1、污染防治设施运行管理1第二节第二节 生物化学处理设施的运行管理生物化学处理设施的运行管理什么是什么是“污水生物处理污水生物处理”？n废水中不同类型的废水中不同类型的污染物污染物需要采用不同的需要采用不同的处理方法和处理方法和工艺工艺进行处理；进行处理；n废水生物处理的对象主要是：废水生物处理的对象主要是：两大类污染物：两大类污染物：有机物有机物；营养元素；营养元素氮和磷氮和磷 两大类废水：两大类废水：生活污水或城市污水生活污水或城市污水 有机工业废水有机工业废水n废水生物处理的主体是废水生物处理的主体是微生物微生物2非细胞形态的微生物非细胞形态的微生物细胞形态的微生物细胞形态的微生物病毒、噬菌
2、体病毒、噬菌体真核生物真核生物(有明显的有明显的细胞核细胞核)酵母菌酵母菌原生动物原生动物后生动物后生动物原核生物原核生物(无明显的细无明显的细胞核胞核)细菌细菌(杆菌、球菌、螺旋菌杆菌、球菌、螺旋菌)放线菌放线菌(诺诺 卡氏菌卡氏菌)蓝藻（蓝细菌）蓝藻（蓝细菌）真菌真菌霉菌霉菌藻类藻类丝状菌丝状菌(球衣菌属、铁细菌属球衣菌属、铁细菌属、贝日阿托氏菌属、发硫菌、贝日阿托氏菌属、发硫菌属属)3细菌：细菌：是废水生物处理工程中最主要的微生物是废水生物处理工程中最主要的微生物 n根据需氧情况不同：根据需氧情况不同：好氧细菌、兼性细菌、厌氧细菌；好氧细菌、兼性细菌、厌氧细菌；n根据能源碳源利用情况的不
3、同：根据能源碳源利用情况的不同：光合细菌光合细菌光能自养菌、光能异养菌；光能自养菌、光能异养菌；非光合细菌非光合细菌化能自养菌、化能异养菌化能自养菌、化能异养菌n根据生长温度的不同：根据生长温度的不同：低温菌低温菌(10101515C C)、中温菌中温菌(15(154545C C)、高温菌高温菌(45(45C C)4杆菌杆菌螺旋菌螺旋菌球菌球菌念珠藻（蓝细菌）念珠藻（蓝细菌）细菌形态细菌形态5诺卡氏菌诺卡氏菌浮游球衣菌浮游球衣菌铁细菌铁细菌贝日阿托氏菌贝日阿托氏菌这几种菌对有机物去除能力很强，是生物法重要菌种，但数量过多会导致污泥膨胀。6废水生物处理中的重要微生物废水生物处理中的重要微生物真菌
4、：真菌：n特点：特点：1)1)能在低温和低能在低温和低pHpH值的条件生长值的条件生长 2)2)在生长过程中对氮的要求较低在生长过程中对氮的要求较低 3)3)能降解纤维素。能降解纤维素。n应用：应用：1)1)处理某些特殊工业废水处理某些特殊工业废水 2)2)固体废弃物的堆肥处理固体废弃物的堆肥处理霉菌霉菌7废水生物处理中的重要微生物废水生物处理中的重要微生物原生动物和后生动物：原生动物和后生动物：n促进生物絮凝促进生物絮凝:有的原生动物能分泌粘液，促进生物有的原生动物能分泌粘液，促进生物絮凝，从而改善活性污泥的泥水分离特性絮凝，从而改善活性污泥的泥水分离特性n净化作用净化作用大部分原生动物是动
5、物性营养，能吞食大部分原生动物是动物性营养，能吞食游离细菌和微小污泥，有利于改善水质。腐生性营游离细菌和微小污泥，有利于改善水质。腐生性营养的鞭毛虫等可吸收污水中的有机物。养的鞭毛虫等可吸收污水中的有机物。n原生动物和后生动物的种属与数量的变化，与出水原生动物和后生动物的种属与数量的变化，与出水水质相关，可作为指示生物水质相关，可作为指示生物。水质好（水质好（BOD10BOD20BOD203030）：）：大量鞭毛类原生动物、根大量鞭毛类原生动物、根足虫、变形虫。少量纤毛虫。足虫、变形虫。少量纤毛虫。8变形虫（肉足纲）变形虫（肉足纲）草履虫（纤毛纲）草履虫（纤毛纲）钟虫（纤毛纲）钟虫（纤毛纲）吸
6、管虫（吸管纲）吸管虫（吸管纲）常见原生动物常见原生动物9浮游甲壳生物浮游甲壳生物轮虫轮虫常见微型后生动物常见微型后生动物10各种藻类各种藻类水绵水绵新月藻新月藻盘星藻属盘星藻属11微生物的生长规律n细菌的生长规律可用其生长曲线表示，它表示了微生物在不同的培养环境 下的生长情况及微生物的整个生长过程。n细菌的繁殖是靠分裂的方法，即每个菌体成熟后即分裂成两个幼体细胞。将少量的细菌接种到培养基上培养，间隔地定时取样测定细菌数目，并以细菌数目的对数对时间做图，即可得到细菌生长曲线。12微生物生长曲线13停滞期n停滞期也称迟缓期或调整期，这是细菌为适应新的营养环境 的过渡阶段，还不能马上发生分裂增殖，但
7、幼龄菌体内物质增加显著，单个细胞个体增大，代谢机能活跃，正在合成新的原生质。停滞期内也可能有些细菌因不适应新的环境而死亡，故细菌的总数没有大的提高或略有减少。停滞期的长短与细菌菌种、菌龄和培养条件有关。14对数增长期n细菌经停滞期适应后，活力增强，这时由于水中营养物的含量超过细菌生长需要，细菌裂殖的速度迅速提高，细胞生长也进入了旺盛期，此时细菌的生长速率最大，细菌数目以几何级数增加。它的增长关系可用下式表示：n 则 n细菌数的对数和培养时间成直线关系，所以称为对数增长期。GtnnBBBBn2lglglg200ktBGtBB00lg2lglglg15稳定期n稳定期也称静止期，这时细菌总数达最大值
8、。由于营养物浓度随细菌消耗而下降，细菌的有毒代谢产物逐渐积累，会对细菌产生抑制和毒害作用，使细菌活力下降，繁殖速率减慢，并开始有细菌死亡。这时细菌繁殖率与死亡率达到平衡，也可能是分裂完全停止，活菌数暂时维持不变，因此在生长曲线上表现为一段水平线。16衰退期n衰退期也称内源呼吸期或死亡期。这时培养基中营养物很少或已耗尽，大量积累的代谢产物对细菌毒害更甚，造成细菌的大量死亡。存活的细菌也只能靠消耗体内的原生质来维持生命，只有少数细菌能继续分裂，多数出现自溶现象并死亡或变成休眠状态，活菌数呈对数直线关系下降。17生长曲线对废水处理的指导作用n由生长曲线可见，在对数增长期内，细菌对废水处理速率最快，若
9、将细菌生长稳定在这一时期，则装置效率高，可缩短处理 时间及减小装置容积。但这时要供给细菌较多的养料，要求进水中有机物含量高，势必造成出水中有机物也相应增多，出水水质变差，排出的污泥量增大。而静止期细菌数量较高，但对营养物要求低，运行稳定，水中有机物消耗得较彻底，去除率高，产生的污泥量也少，但处理时间长，设备容积大。所以应根据不同的处理废水方式和水质要求来人为地将细菌生长控制在某一个时期，以达到所要求的处理效果。18生物处理法生物处理法人工处理方法人工处理方法现代高速厌氧反应器现代高速厌氧反应器厌氧生物处理厌氧生物处理好氧生物处理好氧生物处理传统厌氧消化传统厌氧消化活性污泥法活性污泥法生物膜法生
10、物膜法天然生物处理方法天然生物处理方法生物稳定塘生物稳定塘土地处理土地处理湿地系统湿地系统污水生物处理分类污水生物处理分类 19一、传统活性污泥系统的组成 1 1、曝气池、曝气池：曝气池是由微生物组成的活性污泥与污水中的有机污染物质充分混合接触，并进而将其吸收并分解的场所，它是活性污泥工艺的核心。曝气池有推流式、完全混合式、循环混合式（氧化沟）三种类型。20曝气池曝气池21曝气池中的微生物曝气池中的微生物 活性污泥中的后生动物活性污泥中的后生动物轮虫轮虫线虫线虫0.1mm钟虫钟虫小口钟虫小口钟虫草履虫草履虫盖纤虫盖纤虫肾形虫肾形虫变形虫变形虫22完全混合系统完全混合系统23氧化沟氧化沟2425
11、2 2、二沉池、二沉池：1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。平流沉淀池、竖流沉淀池和辐流沉淀池 3 3、回流系统、回流系统：1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。组成：回流污泥泵和回流污泥管道或渠道 4 4、剩余污泥排放系统、剩余污泥排放系统：1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。传统活性污泥系统的组成 26传统活性污泥系统的组成 5 5、曝气系统、曝气系统：提供足够溶解氧，有鼓风曝气和机械曝气两大类。鼓风曝气是将压缩空气通过管道送入曝气池的扩散设备，以气泡形式进入混合液，使气泡中的氧迅速转移到混合液中，供给活性污泥
12、中的微生物。鼓风曝气系统主要由空气净化系统、鼓风机、管路系统和空气扩散器组成。机械曝气则是利用装设在曝气池内的叶轮转动，剧烈地搅动水面，使液体循环流动，不断更新液面并产生强烈的水跃，从而使空气中的氧与水滴或水跃的界面充分接触，传入到混合液中，由此，机械曝气也称做表面曝气，简称表曝。机械曝气机分为竖轴表曝和卧轴表曝两种形式。272829罗茨鼓风机30离心鼓风机31罗茨鼓风机的工作原理 32鼓风曝气系统鼓风曝气系统左：曝气器安装图左：曝气器安装图上：微孔曝气器上：微孔曝气器33陶瓷微孔曝气头陶瓷微孔曝气头 钟罩形微孔扩散器钟罩形微孔扩散器 3435管式曝气器管式曝气器36 通过潜水泵产生的水流经过
13、喷嘴形成高速水流，在喷嘴周围形成负压吸入空气，经混合室和水流混合，在喇叭形的扩散管里产生水气混合流，高速喷射而出，夹带许多气泡的水流在较大面积和深度的水域里涡旋搅拌，完成曝气。并且其轴功率不随潜没深度的变化而变化，进气量可以调节。正因为如此，射流式潜水曝气机可以在水位变化较大的池中应用。射流曝气器37机械曝气机械曝气曝气叶轮曝气叶轮38泵型叶轮曝气器3940曝气转刷曝气转刷4142曝气转碟曝气转碟4344（二）影响污泥微生物及处理效果的环境因素 1、水温：水温：是重要因素之一，是重要因素之一，在一定范围内，随着温在一定范围内，随着温度的升高，反应、增殖度的升高，反应、增殖速率加快；一般温度每速
14、率加快；一般温度每升高升高1010 C C ，反应速率反应速率会增高会增高1 1倍。倍。细胞内的如蛋白质、细胞内的如蛋白质、核酸等对温度很敏感，核酸等对温度很敏感，温度温度突升突升或或突降突降并超并超过一定限度时，会有不过一定限度时，会有不可逆的破坏；可逆的破坏；最适宜温度：最适宜温度：10 10 4040 C C；4040 C C 或或 10 10 C C后，会有不利影后，会有不利影响。响。注：图中的纵标为相对活性，以注：图中的纵标为相对活性，以25 C为基准为基准。452 2、酸碱度：（、酸碱度：（对酶的影响对酶的影响）一般好氧微生物的最适宜一般好氧微生物的最适宜pHpH在在6.06.0
15、9.09.0之间；之间；pH pH 4.5 4.5时，真菌将占优势，引起时，真菌将占优势，引起污泥膨胀污泥膨胀；n另一方面，微生物的活动也会影响混合液的另一方面，微生物的活动也会影响混合液的pHpH值值(比如硝比如硝化菌、厌氧菌化菌、厌氧菌)。在生化处理中，若工业废水的在生化处理中，若工业废水的pHpH值过高或过低时，须值过高或过低时，须预先用酸、碱加以调整。预先用酸、碱加以调整。在日常管理时，我们应注意防止在日常管理时，我们应注意防止pHpH值的突变。值的突变。（二）影响污泥微生物及处理效果的环境因素 463 3、营养物质：、营养物质：细胞组成中，细胞组成中，C C、H H、O O、N N约
16、占约占9090 97%97%，其余其余3 3 10%10%为无机营养元素，其中主要的有为无机营养元素，其中主要的有P P 生活污水一般不需再投加营养物质；生活污水一般不需再投加营养物质；某些工业废水需要投加营养物质：某些工业废水需要投加营养物质：好氧生物处理，应按好氧生物处理，应按CODCOD N N P=100 P=100 5 5 1 1 投加投加N N和和P P厌氧生物处理，应按厌氧生物处理，应按COD COD N N P=200 P=200 5 5 1 1 投加投加N N和和P P 其它无机营养元素：其它无机营养元素：K K、MgMg、CaCa、S S、NaNa等；等；微量元素：微量元素
17、：FeFe、CoCo、NiNi、MoMo等；等；（二）影响污泥微生物及处理效果的环境因素 474 4、毒物：、毒物：l重金属：蛋白质的沉淀剂（变性；与重金属：蛋白质的沉淀剂（变性；与-SHSH结合而失活）结合而失活）l氰化物：氰化物：lH H2 2S S或硫化物：或硫化物：l卤族元素及其化合物：卤族元素及其化合物：l酚、醇、醛：酚、醇、醛：l染料：染料：使蛋白质变性或脱水、影响酶的活性使蛋白质变性或脱水、影响酶的活性（二）影响污泥微生物及处理效果的环境因素 48活性污泥系统中有毒物质的最高允许浓度：有毒物质有毒物质允许浓度允许浓度(mg/l)有毒物质有毒物质允许浓度允许浓度(mg/l)铜化合物
18、(以Cu计)0.51.0苯10锌化合物(以Zn计)513氯苯10镍化合物(以Ni计)2对苯二酚15铅化合物(以Pb计)1.0间苯二酚450锑化合物(以Sb计)0.2邻苯二酚100镉化合物(以Cd计)15间苯三酚100钒化合物(以V计)5邻苯三酚100银化合物(以Ag计)0.25苯胺100铬化合物(以Cr计)25二硝基甲苯12 (以Cr3+计)2.7甲醛160 (以Cr6+计)0.5乙醛1000硫化物(以S2-计)525二甲苯7 (以H2S计)20甲苯7氢氰酸氰化钾18氯苯10硫氰化物36吡啶400砷化合物(以As3+计)0.72.0烷基苯磺酸盐15汞化合物(以Hg计)0.5甘油5495 5、溶
19、解氧：、溶解氧：曝气池出口处溶解氧控制在2mg/L左右较为适宜。在鼓风曝气系统中，可采用控制进气量的方法来调节溶解氧的高低；在机械曝气系统中，可通过调整曝气翼轮的浸水深度来调节溶解氧的高低。曝气池中溶解氧长期偏低时，可能有两种原因：其一是活性污泥负荷过高；其二是供氧设施功率过小或效率过低，这时，应设法改善之。（二）影响污泥微生物及处理效果的环境因素 50（三）活性污泥的培养和驯化1培菌方法 所谓活性污泥的培养，就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件，即前面提到的营养物质、溶解氧、适宜的温度和酸碱度等，在这种情况下，经过一段时间，就会有活性污泥形成，并且在数量上逐渐增长，并最后达到处理废水
20、所需的污泥浓度。51n生活污水培菌：直接培菌n工业废水培菌：（1）采用数级扩大培菌（2）干污泥培菌（3）工业废水直接培菌（4）有毒或难生物降解的工业废水的培菌（三）活性污泥的培养和驯化52（三）活性污泥的培养和驯化2培菌过程中生物相的演替 n在培菌初期：大量游离细菌、植鞭毛虫的杆囊虫、动鞭毛虫的波多虫、变形虫。n在培菌中期：掠食细菌能力更强的纤毛虫类原生动物：豆形虫、肾形虫、漫游虫、裂口虫和草履虫等出现。n在培菌中后期：钟虫n在培菌后期：轮虫53（三）活性污泥的培养和驯化3驯化 在工业废水处理系统的培菌阶段后期，将生活污水和外加营养量逐渐减少，工业废水比例逐渐增加，最后全部受纳工业废水，这个过
21、程称为驯化。54（四）活性污泥系统的工艺参数 1入流水质水量2回流污泥量与回流比 回流污泥量是从二沉池补充到曝气池的污泥量，常用QR表示。回流比是回流污泥量与入流污水量之比，常用R表示：传统活性污泥工艺的R般在25100之间。QQRR55（四）活性污泥系统的工艺参数3混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体 MLSS是指曝气池中单位体积活性污泥混合液中悬浮物的重量。有时也称之为污泥浓度。回流污泥悬浮固体是指回流污泥中悬浮固体的浓度，通常用RSS表示，它近似表示回流污泥中的活性微生物浓度。传统活性污泥法的MLSS在l5003000mg/L之间，而RSS则取决于回流比R的大小，以及活性污泥的沉降性能和二沉
22、池的运行状况。56（四）活性污泥系统的工艺参数4污泥负荷 污泥负荷是指单位重量的活性污泥，在单位时间内要保证一定的处理效果所能承受的有机污染物量，单位为kgBOD5(kgMLVSSd)。常用F/M表示污泥负荷，F表示食物，即有机污染物，M代表活性微生物量，即MLVSS。传统活性污泥工艺的F/M值一般在0.20.4kgBOD5(kgMLVSSd)之间，这属于中负荷范围。dVMLVSSBODQMF5/57（四）活性污泥系统的工艺参数5混合液溶解氧浓度 6污泥龄 污泥龄是指活性污泥在整个系统内的平均停留时间，一般用SRT表示。控制污泥龄是选择活性污泥系统中微生物的种类的一种方法。只有世代期泥龄的微生
23、物才能在系统内繁殖。通过调节SRT，可以选择合适的微生物年龄，使活性污泥既有较强的分解代谢能力，又有良好的沉降性能，传统活性污泥工艺一般控制SRT在35d。eWRCaMMMMM性污泥量每天从系统内排出的活性污泥量活性污泥系统中的总活SRT58（四）活性污泥系统的工艺参数7曝气池和二沉池的水力停留时间污水在曝气池内的水力停留时间一般用Ta表示。Ta与入流污水量及池容的大小有关系。实际停留时间名义停留时间传统活性污泥工艺的曝气池名义水力停留时间一般为812h，而实际停留时间则取决于回流比。混合液在二沉池内的停留时间要足够大，以保证足够的时间进行泥水分离以及污泥浓缩。停留时间一般取决于回流比。QVT
24、aaRaaQQVT59（四）活性污泥系统的工艺参数8二沉池的水力表面负荷、固体表面负荷和出水堰溢流负荷 二沉池的水力表面负荷是指单位二沉池面积在单位时间内所能沉降分离的混合液流量，单位一般为m3/(m2h)。传统活性污泥工艺中二沉池的水力表面负荷一般不超过1.2m3/(m2h)。chAQq 60（四）活性污泥系统的工艺参数二沉池的固体表面负荷是指单位二沉池面积在单位时间内所能浓缩的混合液悬浮固体。单位般为kg/(m2h)。它是衡量二沉池污泥浓缩能力的一个指标。传统活性污泥工艺的固体表面负荷最大不宜超过150kgMLSS/（m2d）。出水堰溢流负荷是指单位长度的出水堰板单位时间内溢流的污水量，单
25、位为m3/(mh)。传统活性污泥工艺的二沉池堰板溢流负荷般控制在510m3/(mh)。AMLSSQQqRs)(61（四）活性污泥系统的工艺参数9 9二沉池的泥位和污泥层厚度二沉池的泥位和污泥层厚度 二沉池的泥位是指泥水界面的水下深度，一般用二沉池的泥位是指泥水界面的水下深度，一般用L LS S表示。表示。如果泥位太高，即如果泥位太高，即L LS S太小，便增大了出水溢流漂泥的可能太小，便增大了出水溢流漂泥的可能性，运行管理一般控制恒定的泥位。性，运行管理一般控制恒定的泥位。污泥层厚度一般用污泥层厚度一般用H HS S表示。表示。H HS S和和L LS S之和等于二沉池的水深。之和等于二沉池的
26、水深。一般控制一般控制H HS S不超过不超过L LS S的的1/31/3。LsHs62（五）活性污泥系统运行管理 1巡视(1)色、嗅 正常运行的城市污水厂及无发色物质的工业废水处理系统，活性污泥一般呈黄褐色。良好的新鲜污泥略带泥土味。在曝气池溶解氧不足时，厌氧微生物会相应滋生，含硫有机物在厌氧时分解释放出H2S，污泥发黑、发臭。当曝气池溶解氧过高或进水过淡、负荷过低时，污泥中微生物可因缺乏营养而自身氧化，污泥色泽转淡。63（五）活性污泥系统运行管理(2)二沉池观察与污泥性状二沉池的液面状态与整个系统的运行与否有密切关系，在巡视二沉池时，应注意观察二沉池泥面的高低、上清液透明程度、漂泥的有无、
27、漂泥泥粒的大小等：上清液清澈透明运行正常，污泥性状良好；上清液混浊负荷过高，污泥对有机物氧化、分解不彻底；泥面上升，SVI高污泥膨胀，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，导致该处污泥腐败；细小污泥上浮水温过高、C/N不适、营养不足等原因导致污泥解絮。64（五）活性污泥系统运行管理(3)曝气池观察与污泥性状 n曝气池中间有成团气泡上升，表示液面下曝气管道或气孔有堵塞或曝气头损坏，应予以清洁或更换；n液面翻腾不均匀，说明有死角。n在污泥负荷适当、运行正常时，泡沫量较少，泡沫外观呈新鲜的乳白色泡沫。污泥负荷过高，水质变化时，泡沫量往往增多。n泡沫呈白色、且泡沫量增多，说
28、明水中洗涤剂量较多；泡沫呈茶色、灰色，这是因为污泥龄太长或污泥被打碎而被吸附在气泡上所致，这时应增加排泥量。气泡出现其他颜色时，则往往因为是吸附了废水中染料等发色物质的结果。n用手沾一些气泡，检查是否容易破碎。在负荷过高、有机物分解不完全时，气泡较粘，不易破碎。65（五）活性污泥系统运行管理2污泥性状(1)污泥沉降体积（SV30）(2)污泥体积指数SVI(3)混合液悬浮物浓度（MLSS）、混合液挥发性悬浮物浓度（MLVSS）(4)污泥灰分(5)出水悬浮物（ESS）(6)污泥的可滤性(7)污泥的耗氧速率（OUR）66（五）活性污泥系统运行管理3活性污泥生物相的观察及其对运行状况的指标作用(1)活
29、性污泥的结构(2)生物活动的状态(3)同一种生物数量增减的情况(4)生物变化 67光学显微镜光学显微镜1.镜脚4.载物台5.标本夹8.镜臂 2.开关 6.细调螺旋 7.粗调螺旋 3.滑动变阻器 11接目镜 10.镜筒9.接物镜 68n1、机械装置由镜座、镜臂、镜筒与物镜转移器、载物台、移动器粗细调节器组成。n2光学系统由目镜、物镜、聚光镜、反光镜、光圈组成。n（1）目镜：装在镜筒的上端，一般各有8x、n10 x、15x、16x等种不同的放大倍数的目镜。目镜只能把物镜成的像再次放大，没有辨析能力。n（2）物镜：显微镜的物镜是由一组特殊的透镜组成。一般有低倍镜（10 x）、高倍镜（40 x）和油镜
30、（100 x），它们各有一定的放大率，不仅可以放大标本，而且有辨析能力。691 微生物玻片的制备检验方法 70（五）活性污泥系统运行管理4水质的化学测定及其对运行的指导意义(1)进、出水的BOD/COD比值(2)出水的悬浮固体（ESS）(3)进、出水氮的形态与处理深度(4)进、出二沉池混合液、上清液的BOD（或COD）(5)进、出二沉池混合液中的溶解氧（DO）(6)曝气池中溶解氧(DO)的变化(7)曝气池中pH值的变化 71活性污泥系统运行管理5、传统活性污泥系统的控制在活性污泥系统中，工艺控制的主要目标是活性污泥的数量和质量。活性污泥的数量指标有混合液污泥浓度MLVSS和有机负荷F/M，通过
31、F/M可确定需要多少MLVSS。质量指标有反映污泥老化程度的污泥龄SRT，反映沉降性能的SVI、SV等，以及反映生物活性的耗氧速率OUR。F/M本身也是一个重要的污泥质量指标。影响以上数量和质量指标的因素很多，主要包括进水水质水量的变化、温度等外界因素变化。常用的控制措施从三方面来实施：曝气系统的控制，污泥回流系统的控制，剩余污泥排放系统的控制。72n鼓风曝气系统的控制 鼓风曝气系统的控制参数是曝气池污泥混合液的溶解氧DO值，控制变量是鼓入曝气池内的空气量Qa。Qa越大，即曝气量越多，混合液的DO值也越高。传统活性污泥工艺的DO值一般控制在2mg/L左右。DO控制在多少，与污泥浓度MLVSS以
32、及FM有关。DO值不能太高。对于同样的供氧量来说，要保持较高的DO值，则需要较多的曝气量，从而使曝气效率降低，浪费能源。（1）曝气系统的控制73（1）曝气系统的控制n鼓风曝气系统的控制（接前页）当维持DO值不变时，曝气量Qa的变化主要取决于入流污水的BOD5，BOD5越高，Qa越大，反之越小。保持DO恒定在某一值。Qa的调节可通过改变鼓风机的投运台数以及调节单台风机的风量来实现。74（1）曝气系统的控制n鼓风曝气系统的控制（接前页）在运行控制中，可用下式估算实际曝气量。式中，f0为耗氧系数，指单位BOD被去除所消耗的氧量，与F/M有关(当F/M0.20.5kgBOD/(kgMLVSSd)时，f
33、0可取1.0，当F/M0.15kgBOD/(kgMLVSSd)时，f0可取1.11.2)；Ea为曝气效率，Ea值与扩散器的种类、入流水质、混合液的DO值、温度等因素有关系。对于微孔扩散系统，Ea一般在7-15之间。入流污染物质，特别是一些油脂类，合成洗剂类物质浓度越高，Ea越小；DO值越高，温度越高，Ea也越小。运行人员应摸索出本厂的实际f0值和Ea值，以方便曝气系统的控制。aeiaEQBODBODfQ300)(075（1）曝气系统的控制n表面曝气系统的控制 表面曝气系统是通过调节转速和叶轮淹没深度调节曝气池混合液的DO值。具体调节规律因设备而异。同鼓风机系统相比，表曝系统的曝气效率受入流水质
34、、温度等因素的影响较小。为满足混合要求，应控制输入每立方米混合液中的搅拌功率大于10W，否则极易造成污泥沉积。76(2)回流污泥系统的控制n 回流系统的控制有三种方式：保持回流量QR恒定；定期或随时调节回流量QR及回流比R，使系统状态处于最佳。每种方式适合于不同的情况。保持回流比R恒定，在剩余污泥排放量基本不变的情况下，可保持MLSS、F/M以及二沉池内泥位Ls基本恒定，不随入流污水量Q的变化而变化，从而保证相对稳定的处理效果。77(2)回流污泥系统的控制n 回流量和回流比的确定或控制调节方法：n1)按照二沉池的泥位调节回流比首先，应根据具体情况选择一个合适的泥位LS，亦即选择一个合适的污泥层
35、厚度HS。泥层厚度一般应控制在0.30.9m之间，且不超过泥位LS的1/3。然后调节回流污泥量，使泥位LS稳定在所选定的合理值。应注意调节幅度每次不要太大，如调回流比，每次不要超过5%，如调回流量，则每次不要超过原来值的10。具体每次调多少，多长时间以后再调节下一次，应根据本厂实际情况决定。78(2)回流污泥系统的控制回流量和回流比的确定或控制调节方法：n 2)按照沉降比调节回流比或回流量n 假设用100mL量筒进行的沉降试验基本上与二沉池内的沉降一致，则由测得的SV30值可以计算回流比。用于指导回流比的调节。回流比与沉降比之间存在以下关系：3030100SVSVR79(2)回流污泥系统的控制
36、回流量和回流比的确定或控制调节方法：n3)按照回流污泥及混合液的浓度调节回流比可用回流污泥浓度RSS和混合液污泥浓度MLSS指导回流比R的调节。R与RSS及MLSS的关系如下：MLSSRSSMLSSR80(2)回流污泥系统的控制回流量和回流比的确定或控制调节方法：n4)依据污泥沉降曲线调节回流比n沉降性能不同的污泥具有不同的沉降曲线，如图所示。易沉污泥达到最大浓度所需时间短，沉降性能差的污泥达到最大浓度则而要较长的时间。81(2)回流污泥系统的控制n回流量和回流比的确定或控制调节方法：n4)依据污泥沉降曲线调节回流比 回流比的大小，直接决定污泥在二沉池内的沉降浓缩时间。对于某种特定的污泥，如果
37、调节回流比使污泥在二沉池内的停留时间恰好等于该种污泥通过沉降达到最大浓度所需的时间，则此时回流污泥浓度最高，且回流比最小。沉降曲线的拐点处对应的沉降比，即为该种污泥的最小沉降比，用SVm表示。根据由SVm确定的回流比R运行，可使污泥在池内停留时间较短，同时污泥浓度较高。回流比R与SVm的关系如下：mmSVSVR10082(3)剩余污泥排放系统的控制n1)用MLSS控制排泥用MLSS控制排泥系指在维持曝气池混合液污泥浓度恒定的情况下，确定排泥量。首先根据实际工艺状况确定一个合适的MLSS浓度值。传统活性污泥工艺的MLSS一般在1500一3000mg/L之间。当实际MLSS比要控制的MLSS值高时
38、，应通过排泥降低MLSS值。排泥量可用下式计算：RSSVMLSSMLSSVaw/)(083(3)剩余污泥排放系统的控制n2)用F/M控制排泥F/M中的F一般无法人为地控制，因此只能控制M。如果不改变曝气池投运数量，则问题就变成控制曝气池中的污泥浓度。但这种方法不是单纯将污泥浓度保持恒定，而是通过改变污泥浓度，使F/M基本保持恒定。排泥量可由下式计算：RSSMFQBODVMLSSViaw)/(式中，Vw为要排放的剩余污泥体积；MLSS为曝气池内的污泥浓度；Va为曝气池容积；BODi为入流污水的BOD5；Q为入流污水量，F/M为要控制的有机负荷；RSS为回流污泥浓度。84(3)剩余污泥排放系统的控
39、制n3)用SRT控制排泥用SRT控制排泥，被认为是一种最可靠最准确的排泥方法。当入流污水水量恒定时，仅考虑曝气池内的污泥量，此时当入流污水水量波动时，要考虑二沉池中的污泥量，此时QRSSSSSRTVRSSMLSSQeaWQRSSSSSRTAHRSSRSSMLSSSRTVRSSMLSSQecSaw2A AC C为二沉池的表面积；为二沉池的表面积；H HS S为二沉池内的污泥层厚度。为二沉池内的污泥层厚度。85(3)剩余污泥排放系统的控制4)用用SVSV3030控制排泥控制排泥 SV SV3030在一定程度上，既反映污泥的沉降浓缩性能，又反在一定程度上，既反映污泥的沉降浓缩性能，又反映污泥浓度的大
40、小。沉降性能较好时，映污泥浓度的大小。沉降性能较好时，SVSV3030较小，反之较高。较小，反之较高。当污泥浓度较高时，当污泥浓度较高时，SVSV3030较大，反之则较小。当测得的污泥较大，反之则较小。当测得的污泥SVSV3030较高时，可能是污泥浓度增大，也可能是沉降性能恶化，较高时，可能是污泥浓度增大，也可能是沉降性能恶化，不管是那种原因，都应及时排泥，降低不管是那种原因，都应及时排泥，降低SVSV3030值。采用该法排值。采用该法排泥时，也应逐渐缓慢地进行，一次排泥不能太多。如通过泥时，也应逐渐缓慢地进行，一次排泥不能太多。如通过排泥要将排泥要将SVSV3030由由5050降至降至303
41、0时，可利用一周的时间逐渐实时，可利用一周的时间逐渐实现，每天少排一部分泥，使现，每天少排一部分泥，使SVSV3030下降，逐渐逼近下降，逐渐逼近3030。86（六）常见运行问题与对策871污泥膨胀 广义地把活性污泥的凝聚性和沉降性恶化，以及处理水混浊的现象总称为活性污泥的膨胀。污泥膨胀可大致区分为丝状体膨胀和非丝状体膨胀两种。大多数污泥膨胀是由于丝状体膨胀，这是由于丝状微生物大量繁殖，菌胶团的繁殖生长受到抑制的结果。丝状体对活性污泥絮体起骨架作用，如果没有足够的丝状体，形成的绒絮不牢固，在曝气池紊动水流的冲击下，容易被破碎成细小的针点体。这时，出水混浊。88活性污泥丝状菌的测量 活性污泥丝状
42、菌测量包括两种方法：一种是长度测量，另一种是丰度测量。活性污泥丝状菌长度测量有一套标准的程序，大体上是取一定体积的混合液样，稀释至在显微镜下能辨清每个菌丝为止，测量被稀释的样品中伸出污泥絮体的所有丝状菌的长度，乘以稀释倍数即为活性污泥丝状菌长度。一般来说，每克MLSS对应的混合液中的丝状菌长度小于10m时，该种活性污泥沉降性能良好，大于10m时，沉降性能恶化。并不是丝状茵越少越好，因为丝状菌在污泥絮体中起骨架作用。当丝状菌长度小于0.5m/gMLSS时，该种活性污泥沉降速度快，但不形成泥水界面，出水混浊，造成非丝状体膨胀。89活性污泥丝状菌的测量丰度测量是将混合液在显微镜下直接观察丝状菌的多少
43、。按照丝状菌在污泥絮体上的丰富程度，将丰度分为七级：第0级：没有。所有絮体上都未见到丝状菌。第a级：很少。在个别絮体上发现丝状菌。第b级：一些。不是所有絮体上都有丝状菌。第c级：一般。所有絮体上都有菌丝。但密度较低。每个絮体上有15根菌丝。第d级：较多。所有絮体上都有菌丝，中等密度。每个絮体上有520根菌丝。第e级：丰富。所有絮体上都有菌丝，密度很高。每个絮体上菌丝超过20根。第f级：大量。大量菌丝形成丝网。90丝状菌污泥膨胀原因导致丝状体大量繁殖的原因有以下几种：（1）溶解氧浓度（2）冲击负荷（3）进水化学条件的变化 磷含量不足 硫化物过多 碳水化合物过多 水温高 PH低 91膨胀后的污泥膨
44、胀后的污泥恢复正常的污泥恢复正常的污泥92非丝状体污泥膨胀及产生原因 因粘性物质大量积累而导致非丝状菌膨胀。1、高粘性污泥膨胀：现象：现象：溶解氧偏低，污泥难于沉淀，污泥颗粒大量随出水流失；原因：原因：进水中溶解性有机物浓度高，F/M值太高；氮、磷缺乏，或溶解氧不足；这些物质中含有很多氢氧基而具有很高的亲水性，导致污泥中含有很高的结合水，使泥水分离困难。对策：对策：降低负荷，调整工况，加强曝气等。93非丝状体污泥膨胀及产生原因2、低粘性污泥膨胀：原因：原因：进水中含有毒性物质，使污泥中毒，使细菌不能分泌出足够的粘性物质，从而不能有效形成絮凝体，导致泥水分离困难；对策：对策：控制进水水质，加强上
45、游工业废水的预处理94临时性控制污泥膨胀 非丝状菌污泥膨胀向发生膨胀的污泥中加入混凝剂，增大活性污泥的比重，使之在二沉池内易于分离。丝状菌污泥膨胀加氯控制成为最普遍的一种方法，常用的灭菌剂有NaClO、ClO2、Cl2、H2O2和漂白粉等种类。工艺调节控制污泥膨胀 工艺运行调节控制措施用于运行控制不当产生的污泥膨胀。主要控制的参数：DO、pH、氮和磷、进水负荷。此外，对混合液进行适当的搅拌，也有利于丝状菌污泥膨胀的控制。永久性控制措施控制污泥膨胀 在曝气池前设生物选择器即在系统内只允许菌胶团细菌的增长繁殖，不允许丝状菌大量繁殖。选择器有三种：好氧选择器、缺氧选择器和厌氧选择器。952、污泥上浮
46、（1 1）污泥脱氮上浮）污泥脱氮上浮 反硝化会使硝酸盐转化成氨和氮气。氮以气体形式存在于水中，当活性污泥上氮气吸附过多时，由于相对密度降低，污泥就随气体浮上水面。防止污泥脱氮上浮的办法有：减少曝气池曝气，防止硝化出现；及时排泥，增加回流量；减少曝气池进水量，以减少二沉池中的污泥量。（2 2）污泥腐化上浮）污泥腐化上浮 在沉淀池内污泥由于缺氧而腐化(污泥产生厌氧分解)，产生大量甲烷和二氧化碳气体附着在污泥体上，使污泥相对密度变小而上浮，上浮的污泥发黑发臭。原因：二沉池内污泥停留时间过长；局部区域污泥堵塞。对策：加大曝气量，以提高出水溶解氧含量；疏通堵塞，适时排泥。此外，当曝气池与沉淀池合建时，曝
47、气池结构尺寸不合理，也能引起污泥上浮，主要是污泥回流缝太大，使大量微气泡从缝隙中窜出，携带污泥上浮；还有导流区断面太小，气水分离较差，影响污泥沉淀。963、污泥的致密与减少 污泥体积指数减少会使污泥失去活性。在运行中，虽不及前一问题重要，但也应引起足够重视。引起污泥致密、活性降低的原因有：进水中无机悬浮物突然增多；环境条件恶化，有机物转化降低；有机物浓度减小。对策：提高预处理效果，调节进水水质水量。造成污泥减少的原因有：有机营养减少；曝气时间过长；回流比小而剩余污泥排放量大；污泥上浮而造成污泥流失等。对策：投加营养料；缩短曝气时间或减少曝气量；调整回流比和污泥排放量；防止污泥上浮，提高沉淀效果
48、。974、泡沫问题（1）化学泡沫 当废水中含有合成洗涤剂、工业用表面活性物质及其他起泡物质时，就会在曝气池表面形成大量乳白色泡沫，严重时泡沫层可高达1m多。抑制化学泡沫的措施有（1）用压力水(处理后的废水或自来水)喷洒，打破泡沫；（2）定时投加除沫剂(如机油、煤油等)以破坏泡沫。（3）提高曝气池中活性污泥的浓度，这是一种比较有效的控制泡沫的方法。（2）生物泡沫 是由诺卡氏菌属的一类丝状菌引起，呈褐色。原因是诺卡氏菌在较高温、富油脂类物质的环境中易于繁殖。常采用加氯、排泥、缩短SRT的方法加以控制，同时应对上游油脂类废水的排放加强管理，其次要加强对初沉池浮渣的清除，特别是乳状浮渣。初沉池除去SS的功能外，去除油脂类漂浮物质的功能应予以强化。另外，还应重视沉砂池的除油功能，适当调节曝气量，利于油水分离。98
