活性污泥运行的基础知识

活性污泥运行的基础知识活性污泥运行的基础知识活性污泥运行的基础知识xxx公司活性污泥运行的基础知识文件编号：文件日期：修订次数：第1.0次更改批准审核制定方案设计，管理制度活性污泥运行的基础知识运行指标：PH：6～9最适宜的为～8PH＜：原生动物全部消失，大多数微生物的活动受到限制，活性污泥絮体受到破坏，产生污泥膨胀现象。PH＞：微生物的代谢速率将受极大影响，菌胶团会解体，会产生污泥膨胀现象。温度：最适宜的温度15～30℃＞40℃或＜5溶解氧（DO）：～2mg/lDO过低，易滋生丝状菌，产生污泥膨胀。DO过高，污泥中的微生物会自身氧化解体。污泥负荷（F/M）：～污泥负荷（F/M）：营养物质或有机物(F)与微生物（M）的比值。F/M过高：微生物生长繁殖速率加快，尽管代谢分解有机物能力很强，但由于细菌能量高，趋于游离生长状态，会导致污泥絮体的解絮，沉淀池出水变浑浊，处理效果变差。F/M过低：可能导致污泥过氧化而引起解絮现象，沉淀池出水清，但含有较多悬浮污泥颗粒。污泥浓度（MLSS）：2000～3000mg/l污泥沉降比（SV30）：30～60％污泥容积指数（SVI）：SVI用于判断污泥的沉降性能。城市污水：60～100工业废水：100～200水力停留时间（HRT）：是水流在处理构筑物内的平均驻留时间，用处理构筑物的容积与处理进水量的比值表示，HRT的单位一般用小时表示。固体停留时间（SRT）：是生物体（污泥）在处理构筑物内的平均驻留时间，即污泥龄。可以用处理构筑物的污泥总量与剩余污泥排放量的比值来表示，SRT的单位一般用d表示。也可以用MCRT或BSRT表示。通常活性污泥法系统的微生物平均停留时间约为水力停留时间的20倍。通常活性污泥系统的水力停留时间：城市污水为4～6小时，相应的微生物停留时间为～5天，延时曝气的水力停留时间为24小时，则微生物停留时间为30天左右。活性污泥净化水的过程活性污泥净化水主要是通过三个阶段来完成第一阶段，污水主要通过活性污泥的吸附作用而得到净化。吸附作用进行十分迅速，一般在30分钟完成，BOD5的去除率可高达70%。同时还具有氧化的作用，但吸附是主要作用。第二阶段，也称氧化阶段，主要是继续分解氧化前阶段被吸附和吸收的有机物，同时继续吸附一些残余的溶解物质。这一阶段进行的相当缓慢。氧合作用在污泥同有机物开始接触时进行的最快，随着有机物逐渐被消耗掉，氧化速率逐渐降低。第三阶段是泥水分离阶段，在这一阶段中，活性污泥在二沉池中沉淀分离。微生物的合成代谢和分解都能去除污水中的有机污染物，但产物不同。分解代谢的产物是CO2和H2O，可直接消除污染，而合成代谢的产物是新生的微生物细胞，只有将其从混合液中去除才能实现污水的完全净化处理，必须经过沉淀使泥水分离。活性污泥分两个阶段去除水中有机物，先是吸附，后是稳定。吸附阶段的时间比较短，稳定的时间比较长。·微生物平均停留时间反映了稳定时间的长短。·微生物在曝气池中的平均停留时间，又称泥龄，选择一定的有机负荷率和一定的MLSS浓度，就相应决定了微生物的平均停留时间。·微生物平均停留时间是活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量的比值，单位是d。例如：活性污泥总量为5000kg，每日排泥500kg，则微生物的停留时间为10d。回流污泥浓度：沉降性能略差的回流污泥，其浓度范围在5000～8000mg/l，则回流量等于原污水的25％。若回流污泥浓度为5000mg/l，则回流量为原污水的67％。污泥指数及参数的计算方法：MLSS(mg/l)＝(G污泥-G滤纸)*1000/V样SVI＝SV30(mg/l)/MLSS(g/l)或SVI＝SV(%)*10000/MLSS(mg/l)F/M＝QLa/XV［kgBOD5/］式中：Q---污水流量，m3/dLa---进水有机物(BOD5)浓度，mg/lX---混合液悬浮固体（MLSS）浓度，mg/lV---曝气池体积，m3曝气池容积（m3）*MLSS(mg/l)污泥龄（d）＝-------------------------------流入废水量（m3/d）*平均SS(mg/l)曝气池容积（m3）*MLSS(mg/l)污泥停留时间(d)＝-----------------------------排泥量（m3/d）*排泥浓度（mg/l）曝气池容积（m3）曝气时间（h）＝------------------*24小时流入废水量（m3/d）反应器容积（m3）水力停留时间（HRT）＝------------------------(小时)进水量（包括回流量）（m3/h）活性污泥的生成可分为活性污泥菌胶团的形成及活性污泥生物相的完成两个阶段。未成熟污泥及老化污泥的特点：曝气池有白色翻腾泡沫----------------未成熟污泥较多；曝气池有厚厚一层暗黑色泡沫----------老化污泥较多。未成熟污泥较多的处理方法:增加DO、降低排放污泥量以增加污泥停留时间。老化污泥较多的处理方法：降低污泥停留时间、增加排放污泥量。最佳操作条件：污泥控制在成熟状态，程序控制特别要注意污泥的质，而非量，也就是要控制适当的MLSS和污泥停留时间。足够的曝气时间，以代谢食物；污泥停留时间（BSRT）足够形成成熟的污泥；足够的微生物以消化稳定进流物有机物；污泥要具有良好的沉降性，沉降时能和悬浮颗粒一起落下；回流污泥保持在活性状态。F/M比与BSRT(污泥停留时间)值在操作上的比较：高F/M比-----短BSRT、为低MLSS和短BSRT特性；优点：①经济，所需空气量少；②负荷为常数时可适用。可能的问题：①没有足够的微生物以分解有机物，时常发生问题；②对于负荷突变，没有缓冲作用，如pH、毒性等；③出水BOD可能增加，固体物去除效果不佳；④BSRT太短，导致不完全代谢；⑤SVI增高或SV及RR上升；⑥污泥沉降性不佳。低F/M比-----长BSRT、为高MLSS和长BSRT特性；优点：①高MLSS值可减少由于pH、BOD、毒性物质、温度等所引起的负荷突变的影响；②可消除泡沫引起的困扰；③适于BOD负荷高，且常有突变的情况。缺点：①由于系统中微生物超过所需利用分解有机物量，导致不良的代谢反应；②可能造成有利于丝状菌繁殖的环境；③由于固体物无法有效分离，而导致沉淀池超负荷，固体物将随水流出；④须注意曝气池中溶解氧，以防止曝气不足。影响选定F/M比的因素：①操作方法；②废水性质和种类；③废水负荷变化情况；④环境因素，即气温、废水温度与季节变化；⑤BOD负荷。改变污泥回流量和排放污泥量也将影响程序的操作：如：①空气需要量和使用量；②污泥沉降性；③污泥停留时间（BSRT）；④F/M比；⑤浓度（MLSS和沉淀污泥）。要增加BSRT和MLSS浓度，可采取以下操作：（RAS－污泥回流、WAS－排放污泥）①增加回流污泥量（RAS），使排放污泥量（WAS）保持一定；②降低排放污泥量，使回流污泥量保持一定；③增加回流污泥量，减少排放污泥量。要降低MLSS浓度，可采取以下操作：（RAS－污泥回流、WAS－排放污泥）①减少RAS流量，并使WAS保持一定；②增加WAS并使RAS保持一定；③减少RAS并增加WAS。污泥回流是活性污泥法中重要操作之一，回流污泥最主要的目的是提供曝气池中足够的微生物以配合流进来的食物量，回流污泥要含多少固体物才能维持F/M比计算出的MLSS浓度。此可由质量平衡估算：标准活性污泥法流程图曝气池沉淀池MLSSmg/lQm3/dMLSSmg/lRQm3/dRAS(回流污泥浓度)mg/l基本公式：（Q+RQ）MLSS＝RQ*RAS例：当Q=600m3/dR=30%MLSS=2000mg/l时，求RAS的浓度解：RQ=600m3/d*=180m3（Q+RQ）MLSS(600+180)*12001560000RAS的浓度＝──────＝───────＝────RQ180180＝8666mg/l即回流污泥浓度必须达到此值，才能达到所要求的沉降性能，一般在SVI=100即可达到这个要求，假使沉淀池无法达到此要求，则应增加回流污泥量而减少排放污泥量，直到浓度有所改善。决定回流污泥比率的方法（污泥回流比Q）回流比可由流量及MLSS浓度和污泥的沉降性决定：Q*MRQ＝────────1000000────-MSVI式中：RQ---回流污泥m3/d,Q---进水量m3/d,M---MLSSmg/l,SVI---24小时间的污泥容积指数。例：当Q=1200m3/d,M=3400mg/l,SVI=100,求R值解：1200*34004080RQ＝─────────＝───＝620m3/d10000006600─────-3400100620Q的百分比＝───＝50％1200排放污泥的原则：1、计算排泥量和时间以维持系统中适当的固体物量。2、当负荷增加而曝气池中的微生物（M）总量不足时，不要超量排泥。3、监视沉淀池的污泥层──此可告诉何时开始排泥或增加排泥比率。4、①欲增加曝气池中固体物总量（降低F/M比）时──可减少或停止排泥而增加回流量。①欲降低曝气池中固体物总量（增加F/M比）时──可增加排泥量而降低回流量。5、超量排泥的长期影响──过久的超量排泥将降低BSRT或污泥龄，导致产生未成熟污泥而需要多量的氧，测定细胞呼吸率时，呼吸率将会增加；溶解氧相对降低。6、排泥量不足的长期影响──长久排泥量不足，将增加BSRT或污泥龄，而产生呼吸率低的老化污泥。7、适当排放量的控制──长期程序控制的调整，至少需要一个污泥龄的时间来确定其效果，当程序上需要改变排泥量时，最好的方法是每次增加20％，并绘出每次的变化图，如此可避免系统异变。8、排泥量可用以控制沉降速率──减少排泥量可使絮体密度变大，增加排泥量会产生较轻的絮体而降低沉淀速率。曝气池的泡沫1、有适量或少量的淡色泡沫，表示处理系统处于良好状态。2、积厚且泡沫呈白色翻腾显示为未成熟污泥，应检查是否BSRT过短、或F/M过高、其他检验项目包括呼吸率(RR)、SVI、沉淀速率等。若污泥毯在沉淀池增厚，则应增长BSRT或降低F/M值。3、有褐色泡沫形成的浓稠浮渣层，表示污泥已老化，应增加排泥量，其他检验项目包括：呼吸率、SVI、沉淀速率是否降低或减缓。空气量：供给空气量必须满足废水中BOD氧化作用所需气量、处理系统微生物生长呼吸所用，以及使曝气池能有充分搅拌。传统式活性污泥法所需空气量可按F/M比计算：F/M≥空气需求量为每去除1kgBOD要30～54m3F/M＜为处于内呼吸，氮化和较长的BSRT，需要增加到72～108m3实际空气量的控制为维持曝气池中适量的溶氧，可用DO计测定。SV30──30分钟沉降试验须仔细纪录以下要点：前5～10分钟污泥絮体（SludgeParticles）有否结聚成毛毯现象发生污泥是否稳定缓慢聚密、且上层液澄清污泥絮体是否成云松状沉降上清液是否有松散不易沉降的絮体30分钟时污泥絮体是否聚密成看起来如卷曲的海绵污泥絮体是否看起来毛松松状均匀的散布60分钟时是否沉降的污泥再浮出水面是否在2～4小时内污泥形成分裂或浮出水面积累对30分钟沉降的经验，操作人员可以很快判断活性污泥在沉淀池的沉淀效果，一般良好沉降的活性污泥进行30分钟沉降试验有以上A－①、A－②和B－①和C－②的观察效果，一般在最初的5～10分钟内，污泥面将沉降至500ml刻度处。“摄氧率”和“氧呼吸率”“摄氧率”──氧的利用率称为“摄氧率”，定义为每一单位时间所消耗的氧量。以mg/l/hr表示。“氧呼吸率”──找出系统中固体物浓度变化和摄氧率的关系，摄氧试验只是测量摄取氧量与当时的微生物量有关，这种摄取率与浓度的关系称为“呼吸率”，以RR表示。指标RR可显示即将进入沉淀池的混合悬浮液的生物活性。呼吸率比正常值高时，表示BOD负荷增加，或是过量排泥而致引起下列现象：BSRT逐渐减短，表示没有时间代谢利用有机物。F/M比增高，表示系统中没有足够的微生物代谢进水的有机物。高呼吸率表示污泥未成熟，即污泥在沉淀池仍进行代谢有机物作用而导致沉淀池的缺氧现象。在这种现象最终沉淀池出水的DO将趋于零，这种污泥不易沉淀且不易压密，且回流至曝气池的污泥因过饱而无法利用分解有机物，致使整个处理系统F/M比失去平衡，造成瞬间需氧量的增加，最终沉淀池污泥将因膨化作用造成多量的固体物流失，即出水的悬浮固体物浓度增加。控制的方法是减少排泥，增加回流量，同时空气供给量也应增加。操作引起呼吸率比正常值低的现象：由于操作时间太长，BSRT将变长，而进入内呼吸期。F/M比降得太低，即处理系统中微生物量不足以利用分解有机物。上述污泥由于过度氧化导致污泥老化和代谢不良，污泥沉降太快致遗留大量颗粒物质于沉淀水中，致沉淀池出水悬浮固体物增加，但BOD值不一定会增加。“摄氧率”和“氧呼吸率”的计算：例：曝气池出水（混合悬浮液）测量混合悬浮固体物含量，以容积表示（MLSSg/l）测量摄氧率（OxygenUptakeRate,OUR）摇动半满容器（45秒），使溶液呈饱和溶氧状态；采水样注入BOD瓶并插入溶氧测定电极；连续10分钟记录溶氧（O2mg/l）递减状况；计算摄氧率（OUR）。（DO）0min-（DO）10minOUR(mgO2/l/h)＝────────────*60min/h10⑶计算氧呼吸率（RR）OUR（mgO2/l/h）RR(mgO2/h/g)＝────────MLSS(g/l)活性污泥异常现象及其对策问题与对策：1、变色现象：变黑、变白。原因：活性污泥腐败，产生丝状菌。对策：参照第七项和第三项。备注：正常活性污泥为灰褐色～褐色。2、絮体轻现象：①污泥呈灰黑色，BOD低；②淡棕色，不能沉降或上升、BOD高。原因：①污泥老化；②污泥未成熟；水力负荷高；设备不正常。对策：①增加排泥；②增加回流污泥；调整水力负荷；检查溢流堰整流设备。备注：上清液中有细小颗粒。3、污泥膨胀现象：⑴活性污泥变白，不调和状；⑵沉淀、分离性不良，不紧密；⑶SVI在200以上；⑷活性污泥由沉淀池溢出，处理水质不良。原因：⑴污泥排放量不足，致菌胶团异常繁殖；⑵下述原因致丝状菌异常繁殖①曝气量不足②MLSS浓度过高或过低③流入水BOD过高④流入水含有害物质⑤PH降低对策：⑴排泥⑵判断原因制定对策，为提早恢复正常可采取下列措施：①投加絮凝剂；②添加氯盐、次氯酸钠等；③添加过氧化氢。备注：用显微镜确认其原因为⑴或⑵，若为原因⑵，其恢复较迟，有时需更换污泥。4、污泥上浮现象：污泥浮于沉淀池上面流出。原因：⑴脱氮现象；⑵活性污泥腐败；⑶污泥膨胀；⑷污泥解体；⑸沉淀池的缺陷（底部、刮泥机等）；⑹流量变化太大。对策：⑴①控制曝气量；②增加回流污泥量、排泥。⑵参照第7项；⑶参照第3项；⑷参照第6项；⑸沉淀池改造调整；⑹调整流量。备注：⑴时PH下降、上浮，污泥附着气泡；⑵为尖峰流量。5、浑浊现象：处理水悬浮物浓度高，水色浑浊。原因：⑴原生动物增殖，毒性物质流入；⑵无原生动物，主要为F/M过高；⑶过分曝气。对策：⑴预先处理控制；⑵减少流量或增加回流污泥；⑶减少曝气量。备注：通常为暂时性，原因去除即可恢复。6、解体现象：污泥被破坏成微细的絮体现象。原因：⑴过分曝气；①曝气时间过长、过分氧化的状态；②BOD负荷过低。⑵特定微生物异常繁殖；⑶有害物质流入；⑷机戒性的破损。对策：⑴控制曝气量，增加流入水量，使负荷适当；⑵增加回流污泥量；⑶管制有害物质流入；⑷减少搅拌强度。备注：⑵之特定微生物为变形虫，小型鞭毛虫等。7、腐败现象：污泥发生腐败，变黑。原因：⑴氧量不足；①曝气量不足；②曝气设备故障或停电。⑵沉淀池内长期积污泥；⑶曝气池、沉淀池的构造有缺陷。对策：⑴停止污水流入，增加曝气，依恢复程度调节流入水量；增加回流污泥量，加强排泥；改善构造物。备注：停止曝气，在夏天1天，冬天2天以上就会发生腐败。8、发泡现象：曝气池显著发泡。原因：⑴污水基质的原因；⑵一般清洁剂多量流入。对策：⑴提高MLSS浓度操作；②添加消泡剂；⑶设置消泡设备。9、异常PH现象：PH下降。原因：⑴进行硝化；⑵混入（流入）酸性物质。对策：⑴①维持适当MLSS浓度；②控制曝气量；③增加回流污泥量。⑵控制进水水质。一、多量固体物流失，但污泥正常正常污泥，但就BOD负荷而言，因MLSS偏高，致使产生老化污泥。现象1.最终沉淀池：细小絮体流出溢流堰，污泥毯深达1/4水深，水面上呈现浮渣。原因：操作过程中F/M偏低，或BSRT偏长，即固体物浓度太高。鉴别：污泥停留时间（BSRT）太长或F/M太低；───SV30试验：a、上清液有固体物而呈浑浊；b、沉降快速。沉降污泥的浓度增加且超过正常的临界值；对策：降低固体物浓度，增加排泥量。现象2.曝气池：水面有厚黑色的泡沫。原因：摄氧率（RR）比正常值MLSS低，负荷过高；检验出水硝酸盐浓度超过10mg/l；检验曝气池泡沫层中有土壤丝菌属浓度；鉴别：⑴是否发生硝化作用；⑵是否有土壤丝菌属。对策：⑴见问题与对策4；⑵降低BSRT或污泥龄。二、多量固体物流失，污泥不正常超量的泡沫和污泥无法沉降，同时固体物浓度过低。现象1.部分固体物流失。原因：⑴有可能由于短暂性有机物的超量负荷所引起；⑵可能由于短暂或意外的超量排泥所引起。鉴别：⑴检查固体物浓度和F/M比，F/M很可能过高，放流水的BOD和SS增加；⑵检查排泥率并比较固体物浓度，检查污泥泵抽送量是否改变。对策：⑴见问题与对策5；⑵降低排泥率并使固体物浓度上升以便控制，恢复正常的操作。现象2.曝气池被一层厚且白的泡沫所覆盖，最终沉淀池表面有翻腾的絮体。原因：操作时F/M太高，就有可能发生。鉴别：检视固体物浓度和F/M比，下面试验可显示为：⑴SV30：①假若都沉降的话，沉降太慢；②污泥无法压密；③污泥颜色呈淡棕到白色之间。⑵RR比正常值还高，RAS浓度过低无法提供处理系统足够的微生物量。最终沉淀池DO接近于零，出水的SS接近于MLSS值。对策：降低F/M比、减少排泥、依曝气池DO适当的增加空气量，这约需7天的时间可达改善效果，由于固体物增加沉降率可加快。回流污泥浓度增加而RR趋向于正常。SV30与RR试验应每小时做一次；MLSS和回流污泥的SS每8小时一次，直到情况改善为止，如需要的话，可喷淋消泡剂。加消化过的污泥到曝气池中可增加负荷率。另外增加利用另一最终沉淀池以增加停留时间。三、水力超负荷现象1.污泥正常──MLSS、回流污泥及排放污泥值均正常，MLSS溢流入出水中。原因：大雨降低延时（即曝气池停留时间不足），导致不完全代谢和最终沉淀池沉降时间不足。鉴别：SV30、RR和SS试验。当处理厂流量超过设计高峰流量时产生超负荷，可检核设计数据，并比较流量计的读数。对策：⑴当气象预报要下大雨时开始增加固体物浓度，停止或降低排放污泥并增加回流污泥；⑵投用另一个沉淀池或导入调整槽。现象2.污泥正常但MLSS溢流出堰外。原因：使用二个或二个以上最终沉淀池时产生不均匀流量分布。鉴别：若有安装流量计时，每个最终沉淀池的流量计都要检查，并且检查回流污泥流量。对策：⑴计算