生化处理污水
活性污泥
定义1:由细菌、真菌、原生动物和后生动物等各种生物和金属氢氧化物等无机物所形成的污泥状的絮凝物。有良好的吸附、絮凝、生物氧化和生物合成性能。 污泥沉降比(SV)是指将混匀的曝气池活性污泥 混合液迅速倒1000ml量筒中至满刻度，静置沉淀30分钟后，则沉淀污泥与所取混合液之体积比为污泥沉降比(%)，又称污泥沉降体积(SV)以mL/L表示。 30
因为污泥沉降30分钟后，一般可达到或接近最大密度，所以普遍以此时间作为该指标测定的
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
时间。也可以15分钟为准。
污泥沉降比SV30是一个很重要的指标，通过观察沉降比可以发现污泥性状的很多问题，上清液是否清澈，是否含有难沉悬浮絮体，絮体粒径大小及紧凑程度等等。
污泥沉降比在处理工业废水中对运行管理的指导作用
活性污泥详细介绍
活性污泥是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称(微生物群体主要包括细菌，原生动物和藻类等(其中，细菌和原生动物是主要的二大类(活性污泥主要用来处理污废水(是一种好氧生物处理方法。发育良好的活性污泥在
-0.2mm外观上呈黄褐色的絮绒颗粒状，也称生物絮凝体，其粒径一般介于0.02之间，具有较大的表面积，大体上介于20-100cm2/mL之间，含水率在90%以上，比重介于1.002-1.006之间，因含水率不同而异。
活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。
最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌，细菌特别是球状细菌起着最关键的作用，优良运转的活性污泥，是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。沉降性好，随着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖，开始生长原生动物，是细菌一次捕食者。活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管虫。活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势;后生动物是细菌的二次捕食者，如轮虫、线虫等只能在溶解氧充足时才出现，所以当出现后生动物时说明处理水质好转标志。
活性污泥的性能指标包括:混合液悬浮固体(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)。
影响活性污泥性能的环境因素:溶解氧——溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜(2—4mg/L)。水温——维持在15,25?，低于5?微生物生长缓慢。营养料——细菌的化学组成实验式为C5H7O2N，霉菌为C10H17O6原生动物为C7H14O3N，所以在培养微生物时，可按菌体的主要成分比例供给营养。微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮，此外，还需要微量的钾，镁，铁，维生素等。
碳源--异氧菌利用有机碳源，自氧菌利用无机碳源。
氮源--无机氮(NH3及NH4+)和有机氮(尿素，氨基酸，蛋白质等)。
一般比例关系:BOD:N:P=100:5:1
好氧生物处理:BOD5=500——1000mg/l
有毒物质
主要毒物有重金属离子(如锌，铜，镍，铅，铬等)和一些非金属化合物(如酚，醛，氰化物，硫化物等)。
废水的厌氧处理主要用于高浓度有机废水的前处理，厌氧活性污泥的性质和
组成如下:由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒。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;颗粒厌氧活性污泥的直径在0(5mm以上。
微生物的组成主要有六种:
由外到内水解细菌、发酵细菌、氢细菌和乙酸菌、甲烷菌、硫酸盐还原菌、厌氧原生动物其中产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架。
污泥指数
污泥指数是污水处理过程中的控制指标。污泥指数(SVI)是指曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，1g干污泥所占的容积，以ml计。
(1)污泥体积指数(SVI) 曝气池出口处的混合液在静置30min后，每克是悬浮固体所占的体积(mL)称为污泥体积指数(SVI)，其值按下式计算:
(2)污泥密度指数(SDI)
曝气池混合液在静置30min后，含于100mL沉降污泥中的活性污泥悬浮固体的克数，称为污泥密度指数(SDI)，它和SVI的关系为:
前例中的SDI=3000/100*30,1
污泥指数也是表示活性污泥的凝聚沉降和浓缩性能的指标。SVI低时，沉降性能好，但吸附性能差。SVI高时，沉降性能不好，及时有良好的吸附性能，也不能很好的控制泥水分离，一般认为:
SVI〈100 污泥的沉降性能好
100〈SVI〈200 污泥的沉降性能一般
〉200 污泥的沉降性能不好 SVI
正常情况下，城市污水SVI值在50,150之间。
污泥浓度愈高，则污泥负荷(F/M)愈小，所以在设计时必须正确选择污泥负荷(F/M)。
污泥浓度(MLSS)、污泥负荷(F/M)与曝气池体积(V)之间有下列关系:
F/M= Q•S0/V•MLSS
式中: Q — 污水流量(m3/h);
S0— BOD5浓度(kg/m3);
V — 曝气池体积m3。其它同前。
在设计中一般根据污泥负荷(F/M)选择确定污泥指数(SVI)，此数据一般采用运行值或试验值。对大多数废水, F/M在下述范围内:0.3
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
师可以通过测量污泥沉降比随时观察活性污泥的絮凝、沉淀过程，肉眼观察可以直观地反映出系统的运行情况，了解活性污泥特性，如污泥膨胀，污泥解体，污泥脱氮，污泥腐败等问题都能很直接地反映出来。还可以通过沉降比进行镜检观察生物相，可以反映系统的工艺运行情况，当污泥中含有一定量的丝状菌是正常的，但数量过多说明污泥膨胀，但水中出现一些游离细菌，说明水质处理得很好，当出现大量游离细菌时说明沉淀性能恶化，水中的钟虫是反映工艺状况的指示性生物，如果钟虫活跃说明水质处理好;在环境恶劣时原生动物活力减弱，钟虫口缘纤毛摆动停止，伸缩泡停止收缩，还会脱去尾柄，重提变成圆柱体，越来越长，终至死亡。当钟虫出现大气泡时，说明水中缺氧;当负荷高同时水中缺氧时会出现屋滴虫，肾形虫，草履虫，豆形虫;当曝气过度时出现变形虫。。
运行管理和操作人员可以通过活性污泥沉降过程发现问题，从污泥沉降比大小的突变、活性污泥颜色及静置后上浮情况，了解污泥性质及曝气供氧情况，沉降比还可以很直观地反映污泥浓度，然后可以间接地反映出负荷，对于调整负荷，控制F值，M值有一定的意义。另一方面，运行管理人员可以通过观察污泥沉降比来确定剩余污泥的排放量，从而控制曝气池中污泥浓度的大小，使曝气池污泥负荷处于沉降区，确保出水水质。
2.沉降比与污泥指数(SVI)的关系
污泥沉降比(SV,)是指曝气池混合液在100ml量筒中，静置、沉淀30min后，沉淀污泥与混合液之体积比(,)。 沉淀后的污泥的体积反应的是废水中所占的体积，蓄凝体的沉降属于集团沉淀，其中的污泥并没有压缩，其中空隙水未被加压出去，因为此时的污泥是具有活性的，仍处于流化状态，其中含水率几乎没有减少，与有机物处于完全混合时含水率一样都在99%左右，而其中的1% 就是污泥的干重，所以污泥处于正常状态适其水量与干重的比值为99/1，也就是说污泥重量与污泥干重之比为100/1的关系，此时污泥的密度与水的密度一致，污泥浓度即是100ml时的重量，SV%×V容积×ρ水×10/ SV%×V容积×ρ污泥×1%(含水率)=SVI，可以看出污泥指数就是含水率的倒数，当1%的含水率时，SVI=100，含水率为0.80%时为SVI=125，说明已发生污泥膨胀了;当1.25%的含水率时，SVI=80 ，说明废水中无机颗粒过多或未被降解的多，沉速过快，污泥活性不好。在我厂运行中，当SVI值在80-120之间，此时污泥呈褐色、絮状，沉淀性能良好;当SVI值小于80时，说明污泥泥龄过长或有机物含量过低，此时污泥细碎，颜色发黑，活性不好;当SVI值大于120时，污泥过于松散，呈浅褐色，沉淀性能较差;另外，污泥沉降比测量结束后，通过观察量筒中污泥放置多少时间后上浮，可以判定曝气池的供氧情况。如污泥在静沉放置3-4小时后仍不上浮，呈褐色，证明活性污泥性状较好，曝气供氧充分;如静沉2小时左右污泥上浮，呈黑色，说明污泥厌氧，曝气池供氧量不足。如果静置10分钟后刚沉下去就上浮，说明污泥膨胀，在工艺运行中，如果进水量、剩余污泥排放量等运行条件比较稳定，污泥沉降比值不会发生突变，SVI值也比较稳定，此时的污泥沉降比值对应一定的活性污泥浓度。但
是，当污泥沉降比值在进水水质、温度或其它运行条件的影响下突然发生改变时，说明活性污泥增长期将处在不同阶段，SVI值也必然受到影响，此时污泥沉降比值与MLSS的对应关系也将发生改变。下面是两个在一定条件下影响沉降比值突然发生改变的例子。
3.污泥沉降比值是MLSS定量的直观反映
在公式可以证明MLSS(g/L)=SV/SVI式中SVI(ml/g)为污泥指数，即评定活性污泥凝聚、沉淀性能的指标。在稳定的废水处理工艺中，由于SVI值在一段时间内基本保持在某一稳定区间，因此，通常情况下，在SVI值比较稳定的情况下，污泥沉降比值与污泥浓度存在着一定的线性或对数关系。即污泥沉降比值能够反映曝气池中混合液的浓度，它与污泥浓度成正比例关系。正常时沉降比与污泥浓度比为1/10。为生产实践需要，忽略中间计算过程，简化为1:1，即当SV%为30%时，污泥浓度为3mg/l，当SV%为40%时，污泥浓度为4mg/l，这是在正常污泥指数80—100之间，当异常时膨胀时SV%高而污泥浓度低比率在1.5—2.0/10，说明含水率高。比率在1.5—2.0/10的范围。此时通过它就可以反映出污泥浓度比率。这对于及时反映污泥浓度不用化验测得来的直接而迅速。通过对多年的相关数据进行
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
研究，得出在SVI为不同值时污泥沉降比与污泥浓度的对应关系，如图1、图2、图3:
图1 图2
图3
以上三图及对应关系式表明:当SVI,120时，污泥沉降比与MLSS呈线性关系，其中，当SVI,80时，MLSS值随污泥沉降比变化的斜率比80,SVI,120时的大，当SVI>120时，污泥沉降比与MLSS呈对数关系。这说明:当SVI值比较稳定的情况下，污泥浓度与污泥沉降比之间存在着稳定的对应关系。随着SVI值的阶段性增大，污泥浓度随污泥沉降比变化的幅度越来越小。
4. 污泥沉降比与季节气温的关系
(2)温度在一定程度上影响污泥沉降比与污泥浓度的关系，即污泥指数的大小。
污泥沉降比与污泥浓度的对应关系，主要因SVI值的改变而发生变化，SVI值大小的改变，除受生物增长期和一些偶然因素影响外，温度是影响SVI值大小的主要因素。下图为一年四季中不同月份下所对应的SVI值情况。
此图表明，在一年四季中，SVI值随着季节的不同变化较大，一般情况下，在换季季节，SVI值会突然增大，后来，随着对季节温度的适应，SVI值又逐渐减小，直到下一个季节的转换，SVI值又出现另一个最高值。由图4可以看出，SVI在1月、5月、9月出现较高值，在2月、8月、12月出现较低值，总体来讲，春季SVI值相对较高，冬季较低。当然，因每年的季节温度变化不会完全一样，再加上其它因素的影响，所以每年SVI值随季节的变化曲线也会有所不同，但是，因季节温差而产生的对SVI值的影响将不会改变，其影响趋势也基本相同。
5. 污泥沉降比与污水处理效果的影响
不同的污泥沉降比，会导致不同的污水处理效果，图5、图6、图7分别为BOD去除率、COD去除率、SS去除率与污泥沉降比的关系图。
由下图可以看出，BOD去除率在沉降比大于5%且小于50%的情况下，基
本都能稳定在80%以上，当沉降比大于50%时，BOD去除率趋于分散。COD去除率在沉降比小于15%时不太稳定，当沉降比值在15%和50%之间时，其去除率基本能稳定在80%以上，当沉降比大于50%时，COD去除率明显出现不稳定趋势。SS去除率在沉降比小于15%时很不稳定，当沉降比在25%和50%之间时，基本能保持在85%以上，当沉降比大于50%时，SS去除率也趋于分散。三图说明:沉降比小于15%时，曝气池混合液浓度低，活性污泥发育不良，处于不成熟期，污泥絮凝、沉淀效果差，菌胶团松散，活性污泥微生物不活跃，从而造成出水水质不稳定，甚至不能达标;当沉降比在15%,50%之间时，活性污泥已经成熟，混合液浓度较高，一般都在2000,3000mg/l左右，污泥负荷处在沉降区段，污泥絮凝、沉淀性能都比较好，微生物也很活跃,出水水质稳定。为了减少曝气池的鼓风量，节约能源，我们一般将污泥沉降比控制在15%,30%之间。
综上所述，对于以活性污泥法处理废水的生产运行管理人员来说，不论从理论还是从实践上看，测定污泥沉降比是用以指导工艺运行的重要方法。因为它不但操作简单、方便，而且能使运行管理人员随时了解曝气池中活性污泥的浓度和泥质情况，从而掌握和控制整个工艺的运行参数，通过确定稳定的污泥沉降比值，灵活的调整负荷。可以达到控制废水处理效果，保证出水水质的目的。
活性污泥的培养步骤:
1. 向好氧池注入清水(同时引入生活污水)至一定水位，并注意水温。
2按风机
操作规程
操作规程下载怎么下载操作规程眼科护理技术滚筒筛操作规程中医护理技术操作规程
启动风机，鼓风。
2. 向好氧池投加经过滤的浓粪便水(当粪便水不充足时，可用化粪池和排水沟内的污泥补充。)，使得污泥浓度不小于1000mg/L，BOD达到一定数值。
3. 4. 有条件时可投加活性污泥的菌种，加快培养速度。
5. 按照活性污泥培养运行工艺对反应池进行曝气、搅拌、沉降、排水。
6. 通过镜检及测定沉降比、污泥浓度，注意观察活性污泥的增长情况。并注意观察在线PH值、DO的数值变化，及时对工艺进行调整。
7. 测定初期水质及排水阶段上清液的水质，根据进出水NH3-N、BOD、COD、NO3-、NO2-等浓度数值的变化，判断出活性污泥的活性及优势菌种的情况，并由此调节进水量、置换量、粪水、NH4Cl、H3PO4、CH3OH的投加量及周期内时间分布情况。
8. 注意观察活性污泥增长情况，当通过镜检观察到菌胶团大量密实出现，并能观察到原生动物(如钟虫)，且数量由少迅速增多时，说明污泥培养成熟，可以进生产废水，进行驯化。
4. 活性污泥的驯化:
1. 通过分析确认来水各项指标在允许范围内，准备进水。
2. 开始进入少量生产废水，进入量不超过驯化前处理能力的20,。同时补充新鲜水、粪便水及NH4Cl。
3. 达到较好处理后，可增加生产废水投加量，每次增加不超过10,20,，同时减少NH4CL投加量。且待微生物适应巩固后再继续增生产废水，直至完全停加NH4Cl。同步监测出水CODcr浓度等指标,并观察混合液污泥性状。在污泥驯化期还要适时排放代谢产物,即泥水分离后上清液。
4. 继续增加生产废水投加量，直至满负荷。满负荷运行阶段,由于池中已培养和保持了高浓度、高活性的足够数量的活性污泥,池中曝气后混合液的MLSS达到5000mg/1,此过程同步监测溶解氧,控制曝气机的运行,并进行污泥的生物相镜检。
5.调试期间的监测和控制
在调试及运行过程有许多影响处理效果的因素,主要有进水CODcr浓度、pH值、温度、溶解氧等,所以对整个系统通过感官判断和化学分析方法进行监测是必不可少的。根据监测分析的结果对影响因素进行调整，使处理达到最佳效果。
1、温度
温度是影响整个工艺处理的主要环境因素,各种微生物都在特定范围的温度内生长。生化处理的温度范围在10,40?,最佳温度在20,30?。任何微生物只能在一定温度范围内生存，在适宜的温度范围内可大量生长繁殖。在污泥培养时，要将它们置于最适宜温度条件下，使微生物以最快的生长速率生长，过低或过高的温度会使代谢速率缓慢、生长速率也缓慢，过高的温度对微生物有致死作用。
2、pH值
微生物的生命活动、物质代谢与pH值密切相关。大多数细菌、原生动物的最适pH值为6.5,7.5，在此环境中生长繁殖最好，它们对pH值的适应范围在4,10。而活性污泥法处理废水的曝气系统中，作为活性污泥的主体，菌胶团细菌在6.5,8.5的pH值条件下可产生较多粘性物质，形成良好的絮状物。
3、营养物质
废水中的微生物要不断地摄取营养物质，经过分解代谢(异化作用)使复杂的高分子物质或高能化合物降解为简单的低分子物质或低能化合物，并释放出能量;通过合成代谢(同化作用)利用分解代谢所提供的能量和物质，转化成自身的细胞物质;同时将产生的代谢废物排泄到体外。 水、碳源、氮源、无机盐及生长因素为微生物生长的条件。废水中应按BOD5?N?P=100?4?1的比例补充氮源、含磷无机盐，为活性污泥的培养创造良好的营养条件。
4、悬浮物质SS
污水中含有大量的悬浮物,通过预处理悬浮物已大部分去除,但也有部分不能降解,曝气时会形成浮渣层,但不影响系统对污水的处理。 5、溶解氧量DO
好养的生化细菌属于好氧性的。氧对好氧微生物有两个作用:?在呼吸作用中氧作为最终电子受体;?在醇类和不饱和脂肪酸的生物合成中需要氧。且只有溶于水的氧(称溶解氧)微生物才能利用。
在活性污泥的培养中，DO的供给量要根据活性污泥的结构状况、浓度及废水的浓度综合考虑。具体说来，也就是通过观察显微镜下活性污泥的结构即成熟程度，测量曝气池混合液的浓度、监测曝气池上清液中CODCr的变化来确定。根据经验，在培养初期DO控制在1,2mg/l，这是因为菌胶团此时尚未形成絮状结构，氧供应过多，使微生物代谢活动增强，营养供应不上而使污泥自身产生氧化，促使污泥老化。在污泥培养成熟期，要将DO
提高到3,4mg/l左右，这样可使污泥絮体内部微生物也能得到充足的DO，具有良好的沉降性能。在整个培养过程中要根据污泥培养情况逐步提高DO。
特别注意DO不能过低，DO不足，好氧微生物得不到足够的氧，正常的生长规律将受到影响，新陈代谢能力降低，而同时对DO要求较低的微生物将应运而生，这样正常的生化细菌培养过程将被破坏。
6、混合液MLSS浓度
微生物是生物污泥中有活性的部分,也是有机物代谢的主体,在生物处理工艺中起主要作用,而混合液污泥MLSS的数值即大概能表示活性部分的多少。对高浓度有机污水的生物处理一般均需保持较高的污泥浓度,本工程调试运行期间MLSS范围在:4.4,5.6g/l之间,最佳值为4.8g/l左右。?进水CODcr浓度,进水中有机物浓度对处理影响很大。?污泥的生物相镜检 活性污泥处于不同的生长阶段,各类微生物也呈现出不同的比例。细菌承担着分解有机物的基本和基础的代谢作用,而原生动物〈也包括后生动物〉则吞食游离细菌。污水调试运行期间出现的微生物种类繁多,有细菌、绿藻等藻类、原生动物和后生动物,原生动物有太阳虫、盖纤虫、累校虫等,后生动物出现了线虫。调试运行后期混合液中固着型纤毛虫,如累校虫的大量存在,说明处理系统有良好的出水水质。?污泥指数SVI，正常运行时SVI 在801/mg左右。
6.活性污泥膨胀的防治
7.所谓活性污泥膨胀是指活性污泥质量变轻，体积膨大，沉降性能恶化，在二沉池内不能正常沉池下来，污泥指数异常增高达400以上。活性污泥膨胀，根据诱因可分为:因丝状菌异常增殖所导致的丝状菌性膨胀和因粘性物质大量产生积累的非丝状菌膨胀。前者为易发与多发性膨胀，导致产生丝状菌性污泥膨胀的细菌主要有:球衣菌属，假单胞菌属，黄杆菌属，酶菌属。
8.污泥膨胀的对策，当在活性污泥系统产生污泥膨胀现象时，可按下图所列程序对污泥膨胀的类型，诱因与性质进行调查，并采取相应的措施加以消除。具体措施说明如下:
9. 措施A，投药处理，能够杀灭丝状菌的药剂有氯，臭氧，过氧化氢等，有效氯为10—20mg/l时，就能够有效杀灭球衣菌，贝代硫菌:高于20mg/l时，可能对絮凝体形成菌产生危害，因此，在使用氯时一定要按投加量的允许范围合理投加。而臭氧，过氧化氢等氧化剂只有在较高的计量条件下才对球衣菌有杀灭效果。措施C，改善，提高活性污泥的沉降性，密实性。在曝气池的入口处投加粘土，消石灰，生污泥或消化污泥。措施B，改善，提高活性污泥的絮凝性，在曝气池的入口处投加硫酸铝，三氯化铁，高分子混凝剂等絮凝剂。措施D，加大回流污泥量，通过这一措施，高粘性膨胀的致因物质，即多糖类物降低了，在多数情况下，能够解脱高粘性膨胀。有条件的地方还可在回流污泥前进行内源呼吸期，提高了絮凝体形成细菌群摄取有机物的能力和与丝状菌竞争的能力，丝状菌性膨胀也能够得到抑制。在曝气过程中，可以考虑加入氯，磷等营养物质，这样可以强化污泥活性。措施E，使废水经常处于新鲜状态，防止形成厌氧状态，如有条件采取预曝气措施，使废水经常处于预曝气状态，吹脱硫化氢等有害气体，并避免贝代硫菌加以利用增殖。措施F，加强曝气，提高混和液DO浓度，防止混和液缺氧或厌氧状态，即或是局部的或是一时的呈厌氧状态，也不利
于絮体形成菌的生理活动，而有利于丝状菌的增殖。措施G，在有利条件下，可以考虑改变水温，水温在15摄氏度以下易于发生高粘性膨胀，而丝状菌性膨胀则多发生在20摄氏度以上。措施H，降低污泥在二沉池内停留时间，防止形成厌氧状态。措施I，调整污泥负荷，运行经验表明，如果污泥负荷超过0.35kgBOD/kgMLSS.d易于发生丝状菌性污泥膨胀。措施J，调整混合液中的营养物质平衡，即保证BOD:N:P=10:5:1的要求，当混和液失去营养平衡时，往往会发生高粘性污泥膨胀。措施K，控制丝状菌的增殖，对已产生大量球衣菌属的活性污泥，用浓度为50mg/l的硫酸铜，保持5mg/l的残留浓度，能够抑制球衣菌属的增殖
10.在实际运行中，以上几类方法是相辐相称的，污泥膨胀发生以后，首先应通过观察现象，借助理化分析手段，判明膨胀的种类及发生原因，对症下药，采取有效的控制措施。
污泥活性抑制和污泥上浮 环保咨询-蒋 发表于2009年12月07日 12:46 阅读(26) 评论(0)
分类: 污水处理技术 举报
1 引起活性污泥上浮的主要因素
1.1 进水水质
1.1.1 过量的表面活性物质和油脂类化合物
这类物质可以影响细胞质膜的稳定性和通透性，使细胞的某些必要成分流失而导致微生物生长停滞和死亡。当曝气池进水中含有大量这类物质时，会产生大量泡沫(气泡)，这些气泡很容易附聚在菌胶团上，使活性污泥的比重降低而上浮。另外，当进水含油脂量过高时，经过曝气与混合，油脂会附聚在菌胶团表面，使细菌缺氧死亡，导致比重降低而上浮[1-3]。
1.1.2 pH值冲击
过高或过低的pH值会影响活性污泥微生物胞外酶及存在于细胞质和细胞壁里酶的催化作用以及微生物对营养物质的吸收。当连续流曝气反应池内pH,4.0或pH,11.0时，多数情况下活性污泥中微生物活性受到抑制，或失去活性，甚至死亡，以致发生污泥上浮[4]。用SBR法处理啤酒废水和化工废水的实验结果表明:当进水pH值为2.5,5.0和10.0,12.0时，pH值越低(或越高)，污泥活性受抑制越严重，上浮污泥量越多。控制低pH值(3.5-7.0)的反应周期内pH值不变，两种废水的活性污泥在pH?5.5时就开始出现污泥上浮[5-6]。另一方面，随着pH值的增加，由于胞外聚合物(Extra Celluar Polymer)的电离官能团增加，活性污泥絮凝作用增加(尽管带的负电性增加)，但当pH值超过一定范围后，絮凝作用下降。可见，这时的电排斥作用增加，也会造成活性污泥脱絮(悬浮、不絮凝、反絮凝(deflocculation)和上浮[6]。
1.1.3 盐含量的影响
对进水的pH值调整不能消除碱度对活性污泥的影响。对碱性进水调pH值，虽然中和了碱性物质，但产生了盐。盐溶液浓度不同其渗透压也不同，渗透压是影响微生物生存的重要因素之一[7]。如微生物所处的溶液渗透压发生突变，就会导致细胞死亡。
1.1.4 水温过热
组成活性污泥的微生物适合的温度范围一般为15,35?，超过45?时会使活性污泥中大部分微生物死亡而上浮(经过长期驯化的或特殊微生物
除外)[8]。另外，Klaus Kriebitzsch等在用SBR工艺测定温度对细胞内酶活性影响的试验中也发现，温度在20、30和40?时酶活性较好，大于50?之后，酶的活性明显下降。
1.1.5 致毒性底物
对好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括:含量过高的COD、有机物(酚及其衍生物，醇，醛和某些有机酸等)、硫化物、重金属及卤化物。高底物浓度可与细胞酶活动中心形成稳定的化合物，导致基质不能接近，无法被降解，甚至使细胞中毒死亡。重金属离子进人细胞后主要与酶或蛋白质上的-SH基结合而使之失活或变性。微量的重金属离子还能在细胞内不断积累最终对微生物发生毒害作用(微动作用)。卤化物最常见的是碘和氯，碘不可逆地与菌体蛋白质(或酶)的酪氨酸结合，生成二碘酪氨酸，使菌体失活。氯与水合成次氯酸，其分解产生强氧化剂。而且废水中有机物的突变，使原被驯化好的并能降解有机毒物的微生物减少或消失。
1.2 工艺运行
1.2.1 过量曝气
微生物处于饥饿状态而引起自身氧化进人衰老期，池中溶解氧浓度(DO)上升;或者由于污泥活性差，曝气叶轮线速度过高，供氧过多。总之，DO上升，短期内污泥活性可能很好，因为新陈代谢快，有机物分解也快，但时间一久，污泥被打得又轻又碎(但无气泡)，象雾花片似的飘满沉淀池表面，随水流走。这种污泥色浅，活性差，耗氧速率下降，污泥体积和污泥指数增高，处理效果明显降低。
1.2.2 缺氧引起的污泥上浮
污泥呈灰色，若缺氧过久则呈黑色，并常带有小气泡。
1.2.3 反硝化引起的污泥上浮
当废水中有机氨化合物含量高或氨氮高时，在适宜条件下可被硝酸菌和亚硝酸菌氧化为NO3-，如二沉池积泥或停留时间过长，NO3-还原产生的N2会被活性污泥絮凝体所吸附，使得活性污泥上浮。
1.2.4 回流量太大引起的污泥上浮
回流量突增，会使气水分离不彻底，曝气池中的气泡带到沉淀区上浮，这种污泥呈颗粒状，颜色不变，上翻的方向是从导流区壁直向沉淀区壁成湍流翻动。
1.2.5 二沉池池底积泥引起的污泥上浮
如果二沉池底泥发酵，产生的CO2和H2也会附聚在活性污泥上，使污泥比重降低而上浮。污泥腐化产生CH4、H2S后卜浮，首先是一个个小气泡逸出水面，紧接着有黑色污泥上浮。
1.3 活性污泥丝状菌过量生长及其控制产生的污泥上浮
1.3.1 温度与负荷
微丝菌(Mocrothrix patvicella)的最佳生长条件是温度在12,15?，污泥负荷小于0.1kg/(kg?d)。它的天然疏水性会引起活性污泥的脱水性差，最高为490mL/g。在温度高于20?后、即使污泥负荷是0.2kg/(kg?d)，M.parvicella也不增值。它打碎成30,80μm的碎片，成浮渣形式而上浮。
1.3.2 表面活性物质、类脂化合物及机械应力作用
引起低负荷膨胀和污泥上浮的最频繁的丝状菌是:微丝菌、0092型、0041型。在进水中表面活性物质和类脂化合物浓度的升高、接种和机械应
力也会引起放线菌(Actinomycetes)的增长。Kappeleretal观察到机械应力(如离心泵)损坏紧密的活性污泥絮凝体并导致微丝菌的过量增长[9]。
1.3.3 过量投加丝状菌抑制剂
在曝气池流出槽中注人过氧化氢，数天后，丝状菌就消失，SVI从580mL/g下降至178mL/g。且过氧化氢也有确保曝气池DO和去除H2S臭味的效果。但若加人量太多会引起活性污泥的活性抑制及污泥上浮。
2 活性污泥活性抑制与上浮的检测方法
2.1 测定污泥的耗氧速率(OUR)和 ATP
测定活性污泥的耗氧速率(OUR)，可判断有无毒物流入、负荷条件和排泥平衡情况[10]。若同时测定三磷酸腺苦(ATP)，还可以从处理机能方面对微生物量和活性度进行定量分析。根据P.E.Jorgensen等的研究表明，测定ATP含量和OUR是检测生物量活性的可靠方法。
2.2 利用指示生物诊断活性污泥状态和性能
用显微镜对活性污泥中的微生物进行镜检，其中的原生动物和后生动物(统称为微型动物)相对比细菌个体大，在显微镜下易于观察、鉴别和计数，且对外界环境条件的变化更为敏感，作为指示生物来诊断活性污泥的状态和性能，在工程实践中已有较广泛应用。
3 控制污泥上浮的技术措施
?稳定曝气池进水水质的最可行、最经济的方法是终水回流，用以稀释、调节曝气池进水中的有机物浓度，使其稳定在一定范围内，终水回流的先决条件是污水处理厂的处理能力必须大于实际进水量。
?污水处理厂应考虑设有较大容积的调节池(均质池)并控制好均质池(调节池)液位。因高液位会使均质池的水量缓冲能力下降，甚至丧失;而低液位运行不仅均质效果差，且易使油和均质池底的杂质进人曝气池，造成活性污泥受冲击而上浮。液位宜控制在50,,70,。
?合理投加营养盐。由于工业废水中营养比例失调，常常碳源充分而氮、磷等营养物不足，因此处理工业废水时须另外补加。一般以尿素和磷酸盐为氮源和磷源，但投加量不宜过量。
?曝气池人口设中和池及由碱池、酸池、pH检测仪、pH自动调节阀等组成的pH自动调节系统，使曝气池进水的pH值控制在要求范围内。
?采用纯氧曝气。从西德引进的纯氧曝气装置，投产5a以来从未出现污泥上浮。
?污泥中毒引起的污泥上浮可以加大曝气量，减少进水量并清除死污泥。
?活性污泥的微生物组成主要依赖于废水成分、流动形式、运行条件和适宜的设计。由于在实际处理过程中几乎难以控制废水成分，因此对运行条件和反应器设计进行优化选择至关重要
2.2.1.8 活性污泥法的运行管理及常见问题
一、活性污泥系统的启动与试运行——活性污泥的培养与驯化 ,,接种污泥:?同类污水厂的剩余污泥;?粪便污水等。
,,方法:?全流量连续直接培养法;?流量分阶段直接培养法;?间歇培养法; ——活性污泥的驯化: a.异步驯化法; b.同步驯化法
活性污泥系统的试运行
,,试运行的目的是确定最佳的运行条件;
,,作为变数考虑的因素:?MLSS、空气量、污水注入方式;?如是吸附再生法，则吸附与再生的时间比;?N、P的投加。
,,根据上述各种参数的组合运行结果，找出最佳运行条件。
二、对活性污泥系统中重要运行参数的调节与观测
1、对活性污泥状况的镜检观察
2、对曝气时间(HRT)的调节
3、对供气量的调节
, 供气电耗占整个废水处理厂的电耗的一半以上(50,60%); , 保证充氧——出口处的DO , 2mg/L;其次要保证混合搅拌的要求; , 气水比一般为3,7:1(处理城市废水的传统活性污泥法); , 对于水质、水量相对稳定的大型废水处理厂，每年春秋各调节一次。 4、SV的测定与调节
, 使MLSS值经常处于最佳范围内是运行管理的重要
内容
财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容
之一; , MLSS的测定需时较长，一般以SV值作为评定MLSS值的指标; , 每座污水处理厂可以有自己的最佳SV值;
, SV值可以通过调节剩余污泥的排放量来控制;
, SV值的测定，一般要求每班测一次，每天3,4次;
, 结合MLSS 则可以得出SVI值。
5、剩余污泥排放量的调节
6、回流污泥量的调节
三、活性污泥系统的水质管理
A、曝气池的水质管理
(1)水质管理监测项目
?水温:15,30:C， 一般要求不高于35:C或低于10:C;
?pH值:6.5,8.5，最佳7.2,7.4，一般不>9.5和<4.0;
?DO:DO>0.3mg/L时，即可正常进行反应;但一般要求入口处不低于0.5 mg/L，
出口处应高于2.0 mg/L;
?SV: ?MLSS、MLVSS:
?X:用于确定回流污泥量和属于污泥量，一般在7000,12000mg/L; r
?SVI:沉降性能，60,150; ?L和L: ?污泥龄(,): ?srBODvrBODc
HRT:
(2)生物相镜检观察:
一般来说，主要镜检活性污泥中的原生动物，其是指示性生物，根据在混合液中出现的原生动物的种属及其数量，可以大体地判断出废水净化的程度和活性污泥的状态。
?活性污泥生长正常、净化功能强，出水水质良好时，主要是有柄着生型的纤毛
虫，如钟虫等;
?活性污泥生长不好、有机负荷高，DO含量低，细菌多以游离状态存在时，出
现的原生动物则主要是游泳型的纤毛虫，如草履虫、肾形虫等; ?DO不足时，可能出现的原生动物数量较少，主要有扭头虫等，它们的出现说
明已出现厌氧反应，产生了HS气体; 2
?曝气过度时，活性污泥絮体呈细小分散状，出现的原生动物主要是一些小型变
形虫。
B、二沉池的水质管理
*水质管理监测项目:
?pH值:略低于曝气池出水，一般6.8,7.2; ?透明度:一般在30度以上，水质较好时可高于50度;
?SS:低于30mg/L; ?BODCOD:BOD<30mg/L,，COD<100mg/L; ()5532?DO: ?q表面水力负荷:1.0,1.5m/m.h ?出水堰的水力负荷:不大于
?HRT:1.5,2.5h;?大肠菌值:应小于1000个/ml。 1.7L/m.s;
四、活性污泥系统的常见异常现象及其对策
A. 曝气池的异常现象及对策
1)混合液DO不足
,,现象:活性污泥呈灰黑色、污泥发生厌氧反应，污泥中出现硫细菌，出水水
质恶化;
,,原因:1)负荷量增高;2)曝气不足;3)工业废水的流入等; ,,对策:1)控制负荷量;2)增大曝气量;3)切断或控制工业废水的流入。 2)SV值异常:
a.污泥沉淀30,60分钟后呈层状上浮(污泥上浮)
,,多发生在夏季;
,,硝化作用导致在二沉池中被还原成N，引起污泥上浮; 2
,,对策:1)减少污泥在二沉池的HRT;2)减少曝气量。 b.在沉淀后的上清液中含有大量的悬浮微小絮体，出水透明度下降。 ,,原因:污泥解体
,,曝气过度;负荷下降，活性污泥自身氧化过度;
,,对策:减少曝气;增大负荷量
c.泥水界面不明显
,,原因:高浓度有机废水的流入，使微生物处于对数增长期; ,,污泥形成的絮体性能较差;
,,对策:降低负荷;增大回流量以提高曝气池中的MLSS，降低F/M值。 3)SVI值异常
,,原废水水质的变化和运行管理不善都会使SVI异常。
异常现象 原因 具体原因
1、 水温降低;
2、 pH值下降;
3、 低分子量溶解性有机物的
大量流入;
原废水水质变化 4、 氮、磷等营养物不足;
5、 腐败废水的大量流入;
SVI值异常升6、 消化池上清液大量流入;
高 7、 原废水的SS浓度太低;
8、 有害物质流入。
曝气池管理不善 9、 有机负荷过低或过高;
10、混合液溶解氧不足;
二沉池管理不善 11、活性污泥在二沉池中停留时
间过长;
原废水水质变化 12、水温上升;
SVI值异常下13、土、砂石等的流入;
降 曝气池管理不善 14、有机负荷过低
4)污泥膨胀
,,是指活性污泥质量变轻、膨大，沉降性能恶化，在二沉池中不能正常沉淀下
来，SVI异常增高，可达400以上。
,,?因丝状菌异常增殖而导致的丝状菌性膨胀; ?因粘性物质大量积累而导
致的非丝状菌性膨胀。
,,丝状菌性膨胀:
主要是由于丝状菌异常增殖而引起的，主要的丝状菌有:球衣菌属、
贝氏硫细菌、以及正常活性污泥中的某些丝状菌如芽孢杆菌属等、某
些霉菌;
,,高粘性污泥膨胀:
?多在低温季节发生，主要现象是:废水净化效果良好，但污泥难于沉淀，污泥颗粒大量随出水流失;
?微生物表面为凝胶状的多糖类物质所覆盖;
?主要原因:低的MLSS，高的BOD 负荷。
,,污泥膨胀的主要对策:
A杀灭丝状菌，如投加氯、臭氧、过氧化氢等的药剂;——加杀菌药剂
B.改善、提高活性污泥的絮凝性，投加絮凝剂如:硫酸铝等;——加化
学药剂
C.改善、提高活性污泥的沉降性、密实性，投加粘土、消石灰等;——
加化学药剂
D.加大回流污泥量并在其回流前进行再生性曝气;——加强曝气
E.使废水经常处于好氧状态，防止厌氧反应的形成，如预曝气;——加
强曝气
F.加强曝气，提高混合液的DO值;——加强曝气
G.考虑调节水温;水温<15:C时易于发生高粘性膨胀;而丝状菌膨胀多
发生在20:C以上;——加强曝气
H.降低污泥在二沉池中的停留时间;——调节
I.调整污泥负荷，当超过0.35kgBOD/kgMLSS.d时，易于发生丝状菌膨
胀;——调节
J.调整混合液中的营养物质，可以控制高粘性膨胀;——调节
K.投加硫酸铜，可以控制有球衣菌引起的膨胀。——加杀菌药剂
污泥膨胀
镜检
丝状菌性污泥膨胀 高粘性污泥膨
胀
进一步镜检
措措措施施施D G J
丝状菌 霉菌
丝状菌来源 霉菌来源
措切措因管理不善在曝由原废水挟入或施断施A K 来气池内自行产生 由其它途径进入 源
措措措措措措措措措措措措切措施施施施施施施施施施施断施施A B C D E F G H I J K A(K(来源 对对原原废废水水) )
第四章 营养元素的生物去除
——生物脱氮除磷原理与工艺
4.1 概述
一、营养元素的危害
, 氨氮会消耗水体中的溶解氧;氨氮会与氯反应生成氯胺或氮气，增加氯的用量;含氮化合物对人和其
--它生物有毒害作用:?氨氮对鱼类有毒害作用;?NO和NO可被转化为亚硝胺——一种“三致”物32
-质;?水中NO高，可导致婴儿患变性血色蛋白症——“Bluebaby”;加速水体的“富营养化”过程; 3
——所谓“富营养化”就是指水中的藻类大量繁殖而引起水质恶化，其主要因子是N和P(尤其是P); ——控制污染源，降低废水中的N、P含量;
——对城市废水，传统的活性污泥法，对N的去除率只有40%左右，对磷的去除率只有20~30%。 二、脱氮的物化法
1)氨氮的吹脱法:
，, NH，HO,NH，OH324
吹进水 出水 脱调节pH值 沉淀池 塔 石灰或
石灰乳 排泥
吹脱法脱氨处理流程
2)折点加氯法去除氨氮:
，， NH，HOCl,NHCl，H，HO422,， 2NHCl，HOCl,N，3Cl，HO，3H222+每mgNH--N被氧化为氮气，至少需要7.5mg的氯。 4
3)选择性离子交换法去除氨氮:
采用斜发沸石作为除氨的离子交换体。
三、除磷的物化法(混凝沉淀法)
3，3，1)铝盐除磷: Al，PO,AlPO44
一般用Al(SO)，聚氯化铝(PAC)和铝酸钠(NaAlO) 2432
2)铁盐除磷:FePO Fe(OH) 一般用FeCl、FeSO 或 FeCl Fe(SO) 4324324322，,,3)石灰混凝除磷: 5Ca，4OH，3HPO,Ca(OH)(PO)，3HO45432-2+向含P污水投加石灰，由于形成OH，污水的pH值上升，P与Ca反应，生成羟磷灰石。
4-2 生物脱氮技术
4-2-1 生物脱氮原理
一、定义:
?污水中的含氮有机物，在生物处理过程中被异养微生物氧化分解为氨氮——氨化;?由自养型的硝化菌
----将氨氮转化为NO和NO——硝化;?再由反硝化菌将NO和NO还原转化为N——反硝化。 23232
二、氨化反应
有机氮化合物，在氨化菌作用下，分解、转化为氨态氮 。
氨化菌
RCHNHCOOH+O RCOOH+CO+NH 22 23
三、硝化反应(Nitrification)
,,，,——分为两步:?; ? NO,NONH,NO4223
——由两组自养型硝化菌分步完成: ?亚硝酸盐细菌(Nitrosomonas);?硝酸盐细菌(Nitrobacter) , 都是革兰氏染色阴性、不生芽孢的短杆菌和球菌;强烈好氧，不能在酸性条件下生长;无需有机物，
-以氧化无机含氮化合物获得能量，以无机C(CO或HCO)为碳源;化能自养型;生长缓慢，世代23
时间长。
(1)硝化反应过程及反应方程式:
，,，?亚硝化反应: NH，1.5O,NO，HO，2H4222，,,加上合成，则: 55NH，76O，109HCO,CHON，54NO，57HO，104HCO4235722223+, 亚硝酸盐细菌的产率是:0.146g/g NH-N(113/55/14); 4
+-, 氧化1mg NH-N为NO-N，需氧3.16mg(76，32/55/14); 42
+-, 氧化1mg NH-N为NO-N，需消耗7.08mg碱度(以CaCO计)(109，50/55/14) 423,,?硝化反应: NO，0.5O,NO223,，,,加上合成，则: 400NO，NH，4HCO，HCO，195O,CHON，3HO，400NO24233257223-, 硝酸盐细菌的产率是:0.02g/gNO--N(113/400/14) 2
-—, 氧化1mg NO-N为NON，需氧1.11mg(195*32/400/14) 23
, 几乎不消耗碱度
，,，?总反应: NH，2O,NO，HO，2H4232
加上合成，则:
，,, NH，1.86O，1.98HCO,(0.0181，0.0025)CHON，1.04HO，0.98NO，1.88HCO4235722323-, 总的细菌产率是: 0.02g/gNO--N(113/400/14); 2，,, 氧化1mg 为，需氧4.27mg(1.86*32/14); NH,NNO,N34，,, 氧化1 mg 为，需消耗碱度7.07mg(以CaCO计); NH,NNO,N334
——污水中必须有足够的碱度，否则硝化反应会导致pH值下降，使反应速率减缓或停滞;
+———如果不考虑合成，则:氧化1 mg NH-N为NON，需氧4.57mg，其中亚硝化反应3.43mg，硝化反43
应1.14mg，需消耗碱度7.14mg(以CaCO计) 3
(2)硝化反应的环境条件:
——硝化菌对环境的变化很敏感:?好氧条件(DO不小于1mg/l)，并能保持一定的碱度以维持稳定的pH值(适宜的pH为8.0~8.4);?进水中的有机物的浓度不宜过高，一般要求BOD在15~20mg/l以下;?硝化5
反应的适宜温度是20~30:C，15:C以下时，硝化反应的速率下降，小于5:C时，完全停止;?硝化菌在反应器内的停留时间即污泥龄，必须大于其最小的世代时间(一般为3~10天);?高浓度的氨氮、亚硝酸盐或硝酸盐、有机物以及重金属离子等都对硝化反应有抑制作用。
四、反硝化反应
(1)反硝化反应过程及反硝化菌
——反硝化反应是指硝酸盐或亚硝酸盐在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮(N)的过程; 2
——反硝化菌属异养型兼性厌氧菌，并不是一类专门的细菌，它们大量存在于土壤和污水处理系统中，如变形杆菌、假单胞菌等，土壤微生物中有50%是这一类具有还原硝酸盐能力的细菌;
,,——反硝化菌能在缺氧条件下，以或为电子受体，以有机物为电子供体，而将氮还原; NO,NNO,N23,,——在反硝化菌的代谢活动下，或中的N可以有两种转化途径:?同化反硝化，即最终NO,NNO,N23
产物是有机氮化合物，是菌体的组成部分;?异化反硝化，即最终产物为 的氮气。
(2)反硝化反应的影响因素
, 碳源:一是原废水中的有机物，当废水的BOD/TKN大于3~5时，可认为碳源充足;二是外加碳源，5
多采用甲醇;
, 适宜的pH值是6.5~7.5，pH值高于8或低于6，反硝化速率将大大下降;
, 反硝化菌适于在缺氧条件下发生反硝化反应，但另一方面，其某些酶系统只有在有氧条件下才能合成，
所以反硝化反应宜于在缺氧、好氧交替的条件下进行，溶解氧应控制在0.5mg/l以下; , 最适宜温度为20~40:C，低于15:C其反应速率将大为降低。
表 生物脱氮反应过程中各项生化反应特征
生化反应类型 去除有机物 硝化 反硝化
亚硝化 硝化
微生物 好氧菌及兼性菌 Nitrosomonas自养型菌 Nitrobacter自养型菌 兼性菌
异养型菌
能源 有机物 化能 化能 有机物
--氧源(电子受体) O O O NO 、NO 22223
溶解氧 1~2mg/l以上 2mg/l以上 2mg/l以上 0~0.5mg/l
+-碱度 无变化 氧化1mgNH--N需要无变化 还原1mgNO--N或43
-7.14mg/l碱度 NO--N生成3.57mg2
碱度
+-耗氧 分解1mg有机物--N需氧氧化1mg NO--N需氧分解1mg有机物氧化1mgNH42
-(BOD)需氧2mg 3.43mg 1.14mg (COD)需NO--N 52
0.58mg，
-NO--N0.35mg所提供3
的化合态氧
最适pH值 6~8 7~8.5 6~7.5 6~8
最适水温 15~25:C 30:C 30:C 34~37:C
-1增殖速度(d) 1.2~3.5 0.21~1.08 0.28~1.44 好氧分解的1/2~1/2.5
+-分解速度 70~870 7mgNH--N 2~8mg NO--N 43
mgBOD/gMLSS.h /gMLSS.h /gMLSS.h
产率
4.2.2 生物脱氮工艺
一、活性污泥法脱氮传统工艺
(1)Barth开创的三级活性污泥法流程:
, 第一级曝气池的功能:?碳化——去除BOD、COD;?氨化——使有机氮转化为氨氮;第二级是硝5
化曝气池，投碱以维持pH值;第三级为反硝化反应器，可投加甲醇作为外加碳源或引入原废水。 ——其优点是氨化、硝化、反硝化是在各自的反应器中进行，反应速率快且较彻底;
——缺点是处理设备多，造价高，运行管理较为复杂。
(2)两级活性污泥法脱氮工艺
二、缺氧——好氧活性污泥法脱氮系统(A—O工艺)
——又称“前置式反硝化生物脱氮系统”
——主要特征:
, 反硝化反应器在前，BOD去除、硝化反应的综合反应器在后;反硝化反应以原废水中的有机物为碳
源;含硝酸盐的混合液回流到反硝化反应器;在反硝化反应过程中产生的碱度可补偿硝化反应消耗的
碱度的一半左右;硝化曝气池在后，使反硝化残留的有机物得以进一步去除，无需增建后曝气池。
(3)氧化沟硝化脱氮工艺
(4)生物转盘硝化脱氮工艺
4.3 废水生物除磷技术
4.3.1 生物除磷过程
(1)磷在废水中的存在形式
,3,2,, 通常磷是以磷酸盐(、、)、聚磷酸盐和有机磷等的形式存在于废水中;细菌一HPOHPOPO4244
般是从外部环境摄取一定量的磷来满足其生理需要;有一类特殊的细菌——磷细菌，可以过量地、超
出其生理需要地从外部摄取磷，并以聚合磷酸盐的形式贮存在细胞体内，如果从系统中排出这种高磷
污泥，则能达到除磷的效果。
(2)除磷菌的过量摄取磷
好氧条件下，除磷菌利用废水中的BOD或体内贮存的聚,-羟基丁酸的氧化分解所释放的能量来摄取5
废水中的磷，一部分磷被用来合成ATP，另外绝大部分的磷则被合成为聚磷酸盐而贮存在细胞体内。 (3)除磷菌的磷释放
在厌氧条件下，除磷菌能分解体内的聚磷酸盐而产生ATP，并利用ATP将废水中的有机物摄入细胞内，以聚,-羟基丁酸等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时还将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出体外。
——一般，在好氧条件下所摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷多，废水生物除磷工艺是利用除磷菌的这一过程，将多余剩余污泥排出系统而达到除磷的目的。
二、生物除磷过程的影响因素
-?溶解氧:在除磷菌释放磷的厌氧反应器内，应保持绝对的厌氧条件，即使是NO等一类的化合态氧也不3
允许存在;在除磷菌吸收磷的好氧反应器内，则应保持充足的溶解氧。
?污泥龄:生物除磷主要是通过排除剩余污泥而去除磷的，因此剩余污泥的多少对脱磷效果有很大影响，一般污泥短的系统产生的剩余污泥多，可以取得较好的除磷效果;有报道称:污泥龄为30d，除磷率为40%;污泥龄为17d，除磷率为50%;而污泥龄为5d时，除磷率高达87%。
?温度:在5~30:C的范围内，都可以取得较好的除磷效果;
?pH值:除磷过程的适宜的pH值为6~8。
?BOD负荷:一般认为，较高的BOD负荷可取得较好的除磷效果，进行生物除磷的低限是BOD/TP = 20;5
有机基质的不同也会对除磷有影响，一般小分子易降解的有机物诱导磷的释放的能力更强;磷的释放越充分，磷的摄取量也越大。
?硝酸盐氮和亚硝酸盐氮:硝酸盐的浓度应小于2mg/l;当COD/TKN , 10，硝酸盐对生物除磷的影响就减弱了。
?氧化还原电位:好氧区的ORP应维持在+40~50mV之间;缺氧区的最佳ORP为-160~, 5mV之间。
4.3.2 生物除磷工艺
一、Phostrip除磷工艺
——生物除磷和化学除磷相结合的工艺。
, ——本工艺各设备单元的功能:
1)含磷污水进入曝气池，同步进入曝气池的还有由除磷池回流的已释放磷但含有聚磷菌的污泥。曝气池的功能是:使聚磷菌过量地摄取磷，去除有机物，还可能出现硝化作用。
2)从曝气池流出的混合液(污泥含磷，污水已经除磷)进入沉淀池(?)，在这里进行泥水分离，含磷污泥沉淀，已除磷的上清液作为处理水而排放。
3)含磷污泥进人除磷池，除磷池应保持厌氧状态，含磷污泥在这里释放磷，并投加冲洗水，使磷充分释放。已释放磷的污泥沉于池底，并回流曝气池，再次用于吸收污水中的磷。含磷上清液从上部流出进入混合池。 4)含磷上清液进人混合池，同步向混合池投加石灰乳，经混合后进入搅拌反应池，使磷与石灰反应，形成磷酸钙(Ca3(P04)2)固体物质。用化学法除磷。
5)沉淀池(?)为混凝沉淀池，经过混凝反应形成的磷酸钙固体物质在这里与上清液分离。已除磷的上清液回流曝气池，而含有大量(Ca3(P04)2)的污泥排出，这种含有高浓度PO4的污泥宜于充作肥料。 ——工艺特点:
, 除磷效果好，处理出水的含磷量一般低于1mg/l;污泥的含磷量高，一般为2.1~7.1%;石灰用量较低，
3介于21~31.8mgCa(OH)/m废水之间;污泥的SVI低于100，污泥易于沉淀、浓缩、脱水，污泥肥分2
高，不易膨胀。
二、厌氧——好氧除磷工艺
——又称“A——O工艺”;工艺特点:水力停留时间为3~6h;曝气池内的污泥浓度一般在2700~3000mg/l;磷的去除效果好(76%)，出水中磷的含量低于1mg/l;污泥中的磷含量约为4%，肥效好;SVI小于100，易沉淀，不易膨胀。
4.4 同步脱氮除磷工艺
一、Bardenpho同步脱氮除磷工艺
——工艺特点:
, 各项反应都反复进行两次以上，各反应单元都有其首要功能，同时又兼有二、三项辅助功能;脱氮除
磷的效果良好。
二、A——A——O同步脱氮除磷工艺
——工艺特点:
, 工艺流程比较简单;厌氧、缺氧、好氧交替运行，不利于丝状菌繁殖，无污泥膨胀之虞;无需投药，
运行费用低。
厌氧反应器 0.5~1.0
水力停留时间(h) 缺氧反应器 0.5~1.0
好氧反应器 3.5~6.0
污泥回流比(%) 50~100
混合液内循环回流比(%) 100~300
混合液悬浮固体浓度(mg/l) 3000~5000
F/M(kgBOD/kgMLSS.d) 0.15~0.7 5
好氧反应器内DO浓度(mg/l) ,2
BOD/P 5~15(以,10为宜) 5
三、UCT工艺
-——含NO--N的污泥直接回流到厌氧池，会引起反硝化作用，反硝化菌将争夺除磷菌的有机物而影响除3
磷效果，因此提出UCT(Univercity of Cape Town)工艺
四、Phoredox同步脱氮除磷工艺
——工艺特点:
, 在缺氧反应器之前再加一座厌氧反应器，以强化磷的释放，从而保证在好氧条件下，有更强的吸收磷
的能力，提高除磷效果。
第六章 污泥的处理与处置
6.1 污泥的来源及性质
6.1.1污泥的来源
, 栅渣:格栅或滤网，呈垃圾状，量少，易处理和处置;
, 浮渣:上浮渣和气浮池，可能多含油脂等，量少;
, 沉砂池沉渣:沉砂池，比重较大的无机颗粒，量少;
, 初沉污泥:初沉池，以无机物为主，数量较大，易腐化发臭，可能含有虫卵和病变菌，是污泥处理的
主要对象;
, 二沉污泥:二沉池，剩余的活性污泥，有机物质，含水率高，易腐化发臭，难脱水，是污泥处理的主
要对象;
——水源水在被净化的过程中也会产生各种污泥。
, 化学污泥:经化学处理后，除含有原废水中的悬浮物外，还含有化学药剂所产生的沉淀物，易于脱水
与压实。
6.1.2 表征污泥性质的主要指标
——含水率和含固率、挥发性固体、有毒有害物质、脱水性能
一、 含水率与含固率
, 含水率是污泥中含水量的百分数;含固率则是污泥中固体或干污泥含量的百分数;湿泥量与含固率的
乘积就是污泥量;含水率降低(即含固量提高)将大大降低湿泥量(即污泥体积);含水率发生变化
时，可近似计算湿污泥的体积;
, 通常:含水率 > 85%，污泥呈流状; 65~85%，污泥呈塑态; , 65%，呈固态。 二、 挥发性固体
——即VSS，通常用于表示污泥中的有机物的量;
——有机物含量越高，污泥的稳定性就更差。
三、 有毒有害物质
——污泥含有一定量的N(4%)、P(2.5%)和K(0.5%)，有一定肥效;
——污泥含有病菌、病毒、寄生虫卵等，在施用之前应有必要的处理;
四、 脱水性能
——污泥的脱水性能与污泥性质、调理方法及条件等有关，还与脱水机械种类有关。 ——在污泥脱水前进行强处理，改变污泥粒子的物化性质，破坏其胶体结构，减少其与水的亲和力，从而改善脱水性能，这一过程称为污泥的调理或调质。
——常用污泥过滤比阻抗值(r)和污泥毛细管吸水时间(CST)两项指标来评价污泥的脱水性能。 ——比阻抗值(r)——单位干重滤饼的阻力，其值越大，越难过滤，其脱水性能越差。
2dVPA, 比阻抗公式 ,dt,(rCV，RA)m
33式中:dV / dt——过滤速度，m/s; V——滤出液体积，m
22 t——过滤时间，s; P——过滤压力，Kg/m ; A——过滤面积，m
3 C——滤过单位体积滤出液所得滤饼干重，kg/m ; r——污泥过滤比阻抗，m/kg
2 R——过滤开始时单位过滤面积上过滤介质的阻力，m/m m
2 ,——滤出液的动力粘滞度，N?s/m
R,t,rC,,m,V，当P为常数值时，则可积分得: ,,2VPA2PA,,
22bPA,rC,,r发现t/V~V呈直线关系，令其斜率 则有: b,2,C2PA
6b——与污泥性质有关的常数，s/m
, 比阻抗值r的测定:
测定装置:
测定方法
每隔一定的时间连续测定滤出液量V，并作t/V~V的关系图，如右上图
422332已知:P=9.5×10N/m:滤出液动力粘滞系数,=0.00112 N?s/m ; C = 75 kg/m , A = 4.42×10 m
11则计算可得:r = 2.1×10 m/kg
6.1.3污泥中的水分及其影响
一、 污泥中的水分:
——游离水、毛细水、内部水和附着水
, 游离水(又称间隙水):存在于污泥颗粒间隙中的水，约占污泥水份的70%左右，一般可借助重力或离
心力分离:
, 毛细水:存在污泥颗粒间的毛细管中，约占20%，需要更大的外力; , 内部水:存在于污泥颗粒内部(包括细胞内的水)
, 附着水:粘附于颗粒或细胞表面的水
——污泥处理方法的选择常取决于污泥的含水率和最终处理的方式
6.2 污泥处理与处置方法概述
6.2.1污泥的处理
, 污泥的最终出路主要是部分或全部利用或以某种形式再返回自然环境中去; , 污泥的利用:主要是农业上的利用
, 污泥的最终处置方法:填埋、焚烧、海洋投放、地下投放等 ——填埋:必要的前处理、稳定化处理;地下洞穴、废矿、深井中等 ——焚烧:大幅度减容、灭菌、尾气处理、运行费用贵;
——海洋投放:
6.2.2 污泥处置前的预处理
——浓缩、脱水、干化、稳定、调理(调节)，或消毒。
图:污泥处理与处置的基本流程
6.3 污泥浓缩
——降低污泥含水率，减容、降低后处理费用的有效方法;
%的游离水; ——浓缩的对象是70
——重力浓缩法，气浮浓缩法和离心浓缩法。
——在选择方法时，还应考虑污泥的来源、性质以及最终的处置方法等。
6.3.1重力浓缩法
一、 间歇式污泥混缩池
二、连续式污泥浓缩池
6.3.2 气浮浓缩法
——适用于密度接近于1、疏水的污泥，或易发生膨胀的污泥;——压力溶气气浮 6.3.3 离心浓缩法
——利用固、液有密度的不同，在高速旋转的离心机中具有不同的离心力而使二者分离;
——连续工作， HRT仅为3 min,出泥含固率可达4%以上 6.4 污泥的调理
——加药调理法;
——在污泥中加入带有电荷的无机或有机调理剂，使污泥液体颗粒表面发生化学反应，中和颗粒表面的电
荷，使水游离出来，同时使污泥颗粒凝聚成大的颗粒絮体，降低污泥的比阻抗; ——调理效果的好坏与调理剂种类、投加量以及环境因素等有关。 6.4.1 调理剂
一、 无机调理剂:
适用于真空过滤和板框压滤
(1) 最有效、最便宜的是铁盐:FeCl?6HO,Fe(SO)?4HOFeSO?7HO ，聚合硫酸铁(PFS) 3224242(2) 铝盐:Al(SO)?18HO、AlCl、Al(OH)?Cl ,聚合氯化铝(PAC) 242232
(3) 铁盐常和石灰联用:在pH>12时，可提供Ca(OH)絮凝体。 2
二、有机调理剂:
阳粒子型聚丙烯酰胺等
6.4.2 调理剂投加量的确定
6.4.3 调理效果的影响因素
, 污泥性质;
, 调理剂的品种;
, 投加量;
, 环境条件:水温，pH;
, 调理剂的投加顺序;
, 污泥与调理剂的混合;
6.5 污泥的脱水与干化
——目的是除去污泥中的大量水分，缩小其体积，减轻其重量; ——经过脱水、干化处理，污泥含水量能从90%下降到60~80%，其体积为原来的1/10~1/5。
——自然干化多采用干化床;
——机械脱水多采用板框压滤机、带式压滤机、离心脱水机等。 6.5.1自然干化
——污泥干化床
图
——自然蒸发与渗透;——含水率可达65%;——适用于中小规模的废水处理厂
6.5.2 机械脱水
——西欧国家经脱水处理的污泥占总量的69.3%，其中机械脱水占51.4%、自然干化16.9%、其它1%; ——主要的脱水机械有:转筒离心机、板框压滤机、压式压滤机、真空过滤机，分别占21.7%，15.8%，11.4%和2.5%。
一、 真空过滤机
, 早期使用的连续机械脱水机械
二、板框压滤机
, 最早应用于污泥脱水的机械;间歇操作、基建投资大，过滤能力低;但其滤饼的含固率高、滤液清、
药剂用量少
三、带压式压滤机
, 合成有机聚合物(高分子絮凝剂)发展的结果;连续工作、制造容易、操作管理简单、附属设备较少;
但由于絮凝剂较贵，使得其运行费用较高
四.污泥离心机技术和转筒式离心机
, 利用离心机使污泥中的固、液分离;
, 离心力场可达到重力场的1000倍以上;
, 处理量大，基建和占地少，操作简单，自动化程度高;
, 可不投入或少投入化学调理剂;
, 动力费用较高，但愿运行成本降低。
——转筒式离心机
6.6 污泥的消化稳定:——污泥稳定的目的主要是降低污泥中的有机物
6.6.1 污泥的厌氧消化
6.6.2 污泥的好氧稳定
, 对污泥中挥发性固体量的降低可接近于厌氧消化法;供氧耗能大，运行费用高;只适用于小规模的废
+-水厂;机理是内源呼吸:CHNO?5CO+NO+3HO+H 572232
——只有约80%的细胞组织能被氧化，剩余的20%则是不能被生物降解的
, 空气好氧稳定，纯氧稳定
6.7 污泥的干燥与焚化
——污泥的干燥是将脱水污泥通过处理，使污泥中的毛细水、吸附水和内部水得到大部分去除的方法，可以使污泥含水率从60~80%降低至10~30%左右;——污泥焚化是将干燥的污泥中的吸附水和内部水以及有机物全部去除，使含水率降至零，污泥变成灰尘;——二者是非常可靠而有效的污泥处理方法，但其设备投资和运行费用都很昂贵。各种干燥器和焚化炉的选择
6.8 污泥的利用与最终处置
33——90年，我国湿泥量约为500万m ;——95年，我国湿泥量约为1000万m ;
浙公网安备 33021202002483