污水处理运营.pptx

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1、第四章 活性污泥法 真菌包括霉菌和酵母菌，前者是多细胞微生物，能产生菌丝；后者是单细胞微生物，不能形成菌丝。真菌是好氧菌，以有机物为碳源，生长pH=29，最佳pH=5.6。真菌需氧量少，只有细菌的一半。真菌常出现于低pH值，分子氧较少的环境中。真菌丝体对活性污泥的凝聚起骨架作用，但过多丝状菌的出现会影响污泥的沉淀性能，而引起污泥膨胀。在生物膜中，普遍存在霉菌，被污染的水体中霉菌也很常见。真菌在污水处理中的作用不可忽视 第1页/共148页第四章 活性污泥法 藻类是单细胞和多细胞的植物性微生物。它含有叶绿素，利用光合作用同化CO2和H2O放出O2，吸收水中的N、P等营养元素合成自身细胞。所以，藻类

2、是自养微生物。白天藻类向水体提供O2，但夜间都吸收O2放出CO2。氮和磷的存在会引起藻类大量繁殖，藻类繁殖是水体富营养化的标志。有些藻类能固定空气中的N2，即使除掉水中的氮也不能最终制止藻类的繁殖和富营养化的发展。第2页/共148页第四章 活性污泥法 原生动物是最低等的能进行分裂增殖的单细胞动物。污水中的原生动物既是水质净化者又是水质指示物。绝大多数原生动物都属于好氧异养型。在污水处理中，原生动物的作用没有细菌重要，但由于大多数原生动物能吞食固态有机物和游离细菌，所以有净化水质的作用。原生动物对环境的变化比较敏感，在不同的水质环境中出现不同的原生动物，所以是水质指示物。如，溶解氧充足时钟虫大量

3、出现，溶解氧低于1mgL时出现较少，也不活跃。后生动物是多细胞动物。在污水处理设施和稳定塘中常见的后生动物有轮虫、线虫和甲壳类动物。后生动物皆为好氧微生物，生活在较好的水质环境中。后生动物以细菌、原生动物、藻类和有机固体为食，它们的出现表明处理效果较好，是污水处理的指示性生物。第3页/共148页问题：1.参加污废水生物处理的主要生物有哪几类？2.内源呼吸过程及其主要表达方程式 答：如果污水中的有机物很少时，活性污泥中的微生物就会氧化体内积蓄的有机物和自身细胞物质来获得维持生命活动所需的能量，这称为内源呼吸过程。表达式 第4页/共148页生物处理法好氧生物处理法厌氧生物处理法自然生物处理法好氧活

4、性污泥法好氧生物膜法厌氧生物膜法厌氧活性污泥法土地处理法稳定塘法活性污泥、氧化沟生物转盘、接触氧化消化、UASB、ABR厌氧滤池、流化床厌氧塘、好氧塘慢快速渗透、表面漫流第四章 活性污泥法第5页/共148页第四章 活性污泥法一、概述 污水的好氧生物处理法是应用最广的有机污水处理方法。好氧活性污泥法简称活性污泥法，适于处理各种水量和水质的可生化污水。（一）活性污泥法处理系统基本工艺流程污水初次沉淀池初沉污泥曝气池空气二次沉淀池出水排放剩余污泥回流污泥第6页/共148页第四章 活性污泥法（1）活性污泥 好氧微生物生长繁殖并凝聚在一起，形成菌胶团。在菌胶团上共生着其它微生物（原生动物等），并吸附和交

5、织着无生命的固体杂质而形成活性污泥。好氧活性污泥为褐色，稍有土腥味，具有良好的絮凝吸附性能。在活性污泥的微观生态系统中，细菌占主导地位。细菌等微生物的新陈代谢作用，以及菌胶团的吸附絮凝作用使污水中的污染物（有机物等）得以去除。一、概述第7页/共148页第四章 活性污泥法（2）活性污泥法基本流程 活性污泥法已有90多年的发展历史（1914年出现）。污水经初次沉淀池去除大部分固态杂质后进入曝气池。曝气池中充满活性污泥与污水的混合液。曝气设备搅拌混合液使活性污泥呈悬浮状态，与污水中的污染物充分接触。与此同时，曝气设备不断向混合液提供氧气，使污染物发生好氧代谢反应，分解转化为无毒无害物质。反应后的混合

6、液流入二次沉淀池，活性污泥沉淀下来和净化水分离。沉淀污泥大部分返回曝气池，维持曝气池中的生物量，另一部分作为剩余污泥排出。活性污泥不断增殖，剩余污泥的排出量与增殖量相等。二沉池出水为净化水，排入环境。一、概述第8页/共148页第四章 活性污泥法一、概述（3）活性污泥法的净化过程活性污泥去除有机物是分阶段进行的，依次为吸附阶段、稳定阶段和混凝阶段。吸附阶段 活性污泥具有巨大的表面积，表面上含有多糖类粘性物质，使活性污泥具有很好的吸附性能。污水与活性污泥混合后，污水中的固体有机物等污染物首先被吸附转移到活性污泥表面，此为吸附阶段。稳定阶段 吸附转移到活性污泥表面的污染物被微生物分解转化为CO2和H

7、2O等简单化合物及自身细胞，这一过程叫稳定阶段。第9页/共148页第四章 活性污泥法一、概述混凝阶段 曝气池中的混合液进入二沉池后，活性污泥绒粒和游离微生物等固形物在微生物释出的羟基丁酸和粘性物质等的作用下，相互凝聚形成大颗粒絮体，这一过程叫混凝阶段。混凝阶段吸附和挟带污染物，共同沉淀，使污染物得以去除。如果混凝阶段固液分离不好，出水水质就会变差。吸附阶段、稳定阶段和混凝阶段共同作用的结果，使污水得到净化。有机污水含有的污染物一般为溶解性有机物，所以稳定阶段的作用最为重要。处理工艺的选择 以固态和胶态有机物为主的污水，应利用吸附阶段和混凝阶段的共同作用使其净化。由于吸附作用和混凝作用能快速去除

8、固态和胶态物质，所以不需要太长的曝气时间就可以达到较好的处理效果。对于以溶解态有机物为主的污水，应利用稳定阶段和混凝阶段的共同作用使其净化。此时应适当延长曝气时间。对于含难降解有机物的污水可进行延时曝气。第10页/共148页第四章 活性污泥法一、概述（二）活性污泥法对进水水质的要求（1）营养 营养是微生物生长的物质基础，生命活动所需要的能量和物质来自于营养。微生物细胞的组成（不包括H2O和无机物），可用化学式C5H7O2N或C60H87O23N12P表示。在污水生物处理时，应按细胞化学式中各元素的比例调节污水水质，向微生物提供营养。不同微生物细胞的组成不尽相同，对碳氮磷比的要求也不完全相同。好

9、氧微生物要求碳氮磷比为BOD5NP=10051或CODNP=(200300)51。厌氧微生物要求碳氮磷比为BOD5NP=10061。其中N以NH3-N计，P以PO43-P计。微生物种类繁多，所需C、N、P的化学形式也不相同。如异养菌需要有机物为碳源，而自养菌以CO2和HCO3-为碳源。第11页/共148页第四章 活性污泥法一、概述（二）活性污泥法对进水水质的要求 几乎所有的有机物都是微生物的营养源，为达到预期的净化效果，控制合适的CNP比显得十分重要。微生物除需要C、H、O、N、P外，还需要S、Mg、Fe、Ca、K等元素，以及Mn、Zn、Co、Ni、Cu、Mo、V、I、Br、B等微量元素。第1

10、2页/共148页第四章 活性污泥法一、概述（二）活性污泥法对进水水质的要求（2）温度 微生物的种类不同生长温度不同，各种微生物的总体生长温度范围是080。微生物生长速度最快时的温度叫最适生长温度。微生物生长最慢时的温度叫最低生长温度。微生物能够存活的上限温度叫最高生长温度。根据适应的温度范围，微生物可分为低温性（好冷性）、中温性和高温性（好热性）三类。低温性微生物的生长温度为20以下，中温性微生物的生长温度为2045，高温性微生物的生长温度为45以上。好氧生物处理以中温为主，微生物的最适生长温度为2037。第13页/共148页第四章 活性污泥法一、概述（二）活性污泥法对进水水质的要求 厌氧生物

11、处理时，中温性微生物的最适生长温度为2540，高温性微生物的最适生长温度为5060。所以厌氧生物处理常利用3338和5257两个温度段，分别叫做中温发酵和高温发酵。随着技术的进步，厌氧反应已能在2025的常温下进行，这就大大降低了运行费用。低温性、中温性和高温性微生物都有各自的最低生长温度、最适生长温度和最高生长温度，如表5-2所示。在好氧处理时，若处理装置内的水温超过40，就会引起蛋白变质，失去活性，导致处理水质的恶化，因此要采取适当方法，将水温控制在40以下。第14页/共148页第四章 活性污泥法一、概述（二）活性污泥法对进水水质的要求 在最低生长温度至最适生长温度之间，温度升高，微生物酶

12、活性增强，代谢速度加快，微生物生长速度也随之加快，生物处理效率提高。在最适生长温度上限至最高生长温度之间，温度升高，酶的活性逐渐降低，微生物生长速度逐渐变慢，生物处理效率下降。当温度超过最高生长温度时，微生物因蛋白质凝固而死亡，酶系统丧失活性，这种改变不可逆转。低温不会使微生物死亡，但其代谢活力下降，处理效率降低。这种改变是可以逆转的，一旦升高温度，便迅速恢复活力。水温的改变不能太快，否则，微生物不能适应而丧失活力。一般情况下，一日内温度的波动不宜超过5。所以，在生物处理时要控制适宜的水温并保持稳定。第15页/共148页第四章 活性污泥法一、概述（二）活性污泥法对进水水质的要求 在适宜的温度范

13、围内，每升高10，生化反应速度就提高12倍。所以,在较高最适温度条件下生物处理效果较好。人为改变污水温度将增大处理成本，所以好氧生物处理一般在自然温度下进行,即在常温下进行。好氧生物处理效果受气候的影响较小。厌氧生物处理受温度影响较大，需要保持较高的温度，但考虑到运行成本，应尽量采用常温下运行（2025）。如果原污水的温度较高，应当采用中温发酵（3338）或高温发酵（5257）。如果有足够的余热或发酵过程中产生足够的沼气（高浓度有机污水和污泥消化），则可以利用余热或沼气的热能实现中温和高温发酵。如果原污水的温度太高，则需降温。第16页/共148页第四章 活性污泥法一、概述（二）活性污泥法对进水

14、水质的要求（3）pH值 酶是一种两性电解质，pH值的变化影响酶的电离形式，进而影响酶的催化性能，所以pH值是影响酶的活性的重要因素之一。不同的微生物具有不同的酶系统，就有不同的pH值适应范围。细菌、放线菌、藻类和原生动物的pH值适应范围是pH=410。酵母菌和霉菌的最适pH=3.06.0。大多数细菌适宜pH=6.58.5的中性和偏碱性环境。好氧生物处理的适宜pH=6.58.5，厌氧生物处理的适宜pH=6.77.4（最佳pH=6.77.2）。在生物处理过程中保持最适pH值范围非常重要。否则，微生物酶的活性降低或丧失，微生物生长缓慢甚至死亡，导致处理失败。进水pH值的突然变化会对生物处理产生很大的

15、影响，这种影响不可逆转。所以保持pH值的稳定非常重要。第17页/共148页第四章 活性污泥法一、概述（二）活性污泥法对进水水质的要求（4）溶解氧 好氧微生物的代谢过程以分子氧为受氢体，并参与部分物质的合成。没有分子氧，好氧微生物就不能生长繁殖，所以，好氧生物处理时，要保持一定浓度的溶解氧（O2）。供氧不足时，适合低溶解氧生长的微生物（微量好氧的发硫菌）和兼性微生物大量繁殖。它们分解有机物不彻底，处理效果下降。低溶解氧状态下丝状菌优势生长，引起污泥膨胀。溶解氧浓度过高，不仅浪费能量，而且会因营养相对缺乏而使细胞氧化和死亡。为取得良好的处理效果，好氧生物处理时应控制溶解氧23mgL（二沉池出水0.

16、51mgL）为宜。厌氧微生物在有氧条件下生成H2O2，但没有能分解H2O2的酶而被H2O2杀死。所以，在厌氧生物处理反应器中绝对不能有分子氧存在。其它氧化态物质如SO2-4、NO-3、PO3-4和Fe3+等也会对厌氧生物处理产生不良影响，也应控制它们的浓度。第18页/共148页第四章 活性污泥法一、概述（二）活性污泥法对进水水质的要求（5）有毒物质 对微生物有抑制和毒害作用的化学物质叫有毒物质。它能破坏细胞的结构，使酶变性而失去活性。有毒物质在低浓度时对微生物无害，超过某一数值则发生毒害。某些有毒物质在低浓度时可以成为微生物的营养。有毒物质的毒性受pH值、温度和有无其它有毒物质存在等因素的影响

17、，在不同条件下毒性相差很大，不同的微生物对同一毒物的耐受能力也不同，具体情况应根据实验而定。在污水生物处理过程中，应严格控制有毒物质浓度，但有毒物质浓度的允许范围尚无统一的标准。第19页/共148页第四章 活性污泥法一、概述（二）活性污泥法对进水水质的要求（6）水量、水质变化（7）其它 A悬浮物质 B油脂类及油分 C溶解盐类第20页/共148页第四章 活性污泥法二、初次沉淀池（一）处理技术 (1)自由沉淀 (2)絮凝沉淀 (3)拥挤沉淀 (4)压缩沉淀 沉淀可分为普通沉淀和混凝沉淀。由于沉淀池的沉淀污泥都容易发生腐败，所以必须设置刮泥设备和排泥设备，迅速排出沉淀污泥，初次沉淀池中还存在着污泥上

18、浮而成为浮渣，需设排浮渣装置。第21页/共148页第四章 活性污泥法二、初次沉淀池（一）处理技术1.池形与池数形状有长方形、正方形或圆形，按水流方向有平流、辐流和竖流长方形池，长与宽之比在3：1以上，池宽按刮泥机确定池数原则上两池以上2.构造池子以水密性钢筋混凝土建造，具有抗浮安全结构设刮泥机时，池底的坡度圆形为5/10010/100，长方形为1/1002/100污泥斗的坡度在60度以上第22页/共148页第四章 活性污泥法二、初次沉淀池（一）处理技术3.设计运行参数表面水力负荷以1.53.0m3/(m2h)为标准有效水深以2.44.0m为标准沉淀时间以1.02.0h为标准出水堰最大负荷不宜大

19、于2.9L/(ms)超高以50cm为标准第23页/共148页第四章 活性污泥法二、初次沉淀池（一）处理技术4.刮泥机长方形池可采用链带式或桁车式刮泥机圆形或正方形池可采用旋转式刮泥机采用不致扰动沉淀物上浮的速度运行5.排泥设备污泥的排除可用泵提升排泥管径采用150mm以上污泥管便于清扫第24页/共148页第四章 活性污泥法二、初次沉淀池（二）初次沉淀池的运行管理1.初次沉淀池维护管理一般要求（1）运行管理操作人员根据池组设置、进水量的变化，应调节各池进水量，使各池均匀配水初次沉淀池应及时排泥，并宜间歇进行操作人员应经常检查初次沉淀池浮渣斗和排渣管道的排渣情况，并及时清除浮渣，清捞出的浮渣应妥善

20、处理刮泥机待修或长期停机，应将池内污泥放空采用泵房排泥工艺时，可按有关规定执行当剩余活性污泥排入初次沉淀池时，在正常运转情况下，应控制其回流比小于2%第25页/共148页第四章 活性污泥法二、初次沉淀池（二）初次沉淀池的运行管理（2）安全操作清捞浮渣，清扫堰口时，应采取安全及监护措施与排泥管道连接的闸井、廊道等，应保持良好的通风刮泥机在运行时，不得多人同时上刮泥机（3）维护保养应定期检修刮泥机电刷、橡胶板等易磨损件应每年对斜板沉淀池的斜板进行检修应定期检修行走机构、电器设备，并测试其各项技术性能第26页/共148页第四章 活性污泥法二、初次沉淀池（二）初次沉淀池的运行管理2.初次沉淀池的水质管

21、理（1）水质观测与分析必要的水质观测项目 外观及气味 水温 透明度 COD PH BODSS 磷酸根 排泥的总固体浓度 排泥的灼烧减量 总氮 有机性氮氨态氮 亚硝酸氮 碱度 总磷第27页/共148页第四章 活性污泥法二、初次沉淀池（二）初次沉淀池的运行管理出水SS过高进水SS正常进水SS过高出水颜色变黑发臭污泥堆积腐败出水颜色正常没有异臭进水量波动大进水量不均衡发生短流或异重流泥沙等无机性SS流入进水PH异常或带有异常颜色从同流系统进入SS浸入水流入施工现场的排水工业废水流入工业废水流入第28页/共148页第四章 活性污泥法二、初次沉淀池（二）初次沉淀池的运行管理3.初次沉淀池的运行管理无论哪

22、种池形都希望池内的流速保持均匀在入流口须设置整流装置表面负荷越小，SS去除率越高，但SS去除率高容易引起污泥膨胀和污泥指数上升，使处理出水水质恶化。第29页/共148页第四章 活性污泥法二、初次沉淀池（二）初次沉淀池的运行管理初次沉淀池的异常现像污泥上浮 排泥时间过长或排泥时间不当易造成上浮污泥流出 进水量过大或表面负荷过高或溢流堰负荷无穷大会引起污泥从溢流堰流出 污泥在池底过量堆集也会造成污泥流出池内水发黑变臭 有腐败污水进入时可缩短污水在管路设施中的停留时间 工厂排污时应与有关部门联系 污泥浓缩池大量高浓度SS分离液回流时，应短时间内减少排泥量 污泥消化池分离液回流时，应选择合适的分离液排

23、出位置第30页/共148页第四章 活性污泥法二、初次沉淀池（二）初次沉淀池的运行管理1.初次沉淀池的池形、构造如何确定？2.初次沉淀池的运行管理应注意哪几方面的事项3.设计初次沉淀池时，为什么要在出水上部设溢流堰？溢流堰应如何设计？4.初次沉淀池出水异常的主要表现是什么？这些异常发生的可能原因有哪些？第31页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（一）活性污泥法处理工艺1.活性污泥法的净化机理 微生物从污水中摄取营养物质，通过复杂的生物化学反应合成自身细胞和排出废物。这种为维持生命活动和生长繁殖而进行的生化反应过程叫新陈代谢，简称代谢。根据分解代谢过程对氧的需求，可将分解代谢分为好氧分解代谢

24、和厌氧分解代谢。好氧分解代谢速度较快，代谢过程中产生的能量多，基质氧化分解得彻底；厌氧分解代谢过程中营养物氧化不彻底，最终产物除CO2和H2O外，还含有较多的小分子中间产物（乙醇、甲烷等），代谢过程释放的能量少。第32页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（一）活性污泥法处理工艺1.活性污泥法的净化机理1活性污泥对有机物的吸附2被吸附有机物的氧化和同化被吸附的有机物被氧化分解（产生能量）被同化合成（合成细胞）3活性污泥絮体的沉淀和分离第33页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（一）活性污泥法处理工艺1.活性污泥法的净化机理 吸附氧化性能良好的污泥比较松散，表面积较大，活性和絮凝性能较

25、好，但不一定具有良好的沉淀性能。例如处于膨胀状态的污泥结构松散，絮凝性能较好，但难以沉淀，随水流失，出水水质变差。沉淀性能好的污泥絮凝性能一般较好，也比较密实，但不一定有较强的活性。如处于老化状态的污泥，絮凝沉淀性能较好，但活性较差。为获得良好的净化效果，应使活性污泥既具有很强的活性又有很好的沉淀性能。第34页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（一）活性污泥法处理工艺1.活性污泥法的净化机理4.生物硝化脱氮 N和P为植物营养物质，会引起水体富营养化。脱除低浓度的氮和磷最有效的方法是生物法。污水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮等形式存在。脱氮时有机氮最初转化为氨氮，在不同的反应条件下

26、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮之间相互转化。生物脱氮就是在微生物的作用下，将各种形态的氮转化为N2和N2O从水中逸出。第35页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（一）活性污泥法处理工艺1.活性污泥法的净化机理4.生物硝化脱氮硝化脱氮反应公式：在好氧条件下：第36页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（一）活性污泥法处理工艺1.活性污泥法的净化机理4.生物硝化脱氮 硝化细菌是化能自养菌，生长慢，对环境条件变化敏感。温度、溶解氧、泥龄、PH、有机负荷等都会对它产生影响。硝化反应的适宜温度为2030，低于15，反应速度迅速下降。有机物浓度高（BOD5浓度高）对异养菌生长有利，对自养菌（硝化细菌）生

27、长不利，硝化细菌的比例下降，所以应保持较低的BOD5TKN值。表5-5列出了BOD5TKN与硝化菌所占比例的关系。硝化细菌世代时间长，泥龄应取硝化菌最小世代时间两倍以上。硝化反应对溶解氧有较高的要求，溶解氧量应保持在2mgL以上。第37页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（一）活性污泥法处理工艺1.活性污泥法的净化机理 硝化反应在中性或偏碱性条件下进行很快，反应过程中有H+释出，使PH值下降，为保持PH值=78，污水应具有足够的碱度。1g氨态氮（以N计）完全硝化，需碱度（以CaCO3计）7.1g。4.生物硝化脱氮在厌氧条件下：第38页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（一）活性污泥

28、法处理工艺1.活性污泥法的净化机理4.生物硝化脱氮 反硝化菌属于异养兼性微生物，在有O2的条件下发生好氧呼吸，在无O2条件下，利用NO3-和NO2-进行无氧呼吸反硝化反应。反硝化反应需要有机碳源，应控制BOD5TKN35。但过高的BOD5 TKN会影响硝化反应过程，为取得良好的脱氮效果应控制35BOD5 TKN10为宜。有机碳形式不同，反硝化速度不同，分子量小的有机碳源，反硝化速度快。反硝化要求的缺氧条件为DO0.5 mgL,反硝化的适宜温度1540，低于15，反硝化速度下降。反硝化反应的适宜PH值为6.57.5，超出这一范围，反硝化速度就会下降。第39页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气

29、池（一）活性污泥法处理工艺1.活性污泥法的净化机理生物除磷 聚磷菌在好氧条件下，过量吸收溶解性磷酸盐，使之转化为多聚磷酸盐储存于细胞内，这就是好氧吸磷过程。加碱能促进吸磷过程。含有多聚磷酸盐的聚磷菌（吸磷后的聚磷菌），从好氧状态进入厌氧状态后，为获得能量，将多聚磷酸盐水解成无机磷（H3PO4）释放到污水中。同时吸收厌氧产酸菌转化有机物生成的低级脂肪酸、醇等三类基质，合成PHB（聚羟基丁酸）储存于细胞内。这一过程叫厌氧放磷，厌氧放磷应控制DO20。污泥消化液中含有乙酸等低级脂肪酸，易被聚磷菌吸收转化为PHB。所以在厌氧段加入污泥消化上清液能加快放磷速度。NO3-有助于反硝化菌生长，与聚磷菌争夺碳

30、源，抑制其生长，对放磷不利。应控制TKNCOD200为污泥膨胀。第84页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理3.鼓风曝气池的运行管理 污泥膨胀使二沉池的分离效果变差，池面漂泥严重，出水水质变差。但是，出现这种现象并不一定就是污泥膨胀。二沉池中污泥的反硝化、局部积泥和排泥不及时引起的厌氧发酵也会引起污泥上浮和漂泥，这不属于污泥膨胀。第85页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池（二）曝气池的维护管理3.鼓风曝气池的运行管理 膨胀污泥的流失，使回流污泥量和浓度降低，导致曝气池混合液污泥浓度不断下降，处理效率低，出水水质变差，甚至运行失败。必须指出的是，膨胀污泥的活性

31、即去除有机物的能力是很强的。出水水质变差是由于曝气池混合液污泥浓度降低和出水含有漂浮污泥所致。第86页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理3.鼓风曝气池的运行管理污泥膨胀的原因 （a）丝状菌膨胀 菌胶团细菌受到抑制，浮游球衣菌、亮发菌和发硫菌等丝状菌大量繁殖，这些丝状菌相互缠绕交错，夹带劣势的菌胶团等悬浮物，形成结构松散的絮体。这种絮体的比表面积大，含水率高，密度小，悬浮于水中不易沉淀，导致污泥膨胀。第87页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理3.鼓风曝气池的运行管理一般认为丝状菌和菌胶团细菌的优势竞争表现在如下几个方面：水质 水质是造成污泥

32、丝状菌膨胀的最主要原因。污水中可溶性碳水化合物（低分子糖类和有机酸等）含量高时，有利于丝状菌生长，导致污泥膨胀；污水中硫化物含量高时，有利于硫化细菌生长，而发生污泥膨胀；污水的PH值低（PH6.0）时，易发生污泥膨胀；污水缺乏氮和磷（CNP比例失调）时，丝状菌比表面积大，与菌胶团细菌竞争氮和磷而优势生长，也导致污泥膨胀。温度 如果水温为2528，易造成浮游球衣菌优势生长，导致污泥膨胀。水温低于15，一般不发生污泥膨胀。第88页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理3.鼓风曝气池的运行管理溶解氧 影响比较复杂，过低和过高的溶解氧都会引起污泥膨胀。如果曝气池溶解氧浓度长期维

33、持在低水平，则不利于菌胶团细菌生长，浮游球衣菌和发硫菌等丝状菌在溶解氧竞争中占优势，而导致污泥膨胀；如果曝气池溶解氧浓度过高，则会引起亮发菌等丝状菌的优势生长，也将导致污泥膨胀。为防止污泥膨胀的发生宜控制溶解氧浓度为23mgL。第89页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理3.鼓风曝气池的运行管理有机负荷 有机负荷对SVI值的影响比较复杂。不能简单地认为在什么有机负荷下发生污泥膨胀，在什么负荷下不发生污泥膨胀。要确定发生污泥膨胀的有机负荷值，必须考虑其它因素，由实验确定。有机负荷低时，营养物缺乏，丝状菌在营养竞争中优势生长，导致污泥膨胀；有机负荷很高时，溶解氧浓度迅速降

34、低，丝状菌优势生长，引起丝状菌膨胀。工艺方法 完全混合式比推流式易发生污泥膨胀；间歇式活性污泥法最不容易发生污泥膨胀；有沉砂池，但没有设初沉池的工艺不易发生污泥膨胀；叶轮曝气比鼓风曝气易发生污泥膨胀；射流曝气能有效地避免浮游球衣细菌引起的污泥膨胀。第90页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理3.鼓风曝气池的运行管理（b）非丝状菌膨胀 如果污泥膨胀时，镜检找不到大量丝状菌，这种膨胀叫非丝状菌膨胀。非丝状菌膨胀主要发生在水温较低而污泥负荷较高的场合。当有机负荷较高，溶解氧浓度不是很低时，丝状菌不能优势生长。由于水温低、细菌吸收的大量营养物来不及代谢，而在胞外积累大量高粘性

35、多糖类物质，使污泥松散，表面附着水增多，SVI值增大，引起非丝状菌膨胀。污泥膨胀的控制措施 控制污泥膨胀最有效的办法是采用抑制污泥膨胀的工艺设计，或对易发生污泥膨胀的处理设施进行工艺改造。在运行中如发生污泥膨胀，则应查明原因，再采取控制措施。第91页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理3.鼓风曝气池的运行管理（C）采用抑制污泥膨胀的工艺 减小或取消初沉池 处理城市污水时，减小或取消初沉池能增大曝气池进水的悬浮物浓度，改善污泥的沉降性能。AB法 采用“沉砂A级曝气中间沉淀B级曝气二次沉淀”工艺，能改善B级进水水质，有效防止污泥膨胀。“生物膜活性污泥”组合工艺能改善活性污

36、泥进水水质，防止污泥膨胀。AO（缺氧好氧）、A2O（缺氧缺氧好氧）或A2O2（缺氧好氧缺氧好氧）工艺。SBR工艺。气浮法代替二次沉淀池 可以有效地防止污泥流失，改善出水水质。第92页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理3.鼓风曝气池的运行管理（d）运行时污泥膨胀的控制措施 调整进水水质 硫化物含量高时，可加入铁盐去除硫化物；若缺少氮磷，则投加氮磷补充营养，使CODNP=20051；若PH值偏低，则投加石灰乳或纯碱等调整PH=6.58.5；投加化学药剂 投加铁系混凝剂、有机高分子絮凝剂和硅藻土、黄泥等惰性物质，以及杀菌剂（丝状菌膨胀投氯1020mgL，非丝状菌膨胀投氯5

37、10mgL，连续2周至SVI正常）等，以提高污泥的沉淀性能，杀死导致膨胀的细菌。调节水温 冬季水温低易发生非丝状菌膨胀，春秋季水温2528易发生丝状菌膨胀，有条件的可调节水温。调整曝气量 溶解氧浓度太低和太高都不行，应调至DO=23mgL。调整有机负荷率 若有机负荷高，则增大污泥回流比或减小进水量以降低有机负荷率；若有机负荷低，则减小污泥回流比或增大进水量，以升高有机负荷率。城市污水的适宜有机负荷率为0.20.4kgBOD5kgMLSSd。闷曝 闷曝可以使异常的污泥很快恢复正常。第93页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理3.鼓风曝气池的运行管理（3）活性污泥的培养与

38、训化 培养是指不改变微生物的种群特性，使其数量不断增长，以达到一定的污泥浓度。驯化则是对微生物种群进行淘汰和诱导，不适应水质和环境条件的微生物被淘汰，适应的微生物得以存活，并诱导出相应的酶系统。用来培养和驯化的微生物种源叫做菌种。培养和驯化是不可分割的，培养过程中投加的污水对微生物有驯化作用，驯化过程中微生物的数量也会增长。培养与驯化是相互促进的统一体。对于小型活性污泥系统，可以一次投加足够数量的菌种，直接进入运行状态，或经短时间驯化后进入运行状态，这样可以大大缩短启动时间。第94页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理3.鼓风曝气池的运行管理（3）活性污泥的培养与训化

39、 活性污泥培养法有以下几种：全流量连续直接培养法；流量分段直接培养法；间歇培养法 对工业废水，除培养外，还应对活性污泥加以驯化，使其适应于所处理的废水。驯化方法可分为异步驯化法和同步驯化法二种。第95页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理4.垂直轴式曝气池的运行管理（1）曝气池故障时的对策故障时的对策如下：(a)过度曝气的结果使混合液中NH3发生硝化，在二次沉淀池中发生反硝化产生氮气，污泥上浮，处理水质恶化，此时，混合液pH降低。对策是在缩短SRT的同时，可以缩短表曝机曝气时间或转速，也可以调节浸没深度。(b)如果在高速度下运转也不能达到供气条件，可调节浸没深度或更换

40、减速机、电机以达到提高转速的目的。(c)进水量随时间变化及异常物质流人而带来的影响请参照水质管理。第96页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理4.垂直轴式曝气池的运行管理（2）曝气机故障处置 因为表曝机转速较小、结构简单，所以补充润滑油不及时也不会引起事故。但是当启动、停止发出噪音时，应对轴的连接部进行检查；对于运转过程中出现异常震动情况时，可检查表曝机固定螺栓、固定用牵引棒等是否松动以及轴承是否有损伤。第97页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理5.水平轴式曝气池的运行管理（1）曝气池运行故障时的对策 (a)过度曝气，过度曝气的结果是使NH

41、3一N硝化，在二次沉淀池中发生反硝化产生氮气,引起二次沉淀池污泥上浮，出水水质恶化，同时伴随着混合液pH的降低。为防止过度曝气，可以减小表曝机的转速或调节叶轮浸没深度。(b)供氧不足，高速运转仍不能满足供氧需求时，可调节叶轮浸没深度或更换减速机、电机以提高转速。(c)进水量随时间的变动及异常物质流人的影响可参照水质管理。第98页/共148页第四章 活性污泥法二、曝气池（二）曝气池的维护管理5.水平轴式曝气池的运行管理（2）曝气机故障对策 水平轴表曝机转速较小、结构简单，但是补充润滑油不及时也不会引起事故。但是当启动、停止发出噪音时，应对轴的连接部进行检查；对于运转过程中出现异常震动情况时，可检

42、查表曝机固定螺栓、固定用牵引棒等是否松动以及轴承是否有损伤。第99页/共148页1.简述城镇污水处理厂普通活性污泥法处理系统的基本工艺流程。2.曝气池的池形和构造应如何确定，以保证水流状态均匀，流分混合，没有死角？3.鼓风曝气池正常时的管理要点是什么？4.水平轴式曝气池正常时的管理要点是什么？5.生物硝化、生物脱氮、生物固体停留时间、活性污泥微生物浓度、剩余活性污泥量、污泥沉降比、污泥容积指数、供风量和供风压力6.有机物负荷、水力停留时间及二者之间的关系7.城市污水处理厂广泛采用的普通活性污泥法是利用微生物的那一增殖阶段来处理污水的？为什么？第100页/共148页8.曝气池运行时，为什么要维持

43、MLSS在一定的数值，如何维持？9.鼓风曝气的方式主要有哪些？10.造成曝气池中MLDO急剧下降的主要因素有哪些？11.活性污泥异步驯化法和同步驯化法12.完全混合活性污泥法与推流式普通活性污泥法的主要区别是什么？13.什么是活性污泥解体？产生的原因是什么？应怎样防止活性污泥解体现像的发生？14.引起鼓风曝气池活性污泥上浮和异常发泡的原因有哪些？应采取哪些应对措施？15.防止活性污泥膨胀的措施有哪些？第101页/共148页16.活性污泥丝状菌大量繁殖的原因是什么？17.F/M比 推流式活性污泥法 完全混合式活性污泥法18.活性污泥法的净化机理主要包括哪些？第102页/共148页第四章 活性污泥

44、法三、二次沉淀池（一）处理工艺1.形状与池数形状有长方形、正方形或圆形，按水流方向分为平流、辐流或竖流；在长方形池中，长度与宽度之比为3：15：1，宽度根据刮泥机确定；池数原则上在2池以上。第103页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池（一）处理工艺2.构造池子构造考虑如下各项确定：池子以水密性钢筋混凝土建造，采用抗浮安全构造；最好以设置供排泥用的刮泥机为佳；设置刮泥机的池底坡度，圆形池与正方形池为510010100，长方形为11002100；污泥斗坡度在60度以上。第104页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池（一）处理工艺3.参数 表面负荷相对于设计最大日污水量以2030m

45、3m2d为标准。二次沉淀池去除的ss，以微生物絮体为主体，与初次沉淀池的ss相比，其沉降速度较低，故表面负荷为2030m3m2d。在能够预计污泥沉降性很差的处理厂，最好采用更低的数值(1520m3m2d)。池子有效水深以2.54m为标准。沉淀时间，按照设计最大日污水量确定。第105页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池（一）处理工艺 沉淀时间过长不经济，反之，过短会使微小的微生物絮体沉淀难。池子超高以50cm左右为标准。整流设备，考虑如下各项确定：（1）平流池在溢流进水装置处设有孔整流壁。不采用溢流进水时，设置阻流板及孔整流壁。（2）辐流池在人流口周围设圆筒形整流板。出流设备采用溢流堰

46、；堰上溢流负荷以150m3md为标准 3.参数第106页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池（一）处理工艺刮泥机考虑如下各项确定：长方形池以采用链条刮板式、行走虹吸式或桁车式为佳；圆形池与正方形池采用回转式；采用不致扰动沉淀物上浮的速度。4.刮泥机第107页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池（一）处理工艺排泥设备考虑如下各项确定：污泥的排除可采用依靠水位差的闸阀操作、水泵排除或者是行走虹吸方式；排泥管管径在150mm以上；排泥管按方便清扫的要求布置，考虑到管道堵塞后的情况，在适当地点设置清扫口。5.排泥设备第108页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池1.运行管理二次

47、沉淀池的维护管理应考虑以下几个方面：操作人员根据池组设置、进水量的变化，应调节各池进水量，使之均匀配水；二次沉淀池的污泥必须连续排放；二次沉淀池刮吸泥机的排泥闸阀，应经常检查和调整，保持吸泥管路畅通，使池内污泥面不得超过设计泥面0.7m；刮吸泥机集泥槽内的污物应每月清除一次。（二）二次沉淀池的维护管理第109页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池（二）二次沉淀池的维护管理2.安全操作非操作人员未经允许不得上刮吸泥机。大批人员如同时上到刮吸泥机走道，将会造成刮吸泥机超负荷运行。3.维护保养 次沉淀池的维护保养应考虑以下几个方面：刮吸泥机设备长期停置不用时，应将主梁两端支墩；气提装置应定期

48、检修；刮吸泥机的行走机构应定期检修。第110页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池（二）二次沉淀池的维护管理4.二次沉淀池的水质管理 PH；透明度；SS；BOD污泥负荷及碳化BOD；COD；总氮；有机氮；氨氮；亚硝酸氮；硝酸氮；碱度；总磷；磷酸根；DO；大肠杆菌数。第111页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池（二）二次沉淀池的维护管理5.二次沉淀池的异常现像 外观异常 外观异常主要表现：处理出水浑浊；浮渣上浮；活性污泥流出。(a)处理出水浑浊 造成浑浊的原因：曝气池处理效率降低使胶体性有机物残留；硫化氢氧化造成单质硫析出；活性污泥解体；泥砂或细小的氢氧化铁等无机物。(b)浮渣

49、上浮的原因，参见曝气池。(c)活性污泥流出的原因，参见曝气池。第112页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池（二）二次沉淀池的维护管理5.二次沉淀池的异常现像 水质检测表现的异常pH不发生硝化时二级处理出水的pH一般在774之间，产生硝化时pH会有所降低。透明度和SS一般，二级处理出水的BOD在15mgL左右，BOD异常升高的原因有：活性污泥处理机能下降；测定BOD时有硝化反应进行；活性污泥流出等。CODDO大肠杆菌数MLSS或MLDO不足会造成活性污泥净化机能下降、污泥解体、进水量增大造成曝气池内停留时间缩短对于阶段曝气，最终段进水比例较高等情况，都会使处理水中大肠杆菌数增加。第11

50、3页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池（二）二次沉淀池的维护管理6.二次沉淀池故障对策上清液透明度下降 上清液透明度下降多半是因为活性污泥性状异常所致。因此，应对曝气池运转管理或人流水质是否异常进行调查，并采取相对对策。第114页/共148页第四章 活性污泥法三、二次沉淀池（二）二次沉淀池的维护管理 由于二次沉淀池的尺寸、溢流堰的形状、刮泥速度等构造上的原因，活性污泥不可避免的会出现少量污泥被卷起的现象。但进水量超过池的容纳能力时，由于水流的关系活性污泥在出流侧有卷起的趋势，少数情况下，污泥在沉淀过程中也会卷起。因此，当这种趋势比较显著时，要将絮体流出较多的部分的溢流水量减少。为此，