活性污泥法工艺控制(节选三丰)(共52页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上活性污泥法工艺控制(节选三丰)第一章 活性污泥法概述(112)废水处理方法分为物化处理和生化处理,在生化处理中又分为厌氧处理和好氧处理,而在好氧处理中又分为生物膜法和活性污泥法。本书重点要介绍的是好氧处理中的活性污泥法。这一大类的处理方法中,目前存在着众多的工艺变形,但是其本质、基本原理、控制参数和方法等不会改变。所以,本书通过对传统活性污泥法工艺的各控制参数、运行故障等加以阐述、分析,以点带面的对活性污泥法处理工艺的本质进行阐述。 本书重点是对活性污泥法的概念理解、操作方法、故障改善等的阐述,其中涉及的曝气池、二沉池等传统活性污泥法的构筑物,虽然在有的活性污泥工艺变
2、形中可能没有没置,但是其活性污泥法的运行及控制原理是共通的,我们需要理解的是原理本身,而不是具体的某个构筑物。这是读者在阅读本书时需要注意的。在活性污泥法的章节中力求展现活性污泥的基本原理,使读者具备整体分析活性污泥工艺故障的能力。 第一节 活性污泥法的主体微生物 大家都知道,好氧处理的主体就是微生物,而微生物的主体则是各种细菌。 为什么使用以细菌为主体的微生物来作为好氧处理的主体呢?这还要从降解对象来加以说明。利用好氧处理的主要目的是去除污水、废水中的有机物,也就是在污水、废水处理工艺中讲到的COD和BOD概念,通过微生物的代谢过程将有机物分解为生物能量和无机物而被去除掉。而对于大量有机物的
3、处理,以细菌为代表的微生物在处理效果和成本上具有明显的优势,所以众多的污水、废水处理厂皆运用生化系统来处理其中的有机污染物。 一、微生物的特征 1微生物的种类 微生物,顾名思义是指形体微小,只有在显微镜下才能加以辨别的生物,通常指真菌、细菌、立克次体、衣原体、支原体、病毒等,但从广义上讲还包括原后生动物以及藻类等。另外,本书也把部分环节动物、节肢动物列为微生物加以讨论。 从实践管理和操作的角度,我们更需要注意以细菌为代表的这一大类有机物处理主体,而没有必要对细菌这一大门类去探讨具体的单个种类及名称,这属于医学研究的范畴。因此,本书只是将细菌作为一个大类来加以分析,也就细菌的形态并不是固定的,而
4、是根据培养时间、营养的好坏、氧浓度等条件的不同而有比较大的变化。在实际运行操作中,通常可以理解为幼龄细菌比老化细菌大(例如:经过4h培养的枯草杆菌比24h培养的要大57倍)。细菌常见形态如图11所示。 图11所示的细菌的形态分类类似于医学界的细菌形态分类。事实上,在污水、废水运行操作中并不需要这样细致的分类,也不符合实际情况。所以,重要的是要知道细菌这个大类是微生物的主体这一概念。 (2)真菌。真菌是属于低等植物的一个门,即菌藻植物门,是和细菌同样重要的微生物群之。真菌是由孢子发芽开始逐渐伸长菌丝呈丝状,而且其中很多种类是经再次分支后,由许多菌丝聚合在一起形成菌丝体,在显微镜观察时可以看到,只
5、是鉴别的时候比较困难,与通常的菌胶团不易区别。第二章 活性污泥法相配套的物化处理系统概述(p1335) 众所周知,利用活性污泥法处理污水、废水中的有机污染物可以达到低成本化目的,也是近百年来此工艺广泛应用并不断发展的原因。 但是,仅仅依靠活性污泥法处理污水、废水往往不能达到预期的效果,这与废水成分复杂、活性污泥法处理自身的局限性有关。例如对无机物的处理,活性污泥法几乎没有特别的处理效果,达不到真正意义上的去除。为此,对于大部分污水、废水处理来讲,在运用活性污泥法工艺的同时,常会配合物化处理工艺,以达到多指标达标排放的目的。本章就是重点对需要和活性污泥法配合使用的物化处理工艺进行概要性的阐述,以
6、帮助读者更清楚地理解活性污泥法在整个污水、废水处理工艺中的功能和作用,提高读者对污水、废水处理工艺管理的综合判断能力。 第一节 物化处理设施概述 污水处理厂的处理单元,依照其原理可分为物理、化学、生物处理三类,其中物理处理单元包括筛除、沉砂、凋整、混合、沉淀、浮除、过滤等。接下来就此7类物理处理单元加以简单说明。 一、拦污栅 1拦污栅作用 市政污水和部分工业废水中存在较大的固体颗粒物(如布条、菜叶、包装袋等),为了避免这些颗粒物质堵塞排水管、损坏搅拌机和水泵等设施设备,通常需要在污水、废水进入系统前将这部分固体颗粒进行筛除,常用的设备就是拦污栅。常见的拦污栅如图所示。拦污栅一般可分为粗型和细筛
7、型两种,细筛型拦污栅除对粗杂物有拦截作用外,对悬浮固体物也有去除作用,只是水头损失较大、容易堵塞。拦污栅依据清污方式不同,可分为人工清除式和机械式两种。 2机械式拦污栅设汁中的一些常规要求 机械式拦污栅应该具备前后水位差0.35m以上的水压活性污泥法工艺控制强度,并且污水穿过格栅的流速应该保证在60120cms,以防止发生沉淀现象。格栅槽的底高比污水进流管管底至少低815cm,以防死角淤塞。格栅设置的倾斜度应与水平成4590,采用较陡的坡度可节省较大的空间。3拦污栅常见故障处理对策活性污泥法工艺控制强度,并且污水穿过格栅的流速应该保证在60120cms,以防止发生沉淀现象。格栅槽的底高比污水进
8、流管管底至少低815cm,以防死角淤塞。格栅设置的倾斜度应与水平成4590,采用较陡的坡度可节省较大的空间。二、沉砂池 重力沉砂池为一狭长的水道,砂石的沉淀用流速控制,一般的流速为1530cms,停留时间为3060s,通常需要两个平行的沉砂池以便交替清理。沉砂池的效率与表面积成正比,而与宽、深、流速及形态无关。沉下的砂石常夹杂有有机物质而易于腐败。曝气沉砂池对于流速的控制要求较宽,流量的异常变化对沉降效果影响不是太大。由于存在曝气效果,砂石可以不需要清洗即可处理,同时对废水也有预曝气作用,池体设计类似于活性污泥法的曝气池,只是需要增加约90cm深的沉砂斗,以便集泥。第三章 活性污泥法工艺控制(
9、p3665) 第一节 工艺控制概述 一、工艺控制的内容 活性污泥法工艺控制的项目相当的多,这也是众多一线操作人员在工艺控制过程中把握困难的一个原因。就单个控制项目来讲,大家把握起来比较容易,但是如何系统地通过各控制项日实际情况的分析、把握、调整来达到较佳的运行工况,确实是相当的困难。 活性污泥法工艺控制中,主要需要针对如下项目: (1)pH值:pH值的控制不但是排放水要求的控制,更是对活性污泥法主体微生物生长条件的要求。控制不好直接影响处理效果,甚至造成生化系统的瘫痪。 (2)水温:进入活性污泥法处理系统的原水,其水温控制也很重要,适合的水温是发挥活性污泥法最高处理效率的基本前提条件。 (3)
10、原水成分:活性污泥法作为处理有机污染物的首选处理工艺,有机污染物的浓度固然重要,但是其水质成分的均匀、全面性也是至关重要的。有时候排除大量干扰因素后,会发现处理水处理效率低下往往是由于原水成分不均匀、水质成分单一造成的。 (4)食微比(FM):污泥负荷的调节和控制是操作人员对系统控制和调整的常用方法,往往在应急调整中被用到,当然也是系统长期稳定需要经常调节的工艺控制参数。 (5)溶解氧(DO):活性污泥法工艺的微生物皆以耗氧苗为主体,缺乏溶解氧的时候首先影响的是处理效率,更甚者会对整个活性污泥系统产生抑制,使恢复周期延长;而过度的溶解氧也会影响出水水质。就其控制而言就显得尤为重要,山于控制简单
11、,往往会被一线操作人员忽略,从而对系统长期处理效果评价产生影响。 (6)活性污泥浓度(MLSS):控制活性污泥浓度对有机污染物的去除率、抗冲击负荷能力、出水悬浮颗粒浓度、节能降耗等都有显著的影响,也是日常操控常用的系统运况调整工具。 (7)沉降比(SV30):沉降比作为现场监测活性污泥系统运行状况最简易、有效的方法,却往往被操作人员忽略,此控制指标对整个活性污泥系统故障的及早发现具有重要的参考价值,掌握好对这一控制指标的认识,自然对我们操作活性污泥法系统具有重要意义。 (8)污泥容积指数(SVI):这一指标对刚开始涉及现场的技术人员来讲,理解并运用到对系统工艺的判断上面,还是有一定困难的。但是
12、,能够充分的理解其本质含义,对判断活性污泥处于何种增长状态、污泥膨胀情况、活性污泥浓度等也具有相当的参考价值。 (9)污泥龄:就活性污泥主体的微生物而言,其生命周期也是存在的,在不断地增殖、死亡交替过程中,也完成了对有机污染物的去除。这一指标的控制得当,可以解决困扰运行的出水混浊、含有细小活性污泥颗粒等问题,是一个非常重要的控制指标。 (10)回流比():活性污泥回流比在工艺控制中,其目的是为了补充活性污泥槽流失的活性污泥,达到处理的平衡。却很少有人能够理解在工艺控制中,回流比的大小对处理效果的影响。 (11)营养剂的投加:活性污泥的正常代谢和人体一样需要多种元素,除了需要的正常蛋白质外,对氮
13、、磷、铁、锰等也有不同的需求。我们在这方面的基本认识,是系统分析活性污泥系统很重要的一块基本知识。 二、工艺控制的重要性 活性污泥法的运行需要众多控制参数的合理调控,只有这样,才能很好的保证活性污泥处理工艺的正常、高效运行。所以,我们必须充分认识活性污泥法工艺中工艺控制指标的重要性。控制指标是大家在日常工作中经常能够遇到的,对有些指标自己也有充分的认识。但是,实际操作管理中,总觉得无法很好的根据一个指标进行调控,并取得满意的效果。原因就在于忽略了各指标间的关系,以及如何从总体角度去分析运行故障。要很好的达到较高的整体把握能力,就必须对单个指标的运用进行充分的认识。 第二节 工艺控制指标 一、p
14、H值 1书面定义及实践操作的理解 (1)PH值的书面定义。PH值是体现某溶液或物质酸碱度的表示方法,表示水中氢离子(H)浓度值。pH值分为014范围,一般07属酸性,714屑碱性,7为中性。 (2)pH值在实践操作中的理解。污水、废水处理过程中,往往会出现进流水pH值出现异常波动,单靠调节池等设备自身调整,有时也无法达到系统可承受的pH值范围(通常为69)。这种情况下,如果不对进流后的污水、废水进行pH值调整,将会对物化处理段和生化处理段造成明显的影响。2. pH值异常波动对各处理阶段的影响(表3-1)表3-1波动对各处理阶段的影响异常pH值表现物化段影响生化段影响pH值过低(低于6)混凝处理
15、段絮体细小、混凝效果差;初级沉淀池出水浑浊,堰口有生物膜或青苔活性污泥系统池面有酸味;处理效果下降;原生动物活动减弱pH值过高(大于9)混凝处理段絮体粗大、间歇水浑浊,混凝效果差;初级沉淀池出水浑浊,堰口有生物膜或青苔出水浑浊;处理效率下降;活性污泥有解体现象;原生动物可见死亡解体3. 污水、废水pH值调整注意点首先,污水、废水的pH值调整,以废水中和废水最为经济节能,可通过调整池的水质调整达到以上目的。废水的混合可在一项处理工序内完成,也可在相邻的工厂之间完成,利用碱性废水或碱性废渣中和酸性废水。例如,建筑材料厂产生的碱性废水(石灰和氧化镁),在加以均化后,用泵送至附近化工厂与酸性废水混合。
16、这样结合所得到的中性废水就比较合适进行最终处理了,完全达到了以废治废的目的,使双方企业既节约了资金,也减轻了环境污染负荷。在实际的污水、废水pH值调节过程中,经常会遇到如图3-1所示的pH值中和突跃现象,使得调整污水、废水pH值的时候很难真正调整到pH值为中性,特别是水量大、污水、废水pH值过高或过低的废水时,使用强酸碱中和效果尤为明显。遇到这种情况还是要充分发挥到调节池的作用,通过连续的中和药剂投加、频繁的监测观察,保证中和后的污水、废水pH值不致过大的偏离中性值。就实际操作过程来看,污水、废水最终调节的pH值宁愿偏碱性而不要偏酸性。原因在于:(1)酸性污水、废水更容易腐蚀污水、废水处理设施
17、。(2)偏碱性废水更有利于后段混凝沉淀的效果提升。(3)就活性污泥主体微生物来说,抗碱性污水、废水的能力优于抗酸性污水、废水的能力。(4)偏碱性废水更容易形成氢氧化物沉淀而为污染物的进一步去除提供了便利。在中和酸性污水、废水的时候,如果污水、废水中需去除颗粒物较多时,采用氢氧化钙要优于使用氢氧化钠的效果,特别是兼带去除废水中的磷酸盐时。4. pH值和其他控制指标的关系及联合分析方法(1)pH值与水质水量的关系。pH值的异常波动,并对污水、废水处理系统构成威胁的情况,更多的是发生在以处理工业废水为目的的污水、废水处理厂。当企业瞬间排放水洗水、着色水、前处理废水的时候,往往伴随大水量、过低或过高p
18、H值的废水。此时,水中其他污染物指标并不高,仅仅在pH值的波动上显得特别突出。究其原因还是以水洗水、前处理水为主的此类废水所特有的低有机污染物、低悬浮颗粒为代表的低浓度的清洗水为主。熟知此类废水的特性,除了要充分利用调节池的功能外,也需要我们操作人员走出去,与排放此类pH值波动过大的污水、废水排放单位建立联系,以便提早预知并做好对应的策略准备,这样的工作还是相当重要的,否则,在不能备有多种中和药剂的情况下,一旦因为,药剂不足导致无法中和高浓度污水、废水时,将对后续的活性污泥系统造成相当大的影响。(2)pH值与活性污泥沉降比的关系。活性污泥沉降比通常受pH值的冲击影响较大,变现得也比较快速和明显
19、。因以细菌为主体的活性污泥对pH值的忍受存在一定的限度,当受到过高或过低的pH值废水、污水冲击的时候,在沉降比检测时往往可以看到,活性污泥沉降缓慢,上清液浑浊,甚至发现液面有漂浮的活性污泥絮体。通常pH值低于5或高于10时对活性污泥的影响快速而明显,活性污泥系统受抑制恢复也需要相当长的时间。(3)pH值和活性污泥浓度的关系。从实践方面来看,pH值对活性污泥造成的冲击,往往是由于操作人员没有及时发现入流废水的pH值变化,或者是中和药剂短缺导致中和失败。单就活性污泥对大波动pH值污水、废水的耐冲击性而言,越高的活性污泥浓度越能耐受大波动pH值污水、废水的冲击,抗冲击持续时间也较低活性污泥浓度时为佳
20、。但在大波动pH值污水、废水的冲击过后,系统需要排出受冲击的活性污泥,利用快速增值的新生活性污泥来尽快回复活性污泥的正常处理功能。(4)pH值和活性污泥的污泥龄的关系。pH值与活性污泥的污泥龄,读者可能觉得其间并无直接联系,但是正如上文中所说的,在大波动pH值污水、废水的冲击过后,活性污泥系统需要排出受冲击的活性污泥,来恢复正常的处理功能,其中的排泥过程就可以理解为通过降低活性污泥的污泥龄,来使活性污泥处于对数增长期,已获得最佳的增值和系统恢复速度。只是系统恢复阶段很难那控制入流污水、废水中污染物的浓度,为此,常会出现系统恢复期的排放处理水出水指标超标的现象。活性污泥受大波动pH值污水、废水的
21、冲击,但是其吸附能力将伴随到其死亡分解阶段,只是活性污泥受大波动pH值污水、废水的冲击后沉降絮凝性能变差,游离在水中后,常常随放流水排出处理系统,导致出水指标(COD、SS)超标。为此,对应的策略是在生化处理出水段投机絮凝剂 来暂时缓解因过量活性污泥解体导致的出水指标超标现象。(5)pH值与活性污泥回流比的关系。应该说活性污泥受大波动pH值污水、废水冲击后的影响程度与pH值波动的大小、持续时间、活性污泥原有状态等存在关联。就持续时间而言也是相当重要的指标,凡当生化系统整池水体pH值上升超过10的时候,持续时间超过2小时,将需要2天的时间来恢复整个活性污泥系统的正常运转。所以,这里有必要要求我们
22、的系统操作管理人员采取一切手段来降低大波动pH值污水、废水对活性污泥系统作用的时间。其中可以有效利用的就是的加大活性污泥回流比,在预计大波动pH值污水、废水冲击程度较大的情况下,可以将污泥回流系统开至最大,以最大限度的调动二沉池内的中性废水去稀释进入生化系统的大波动pH值污水、废水。通过这样的回流比调整,在大波动pH值污水、废水冲击不是太强大的情况下,往往可以缓解对生化系统的冲击的影响,至少可以最大限度的保护活性污泥系统,争取到更快速的系统恢复时间。二、水温1. 书面定义及实践操作的理解(1)温度的书面定义。物体的温度反映了物体内分子运动平均动能的大小。分子运动愈快,物体愈热,即温度愈高;分子
23、运动愈慢,物体愈冷,即温度愈低。这种现象被描述为一个物体的热势,或能量效应。当以数值表示温度时,即称之为温度度数。(2)温度在实际操作中的理解。其实,和水处理息息相关的是被处理污水、废水的温度,即水温。在全年度的水温变化方面,我们通常会看到水温的变化通常是由气温的变化引起的,也会清楚地发现夏天的处理效率高于冬天的处理效率。而由排放企业所排出的中高温废水在工业水处理中也有被遇到。通常因其温度过高原因对系统的冲击是明显高于因季节变化引起的冲击的。为此也需要对工业企业排放的污水、废水进行冷却预处理。2. 水温异常波动对各处理段的影响表3-2 水温异常波动对各处理段的影响异常水温表现物化段影响生化段影
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