污水处理技术培训教材

1污水处理技术培训教材《基本知识、污水处理处理厂运行故障及对策》2一、污水处理运行管理人员的基本要求：1、掌握污水处理中的基本知识、概念和原理；2、熟悉本厂的工艺流程、技术参数；3、熟悉本厂的污水处理设施的规格、尺寸等参数；4、熟悉本厂内污水管网的规格大小、分布情况等；5、熟悉本厂的设备规格、性能、机械电气结构等；6、熟悉本厂的设备自动控制方式；7、能熟练对各种工艺控制指标进行分析、判断；8、能针对出现的工艺异常现象或故障情况，采取措施进行工艺调整；9、要用系统的观点，对整个污水处理厂的工艺运行进行整体考虑或调整；10、具有总结和分析历史数据的能力。11、具有对生产经济运行数据总结、分析的能力。3第一节污水处理中的基本概念一、污水处理中的水质质量控制指标1、什么是BOD5？BOD5即生化需氧量，也是反映污水中有机污染物浓度的一项综合性指标，指在指定的温度和指定的时间段内，微生物在分解、氧化水中有机物过程中所需要的氧的数量。微生物的耗氧分解速度开始很快，约至5天后就能达到完全分解的70%左右，因此在实际操作中常用5天生化需氧量来衡量污水中有机污染物的浓度。2、什么是CODcr？CODcr即化学需氧量，它是指用强氧化剂氧使被测污水中有机物进行化学氧化时所消耗的氧气量，单位为mg/l。常用的氧化剂为重铬酸钾（K2Cr2O7），CODcr不仅氧化污水中的有机物，而且对部分无机物（如：Fe2+、S2-等）也有氧化作用，另外，污水中Cl-也会消耗一部分氧化剂，因此造成测定时CODcr数值偏高。4需要指出：城市生活污水的COD一般大于BOD，两者的差值可反映废水中存在难以被微生物降解的有机物。在城市生活污水分析中，常用BOD/COD的比值来分析污水的可生化性，可生化性好的生活污水的BOD/COD0.3,小于此值的污水应考虑生物技术以外的污水处理技术。另外，针对特定的污水处理厂，入流污水水质整体上是比较稳定的，因此BOD与COD之间存在一定的较稳定的比值关系，工艺运行管理人员可通过长期的观察、分析和计算得到这个大致的比例系数，从而指导工艺的运行。3、什么是SS？SS即悬浮物，SS包括了漂上水面的漂浮物，多为油脂、木屑、果核等；悬于水中的悬浮物如奶、浮化油等，而沉于底部的沉淀物如砂、泥、石、纸、布、食物质等。SS是将污水过滤，把滞留在过滤材料上的物质，通过烘干、称重测得。另外，还要强调几个关于固体物质的概念：（1）总固体（TS）：TS是指单位体积的水样，在103—105OC蒸发干后，残留物质的重量。5（2）溶解性固体（DS）废水经过滤器过滤后即可将TS分成两部分，被过滤器截留的固体称为悬浮固体SS，通过过滤器进入滤液中的固体称为溶解性固体DS。（3）挥发性固体（VS）和非挥发性固体（FS）将水样中的固体物置于马福炉内，于650OC灼烧一小时，固体中的有机物即被气化挥发，此时为挥发性固体VS；残剩的固体即为非挥发性固体FS，后者大体是砂、石、无机盐等类无机组分。需要指出，废水中的TS、SS、DS皆可用这一方法进一步分成VS和FS两部分。64、什么是氮？污水中氮有以下几种形式存在：有机氮，如蛋白质、氨基酸、尿素、尿酸等物质所含的氮；氨氮（NH3—N及NH4+—N）；亚硝酸氮(NO2-—N）；硝酸氮（N03--N）。硝态氮（N0x-—N）系指污水中亚硝态氮和硝态氮的总和。另外，还有一个定义叫总凯氏氮（TKN），它是有机氮与氨氮的总和。总氮（TN）=N有机+NH3—N+NOX-—N（1）氮是污水污染度的重要控制指标之一。有机氮和还原态的氨氮在污水中很不稳定，有机氮可通过氨化作用转化为氨态氮，氨态氮在氧存在的条件下进一步氧化为硝态氮，同时须消耗氮重量4.57倍的氧，因此水中氨氮浓度是水体黑臭最重要的指标之一。水中氮含量过高可引起水体富营养化，氨氮等氮化合物对生物有毒害作用。（2）氮是微生物的营养物质。污水中氮的含量可影响污水生化处理的效果。污水处理中，氮的去除方式采用好氧（硝化细菌利用氧将氨氮氧化成硝态氮）——缺氧（反硝化细菌利用内源消化作用将硝态氮还原成氮气）交替进行的方式。75、什么是磷？磷在水中可有多种形式存在：(1)正磷酸盐PO43--P;(2)聚磷酸盐;(3)有机磷。进入污水处理厂的污水中，绝大部分聚磷酸盐和有机磷被水解或矿化成了PO43--P，在进入生物处理系统后，PO43--P被聚磷菌摄取而去除，因此，在污水处理中所谓的“磷”皆指PO43--P，用TP表示。另外，在生化处理中，磷同氮一样是微生物的营养，故在污水中对碳、氮、磷的比例有一定要求，一般情况C:N:P=100:5:1,在水中磷含量过多可引起水体富营养化。在生化处理中,采用厌氧（聚磷菌释放磷）——好氧（聚磷菌吸收磷）交替进行的方式去除磷。8二、污水处理中的工艺控制指标1、回流污泥量与回流比回流污泥量是从二沉池补充到曝气池的污泥量，常用QR表示，通过有效调节QR，可以改变工艺运行状态，保证运行的正常，回流比是回流污泥量与入流污水量Q之比，常用R表示：QRR=————Q氧化沟的回流比一般控制在75—100%，其它工艺一般控制在50—70%。保持R的恒定，是一种重要的运行方式，但是也要根据实际情况加以调整。92、MLSS、MLVSS、RSSMLSS指曝气池内混合液中悬浮固体的浓度，MLSS可以近视表示曝气池内活性微生物的浓度，当入流污水BOD增高时，一般应提高MLSS，MLSS的值要比活性微生物的浓度值要大。氧化沟工艺的MLSS一般应控制在2500—3000mg/l,其它工艺应控制在1500—2000mg/l左右。MLVSS指挥发性悬浮固体浓度，它比MLSS更接近活性微生物的数量，虽然测量麻烦一定，但污水处理厂应尽量采用MLVSS。RSS表示回流污泥悬浮固体的浓度，它近视表示回流污泥中的活性微生物的浓度，在运行管理中，要严格将MLSS与RSS区别。103、剩余污泥及其控制活性污泥系统每天都要产生一部分活性污泥，使系统内总的污泥量增多。要使总的污泥量保持平衡，就必须定期排放一部分剩余活性污泥。通过排泥量的调节，可以改变活性污泥中微生物种类和增长速度，可以改变需氧量，可以改善污泥的沉降性，因而可以改变系统的功能。剩余污泥的排放可以采用MLSS或MLVSS、SRT、F/M来进行控制。114、F/MF/M即活性污泥的有机负荷，指单位重量的活性污泥，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。F/M代表了微生物与食物量之间的一种平衡关系，F代表食物，即有机污染物，通常用BOD5的数据表示，M代表微生物数量，即MLVSS。传统活性污泥工艺中F/M一般在0.2—0.4之间,氧化沟工艺中F/M一般在0.05—0.1之间,运行管理中应选择合适的F/M值,在有机物去除速率满足要求要求的前提下,污泥的沉降性能最佳,F/M的计算公式如下所示:Q*BOD5F/M=——————（Va即曝气池的有效容积）MLVSS*Va125、DO及其控制DO即曝气池中活性污泥混合液的溶解氧值。DO是通过单纯的扩散进入微生物体内的，DO从混合液扩散进入污泥絮体，再扩散进入微生物体内，每个过程都需要推动力，因而保持较高的DO值对于保证微生物获得充足的氧是必要的。在氧化沟工艺中，DO的提供主要通过表面曝气机的旋转，从而带动氧化沟中的污水产生“水跃”，最终将空气中的氧溶于水中；在SBR或A2/O工艺中，DO是采用鼓风机向水中鼓风充氧，然后通过微孔曝气盘上的微孔将鼓风机输出的空气“切”成微小的气泡，向微生物提供氧气。采用微孔曝气的效率较表曝高。同时，曝气还起到了混合搅拌的作用。在运行正常的活性污泥系统中，DO值一般控制在2mg/l左右，DO太高，一是容易造成活性污泥“老化“速度加快，二是浪费能源；DO太低，不能满足微生物的需氧量，从而造成微生物活性不够，出水水质超标。需要指出，DO值是曝气池中混合液中氧的浓度，而不是指微生物所消耗的氧的数量。据科学研究表明，如果在混合液中，溶解氧的浓度控制在2mg/l，那么实际渗入到菌胶团内部的溶解氧可能在0.3mg/l左右。13在曝气池的前端，由于F/M较高，微生物的耗氧速率和耗氧量很大，因此，应提供更多的曝气量，到了曝气池的后端，由于F/M较低，微生物的耗氧速率和耗氧量已经变小，因此，应提供相对较小的曝气量，就可以达到较高的DO值。针对鼓风机微孔曝气方式，实际曝气需氧量可采用下式进行估算：f0*(BODi—BODe)*QQa=300Eaf0为耗氧系数，与F/M有关，当F/M在0.2——0.5kgBOD/(kgMLVSS*d)时,f0可取1.0；当F/M小于0.15kgBOD/(kgMLVSS*d)时,f0可取1.1—1.2Ea为曝气效率，受入流污水的水质、温度等因素影响较大，一般在7——15%之间，可查产品说明书，运行管理人员应摸索出本厂的实际f0和Ea值，以方便曝气量的控制。针对表面曝气方式，可通过改变表曝机的运行数量，调节转速和叶轮浸没深度来调节DO值的控制，表面曝气方式受入流污水的水质、温度等因素影响较小。146、污泥泥龄（SRT）SRT指活性污泥在整个系统内的平均停留时间。因为微生物基本上“包埋”在活性污泥絮体中，因此，污泥龄也就是微生物在活性污泥系统中的停留时间。不同的微生物有不同的世代期，世代期就是微生物繁殖一代所需的时间，如：硝化杆菌一般为5天，因此，SRT一般要大于5天。通过选择合适的SRT，使活性污泥既有较强的分解代谢能力，又有良好的沉降能力，氧化沟的SRT一般控制在20—25天，其它工艺应根据情况而定。SRT的计算公式如下：活性污泥系统内的总活性污泥量SRT=————————————————每天从系统中排出的活性污泥量157、氧化还原电位（ORP）A2/O工艺中生物除磷脱氮的过程，本质上是一系列生物氧化还原反应的综合，因此，可以采用ORP在线测定仪进行A2/O工艺的参数控制。混合液中的DO越高，ORP值越高。当混合液中存在NO3-—N时，其浓度越高，ORP值越高；而当存在PO43-—P时，ORP则随PO43-—P浓度升高而降低。要保证良好的除磷脱氮效果，厌氧段混合液的ORP应小于-250mV，缺氧段宜控制在-100mV左右，而好氧段应控制在40mV以上。在运行管理中，如发现厌氧段的ORP升高，则预示着除磷效果已经或将要降低。应立即分析ORP升高的原因，并采取对策。如：回流污泥带入太多的NO3-—N，或由于搅拌强度太大，产生空气复氧，都会使ORP升高。如发现缺氧段ORP升高，则预示内回流比太大，混合液自好氧段带入缺氧段的DO太多，另外，搅拌强度太大，产生空气复氧。如发现好氧段ORP降低，则说明曝气时间不足，使好氧段DO下降。168、曝气池和二沉池停留时间Ta表示污水在曝气池内的水力停留时间，它与入流污水量、回流污泥量及池容大小有关系，Ta也叫污水的曝气时间，它的计算方法如下：VaVa（1）Ta=————（2）Ta=————Q+QrQ公式（1）是污水的实际停留时间，公式（2）是污水的名义停留时间，它比实际停留时间更长。在实际运行中，要根据设计要求来控制污水的停留时间，（特别是在进行回流量调整时，一定要注意）。污水在二沉池的停留时间的计算同Ta类似。179、二沉池的水力表面负荷二沉池的表面负荷指单位二沉池面积在单位时间内所能沉降分离的混合液流量，它是衡量二沉池固液分离能力的一个指标，它与二沉池的深度无关，对于一定的活性污泥来说，水力表面负荷越小，固液分离效果越好，出水越清澈，其计算公式如下：Qq=————AcQ：入流污水处理量；Ac：二沉池表面积一般情况下，二沉池的水力表面负荷不超过1.2。18三、活性污泥1、什么是活性污泥？活性污泥就是由细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的具有很强吸附分解有机物能力的絮状体颗粒。192、活性污泥的质量指标高质量的活性污泥主要体现在四个方面：良好的吸附性能、较高的生物活性、良好的沉降性、良好的浓缩性。活性污泥质量的好坏主要从以下几方面观察：（1）颜色和气味正常的活性污泥外观为黄褐色，可闻到土腥味。土腥