1、CASSCASS活性污泥工艺控制活性污泥工艺控制CASS工艺原理工艺原理CASS工艺是序批式活性污泥法(SBR)的一个变形。它在SBR的基础上，反应池沿长度方向设计为两部分生物选择区，主反应区。在选择区中，废水中的溶解性有机物质能通过酶反应机理而迅速去除。选择区的最基本功能是防止产生污泥膨胀，回流污泥中的硝酸盐亦可在选择区中得到反硝化；选择区内微量曝气，亦可进行缺氧除磷；主反应区内主要进行降解有机物和硝化，同时也进行着硝化-反硝化过程。主反应区后部安装了可升降的自动滗水装置，曝气、沉淀和排水在同一池子内周期性地循环进行，取消了常规活性污泥法的初沉池和二沉池。CASS工艺每一操作循环由下列四个阶
2、段组成：1)进水曝气阶段 进水由曝气系统向反应池内供氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3-N。2)沉淀阶段 此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。污泥逐渐沉到池底，上层水变清。3)滗水阶段 沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐层排出上清液。此时，反应池继续进行反硝化。4)闲置阶段 闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。为了保持适当的污泥浓度，系统根据产生的污泥量排除相应数量的剩余污泥，排除的剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行。CASS工艺的生物选择区和脱氮
3、除磷 本工艺前置了一道“生物选择区”，形成浓度梯度，并可使磷释放；后设主反应区，主反应区除去除BOD5和脱氮外，另有一部分污泥回流至生物选择区，污泥回流量约为进水量的20%左右。CASS的成功运行可将废水中的含碳有机物和包括氮、磷的污染物去除。1)生物选择区设在池子首部，不设机械搅拌装置，反应条件在缺氧和厌氧之间变化。生物选择区有三个功能：a.絮体结构内底物的物理团聚与动力学和代谢选择同步进行；b.选择区被隔开，保证初始高絮体负荷，以及酶快速去除溶解底物；c.通过选择区的设计，还可以创造一个有利于磷释放的环境，这样促进聚磷菌的生长。生物选择区的设置严格遵循活性污泥种群组成动力学的有关规律，创造
4、合适的微生物生长条件，从而选择出絮凝性细菌。活性污泥的絮体负荷S0/X0(即底物浓度和活性微生物浓度的比值)对系统中活性污泥的种群组成有较大的影响,较高的污泥絮体负荷有助于絮凝性细菌的生长和繁殖。CASS工艺中活性污泥不断地在生物选择器中经历高絮体负荷阶段，这样有利于絮凝性细菌的生长，提高污泥活性，并通过酶反应快速去除废水中的溶解性易降解底物，从而抑制了丝状细菌的生长和繁殖，避免了污泥膨胀的发生。同时当生物选择区处于缺氧环境时，回流污泥存在的少量硝酸盐氮可得到反硝化，反硝化量可达整个系统硝化量的20%。当选择器处于厌氧环境时，磷得以有效地释放，为生物除磷做准备。2)CASS工艺可以同步进行硝化
5、和反硝化。同步反硝化意味着在不专门为硝酸盐的去除设混合装置或正常缺氧混合程序的条件下，硝化与反硝化同时在同一反应器发生。通常认为在系统中，氮去除机制与在微生物絮体内由于受扩散限制引起的溶解氧(DO)的浓度梯度有关，这样硝化菌存在于高溶解氧区或正氧化还原点位(OPR)，相反反硝化菌在溶解氧降低区或负氧化还原点位(OPR)下活性十足。CASS工艺运行中控制供氧强度以及混合液溶解氧的浓度使其从0 逐渐上升到2.5mg/L左右，约有50%时间溶解氧接近于零,30%在1mg/L左右,20%在2mg/L。这样使活性污泥絮体的外周保持一个好氧环境进行硝化，污水中的有机氮、蛋白氮等在好氧条件下首先被氨化菌转化
6、为氨氮，而后在硝化菌的作用下变成硝酸盐氮；由于主反应区耗氧速度较快而溶解氧含量又不高，因此低溶解氧难渗入絮体内，这样，就在微生物絮体中形成了微反应区(微缺氧环境)，使絮体内部发生反硝化作用，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮还原成氮气从污水中逸出。另外，该工艺曝气与非曝气交替进行，从而使泥水混合液通过主反应区，顺序经过缺氧好氧厌氧环境，尤其在非曝气阶段内污泥层以胞内在生物选择高负荷下储存或吸收的碳为碳源，进行反硝化，在污泥沉淀过程中也有一定的反硝化作用。因此CASS系统中出现曝气状态下的反硝化，使硝化/反硝化同时发生，这就无需专设缺氧区和内回流系统。污泥中少量硝态氮可在选择区中得
7、到反硝化，由于CASS系统的脱硝主要通过硝化/反硝化作用，且回流比很小，选择区中反硝化量与整个系统相比是微不足道的，一般情况下对磷的释放无影响。3)CASS工艺可实现对磷的去除。生物除磷是依靠聚磷菌的作用实现的。生物选择区不曝气，这样反应环境非常迅速地从缺氧环境转化为厌氧环境，当选择区处于厌氧环境，聚磷菌依靠水解体内的聚磷(Poly-P)水解释放出正磷酸盐，同时产生能量以吸收水中的溶解性有机底物，并将其在体内合成为细胞学储备物质PHB；在主反应区为好氧环境时，聚磷菌以游离氧为电子受体，将细胞储备物质氧化，并利用该反应所产生的能量，过量地在污水中摄取磷酸盐并合成为ATP,其中一部分转化为聚磷贮存
8、能量，为下一周期的厌氧释磷做准备。由于好氧段的吸磷量要远大于厌氧段的释磷量，所以通过剩余污泥的排放可达到除磷目的。若要在生物除磷的基础上进一步强化除磷效果或达到完全除磷的目的，可加入铝盐或铁盐，根据所去除磷的浓度的大小，化学污泥在池子中的浓度约在1.7g/L2.0g/L左右，化学污泥可以进一步提高沉淀污泥的压缩能力。CASS工艺是活性污泥不断地经过耗氧和厌氧的循环，这将有利于聚磷菌在系统中的生长和积累。CASS活性污泥工艺的控制指标活性污泥工艺的控制指标pH值值 进水pH值通常控制在69pH值异常对生化影响：pH值过低（低于6）：活性污泥系统池面有酸味；处理效率下降；原生动物活动减弱。pH值过
9、低（大于9）：出水浑浊；处理效率下降；活性污泥有解体现象；原生动物可见死亡解体。水温 组成活性污泥的微生物适合的温度范围一般为1535。水温的变化通常是由气温的变化引起的，夏天的处理效率高与冬天的处理效率。水温异常波动对生化处理的影响：水温过低（低于10oC）:处理效率降低，抗冲击负荷能力减弱；出水未沉降絮体增多 温度过高（高于40 oC）部分活性污泥受高温环境影响，容易导致解体；同时受具体活动活跃影响也会导致出水浑浊发生。F/MF/M一般以BOD-污泥负荷率（Ns）表示 Ns=QLa/(XV)kgBOD5/(kgMLSSd)Q污水流量（m3/d）;V曝气池体积（m3）；X混合液悬浮体积（ML
10、SS）浓度（mg/L）；La进水有机物（BOD5）浓度（mg/L）我厂污泥负荷一般控制在0.078 kgBOD5/（kgMLSSd）F/M与活性污泥沉降比SV30对应关系F/M对应沉降比表现F/M过低沉降过程可出现活性污泥过多活性污泥色泽较深沉降过程较迅速上清液带有细小颗粒沉降的活性污泥压缩性好F/M过高活性污泥稀少活性污泥色泽鲜淡絮凝沉降速度相对缓慢上清液浑浊沉降活性污泥阶段压缩性差DO：由于活性污泥中微生物大部分为好氧菌，有机污染物通过微生物的氧化分解得以去除，所以要对系统曝气。曝气量过大，有可能引起污泥老化，影响反硝化，同时浪费能源；曝气量过小，又有可能影响有机物降解、影响硝化，更严重时
11、会使污泥腐败，所以需要对曝气量加以控制。对曝气量的控制主要通过对系统的溶解氧的控制。在进水曝气的阶段，溶解氧应从0迅速上升并稳定控制在24mg/L；曝气结束进入沉淀阶段，溶解氧应下降，在1020min内降至0，并一直持续至滗水结束。排泥量与沉降比（排泥量与沉降比（SV）：）：由于污泥自身新陈代谢，微生物数量会增加，为了保持系统中较稳定的污泥浓度，需要对多于的剩余污泥进行排放。排泥量过大，会导致系统中污泥浓度不够，影响处理效果；排泥量不足。又会使污泥老化，同样影响处理效果，所以需要对排泥量加以控制。排泥量通过污泥沉降比来控制。一般的，在温度较低的冬春季节，污泥龄控制在15d；在温度较高的夏秋季节
12、，污泥龄控制在12d。排泥量可通过泥龄和沉降比计算。冬春季节：Q=500SV 夏秋季节：Q=400SV Q日排泥量（m3）SV污泥沉降比系统常见故障及处理方法系统常见故障及处理方法泡沫的形成与控制泡沫的形成与控制泡沫的形成泡沫的形成活性污泥工艺中，泡沫的形成一般有以下几种形式，主要包括工艺运行初始时期形成泡沫、反硝化作用起泡、表面活性剂起泡以及生物泡沫等。生物泡沫粘度大，呈黄褐色，具有稳定、持续、较难控制的特点。工艺运行初期形成泡沫曝气池开始运转时，特定表面活性剂对有机物的部分降解作用形成泡沫，并使泡沫迅速增长。这些泡沫一般呈白色且质轻，当活性污泥达到成熟时消失。反硝化作用起泡由于在曝气不足的
13、地方会发生反硝化作用，使微小的氮气气泡释放出来，从而使污泥的密度减小，有利于其上浮，产生泡沫现象。这种现象产生的悬浮泡沫通常不稳定。表面活性剂起泡污水中的表面活性剂和淀粉、蛋白质、油脂等表面活性物质在分子结构上都表现为含有极性非极性基团即所谓双亲分子，在曝气的条件下，非极性基团一端伸入气泡内，而极性基团选择地被亲水物质所吸附，这样亲水性物质的表面被转化成疏水性物质而粘附在气泡水膜上，随气泡一起上浮至水面。各种悬浮物质若混入表面活性剂等产生的泡中，这些物质单独存在并不能发泡,但是可使泡沫稳定。如造纸工业中的微细纸浆，食品工业中的纤维质等。另外，如氯化钠、硫酸钠、硫酸铝等盐类的水溶液,单独存在几乎
14、不产生泡沫,但也有助于泡沫的稳定，使泡沫难以消失。生物泡沫目前，普遍认为生物泡沫形成的主要原因是：在各种因素影响下，造成丝状菌和放线菌等微生物的异样生长，丝状菌的比生长速率高于了菌胶团细菌，又由于丝状菌的比表面积较大，因此，丝状菌在取得污水中BOD5物质和氧化BOD5物质所需要的氧气方面都比菌胶团细菌有利得多，结果曝气池中丝状菌成为优势菌种而大量增值，导致生物泡沫的产生。再加上这些微生物大都呈丝状或枝状,易形成网,能捕扫微粒和气泡等,并浮到水面。被丝网包围的气泡,增加了其表面的张力,使气泡不易破碎,泡沫更加稳定。另外，曝气气泡产生的气浮作用是泡沫形成的主要动力因素。泡沫的控制 根据泡沫形成的机
15、理及其影响因素，可采用物理化学和生物的方法对泡沫进行控制。控制泡沫特别是生物泡沫的实质并非消除Microthrix parvicella等细菌的产生，主要途径就是在曝气系统中建立一个不适宜丝状菌异常生长的环境，抑制其在活性污泥中的过度增殖，使丝状菌与絮凝体形成菌保持平衡的比例生长。物化方法控制泡沫 喷洒水喷洒的水流或水珠能打碎浮在水面的气泡,以减少泡沫。但不能根本消除泡沫现象，是一种最常用最简便的物理方法。投加化学药剂 阳离子聚丙烯酰胺(acrylamidebased cationic polymer)是一种常用的消泡剂，工程实例中，把阳离子聚丙烯酰胺投加于二沉池进水管中，其既有抑制Nocar
16、dioform actinomycetes生长的作用，又有通过回流污泥进入曝气池消除污水中表面活性剂及表面活性物质极性非极性特点的作用。由于上述两点的存在，新的稳定泡沫难于大量生成，而在水面上的泡沫层由于水面紊动，泡沫受剪力作用不断破碎，表面泡沫水膜由于水分不断蒸发,泡沫不断破碎,泡沫层也逐渐消失。低浓度的H2O2也是一种较常用的泡沫消除剂，在活性污泥中投加当投加低浓度H2O2时,其浓度不足以杀死菌胶团表面伸出的丝状菌，只能氧化部分生物残渣和消除代谢过程产生的毒素，净化菌胶团细菌生长的环境，促进了菌胶团细菌优势生长,使菌胶团菌和丝状菌的生长达到了新的平衡，从而达到控制生物泡沫的目的，而出水水质
17、并未恶化。H2O2应投加于回流污泥中，投加浓度为2025mg H2O2/(kgMLSS)。另外，如氯、臭氧、聚乙二醇以及氯化铁和铜材酸洗液的混合药剂等均具有较强的氧化性，也可当作消泡剂使用。生物方法控制泡沫 降低细胞平均停留时间降低细胞平均停留时间是很有效的控制泡沫的方法，实质即利用丝状菌平均世代时间较长于絮凝体形成菌的特点，抑制丝状菌的过度增殖，细胞平均停留时间越短，丝状菌越少，泡沫也越少。调节污水pH值研究表明，最适宜Nocardia amarae生长的pH值为7.8,最适宜Microthrix parvicella生长的pH值为7.78.0，当pH值从7.0降为5.05.6时，能有效控制
18、这些微生物的过度生长，减少泡沫的形成。降低曝气的空气输入率降低了曝气的空气输入率，一是能降低曝气池中气提强度，减缓了丝状菌的上浮速度；二是能降低曝气池中的溶解氧浓度，Nocardia amarae是严格的好氧菌,在缺氧或厌氧条件下,不易生长,但 Microthrix parvicella却能忍受缺氧状态。再者，降低曝气池的空气输入量也相应的降低了微气泡的生成量，即减少丝状菌和放线菌机体上浮的载体，从而延缓泡沫的形成。回流厌氧消化池上清液试验表明，厌氧消化池上清液能抑制Rhodococcus rhodochrous菌属的生长，采用厌氧消化池上清液回流到曝气池的方法，也能控制曝气池表面泡沫的形成。
19、但由于厌氧消化池上清液中含有高浓度好氧底物和氨氮，它们都会影响出水水质，因此应慎用。增设生物选择器 生物选择器有好氧选择器和缺氧选择器两种，其目的就是使进入曝气池的污水先于回流污泥在其中充分混合，通过调节F/M、DO等因素，选择性的发展絮凝体形成菌，抑制丝状菌等的过度增殖。在设计选择器时，选择器需要分格设置，一般多采用46格；尽量提高选择器第一格的F/M值，形成F/M梯度；还要控制选择器的水力停留时间，一般为1015分钟。另有研究表明：好氧选择器能一定程度地控制Microthrix parvicella，但对Nocardia 菌属无大影响；而缺氧选择器对Nocardia菌属有控制作用，却对Mi
20、crothrix parvicella无太大作用。采用连续填料反应器D.Mamais(1998)等也认为，没有证据表明厌氧和缺氧选择器能够绝对成功的控制Microthrix parvicella的扩散和增殖，连续流和序批实验表明，控制Microthrix parvicella 生长的最佳方式就是采用连续填料反应器，理由有二：一是利用絮凝体形成菌的高吸附能力能够大量去除慢速生物降解COD；二是能避免胶体物质水解后可溶产物的扩散。总之，活性污泥工艺中泡沫产生的条件和机理尚有争议，但目前的研究认为，主要是由于Nocardia和Microthrix parvicella菌属的异样生长，其比生长速率高于
21、菌胶团絮凝体形成菌的比生长速率造成的，Nocardia和Microthrix parvicella菌属有疏水性极强的细胞表面，迁移并停留在气泡表面，因而使气泡稳定。发泡现象也与气水界面的疏水性有机化合物的浓度有关。泡沫的控制主要有物化和生化的方法，通过加入化学药剂来改变细菌细胞表面的化学性质仍是一种控制泡沫产生的常用方法，而广泛应用的杀菌剂普遍存在负作用,因为过量或投加位置不当,会大量降低反应池中絮凝体形成菌的数量及生物总量。总之，目前常用的投加化学药剂方法只是一种应急措施而非根本解决途径，因此，还应通过更深入更实际的生物方法的研究，来寻找一种更合理有效、更经济适用的方法控制Nocardia和
22、Microthrix parvicella菌属的生长和泡沫的形成，保证活性污泥工艺的正常和高效运行。活性污泥上浮的产生与控制 进水水质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。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
23、。当连续流曝气反应池内pH4.0或pH11.0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。另一方面，随着pH值的增加，由于胞外聚合物（Extra CelluarPolymer）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。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
24、因素之一。如微生物所处的溶液渗透压发生突变，就会导致细胞死亡。水温过热 组成活性污泥的微生物适合的温度范围一般为1535，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）。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。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
25、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。工艺运行 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
26、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。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。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。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。二沉池池底积泥引起的污泥上浮
27、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。活性污泥丝状菌过量生长及其控制产生的污泥上浮 温度与负荷 微丝菌（Mocrothrix patvicella）的最佳生长条件是温度在1215，污泥负荷小于0.1kg/（kgd）。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/(kgd)，M.parvicella也不增值。它打碎成3080m的碎片，成浮渣形式而上浮。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
28、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。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。活性污泥活性抑制与上浮的检测方法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
29、毒物流入、负荷条件和排泥平衡情况。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。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。这种指示作用概括于下表中。微型动物镜检情况微型动物镜检情况活性污泥状态活性污泥状态钟虫、遁纤虫、累枝虫、聚缩虫、独缩虫等固
30、着型原声动物和钟虫、遁纤虫、累枝虫、聚缩虫、独缩虫等固着型原声动物和轮虫等后生动物大量出现（轮虫等后生动物大量出现（106106个个/L/L）良好良好微型动物种类高度多样化，没有占绝对优势数量的微生物微型动物种类高度多样化，没有占绝对优势数量的微生物波豆虫、尾波虫、侧滴虫、屋滴虫、豆形虫、草履虫等快速游波豆虫、尾波虫、侧滴虫、屋滴虫、豆形虫、草履虫等快速游泳型原生动物较多泳型原生动物较多恶化恶化严重恶化时微型动物极少，或被一种（或一组）占优势严重恶化时微型动物极少，或被一种（或一组）占优势漫游虫、斜叶虫、管叶虫等慢速游泳型或匍匐行进的原生动物较漫游虫、斜叶虫、管叶虫等慢速游泳型或匍匐行进的原生
31、动物较多多恶化恶化良好良好可观察到微型动物，但个体数比正常污泥害臊，蠕动纤毛类叫少。可观察到微型动物，但个体数比正常污泥害臊，蠕动纤毛类叫少。球衣菌、丝硫菌、微丝菌、放线菌大量出现球衣菌、丝硫菌、微丝菌、放线菌大量出现膨胀、泡沫和浮渣膨胀、泡沫和浮渣变形虫和简便虫等肉足类原生动物的个数在混合液中出现变形虫和简便虫等肉足类原生动物的个数在混合液中出现104104个个/mL/mL分散、解体分散、解体新态虫、扭头虫、草履虫出现较多新态虫、扭头虫、草履虫出现较多溶解氧（溶解氧（DODO）不足）不足轮虫和变形虫大量出现轮虫和变形虫大量出现曝气过剩曝气过剩微型动物对活性污泥状态和性能的指示作用微型动物对活
32、性污泥状态和性能的指示作用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5070。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
33、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。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。活性污泥生物相的活性污泥生物相的季节变化季节变化活性污泥形成过程活性污泥形成过程中生物相的变化中生物相的变化管理中使用的指示管理中使用的指示生物生物污泥的生物相污泥的生物相处理水的生物相处理水的生物相豆性虫属和鞭毛虫类在豆
34、性虫属和鞭毛虫类在低温时出现较多。低温时出现较多。春：钟虫属和椐纤虫属；春：钟虫属和椐纤虫属；夏：累枝虫属和盾纤虫夏：累枝虫属和盾纤虫属属秋：榍纤虫属和钟虫属秋：榍纤虫属和钟虫属冬：钟虫属和盖虫属冬：钟虫属和盖虫属注：纤毛虫类是占优势注：纤毛虫类是占优势的种属的种属活性污泥性状与工艺运行控制活性污泥性状与工艺运行控制运行管理中的指示生物微型动物的指示作用微型动物的指示作用原生动物和后生动物出现的顺序：细菌植物型原生动物和后生动物出现的顺序：细菌植物型鞭毛虫肉足类动物型鞭毛虫游泳性纤毛虫、鞭毛虫肉足类动物型鞭毛虫游泳性纤毛虫、吸管虫固着性纤毛虫轮虫吸管虫固着性纤毛虫轮虫原生动物和微型后生动物的演
35、替判断水质和污水原生动物和微型后生动物的演替判断水质和污水处理程度，还可以判断污泥培养成熟程度；处理程度，还可以判断污泥培养成熟程度；根据原生动物的种类判断活性污泥和处理水质的根据原生动物的种类判断活性污泥和处理水质的好坏；好坏；根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。活性污泥膨胀时出现的生物球衣菌属、各种霉菌等丝球衣菌属、各种霉菌等丝状菌状菌丝状微生物导致的污泥膨丝状微生物导致的污泥膨胀：胀：BOD:N BOD:P比例高比例高pH值低值低BOD负荷高负荷高流入废水的小分
36、子化合物流入废水的小分子化合物多多水温低水温低流入重金属等有毒物质流入重金属等有毒物质球衣菌诺卡式菌发硫细菌活性污泥分散、解体时出现的生物活性污泥分散、解体时出现的生物变形虫属和简便虫属等肉足类变形虫属和简便虫属等肉足类1ml混合液中出现混合液中出现1万个以上个体时，絮体万个以上个体时，絮体变小，出水混浊并呈现白色变小，出水混浊并呈现白色解决方案：减少污泥回流两，可以使污泥解决方案：减少污泥回流两，可以使污泥解絮得到控制解絮得到控制。变形虫简便虫属溶解氧不足时出现的微生物溶解氧不足时出现的微生物优势菌属：贝日阿托氏菌、新态虫菌优势菌属：贝日阿托氏菌、新态虫菌活性污泥多出现黑色，并出现腐败的气味
37、活性污泥多出现黑色，并出现腐败的气味解决：增加供氧量解决：增加供氧量简便虫属溶解氧不足时出现的微生物优势菌属：贝日阿托氏菌、新态虫菌优势菌属：贝日阿托氏菌、新态虫菌活性污泥多出现黑色，并出现腐败的气味活性污泥多出现黑色，并出现腐败的气味解决：增加供氧量解决：增加供氧量新态虫属曝气过渡出现的微生物曝气过渡出现的微生物轮虫和大量的肉足类微生物溶解氧浓度超过5mg/L解决方案：减少曝气轮 虫轮虫电镜轮虫彩图轮虫捕食BOD负荷很低时出现的微生物负荷很低时出现的微生物游仆虫属游仆虫属鳞可虫属鳞可虫属表壳虫属表壳虫属旋口虫属等旋口虫属等标志：硝化过程正在进行标志：硝化过程正在进行解决：提高解决：提高BOD
38、负荷或采用两套系统负荷或采用两套系统游仆虫属游仆虫属游仆虫属捕食游仆虫属捕食鳞可虫属1鳞可虫属2漂流状态下的表壳虫表壳虫属旋口虫属有毒物质流入时微生物的变化现象：现象：原生动物和轮虫等后生动物减少原生动物和轮虫等后生动物减少 楯纤属急剧减少楯纤属急剧减少解决措施：增加曝气池微生物浓度，去除解决措施：增加曝气池微生物浓度，去除有毒物质有毒物质活性污泥从恶化恢复到正常时出现的微生物活性污泥从恶化恢复到正常时出现的微生物指示生物：慢速游动的微生物指示生物：慢速游动的微生物 如漫游虫属、斜叶虫等，不会如漫游虫属、斜叶虫等，不会 出现优势种出现优势种属属观察时间：运行观察时间：运行5-10天天漫游虫属管
39、叶虫属斜叶虫属污泥恶化时出现的微生物p指示生物：指示生物：快速游动的微生物快速游动的微生物 微型动物消失微型动物消失p污泥特性：絮体细小污泥特性：絮体细小0.10.2mmp解决：减少解决：减少BOD负荷、增加溶解氧、检查负荷、增加溶解氧、检查水质水质 丝状菌生理特点与膨胀的关系比表面大、沉降性能差耐低营养耐低氧适合高C/N的废水活性污泥的膨胀类型活性污泥膨胀类型主要有：丝状菌性污泥膨胀；活性污泥膨胀类型主要有：丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀。非丝状菌性污泥膨胀。表征污泥成降性能的主要参数：表征污泥成降性能的主要参数：污泥沉降比污泥沉降比SV%；污泥指数；污泥指数SVI；污泥面陈层沉；污泥
40、面陈层沉降速度降速度ZSV；丝状菌长度。；丝状菌长度。SVI值大于值大于150mL/g，固液两相不能正常分离。，固液两相不能正常分离。法国有法国有30%的污水处理厂有污泥膨胀的污水处理厂有污泥膨胀德国有德国有50%的污水处理厂有污泥膨胀的污水处理厂有污泥膨胀美国有美国有60%的污水处理厂有污泥膨胀的污水处理厂有污泥膨胀活性污泥膨胀的原因废水水质和污泥膨胀的发生废水水质和污泥膨胀的发生水温和污泥膨胀的发生水温和污泥膨胀的发生溶解氧和污泥膨胀的发生溶解氧和污泥膨胀的发生pH和污泥膨胀的发生和污泥膨胀的发生负荷率和污泥膨胀的发生负荷率和污泥膨胀的发生反应器的混合液流态与污泥膨胀的发生反应器的混合液流
41、态与污泥膨胀的发生丝状细菌图示多个丝状细菌在池塘表面大量丝状细菌丝状细菌膨胀活性污泥膨胀的运行控制投加某种物质来增加污泥的比重或杀死过量的丝状菌改变进水方式和流态改变曝气结构控制曝气池的DO避免污泥的早期氧化调整废水的营养配比制备菌种的投加活性污泥系统的运行管理活性污泥系统三要素：泥、水、气活性污泥系统三要素：泥、水、气 通过排泥和回流维持系统中合适的微生物量；通过排泥和回流维持系统中合适的微生物量；改善污泥的沉降性能；改善污泥的沉降性能；通过控制曝气来控制曝气池内的溶解氧。通过控制曝气来控制曝气池内的溶解氧。1 气维持曝气池内合适的溶解氧气维持曝气池内合适的溶解氧2 水保持均质匀量地进水及合
42、适的营养水保持均质匀量地进水及合适的营养3 泥改善污泥的质量泥改善污泥的质量气维持曝气池内合适的溶解氧气维持曝气池内合适的溶解氧活性污泥系统中合适的溶解氧水平活性污泥系统中合适的溶解氧水平环境溶解氧环境溶解氧0.3mg/L，满足生物正常代谢，满足生物正常代谢为什么曝气池中的溶解氧为什么曝气池中的溶解氧2mg/L?活性污泥是以絮体存在的，当直径在活性污泥是以絮体存在的，当直径在500um的活的活性污泥絮体，当周围的溶解氧性污泥絮体，当周围的溶解氧2mg/L时，絮体时，絮体中央溶解氧中央溶解氧0.1mg/L.溶解氧过高对活性污泥系统有什么影响？溶解氧过高对活性污泥系统有什么影响？能耗增加；活性污泥
43、絮体打碎，出水能耗增加；活性污泥絮体打碎，出水ESS增加。增加。水保持均质匀量进水及合适的营水保持均质匀量进水及合适的营养养进水水质水量调节工业废水的营养问题 合适C、N、P比例 BOD5:N:P=100：5：1泥改善污泥的质量泥改善污泥的质量大块污泥上浮大块污泥上浮 反硝化污泥；反硝化污泥；腐化污泥。腐化污泥。小块污泥上浮小块污泥上浮 进水水质；进水水质；污泥因缺乏营养或虫氧过渡造成污泥老化；污泥因缺乏营养或虫氧过渡造成污泥老化；进水氨氮过高，进水氨氮过高，C/N比过低；比过低；池温过高，超过池温过高，超过40；合建式曝气沉淀池回流比过大，造成沉淀不稳定，曝气池合建式曝气沉淀池回流比过大，造成沉淀不稳定，曝气池内气泡带入沉淀区；内气泡带入沉淀区；絮体破碎。絮体破碎。
