不断更新气液接触面、不断吸氧；
2.曝气设备旋转时在周围形成水跃，并把液体抛向空中，
剧烈搅动而卷进空气；
3.曝气设备高速旋转时，在后侧形成负压区吸入空气。
机械曝气：表面曝气机
竖式曝气机 卧式曝气刷
?曝气的效率取决于
曝气池的池形
曝气机的性能
泵型 倒伞型 平板型
这类曝气机的转动轴与
水面平行，主要用于氧
化沟。
泵型 倒伞型 平板型
竖式曝气机
竖式曝气机
卧式曝气刷
曝气设备性能指标
1.氧转移率，单位为 mgO2/L·h； EL
3.氧利用率，通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量
占总供氧的百分比，单位为％。 EA
2.充氧能力（或动力效率），即每消耗 1kW·h动力能传
递到水中的氧量（或氧传递速率），单 kgO2/kW·h； EP
满足混合要求的曝气量
满铺的小气泡扩散器,2.2m3/m2.h
旋流的大中气泡扩散器,1.2m3/m2.h
机械曝气,13m3/W
曝气设备性能
曝气池三种池型：推流式、完全混合式、二池结合型
推流式曝气池
推流曝气池长宽比一般为 5～ 10；进水方式不限；出水用溢流堰。
推流曝气池的池宽和有效水深之比一般为 1～ 2。
根据横断面上的水流情况，可分为平流推移式、旋流推流式。
完全混合曝气池
按池形分：圆型、方型、矩型；
根据和沉淀池的关系分：分建式、
合建式。
曝 气 池 的
三 种 池 型
曝气设备性能测试
按测试途径分,
?清水中的测试；
?在运行条件下的测试；
?麦金尼（ Ross,E,Mckinney）方法。
原理,最通用的方法是用还原剂亚硫酸钠消氧。为了加快消氧过程
可用氯化钴作为催化剂。然后测出复氧过程，计算总传质系数 KLa
和氧的传递速率。
清水中的测试
步骤,一边曝气，一边加入 Na2SO3（同时利用 CoCl2作催化剂）进
行还原反应，使测试在全池均匀进行；当溶解氧浓度逐渐趋近于零
时，开始测定，由于曝气，水中溶解氧开始上升，按一定的时间间
隔测定氧浓度，测得的数据取平均值；复测定多次同时测定水温、
气压，水中溶解氧的饱和值、功率。
? 渐减曝气
? 分布曝气
? 完全混合
? 浅层曝气
? 深层曝气
? 高负荷曝气
? 克劳斯法
? 延时曝气
? 接触稳定法
? 氧化沟
? 纯氧曝气
? 活性生物滤池
? 吸附生物降解工艺
? 序批示活性污泥法
第
三
节
活
性
污
泥
法
的
发
展
和
演
变
传统活性污泥法
在推流式的传统
曝气池中，混合液的
需氧量在长度方向是
逐步下降的。
实际情况是：前
半段氧远远不够，后
半段供氧量超过需要。
所以出现了,
1.渐减曝气
2.分布曝气
3.完全混合
Conventional plug flow
4.浅层曝气
1953年派斯维尔 Pasveer的研究：
氧在 10℃ 静止水中的传递特征，
如图 14-25所示。特点：气泡形
成和破裂瞬间的氧传递速率最
大的。在水的浅层处用大量空
气进行曝气，就可以获得较高
的氧传递速率。为了使液流保
持一定的环流速率，将空气扩
散器分布在曝气池相当部分的
宽度上，并设一道纵墙，将水
池分为两部分，迫使曝气池液
体形成环流
? 扩散器的深度放置在水面以下 0.6～ 0.8m范围为宜，可以
节省动力费用，动力效率可达 1.8-2.6kgO2/kWh。
? 可以用一般的离心鼓风机。
? 浅层曝气与一般曝气相比，空气量增大，但风压仅为一般
曝气的 1/4— 1/6左右，约 10kPa，故电耗略有下降。
? 曝气池水深一般 3－ 4m，深宽比 1.0-1.3，气量比,30－
40m3/m3H2O.h
? 浅层池适用于中小型规模的污水厂。
? 由于布气系统进行维修上的困难，没有得到推广利用。
浅层曝气
?一般曝气池直径约 1－ 6m，水深
约 10～ 20m。深井曝气法深度为
50～ 150m，节省了用地面积。
?在深井中可利用空气作为动力，
促使液流循环。
?深井曝气法中，活性污泥经受压
力变化较大，实践表明这时微生物
的活性和代谢能力并无异常变化，
但合成和能量分配有一定的变化。
?深井曝气池内，气液紊流大，液
膜更新快，促使 KLa值增大，同时
气液接触时间增长，溶解氧的饱和
度也有深度的增加而增加。
?当井壁腐蚀或受损时污水可能会
通过井壁渗透，污染地下水。
5.深层曝气
部分污水厂只需要部
分处理，因此产生了高负
荷曝气法。
曝气池中的 MLSS，
约为 300～ 500mg/L，曝
气时间比较短，约为 2～
3h，处理效率仅约 65％左
右，有别于传统的活性污
泥法，故常称变型曝气。
6.高负荷曝气或变形曝气
?克劳斯工程师把厌氧消化的上清液加到回流污泥中
一起曝气，然后再进入曝气池，克服了高碳水化合物
的污泥膨胀问题，这个过程称为克劳斯法。
?消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量碳水化合
物代谢所需的氮。
?消化池上清液夹带的消化污泥比重较大，有改善混
合液沉淀性能的功效。
7.克劳斯（ Kraus）法
延时曝气的特点,
?曝气时间很长，达 24h甚至更长,MLSS较高，达
到 3000～ 6000mg/L；
?活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，
剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放；
?适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污
水处理处理系统多有使用。
8.延时曝气 法
混合液曝气过程中第一
阶段 BOD5的下降是由于吸
附作用造成的，对于溶解
的有机物，吸附作用不大
或没有，因此，把这种方
法称为接触稳定法，也叫
吸附再生法，混合液的曝
气完成了吸附作用，回流
污泥的曝气完成稳定作用。
这一方法直接用于原
污水的处理比用于初沉池
的出流效果好，初沉池可
以不用；剩余污泥量增加。
9.接触稳定法
10.氧化沟
在 50年代开发的
氧化沟是延时曝气法
的一种特殊形式，它
的池体狭长，池深较
浅，在沟槽中设有表
面曝气装置。曝气装
置的转动，推动沟内
液体迅速流动，取得
曝气和搅拌两个作用，
沟中混合液流速约为
0.3～ 0.6m/s，使活性
污泥呈悬浮状态。
纯氧代替空气，
可以提高生物处理
的速度，纯氧曝气
池的构造见图 14－
34。
11.纯氧曝气
在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推动力也
随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好，污泥的沉淀性也
好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生物的性质，但使微生物充
分发挥了作用。
纯氧曝气的缺点是纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，运转
管理较麻烦。
12.活性生物滤池（ ABF工艺）
图 14－ 35为 ABF的
流程，在通常的活
性污泥过程之前设
置一个塔式滤池，
它同滤池可以是串
联或并联的。
塔式滤池滤料表面上附着很多的活性污泥，因此滤料的材质和构
造不同于一般生物滤池。
滤池也可以看作采用表面曝气特殊形式的曝气池，塔是一外置的
强烈充氧器。因而 ABF可以认为是一个复合式活性污泥法。
?A级以高负荷或超高负荷运行,B级以低负荷运行,A级曝气池停
留时间短,30～ 60min,B级停留时间 2～ 4h。
?该系统不设初沉池,A级曝气池是一个开放性的生物系统。 A,B
两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混。
?处理效果稳定，具有抗冲击负荷,pH值变化的能力。
?该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。
13.吸附 — 生物降解工艺（ AB法）
14.序批式活性污泥法 (SBR)
（ space biological-treatment reactor)
图 14－ 37为 SBR工艺的基本运行模式，其基本操作流程由进水，
反应，沉淀，出水和闲置等五个基本过程组成，从污水流入到
闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设
有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。
SBR工艺与连续流活性污泥工艺相比的优点,
① 工艺系统组成简单（见图），不设二沉池，曝气池兼具二
沉池的功能，无污泥回流设备；
②耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设
置调节池；
③反应推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质；
④运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱
氮除磷的效果；
⑤污泥沉淀性能好,SVI值较低，能有效地防止丝状菌膨胀；
⑥该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控
制，便于自控运行，易于维护管理。
① 容积利用率低；
②水头损失大；
③出水不连续；
④ 峰值需氧量高；
⑤设备利用率低；
⑥运行控制复杂；
⑦不适用于大水量。
SBR工艺的缺点,
第四节 活性污泥法的设计计算
活性污泥系统工艺设计
应把整个系统作为整体来考虑，包括曝气池、二沉池、曝
气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处理处置。
主要设计内容,
1 工艺流程选择；
2 曝气池容积和构筑物尺寸的确定；
3 二沉池澄清区、污泥区的工艺设计；
4 供氧系统设计；
5 污泥回流设备设计
主要依据：水质水量资料；
生活污水或生活污水为主的城市污水：成熟设计经验；
工业废水：试验研究设计参数。
工艺流程的选择
流程选择是活性污泥设计中的首要问题，关系到日后运转
的稳定可靠、经济和环境效益，必须在详尽调查的基础上进行
技术、经济比较，以得到先进合理的流程。
需要调查研究和收集的基础资料,
1 污水的水量水质资料
水量关系到处理规模，多种方法分析计算，注意收集率和
地下水渗入量。
水质决定选用的处理流程和处理程度。
2 接纳污水的对象资料
3.气象水文资料
4,污水处理厂厂址资料
厂址地形资料；厂址地质资料。
5 剩余污泥的出路调研
曝气池的计算：纯经验方法
有机物负
荷率法
劳伦斯
（ Lawronce）和麦
卡蒂 (McCarty)法
麦金尼
(McKinney)
法
第六节 活性污泥法系统设计
和运行中的一些重要问题
?一．水力负荷
?二．有机负荷
?三．微生物浓度
?四．曝气时间
?五．微生物平均停留时间（ MCRT）
?六．氧传递速率
?七．回流污泥浓度
?八．回流污泥率
?九．曝气池的构造
?十,pH和碱度
?十一、溶解氧浓度
?十二、污泥膨胀及其控制
一．水力负荷
?一天内的流量变化；随季节的流量变化；雨水造成的流
量变化；泵的选择不当造成的流量变化等都回造成流向污
水厂的流量变化。
?水力负荷的变化影响活性污泥法系统的曝气池和二次沉
淀池。
?当流量增加时，污水在曝气池内的停留时间缩短，影响
出水质量，同时影响曝气池的水位。若为机械表面曝气机，
由于水面的变化，它的运行就变得不稳定。
?水力影响的部分是二次沉淀池。
二,有机负荷率 N
?曝气区容积的计算，设计中要考虑的主要问题是如何确
定污泥负荷率 N和 MLSS的设计值。
?污泥负荷率 N和 MLSS的设计值采用得大一些，曝气池所
需的体积可以小一些。但出水水质要降低，而且使剩余污
泥量增多，增加了污泥处置的费用和困难，同时，整个处
理系统较不耐冲击，造成运行中的困难。
?为避免剩余污泥处置上的困难和要求污水处理系统的稳
定可靠，可以采用低的污泥负荷率（ <0.1），把曝气池建
得很大，这就是延时曝气法。
在设计中采用高的 MLSS并不能提高效益，原因如下,
? 其一，污泥量并不就是微生物的活细胞量。曝气池污泥量
的增加意味着泥龄的增加，泥龄的增加就使污泥中活细胞
的比例减小；
? 其二，过高的微生物浓度在后续的沉淀池中难于沉淀，影
响出水水质；
? 其三，曝气池污泥的增加，就要求曝气池中有更高的氧传
递速率，否则，微生物就受到抑制，处理效率降低。采用
一定的曝气设备系统，实际上只能够采用相应的污泥浓度，
MLSS的提高是有限度的。
三．微生物浓度
? 在通常情况下，城市污水的最短曝气时间为 3h，或更大些，
这和满足曝气池需氧速率有关。
? 当曝气池做得较小时，曝气设备是按系统的负荷峰值控制
设计的。这样，在其他时间，供氧量过大，造成浪费，设
备的能力不能充分得到利用。
? 若曝气池做得大些，可降低需氧速率，同时由于负荷率的
降低，曝气设备可以减小，曝气设备的利用率得到提高。
四、曝气时间
? 微生物平均停留时间至少等于水力停留时间，此时，曝
气池内的微生物浓度很低，大部分微生物是充分分散的。
? 微生物的停留时间应足够的长，促使微生物很好的絮凝，
以便重力分离，但不能过长，过长反而促使絮凝条件变
差。
? 微生物平均停留时间还有助于说明活性污泥中微生物的
组成。世代时间长于微生物不可能在这个活性污泥中繁殖。
五．微生物平均停留时间（ MCRT）
? 氧传递速率要考虑二个过程
1.氧传递到水中；
2.氧真正传递到微生物的膜表面。
? 要提高氧的传递速率
1.必须有充足的氧量；
2.必须使混合液中的悬浮固体保持悬浮状态和紊动条件。
六．氧传递速率
七．回流污泥浓度
? 高的污泥回流量增大了进入沉淀池的流量，增加了二沉池
的负荷，缩短了沉淀池的沉淀时间，降低了沉淀效率，使
未被沉淀的固体随出流带走。
? 活性污泥回流率的设计应有弹性，并应操作在可能的最低
流量，这为沉淀池提供了最大稳定性。
八．回流污泥率
九、曝气池构造
? 活性污泥通常在 pH＝ 6.5～ 8.5； pH所以能保持在这个范
围，是由于污水中的蛋白质代谢后产生碳酸铵碱度和从天
然水中带来的碱度所致。
? 生活污水中有足够的碱度使 pH保持在较好的水平。
? 工业污水中经常缺少蛋白质，因而产生 pH过低的问题。
工业废水中的有机酸通常在进入曝气池前进行中和。
十,pH和碱度
十一、溶解氧浓度
? 通常溶解氧浓度不是一个关键因素，除非溶解氧浓度跌落
到接近于零。只要细菌能获得所需要的溶解氧来进行谢，
其代谢速率不受溶解氧的影响。
? 一般认为混合液中溶解氧浓度应保持在 0.5～ 2mg/L，以保
证活性污泥系统正常的运行。
? 过分的曝气，氧浓度得到提高，但由于紊动过分剧烈，导
致絮状体破裂，使出水浊度升高。
? 特别是对于好氧速度不高，而泥龄偏长的系统，强烈混合
使破碎的絮状体不能很好的再凝聚。
? 正常的活性污泥沉降性能良好，其污泥体积指数 SVI在
50～ 150之间；当活性污泥不正常时，污泥不易沉淀，反
映在 SVI值升高。
? 混合液在 1000mL量筒中沉淀 30min后，污泥体积膨胀，
上层澄清液减少，这种现象称为活性污泥膨胀。
? 活性污泥膨胀可分为
1.污泥中丝状菌大量繁殖导致的丝状菌性膨胀；
2.并无大量丝状菌存在的非丝状菌性膨胀。
十二、污泥膨胀及其控制
第六节 二次沉淀池
? 二次沉淀池的功能要求
1.澄清（固液分离）
2.污泥浓缩（使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少）
? 二沉池的实际工作情况（工作原理）
（ 1）二沉池中普遍存在着四个区：清水区、絮凝区、成层沉
降区、压缩区；两个界面：泥水界面和压缩界面。
（ 2）混合液进入二沉池以后，立即被稀释，固体浓度大大降
低，形成一个絮凝区。絮凝区上部是清水区，两者之间有一
泥水界面。
（ 3）絮凝区后是一个成层沉降区，在此区内，固体浓度基本
不变，沉速也基本不变。絮凝区中絮凝情况的优劣，直接影
响成层沉降区中泥花的形态、大小和沉速。
（ 4）靠近池底处形成污泥压缩区。
? 二沉池的澄清能力与混合液进入池后的絮凝情况密切相
关，也与二沉池的表面面积有关。
? 二沉池的浓缩能力主要与污泥性质及泥斗的容积有关。
? 对于沉降性能良好的活性污泥，二沉池的泥斗容积可以
较小。
二次沉淀池的构造和计算
? 二次沉淀池在构造上要注意以
下特点
（ 1）二次沉淀池的进水部分，应
使布水均匀并造成有利于絮凝
的条件，使泥花结大。
（ 2）二沉池中污泥絮体较轻，容
易被出流水挟走，要限制出流
堰处的流速，使单位堰长的出
水量不超过 10m3/mh。
（ 3）污泥斗的容积，要考虑污泥
浓缩的要求。在二沉池内，活
性污泥中的溶解氧只有消耗，
没有补充，容易耗尽。缺氧时
间过长可能影响活性污泥中微
生物的活力并可能因反硝化而
使污泥上浮。故浓缩时间一般
不超过 2h。
第 6章 污水的好氧生物处理（二）
—— 活性污泥法
内蒙古科技大学环境工程教研室
1882年就有人做向污水中鼓入空气的试验；
1912年美国的 Lawlence研究所进行污水曝气试验；英国的 Fowler
访问该研究所回国后，让 CIark和 Gage 进行试验，发现，对污水
长时间曝气会产生一些絮状体，同时水质会得到明显的改善，
Ardern和 Lockett继续对这一现象进行了研究，曝气试验是在瓶中
进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们发现
由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着一些棕褐色的絮状体时，处理效果
反而好。他们把它称为活性污泥，随后，他们在每天结束试验前，
把曝气后的污水静止沉淀，只倒去上层净化清水，留下瓶底的污泥，
供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。 1914年 Ardern
和 Lockett在英国的化学工程学会上发表了试验成果，活性污泥法
就这样诞生了。于是,1916年在英国的曼彻斯特市建造了第一个处
理能力 946m3/d的活性污泥污水处理厂； 1917年美国休斯顿建造了
一个处理能力 37800m3/d的活性污泥污水处理厂。
起源？
大自然的启示：如果让污水进入天然水体，可通过水体中微生态系
统的自净功能得到处理。
目录
?第一节 基本概念
?第二节 气体传递原理和曝气池
?第三节 活性污泥法的发展和演变
?第四节 活性污泥法的设计计算
?第五节 活性污泥法系统设计和运行的一些重要问题
?第六节 二次沉淀池
第一节 基本概念
什么是活性污泥？
由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的
污水中有机性及无机性物质组成的、有一定活力的、具有良好的净
化污水功能的絮绒状污泥。
活性污泥性质
活性污泥组成
含水
98％－ 99％
干固体
1％－ 2%
MLSS
Ma：具备活性细胞
成分（ 大量的细菌,
真菌、原生动物、
后生动物）
Me：内源代谢残
留的微生物有机
体
Mi：未代谢的不
可生化的有机悬
浮固体
Mii：吸附的无机
悬浮固体
菌胶团：动胶杆菌属分泌的多糖类物质将成千上万细菌包覆成一个
絮状体团粒
活性污泥中细菌
活性污泥中原生动物 活性污泥中后生动物
MLSS=MLVSS+MLNVSS
（ 55%-75%）
活性污泥数量指标
混合液悬浮固体浓度,MLSS
单位体积混合液中所含活性污泥固体物的总重量,mg/l
MLSS=Ma+Me+Mi+Mii
混合液挥发性悬浮固体浓度,MLVSS
单位体积混合液中有机性固体物质的总重量,mg/l
MLVSS=Ma+Me+Mi
活性污泥法的基本流程
活性污泥降解污水中有机物的过程
活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过
程可分为两个阶段。
吸附阶段 稳定阶段
由于活性污泥具有巨大
的表面积，而表面上含
有多糖类的粘性物质，
导致污水中的有机物转
移到活性污泥上去。
主要是转移到活性污泥上
的有机物为微生物所利用
第二节 气体传递原理和曝气池
构成活性污泥法的三个要素
一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活
性污泥；
二是废水中的有机物，它是处理对象，也是微生物
的食料 ；
三是溶解氧，没有充足的溶解氧，好氧微生物既不
能生存也不能发挥氧化分解作用。
提供三者接触反应的设备 曝气池
Fick扩散定律
物质从一相传递到另一相的过程称为传质过程，曝气过程中空
气或纯氧中的氧从气相传递到液相中，亦是个传质过程，传质过程
主要借助于扩散过程完成。
扩散过程的推动力是扩散面两侧物质存在着浓度差，使得物质
分子由浓度较高一侧向着较低一侧扩散。
扩散过程中单位路程长度上的浓度变化值，称之为浓度梯度，
浓度梯度大小影响着扩散速率,
dt
dCDv
d ??
Fick扩散定律
Vd:物质的扩散速度； D扩散系数
因为氧是一种难溶气体，溶解度小，故传质阻力主要在于液
膜，可以认为气相主体与界面之间的氧分压差值很小；
同时因为液膜厚度很小,Ci与 C之间可按直线变化考虑，即,
双膜理论的基本论点,
1.气液两相界面附近存在着作层流运动的气膜和液膜，主体流动情
况影响着膜的厚度；
2.两膜以外的气、液相主体中，流体充分湍动，组分物质浓度均匀，
不存在浓度差，也没有任何传质阻力，整个传质过程阻力仅存在于
气液两层层流膜；
3.气液两相界面上物质浓度相平衡，界面上无阻力。
气体传递原理：双膜理论
L
i CC
dt
dC
?
???
（ 14-3）
对式 14-3积分得
?? ??? 2121 tt 12CC
i
)tk l a ( tCC dC
所以
2i
1i
12 CC
CClo g
tt
13.2k la
?
?
??
KLa为总传质系数，单位：时间 － 1；（ s-1 or H-1）
怎么理解 KLa？
传递阻力大时,KLa值小；传递阻力小时,KLa值大
1/KLa单位为小时，可以看作为全池水溶液溶解氧从 C增加到 Ci的时
间。
KLa也可看作是混合系数
Ci为气体在溶液中的饱和浓度（ ρSO ） 。
C1为 t1时刻气体在溶液中的浓度（ ρO1） 。
C2为 t2时刻气体在溶液中的浓度 （ ρO2） 。
从上式可以看出，为了提高氧转移速率，可以从,
1.提高 KLa值：增加液体紊动、减小液膜厚度、更换气水界面、使气
泡变小，增加气水接触面积；
2.提高值 ρSO,设法增加大气中的氧分压，如：纯氧曝气、富氧曝
气、深水曝气
1.溶解氧的饱和度；
2.液体温度；
3.废水性质；
4.液体紊流程度
氧
转
移
的
影
响
因
素
教材中溶解氧浓度用 ρO表示，饱和溶解氧浓度用 ρSO，式 14-3可
写为,
)(K
dt
d
OSOLa
O ??? ??
曝气作用
1 好氧微生物的需氧代谢
2 兼性微生物酶的好氧合成
3 混合液的搅拌作用（厌氧、缺氧池另加搅拌器）
曝气方式
1.鼓风曝气
2.机械曝气：纵轴表面曝气机、横轴表面曝气器
3.鼓风 +机械曝气系统
4,其它：富氧曝气、纯氧曝气
?2/3 of the power in a
sewage plant is required
in order to supply air into
activated sludge basins
? Aeration is the major
individual consumer of
electrical energy in
sewage plants
鼓风曝气系统
空气净化系统
鼓风机
空气输配管系统
浸没于混合液中
的扩散器
小气泡扩散器
中气泡扩散器
大气泡扩散器
微气泡扩散器
空气净化器 的目的是改善整个曝气系统的运行状态和防止扩散器阻
塞。
鼓风机 供应压缩空气。风量要满足生化反应所需的氧量和能保持混
合液悬浮固体呈悬浮状态。风压要满足克服管道系统和扩散器的摩
阻损耗以及扩散器上部的静水压。
罗茨鼓风机：适用于中小型污水厂，噪声大，必须采取消音、隔音
措施；离心式鼓风机：噪声小，效率高，适用于大中型污水厂
空气输配管系统 负责将空气输送到空气扩散器，要求沿程阻力损失
小，曝气设备各点压力均衡，空气干管和支管流速符合设计要求，
配备必要的手动阀门和电动调节阀门。
扩散器 的作用是将空气分散成空气泡，增大空气和混合液之间的接
触界面，把空气中的氧溶解于水中。
小气泡扩散器,由微孔材料（陶瓷、砂砾、塑料）制成的扩散板或
扩散管，气泡直径小于 1.5mm。
中气泡扩散器,穿孔管和莎纶管，孔眼直径 2-3mm。
大气泡扩散器,竖管，气泡直径 15 mm左右。
微气泡扩散器,气泡直径在 10μm左右，常用有射流曝气器。
机械曝气：表面曝气机
表面曝气机充氧原理,
1.曝气设备的提水和输水作用，使曝气池内液体不断循环
流动，从而不断更新气液接触面、不断吸氧；
2.曝气设备旋转时在周围形成水跃，并把液体抛向空中，
剧烈搅动而卷进空气；
3.曝气设备高速旋转时，在后侧形成负压区吸入空气。
机械曝气：表面曝气机
竖式曝气机 卧式曝气刷
?曝气的效率取决于
曝气池的池形
曝气机的性能
泵型 倒伞型 平板型
这类曝气机的转动轴与
水面平行，主要用于氧
化沟。
泵型 倒伞型 平板型
竖式曝气机
竖式曝气机
卧式曝气刷
曝气设备性能指标
1.氧转移率，单位为 mgO2/L·h； EL
3.氧利用率，通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量
占总供氧的百分比，单位为％。 EA
2.充氧能力（或动力效率），即每消耗 1kW·h动力能传
递到水中的氧量（或氧传递速率），单 kgO2/kW·h； EP
满足混合要求的曝气量
满铺的小气泡扩散器,2.2m3/m2.h
旋流的大中气泡扩散器,1.2m3/m2.h
机械曝气,13m3/W
曝气设备性能
曝气池三种池型：推流式、完全混合式、二池结合型
推流式曝气池
推流曝气池长宽比一般为 5～ 10；进水方式不限；出水用溢流堰。
推流曝气池的池宽和有效水深之比一般为 1～ 2。
根据横断面上的水流情况，可分为平流推移式、旋流推流式。
完全混合曝气池
按池形分：圆型、方型、矩型；
根据和沉淀池的关系分：分建式、
合建式。
曝 气 池 的
三 种 池 型
曝气设备性能测试
按测试途径分,
?清水中的测试；
?在运行条件下的测试；
?麦金尼（ Ross,E,Mckinney）方法。
原理,最通用的方法是用还原剂亚硫酸钠消氧。为了加快消氧过程
可用氯化钴作为催化剂。然后测出复氧过程，计算总传质系数 KLa
和氧的传递速率。
清水中的测试
步骤,一边曝气，一边加入 Na2SO3（同时利用 CoCl2作催化剂）进
行还原反应，使测试在全池均匀进行；当溶解氧浓度逐渐趋近于零
时，开始测定，由于曝气，水中溶解氧开始上升，按一定的时间间
隔测定氧浓度，测得的数据取平均值；复测定多次同时测定水温、
气压，水中溶解氧的饱和值、功率。
? 渐减曝气
? 分布曝气
? 完全混合
? 浅层曝气
? 深层曝气
? 高负荷曝气
? 克劳斯法
? 延时曝气
? 接触稳定法
? 氧化沟
? 纯氧曝气
? 活性生物滤池
? 吸附生物降解工艺
? 序批示活性污泥法
第
三
节
活
性
污
泥
法
的
发
展
和
演
变
传统活性污泥法
在推流式的传统
曝气池中，混合液的
需氧量在长度方向是
逐步下降的。
实际情况是：前
半段氧远远不够，后
半段供氧量超过需要。
所以出现了,
1.渐减曝气
2.分布曝气
3.完全混合
Conventional plug flow
4.浅层曝气
1953年派斯维尔 Pasveer的研究：
氧在 10℃ 静止水中的传递特征，
如图 14-25所示。特点：气泡形
成和破裂瞬间的氧传递速率最
大的。在水的浅层处用大量空
气进行曝气，就可以获得较高
的氧传递速率。为了使液流保
持一定的环流速率，将空气扩
散器分布在曝气池相当部分的
宽度上，并设一道纵墙，将水
池分为两部分，迫使曝气池液
体形成环流
? 扩散器的深度放置在水面以下 0.6～ 0.8m范围为宜，可以
节省动力费用，动力效率可达 1.8-2.6kgO2/kWh。
? 可以用一般的离心鼓风机。
? 浅层曝气与一般曝气相比，空气量增大，但风压仅为一般
曝气的 1/4— 1/6左右，约 10kPa，故电耗略有下降。
? 曝气池水深一般 3－ 4m，深宽比 1.0-1.3，气量比,30－
40m3/m3H2O.h
? 浅层池适用于中小型规模的污水厂。
? 由于布气系统进行维修上的困难，没有得到推广利用。
浅层曝气
?一般曝气池直径约 1－ 6m，水深
约 10～ 20m。深井曝气法深度为
50～ 150m，节省了用地面积。
?在深井中可利用空气作为动力，
促使液流循环。
?深井曝气法中，活性污泥经受压
力变化较大，实践表明这时微生物
的活性和代谢能力并无异常变化，
但合成和能量分配有一定的变化。
?深井曝气池内，气液紊流大，液
膜更新快，促使 KLa值增大，同时
气液接触时间增长，溶解氧的饱和
度也有深度的增加而增加。
?当井壁腐蚀或受损时污水可能会
通过井壁渗透，污染地下水。
5.深层曝气
部分污水厂只需要部
分处理，因此产生了高负
荷曝气法。
曝气池中的 MLSS，
约为 300～ 500mg/L，曝
气时间比较短，约为 2～
3h，处理效率仅约 65％左
右，有别于传统的活性污
泥法，故常称变型曝气。
6.高负荷曝气或变形曝气
?克劳斯工程师把厌氧消化的上清液加到回流污泥中
一起曝气，然后再进入曝气池，克服了高碳水化合物
的污泥膨胀问题，这个过程称为克劳斯法。
?消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量碳水化合
物代谢所需的氮。
?消化池上清液夹带的消化污泥比重较大，有改善混
合液沉淀性能的功效。
7.克劳斯（ Kraus）法
延时曝气的特点,
?曝气时间很长，达 24h甚至更长,MLSS较高，达
到 3000～ 6000mg/L；
?活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，
剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放；
?适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污
水处理处理系统多有使用。
8.延时曝气 法
混合液曝气过程中第一
阶段 BOD5的下降是由于吸
附作用造成的，对于溶解
的有机物，吸附作用不大
或没有，因此，把这种方
法称为接触稳定法，也叫
吸附再生法，混合液的曝
气完成了吸附作用，回流
污泥的曝气完成稳定作用。
这一方法直接用于原
污水的处理比用于初沉池
的出流效果好，初沉池可
以不用；剩余污泥量增加。
9.接触稳定法
10.氧化沟
在 50年代开发的
氧化沟是延时曝气法
的一种特殊形式，它
的池体狭长，池深较
浅，在沟槽中设有表
面曝气装置。曝气装
置的转动，推动沟内
液体迅速流动，取得
曝气和搅拌两个作用，
沟中混合液流速约为
0.3～ 0.6m/s，使活性
污泥呈悬浮状态。
纯氧代替空气，
可以提高生物处理
的速度，纯氧曝气
池的构造见图 14－
34。
11.纯氧曝气
在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推动力也
随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好，污泥的沉淀性也
好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生物的性质，但使微生物充
分发挥了作用。
纯氧曝气的缺点是纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，运转
管理较麻烦。
12.活性生物滤池（ ABF工艺）
图 14－ 35为 ABF的
流程，在通常的活
性污泥过程之前设
置一个塔式滤池，
它同滤池可以是串
联或并联的。
塔式滤池滤料表面上附着很多的活性污泥，因此滤料的材质和构
造不同于一般生物滤池。
滤池也可以看作采用表面曝气特殊形式的曝气池，塔是一外置的
强烈充氧器。因而 ABF可以认为是一个复合式活性污泥法。
?A级以高负荷或超高负荷运行,B级以低负荷运行,A级曝气池停
留时间短,30～ 60min,B级停留时间 2～ 4h。
?该系统不设初沉池,A级曝气池是一个开放性的生物系统。 A,B
两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混。
?处理效果稳定，具有抗冲击负荷,pH值变化的能力。
?该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。
13.吸附 — 生物降解工艺（ AB法）
14.序批式活性污泥法 (SBR)
（ space biological-treatment reactor)
图 14－ 37为 SBR工艺的基本运行模式，其基本操作流程由进水，
反应，沉淀，出水和闲置等五个基本过程组成，从污水流入到
闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设
有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。
SBR工艺与连续流活性污泥工艺相比的优点,
① 工艺系统组成简单（见图），不设二沉池，曝气池兼具二
沉池的功能，无污泥回流设备；
②耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设
置调节池；
③反应推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质；
④运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱
氮除磷的效果；
⑤污泥沉淀性能好,SVI值较低，能有效地防止丝状菌膨胀；
⑥该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控
制，便于自控运行，易于维护管理。
① 容积利用率低；
②水头损失大；
③出水不连续；
④ 峰值需氧量高；
⑤设备利用率低；
⑥运行控制复杂；
⑦不适用于大水量。
SBR工艺的缺点,
第四节 活性污泥法的设计计算
活性污泥系统工艺设计
应把整个系统作为整体来考虑，包括曝气池、二沉池、曝
气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处理处置。
主要设计内容,
1 工艺流程选择；
2 曝气池容积和构筑物尺寸的确定；
3 二沉池澄清区、污泥区的工艺设计；
4 供氧系统设计；
5 污泥回流设备设计
主要依据：水质水量资料；
生活污水或生活污水为主的城市污水：成熟设计经验；
工业废水：试验研究设计参数。
工艺流程的选择
流程选择是活性污泥设计中的首要问题，关系到日后运转
的稳定可靠、经济和环境效益，必须在详尽调查的基础上进行
技术、经济比较，以得到先进合理的流程。
需要调查研究和收集的基础资料,
1 污水的水量水质资料
水量关系到处理规模，多种方法分析计算，注意收集率和
地下水渗入量。
水质决定选用的处理流程和处理程度。
2 接纳污水的对象资料
3.气象水文资料
4,污水处理厂厂址资料
厂址地形资料；厂址地质资料。
5 剩余污泥的出路调研
曝气池的计算：纯经验方法
有机物负
荷率法
劳伦斯
（ Lawronce）和麦
卡蒂 (McCarty)法
麦金尼
(McKinney)
法
第六节 活性污泥法系统设计
和运行中的一些重要问题
?一．水力负荷
?二．有机负荷
?三．微生物浓度
?四．曝气时间
?五．微生物平均停留时间（ MCRT）
?六．氧传递速率
?七．回流污泥浓度
?八．回流污泥率
?九．曝气池的构造
?十,pH和碱度
?十一、溶解氧浓度
?十二、污泥膨胀及其控制
一．水力负荷
?一天内的流量变化；随季节的流量变化；雨水造成的流
量变化；泵的选择不当造成的流量变化等都回造成流向污
水厂的流量变化。
?水力负荷的变化影响活性污泥法系统的曝气池和二次沉
淀池。
?当流量增加时，污水在曝气池内的停留时间缩短，影响
出水质量，同时影响曝气池的水位。若为机械表面曝气机，
由于水面的变化，它的运行就变得不稳定。
?水力影响的部分是二次沉淀池。
二,有机负荷率 N
?曝气区容积的计算，设计中要考虑的主要问题是如何确
定污泥负荷率 N和 MLSS的设计值。
?污泥负荷率 N和 MLSS的设计值采用得大一些，曝气池所
需的体积可以小一些。但出水水质要降低，而且使剩余污
泥量增多，增加了污泥处置的费用和困难，同时，整个处
理系统较不耐冲击，造成运行中的困难。
?为避免剩余污泥处置上的困难和要求污水处理系统的稳
定可靠，可以采用低的污泥负荷率（ <0.1），把曝气池建
得很大，这就是延时曝气法。
在设计中采用高的 MLSS并不能提高效益，原因如下,
? 其一，污泥量并不就是微生物的活细胞量。曝气池污泥量
的增加意味着泥龄的增加，泥龄的增加就使污泥中活细胞
的比例减小；
? 其二，过高的微生物浓度在后续的沉淀池中难于沉淀，影
响出水水质；
? 其三，曝气池污泥的增加，就要求曝气池中有更高的氧传
递速率，否则，微生物就受到抑制，处理效率降低。采用
一定的曝气设备系统，实际上只能够采用相应的污泥浓度，
MLSS的提高是有限度的。
三．微生物浓度
? 在通常情况下，城市污水的最短曝气时间为 3h，或更大些，
这和满足曝气池需氧速率有关。
? 当曝气池做得较小时，曝气设备是按系统的负荷峰值控制
设计的。这样，在其他时间，供氧量过大，造成浪费，设
备的能力不能充分得到利用。
? 若曝气池做得大些，可降低需氧速率，同时由于负荷率的
降低，曝气设备可以减小，曝气设备的利用率得到提高。
四、曝气时间
? 微生物平均停留时间至少等于水力停留时间，此时，曝
气池内的微生物浓度很低，大部分微生物是充分分散的。
? 微生物的停留时间应足够的长，促使微生物很好的絮凝，
以便重力分离，但不能过长，过长反而促使絮凝条件变
差。
? 微生物平均停留时间还有助于说明活性污泥中微生物的
组成。世代时间长于微生物不可能在这个活性污泥中繁殖。
五．微生物平均停留时间（ MCRT）
? 氧传递速率要考虑二个过程
1.氧传递到水中；
2.氧真正传递到微生物的膜表面。
? 要提高氧的传递速率
1.必须有充足的氧量；
2.必须使混合液中的悬浮固体保持悬浮状态和紊动条件。
六．氧传递速率
七．回流污泥浓度
? 高的污泥回流量增大了进入沉淀池的流量，增加了二沉池
的负荷，缩短了沉淀池的沉淀时间，降低了沉淀效率，使
未被沉淀的固体随出流带走。
? 活性污泥回流率的设计应有弹性，并应操作在可能的最低
流量，这为沉淀池提供了最大稳定性。
八．回流污泥率
九、曝气池构造
? 活性污泥通常在 pH＝ 6.5～ 8.5； pH所以能保持在这个范
围，是由于污水中的蛋白质代谢后产生碳酸铵碱度和从天
然水中带来的碱度所致。
? 生活污水中有足够的碱度使 pH保持在较好的水平。
? 工业污水中经常缺少蛋白质，因而产生 pH过低的问题。
工业废水中的有机酸通常在进入曝气池前进行中和。
十,pH和碱度
十一、溶解氧浓度
? 通常溶解氧浓度不是一个关键因素，除非溶解氧浓度跌落
到接近于零。只要细菌能获得所需要的溶解氧来进行谢，
其代谢速率不受溶解氧的影响。
? 一般认为混合液中溶解氧浓度应保持在 0.5～ 2mg/L，以保
证活性污泥系统正常的运行。
? 过分的曝气，氧浓度得到提高，但由于紊动过分剧烈，导
致絮状体破裂，使出水浊度升高。
? 特别是对于好氧速度不高，而泥龄偏长的系统，强烈混合
使破碎的絮状体不能很好的再凝聚。
? 正常的活性污泥沉降性能良好，其污泥体积指数 SVI在
50～ 150之间；当活性污泥不正常时，污泥不易沉淀，反
映在 SVI值升高。
? 混合液在 1000mL量筒中沉淀 30min后，污泥体积膨胀，
上层澄清液减少，这种现象称为活性污泥膨胀。
? 活性污泥膨胀可分为
1.污泥中丝状菌大量繁殖导致的丝状菌性膨胀；
2.并无大量丝状菌存在的非丝状菌性膨胀。
十二、污泥膨胀及其控制
第六节 二次沉淀池
? 二次沉淀池的功能要求
1.澄清（固液分离）
2.污泥浓缩（使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少）
? 二沉池的实际工作情况（工作原理）
（ 1）二沉池中普遍存在着四个区：清水区、絮凝区、成层沉
降区、压缩区；两个界面：泥水界面和压缩界面。
（ 2）混合液进入二沉池以后，立即被稀释，固体浓度大大降
低，形成一个絮凝区。絮凝区上部是清水区，两者之间有一
泥水界面。
（ 3）絮凝区后是一个成层沉降区，在此区内，固体浓度基本
不变，沉速也基本不变。絮凝区中絮凝情况的优劣，直接影
响成层沉降区中泥花的形态、大小和沉速。
（ 4）靠近池底处形成污泥压缩区。
? 二沉池的澄清能力与混合液进入池后的絮凝情况密切相
关，也与二沉池的表面面积有关。
? 二沉池的浓缩能力主要与污泥性质及泥斗的容积有关。
? 对于沉降性能良好的活性污泥，二沉池的泥斗容积可以
较小。
二次沉淀池的构造和计算
? 二次沉淀池在构造上要注意以
下特点
（ 1）二次沉淀池的进水部分，应
使布水均匀并造成有利于絮凝
的条件，使泥花结大。
（ 2）二沉池中污泥絮体较轻，容
易被出流水挟走，要限制出流
堰处的流速，使单位堰长的出
水量不超过 10m3/mh。
（ 3）污泥斗的容积，要考虑污泥
浓缩的要求。在二沉池内，活
性污泥中的溶解氧只有消耗，
没有补充，容易耗尽。缺氧时
间过长可能影响活性污泥中微
生物的活力并可能因反硝化而
使污泥上浮。故浓缩时间一般
不超过 2h。
