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1、城市污水厂实习培训教程第六章 城市污水处理系统的运行管理第一节 概 述一、运行管理的内容城市污水厂的运行管理是指从接纳原污水到净化处理排出“达标”污水的全过程管理,它包括准备、计划、组织以及控制等四方面的内容。其中,准备是指包括物资、人力、资金、能源及组织等准备。如污水厂运行所需的操作工人和技术人员的培训;污水处理工艺控制;污水厂各种处理单元所需化学药剂的准备及设备维护所应有的技术准备等;计划是指编制污水、污泥处理的运行控制方案和执行阶段计划,使企业在生产中有据可依,节能降耗,提高管理效益;组织是指合理安排运行过程中操作岗位,制订好岗位操作规程以及岗位责任制,做好各岗位之间的协调;控制是运行计

2、划的实施,是对运行过程实行包括进度、消耗、成本、质量、故障等全面的控制。二、运行管理的意义城市污水处理厂,是整个水污染控制系统的最重要部分,也是做好节约水资源工作的重要内容之一。与世界先进水平相比,我国水环境保护工作还有一定的差距,但近年来国家加大了管理力度,投入大量资金建设了一大批污水处理厂。但现实的状况是,由于运行管理工作没有搞好,使很多污水处理厂没有很好地运行起来。城市污水处理厂作为城市发展的重点基础设施,是社会可持续发展的有力保证。今后,国家和各级地方政府还要投资建设大批污水处理厂,城市污水处理事业需要一大批具有高度责任感和事业心,具有较高专业技能和一定法规意识,乐于奉献的技术人员、操

3、作人与和管理人员,需要他们不断钻研技术,工作中不断创新,发明节能降耗技术,使污水厂运行高校有效。三、运行管理基本要求城市污水处理厂运行管理过程中达到的基本要求如下。(1)按需生产 首先应满足城市与水环境对污水厂运行的基本要求,保证污水处理达标。(2)经济生产 以最低的成本处理好污水,使其“达标”。(3)文明生产 要求具有全新素质的操作管理人员,以先进的技术生产方式,安全地搞好生产运行。四、运行管理人员的职责污水处理厂操作管理人员的任务是:充分发挥各种处理方法优点,根据设计要求进行科学管理,在水质条件和环境条件发生变化时,充分利用各种工艺的弹性进行适当的调整,及时发现并解决异常问题,使处理系统高

4、效低耗地完成净化处理作用,已达到理想的环境效益、经济效益和社会效益。1.业务技能污水与污泥的处理是依靠物理、化学及生物学的原理来实现的,设计大型的构筑物、机械、设备与自控装置,以及各种测试手段,因此要求所有运行管理人员除了具有一定文化程度外,还需要具备物理、化学及微生物学方面的知识及电力、机械等方面的知识。污水处理系统运行管理时,各运行岗位工人要做到“四懂四会”,即:懂污水处理基础知识,懂厂内管道分布和使用方法,懂厂内构筑物的作用和管理方法,懂技术经济指标含义和懂计算机方法、化验指标的含义及其应用;会合理配气配泥,会合理调度空气,会正确回流与排放污泥,会排除运行中的故障。虽然对其他工种的工人都

5、有不同的业务知识和能力要求,但是不论哪一个岗位、哪一个工种,所有运行管理人员,均应熟知本厂污水的水质特征,处理系统的工艺流程及各单元的原理,各工作岗位在系统中的作用以及如何相互配合协调,从而保证污水处理厂的正常运转。2.规章制度为了保证污水厂稳定的运行,污水厂还应制订一些规章制度,要求所有员工必须遵守,这些制度包括:岗位责任制、设施巡视制、设备保养制、交接班制、安全操作制等。(1)岗位责任制 除了以下共同的职责外,对每个岗位都应该制订专门的职责范围、操作规程、奖罚条例等。 维持处理设施正常的运行; 做好当班记录,包括当班运行数据、操作要点、测试结果、异常情况及如何处理等; 做好交接班,为下一班

6、介绍情况,若发现异常苗子或隐患应强调指出、重点监视; 保证工作环境的舒适、卫生整洁; 做好本职预算,包括备件、药品及仪器等。(2)安全制度 安全是正常生产的保证,包括以下几方面:报警装置和标识牌等安全措施;劳保用品及保护设施;危险化学药品、材料管理。(3)设备保养制 各种机械与电气设备或装置,是污水污泥系统处理效果好坏的保证。设备维护保养工人应对处理系统的各种机电设备定期检查、保养及维修。对于各种设备,应设专卡记录产地、维修次数、运行状况、保养责任人等。对所有设备,应该有足够的零配件、耗损材料的备件。第二节 城市污水处理技术经济指标和运行报表一、技术经济指标1.技术指标(1)处理污水量 处理后

7、达标污水的多少,一般通过巴氏计量槽测定,并应与管道流量计的测量作比较。对于污水厂,利用现有的系统,在保证处理效果时,处理的污水越多越能发挥规模效益。一般记录每日平均时流量、最大时流量、平均日流量、年流量等。(2)污染物去除指标 包括CODcr、BOD5、SS、TN或NH3-N等污染物指标的总去除量、去除率。必要时应该分析出主要处理单元的污染去除指标。(3)出水水质达标率 出水水质达标率是全年出水水质达标天数与全年总运行天数之比率。一般要求出水水质达标率在95%以上。(4)设备完好率和设备使用率 城市污水处理厂的设备完好率是设备实际完好台数与应当完好台数之比。设备使用率是设备使用台数和设备应当完

8、好台数之比。设备使用率取决于设计、建设时采购安装的冗余程度,较高的设备使用率说明污水处理厂的设计、建设和管理经济、合理。良好的城市污水处理厂的设备完好率应在95%以上。(5)污水、渣、沼气产量及其利用指数 城市污水处理厂的预处理与一级处理,每天都要去除栅渣、砂及浮渣。运行记录应有各种设施或设备的渣、砂净产量级单位产量。不论是污泥干重或湿重产量,一般都与污水水质、污水处理工艺、污泥处理工艺有关,应记录其湿、干污泥和总产量、单位产量及污泥利用产量等指标。若采用传统活性污泥法处理污水,每处理1000m3污水可由带式脱水机产生湿泥、污泥饼0.7m3(含水率75%80%)。当生污泥进行厌氧消化时,均会产

9、生沼气。一般每消化1.0的挥发性有机物可产生0.751.0m3的沼气。沼气中甲烷含量约为55%70%,热值约为23MJ/m3。运行指标应包括气产量、单位沼气产量、沼气利用量。2.经济指标(1)电耗 包括污水厂全天消耗的电量,每处理1t污水的电耗,各处理单元(包括污泥处理部分)的电耗。(2)维修费用指标 各种机电设备检查、养护、维修费用指标。(3)药材消耗指标 包括各种药品、水、蒸汽和其他消耗材料的总用量、单位用量指标。(4)产品收益指标 沼气、污泥或再生水等副产品销售量、销售收入指标。(5)处理成本指标 计算单位污水处理成本,城市污水厂处理污水污泥发生的各种费用之和扣去副产品销售收益后的费用,

10、成为污水处理成本。二、运行记录与报表一个城市污水处理厂,其每日或全厂处理多少污水,处理效果如何,处理过程节能降耗结果如何,处理过程有什么异常,解决方式与结果如何,全凭污水处理厂的运行记录及报表来反映。城市污水处理厂的原始记录与报表是一项重要的文字记录与档案材料,可为管理人员提供直接的运转数据、财务数据、设备数据、分析化验数据,这些数据可帮助对工艺进行计算与调整,分析、判断设施设备状况,调整经营情况及提出设施设备维修计划和生产调度。原始记录主要有值班记录、工作日志和设备维修记录,包括各种测试、分析或仪表显示数据记录。在原始记录基础上汇编而成统计报表可分为月统计、季统计、年统计等。通常日或旬统计报

11、表由各操作岗位每日或周或旬向工段抄送;月统计报表由工段每月向科或处室抄送;季度或年统计报表由科或处室每季度或年向厂抄送。原始记录或统计报表,按专业划分为运行、化验、设备、财务等几类报表。原始记录的填写,一定要及时、清晰、完整、真实准确;统计报表的编制则应定时、系统、简练地反映污水处理过程不同时期的运行管理状况的主要内容。第三节 污水处理系统的运行管理城市污水处理系统的运行管理包括典型流程中一级、二级处理的主要构筑物,另外,考虑到三级处理的发展趋势,对三级处理中的部分处理设施也一并说明。一、预处理系统的运行管理1.格栅间(1)过栅流速的控制 合理控制过栅流速,最大程度发挥拦截作用,保持最高的拦污

12、效率,栅前渠道流速一般应控制在0.40.8cm/s。过栅流速应控制在0.61.0cm/s,具体情况根据实际污染物的组成、含砂量的多少及格栅距而定。在实际运行中,可通过开、停格栅的工作台数,控制过栅流速,当发现过栅流速超过本厂的最高要求值时,应增加投入工作的格栅数量,使过栅流速控制在要求的范围内,反之,当过栅流速低于要求的最低值时,应减少投入工作的格栅数量,使过栅流速控制在要求的范围内。另外,格栅的工作台数可通过污水处理厂前部设置的流量计、水位计可得知进入污水处理厂的污水流量及渠内水深,再按设计推荐或运行操作规程设计的入流污水量与格栅工作台数的关系,确定投入运行的数量;也可通过最佳过栅流速的计算

13、来确定格栅投入运行的台数。(2)栅渣的清除 格栅除污机每日什么时候清污,主要利用栅前液位差来控制,必要时结合开停方式来控制,不管采用什么方式,值班人员都应该经常现场巡视,以手动开停方式积累的栅渣发生量决定于很多因素。管理人员应注意摸索总结一天、一个月或一年中什么时候栅渣量大,这样也有利于提高操作效率。此外,要加强巡查,及时发现格栅除污机的故障;及时压榨、清运栅渣;做好格栅间的通气换气。(3)格栅及除污机的维护保养 格栅除污机是污水处理厂内最容易发生故障的设备之一。巡视时应注意有无异常声音,观察栅条是否变形,应定期加油保养。由于污水流速的减慢,或渠道内粗糙度的加大,格栅前后渠道可能会积砂,应定期

14、检查清理积砂,及时修复渠道。(4)测量与运行记录 应测定每日栅渣量的重量或容量,并通过栅渣量的变化判断格栅是否正常运行。2.沉砂池(1)配水与配气 曝气沉砂池的每一格,一般都有配水调节闸门和空气调节阀门,应经常巡查沉砂池的运行状况,及时调整入流污水量和空气量,使每一格沉砂池的工作状况(水量、液位、气量、排砂次数)相同。(2)排砂 排砂操作要点是根据沉砂量的多少及变化规律,合理安排排砂次数,保证及时排砂。排砂次数太多,可能会使排砂含水率太大(除抓斗提砂以外)或因不必要操作增加运行费用;排砂次数太少,就会造成积砂,增加排砂难度,甚至破坏排砂设备。应在定期排砂时,密切注意排砂量、排砂含水率、设备运行

15、状况,及时调整排砂次数。对于合流制污水系统,下雨时应增加排砂次数。无论是桁车带泵排砂或链条刮砂机,由于故障或其他原因停止排砂一定时间后,都不能直接启动。应认真检查池底积砂槽内砂量的多少,如沉砂太多,应先排空沉砂池然后进行人工清砂,以免由于过载而损坏设备。(3)清除浮渣 经常巡视浮渣刮渣出渣的运行状况,池面浮渣的多少。沉砂池上的浮渣应定期以机械或人工方式清除,否则会产生臭味影响环境卫生,或浮渣缠绕成堵塞设备或管道。(4)除砂和洗砂 在沉砂池沉积下来的沉砂需要及时清除,沉砂池中排出的积砂,一般含有一些有机物,容易发臭。小型污水厂采用重力排砂,洗砂采用旋流砂水分离器和螺旋洗砂器,经清洗分离出来的沉砂

16、含有机成分较低,且基本变成固态,可以直接清运出去。还应经常清洗维护洗砂设备,保持洗砂间环境卫生良好。(5)做好测量与运行记录 每日测量、记录的项目:曝气量,除砂量。定期测量的项目:湿砂中的含砂量,有机成分含量。3.污水提升泵房(1)泵组的运行调度 城市污水处理厂的污水进入泵房前一般不设调节池,为保证抽升量与来水量一致,泵组的运行调度应注意以下几条:尽量利用大小泵的组合来满足水量,而不是靠阀门来调节,以减少管路水头损失,节能降耗;保持集水池的高水位,可降低提升扬程;水泵的开停次数不可过于频繁;各台泵的投运次数及时间应基本均匀。(2)集水池的维护 污水流速减慢,泥砂可能沉积到集水池池底。定期清理时

17、,应注意人身安全。清池前,应首先强制排风,达到安全部门规定的要求后,人方可下池工作。下池后仍应保持一定的通风量。每个操作人员在池下工作时间不可超过30min。(3)各种仪表的观察 经常注意真空表、电流表、轴承温度表、压力表、油位针的变化。针对仪表的不正常显示,应及时查明原因,尽快解决。(4)运行记录 每班应记录的内容有:主要仪表的显示值,各时段水泵投运的台号,异常情况及其处理结果。二、初沉池的运行管理初沉池一般设在污水处理厂的沉砂池之后,它是二级处理厂预处理构筑物,一级处理厂的主体处理构筑物,根据初沉池的形式及刮泥设备形式,确定刮泥方式、刮泥周期,避免沉积污泥过长停留造成浮泥;也不能因刮泥太频

18、繁太快,扰动已沉下的污泥。初沉池一般采用间歇排泥,最好采用自动控制方式。泥泵的启动由时间控制,泥泵的关闭由安装在排泥管路上的浓度计或密度计来控制。无法自动控制时,根据经验人工控制排泥次数和排泥时间,并在可能时注意观察排泥管上取样口泥样的颜色变化,及时调整排泥时间。当初沉池采用连续排泥时,应注意控制排泥流量,使排泥浓度符合工艺要求。巡检时注意各沉淀池溢流流量是否相同,出水三角堰出流是否均匀,堰口是否被浮渣封堵,并及时调节和清理。巡检时经常观察浮渣刮板是否损坏,浮渣刮板与浮渣斗和浮渣挡板配合是否适当,如果刮板橡胶板变形应及时更换。注意观察浮渣斗中浮渣是否能顺利排出。注意观察辩听刮泥、刮渣、排泥设备

19、是否有异常声响,是否有部件松动,如有则及时调整和维修。排泥管路应每月冲洗一次,防止砂、油脂在管内或阀门外积塞。初沉池应每年排空一次,彻底清理检查;池底是否有积砂或有死区;排泥斗及排泥管内是否有积砂;水下部件的腐蚀、润滑情况;刮板与池底是否密合等。测定并判断SS去除率是否下降,看是否存在下列原因。入流污水水力负荷过重;短流;刮泥与排泥周期太长或排泥时间太短造成积泥或上浮。做好分析测量与记录。每班应记录以下内容:水温和pH值;刮泥机及泥泵运转情况;排泥次数和排泥时间;排浮渣次数及时间或浮渣量。每日应测定并记录的内容:有CODcr、BOD5、TS、pH、SS、进出水平均值、去除率;排泥的含固率;排泥

20、的挥发性固体含量。三、曝气池和二沉池的运行管理1.传统活性污泥处理系统的运行管 经常检查与调整曝气池配水系统和回流污泥的分配系统,确保进入各系列或各池之间的污水和污泥均匀。 经常观测曝气池的泡沫发生状况,判断泡沫异常增多原因,并及时采取处理措施。 经常观测曝气池混合液的静沉速度、SV及SVI,若活性污泥发生污泥膨胀,判断是否存在下列原因:入流污水有机质太少,曝气池内F/M负荷太低;入流污水氮磷营养不足;pH值偏低不利于菌胶团细菌生长;混合液DO偏低;污水水温偏高等。并及时采取针对性措施控制污泥膨胀。 注意观察曝气池液面翻腾状况,检查是否有空气扩散器堵塞或脱落情况,并及时更换。 定期检查空气扩散

21、器的充氧效率,判断空气扩散器是否堵塞,并及时清洗。 及时清理曝气池边角外漂浮的部分浮渣。 每班测定曝气池混合液的DO,并及时调节曝气系统的充氧量,或设置空气供应量自动调节系统。 当地下水位较高,若曝气池或二沉池放空,应注意先降水再放空,以免漂池。 注意曝气池护栏的损坏情况并及时更换或修复。 经常检查并调整出水堰板的平整度,防止出水不均和短流,及时清除挂在出水堰板的浮渣。 经常检查并调整二沉池的配水设施,使进入各池的混合液均匀。 及时清除水槽上生物膜。 及时检查浮渣斗排渣情况并经常用水冲洗浮渣渣斗。 经常观察二沉池液面,看是否有局部污泥大块上浮且污泥发黑带臭味,则二沉池存在死区;若许多污泥块状上

22、浮又不同上述情况,则为曝气池混合液DO偏低,二沉池中污泥反硝化。应及时采取针对措施避免影响出水水质。 经常检测出水是否带走微小污泥絮粒,造成污泥异常流失。通常造成污泥异常流失的原因有:污泥负荷偏低且曝气过度,入流污水中有毒物浓度突然增高细菌中毒,污泥活性降低而解絮,并采取针对措施及时解决。 一般每年应将二沉池放空检修一次,检查水下设备、管道、池底与设备的配合等是否出现异常,并及时修复。 做好分析测量与记录每班应测试项目:曝气池混合液的SV及DO(有条件的每小时一次或在线检测DO)。每日应测定项目:进出污水流量Q,曝气量或曝气机运行台数与状况,回流污水量,排放污泥量;进出水水质指标:CODcr、

23、BOD5、SS、pH值;污水水温活性污泥的MLSS、MLVSS;混合液SVI;回流污泥的MLSS、MLVSS;活性污泥生物相。每日或每周应计算确定的指标:污泥负荷F/M,污泥回流比R,二沉池的表面水力负荷和固体负荷,水力停留时间和污泥停留时间。2.A/O生物脱氮处理系统的运行管理生物硝化反硝化系统的运行控制与传统活性污泥法基本一致,但还应注意以下问题。 是否因为入流污水碱度不足或呈酸性,造成硝化效率下降,出水NH3-N升高。硝化段的pH值应大于6.5,二沉池出水碱度不小于20mg/L,否则硝化阶段应适当投加石灰等。 注意调整好曝气量和排泥量。若曝气量供养不足或系统排泥量太大,会造成硝化效率下降

24、,应及时调整曝气量和排泥量。但DO太高,系统排泥量又少污泥龄又太长,又易使污泥在低负荷条件下过度曝气,造成污泥解絮。 若入流污水TN含量太高,或污水水温太低(如低于15),生物脱氮系统效率就会降低,因此应该增加曝气池投入的数量或提高混合液的MLVSS,以保证良好的污泥运行负荷。 经常观测系统的内回流比和缺氧段搅拌速度是否太高,防止缺氧段DO偏高。 若内回流太少,回流至缺氧段的不足,将导致二沉池出水TN超标,应该及时调整内回流比,但又不能因为增大了内回流比使缺氧段DO大于15mg/L。 经常测定入流污水BOD5/TN的比值,一般应维持在57左右,既不会使反硝化所需碳源太少,也不会使硝化所要求的碳

25、源太高。否则应通过跨越初沉池或增加初沉池的停留时间,投加有机碳源等措施来改变BOD5/TN比值。 做好分析测量与记录,除传统活性污泥法所应测试项目外,还应定时测量以下项目:a.每班应多次测定的项目包括好氧段混合液的pH值和缺氧段混合液DO;b.每日应该测定的项目包括系统进水、出水碱度与TN、二沉池出水的NH3-N与;c.每日应计算的内容包括混合液内回流比,入流污水BOD5/TN,污泥负荷和污泥龄。四、活性污泥处理装置的运行管理(一)活性污泥法处理装置的投产活性污泥法处理装置在建成投产之前,需进行验收工作。在验收中,用清水进行试运行是必要的。它可以提高验收质量,发现问题可作最后修整,通过清水曝气

26、设备充氧性能测定,为运行提供资料。投产运行前,对运行管理人员进行培训,熟悉处理设备的构造和功能,掌握设计内容和设计意图,参加运行之前的污泥培养与驯化工作,掌握运行管理的各项工作。对于城市污水和性质与之相类似的工业废水,投产时先需要进行培养活性污泥;对于其他工业废水,除培养活性污泥外,还需要对活性污泥进行驯化以适应所处理污水的特点。当活性污泥的培养和驯化结束后,还应进行确保最佳运行条件的试运行工作。(1)活性污泥的培养 培养活性污泥需要有菌种和细菌生长所必需的营养物。对于城市污水处理厂,污水中本身就带有菌种,污水中也具备了菌种生长所需的营养物质,城市污水中营养主要成分:碳、氮、磷。通常用BOD5

27、:N:P表示含量比,一般为100:5:1,许多学者研究了污水处理中微生物对基质(BOD)与氮、磷的要求,得出了很有价值的比例关系,如表6-1所示。表6-1 营养物的比例表研究者BOD:N:P研究者BOD:N:PEekenfelder100:5:1Simpson90:5.3:1Mckinney80:5.0:1Sawyer100:4.3:1城市污水所含营养成分适合于微生物生长繁殖。因此可以直接用城市污水进行培养。方法是将污水引入曝气池进行充分曝气,并开动污泥回流设备,使曝气池和二次沉淀池接通循环,经12d曝气后,曝气池内就会出现模糊不清的絮凝体。这种絮凝体就是活性污泥,它是细菌和杂质纤维等交织在一

28、起的菌胶团。为补充营养和排除对微生物增长有害的微生物代谢产物,要及时地换水,即将污水再次引入曝气池,将原有污水顶替排走,换水可间歇进行,也可连续进行。间歇换水:混合液在曝气到开始出现活性污泥絮体后,即停止曝气,静止深沉11.5h,排放约占总体积60%至70%的上清液,再补充生活污水或粪便水,断续曝气。间歇换水一般适用于生活污水所占比重不太大的城市污水处理厂。每天换水12次,当第一次进水曝气并出现模糊的活性污泥绒絮后,就可停止曝气,使混合液静止深沉11.5h后排澄清液,所排放的澄清液可占总体积的60%70%,然后将污水引入曝气池重新曝气,重复上述操作,直至混合液在30min的沉降比为15%20%

29、时为止。在一般的污水浓度和水温15以上的条件,经过710d便可大致达到上述状态。成熟后的活性污泥具有良好的凝聚沉淀性能,污泥内含有大量的菌胶团和纤毛虫原生动物,如钟虫、盖纤虫、累枝虫等,并可使BOD5的去除率达到90%左右。当进入的污水浓度很低时,为使培养期不致过长,可将初沉淀池的污泥引入曝气池或不经初沉池将污水直接引入曝气池。对于工业废水,也可按照上述方法培养,不过在培养开始时,最好投入一部分作为菌种的粪便水。间歇操作在每次换水时,以停止曝气-沉淀-重新曝气,总的时间不宜超过2h为宜。以生活污水为主的城市污水或纯生活污水适用连续换水。连续换水是指进水、出水、回流同时进行的方式培养活性污泥。对

30、于工业废水或以工业废水为主的城市污水,由于其中缺乏专性菌种和足够的营养,因此在投产时除用一般菌种和所需营养足量的活性污泥外,还应对所培养的活性污泥进行驯化,使活性污泥微生物群体逐渐形成具有代谢特定工业废水的酶系统。活性污泥的培养和驯化可归纳为异步培驯法、接种培驯法和同步培驯法数种。异步法即先培养后驯化;接种法系列用其他污水厂的剩余污泥,再进行适当培驯;同步法则培养和驯化同时进行或交替进行。(2)活性污泥的驯化 处理工业生产污水,可先用粪便水或生活污水培养活性污泥。因为这类污水中细菌种类繁多,本身所含营养丰富,细菌易于繁殖。当缺乏这类污水时,可用化粪池和排泥沟的污泥、初次沉淀池或消化池污泥等。采

31、用粪便水培养时,先将浓粪便水过滤后投入曝气池,再用自来水稀释,使BOD5浓度控制在500mg/L左右,进行静态(闷曝)培养。同样经过12d,为补充营养和排除代谢产物,需及时换水。对于生产性曝气池,由于培养液量大,收集比较困难,一般采取间歇换水方式,或先间歇换水,后连续换水。而间歇换水又以静态操作为宜。即当第一次加料曝气并出现模糊的絮凝体后,就可停止曝气,使混合液静沉,经过11.5h后排出上清液(其体积约占总体积的50%70%),然后再往曝气池内投加新的粪便水和稀释水。粪便水的投加量应根据曝气池内已有的污泥量在适当范围内进行调节(即随污泥量的增加而相应增加粪便水量)。每次从停止曝气、沉淀到重新曝

32、气所需总时间以不超过2h为宜。开始宜每天换水一次,以后可增加到两次,以便及时补充营养。连续换水适用于就地有生活污水来源的处理站。在第一次投料曝气后或经数次闷曝而间歇换水后,就不断地往曝气池内投加生活污水,并不断将出水排入二次沉淀池,将污泥回流至曝气池。随着污泥培养的进展,应逐渐增加生活污水水量。此外,污泥回流量应比设计值稍大一些。当活性污泥培养成熟,即可在进水中加入并逐渐增加工业生产污水的比重,使微生物在逐渐适应新的条件下得到驯化。开始时可按工业生产污水设计流量的10%20%加入,达到较好的处理效果后,再断续增加其比重。每次增加的百分比以设计流量的10%20%为宜,并待微生物适应巩固后再继续加

33、其比重,直至满负荷为止。在驯化过程中,能分解工业产生污水的微生物得到发展繁殖,不能适应的微生物则逐渐淘汰,从而使驯化过的活性污泥具有处理该种工业生产污水的能力。上述先培养后驯化的方法即所谓异步培驯法。为了缩短培驯和驯化的时间,也可以把培养和驯化这两个阶段合并进行,即在培养开始就加入少量工业生产污水,并在培养过程中逐渐增加比重,使活性污泥在增长的过程中,逐渐适应工业生产污水并具有处理它的能力。这就是所谓“同步培驯法”。这种做法的缺点是,在缺乏经验的情况下不够稳妥可靠,出现问题时不易确定是培养上的问题还是驯化上的问题。在有条件的地方,可直接从附近污水厂引来剩余污泥,作为种泥进行曝气培养,这可以缩短

34、培养时间,如能从性质类似的工业产生污水站引来剩余污泥,这更能提高驯化效果,缩短培驯时间。这即所谓接种培驯法。工业生产污水中,如缺乏氮、磷等养料,在驯化过程中则应把这些物质逐渐加入曝气池中。实际上,培养和驯化这两个阶段不能截然分开,间歇换水与连续换水也常结合进行,具体培养驯化时应依据净化机理和实际情况灵活进行。(二)试运行活性污泥培养成熟后,就开始试运行。试运行的目的是为了确定最佳的运行条件。在活性污泥系统的运行中,作为变数考虑的因素有混合液污泥浓度(MLSS)、污水注入的方式、空气量等。如采用曝气沉淀池还有回流窗孔开启高度;如采用生物吸附法,则还有污泥再生时间和吸附时间之比值;如工业废水养料不

35、足,还有氮、磷的用量等。将这些变数组合成几种运行条件分阶段进行试验,观察不同条件的处理效果,并确定最佳的运行条件,这就是试运行的任务。活性污泥法要求曝气池内保持适宜的营养物与微生物的比值,供给所需要的氧,使微生物很好地与有机物相接触,整体均匀地保持适当的接触时间等。营养物与微生物的比值一般用污泥负荷率加以控制,其中营养物数量由流入污水量和浓度决定,因此应通过控制活性污泥数量来维持适宜的污泥负荷率。不同的运行方式有不同的污泥负荷率。运行时的混合液污泥浓度就是以其运行方式的适宜污泥负荷率作为基础规定的,并在试运行过程中获得最佳条件下的MLSS值,便可控制污泥回流量和剩余污泥量,并获得这方面的运行规

36、律。此外,剩余污泥量也可以通过相应的污泥龄加以控制。活性污泥系统的进水方式,一般设计得比较灵活,既可以按传统法,也可以按阶段曝气法或生物吸附法运行。在这种情况下,必须通过试运行加以比较观察,然后得出最佳效果的运行方式。如按生物吸附法运行,还应得出吸附和再生时间的最佳比值。空气量应满足供养和搅拌的要求。供氧应使最高负荷时混合液含量保持在12mg/L左右,搅拌使污水与污泥充分混合,搅拌程度可通过测定曝气池表面、中间和池底各点的污泥浓度是否均匀而定。(三)活性污泥法处理装置运行和测定的主要项目试运行确定最佳条件后,即可转入正常运行。为了保持良好的处理效果,积累生产经验,及时发现问题,采取有效对策,需

37、定期对处理情况进行检测。经常性检测的主要项目分述如下。(1)反映污泥环境条件及处理效果的项目 水温、pH值、进出水的和溶解性的BOD和COD ,进出水总量和挥发性的SS,进出水的有毒物质(对应工业废水)。(2)反映污泥情况的项目 污泥沉降比(SV%),MLSS、MLVSS、溶解氧(DO)、SVI、微生物观察等。一般SV%和DO最好24h测定一次,至少每8h一次,以便及时调节回流污泥量和空气量。微生物观察最好8h一次,以预示污泥异常现象。除氮、磷、MLSS、MLVSS、SV%、可定期测定外,其他各项应每天测一次。一般而言,以SV<30%为好;在标准活性污泥法里,以SVI=50150为理想,

38、达到200以上则认为污泥可能膨胀;曝气池混合液悬浮固体浓度MLSS为15002000mg/L。在生物相的显微镜观察中,良好的活性污泥在显微镜下看不到或很少看到分散在水中的细菌,看到的是一团团结构紧密的污泥块;不太好的活性污泥,在显微镜下可以看到丝状菌,亦可看到一团团污泥块;很差的活性污泥,则丝状菌很多;鞭毛虫和游动型纤毛虫只能在有大量细菌时才出现;固着型纤毛虫(如钟虫),存在于有机物很少,BOD5在510mg/L左右的废水中;轮虫在水质十分稳定、溶解氧充分时才出现。(3)反映污泥营养的项目 BOD5;出水氨氮(1mg/L);出水磷(1mg/L);溶解氧(12mg/L);二沉池出水DO0.5mg

39、/L。此外,每天要记录进水量、回流污泥量、剩余污泥量,还要记录剩余污泥的排放规律、曝气设备的工作情况以及空气量和电耗等,剩余污泥(或回流污泥)浓度也要定期测定。上述检测项目如有条件,应尽可能进行自动检测和自动控制。(四)活性污泥法运行中的异常现象及其防止措施1.污泥膨胀 二次沉淀池或加速曝气池的沉淀区,有时会出现污泥的膨胀与上浮的现象。这时,污泥结构松散,沉降性差,造成污泥上浮而随水流失。这样不仅影响出水水质,而且由于污泥大量流失,使曝气池中混合液浓度不断降低,严重时甚至破坏整个生化处理过程。广义地把活性污泥的絮凝性和沉降性恶化,以及处理水混浊的现象总称为活性污泥的膨胀。活性污泥的膨胀可大致分

40、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,污泥沉降快,SVI低,但出水混浊,这叫做非丝状体膨胀。当丝状体过多,长出一般絮体的边界而伸入混合液时,其架桥作用妨碍了絮体间的密切接触,致使沉降较慢,密实性差和SVI高,但这时的上清液可能澄清。当丝状体存在的数目足以形成适宜的絮体骨架而无显著分枝伸入溶液时,絮体大而浓密、沉降性能好、SVI低、上清液清净,这叫做非膨胀污泥。以沉降过的生活污水为料

41、液的试验表明,丝状体长度小于107µm/mL者,为非膨胀污泥;反之为膨胀污泥,导致丝状体大量繁殖的原因如下。(1)溶解氧浓度 曝气池内溶解氧在0.72.0mg/L范围内,虽然都可能出现丝状微生物,但在低溶解氧条件下却能生长良好,甚至能在厌氧条件下残存而不受影响。所以城市污水处理厂的曝气池溶解氧最低应保持在2mg/L左右。(2)进水化学条件的变化 首先是营养条件变化,一般细菌在营养盐为BOD5:N:P=100:5:1的条件下生长,但若磷含量不足,C/N升高,这种营养情况适宜丝状菌生活。其二是硫化物的影响,过多的化粪池的腐化水及粪便废水进入活性污泥设备,会造成污泥膨胀。含硫化物和造纸废水

42、,也会产生同样的问题。一般是加510mL/L氯加以控制或者用预曝气的方法将硫化物氧化成硫酸盐。其三是碳水化合物过多会造成膨胀。其四是有毒重金属的冲击负荷可抑制丝状菌,但不能使丝状菌消失并产生针点絮体,造成出水悬浮物提高和SVI降低。还有pH值和水温的影响,丝状菌宜在调温下繁殖,而菌胶团则要求温度适中;丝状菌宜在酸性环境(pH=4.56.5)中生长,菌胶团宜在pH=68的环境中生长。(3)冲击负荷 如果曝气池有机物超过正常负荷,污泥膨胀程度提高,使絮体内部深解氧消耗提高,在菌胶团内部产生适宜丝状体生长的低溶解氧条件,从而促使丝状微生物的分枝伸入溶液。丝状体的分枝为细菌的聚合和较大絮体的形成提高了

43、延伸的骨架,加剧氧的渗透困难,从而又导致了内部丝状的发展。为防止污泥膨胀,应针对引起膨胀的原因采取措施。如缺氧、水温高等加载气量,或降低水温,减轻负荷,或适当降低MLSS值,使需氧量条件,从而促使丝状微生物的分枝伸入溶解。丝状体的分枝为细菌的聚合和较大絮体的形成提供了延伸的骨架,加剧了氧的渗透困难,从而又导致了内部丝状的发展。为了防止污泥膨胀,应针对引起膨胀的原因采取措施。如缺氧、水温高等加载气量,或降低水温,减轻负荷,或适当降低MLSS值,使需氧量减少等;如缺NP等养料,可投加硝化污泥或氮、磷等成分;如PH值过低,可投加石灰等调节PH;如污泥负荷率过高,可适当提高MLSS值,以调整负荷,必要

44、时还要停止进水“闷曝”一段时间;若污泥大量流失,可投加510mg/LFeCl3,促进凝聚,刺激菌胶生长,也可投加漂白粉或液氯(按干污泥的0.3%0.6%投加)抑制丝状繁殖,特别能控制结合水污泥膨胀。此外,投加石棉粉末、硅藻土、黏土等物质也有一定效果。污泥膨胀是活性污泥处理装置运行中的一个较难解决的问题,污泥膨胀的原因有很多,甚至有些原因还未认识、尚待研究。2.污泥上浮(1)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)。产生大量甲烷及二氧化碳附着在污泥体上,使污泥密度变小而上浮,上浮的污泥发黑发臭,造成污泥腐化的原因有:二沉池内污泥停留时间过长;局部区域污泥堵塞。解决腐化的措施

45、是加大曝气量,以提高出水溶解氧含量;疏通堵塞,及时排泥。此外,曝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。(2)污泥脱氮上浮 在曝气池负荷小而供氧量过大时出水中溶解氧可能提高,使废水中氨氮被硝化菌 转化为硝酸盐,此过程称为硝化。这种混合液若在二沉池中经过较长时间的缺氧状态(DO在0.5mg/L以下),则反硝化菌会使硝酸盐转化成氨和氮气,此过程称为反硝化。反硝化过程中形成的氨重新溶于水,只有氮以气体的形式存在于水中。当活性污泥上氮气吸附过多时,由于密度降低,污泥就随气体浮上水面。防止污泥脱氮

46、上浮的办法有:减少曝气,防止硝化出现;及时排泥,增加回流量,减少污泥在沉淀池中的停留时间;减少曝气池进水量,以减少二沉池中的污泥量。3.污泥的致密与减少 污泥体积指数减少会使污泥失去活性应引起足够重视。引起污泥致密、活性降低的原因:进水中无机悬浮物突然增多;有机物浓度减少;环境条件恶劣,有机物转化率降低。造成污泥减少的原因:有机物营养减少;回流比小而剩余污泥排放量大;污泥上浮而造成污泥流失;曝气时间过长等。解决办法:投加营养料;缩短通气时间或减少曝气量来调整回流比和污泥排放量;防止污泥上浮,提高沉淀效果。4.泡沫问题 当废水中含有合成洗涤剂及其他起泡物质时,就会在曝气池表面形成大量泡沫,严重时

47、泡沫层可高达1m多。另外,由于丝状微生物的增长,与气泡、絮体颗粒形成稳定的泡沫。泡沫的危害表现:泡沫的粘滞性在曝气表面阻碍氧气进入曝气池;表面机械曝气时,隔绝空气与水接触,减少以致破坏叶轮的充氧能力;在泡沫表面吸附大量活性污泥固体时,影响二沉池沉淀效率,恶化出水水质;泡沫蔓延至走道板,会产生一系列卫生问题;混有泡沫混合液进入二沉池后,泡沫会裹挟污泥增加出水的SS浓度,并在二沉池表面形成浮渣层。抑制泡沫的措施:在曝气池上安装喷洒管网,用压力水(处理后的废水或自来水)喷洒,打破泡沫;定时投加除沫剂(如机油、煤油等)以破除泡沫。油类物质投加控制在0.51.5mg/L范围内,油类也是一种污染物质,投量

48、过多会造成二次污染,且对微生物的活性也有影响;投加絮凝剂,使混合液表面失稳,进而使丝状菌分散重新进入活性污泥絮体中;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。如果泡沫十分严重,在设计时,应考虑用鼓风曝气式活性污泥法系统。表6-2列出了运行时出现异常现象的症状、原因及解决对策。表6-2 污泥性状异常及其分析异常现象症状分析及诊断解 决 对 策曝气池有臭味曝气池供氧不足,DO值低,出水有时较高增加供氧,使曝气池中DO高于2mg/L污泥发白丝状菌或固着型纤毛虫大量繁殖,进水pH值过低,曝气池pH6,丝状霉菌大量生长如有污泥膨胀及其他症状参照其对策提高进水pH值污泥发黑曝气池DO值

49、低,有机物厌氧放出H2S,与Fe2+作用生成FeS增加供氧或加大回流污泥量二沉池泥面升高,初期出水清澈,流量大时污泥成层外滥SV>30%,SVI>200mL/g,污泥中丝状占优势,污泥膨胀投加液氯、次氯酸钠,提高pH值等化学方法杀丝状细菌;投加颗粒碳、黏土等,提高DO;间隙进水沉淀池有大块黑色污泥上浮沉淀池局部集泥厌氧,产生CH4、CO2,附于泥粒上浮,出水氨氮常常较高防止沉淀池有死角,排泥后在死角区用压缩空气冲洗二沉池泥面过高丝状菌过量生长,MLSS过高增加排泥二沉池泥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;进水中有毒物浓度过高或pH值异常停止

50、进水,排泥后投加营养,可引进生活污水使污泥复壮或引进新污泥菌种二沉池上清液常混浊,出水水质差污泥负荷过高,有机物氧化不完全减少进水流量,减少排泥二沉池有细小污泥不断外漂污泥缺乏营养而瘦小;进水中氨氮浓度过高,C/N不合适;池温过高,搅拌过高使絮粒破碎投加营养物质或引进高BOD污水,使F/M>0.1,停开一个曝气池曝气池表面出现浮渣浮渣中诺卡菌过量生长;进水中洗涤剂含量过高清除浮渣增加排泥污泥未成熟,絮粒瘦小;出水混浊,水质差;游动性差小型鞭毛虫多水质成分及浓度变化过大;污水中营养物质不平衡或不足,污水中含毒物或pH值异常使污水成分浓度营养均化,并适当补充所需营养污泥脱水后泥饼松有机物腐败

51、凝聚剂加量不足及时处理污泥增加剂量污泥过滤困难污泥解絮酌情处理曝气池泡沫不易破碎、发粘进水负荷过高,有机物分解不全降低负荷曝气泡沫过多,色白进水中洗涤剂过多加消泡剂曝气池泡沫茶色或灰色污泥老化泥龄过低,解絮污泥附于泡沫上增加排泥量出水悬浮固体(ESS)升高二沉池表面一层污泥,污泥中毒;污泥膨胀排泥不足MLSS过高二沉池积泥,发生反硝化或腐败污泥复壮见膨胀对策增加排泥量出水pH值下降厌氧处理中负荷过高,有机酸积累好氧处理中负荷过低,氨氮硝化降低负荷;增加负荷出水混浊负荷过低污泥凝聚性能差,污泥解絮污泥中毒有机物分解不完全增加营养停止进水,污泥复壮降低负荷出水色度上升污泥解絮,出水色度高改善污泥性

52、状污泥灰分过高初沉池、沉淀池运行不佳;进水泥砂或盐分过多改善初沉池、沉砂池运行工况MLSS下降回流泵堵;污泥膨胀或中毒;污泥大量流失相应对策曝气池DO低进水负荷高;无机还原物质多减少负荷厌氧产气量下降污泥中毒、负荷过高、有机酸积累、传动装置失效引进新污泥菌种,减少负荷,加碱,维修出水BOD或COD升高污泥中毒、进水过浓、进水中无机还原物质多相应对策五、厌氧生物处理系统的运行管理厌氧生物处理装置的运行管理方法包括正常时的运行管理、运行异常时的对策。以二级厌氧污泥消化为例,介绍厌氧生物系统的运行管理方法。1.厌氧生物处理正常运行的管理(1)投入污泥 投入的污泥是微生物的营养源。应投加最适宜微生物活

53、动的有机物,过多或过少都会影响微生物的生长。因此,消化池的投污量应根据池内消化温度、消化时间及消化方法等因素由经验确定。对中温消化,每投加的固体量不应超过池内固体量的5%。但投入的污泥浓度不能太低,否则会引起微生物营养不足,因此一般采用间歇投泥。每日投入次数尽可能地多,每次投入的污泥量要均匀。投泥时,为防止液面过高,需设计液位,当超过规定值时,应从上清液管取样管排出污泥。一级消化池的污泥靠液位差排至二级消化池,排泥时,应将排泥管上的闸门全开,避免泥砂堵塞管道。(2)排泥 污泥消化池的管理当否,主要取决于二级消化池的污泥和上清液的排出。如消化污泥的排量大于投泥量,则池内上清液量增大,储泥量减少,

54、池内污泥浓度减少。另外,上清液排量过多会增加池内储泥量,结果会使上清液中污泥浓度增高,造成产气量时增时减,消化池工作不稳定。因此消化池消化污泥排量和上清液的排量的比值应根据既能维持池内消化污泥浓度高又能使产气量最高的要求,由经验确定。消化污泥的排放一般采用间歇等量排出,每天排数次。消化污泥一般采用重力排放。排泥时,排泥管路上的闸门应快速全开,避免管路被泥砂堵塞。(3)上清液的排放 池内上清液层的厚度与消化污泥储量有关。上清液一般每天排放数次。有破浮渣设备的消化池,在排上清液时,应暂停破浮渣设备的运行。上清液排出量与消化污泥排量有关,应根据经验确定。排上清液时,如液面下降过多,则沼气会进入排上清

55、液管道,运行管理时应注意。运行管理适当的消化池上清液中固体浓度一般为20005000mg/L;最差时,也应要求在10000mg/L以下。(4)搅拌设备 搅拌使投入污泥和池内的消化污泥混合均匀,使池内各点的温度均匀,分离附在污泥颗粒上的气体以及防止浮渣层形成。机械搅拌与装置靠近处的污泥,可能使投入的污泥发生短路或者因纤维物缠绕在搅拌桨叶片上或附着污泥而影响其搅拌能力。另外,由于磨损和腐蚀易发生事故,应经常检查运行情况。沼气搅拌有以下优点:池内水位变化时,仍可维持一定的搅拌能力;池内没有机械部件,不易发生故障;搅拌能力强,故应用广泛,但管理时,应根据池内搅拌的情况,调节搅拌用气量。消化池一般24h

56、内污泥循环一次。(5)加热设备 加热方法有热水盘管法、热交换器法和蒸汽吹入法。盘管设在消化池内,盘入口处水温控制在5055。水温高于60时,管道表面会因污泥附着而影响热效率,应经常检查出口水温及水量。如果发现热损失过大,应进行检修。热交换器投在池外,一般采用污泥在内管流动,热水在外管内流动的双管式热交换器。污泥和5060的热水以1.02.0m/s的流速在管内流动。应经常检查热交换器污泥和热水进出口的温度,如发现异常,应及时进行调节和维修。蒸汽吹入法是把高温蒸汽直接通道消化池,它的热效率高,但温度过高会杀死蒸汽喷口处的微生物。(6)沼气的收集 产气量是判断消化状态的重要指标。一级消化池比二级消化

57、池产气量大很多。沼气中一般含甲烷60%,二氧化碳35%,沼气中含0.01%0.3%的硫化氢,对金属有腐蚀作用,燃烧时,会产生腐蚀性很强的SO2气体,对脱硫 设备应进行妥善管理。沼气与515倍空气混合时,极易发生爆炸事故,应经常检查消化池和沼气管道的漏气情况,及时补修。另外,排污泥或排上清液时,池内会产生负压,应不使空气进入消化池,池内气压上升时,应注意安全阀及水封的工作情况。2.厌氧生物处理运行异常时的对策消化池运行中容易发生的异常现象主要有产气量下降、气泡异常、上清液水质恶化等。(1)产气量下降 产气量下降主要是由于有机物在消化池内的分解不正常,其具体原因和对策如下。投加的污泥浓度过低 污泥浓度过低会使池内微生物营养不足,结果产气量下降,应设法提高投入污泥的浓度。消化池内的温度下降 可能是因为投入污泥量过大或加热设备发生故障,应把消化池内的温度回热到规定的数值,并减少投泥量和排泥量直到产气量正常为止。如还达

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