第四章-活性污泥法课件

第四章活性污泥法

ActivatedSludgeProcesses2第四章

活性污泥法重点：活性污泥法的基本工艺流程、机理与各控制参数、曝气的运行管理与维护。难点：曝气的运行管理与维护、各类控制参数的测量。一、活性污泥法概述（1）活性污泥法基本工艺流程（2）活性污泥主要生物种类（3）活性污泥法对进水的要求3一、活性污泥法概述基本内容与要求：（1）活性污泥法基本工艺流程（2）活性污泥主要生物种类（3）活性污泥法对进水的要求一、概述（一）活性污泥处理系统基本工艺流程

向生活污水注入空气进行曝气，持续一段时间后污水中即生成一种絮凝体。这种絮凝体主要由大量繁殖的微生物群体所构成，它有巨大的表面积和很强的吸附性能，称为活性污泥(activatedsludge)。

活性污泥，是由微生物、微生物所分泌的黏性物质以及吸附的污水中杂质所构成的絮凝团，又叫菌胶团，呈褐色或黄褐色，具有良好的絮凝性。菌胶团相互凝聚就形成活性污泥。活性污泥含水率高达99％以上，具有较大的比表面积，有利于微生物和有机污染物之间的充分接触，从而促进微生物对有机污染物的吸收和降解。

活性污泥中有机成分主要由微生物及其代谢产物构成。这些微生物群体构成了一个相对稳定的微型生态系统。

活性污泥系统工艺流程活性污泥法使微生物群体根据需要在反应体系内不断循环，通过人为地控制多余部分排除系统外，使反应池内的底物和微生物的比值保持一定的水平，并在溶解氧存在的条件下，使底物和有不同种群微生物所形成的絮体充分接触而进行微生物代谢和有机物分解。是城市污水及有机工业废水最有效的生物处理法。

在显微镜下观察活性污泥，可以见到大量的细菌(可形成菌胶团)，还有真菌(主要是霉菌，一般呈丝状),原生动物(肉足虫、鞭毛虫、纤毛虫)、藻类和后生动物(轮虫、线虫)，它们组成了一个特有的生态系统。正是这些微生物（主要是细菌）以污水中的有机物为食料，进行代谢和繁殖，才降低了污水中有机物的含量。（二）主要生物种类

参与废水生物处理的生物种类很多，主要及常见的有以下几种：①细菌类；②原生动物；③藻类；④后生动物。①细菌类:菌胶团、球衣细菌、硝化菌、脱氮菌、聚磷菌等。菌胶团是好氧生物处理中形成生物絮体和生物膜的主要生物，在胶质中含有无数菌体。球衣细菌：菌体排成一列呈丝状，在AS中大量繁殖会使活性污泥膨胀。（二）主要生物种类

②原生动物：能吞食污水中的有机物、细菌，并在体内迅速氧化分解。是单细胞的好氧性生物。③藻类：是植物，含有叶绿素。当叶绿素进行光和作用时会放出大量的氧气于水中。④后生动物：由多细胞构成，体内还有各种器官。参与污水处理的后生动物，包括从体型较小的轮虫到栖息于生物滤池中的甲壳虫、昆虫幼虫等。（三）活性污泥法对进水水质的要求

活性污泥法对进水水质的要求主要有以下几项：

①营养源

必需的营养盐：C,N,P,etc；

痕量元素（无机盐）：Na、K、Ca、Fe…；

BOD5100mg/L，BOD5:N:P=100:5:1；营养盐不足会引起水质恶化、污泥膨胀；营养盐过量，又会使出水不达标；COD浓度高的有机废水，有时需投加无机盐。是否投加无机盐，通过实验确定。（三）活性污泥法对进水水质的要求②pH生物处理装置内的pH宜在中性值范围6.0~8.5；需要对装置内pH监测，并设置中和措施，以应付异常情况的发生。CO2的生成，使碱性废水pH降低；有机酸被分解，使酸性废水pH提高；因此，生物处理有自动调节、保持pH在中性范围，故不一定将原废水的pH事先调到6.0~8.5.（三）活性污泥法对进水水质的要求③水温过高：40C，蛋白变质，微生物失去活性；过低：降低微生物的活性；设计时使处理装置充分适应低温处理的要求。④进水浓度：对于高浓度、危害微生物活性的有机物；采用先稀释、驯化，或多点进水；Biofilm法采用处理水循环，以稀释原水。⑤水量、水质变化；有机负荷高，使出水残留量增加；引起AS系统污泥膨胀；水量过大，二沉池表面负荷增大，沉降分离效果差；水量波动大，影响二沉池污泥分离。解决方法：设置均化调节池。（三）活性污泥法对进水水质的要求⑥其它：（a）悬浮物质：过高使剩余活性污泥量增大，Biofilm异常增殖，且MLVSS/MLSS降低；判断标准：悬浮物浓度是否超过BOD浓度。（b）油脂类和油分：动植物性油脂类：可生物降解；但曝气池内形成油膜，影响处理效果低温时凝固成球，分解极缓慢；石油类的油分：生物分解缓慢；部分以油滴状态混入活性污泥排出系统外。因此：AS除油分时，要求有相对油分5~10倍的BOD量，且在规定的标准以下；（经验：油分>20%VSS时，AS被油分浸渍，降低去油能力）（三）活性污泥法对进水水质的要求（c）溶解盐类：使微生物渗透压增加。海水盐浓度3%左右，微生物可生存（耐受），故以此为标准进行稀释处理可解决问题。盐浓度高，丝状菌成块状，沉降性显著改善；钙离子浓度高，与代谢产物CO2生成CaCO3，增加AS的无机成分、导致生物滤池的阻塞。（d）重金属：微生物的繁殖需要微量元素，但超过一定限度对微生物有害；重金属对微生物有害，会在微生物体内浓缩，污泥农用时，随食物链传递。（三）活性污泥法对进水水质的要求①活性污泥具有很强的吸附能力；②活性污泥具有很强的降解有机物的能力；③活性污泥具有良好的沉降性能。

（四）高效活性污泥的特征二、初次沉淀池（一）处理技术

废水处理的原则：将废水中的污染物质，无论是无机的还是有机的，都变成不溶于水的悬浮物，通过沉淀与水分离。沉淀分为普通沉淀和混凝沉淀。普通沉淀无须混凝剂，直接沉淀，又称自然沉淀。典型普通沉淀：AS法中的初沉池。1池形与池数

初次沉淀池的形状与池数，考虑以下各项确定：①形状有长方形、正方形或圆形；按水流方向有平流、辐流和竖流；平流式采用长方形或正方形，辐流式和竖流式采用圆形。②长方形池，长与宽之比在3：1以上，池宽按刮泥机确定；③池数，原则上两池以上。二、初次沉淀池2构造

池子构造，考虑以下各项确定:①池子以水密性钢筋混凝土建造，具有抗浮安全结构；②设刮泥机时，池底的坡度圆形为5/100~10/100,长方形为1/100~2/100；③污泥斗的坡度在60°以上（与水平交角）。

根据浅池理论：沉淀池颗粒沉速与水深无关，去除率取决于池的表面积。SS去除率与污水性质、可沉物的比例、SS浓度有关。二、初次沉淀池3设计运行参数

主要设计运行参数如下：①城市污水表面水力负荷以1.5~3.0m³/（㎡·h)为标准，工业废水实验确定；②有效水深以2.4~4.0m为标准（有效水深指池子最浅处池底的水深）。③沉淀时间以1.0~2.0h为标准；④出水堰最大负荷不宜大于2.9L/（m·s)；⑤池子超高以50cm为标准。二、初次沉淀池4刮泥机

刮泥机考虑以下各项：①长方形池可采用链带式或桁车式刮泥机；②圆形或正方形池可采用旋转式刮泥机；③刮泥机速度尽可能缓慢而不妨碍沉淀，采用不致扰动沉淀物上浮的速度。二、初次沉淀池5排泥设备

排泥设备考虑以下各项：①初沉池污泥无机物含量大，比重大，且含有大量大颗粒杂质，因此初沉污泥可用泵强制排出；②排泥管不发生不均匀下沉、耐腐蚀，管径大小不致造成污泥堵塞管道，管径采用150mm以上；③排泥管按便于清扫的要求配置。二、初次沉淀池（二）初次沉淀池的维护管理1、初次沉淀池维护管理一般要求（1）运行管理①操作人员根据池组设置、进水量的变化，调节各池进水量，使各池均匀配水；②初次沉淀池应及时排泥，并宜间歇进行；③操作人员应经常检查初次沉淀池浮渣斗和排渣管道的排渣情况，并及时清除浮渣。清捞出的浮渣应妥善处理；④刮泥机待修或长期停机时，应将池内污泥放空；⑤采用泵房排泥工艺时，按有关规定执行；⑥当剩余活性污泥排入初次沉淀池时，在正常运行情况下，应控制其回流比小于2%。二、初次沉淀池（二）初次沉淀池的维护管理1、初次沉淀池维护管理一般要求（2）安全操作

①清捞浮渣，清扫堰口时，应穿好救生衣或备好救生圈，做好安全及监护措施；②与排泥管道连接的闸井、廊道等，有沼气及有害气体释放，应保持良好的通风；③刮泥机在运行时，不得多人同时上刮泥机。1、初次沉淀池维护管理一般要求（3）维护保养

①应定期检修刮泥机电刷、橡胶板等易磨损件，根据实际运行情况确定更换周期；②应每年对斜板沉淀池的斜板进行检修；③应定期检修行走机构、电气设备，并测试其各项技术性能。1、初次沉淀池维护管理一般要求（4）技术指标

①各类初次沉淀池正常运行参数应符合表4-1的规定；(下页)②进水水质正常时，出水BOD5、SS的去除率应分别大于25%和40%；进水浓度低于现行的行业标准CJ18中的规定时例外；③初次沉淀池排放污泥的含水率不得大于98%。表4-1各类初次沉淀池正常运行参数27各类沉淀池的优缺点及其适用条件

（二）初次沉淀池的维护管理2、初级沉淀池的水质管理（1）水质观测与分析

必要的水质观测项目如下17项：外观及气味；水温；透明度；pH；BOD；COD；SS；排泥的总固体浓度；排泥的灼烧减量；总氮；有机性氮；氨氮；亚硝酸氮；硝酸氮；碱度；总磷；PO43-2、初级沉淀池的水质管理（2）初沉池出水异常的分析

初沉池出水异常主要表现在颜色的变化、产生臭气、透明度下降以及SS升高等，这些异常可能是由于回流水导致过负荷，各池进水量不均、污泥排放不足等引起的污泥堆积、池构造上存在缺陷等内部原因造成的，也可能是由于工业废水、地下水、河水、海水等外部原因引起。原因分析详见课本p151图4-4.（二）初次沉淀池的维护管理3、初级沉淀池的运行管理

（1）概述

无论哪种池形，都必须保持池内流速均匀。入流污水水质、沉降性能、各种物质比例、SS浓度等应按相应表面负荷进行调节。

（2）管理要点

①表面水力负荷的调节；②入流闸的调节；③刮泥机的运行；④排泥量的调节；⑤剩余污泥及从污泥处理设施的回流；⑥水面观察。（二）初次沉淀池的维护管理3、初级沉淀池的运行管理(3)正常管理

①水面监视监视水面可以很容易地发现异常污水的流入；②设备的维护检查除渣设备、刮泥机、污泥计量装置、污泥泵、自控装置等是否正常；③刮泥机应根据构造、控制方法、污泥发生量等决定运行方法；④排泥排泥量（m³/d)=进水量（m³/d)/10000·(进水SS-出水SS）mg/L3、初级沉淀池的运行管理（4）异常时管理

①污泥上浮：腐败引起污泥上浮，加大排泥量；②污泥流出：调污水泵；减少水量波动；增加溢流堰的长度．加大排泥量；③池水发黑发臭：可调污水泵运转；缩短污水在管路设施中的停留时间；污泥浓缩池大量高浓度SS分离液回流时应短时间内减少排泥量。4、刮泥机的运行管理（1）一般操作：常检查腐蚀、磨损；定期更换减速机润滑油，定期巡视、定期维护。（2）回转式刮泥机的维护保养：注意转动部分腐蚀情况，驱动部分和臂的变形情况。（3）链条刮板式刮泥机的维护保养（4）桁车式刮泥机的维护保养（5）注意检查刮泥板，及时更换新部件（二）初次沉淀池的维护管理5、排泥设备的运行管理

(1)污泥泵采用无堵塞的离心泵；

(2)配管内杂物会堵塞阀泵。间歇排泥时最好采用多次短时间方式排泥。