活性污泥法工艺控制(节选三丰)

活性污泥法工艺控制（节选三丰）第一章活性污泥法概述（1~12）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5～7倍)。细菌常见形态如图1—1所示。图1—1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（p13~35）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60～120cm／s，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8～15cm，以防死角淤塞。格栅设置的倾斜度应与水平成45°～90°，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60～120cm／s，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8～15cm，以防死角淤塞。格栅设置的倾斜度应与水平成45°～90°，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15～30cm／s，停留时间为30～60s，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（p36~65）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)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(F／M)：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，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，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、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、pH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0～14范围，一般0～7属酸性，7～14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6～9)。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，混出水浑浊；处理效率下降；活性凝效果差；初级沉淀池出水浑浊，堰口有生物膜或青苔污泥有解体现象；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。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。（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