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1、.环保运行培训资料江 苏 . 环 保 科 技运行培训资料运行管理部编制时间： 2011 年 9 月精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 32 页.环保运行培训资料目录第一章安全生产教育第二章污水处理知识第一节 污水知识第二节 污染物第三节 生物处理第三章运行管理第一节 污水处理 - 活性污泥法 -SV30-MLSS 第二节 生物脱氮基本原理第三节 污泥上浮 -活性污泥上浮的主要因素第四节 生物泡沫第五节 污泥膨胀第四章设备维护保养第一节 设备的使用与维护概论第二节 单体设备维护保养细则精选学习资料 - - - - - - -
2、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 32 页.环保运行培训资料第一章 安全生产教育安全生产教育是指向企业全体有关人员进行的安全思想、安全技能、安全知识的宣传、教育和训练。加强安全教育是十分重要而艰巨的任务，其重要意义： 有利于提高职工安全知识水平和实际操作技能。 有利于发动职工参与安全管理。 有利于提高职工“安全第一”的思想。1安全生产制度安全生产教育制安全生产检查制安全生产责任制伤亡事故报告处理防火防爆制度各种安全操作规程2安全生产防毒气安全用电防溺水和防高空坠落防雷防火防爆化验室安全知识精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
3、- - - -第 3 页，共 32 页.环保运行培训资料第二章 污水处理知识第一节污水知识污水是指在生产和生活活动中排放的水的总称。生活污水 是人类日常生活中使用过的水，包厕所、厨房、浴室、洗衣房等处排出的水；来自住宅区、公共场所、机关、学校、医院、商店以及工厂生活间的生活污水含有较多的有机物，如蛋白质、动植物脂肪，碳水化合物和氨氮等；还含有肥皂盒洗涤剂以及病原微生物、寄生虫卵等。工业废水 是在工业生产过程中被使用过，为工业物料所污染，且污染物已无回收价值，在质量上已不符合生产工艺的需要，必须从生产系统中排出的水。城市污水是指排入城市管道中的生活污水和城镇生活区的工业废水等，实际上是混合污水。
4、城市污水的来源及性质1城市污水是通过下水管道所收集到的所有排水，是排入下水管道系统的各种生活污水、工业废水和城市降雨径流的混合水。 生活污水是人们日常生活中排出的水。 工业废水是生产过程中排出的废水、包括生产工艺废水、循环冷却水、冲洗废水以及综合废水。 降雨径流是由降水或冰雪融化形成的。2城市污水的性质 物理性质：颜色、气味、水温等指标。 化学指标： pH 、BOD5 、CODcr 、溶解固体DS 和悬浮固体 (SS)、TN 、NH3-N 、TP、 重金属含量等。 TN= 有机氮蛋白性氮、非蛋白性氮+无机氮NH3-N 、 NO2-N 、 NO3-N 生物指标：细菌、总大肠杆菌生活、医院污水。污
5、水处理：就是指采用各种技术和手段，将污水中所含的污染物质别离去除、回收利用或将其转化为无害物质，使水得到净化。污水处理分类 ： 1 按照技术原理分 ：物理处理法、化学处理法、生物处理法。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 32 页.环保运行培训资料物理法：沉淀、过滤、别离、气浮。化学法：中和、混凝、氧化复原、吸附、离子交换。生物法：活性污泥利用微生物的作用来去除污水中溶解的和胶体状态的有机物的方法和生物膜法。2. 按照处理程度分 ：一级处理、二级处理、三级处理深度处理。一级处理：去除污水中影响二级生物处理正常运转的杂物过程；
6、主要包括去除污水中的漂浮物及悬浮状态的污染物，调整pH 值和其他家禽污水腐化程度及后续处理工艺负荷的过程。二级处理：主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，使出水的有机污染物质含量到达排放标准的要。主要使用微生物处理法-活性污泥法和生物膜法。第二节污染物污染物种类：按存在形态废水中污染物可分为：漂浮物、悬浮固体、胶体、低分子有机物、无机离子、溶解性气体、微生物等。按危害特征可分为：漂浮物、悬浮固体、石油类、好氧有机物、难降解有机物，重金属、植物营养物质、酸碱物质、反射性污染物、病原体、热污染等。好氧有机物主要有腐殖酸、蛋白质、脂类、糖类、氨基酸等有机化合物。这些物质以悬浮或溶解状态存在于
7、废水中，在微生物的作用下可以分解为简单的CO2 等无机物。这些无机物在天然水体中分解需要消耗水中的溶解氧。难降解有机物指不能被驯化的活性污泥所降解，而经过一定时间驯化后能在某种程度上降解的有机物。主要有有机氯化物、有机磷农药、有机金属化合物、芳香族为代表的多环及其他长链有机化合物。第三节生物处理一 生物处理就是利用微生物分解氧化有机物的这功能。并采取一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有机物的效率的一种废水处理方法。所有微生物处理过程都是一种生物转化过程，在这一过程中易于生物降解的有机污染物可在数分钟至数小时内进行两种转化：一是液相中溢出的气体，
8、二是变成剩余生精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 32 页.环保运行培训资料物污泥。在生物反应中，微生物代谢有机污染物并利用代谢过程中所获得的能量来供细胞繁殖和维持生命活动的需要。好氧条件下，微生物将有机物中的一部分碳元素转化为CO2 ，厌氧条件下，则将其转化为CH4 和 CO2 ， 然后这些气体从液相中别离出来，同时微生物得到增殖，增殖的絮凝细菌细胞成为剩余污泥。生物处理法：好氧生物处理法、缺氧生物处理法、厌氧生物处理法。微生物生长方式：悬浮生长，固着生长、混合生长。二 影响微生物的因素： 1 负荷 2 温度好氧微生物 1
9、5-30，厌氧微生物35-55。 3 pH值好氧微生物 pH值 6.8-8.5 ，厌氧微生物 6.8-7.2 4 含氧量 DO 5 营养平衡废水中的各种营养物质不平衡，会影响微生物的活性，影响处理效果 6 有毒物质三 、污水处理工艺 1 、活性污泥活性污泥是由好氧菌为主体的微生物群体形成的絮状绒粒。绒粒的直径一般为0.02-0.2mm，含水率一般为 99.2-99.8% 。成熟的活性污泥具有很好的絮凝沉淀性能，其中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 的去除率到达 90% 左右。正常生长的活性污泥呈茶褐色，菌胶团絮体发育良好，个体大小适宜，稍具泥土味。菌胶
10、团： 1微生物领域 - 将动物胶菌形成的细菌团块成为菌胶团。2将所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性细菌相互凝聚成的菌胶团块称为菌胶团。活性污泥处理技术是利用设施、设备和工艺技术将污水中所含有的污染物别离出来，将有害物质转化为无害的、稳定的物质，从而使污水得到净化。工艺原理：向生活污水中不断注入空气，维持水中有足够的溶解氧，经过一段时间后，污水即生成一种絮凝体，这种絮凝体是由大量繁殖的微生物构成的，易于沉淀别离，使污水得到澄清，这就是“活性污泥”。活性污泥法就是以悬浮生长在水中的活性污泥为主体，在微生物生长有利的环境精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
11、- - -第 6 页，共 32 页.环保运行培训资料条件下和污水充分接触，使污水净化的一种方法，它的主要构筑物有曝气池和二沉池。 2 、工艺流程：曝气系统 +二沉池+回流系统 +剩余污泥排放系统曝气池是由微生物组成的活性污泥与污水中的有机污染物质充分混合接触，进而将其吸收并分解的场所，是活性污泥工艺的核心。曝气系统的作用是向曝气池中供给微生物增长极分解有机物所必需的氧气，并起混合搅拌的作用，使活性污泥与有机污染物质充分接触。二沉池的作用是使活性污泥与处理完的污水别离，并使污泥得到一定程度的浓缩。回流污泥系统：把二沉池沉淀下来的绝大部分活性污泥再回流到曝气池，以保证曝气池有足够的微生物浓度。剩余
12、污泥排放系统： 随着有机污染物质被分解， 曝气池每天都净增一部分活性污泥，这部分活性污泥称为剩余活性污泥，通过剩余活性污泥排放系统排出。3、工艺参数：入流水质水量 Q 回流污泥量 Qr 是从二沉池补充到氧化沟的污泥量， 回流比 R是回流污泥量 Qr 与入流污泥量 Q之比。悬浮固体 MLSS 是指混合液中悬浮固体的浓度， 近似表示曝气池内活性微生物浓度；挥发性悬浮固体 MLVSS 由于不包含无机质，它能较好的反映活性污泥微生物的数量。回流污泥悬浮固体RSS 回流污泥飞发性固体RVSS 有机负荷 F/M 是指单位质量的活性污泥， 在单位时间内要保证一定的处理效果，所能承受的有机污染物量，单位为kg
13、BOD5/ kgMLVSS d, 一般为 0.2 0.4 。F/M较大时，由于有机污染物较充足，活性污泥中的微生物增长速度较快，有机污染物被除去的速率也较快，但此时的活性污泥的沉降性能可能较差。F/M较小时，由于有机污染物不太充足，微生物增长速率也较慢或基本不增长，甚至可能减少，此时有机物被去除的速率也必然较慢， 但此时活性污泥沉降性能往往较好。溶解氧浓度剩余活性污泥 的排放量 Qw 污泥龄STR 水力停留时间Ta 二沉池水力外表负荷qs m3/ m2 h=Q/Ac 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 32 页.环保运行培训
14、资料固体外表负荷 qs kg/(m3.h)=(Q+Qr),MLSS/As 出水堰流负荷 m3/m2 h二沉池的泥位Ls 污泥层厚度Hs Hs不应超过 1/3Ls 4、生物脱氮氮的几种形式：有机氮、氨氮、亚硝态氮和硝态氮。氮含量的指标： 总氮TN 、总凯氏氮TKN 、氨氮NH3-N 、硝酸盐氮NO3-N 、亚硝酸盐氮 NO2-N TKN=有机氮 + NH3-N TN=有机氮 +无机氮 = TKN+ NO3 N+ NO2 N 脱氮的过程即是各种形态的氮转化为氨气从水中脱除的过程。生物脱氮原理进行生物脱氮可分为氨化 - 硝化-反硝化三个步骤。由于氨化反应速度很快，在一般废水处理设施中均能完成，故生物
15、脱氮的关键在于硝化和反硝化。生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和NH3-N转化为 N2和 NXO 气体的过程。废水中存在着有机氮、 NH3-N 、NOX -N，等形式的氮，而其中以NH3-N和有机氮为主要形式，在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化成NH3-N ，而后经过硝化过程转变成为NOX -N，最后通过反硝化作用使NOX -N 转换成N2，而逸入大气。由此可见，进行生物脱氮可分为氨化-硝化- 反硝化三个步骤。由于氨化反应速度很快，在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。1氨化作用氨化作用是指将有机氮化合物转化为NH3-N的过程，也称为矿
16、化作用。参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。在自然界中，它们的种类很多，主要有好氧性的荧光假单胞菌和灵杆菌、兼性的变形杆菌和厌氧的腐败梭菌等。在好养条件下， 主要有两种降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脱氮。例如氨基酸生成酮酸和氨：CH3CH(NH3)COOH - CH3C(NH2)COOH - CH3COCOOH+NH3 丙氨酸亚氨基丙酸法丙酮酸另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应。例如尿素能被许多细菌水解产生氨，分解尿素的细菌有尿八联球菌等，它们是好氧菌，其反应式如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 32
17、页.环保运行培训资料NH2 2CO+2 H2O - 2NH3+CO2+H2O 在厌氧或缺氧的条件下， 厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行复原脱氮、水解脱氮和脱水脱氮三种途径的氨化反应。 +2H RCHNH3 COOH - RCH3COOH+NH3 +H2O CH3CHNH2 COOH - CH3CH(OH)COOH+NH3 -H2O CH2(OH)CH(NH2)COOH - CH3COCOOH+NH3 2硝化作用硝化作用是指将 NH3-N氧化为 NOX -N 的生物化学反应， 这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成，包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤，该反应历程为：亚硝化反应 NH3 +
18、1.5 O2 NO2 + H+H2O + 273.5KJ 硝化反应 NO2+ 0.5 O2 NO3 + 73.19KJ 总反应式 NH3 + 2 O2 NO3 + H+ + H2O + 346.69KJ 亚硝酸菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属。硝酸菌有硝酸杆菌属、硝酸球菌属。亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌。发生硝化反应时细菌分别从氧化NH3-N和 NOX -N 的过程中获得能量，碳源来自无机碳化合物，如CO32 、HCO 、CO2 等。假定细胞的组成为C5H7NO2，则硝化菌合成的化学计量关系可表示为：亚硝化反应 15 CO2+13 NH3 - 10 NO2+3 C5H7NO2+
19、22 H+4H2O 硝化反应 5 CO2+ NH3 +10 NO2- 10 NO3 + C5H7NO2 在综合考虑了氧化合成后，实际应用中的硝化反应总方程式为：NH3 +1.86 O2+0.98 HCO3 - 0.02 C5H7NO2+1.04 H2O+0.98 NO3 +0.88 H2CO3 由上式可以看出硝化过程的三个重要特征：1) NH3 的生物氧化需要大量的氧，大约每去除1g的 NH3-N需要 4.2g O2；2) 硝化过程细胞产率非常低，难以维持较高物质浓度，特别是在低温的冬季；3) 硝化过程中产生大量的质子 H+ ， 为了使反应能顺利进行， 需要大量的碱中和，理论上大约为每氧化1g
20、 的 NH3-N需要碱度 5.57g以 NaCO3 计硝化反应影响因素 温度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 32 页.环保运行培训资料在生物硝化系统中， 硝化细菌对温度的变化非常敏感，在 535的范围内， 硝化菌能进行正常的生理代谢活动。当废水温度低于15时，硝化速率会明显下降， 当温度低于 10时已启动的硝化系统可以勉强维持，硝化速率只有30时的硝化速率的25% 。尽管温度的升高，生物活性增大，硝化速率也升高，但温度过高将使硝化菌大量死亡，实际运行中要求硝化反应温度低于38。 pH 值硝化菌对 pH值变化非常敏感最正确
21、pH值是 8.0 8.4 ， 在这一最正确 pH值条件下，硝化速度，硝化菌最大的比值速度可达最大值。Anthonison 认为 pH对硝化反应的影响只是表观现象。 溶解氧氧是硝化反应过程中的电子受体， 反应器内溶解氧高低， 必将影响硝化反应的进程。在活性污泥法系统中，大多数学者认为溶解氧应该控制在1.5 2.0mg/L 内，低于0.5mg/L 则硝化作用趋于停止。当前认为在低DO 1.5mg/L 下可出现SND现象。在DO2.0mg/L ，溶解氧浓度对硝化过程影响可不予考虑。但DO浓度不宜太高，因为溶解氧过高能够导致有机物分解过快，从而使微生物缺乏营养，活性污泥易于老化，结构松散。此外，溶解氧
22、过高，过量耗能，在经济上也是不适宜的 生物固体平均停留时间污泥龄为了使硝化菌群能够在连续流反应器系统存活，微生物在反应器内的停留时间cs 必须大于自养型硝化菌最小的世代时间( csmin，否则硝化菌的流失率将大于净增率，将使硝化菌从系统中流失殆尽。一般对cs 的取值，至少应为硝化菌最小世代时间的 2 倍以上，即安全系数应大于2。 重金属及有毒物质除了重金属以外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有：高浓度氨氮、高浓度硝酸盐有机物及络合离子等。3反硝化作用反硝化作用是指在厌氧或缺氧 DO0.3 0.5mg/L条件下，NOX -N 及其它氮氧化物被用作电子受体被复原为氮气或氮的其他气态氧化物的生物学反
23、应，这个过程由反硝化菌完成，反应历程为： NO3- NO2 - NO - N2O - N2 NO3 +5H 有机电子供体 - 0.5 N2+2 H2O+ OH精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 32 页.环保运行培训资料 NO2+3H 有机电子供体 - 0.5 N2+H2O+ OHH 可以是任何能提供电子，且能复原NOX -N 为氮气的物质，包括有机物、硫化物、H+ 等。进行这类反应的细菌主要有变形杆菌属、微球菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属等兼性细菌，它们在自然界中广泛存在。有分子氧存在时，利用 O2作
24、为最终电子受体，氧化有机物，进行呼吸；无分子氧存在时，利用NOX -N进行呼吸研究说明，这种利用分子氧和NOX -N 之间的转换很容易进行，即使频繁交换也不会抑制反硝化的进行。大多数反硝化菌能进行反硝化的同时将NOX -N 同化为 NH3-N而供给细胞合成之用，这也就是所谓同化反硝化。只有当NOX -N 作为反硝化菌唯一可利用的氨源时NOX -N 同化代谢才可能发生。 如果废水中同时存在NH3-N ，反硝化菌有限地利用NH3-N进行合成。反硝化反应影响因素 温度反硝化细菌对温度变化虽不如硝化细菌那么敏感，但反硝化效果也会随着温度的变化而变化。温度越高， 硝化速率也越高， 在 3035时，DNR
25、 增至最大。当低于 15时，反硝化速率将明显降低；至5时，反硝化将趋于停止。 pH 值pH值是反硝化反应的重要影响因素，对反硝化最适宜的pH值是 6.5 7.5 ，在这个pH值的条件下， 反硝化速率最高， 当 pH值高于 8 或者低于 6 时，反硝化速率大为下降。 外加碳源反硝化菌是属于异养型兼性厌氧菌，在厌氧条件下以NOX -N 为电子受体，以有机物有机碳为电子供体。 由此可见碳源是反硝化过程中不可少的一种物质，进水的 C/N直接影响生物脱氮除氮效果的重要因素。一般 BOD/TKN=34，有机物越充分， 反应速度越快，当废水中 BOD/TKN 小于 3 时，需要外加碳源才能到达理想的脱氮的目
26、的。因此碳源对对反硝化效果影响很大。反硝化的碳源来源主要分三类：一是废水本身的组成物，如各种有机酸、淀粉、碳水化合物等；二是废水处理过程中添加碳源，一般可以添加附近一些工业副产物，如乙酸、丙酸和甲醇等；三是活性污泥自身死亡自溶释放的碳源，称为内源碳。 溶解氧反硝化菌是异养兼性厌氧菌， 只有在无分子氧而同时存在硝酸和亚硝酸盐离子的条精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 32 页.环保运行培训资料件下，它们才能利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐复原。 如反应器内溶解氧较高，将使反硝化菌利用氧进行呼吸，抑制反硝化菌体内硝酸盐复原
27、酶的合成，或者氧成为电子受体，阻碍硝酸盐的复原，但是，另一方面，在反硝化菌以在厌氧、好氧交替环境中生活为宜，溶解氧应控制在0.5mg/L。4同化作用在生物脱氮过程中，废水中的一部分氮NH3-N或有机氮被同化为异养生物细胞的组成部分。微生物细胞采用C60H87O23N12P 来表示，按细胞干重量计算，微生物细胞中氮含量约为 12.5%。虽然微生物的内源呼吸和溶胞作用会使一部分细胞的氮有一有机氮和 NH3-N形式回到废水中， 但仍存在于微生物的细胞及内源呼吸残留物中的氮可以在二沉池中得以从废水中去除。5、生物除磷污水中的磷主要来自粪便、洗涤剂、农药、含磷工业废水等。主要以磷酸盐H2PO4- 、HP
28、O42- 、PO43- ，聚磷酸盐和有机磷的形式存在。生物除磷就是利用细菌、藻类等微生物在某种特定条件下，在它们体内的细胞内积储大大超过合成细胞所需的磷，并在厌氧条件下又释放出来的原理。通过对微生物的这种过剩摄取磷的控制，排除系统中的剩余污泥，到达生物除磷的目的。1厌氧阶段：使含磷化合物呈溶解性磷，聚磷菌释放积储磷酸盐。2好氧阶段：聚磷菌大量吸收积储溶解性磷化物中的磷，化合成TAP与聚磷酸盐。聚磷菌是好氧菌，它在活性污泥中是优势菌种。但是在厌氧环境中将聚磷菌水解，由于他在利用基质的竞争中比其它好氧菌占优势，从而利于它的大量繁殖，经过厌氧与好氧的交替，进行释磷和吸磷的过程。出水在沉淀池与活性污泥
29、别离，从而通过排除富磷污泥到达除磷。五缺氧好养 A/O生物脱氮工艺1工艺流程：污水缺氧池好氧池沉淀池出水在反硝化缺氧区中，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮NOx N复原成 N2，到达脱氮的目的。然后在后续的好好氧区中进行有机物的生物氧化，有机氮的氨化和氨氮的硝化等生化反应，后精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 32 页.环保运行培训资料设沉淀池，部分沉淀污泥回流到缺氧区，以提供充足的微生物，同时还将好氧区内混合液回流至缺氧区，以保证缺氧区有足够的硝酸盐。主要特点：流程简单，构筑物
30、少，只有一个污泥回流系统。反硝化池不需要外加碳源，降低运行费用。好氧区在缺氧区之后，可以使反硝化残留的有机物得到进一步的去除，提高出水水质。缺氧区在前，污水中的有机碳被氮硝化菌所利用，可减轻好氧区的有机负荷，同时缺氧区中进行的反硝化产生的碱度可以补偿好氧区中进行的硝化反应对碱度的需求。缺点：脱氮效果不高，假设沉淀池运行不当，易在沉淀池内发生反硝化反应，造成污泥上浮，水质恶化。2A2/O生物脱氮的主要参数及影响F/M和 SRT ：污泥负荷要低，污泥龄要长。回流比 R：回流比升高，脱氮效果也提高。但是混合液R太高，工艺过程动力消耗太大，运行费用高，一般设计100% 回流。水力停留时间： 要到达 7
31、0-80% 的脱氮率，硝化反应水力不应小于6h，反硝化 2h之内即可，硝化：反硝化 =3:1。溶解氧好氧区 2.0mg/L, 缺氧区低于 0.5mg/L，厌氧区低于 0.2mg/L 。pH值温度BOD5 和 BOD5/(NOx-N) 第三章 运行管理第一节污水处理 -活性污泥法 -SV30-MLSS 利用活性污泥法处理污水，主要是通过活性污泥微生物，在有氧的情况下，将有机物合成新的细胞物质或将其分解代谢，然后再经过由合成细胞形成的菌体有机物的絮凝、沉淀、别离，从而到达去除午睡中有机物、净化污水的目的。微生物代谢关系图如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -
32、- - - - -第 13 页，共 32 页.环保运行培训资料分解代谢代谢产物 H2O 、CO2 、NH3等 +能量微生物污水中的有机物 +O2 内源呼吸产物 +能量H2O 、CO2 、NH3 合成代谢微生物合成细胞物质 +O2 CxHyNOz 内源呼吸残留物净增值细胞物质污水净化的重要环节， 首先是污水中有机物在曝气池中微生物的作用下合成菌胶团的过程，其次是菌体有机物的絮凝、沉淀和别离过程；影响污水处理质量的主要因素；首先是曝气池中由菌体有机物形成的活性污泥浓度MLSS 的大小；其次是活性污泥凝聚，沉淀性能的好坏，而污泥沉降比SV30是指曝气池混合液在100ml量筒中，静置、沉淀 30min
33、 后，沉淀污泥与混合液之体积比% ，由此，一方面，可以直接了解污泥凝聚、沉降性能的好坏；另一方面，污泥沉降比值在一定程度上也是污泥浓度大小的定量反映；因此，污泥沉降比是用以指导工艺运行的重要参数。 MLSS是影响污水中有机物去除的关键活性污泥微生物从污水中去除有机物的代谢过程，主要是由微生物细胞物质的合成活性污泥增长、有机物包括一部分细胞物质的氧化分解和氧的消耗组成。当氧供给充足时活性污泥的增长分为对数增长期、减速增长期和内源呼吸期。在每个增长期，有机物的去除速率、氧利用速率、活性污泥特征等都各不相同。研究发现，有机物F与微生物 M 的比值污泥负荷率F:M是影响活性污泥处于不同阶段即影响有机物
34、从污水中去除效果的重要因素。F:M=Ns=QLs/XV(KgBOD5/KgMLSSd) 式中： Q 污水流量， m3/d Ls - 进水有机物 BOD5 浓度， mg/L V - 曝气池容积， m3 X 混合液悬浮固体 MLSS ，mg/L 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 32 页.环保运行培训资料在一般城市污水处理厂， 曝气池容积固定， 进水水量和水质 BOD5 浓度比较稳定，由以上公式不难发现， MLSS 的大小是污泥负荷率的决定因素，直接影响污水中有机物的去除情况。一般情况下，污泥沉降比值是MLSS 定量的直观反
35、映这一点由以下公式可以证明SVI =SV/ MLSSg/L 式中 SVIml/g 为污泥指数，即评定活性污泥凝聚、沉淀性能的指标。在稳定的污水处理工艺中，由于SVI 值在一段时间内基本保持在某一稳定区间，因此，通常情况下，污泥沉降比值能够反映曝气池中混合后液的浓度，它在污泥浓度成正比例关系。运行人员均以沉降比作为指导运行的主要参数，首先，因为它具有操作简单、历时短的特点；其次。可以通过测量污泥沉降比随时观察活性污泥的絮凝、沉淀过程，了解活性污泥特性， 掌握活性污泥量， 判断曝气池工艺运行情况， 为工艺调整提供科学依据，从而由此控制污水处理效果。沉降比与污泥指数 SVI的关系由测量污泥沉降比的过
36、程，可以直接了解污泥絮凝、沉降性能的好坏。在我厂运行中，当 SVI 值在 80-120 之间，此时污泥呈褐色、絮状，沉淀性能良好；当SVI 值小于80 时，说明污泥泥龄过长或有机物含量过低，此时污泥细碎，颜色发黑，活性不好；当SVI 值大于 120 时，污泥过于松散，呈浅褐色，沉淀性能较差；另外，污泥沉降比测量结束后，通过观察量筒中污泥放置多少时间后上浮可以判断曝气池的供氧情况。如污泥在静沉放置 3-4 小时后仍不上浮，呈褐色证明活性污泥性状较好，曝气供氧充分；如静沉 2 小时左右污泥上浮，呈黑色，说明污泥厌氧，曝气池供氧量不足。在工艺运行中，如果进水量、剩余污泥排放量等运行条件比较稳定。污泥
37、沉降比值不会发生突变， SVI 值也比较稳定，此时的污泥沉降比值对应一定的活性污泥浓度，沉降比小于 15% 时，曝气池混合液浓度低，活性污泥发育不良，处于不成熟期，污泥絮凝、沉降效果差，菌胶团松散，活性污泥微生物不活跃，从而造成出水水质不稳定，甚至不能达标；当沉降比在15%-50% 之间时，活性污泥已经成熟，混合液浓度较高，一般都在2000-3000mg/L 左右，污泥负荷处在沉降区段，污泥絮凝、沉降性能都比较好，微生物也很活跃，出水水质稳定。为了减少曝气池的鼓风量，节约能源，我们一般将污泥沉降比控制在 15%-30% 之间。测定污泥沉降比是用以指导工艺运行的重要方法。因为它不但操作简单、方便
38、，而精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 32 页.环保运行培训资料且能使运行管理人员随时了解曝气池中活性污泥的浓度和泥质情况，从而掌握和控制整个工艺的运行参数，通过确定稳定的污泥沉降比值，可以到达控制污水处理效果，保证出水水质的目的。污泥上浮 -活性污泥上浮的主要因素3.1 进水水质3.1.1 过量的外表活性剂物质和油脂类化合物这类物质可以影响细胞质膜的稳定性和通透性，使细胞的某些必要成分流失而导致微生物生长停滞和死亡。 当曝气池进水中含有大量这类物质时，会产生大量泡沫气泡 ，这些气泡很容易附聚在菌胶团上，使活性污泥的比重
39、降低而上浮。另外，当进水含油脂量过高时，经过与曝气与混合，油脂会附聚在菌胶团外表，使细菌缺氧死亡，导致比重降低而上浮。3.1.2 pH值冲击过高或过低的pH 值会影响活性污泥微生物胞外酶及存在于细胞质和细胞壁里酶的催化作用以及微生物对营养物质的吸收。当连续曝气反应池内pH11.0 时，多数情况下活性污泥中微生物活性受到抑制，或失去活性，甚至死亡，以致发生污泥上浮。相关实验结果说明： 当进水 pH值为 2.5-5.0和 10.0-12.0时，pH值越低或越高，污泥活性受到抑制越严重，上浮污泥量越多。控制低pH值3.5-7.0 的反应周期内 pH值不变，两种废水的活性污泥在pH 5.5 时就开始出
40、现污泥上浮。另一方面，随着pH值的增加，由于胞外聚合物Extra Celluar Polymer的电离官能团增加，活性污泥絮凝作用增加尽管带的负电性增加 ，但当 pH值超过一定范围后，絮凝作用下降。可见，这时的电排斥作用增加，也会造成活性污泥脱絮悬浮、不絮凝、反絮凝deflocculation和上浮。 3.1.3 盐含量的影响对进水的 pH值调整不能消除碱度对活性污泥的影响，对碱性进水调pH值，虽然中和了碱性物质，但产生了盐。盐溶液浓度不同渗透压也不同，渗透压是影响微生物生存的重要因素之一。如微生物所处的渗透压发生突变，就会导致细胞死亡。 3.1.4 水温过热组成活性污泥的微生物适合的温度范围
41、一般为15-35，超过 45时会使活性污泥中大部分微生物死亡而上浮经过长期驯化的或特殊微生物除外。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 32 页.环保运行培训资料 3.1.5 致毒性底物对好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括：含量过高的COD 、有机物酚及其衍生物、醇醛和某些有机酸等 ，硫化物、重金属及卤化物，高底物浓度可与细胞酶活动中心形成稳定的化合物， 导致基质不能接近， 无法被降解，甚至使细胞中毒死亡，重金属离子进入细胞后主要与酶或蛋白质上的-SH 基结合而使之失活或变性，微量的重金属离子还能在细胞内不断累积最终
42、对微生物发生毒害作用微动作用，卤化物最常见的是碘和氯，碘不可逆地与菌体蛋白质或酶的酪氨酸结合，生成二碘酪氨酸，使菌体失活。氯与水合成次氯酸，其分解产生强氧化剂，而且废水中有机物的突变，使原被驯化好的并能降解有机毒物的微生物减少或消失。 3.2 工艺运行 3.2.1 过量曝气微生物处于饥饿状态而引起自身氧化进入衰老期，池中溶解氧浓度DO 上升；或者由于污泥活性差，曝气叶轮线速度过高，供氧过多，总之，DO上升，短期内污泥活性可能很好，因为新陈代谢快， 有机物分解也快， 但是时间一久， 污泥被打得又轻又碎 但无气泡，像雾化片似的飘满沉淀池外表，随水流走，这种污泥色浅，活性差，好氧速率下降，污泥体积和
43、污泥指数增高，处理效果明显降低。 3.2.2 缺氧引起的污泥上浮污泥呈灰色，假设缺氧过久则呈黑色，并常带有小气泡。 3.2.3 反硝化引起的污泥上浮当废水中有机氮化合物含量过高或氨氮过高时，在适宜条件下可被硝化菌和亚硝化菌氧化为 NO3 ，如二沉池积泥或停留时间过长，NO3 复原产生的 N2会被活性污泥絮凝体所吸附，使得活性污泥上浮。 3.2.4 回流量太大引起的污泥上浮回流量突增，会使气水别离不彻底，曝气池中的气泡带到沉淀区上浮，这种污泥呈颗粒状，颜色不变，上翻的方向是从导流区壁直向沉淀区壁成湍流翻动。 3.2.5 二沉池池底积泥引起的污泥上浮如果二沉池底泥发酵，产生的CO2和 H2也会附聚
44、在活性污泥上，使污泥比重降低而上浮。污泥腐化产生CH4 、H2S后上浮，首先是一个个小气泡逸出水面，紧接着有黑色污泥上浮。 3.3 活性污泥丝状菌过量生长及其控制产生的污泥上浮精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 32 页.环保运行培训资料 3.3.1 温度与负荷微丝菌Mocrothrix partvicella 的最正确生长条件是温度在1215，污泥负荷小于0.1kg/(kg d). 它的天然疏水性会引起活性污泥的脱水性差，最高为49mL/g 。在温度高于 20后，即使污泥负荷是0.2 kg/(kgd)，M. patvic
45、ella也不增殖。它打碎成 30-80m的碎片，成浮渣形式而上浮。 3.3.2 外表活性物质、类脂化合物及机械应力作用引起低负荷膨胀和污泥上浮的最频繁是丝状菌是：微丝菌、0092 型、0041 型。在进水中外表活性物质和类脂化合物浓度的升高、接种和机械应力也会引起放线菌Actionmycetes 的增长。 Kappeleretal观察到机械应力如离心泵损坏紧密的活性污泥絮凝体并导致微丝菌的过量生长。 3.3.3 过量投加丝状菌抑制剂在曝气池流出槽中注入过氧化氢，数天后，丝状菌就消失，SVI 从 580 mL/g下降至178 mL/g。且过氧化氢也有确保曝气池DO和去除 H2S臭味的效果。但假设
46、加入太大会引起活性污泥的活性抑制及污泥上浮。 3.4 活性污泥活性抑制与上浮的检测方法 3.4.1 测定污泥的耗氧速率 OUR 和 ATP 测定活性污泥的耗氧速率 OUR ， 可判断有无毒物流入， 负荷条件和排泥平衡情况。假设同时测定三磷酸腺苷 ATP ，还可以从处理机能方面对微生物量和活性度进行定量分析。根据相关研究说明，测定ATP含量和 OUR 是检测生物量活性的可靠方法。 3.4.2 利用指示生物诊断活性污泥状态和性能用显微镜对活性污泥中的微生物进行镜检，其中的原生动物和后生动物统称为微型动物相比照细菌个体大，在显微镜下易于观察、鉴别和计数，且对外界环境条件的变化更为敏感，作为指示生物来
47、诊断活性污泥的状态和性能，在工程实践中已有较广泛应用。这种指示作用概括于表1 中。表 1 微型动物对活性污泥状态和性能的指示作用微型动物镜检情况活性污泥状态钟虫、遁纤虫、累枝虫、聚缩虫、独缩虫等固着型原生动物和轮虫等后生动物大量出现106 个/L 良好微型动物种类高度多样化，没有占绝对优势数量的微生物精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 32 页.环保运行培训资料波豆虫、尾波虫、侧滴虫、屋滴虫、豆形虫、草履虫等快速游泳型原生动物较多恶化严重恶化时微型动物极少、或被一种或一组占优势漫游冲、斜叶虫，管叶虫等慢速游泳型或匍匐行进的
48、原生动物较多恶 化 - 良好可观察到微型动物，但个体数比正常污泥还少，蠕动纤毛类较少，球衣菌、丝硫菌、微丝菌、放线菌大量出现膨胀、泡沫和浮渣变形虫和简便虫等肉足类原生动物的个体在混合液中出现104个/mL 分散、解体新态虫、扭头虫、草履虫出现较多溶解氧 DO 不足轮虫和变形虫大量出现曝气过剩3.5 控制污泥上浮的技术措施 稳定曝气池进水水质的最可行、最经济的方法是终水回用，用以稀释、调节曝气池中进水的有机物浓度，使其稳定在一定的范围内，终水回用的先决条件是污水处理厂的处理能力必须大于实际进水量。 污水处理厂应考虑设有较大容积的调节池均质池并控制好均质池调节池液位。因高液位会使均质池的水量缓冲能
49、力下降，甚至丧失；而低液位运行不仅均质效果差，且易使油和均质池底的杂质进入曝气池，造成活性污泥受冲击而上浮。液位宜控制在 50%-70% 。 合理投加营养盐。由于工业废水中营养比例失调，常常碳源充分而氮、磷等营养物不足，因此处理工业废水时需另外补加。一般以尿素和磷酸盐为氮源和磷源，但投加量 不宜过量。 曝气池入口设中和池及由碱池、酸池、pH 检测仪、 pH 自动调节阀等组成的pH自动调节系统，使曝气池进水的pH值控制在要求范围内。 采用纯氧曝气。从西德引进的纯氧曝气设备， 投产 5a 以来从未出现过污泥上浮。污泥中毒引起的污泥上浮可以加大曝气量，减少进水量并清除死污泥。活性污泥的微生物组成主要
50、依赖于废水成分、流动形式、运行条件和适宜的设计。由于在实际处理过程中几乎难以控制废水成分，因此对运行条件和反应器设计进行优化选择至关重要。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 32 页.环保运行培训资料第二节泡沫泡沫一般分为三种形式： 启动泡沫。活性污泥工艺运行启动初期，由于污水中含有一些外表活性物质，易引起外表泡沫，但随着活性污泥的成熟，这些外表活性物质经生物降解，泡沫现象会逐渐消失。 反硝化泡沫。如果污水厂进行硝化反应，则在沉淀池或曝气不足的地方会发生反硝化作用，产生氨等气泡而带动部分污泥上浮，出现泡沫现象。 生物泡沫。