活性污泥运行的基础知识

1活性污泥运行的基础知识运行指标：PH：6～9最适宜的为6.5～8PH＜4.5：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＞9.0：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℃时，活性污泥的功能全部停止。溶解氧（DO）：1.5～2mg/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）：0.2～0.3kgBOD5/(kgMLSS.d)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3.3～5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2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/(kgMLSS.d)］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）3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。①足够的曝气时间，以代谢食物；②污泥停留时间（BSRT）足够形成成熟的污泥；③足够的微生物以消化稳定进流物有机物；④污泥要具有良好的沉降性，沉降时能和悬浮颗粒一起落下；⑤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：1、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。2、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；4⑤BOD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Qm3/dRQm3/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*0.3=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=100MLSSmg/l5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、6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：①F/M≥0.3空气需求量为每去除1kgBOD要30～54m3；②F/M＜0.3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：A.前5～10分钟①污泥絮体（SludgeParticles）有否结聚成毛毯现象发生？②污泥是否稳定缓慢聚密、且上层液澄清？③污泥絮体是否成云松状沉降？④上清液是否有松散不易沉降的絮体？B.30分钟时①污泥絮体是否聚密成看起来如卷曲的海绵？②污泥絮体是否看起来毛松松状均匀的散布？C.60分钟时①是否沉降的污泥再浮出水面？②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。1.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：①BSRT逐渐减短，表示没有时间代谢利用有机物。②F/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