污水系统异常处理措施.doc

附1异常问题及解决对策生物处理系统在运行时会因进水水质、水量或运行参数的变化使微生物类群发生变化，并导致污泥性状恶化；处理设备也会因人为或自然因素而损坏。我们在运行管理中要及时发现运行中的种种异常现象，迅速予以解决，使之长期达标运行。1.污泥性状异常及解决对策(见附表1)活性污泥及生物膜是废水生物处理系统中降解有机污染的主体，正常的活性污泥应以菌胶团细菌为主所组成，并含有以钟虫类为主的多种微型生物，它具有很强的吸附氧化分解有机物的能力，当进入二沉池后沉降凝聚性能良好，能很快进行泥水分离。2.水质测定中异常现象及解决对策(见附表2)在平时的日常运行管理中，我们应定时对进水的水质及活性污泥的性状测定，当发现异常现象时要及时调整，使之早日恢复正常运行3.工业废水处理中生产不正常时的运行对策生物处理基本原理是利用微生物的代谢活动，将废水中不稳定的有机污染物降解为稳定的无机物。为了保持微生物的活力，必须提供适宜的环境条件。在连续、均衡的进水和充氧条件下，微生物可具有最大的活力，保持最隹的处理效果。 由于废水处理装置常常会受到市场问题、原材料问题、厂里设备检修问题、厂休或节假日停产等问题造成不定期、不规则的指令性停工，与之相应，造成了废水处理不正常。较长时间的断水(废水)和较长时间的不曝气，会使活性污泥中的好氧异氧微生物不断死亡。如果恢复生产，废水处理设施开车时曝气池内会发黑发臭，12d内处理效率呈规律性下降。如果采用断废水后继续曝气的措施，虽然污泥不再发黑发嗅，但污泥中微生物因内源代谢而下断减少，一旦恢复进水，处理效果同样不隹。为此，需寻找在停工断水或水量不足时合适的运行方法。间歇曝气法 利用调节池间断进水、间歇曝气，转转停停，交替运行。根据调节池中贮水量及断水时间，确定间歇进水次数和进水量，按设计要求(进水量及曝气量)，间歇运行。这样不会因过曝气而破坏污泥结构；而当溶解氧和营养物质消耗到临界状态时，下一曝气周期又开始，又不因停止曝气而出现厌氧状态。这种转转停停的运行方式，既可保持以后正常运行的处理效率，又比一直曝气省电耗。也可采用批式运行法 即按批式运行活性污泥法(SBR)，依赖调节池、曝气池间歇运行。根据经验：一般情况下夏天每隔2-3d、冬天每隔5-7d曝气一次，曝气量根据闲置时间长短确定，一般为2-5h，DO含量控制在1mg/L左右；待活性污泥颜色转化为灰黄色时，投加营养物(生活污水、甲醇、乙醇、葡萄糖等)。调节活性污泥量法 废水量的减少，将降低有机污染物的量。因此，在预知在停废水前夕，可一次性大量排泥，以便隨后可以维持污泥负荷率，使之不致下降过多。总的污泥量可减少1/3-1/2；隨后按正常流量的一半左右进水，适当减少曝气量，处理效率无影响。加大调节池的容积 使用上述各种方法，都要求充分发挥调节池的作用。在停废水前，贮存尽可能多的废水。加大调节池容量，有利于废水量减少时的运行管理。附2. 污泥性状异常及其分析异常现象症状分析及诊断解决对策曝气池内有臭味曝气池内供氧不足，DO值低，出水氨氮有时偏高增加供氧，使曝气池内DO浓度高于2mg/L污泥发黑曝气池内DO过低，有机物厌氧分解释放出H2S，其与Fe作用生成FeS增加供氧或加大回流污泥量污泥变白丝状菌或固着型纤毛虫大量繁值如有污泥膨胀，其他症状参照膨胀对策进水pH值过低，曝气池内 pH6，丝状菌大量生成提高进水pH值沉淀池有大块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，排泥后在死角区用压缩空气冲或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SV3090，SVI200ml/g，污泥中丝状菌占优势，污泥膨胀投加液氯、次氯酸钠、提高pH值等化学法杀丝状菌；投加颗粒炭、粘土、消化污泥等活性污泥“重量剂”；提高DO；间隙进水二沉池泥面过高丝状菌未过量生长，MLSS值过高增加排泥量二沉池表面积累一层解絮污泥微型动物死亡，污泥解絮，出水水质恶化，COD、BOD上升，OUR运低于8mgO2/(gVSS.h)，进水中有毒物浓度过高或pH值异常停止进水，排泥后投加营养，有可能引进生话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C/N比不合适；池温超过40；曝气过量使絮粒破碎投加营养物质或引进高BOD的废水，使F/M0.1，停开一台风机二沉池上清液混浊，出水水质差OUR20mgO2/(gVSS.h)污泥负荷过高，有机物氧化不完全减少进水流量，减少排泥曝气池表面出现浮渣似厚粥覆盖于曝气池表面浮渣中见诺卡氏菌或纤发菌过量生长，或进水中洗涤剂含量过高清除浮渣，避免浮渣继续留在系统内循环，增加排泥污泥未成熟，絮粒瘦小；出水混浊，水质差；游动性小型鞭毛虫多水质成分及浓度变化过大；废水中营养不平衡或不足；废水中含毒物或pH值不适使废水的成分、浓度和营养均衡化，并适当补充所缺营养污泥过滤困难污泥解絮污泥脫水后泥饼松有机物腐贩及时处置污泥曝气池泡沫过多、色白凝聚剂加量不足增加凝聚剂量进水中洗涤剂过多滴加消泡剂(机油、煤油等)，水冲或在曝气池表面覆盖丝网控制泡沫外逸曝气池泡沫不易破碎、发粘进水负荷过高，有机物分解不全，有起泡微生物(如某些诺卡氏菌)降低负荷，将起泡微生物产生的浮渣引流到池外排除，投加化学药剂抑制起泡微生物的繁殖，水冲曝气池泡沫茶色污泥老化，泥龄过长，解絮污泥附于泡沫上增加排泥附3水质测定结果异常现象及其分析异常现象症状分 析 及 诊 断解 决 对 策出水pH值下降厌氧处理中负荷过高，有机酸积累降低负荷好氧处理中负荷过低，氨氮硝化产生增加负荷ESS 升 高二沉池池表有一层浮污，污泥中毒；污泥膨胀污泥复壮排泥不足，MLSS过高作污泥膨胀处理二沉池积泥，发生反硝化或腐败增加排泥量出 水 混 浊负荷过低，污泥凝聚性差，污泥解絮增加营养，投加营养物质或引进高BOD的废水，污泥中毒停止进水，污泥复壮有机物分解不完全降低负荷出水色度上升污泥解絮，进水色度高改善污泥性状SV30 上 升污泥膨胀，或排泥不足作污泥膨胀处理MLSS下降回流量不夠，污泥大量流失加大回流量，特别是污泥量污泥灰分高大于50初沉池运行不隹；进水中泥砂多改善初沉池运行工况，排泥曝气池DO低进水过浓，负荷过高；进水中无机性还原物质过多减少负荷曝气器、风机有故障排故修复出水BOD、COD升高污泥中毒污泥复壮进水过浓提高MLSS进水中无机性还原物质过多(S2O2-3、H2S)增加曝气量COD测定时受Cl-干扰排除干扰(做平行试验)附4氧在不同温度和氯化物浓度的水中饱和和含量表(气压101.3kPa)温度CSCS温度CSCSmg/Lmg/Lmg/Lmg/L014.640.0925209.080.0481114.220.0890218.900.0467213.820.0857228.730.0453313.440.0827238.570.0440413.090.0798248.410.0427512.740.0771258.250.0415612.420.0745268.110.0404712.110.0720277.960.0393811.810.0697287.820.0382911.530.0675297.690.03721011.260.0653307.560.03.21111.010.0633317.431210.770.0614327.301310.530.0595337.181410.300.0577347.071510.080.0559356.95169.860.0543366.84179.660.0527376.73189.460.0511386.63199.270.0496396.53注：表中的栏2是氧溶解氧度(CS)。以每升水含若干毫克氧表示：在101.3kPa压力下。纯水中含有带飽和水蒸汽的空气时，含氧量为20.94(v/v)。氧在水中的溶解度隨含盐度的增加而降低，其关系是线性关系，实际上水的含盐量可高达35g/L，含盐量以每升水中含多少克盐表示之，表中所列的CS是进行校准时每升每克盐浓度要减去的数值。因此，氧在含有mg/L盐水中的溶解度，要用对应的纯水的氧溶解度减去nCS 的数值便可求得。附4附5反映曝气池工况的指标一、混合液悬游固体浓度（MLSS）混合液悬游固体浓度是指曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液悬游固体数量，单位为（mg/L）。它是计量曝气池中活性污泥数量的指标，由于测定简便，往往以它作为粗略计量活性污泥微生物量的指标。在推流曝气池中MLSS一般为10004000mg/L，在合建的完全混合曝气池中，MLSS约30006000mg/L，在所有污水厂中，空气曝气的MLSS很少有超过8000mg/L的。这是因为MLSS过高，妨碍充氧，也使它难以在二沉池中沉降。二、混合液挥发性悬游固体浓度（MLVSS）混合液挥发性悬游固体浓度是指混合液悬游固体中有机物的重量（通常用600下的烧灼减量来测定），故有人认为能较MLSS更确切地代表活性污泥微生物的数量。不过MLVSS中还包括非活性的不能降解的有机物，也不是计量活性污泥微生物的最理想指标。在一般情况下，MLVSS/MLSS的比值较固定，对于生活污水，常在0.75左右。三、污泥沉降比（SV%）污泥沉降比是指曝气池混合液在1000mL量筒中，静置30min后，沉淀污泥与混合液之体积比（%），SV可以反映曝气池正常运行时的污泥量，可用于控制剩余污泥排放，它还能及时反映出污泥膨胀等异常情况，便于及早查明原因，采取措施。污泥沉降比测定简单，并能说明许多问题，因此成为曝气池管理中每天必须做的测定项目。四、污泥指数（SVI）污泥指数指曝气池混合液经30min静沉后，相应的1g干污泥所占的容积（以mL计），即： SVI = SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度和凝聚沉降性能。良好的活性污泥SVI常在50300之间，SVI过高的污泥，必须降低污泥浓度才能很好沉降。测定SVI时应注意污泥浓度，在同浓度情况下测得的SVI才有相互比较的价值。测定容器的大小对测定数值也有一定影响，需注意统一测量容器。任一浓度的污泥，其SVI都存在一个最大值。可以设想，如果污泥在量筒中一点也不沉降，则算得的污泥指数最大。把各种浓度下最大可达到的污泥指数在座标图上连起来，就可得到最大可达到的污泥指数曲线（如图220），此曲线以上的部分是不可能出现的指数值。对某一污水厂最大可达到的污泥指数曲线的数学式应为： 图220污泥指数曲线化验室里备有这样一根曲线，可用于检查SVI测定是否正确，如果发现测算得的SVI在曲线上面了，则可以肯定测定或计算有误。五、曝气时间通常所指的曝气时间是指，V指曝气池（包括再生池）总容积，Q指污水入流量。是污水在池中的总停留时间。对曝气时间的概念，常与混合液流动时间、再生时间、吸附时间等概念相混淆，为此，有必要加以深入分析。QQr xrQ + QrxeQ曝气池二沉池图2-21污水在池中的曝气时间在图2-21中，流入曝气池的流量为QrQ，混合液在曝气池中的停留（流动）时间为 。显然混合液流动时间曝气时间。 为什么通常以计算曝气时间呢？因为，入流Q中的有些污水质点经过曝气一次就从二沉池中出流了，但有些污水质点随回流污泥又进入了曝气池，个别质点可能在曝气二沉系统中循环许多次，乃至无穷。这样：曝气池入流污水中每次流出二沉池的百分比为一次回流的百分比为二次回流的百分比为（）2三次回流的百分比为（）3经第一次处理出流的水量经第二次处理出流的水量经第三次处理出流的水量经第四次处理出流的水量式中：是无穷级数，1，该无穷级数的和为。由此可见，虽然污水在曝气池中的流动时间仅为，但因有些污水经过曝气池多次，它们的停留时间较长，污水经过曝气池的总时间仍为。 以上明确区分了污水在曝气池的流动时间和曝气时间的概念。下面说一下再生时间和吸附时间：再生时间：吸附时间： 计算通常所说的曝气时间，仍认为是，其中V=V1+V2。 理由与上述分析相同，因为有些人流污水将随回流污泥多次经过曝气池，并且这些污水也经过再生池。普通活性污泥法的曝气时间约612h，吸附再生法约46h，阶段曝气法约48h，而延时曝气法可达24h以上。六、污泥负荷Bx 入流污水BOD5的量（食料）和活性污泥量（微生物）比值称为活性污泥的污泥负荷。它可以代表食料与微生物比（FM），它的常用单位是kg(BOD5)kg(MLSS)d 污泥负荷对处理效果，污泥增长和需氧量影响很大，必须注意掌握。一般来说，污泥负荷在0.20.5kg(BOD5)kg(MLSS)d之间时，BOD5去除率可达90%以上。常用值掌握在0.3kg(BOD5)kg(MLSS)d左右。污泥负荷 由于初沉池出水中的BOD5数量决定于进厂水质，一般难以调节，调节污泥负荷的主要手段是控制曝气池MLSS，增加MLSS可降低污泥负荷，减少MLSS，则提高污泥负荷，增加或减少MLSS一般通过增加或减少排泥来实现。七、污泥泥龄 污泥泥龄是曝气池中工作着的活性污泥总量与每天排放的剩余污泥量之比值，单位是d。在运行平稳时，可理解为活性污泥在曝气池中平均停留时间。污泥泥龄 = 一般曝气池系统的污泥泥龄约56d。当要达到硝化阶段时，污泥泥龄需达812d或更高。污泥泥龄和污泥负荷有相反的关系，污泥泥龄长，负荷低，反之也然，但并不成绝对的反比例函数关系。八、曝气池容积负荷Bv曝气池单位容积每天负担的BOD5量称为容积负荷kg(BOD5)(m3d)。容积负荷表示了建造该曝气池的经济性。容积负荷和混合液浓度及污泥负荷有如下关系：Bv = XBx 式中(X即MLSS)附6污泥膨胀发生的原因1. 废水水质与污泥膨胀前已叙述，在不同微生物的混合培养系中，活性污泥膨胀可分为：因丝状性细菌异常增殖导致的丝状菌性膨胀及因粘性物质大量产生和积蓄导致的非丝状菌性膨胀。从这一事态可以明确，污泥膨胀或是直接由于微生物增殖造成，或者是由于代谢产物积蓄造成。在一般情况下，和微生物增殖与代谢产物积蓄最重要的有关因素之一是微生物的培养基。对于废水处理来说，培养基也就是废水的水质。因此，本章拟就废水水质与污泥膨胀的关系加以叙述。关于废水水质问题，下面就微生物在同化过程中作为能源及构成其菌体的主要有机物；微生物增殖与代谢所需要的基本营养物质氮和磷；以及对微生物生长或增殖具有很大影响的有毒性物质等，加以叙述。生活污水处理，在一般情况下，产生活性污泥膨胀的现象较少，但如果运行管理技术水平不高也可能产生。另一方面，工业废水处理是比生活污水处理易于产生膨胀现象的。例如，即使处理装置的设计是出色的，而且运行管理技术也达到了相当的水平，也会常常产生活性污泥膨胀现象。 用活性污泥法处理生活污水和工业废水的根本不同点就回是废水水质。如果从二者间污泥膨胀产生的频率来观察，即可看到，在膨胀的发生与废水水质之间具有很高的相关性。判明这一相关性，对制定膨胀的控制对策是非常重要的。（1）有机物活性污泥法处理，主要目的之一就是去除废水中的有机物。因此，作为活性污泥法的处理对象，最好都是有机废水。在这样的废水中，有机物是其主要成分；而另一方面，活性污泥中大部分微生物是他养型细菌。在这样的状态下，废水中哪种有机物与活性污泥膨胀具有关系呢？如前所述，活性污泥膨胀还有许多不明确的地方，虽然关于其产生原因也曾有过一些报导，但恰当地说这些多是偏重于报导在生产装置上所取得的经验。从经验中掌握的事实和情报，对生产装置的运行管理是特别重要的，也具有很大的实用意义。即使是从经验中所了解到的现象和情报，但如果把这些；现象和情报积累一定数量，将其共同的部分加以归纳，那么就会得到有意义的经验规律。因此，下面对于膨胀发生的原因，如果以这样的经验规律作为中心将论述加以引深，则在实际应用上是有意义的。（1）碳水化合物含量多的废水易于发生膨胀；而蛋白质则一般认为能改善活性污泥的沉降性能。本文所说的碳水化合物是指糖类，例如一般认为葡萄糖、蔗糖、乳糖等含量比较高的废水是经常发生污泥膨胀现象的。但同样是碳水化合物，例如不溶性高分子的淀粉就没有那样的影响。另一方面，这里所谈的蛋白质，是蛋白胨、蛋白朊等，一般认为是能够改善活性污泥的沉降性能的。 上述经验规律与下面的事实综合地加以考虑，则易于理解。也就是被称为丝状菌性膨胀代表的致因微生物浮游球衣菌（Sphaerotilus natans），如前所述，能将葡萄糖、蔗糖等单糖类直接作为能源加以利用，并易于增殖。但是，对在利用之前，必须加以分解的高分子物质，例如淀粉等，分解速度就非常缓慢，所以也难于增殖。被称为丝状菌性膨胀的另一个致因微生物贝氏硫菌（Beggiatoa），与浮游球衣菌完全相同。此外，丝状菌性膨胀的其它致因微生物的蜡状芽抱杆菌覃状变种（Bacillus cereus varmycoides）和白地霉（Geotrichum Candidum）能够直接利用单糖类自不待言，就是对于复杂的高分子碳水化合物也能充分地加以利用而进行增殖。以下将对上述的经验性结论与高粘性膨胀的关系加以探讨。在糖类等碳水化合物含量多的废水中，活性污泥能够很容易地将其生成高粘性多糖类。因为这些高粘性多糖类，是导致非丝状菌性膨胀的原因，所以本节所叙述的经验性结论也适用于非丝状菌性膨胀。2）含有大量可溶性有机物的废水易于产生活性污泥膨胀。而以不溶性有机物作为去除中心的废水处理，则不易产生膨胀。本文所提到的可溶性有机物，虽然也包括上述的单糖类、二糖类等，但一般所指的是低分子水溶性有机物。另一方面，不溶性有机物，虽然包括上述的淀粉等，但一般所指的是不溶性高分子有机物。含有大量可溶性有机物的废水，具体地说就是乳品生产废水、发酵废水、制糖废水等。事实上，在这类废水的处理过程中是易于发生活性污泥膨胀现象的。如上所述，一般丝状菌性膨胀的致因微生物，其对高分子物质的水解酶能力较弱，从这一点考虑，虽然也能够对这一经验性结论有所理解，但还有更适于理解这个结论的方法。即据推测，与游离细菌相比较，活性污泥中的丝状菌更 难于吸收不溶性物质，据此，能更好地理解上述经验性结论。另一方面，以为活性污泥易于利用可溶性糖类，并迅速地产生高粘性多糖类，因此，上述结论对高粘性膨胀也是适用的。3）活性污泥法处理陈腐的废水易于产生膨胀，而处理新鲜废水则不易产生膨胀。据普派（Pipes）的论述，用活性污泥法处理陈腐的废水（stale sewage）和腐化废水（septic sewage）易于产生膨胀现象。可以认为，处理陈腐废水时，废水长时间储存，受到微生物的分解，不溶性物质已经变为可融化物质，进一步向低分子物质转化的可能性增大，特别是在处理腐化废水时，由于厌氧菌的作用，不溶性高分子物质的分解也相当迅速。此外，与此相关连的现象是当废水进行厌氧处理（沼气发酵）后，如将其上清液直接用活性污泥法处理，则易导致膨胀现象的产生、在这种场合，如将上清液充分进行曝气后，再利用活性污泥法处理，则膨胀就不容易发生了。陈腐的废水或已经进行厌氧处理的废水，其中的含硫物质被分解，并在多数情况下是以硫化氢（H2S）的形式加以储存。另一方面，丝状菌性膨胀致因微生物浮游球衣菌和贝式硫菌将H2S加以氧化呈丝状增值，并以元素硫的形式蓄于菌体内。（2）氮和磷活性污泥法是用微生物净化废水的方法。因此，微生物为了增值，除BOD物质外，废水中还需要含有氮、磷、镁、铁和其他微量金属。其中特别重要，而且需要量比较多的是氮（N）和磷（P）。当考虑微生物增殖所需要的氮、磷时，氮和磷与碳水化合（C）或BOD物质的比例，即 NC 和PC是重要的因素。索耶（sawyer）根据活性污泥的分子式，求定其理想比例为：BOD：N17：1和BOD：P90：1。此外，并通过实验确定，N和P的最少需要量是，BOD：N32：1和BOD：P150：1。N和P不足的场合，一般认为是易于发生丝状菌性膨胀的；此外，高粘性膨胀无疑的也会发生。关于这个问题，可以做如下解释：由于丝状菌性膨胀的致因微生物，即丝状微生物，在一般情况下，比凝聚呈絮凝体状的微生物表面积大，所以易于吸收低浓度的底物。因此，当N和P与BOD的比例不足时，丝状微生物比凝聚性微生物更易于利用底物，所以增殖比较迅速，但活性污泥中，在净化上起主要作用的凝聚性微生物，对N和P却得不到满足。结果，凝聚性微生物衰退，在这样的条件下，仍然能够继续增殖的丝状微生物相对地却得到显著增加，于是发生了丝状菌性膨胀。丝状菌性膨胀的致因微生物之一的白地霉，即使在N和P不足的废水中，也能比较迅速增殖，并将磷脂（lipid）积存于菌体内。关于高粘性膨胀，下面用具体的工业废水处理实例加以说明。为此，将淹口对面包酵母培养废液进行的试验研究结果，加以介绍。面包酵母培养废液的分析结果列举于表41中。在活性污泥法生产装置中，进行处理时，对这种废水约加以10倍稀释，其流程如图4-1所示。废水(面包酵母培养滤液)的分析 表4-1编 号成 份ABCD平均值BOD（mg/L）COD（mg/L）pH悬浮物质(mg/L)12500190505.42011000163805.36012500183005.54014000212005.03012500187335.337固体物()有机物()灰 分()4.73.31.44.33.01.34.53.31.34.73.31.44.553.221.33总碳水化合物()总 氮 ()0.610.0710.700.080.770.060.670.070.690.07在这种情况下，活性污泥的沉降性能非常不好，如图42所示，MLSS为3.500毫克升，但 SV30几乎不沉降。在显微镜下进行观察，活性污泥中几乎没有发现丝状微生物，这就是高粘性膨胀。图4-1面包酵母生产废水，BOD：N18：1和BOD：P42：1，如果根据索耶的数测，比例是较为理想的废水。但是由于废水中所含有的氮大部分是微生物难干分解的蛋白黑色素（melanoidin）所以如后所述，在总氮量中仅有30能够利用。这样对微生物来说，为了取得实际的真正数值和比例，在计算其比例值时，不仅要注意N、P的分析值，而且还必须考虑其利用的可能性。图4-2考虑到这样的状况，曾将BOD为1，200毫克/升的废水每日一次投加到从生产装置采集的活性污泥中，此外，并投加尿素（作为N源）50毫克/升，进行实验室规模的实验，每日测定SV30加以观察，其结果如图4-3所示。由图4-3可见，通过投加N和N+P，活性污泥从高粘性膨胀中解脱出来。图4-4所示，是在这个实验培养驯化的道德各种活性污泥的沉降曲线，表4-2是活性污泥和处理水的分析结果。从 以上实验判明了以下事项。首先，从图4-4可以看出投加N和N+P的效果是明显的，但在这种情况下，影响效果的是N而不是P。也就是说在面包酵母培养液中，可以利用的氮源不足。为此，导致产生活性污泥的高粘性膨胀。此外，在这种废水中，可资利用的P是充足的。图4-3由于投加N，不仅改善了活性污泥的沉降性能，而且如表4-2所示，BOD的去除率也得到提高。在投加N源而得到强化的活性污泥。总氮含量增高了：而未经强化的活性污泥，由于高粘性膨胀致因物质（高粘性多糖类）的增加，碳水化合物的总含量提高了。在面包酵母液的处理过程中，N的投加量非常重要。表4-2表4-3图4-4图4-5所示是N的投加量与活性污泥的沉降性能之间的关系。在一定范围内，污泥的沉降性能是随着N源投加量的增图4-5加而得到改善。但如果N的投加量过多，则如表4-3所示，多余的氮便残留于处理水中，这样易于造成富营养化，所以必须注意。（3）有毒物质有毒物质对活性污泥的影响，按其作用方式和条件，有必要分两个方面来考虑。即在低浓度将有毒物质长时间作用的场合和高浓度短时间作用的场合，其影响是有所差异的。此外，有毒物质的影响因活性污泥中微生物的种类不同，也是有所差异的，所以将其毒性作用按一下三个方面进行考虑是必要的。即，仅对膨胀有关的丝状菌具有毒性作用的物质，虽然对正常活性污泥具有毒性作用，但，对丝状微生物却没有毒性的物质：和对这两类微生物都有毒性作用的物质。其次，关于有毒物质，还准备叙述一下从经验所掌握的一些情况。将酚和氰投加于未经驯化的活性污泥中时，一般认为，由于突然流入，在多数情况下活性污泥都会发生丝状菌性膨胀。下面准备就重金属对活性污泥的影响问题加以阐述。一般认为，在铜（Cu）含量为1毫克升、镍（Ni）为2毫克升、锌（Zn）为 5毫克升、铬（Cr）为10毫克升的条件下，对活性污泥没有毒害作用，对处理效率也没有影响。从实际观察得知，如果将这些重金属中的任何一种，以适宜的浓度投加到曝气池内，则不产生丝状菌。因此，提出将这种方法作为抑制丝状菌性膨胀的一种措施，但因为同时也发生其它问题，所以，这个方法在实际上没有被采用。其次，关于氯（Cl）的影响，从实际观察得知，如果把氯投加到回流活性污泥中，丝状微生物就会减少，而且SVI值也有所降低。但也有否定这种作法的意见，还有许多方面现在仍不清楚。另一方面，将氯投加到已产生高粘性膨胀的活性污泥中，有时也能有效果。这并不是由于对微生物的影响，而是由于粘性物质产生了物理变化所致。2. 处理条件与污泥膨胀如上述，废水水质对膨胀的发生有很大影响。但是在生产装置中，连续投加同一水质的废水，既便是对沉降性能良好的活性污泥来说，往往也会发生膨胀现象。但是这种情况，主要是由于废水的处理条件，换句话说也就是生产装置的运行条件造成的影响。活性污泥受其环境条件，即曝气池、沉淀池以及回流污泥管等条件的影响，使其性质发生了变化。其中活性污泥停留时间最长的是曝气池。因此，对曝气池的条件与污泥膨胀的关系加以叙述。（1）温度活性污泥法的生产性装置，因为是在敞开状态下运行的，所以水温受自然环境的气温影响很大。即曝气池的水温因季节及其所处在的地理条件而有较大的变化。活性污泥法的充氧方法分为表面曝气（机械曝气）与鼓风曝气两种，其中表面曝气受气温的影响很大。丝状菌性膨胀受气温、季节的影响很大，根据经验，一般从春季向夏季的过渡期易于发生膨胀现象。因为丝状菌性膨胀致因微生物之一的浮游球衣菌，30是其增殖的最适宜温度，低于15即不易增殖，这个经验性结论是能够理解的。其次，对高粘性膨胀与温度的关系加以探讨。根据淹口所进行的实验，他用从处理面包酵母培养废液的生产装置中取出的活性污泥，在各种温度条件下进行驯化，并对它们的沉降性能进行了比较，其结果示于图46。温度是按下列条件选定的，冬季曝气池按9考虑，它相当于冬季东京附近表面曝气的曝气池水温，夏季水温按27考虑，而18则为春季和秋季的水温（见图46）。图4-6在曝气池高水温的场合，沉降曲线迅速下降，但相当于冬季水温的场合，活性污泥的沉降性能恶化，即使在生产性装置内，如图42所示，活性污泥也处于膨胀状态。此外，将这种活性污泥用显微镜观察，没有发现大量的丝状微生物，所以属高粘性膨胀。其次，在实验中曾对在不同温度条件下驯化的活性污泥的化学成分进行了分析。结果列举于表44中，虽然灰分的含量没有看出有较大的差别，但随着驯化温度的上升，活性污泥的沉降性能有所提高，即：碳水化合物的总量降低，而总氮和总磷的含量有所增加。此外，在同一条件下，通过离心分离取得的活性污泥中的水分，随着沉降性能的提高而有所减少。从实验中得到的活性污泥沉降性能与含氮量的关系前面曾叙及，在曝气池水温低的状态下，投加氮源能够改善活性污泥的沉降性能（见图44），本分析结果与其是一致的。表4-4因此，在冬季，因为不能提高曝气池的水温，所以为使活性污泥法的生产装置在运行管理中取得良好的处理结果，必须投加氮源以进行强化。为什么在曝气池水温低时，在活性污泥中积蓄碳水化合物，并导致产生高粘性膨胀呢？这可能是由于活性污泥内的微生物连续不断地从废水中摄取有机物，但在低温条件下，微生物的活动迟缓，增殖速度减慢，被摄取的有机物仅有少被消耗，大部分则积蓄在活性污泥内。含于废水中的氮源，用于微生物的增殖和菌体的保持，结果高粘性膨胀致因物质，即高粘性多糖类便积蓄，使活性污泥的沉降性能显著恶化。（2）溶液氧很多人从生产实践中认识到，活性污泥法生产装置内的溶解氧（Dissolved oxygen，以下简称DO）含量与污泥膨胀发生之间是存在着一定关系的。亦即，一般认为，曝气池DO含量很低或处于厌氧状态时，易于发生膨胀现象。如果考虑到丝状菌性膨胀致因微生物的性质，就会对这个问题充分理解。虽然浮游球衣菌是好氧性细菌。但是，即使将其保持在相当长时间的厌氧状态下，也不会失去活力。而且如果恢复好氧状态，就会重新生殖繁育。此外，浮游球衣菌在0.1毫克升非常低的DO含量条件下也能增殖。另外，另一个丝状菌性膨胀的致因微生物蜡状芽孢杆菌，是好氧性或兼性的，所以即使在厌氧状态下也能增殖，呈丝状性增殖的蜡状芽抱杆菌覃状变种（BCereus varmycoides）也是同样。即使是在活性污泥中大部分好氧性细菌几乎不能增殖的低溶解氧条件下，或者是在能够使它们失去活性的厌氧状态下，如上述，其中某些丝状性微生物，也能够适应这种环境或者继续增殖，从而使丝状菌性膨胀易于发生。为了提高曝气池的DO，有的鉴于氧的分压较高，因此，以纯氧代替空气。象这样采取提高溶解氧的方法使活性污泥从丝状菌性膨胀中得到恢复的例子虽然有，但在这种情况下，没有发现DO浓度与活性污泥沉降性能间存在着相关关系。 生产装置曝气池DO应保持什么样的程度呢？考虑到经济因素，生产装置多保持在1毫克升左右。DO浓度低于0.5毫克升，在运行上就会出现各种各样的问题。例如，其结果在许多场合都发生了丝状菌性膨胀。此外，按淹口的观点，如考虑处理效率，则DO宜于保持在2毫克升左右。如前所述，活性污泥混合液如处于厌氧状态，便孕育着发生膨胀的危险。根据这种情况，不仅在曝气池，即或在沉淀池或在污泥回流管中，也应尽可能地将处干厌氧状态的时间缩短。为了达到这个目的，能够在运行管理中采取的唯一措施是提高曝气池的DO。通过这个措施，活性污泥在沉淀池中沉淀处于厌氧状态的时间是可以缩短的。这样做，因运行费用提高了，所以在实际中应当从发生膨胀的危险性及运行费用这两个方面来考虑确定DO水平。（3）PH值为了使活性污泥生成和增长，曝气池的PH值必须处在69的范围内，在此范围之外，不能生成活性污泥。当曝气池的PH在6.58.0的范围内时，可以得到沉降性能良好的正常活性污泥。根据经验，一般认为，若曝气池的PH值长时间保持在6.0或6.0以下，丝状性微生物就会变为优势，SVI增高，从而导致丝状菌性膨胀。PH在5.88.1范围内浮游球衣菌易于增殖；此外，白地霉可能在PH值为312范围内进行增殖，在酸性条件一下特别易于增殖并能成为丝状菌性膨胀的诱因。根据这些事实，上述经验性结论当然是可以理解的。3. 冲击负荷与膨胀所谓冲击负荷（Shock load）是指流入曝气池内的废水量、浓度、组成等突然发生了变化。从经验上得知，这种冲击负荷易造成污泥膨胀。活性污泥法的生产性装置，一般按完全连续式进行处理，是连续发酵的一种。装置内微生物群体保持在某一正常状态下，可以认为随气池也能处于正常状态。因此，生产装置，在运行管理上最应注意的事项之一就是尽可能地保持这种正常状态。如果这个状态遭到破坏，往往使整个生产装置的状态发生混乱，微生物相也产生混乱，结果导致活性污泥膨胀。（1）废水量的突变城市污水的场合，按其性质，流入处理设施中的水量在多数情况下，基本上是一定的。但工业废水的场合，操作条件、产品种类和产量在多数情况下是变化的，所以水质与水量也同时发生很大的变化。水量变化大的场合，根据经验，是易于发生膨胀的。一股，水量的变化，必须在初次沉淀池或废水贮池内进行调节。但也有不能进行调节的场合，即使一度能够调节，但也有一定的限度，所以水量的变化，在多数情况下终究是会影响到曝气池的。当有比正常运行显著多量的废水流入暖气池时，在容积一定的曝气池内，其停留时间缩短了，所以处理进行的不充分，活性污泥的活性也降低了，而且变得不稳定。此外，由曝气池内流出大量的混合液（Mixed liquor）原封不动地流入沉淀池。由此，沉淀池的表面负荷增加，超出了沉淀池的沉降分离能力。在这样的条件下，不稳定状态的活性污泥很难自然沉降分离。其结果，活性污泥的一部分不能沉降而随同处理水排入公共水域。此外，从沉淀池向曝气池回流的活性污泥量减少了，致使曝气池MLSS浓度降低，在这种情况下，当大量废水与有机物一同流入曝气池时，如后所述，在低浓度的MLSS条件，一般是易于发生丝状菌性膨胀的。根据淹门的论述，非公状菌性膨胀的致同物质高粘性多糖类，在低浓度MLSS条件下也易于积蓄。此外，由于缩短了废水在曝气池内的停留时间，活性污泥在这个时间内来不及将所摄取的有机物完全氧化消耗，为此，有机物作为贮藏物质以多糖类的形式而被贮存，结果，便易于发生非丝状菌性膨胀。（2）废水中有机物的突变去除废水中有机物是活性污泥法主要目的之一。因此，有机物除了特殊部分外，是应该迅速被分解处理的。经实践证实，经充分培养驯化，在一定条件下连续运行的活性污泥法生产性装置，如投加的有机物在量或质上有较大的变化时，易产生污泥膨胀现象。首先，探讨一下有机物在量上的突变。在曝气池中BOD负荷量大量减少的场合，会导致活性污泥解体，丧失凝聚性能，以致不能继续运行。但是，如果采取缩小曝气池容积的措施，只使用能够与BOD量相平衡的一部分曝气池，这个问题是能够充分解决的。但当BOD负荷量突然增加的场合，就不那么简单了。BOD超负荷的时间如果较短，SVI升高也能够得到恢复，但如时间过长，则即将发生污泥膨胀现象。BOD负荷高的场合，废水中可溶性成分的绝对量较负荷低的场合为高，在这种条件下，如前述，易于发生丝状菌性膨胀。此外，BOD负荷高的场合，活性污泥中易于积累粘性物质，由此，存在着产生非丝状菌性膨胀的危险。其次，就有机物在质的方面产生变化的影响加以探讨。活性污泥用所需处理的废水进行驯化，能够迅速分解利用废水中有机物的微生物就会成为活性污泥的主体。如果大量流人性质与原废水完全不同的有机物，则势必引起曝气池内的微生物群体（microbial Population），亦即活性污泥的微生物群构成发生了变化。由于废水中有机物在性质上的变化，某些有机物减少或消失，则被这种有机物驯化并能很好利用这种有机物的某些微生物，其数量也将减少或消失。此外，向废水中投加某种新的有机物，或某些有机物急剧增加，那么就必然出现和增加能够利用、摄取这种有机物的微生物。这种情况同时进行的结果，活性污泥中微生物的构成就会发生很大变化。由于可资利用的有机物减少和消失，某些微生物将比较迅速地减少和消失；与此相对，而新投加的有机物对微生物的驯化，在多数情况下是需要比较长的时间的。在其驯化期间，即使废水成分稀薄，但在多数情况下，丝状微生物也能够充分增殖，其结果，有可能产生丝状菌性膨胀的危险。新投加到废水中的有机物，按其种类虽然有些受到水解并被微生物所摄取，但不能被氧化分解而以高粘性多糖类的形式被积蓄，所以发生高粘性膨胀的危险性很大。（3）有毒物质的流入一般认为，当有毒物质突然流入时，易于发生污泥膨胀。在这种情况下，首先出现的变化是沉淀池的上澄液，即处理水混浊。如果毒物流入是一时的或时间短促，则在流入停止后虽然暂时上澄液混浊，有少量的SS流出，但一般经过数日后便可恢复。但有毒物质若长时间流人，活性污泥中整个絮凝体就会解体而流出，结果，往往发生污泥膨胀现象。在这种情况下，必须开始重新培养活性污泥。文献报导的丝状菌性膨胀致因微生物之一的枯草芽抱杆菌（Bacillus Subtilus）和蜡状芽抱杆菌率状变种由于形成内生抱子，所以存在着有毒物质时，也能适应这样的恶劣环境。当有毒物质存在时，即使对衰弱的活性污泥来说，如果调整条件，那么就会迅速发芽，在正常活性污泥微生物增；殖之前，这种丝状微生物就有布满整个曝气池的危险，这样也往往发生丝状菌性膨胀。4. 生产装置和其运行方法与污泥膨胀在生产装置内，发生的污泥膨胀，其产生的条件与原因，有一些是不能用实验室规模的试验研究判明的，本文将就此加以阐述。（1）废水投加方法曾对影响废水有效处理措施之一的废水投加方法进行了探讨，并提出了若干方案，其中有些已被生产装置所采用。最简单的废水投加方法是间歇处理。即处理不是连续的。首先，投放种泥，并将浓度较高的废水一次投进基本是空的曝气池内，如果需要，也可加入稀释水，随后开始曝气，并继续一定时间。此间不再投加新的废水，处理终止后停止曝气，混合液在曝气内静置，使活性污泥自然沉淀分离或者将曝气池混合液全部移送到沉淀池内进行自然沉淀分离。生成的上澄液作为处理水尽量放流，然后再将新废水一次投进几乎是空的曝气池内，将其充满并再次开始进行处理。这个过程就是间歇式处理法。间歇式处理法，仅仅是一种能够当废水量较少，且能够集中而迅速地流入曝气池内，处理后也能够在比较短的时间内能将处理水排放的条件下采用的方法。这个方法在不需要调节池和沉淀池的这方面是经济的，而且在便于运行管理这一点上也是有利的。但是在活性污泥沉降性能恶化的时候，这个方法的净化过程会完全停止，此外，由于不是连续的，所以处理效率低。比间歇式效率高的废水处理法是废水连续投加的方法。在废水连续的处理法中，广泛用于城市污水处理的是传统活性污泥法或称为标准活性污泥法（conventional method）。曝气池是一个水深约4米，宽4米的长形水池，也就是，中间有隔墙，废水在内曲折迂回前进的大水池（图47）。废水从一端流入，通过曝气池，在终点完成处理流出。图4-7本法因为是连续的，处理不中断，所以比间歇式的处理效率高。但是BOD负荷量随曝气池长度而异，而且有很大的差别。即，在始端负荷高，然后依次降低，曝气结束前BOD含量与处理水相同。这种处理流程存在的问题是，曝气池只有一部分被有效利用，另一部分则没有被利用，浪费较大。此外，曝气池的始端承受急剧的冲击负荷也是一个问题。即大量的BOD物质和浓度较高的有毒物质都由曝气池始端的活性污泥所承担。为了克服这些问题，提出的改良法是阶段曝气法（step aearation）。此外，按BOD负荷量供给空气，以节省空气的方法是渐减曝气法。 传统活性污泥法（conventional nethod）虽然将 BOD物质连续地投加到曝气池内，但在曝气池内的 BOD负荷不是均一的，所以不能称为真正的连续式。能够看作为真正的连续发酵的方法是完全混合式。这个方法全部是连续式，曝气池内的BOD浓度、MLSS、PH是完全均一的。冲击负荷最小，在理论上是处理效率最高的方法。为了将活性污泥法经济且有效地应用于实践，许多人进行了大量的探讨及改良工作，除上述方法外，还提出了各种各样的方法。各种方法都是按BOD的投加法提出的，以上介绍的是其中最典型的方法。邱道巴（Chudoba）等和雷辛克（Rensink）分别对BOD的投加波与污泥膨胀发生的关系进行了研究探讨，根据他们的研究结果，则完全混合式发生污泥膨胀的危险性比间歇式和传统设要高的多。其中危险性最小的是间歇式。下面将雳辛克（Rensink）的实验加以介绍。BOD为350毫克升的人工配制污水以BOD0.3公斤MLSS公斤日的BOD负荷分别投加于间歇式、传统式和完全混合式曝气池，进行三调处理实验，结果证实，活性污泥的沉淀性能有很大的差异。间歇式和传统式的SVI值在100以下，而完全混合式却在200400之间。并发现具有BOD负荷量小，SVI值的差异在断缩小，而当负荷量大，SVI值的差异即行变大的倾向。此外，还可以看出，SVI与活性污泥中丝状菌数量之间的相关关系。SVI值高，即沉降性能恶化的场合，活性污泥在显 镜下观察到较多的丝状菌。为什么BOD的投加方法不同，SVI值具有较大的差