废水的生化处理方法剖析(共17页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上废水的生化处理方法一、专业术语1化学需氧量（CODcr）化学需氧量是指在规定条件下用化学氧化剂（K2Cr2O7或KMnO4）氧化分解水中有机物时，与消耗的氧化剂当量相等的氧量(mgL)。当氧化剂用重铬酸钾(K2Cr2O7)时，由于重铬酸钾氧化作用很强，所以能够较完全地氧化水中大部分有机物(除苯、甲苯等芳香烃类化合物以外)和无机性还原物质(但不包括硝化所需的氧量)，此时化学需氧量用CODCr，或COD表示；如采用高锰酸钾（KMnO4）作为氧化剂时，则称为高锰酸指数，写作CODMn。与BOD5相比，CODCr能够在较短的时间内(规定为2小时)较精确地测出废水中耗氧物质的含

2、量，不受水质限制，因此得到了广泛的应用。缺点是不能表示可被微生物氧化的有机物量，此外废水中的还原性无机物也能消耗部分氧，造成一定误差。如果废水中各种成分相对稳定，那么COD与BOD之间应有一定的比例关系。一般说来，CODCrBOD20BOD5CODMn，其中BOD5CODCr可作为废水是否适宜生化法处理的一个衡量指标。比值越大，该废水越容易被生化处理。般认为BOD5CODCr大于0.3的废水才适宜采用生化处理。2五日生化需氧量（BOD5）生化需氧量（BOD）是表示在有氧条件下，温度为20时，由于微生物(主要是细菌)的活动，使单位体积污水中可降解的有机物氧化达到稳定状态时所需氧的量(mg/L)。

3、BOD的值越高，表示需氧有机物越多。20时在BOD的测定条件（氧充足、不搅动）下，一般有机物20天才能够基本完成在第一阶段的氧化分解过程（完成过程的99%）。就是说，测定第一阶段的生化需氧量，需要20天，这在实际工作中是难以做到的。为此又规定一个标准时间，一般以5日作为测定BOD的标准时间，因而称之为五日生化需氧量，以BOD5表示之。BOD5约为BOD20的70%左右。3氨氮（NH3-N）氨氮是指水中以游离氨（NH3）和（NH4+）形式存在的氮。4总磷（TP）总磷是水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果，以每升水样含磷毫克数计量。水中磷可以元素磷、正磷酸盐、缩合硫酸盐、焦磷酸盐、

4、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在。5悬浮固体（SS）水体中悬浮物的含量是水质污染程度的基本判断指标之一。悬浮物是指在水中呈悬浮状态的固体物质，它包括无机物和有机物，如不溶于水的淤泥、粘土、微生物等，含量用每升水样中含有多少毫克悬浮物来表示，记为毫克升。6溶解氧（DO）溶解氧是指溶解于1升水中的分子氧的含量，用毫克(氧)升表示。它是衡量水体污染程度的重要指标，是水环境监测中必不可少的一项指标。在没有污染的水体中，溶解氧是处于饱和状态的。例如，一个大气压下，温度为0的淡水中溶解氧的含量是10毫克升，海水中的溶解氧含量约为淡水溶解氧含量的80%。7pHpH值是反映污水酸碱性大小的一个指标，它对

5、污水处理及利用以及水中生物生长繁殖都有很大影响。pH值是对氢离子浓度的一种表示方法，它表示氢离子浓度（mol/L）负对数的值，即二、微生物及其生化特性迄今为止，已知的环境污染物达数十万种之多，其中大量的是有机物。所有的有机污染物，可根据微生物对它们的降解性，分成可生物降解、难生物降解和不可生物降解三大类。废水的生物处理就是利用微生物的新陈代谢作用处理废水的一种方法。微生物与其它生物一样，为了进行自身的生理活动，必须从周围环境中摄取营养物质并加以利用。这些营养物质在微生物体内，通过一系列的生物化学反应，使微生物获得需要的能量，同时微生物本身也得到繁殖、数量得到增加。在废水中存在着各种有机物和无机

6、物。这些物质大部分都可以被微生物作为营养物质而加以利用。废水的生物处理实质就是将废水中含有的污染物质作为微生物生长的营养物质被微生物代谢、利用、转化，将原有的高分子有机物转化为简单有机物或无机物，使得废水得到净化。三、生化处理方法概述不同的细菌对氧的反应变化很大，一些细菌只能在有氧存在的环境中生长，称需氧细菌(或称好氧细菌)，利用此类微生物的作用来处理废水称为好氧生物处理法。另一些细菌只能在无氧的环境中生长，叫厌氧细菌，相应的处理方法叫厌氧生物处理。介于两者之间的还有兼性微生物(在有氧或无氧的环境中均可生长)，但它们在废水处理中不起主要作用。按微生物的代谢形式，生化法可分为好氧法和厌氧法两大类

7、；按微生物的生长方式可分为悬浮生物法和生物膜法，现归纳如下：（一）废水的厌氧生物处理在断绝供氧的条件下，利用厌氧微生物的生命活动过程，使废水中的有机物转化成较简单的有机物和无机物的处理过程，在工程上称为废水的厌氧生物处理。有机物的厌氧分解过程分为两个阶段。在第一阶段中，产酸细菌把存在于废水中的复杂有机物转化成较简单的有机物(如有机酸、醇类等)和CO2、NH3、H2S等无机物。在第二阶段中，甲烷细菌接着将简单的有机物分解成甲烷和二氧化碳等。厌氧分解过程可用图1-1的简单图式来说明。图1-1 有机物厌氧分解图示厌氧分解过程中，由于缺乏氧作为氢受体，所以，对有机物的分解不彻底，贮于有机物中的化学能未

8、全部释放出来。一般说来，微生物的厌氧生长条件比较严格。（二）废水的好氧生物处理在充分供氧的条件下，利用好氧微生物的生命活动过程，将有机污染物氧化分解成较稳定的无机物的处理方法，在工程上称为废水的好氧生物处理。微生物对有机污染物进行好氧分解的过程如下：溶解态的有机物可以直接透过细菌的细胞壁进入细胞内。固体或胶体的有机物先被细菌吸附，靠细菌所分泌的外酶作用，分解成溶解性的物质，然后，再渗入细菌细胞内，通过细菌自身的生命活动，在内酶的作用下，进行氧化、还原和合成过程。一部分被吸收的有机物氧化分解成简单的无机物，如有机物中的碳被氧化成二氧化碳，氢与氧化合成水，氮被氧化成氨、亚硝酸盐和硝酸盐，磷被氧化成

9、磷酸盐，硫被氧化成硫酸盐等。与此同时释放出能量，作为细菌自身生命活动的能源，并将另一部分有机物作为其生长繁殖所需要的构造物质，合成新的原生质。好氧生物处理时，有机物的转化过程如图1-2所示。图1-2 有机物的好氧分解图示在废水好氧处理过程中，必须不间断地供给溶解氧。因为氧是有机物的最后氢受体，正是由于这种氢的转移，才使能量释放出来，成为细菌生命活动和合成新细胞物质的能源。有机物的好氧合成过程，也可以用下列生化反应式表示：（1）有机物的氧化分解(有氧呼吸)： （2）原生质的同化合成(以氨为氮源)： （3）原生质的氧化分解(内源呼吸)： 由此可以看出，当废水中营养物质充足，即微生物既能获得足够的能

10、量，又能大量地合成新的原生质肘，微生物就不断增长。当废水中营养物质缺乏时，微生物只得依靠细胞内贮藏的物质，甚至把原生质也作为营养物质利用，以获得生命活动所需的最低限度得能源，这种情况下，微生物无论重量还是数量都是不断减少的。可见，要保证废水处理得效果， 首先必须有足够数量的微生物，同肘，还必须有足够数量的营养物质。在好氧生物处理过程中，有机物用于氧化与合成的比例，随废水中有机物性质而异。对于生活污水或与之相类似的工业废水，所产生的新细胞物质，约占全部有机物干重的5060。四、 好氧生物处理与厌氧生物处理的区别1起作用的微生物群不同 好氧生物处理是由一大群好氧菌和兼性厌氧菌起作用的；而厌氧生物处

11、理是两大类群的微生物起作用，先是厌氧菌和兼性厌氧菌，后是另一类厌氧菌。2产物不同 好氧生物处理中，有机物被转化成CO2、H2O、NH3、-、等，且基本无害。厌氧生物处理中，有机物先被转化成为数众多的中间有机物(如有机酸、醇、醛等)，以及CO2、H2O等；其中有机酸、醇、醛等有机物又被另一群被称为甲烷菌的厌氧菌继续分解。由于能量的限制，其终产物受到较少的氧化作用，如有机碳常形成CH4，而不是CO2；有机氮形成氨、胺化物或氮气，而不是亚硝酸盐或硝酸盐；硫形成H2S，而不是SO2或等。产物复杂，有异臭，一些产物可作燃料。3反应速率不同 好氧生物处理由于有氧作为氢受体，有机物转化速率快，需要时间短。可

12、用较小的设备处理较多的废水；厌氧生物处理反应速率慢，需要时间长，在有限的设备内，仅能处理较少量废水或污泥。4对环境要求条件不同 好氧生物处理要求充分供氧，对环境条件要求不太严格；厌氧生物处理要求绝对厌氧的环境，对环境条件(如PH值、温度)要求甚严。好氧生物处理与厌氧生物处理都能完成有机污染物的稳定化，但在实际中究竟采用哪种方法，要视具体情况而定。采用厌氧法处理废水，除需要时间长外，处理水发黑，有臭味，且BOD浓度仍然很高；如果废水的BOD5浓度较低，所需的处理设备将很庞大。所以，一般废水中有机物浓度若超过1%(约l0000毫克/升)，才用厌氧生物处理。目前的厌氧生物处理多用于处理沉淀池的有机污

13、泥和高浓度有机废水(象屠宰、酿造工业、食品工业等生产废水)。而好氧生物处理则多用于处理有机污染物浓度较低或适中的废水。五、 厌氧生物处理法厌氧生物处理是在无氧的情况下，利用兼性菌和厌氧菌的代谢作用，分解有机物的一种生物处理法。是一种低成本的废水处理技术，它能在处理废水过程中回收能源。厌氧生化法不仅可用于处理有机污泥和高浓度有机废水，也用于处理中、低浓度有机废水，包括城市污水。厌氧生化法与好氧生化法相比具有下列优点。(1) 应用范围广 好氧法因供氧限制一般只适用于中、低浓度有机废水的处理，而厌氧法既适用于高浓度有机废水，又适用于中、低浓度有机废水。有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的，但对厌

14、氧生物处理是可降解的、如固体有机物、着色剂蒽酿和某些偶氮染料等。(2) 能耗低 好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要允氧，而且产生的沼气可作为能源。废水有机物达一定浓度后，沼气能量可以抵偿消耗能量。当原水BOD5达到1500mg/L时，采用厌氧处理即有能量剩余。有机物浓度愈高，剩余能量愈多。般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10。(3 )负荷高 通常好氧法的有机容积负荷为24kgBOD/m3.d，而厌氧法为210kg COD/m3.d，高的可达50kgCODm3.d。(4) 剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好 好氧法每去除1kg COD将产生0.

15、40.6 kg生物量，而厌氧法去除1kg COD只产生0.020.1kg 生物量，其剩余污泥量只有好氧法的520。同时，消化污泥在卫生学上和化学上都是稳定的。因此，剩余污泥处理和处置简单、运行费用低，甚至可作为肥料、饲料或饵料利用。(5) 氮、磷营养需要量较少 好氧法一般要求BOD：N：P为100：5：1，而厌氧法的BOD：N：P为100：2.5：0.5，对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。(6) 厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。(7) 厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。与好氧反应器相比，在停止运行一段时间后，能较迅速启

16、动。但是，厌氧生物处理法也存在下列缺点：(1) 厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处理时间比好氧设备长。(2) 处理后的出水水质差，往往需进一步处理才能达标排放。1. 厌氧消化原理复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段，由不同的细菌群接替完成。根据复杂有机物在此过程中的物态及物性变化，可分为以下三个阶段。第一阶段为水解阶段。废水中的不溶性大分子有机物(如蛋白质、多糖类、脂类等)经发酵细菌水解后，分别转化为氨基酸、葡萄糖和甘油等水溶性的小分子有机物。水解过程通常较缓慢，因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。由于简单碳水化合物的分解产酸作用，要比含氮有机物的分解产氨作用迅速

17、，故蛋白质的分解在碳水化合物分解后产生。含氮有机物分解产生的NH3除了提供合成细胞物质的氮源外，在水中部分电离，形成NH4HCO3，具有缓冲消化液pH值的作用，故有时也把继碳水化合物分解后的蛋白质分解产氨过程称为酸性减退期，反应为：第二阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2，如：第三阶段为产甲烷阶段。产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成，一组把氢和二氧化碳转化成甲院，另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的13，后者约占23，反应为：上述三个阶

18、段的反应速度依废水性质而异，在含纤维素、半纤维素、果胶和脂类等污染物为主的废水中，水解易成为速度限制步骤；简单的糖类、淀粉、氨基酸和一般的蛋白质均能被微生物迅速分解，对含这类有机物为主的废水，产甲烷易成为限速阶段。虽然厌氧消化过程可分为以上三个阶段，但是在厌氧反应器中，三个阶段是同时进行的，并保持某种程度的动态平衡，这种动态平衡一旦被pH值、温度、有机负荷等外加因素所破坏，则首先将使产甲烷阶段受到抑制，其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化，其至会导致整个厌氧消化过程停滞。2. 影响厌氧处理的因素（1）温度 温度是影响微生物生命活动最重要的因素之一，其对厌氧微生物及厌氧消化的影响尤为

19、显著。各种微生物都在一定的温度范围内生长，根据微生物生长的温度范围，习惯上将微生物分为三类：(a)嗜冷微生物，生长温度为520 ；(b)嗜温微生物，生长温度2042；(c)嗜热微生物，生长温度4275。相应地厌氧废水处理也分为低温、中温和高温三类。这三类微生物在相应的适应温度范围内还存在最佳温度范围，当温度高于或低于最佳温度范围时其厌氧消化速率将明显降低。在工程运用中，中温工艺中以3040 最为常见，其最佳处理温度在3540；高温工艺以5060 最为常见，最佳温度为55。在上述范围里，温度的微小波动(例如13)对厌氧工艺不会有明显的影响，但如果温度下降幅度过大，则由于微生物活力下降，反应器的负

20、荷也将降低。（2）pH值 产甲烷菌对pH值变化适应性很差，其最佳范围为6.87.2，超出该范围厌氧消化细菌会受到抑制。（3）氧化还原电位 绝对的厌氧环境是产甲烷菌进行正常活动的基本条件，产甲烷菌的最适氧化还原电位为150400mV，培养甲烷菌的初期，氧化还原电位不能高于330mV。（4）营养 厌氧微生物对碳、氮等营养物质的要求略低于好氧微生物，需要补充专门的营养物质有钾、钠、钙等金属盐类，它们是形成细胞或非细胞的金属络合物所需要的物质，同时也应加入镍、铝、钴、钼等微量金属，以提高若干酶的活性。（5）有机负荷 在厌氧法中，有机负荷通常指容积有机负荷，简称容积负荷，即消化器单位有效容积每天接受的有

21、机物量(kg COD/m3.d)。对悬浮生长工艺，也有用污泥负荷表达的，即kg COD/(Kg 污泥.d)；在污泥消化中，有促负荷习惯上以投配率或进料率表达，即每天所投加的湿污泥体积占消化器有效容积的百分数。由于各种湿污泥的含水率、挥发组分不尽一致，投配率不能反映实际的有机负荷，为此，又引入反应器单位有效容积每天接受的挥发性固体重量这一参数，即kg MLVSS/(m3.d)。有机负荷是影响厌氧消化效率的一个重要因素，直接影响产气量和处理效率。在一定范围内，随着有机负荷的提高，产气率即单位重量物料的产气量趋向下降，而消化器的容积产气量则增多，反之亦然。对于具体应用场合，进料的有机物浓度是一定的，

22、有机负荷或投配率的提高意味着停留时间缩短，则有机物分解率将下降，势必使单位重量物料的产气量减少。但因反应器相对的处理量增多了，单位容积的产气量将提高。有机负荷值因工艺类型、运行条件以及废水废物的种类及其浓度而异。在通常的情况下，采用常规厌氧消化工艺，中温处理高浓度工业废水的有机负荷为23kg COD/(m3.d)，在高温下为46kg COD/(m3.d)。上流式厌氧污泥床反应器、厌氧滤池、厌氧流化床等新型厌氧工艺的有机负荷在中温下为515 kg COD/(m3.d)，可高达30 kg COD/(m3.d)。（6）有毒物质 有毒物质会对厌氧微生物产生不同程度的抑制，使厌氧消化过程受到影响甚至破坏

23、，常见抑制性物质为硫化物、氨氮、重金属、氰化物及某些人工合成的有机物。几种有毒物质的限值详见表14。 表14 阻碍厌氧消化的有毒物质的限值有毒物质抑制微生物的限值/mg/L六价铬6三价铬50铜30氰0.2铝70锌2000硫150苯2003. 厌氧生物调试运行 （1）厌氧反应的工艺控制条件：1温度按三种不同嗜温厌氧菌（嗜温5-20 嗜温20-42 嗜温42-75）工程上分为低温厌氧(15-20)、中温厌氧（30-35）、高温厌氧（50-55）三种。温度对厌氧反应尤为重要，当温度低于最优下限温度时，每下降1，效率下降11%。在上述范围，温度在1-3的微小波动，对厌氧反应影响不明显，但温度变化过大（

24、急速变化），则会使污泥活力下降，度产生酸积累等问题。2 pH厌氧水解酸化工艺，对pH要求范围较松，即产酸菌的pH应控制4-7范围内；完全厌氧反应则应严格控制pH，即产甲烷反应控制范围6.5-8.0,最佳范围为6.8-7.2,pH低于6.3或高于7.8,甲烷化速降低。3氧化还原电位水解阶段氧化还原电位为-100+100mv，产甲烷阶段的最优氧化还原电位为-150-400mv。因此,应控制进水带入的氧的含量，不能因以对厌氧反应器造成不利影响。4营养物厌氧反应池营养物比例为C:N:P=(350-500):5:1。5有毒有害物：抑制和影响厌氧反应的有害物有三种：无机物:有氨、无机硫化物、盐类、重金属等

25、，特别硫酸盐和硫化物抑制作用最为严重；有机化合物:非极性有机化合物，含挥发性脂肪酸(VFA)、非极性酚化合物、单宁类化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物等五类。生物异型化合物,含氯化烃、甲醛、氰化物、洗涤剂、抗菌素等。（2）厌氧反应器启动:1接种污泥:有颗粒污泥时,接种污泥数量大小10-15%.当没有现成的污泥时,应用最多的是污水处理厂污泥池的消化污泥.稠的消化污泥有利于颗粒污泥形成。没有消化污泥和颗粒污泥时，化粪池污泥、新鲜牛粪、猪粪及其它家畜粪便都可利用作菌种，也可用腐败污泥和鱼塘底泥作接种污泥，但启动周期较长。污泥接种浓度至少不低10KgVSS/m3反应器容积，但接种污泥填充量不大于反应器容

26、积60%。污泥接种中应防止无机污泥、砂以及不可消化的其它物进入厌氧反应器内。2接种污泥启动：启动分以下三个阶段进行：1、起始阶段反应池负荷从0.5-1.0kgCOD/m3d或污泥负荷0.05-0.1kgCOD/kgVSSd开始。进入厌氧池消化降解废水的混合液浓度不大于COD5000mg/L，并按要求控制进水，最低的COD负荷为1000mg/L。进液浓度不符合应进行稀释。进液时不要刻意严格控制所有工艺参数，但应特别注意乙酸浓度，应保持在1000mg/L以下。进液采用间断冲击形式，即每34小时一次，每次5-10min，之后逐步减断间隔时间至1小时，每次进液时间逐步增长2030min。起始阶段，进水

27、间隔时间过长时，则应每隔1小时开动泵对污泥搅拌一次，每次35min。2、启动第二阶段当反应器容积负荷上升到2-5kgCOD/m3d时，这一阶段洗出污泥量增大，颗粒污泥开始产生。一般讲，从第一段到第二段要40d时间，此时容积负荷大约为设计负荷的50%。3、启动的第三阶段从容积负荷50%上升到100%，采用逐步增加进料数量和缩短进料间断时间来实现。衡量能否获进料量和缩短进料时间的化验指标定控制发挥性脂肪酸VFA不大于500mg/L，当VFA超过500-1000mg/L，厌氧反应器呈现酸化状态，超过1000mg/L则表明已经酸化，需立即采取措施停止进料，进行菌种驯化。一般来讲第二段到第三段也需30-

28、40d时间。3启动的要点1、启动一定要逐步进行，留有充裕的时间，并不能期望很短时间进入加料运行达到厌氧降解的目标 。因为启动实际上是使细菌从休眠状态恢复，即活化的过程。启动中细菌选择、驯化、增殖过程都在进行，原厌氧污泥中浓度较低的甲烷菌的增长速度相对于产酸菌要慢的多。因此，这时负荷一般不能高，时间不能短，每次进料要少，间隔时间要长。2、混合进液浓度一定要控制在较低水平，一般COD浓度为1000-5000mg/L，当超过5000mg/L，应进行出水循环和加水稀释至要求。3、若混合液中亚硫酸盐浓度大于200mg/L时，则亦应稀释至100mg/L以下才能进液。4、负荷增加操作方式：启动初期容积负荷可

29、从0.2-0.5kgCOD/m3d开始，当生物降解能力达到80%以上时，再逐步加大。若最低负荷进料，厌氧过程仍不正常COD不能消化，则进料间断时间应延长24h或2-3d，检查消化降解的主要指标测量VFA浓度，启动阶段VFA应保持在3mmoL/L以下。5、当容积负荷走到2.0kgCOD/m3d后，每次进料负荷可增大，但最大不超过20%，只有当进料增大，而VFA浓度且维持不变，或仍维持在3mmoL/L水平时，进料量才能不断增大进液间隔才能不断减少。（3）厌氧生物处理中存在的问题及解决方法存在问题原 因解决方法1、污泥生长过慢1营养物不足，微量元素不足；2进液酸化度过高；3种泥不足。1增加营养物和微

30、量元素；2减少酸化度；3增加种泥。2、反应器过负荷1反应器污泥量不够；2污泥产甲烷活性不足；3每次进泥量过大间断时间短。1增加种污或提高污泥产量；2减少污泥负荷；3减少每次进泥量加大进泥间隔。3、污泥活性不够1温度不够；2产酸菌生长过快；3营养或微量元素不足；4无机物Ca2+引起沉淀。1提高温度；2控制产酸菌生长条件；3增加营养物和微量元素；4减少进泥中Ca2+含量。4、污泥流失1气体集于污泥中，污泥上浮；2产酸菌使污泥分层；3污泥脂肪和蛋白过大。1增加污泥负荷，增加内部水循环；2稳定工艺条件增加废水酸化程度；3采取预处理去除脂肪蛋白。5、污泥扩散颗粒污泥破裂1负荷过大；2过度机械搅拌；3有毒

31、物质存在。4预酸化突然增加1稳定负荷；2改水力搅拌；3废水清除毒素。4应用更稳定酸化条件六、活性污泥法活性污泥法是当前应用最为广泛的一种生物处理技术，活性污泥就是生物絮凝体，上面栖息、生活着大量的好氧微生物，这种微生物在氧分充足的环境下，以溶解型有机物为食料获得能量、不断生长，从而使废水得到净化。该方法主要用来处理低浓度的有机废水。本方法的主要设备为反应装置和提供氧气的曝气设备。1活性污泥法基本原理(1) 活性污泥法的基本流程传统的活性污泥法由初次沉淀池、曝气池、二次沉淀池、供氧装置以及回流设备等组成，基本流程如图1-4所示。由初沉池流出的废水与从二沉池底部流出的回流污泥混合后进入曝气池，并在

32、曝气池充分曝气产生两个效果：活性污泥处于悬浮状态，使废水和活性污泥充分接触；保持曝气池好氧条件，保证好氧微生物的正常生长和繁殖。废水中的可溶性有机物在曝气池内被活性污泥吸附、吸收和氧化分解，使废水得到净化。二次沉淀的作用有两个：将活性污泥与已被净化的水分离；浓缩活性污泥，使其以较高的浓度回流到曝气池。二沉池的污泥也可以部分回流至初沉池，以提高初沉效果。图1-4 活性污泥法基本流程活性污泥系统有效运行的基本条件是： 废水中含有足够的可溶性易降解有机物，作为微生物生理活动必需的营养物质； 混合液含有足够的溶解氧； 活性污泥在池内呈悬浮状态，能够充分与废水相接触； 活性污泥连续回流、及时地排除剩余污

33、泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥； 没有对微生物有毒害作用的物质进入。(2) 活性污泥的性能及其评价指标1)活性污泥的组成活性污泥由四部分物质组成：具有活性的微生物群体(Ma)；微生物自身氧化的残留物质(Me)；原污水挟入的不能为微生物降解的惰性有机物质(Mi)；原污水挟入的无机物质(Mii)。2)活性污泥评价指标性能良好的活性污泥应松散(有利吸附和氧化有机物)并具有良好的凝聚沉淀性能(利于处理后的清水分离)，通常用下列几个指标来评价活性污泥的优劣，以便控制系统的正常运行。 污泥浓度(MLSS) 又称混合液悬浮固体浓度，是指曝气区内1升混合液所含悬浮物量，以mg/L表示。它表示混合液中活性污

34、泥的浓度，在单位体积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量，即MLSSMaMeMiMii MLSS反映出活性污泥所含微生物多少和处理有机物能力的强弱。包括具有活性的微生物群体、自身氧化残留物、微生物不能降解的有机物和无机物等四部分。适宜的浓度应根据具体情况确定，一般废水处理可取21034103 mg/L。 混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS) 表示活性污泥中有机性固体物质的浓度，即MLVSSMa+Me+Mi 在一定条件下，MLVSS/MLSS值较稳定，城市污水的活性污泥介于0.750.85之间。活性污泥的性能主要表现为沉淀性和絮凝性，活性污泥的沉降经历絮凝沉淀、成层沉淀，并进入压缩过程。性能

35、良好具有一定浓度的活性污泥在30min内即可完成絮凝沉淀和成层沉淀过程，为此建立了以活性污泥静置30min为基础的指标表示其沉降浓缩性能。污泥沉降比(SV%) 1L混合液静置沉降30min后，沉淀污泥占混合液的体积百分比。它反映出污泥的凝聚-沉淀性能和污泥量的多少，以便控制污泥排除时间和排除数，一般取1540。 污泥体积指数(污泥指数)(SVI) 污泥指数也称污泥容积指数，是指混合液经30min沉降后，1g干污泥在湿的时候所占体积，以mL/g计。 （mL/g） 它反映出污泥的松散程度和凝聚、沉降性能。该值越低，则说明污泥颗粒小而紧密易沉降，但活性和吸附力低，含无机物多；过高则太松散，难以沉淀，

36、将要或已经发生污泥膨胀现象。对于城市污水的活性污泥SVI值为50150之间。 污泥龄 活性污泥在曝气池内的平均停留时间，即曝气池内活性污泥的总量与每日排放污泥量之比，污泥龄是活性污泥系统设计与运行管理的重要参数，它能够直接影响曝气池内活性污泥的性能和功能。通过调节废弃污泥量就可以改变污泥龄的值，把它控制在适宜于细菌增殖的时间范围内，一般为314天。2完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法的流程和普通活性污泥法相同，但废水和回流污泥进入曝气池时，立即与池内原先存在的混合液充分混合。依构筑物的曝气池和沉淀池合建或分建的不同可分成两种类型，其流程见图b。3. 影响好氧处理的因素（1）温度 温度是影响微

37、生物生命活动最重要的因素之一，对于好氧活性污泥法，微生物最大增值速度出现在1530，当温度上升至39后微生物反应速度迅速降低。通常温度控制在1035比较适合。（2）pH值 好氧菌的生长最佳pH值范围为6.59.5，在偏高或偏低的pH环境中，微生物虽然可以生存，但生理活动微弱，易于死亡，增值速率大为降低。（3）溶解氧就好氧微生物而言，环境溶解氧大于0.3mg/l，正常代谢活动已经足够。但因污泥以絮体形式存在于曝气池中，以直径500m活性污泥絮粒而言，周围溶解氧浓度2mg/l时，絮粒中心已低于0.1mg/l，抑制了好氧菌生长，曝气池出口处溶解氧控制在2mg/l较为适宜。（4）营养 对于污染物组分单

38、一的工业废水，必须补充适量的营养元素，保持适当有机物与氮、磷比值。对于好氧活性污泥法可按照BOD5:N:P=100:5:1来配置，当氮源不足，可适量投加粪水、尿素、硫酸铵等，当磷源不足，可补充生活污水、磷酸钾、磷酸钠等。（5）有毒物质 有毒物质会对好氧微生物产生不同程度的抑制，使好氧生化过程受到影响甚至破坏，常见抑制性物质为硫化物、氨氮、重金属、氰化物及某些人工合成的有机物。几种有毒物质的允许浓度详见表15。 表15 活性污泥法中有毒物质的允许浓度有毒物质允许浓度/mg/L六价铬0.5三价铬2.7铜0.51.0镍2锌513硫525苯10七、活性污泥法调试运行（1）活性污泥的形、色、嗅活性污泥外

39、观似棉絮状，亦称絮粒或绒粒，有良好的沉降性能。正常活性污泥呈黄褐色。供氧曝气不足，可能有厌氧菌产生，污泥发黑发臭。溶解氧过高或进水过淡，负荷过低色泽转淡。良好活性污泥带泥土味。（2）培菌前的准备工作：1、认真消化施工设计图纸资料及管理运行手册；2、检查熟悉系统装备及管线阀门，指示记录仪表；3、清理施工时遗留在池内杂物；4、加注清水或泵抽河水作池渗漏试验，单台调试后联动试车，调好出水堰板至污水处理可正常工作。（3）培菌方法：1、所谓活性污泥培养，就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件，即营养物，溶解氧，适宜温度和酸碱度。（1）营养物：即水中碳、氮、磷之比应保持10051。（2）溶解氧：就好

40、氧微生物而言，环境溶解氧大于0.3mg/l，正常代谢活动已经足够。但因污泥以絮体形式存在于曝气池中，以直径500m活性污泥絮粒而言，周围溶解氧浓度2mg/l时，絮粒中心已低于0.1mg/l，抑制了好氧菌生长，曝气池出口处溶解氧控制在2mg/l较为适宜。（3）温度：任何一种细菌都有一个最适生长温度，随温度上升，细菌生长加速，但有一个最低和最高生长温度范围，一般为1045C，适宜温度为1535C，此范围内温度变化对运行影响不大。（4）酸碱度：一般pH为69。（4）培菌法（1）生活污水培菌法：在温暖季节，先使曝气池充满生活污水，闷曝（即曝气而不进污水）数十小时后，即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调

41、节，连续运行数天即可见活性污泥出现，并逐渐增多。为加快培养进程，在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等，以提高营养物浓度。特别注意，培菌时期（尤其初期）由于污泥尚未大量形成，污泥浓度低，故应控制曝气量，应大大低于正常期曝气量。（2）干泥接种培菌法：最好取水质相同已正常运行的污水系统脱水后的干污泥作菌种源进行接种培养。一般按曝气池总溶积1的干泥量，加适量水捣碎，然后再加适量工业废水和浓粪便水。按上述的方法培菌，污泥即可很快形成并增加至所需浓度。3、驯化：在培菌阶段后期，将生活污水和外加营养物量，逐渐减少，工业废水比例逐渐增加，最后全部转为受纳工业废水，这个过程称为驯化。理论上讲，细菌对有机物分解

42、必须有酶参与，而且每种酶都要有足够数量。驯化时，每变化一次配比时，需要保持数天，待运行稳定后（指污泥浓度未减少，处理效果正常），才可再次变动配比，直至驯化结束。（5）运行管理1、巡视：指每班人员必须定时到处理装置规定位置进行观察、检测，以保证运行效果。2、二沉池观察污泥状态：主要观察二沉池泥面高低、上清液透明程度，有无漂泥，漂泥粒大小等。上清液清澈透明-运行正常，污泥状态良好；上清液混浊-负荷高，污泥对有机物氧化、分解不彻底；泥面上升-污泥膨胀，污泥沉降性差；污泥成层上浮-污泥中毒；大块污泥上浮-沉淀池局部厌氧，导致污泥腐败；细小污泥漂浮-水温过高、CN不适、营养不足等原因导致污泥解絮。3、曝

43、气池观察：曝气池全面积内应为均匀细气泡翻腾，污泥负荷适当。运行正常时，泡沫量少，泡沫外呈新鲜乳白色泡沫。曝气池中有成团气泡上升，表明液面下有曝气管或气孔堵塞；液面翻腾不均匀，说明有死角；污泥负荷高，水质差，泡沫多；泡沫呈白色，且数量多，说明水中洗涤剂多；泡沫呈茶色、灰色说明泥龄长或污泥被打破吸附在泡沫上，应增加排泥；泡沫呈其它颜色，水中有染料类物质或发色物污染；负荷过高，有机物分解不完全，气泡较粘，不易破碎。4、污泥观察：生化处理中除要求污泥有很强的“活性”，除具有很强氧化分解有机物能力外，还要求有良好沉降凝聚性能，使水经二沉池后彻底进行“泥”（污泥）“水”（出水）分离。（1）污泥沉降性SV3

44、0是指曝气池混合液静止30min后污泥所占体积，体积少，沉降性好，城市污水厂SV30常在1530之间。污泥沉降性能与絮粒直径大小有关，直径大沉降性好，反之亦然。污泥沉降性还与污泥中丝状菌数量有关，数量多沉降性差，数量少沉降性好。（2）污泥沉降性能还与其它几个指标有关，它们是污泥体积指数（SVI），混合液悬浮物浓度（MLSS）、混合液挥发性悬浮浓度（MLVSS）、出水悬浮物（ESS）等。（3）测定水质指标来指导运行：BODCOD之值是衡量生化性重要指标，BODCOD0.25表示可生化性好，BODCOD0.1表示生化性差。进出水BODCOD变化不大，BOD也高，表示系统运行不正常；反之，出水的BO

45、DCOD比进水BODCOD下降快，说明运行正常。出水悬浮物（ESS）高，ESS30mg/l时则表示污泥沉降性不好，应找原因纠正，ESS30mg/l则表示污泥沉降性能良好。5、曝气池控制主要因素：（1）维持曝气池合适的溶解氧，一般控制14mg/l，正常状态下监测曝气池出水端DO 2mg/l为宜。（2）保持水中合适的营养比，C（BOD）NP10051（3）维持系统中污泥的合适数量，控制污泥回流比，依据不同运行方式，回流比在0100之间，一般不少于3050。6、污泥性状异常及分析：异常现象症状分析及诊断解决对策曝气池有臭味曝气池供O2不足，DO值低，出水氨氮有时偏高增加供氧，使曝气池出水DO高于2m

46、g/l污泥发黑曝气池DO过低，有机物厌氧分解析出H2S，其与Fe生成FeS增加供氧或加大污泥回流污泥变白丝状菌或固着型纤毛虫大量繁殖如有污泥膨胀，参照污泥膨胀对策进水pH过低，曝气池pH6丝状型菌大量生成提高进水pH沉淀池有大快黑色污泥上浮沉淀池局部积泥厌氧，产生CH4.CO2，气泡附于泥粒使之上浮，出水氨氮往往较高防止沉淀池有死角，排泥后在死角处用压缩空气冲或高压水清洗二沉池泥面升高，初期出水特别清澈，流量大时污泥成层外溢SV90 SVI20mg/l污泥中丝状菌占优势，污泥膨胀。投加液氯，提高pH，用化学法杀死丝状菌；投加颗粒碳粘土消化污泥等活性污泥“重量剂”；提高DO；间歇进水二沉池泥面过高丝状菌未过量生长MLSS值过高增加排液二沉池表面积累一层解絮污泥微型动物死亡，污泥絮解，出水水质恶化，COD、BOD上升，OUR低于8mgO2/gVSS.h，进水中有毒物浓度过高，或pH异常。停止进水，排泥后投加营养物，或引进生活污水，使污泥复壮，或引进新污泥菌种二沉池有细小污泥不断外漂污泥缺乏营养，使之瘦小OUR8mgO2/gVSS.h;进水中氨氮浓度高，CN比不合适；池温超过40 C；翼轮转速过高使絮粒破碎。投加营养物或引进高浓度BOD水，使F