第四章活性污泥法

国家统一环境污染治理设施运营培训班第四章活性污泥法(课堂教学8课时)P156~P223香港百信集团武汉正源水务工程公司孙建国主讲注册证书编号2006-JS-WFS-038一、活性污泥法概述1)掌握活性污泥法的基本工艺流程2)掌握活性污泥法主要生物种类;作为活性污泥法对污泥的要求3)掌握活性污泥法对进水的要求活性污泥法概述活性污泥法是对城市污水及工业有机废水最有效的生物处理法。该技术在世界范围内及应用已有90多年历史。在我国，水域污染日益严重，对排放污水水质标准的严格化，要求更合理的工艺，从提高净化机能和运行管理的需要出发，对活性污泥法的生物反应和净化机理进行深入研究的基础上，活性污泥法工艺得到很大发展，已成为污废水处理的主流工艺。针对不同的处理目标和运行方式，演变为多种处理工艺的活性污泥法。活性污泥法概述官方数据显示，截至2009年九月底，全国设市城市、县及部分重点镇建成污水处理厂1792座，日处理能力约9904万立方米;污水处理率由2005年底的52%提高至2008年底的66%左右活性污泥法概述活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通气，在溶解氧存在的条件下，对污水和各种微生物进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸氧和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离(沉淀)，大部分污泥回流到曝气池（补充），多余部分排出活性污泥系统（污泥处理）活性污泥法的基本工艺流程活性污泥法基本流程参考课件活性污泥法的生物种类活性污泥是活性污泥处理系统中的主体作用物质,在废水生物处理中,不论采用何种方法处理构筑物及何种工艺流程,都是通过处理系统中活性污泥或生物膜微生物的新陈代谢的作用,使活性污泥具有将有机污染物转化为稳定无机物,在有氧的条件下,将废水中的有机物氧化分解为无机物,从而达到废水净化的目的。处理后出水水质的好坏同组成活性污泥的微生物的种类、数量及其活性有关。活性污泥法的生物种类在处理生活污水的活性污泥中存在大量的细菌类、原生动物、藻类和部分后生动物,通过辨别认定其种属,据此可以判别处理水质的优劣,因此将微型动物称为活性污泥系统中的指示生物（生物相）后生动物原生动物细菌活性污泥法的生物种类细菌类体积小、种类多、代谢活力强在污水处理所利用的生物群体中，细菌是体型是最微小的一种。（直径0.5-2um，只有在1千倍电子显微镜才观察到）它具有在好氧及厌氧条件下吸收分解各种有机物的能力。对污水起作用的主要菌种有:菌胶团、球衣细菌、硝化菌、脱氮菌、聚磷菌等……（1）活性污泥法的生物种类在废水生化处理中，正是利用了这些特征，很容易找到能分解有机污染物的微生物。由于细菌繁殖快可使之繁殖增多到我们所需的数量由于它体积小同外界环境物质交换频繁，因此代谢活力极高，即可快速地从废水中降解有机污染物。此外由于细菌易变异，可使我们筛选、驯化出适合与需要的菌种。活性污泥法的生物种类菌胶团它是形成生物絮体和生物膜的主要生物，在胶质中含有无数的菌体。菌胶团细菌的作用：菌胶团细菌是构成活性污泥凝絮体的主要成分有很强的吸附、氧化分解的能力保护作用，细菌形成菌胶团后可防止被微型动物所吞噬，并在一定程度上可免受毒物的影响有很好的沉降性能，使污泥在二沉池中迅速地泥水分离活性污泥法的生物种类球衣菌菌体排列一系列呈丝状，通常为白色或灰色，使常见的一类菌种，在活性污泥中大量繁殖，使污泥膨胀，给污水处理带来危害活性污泥法的生物种类脱氮菌在缺氧条件下，利用硝酸盐中的氧来氧化分解有机物，将硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气硝化菌在好氧条件下，将氨氮氧化为亚硝酸盐氧化成硝酸盐的细菌聚磷菌在厌氧（无溶解氧,无硝化盐和亚硝酸盐）和耗氧交替条件下，对磷有过剩摄取能力。活性污泥法的生物种类原生动物（单细胞的好氧动物）个体很小，长度一般在100~300um，用普通显微镜可清楚观察到其形态。它具有吞食污水中的有机物和细菌，在体内迅速氧化分解的能力，在活性污泥法和生物膜法中它除了去除有机物，加快有机物的分解外，能使生物膜的表面吸附能力获得再生活性污泥法的生物种类原生动物类群的分类肉足虫（1）其细胞质可伸缩变动而形成伪足,作为运动和摄食的胞器,常见的有变形虫和表壳虫。鞭毛虫具有一根或一根以上的鞭毛,鞭毛是其运动器官,常见的有滴虫、聚屋滴虫、眼虫、豆形虫和粗袋鞭虫等。纤毛虫动物周身表面或部分表面具有纤毛,作为运动或摄食的工具,具有胞口、口围等吞噬和消化的器官,分为游泳型和固着型两种,常见的游泳型有漫游虫、草履虫、管叶虫、斜管虫等;常见的固着型有钟虫、盖虫、独缩虫、聚缩虫、吸管虫、累枝虫等。活性污泥法的生物种类藻类是植物，含叶绿素。叶绿素吸收二氧化碳和水进行光合作用而生成碳水化合物时，将释放出大量的氧气于水中。稳定塘就是利用这种氧来氧化污水中的有机物活性污泥法的生物种类后生动物后生动物稍复杂，多细胞构成，体内有各种器官。参与污水处理的后生动物，包括从体型较小的轮虫到栖息于生物滤池的甲壳虫，昆虫幼体等体型较大的类型活性污泥法的对进水水质的要求由于生物处理时利用微生物的作用处理污水，因此必须满足微生物在反应器内的连续繁殖条件营养源:PH:水温:进水浓度:水量:其它:悬浮物质、油脂类及油份、溶解盐类、重金属类活性污泥法的基本工艺流程营养源：要使微生物在生物反应器内繁殖，就必须有形成微生物细胞的元素存在。特别是氮、磷元素存在。若按重量比表示，所必须的氮、磷等营养盐的比例为BOD5：N：P=100：5：1。（城市污水）BOD5：N：P=100：10：5。（工业废水）活性污泥法的基本工艺流程PH：当生物处理装置内液体的PH明显大于或小于中性值时，处理水的水质将会恶化，标准的PH应控制在6.0—8.5范围内。活性污泥法对进水水质的要求水温：在好氧处理时，若处理装置内的水温超过40℃,就会引起蛋白变质，氧失去活性，导致处理水质恶化。石油废水、造纸废水，在夏季有时超过400c时，高温也会杀死处理装置的微生物低温时会降低微生物的活性。微生物在适宜范围内温度每升高100c，酶促反应速度提高1~2倍，因而微生物的代谢速率和生长速率均可相应提高。培养微生物时要将它们置于最适宜的条件下，使微生物以最快的生长速率生长，过高或过低的温度会使代谢速率变缓。活性污泥法对进水水质的要求进水浓度：在生物处理时，对于危害微生物活性的有机物，比较安全的方法，是采用稀释方法微生物经过驯化后能获得耐受高浓度的能力改变工艺单元也可以承担高浓度负荷活性污泥法对进水水质的要求水质、水量的变化：水量增大时，二沉池的表面负荷会增加，给活性污泥的沉降分离造成不良影响。水量波动时，二沉池的污泥沉降分离带来许多问题。一般在生化池前，设置调节池，以调节水量和均置水质活性污泥法对进水水质的要求其它：a）悬浮物质：它对活性污泥法影响很大b）油脂及油分：动植物油一般能被生物分解；在曝气池能形成油膜，对处理不利；动物性油脂，在低温时，凝结成球状，降解极为缓慢。c）溶解盐类：它对微生物影响是渗透压；钙离子浓度高时，同有机物分解时产生二氧化碳进行反应，生成碳酸钙的沉淀，增加了活性污泥的无机分子d）重金属：微生物的繁殖需要锌、铜、钴、钼等微量元素，超过一定限度就会有害；其它重金属镍、镉、铬也对微生物有害活性污泥系统的工艺参数可分为三大类:曝气池的工艺参数：主要包括污水在曝气池内的水利停留时间、曝气池内的活性污泥浓度、活性污泥的有机负荷。二沉池的工艺参数：主要包括混合液在二沉池内的停留时间、二沉池的水力表面负荷、出水堰的堰板溢流负荷、二沉池内污泥层的深度、固体表面负荷。整个工艺系统的参数：包括入流水质水量、回流污泥量和回流比、回流污泥浓度、剩余污泥排放量、污泥龄。以上工艺参数相互之间联系紧密，任一参数的变化都会影响到其它参数。1.入流水质水量入流水质也直接影响到运行控制。传统活性污泥工艺的主要目标是降低污水中的BOD5，因此，入流污水的BOD5必须准确测定，它是工艺调控的一个基本数据。入流污水量Q必须充分利用所设置的计量设施准确计量，它是整个活性污泥系统运行控制的基础。Q的计量不准确，必然导致运行控制的某些失误。2.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。QR是活性污泥系统的一个重要的控制参数，通过有效调试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之比常用R表示：R=QR/Q保持R的相对恒定，使一种重要的运行方式。回流比R也可以根据实际运行需要加以调整。传统活性污泥工艺的R的一般在25—100%之间3混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体混合液悬浮固体（MLSS）MLSS可以近似表示曝气池内活性微生物的浓度。当入流污水的BOD5增高时，一般应提高MLSS。实际测得的MLSS，是混合液的滤过性残渣，活性污泥絮凝体内的活性微生物量、非活性的有机物和无机物都被滤纸截流而包括在所测得的MLSS中，因此MLSS值实际比活性微生物的浓度值要大。混合液的挥发性悬浮固体（MLVSS）它是MLSS中的有机部分，可能较MLSS值接近活性微生物浓度。MLVSS的测量较MLSS稍麻烦一点，但污水处理厂运行管理中应尽量采MLVSS。3混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体回流污泥挥发性悬浮固体（RSS）是指回流污泥中悬浮固体的浓度，通常用RSS表示，它近似表示回流污泥中的活性微生物浓度。运行管理中应尽量采用RVSS，即传统活性污泥法的MLSS在1500—3000mg/L之间，而RSS则取决于回流比R的大小，以及活性污泥的沉降性能和二沉池的运行状况。3混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体回流污泥系统的控制保持回流量的恒定；保持回流比的恒定；定期或随时调整回流量、回流比，使状态最佳回流量恒定一般污水厂采用（水量波动稳定）回流比恒定在剩余污泥排放量不变的情况下可保持MLSS、F/M、二沉池泥位，保证相对稳定的处理效果定期或随时调整回流量、回流比，使状态最佳二沉池泥层控制0.3~0.9M或池深的1/3，调整幅度不超过5%3混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体例1.某厂二沉池泥层控制在0.6~0.9m，回流比控制40%，泥层超过1m，试分析回流比的调节方案解：将回流比调到45%，观察是否下降，如5h后泥位仍上升，再调到50%观察，泥位仍上升，应排泥。如泥位太低，试着减少回流比，回流比太大，不仅浪费能源，还可能降低RSS例2.某厂混合液沉降比25%，回流比50%，试分析回流比控制合理吗？如何调节。解：将R=SV30/100-SV30=25%/100-25%=33%该厂回流比偏高，二沉池泥位偏低，应将回流比逐步调到33%3混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体例3.某厂混合液沉降比40%，回流比50%，试分析回流比控制合理吗？如何调节。解：将R=SV30/100-SV30=40%/100-40%=67%该厂回流比偏低，二沉池泥位偏高，应将回流比逐步调到67%例4.某厂曝气池混合液MLSS为2000mg/L，回流浓度为5000mg/L，运行人员将回流比调到50%试分析回流比调整正确否？解：将R=MLSS/RSS-MLSS=2000/5000-2000=67%回流比调到50%错误，应调到67%，如不增大排泥，污泥将随水流出，SS超标3混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体污泥沉降曲线调节回流：污泥沉降性能有不同性能曲线，要求是污泥沉降速度达到最大浓度所需时间，则回流浓度最高，回流比最小，A：易沉降B：一般C：较差泥水界面高度Cm沉降时间min3混合液悬浮固体和回流污泥悬浮固体回流比调节比较：各有优缺点泥位：不宜造成污泥流失，SS稳定；回流污泥浓度不稳定。SV30：操作方便，但沉降性能差时，得不到高浓度回流浓度。使回流比R比需要值偏大RSS和MLSS：要分析数值，比较麻烦，可作校核沉降曲线：简单易行，可获得较高的RSS，使污泥在二沉池停留时间短，适于硝化、除磷工艺。在管理中，几种