活性污泥处理系统的运行管理

4. 10 活 性 污 泥 处 理 系 统 的 运 行 管 理 4.10.2 活 性 污 泥 处 理 系 统 运 行 效 果 的 检 测处 理 效 果 指 标 : COD、 BOD、 TOD、 TOC、 SS、 有 毒 物 质污 泥 营 养 及 环 境 指 标 ： pH、 温 度 、 N、 P污 泥 沉 降 性 ： SV%、 MLSS、 MLVSS、 SVI、 DO生 物 相 ： 生 物 相 观 察 4.10.3 活 性 污 泥 处 理 系 统 运 行 中 的 异 常 情 况1.污 泥 膨 胀 活 性 污 泥 系 统 中 的 污 泥 沉 降 性 质 发 生 改 变 ， 不 易 沉降 的 现 象 。 污 泥 变 质 时 ， 不 易 沉 淀 ， SVI增 高 ， 污 泥 结 构松 散 ， 体 积 膨 胀（ 1） 危 害 ：a.污 泥 不 易 沉 降 ， 污 泥 流 失 ， 反 应 器 中 处 理 的 污 泥 浓 度不 够b.污 泥 浓 度 不 足 ， 处 理 率 下 降c.排 入 水 体 ， 生 物 污 染 （ 2） 分 类 ： a.丝 状 菌 膨 胀 b.结 合 水 膨 胀（ 3） 原 因 丝 状 菌 膨 胀 a.C/N过 高 ， 缺 少 营 养 b.DO不 足 c.水 温 高 d.pH过 低结 合 水 膨 胀 排 泥 不 通 畅 高 负 荷 运 转 2.污 泥 解 体 出 现 的 絮 凝 体 细 小 ， 沉 淀 水 浑 浊 等 污 泥 絮 凝 体 解 体 的 现 象原 因 ： 曝 气 过 量 ： 紊 动 过 分 剧 烈 ， 使 絮 状 体 破 裂 中 毒 ： 微 生 物 活 性 抑 制 或 死 亡3.污 泥 腐 化 二 沉 池 污 泥 长 期 滞 留 而 产 生 厌 氧 发 酵 产 生 H2S， CH4等气 体 而 上 升 （ 污 泥 腐 化 ） 4.污 泥 上 浮 缺 氧 状 态 下 ， 污 泥 反 消 化产 生 的 气 体 促 使 污 泥 上 浮 。5.泡 沫 表 面 活 性 物 质 造 成 ，处 理 方 法 有 消 泡 剂 、 消 泡 水 管 。 一 、 水 力 负 荷二 、 有 机 负 荷三 、 微 生 物 浓 度四 、 曝 气 时 间五 、 微 生 物 平 均 停 留 时 间六 、 氧 传 递 速 率七 、 回 流 污 泥 浓 度八 、 回 流 污 泥 率九 、 曝 气 池 的 构 造十 、 pH和 碱 度十 一 、 溶 解 氧 浓 度十 二 、 污 泥 膨 胀 及 其 控 制活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题 流 向 污 水 厂的 流 量 变 化 一 、 水 力 负 荷 一 天 内 的 流 量 变 化随 季 节 的 流 量 变 化雨 水 造 成 的 流 量 变 化泵 的 选 择 不 当 造 成 的流 量 变 化 水 力 负 荷 的 变 化 影 响 活 性 污 泥 法 系 统 的 曝 气 池 和 二 次 沉 淀池 。当 流 量 增 大 时 ， 污 水 在 曝 气 池 内 的 停 留 时 间 缩 短 ， 影 响 出水 质 量 ， 同 时 影 响 曝 气 池 的 水 位 。 若 为 机 械 表 面 曝 气 机 ，由 于 水 面 的 变 化 ， 它 的 运 行 就 变 得 不 稳 定 。 对 二 次 沉 淀 池 为 水 力 影 响 。 一 、 水 力 负 荷 二 、 有 机 负 荷 率 N 污 泥 负 荷 率 N和 MLSS的 设 计 值 采 用 得 大 一 些 ， 曝 气 池 所 需的 体 积 可 以 小 一 些 。但 出 水 水 质 要 降 低 ， 而 且 使 剩 余 污 泥 量 增 多 ， 增 加 了 污 泥处 置 的 费 用 和 困 难 ， 同 时 ， 整 个 处 理 系 统 较 不 耐 冲 击 ， 造成 运 行 中 的 困 难 。 为 避 免 剩 余 污 泥 处 置 上 的 困 难 和 保 持 污 水 处 理 系 统 的 稳 定可 靠 ， 可 以 采 用 低 的 污 泥 负 荷 率 （ 0.1） ， 把 曝 气 池 建 得很 大 ， 这 就 是 延 时 曝 气 法 。 曝 气 区 容 积 的 计 算 ， 设 计 中 要 考 虑 的 主 要 问 题 是 如 何 确定 污 泥 负 荷 率 N和 MLSS的 设 计 值 。 三 、 微 生 物 浓 度 在 设 计 中 采 用 高 的 MLSS并 不 能 提 高 效 益 ， 原 因 如 下 ： 其 一 ， 污 泥 量 并 不 就 是 微 生 物 的 活 细 胞 量 。 曝 气 池污 泥 量 的 增 加 意 味 着 泥 龄 的 增 加 ， 泥 龄 的 增 加 就 使 污 泥中 活 细 胞 的 比 例 减 小 。 其 二 ， 过 高 的 微 生 物 浓 度 使 污 泥 在 后 续 的 沉 淀 池 中难 以 沉 淀 ， 影 响 出 水 水 质 。 其 三 ， 曝 气 池 污 泥 的 增 加 ， 就 要 求 曝 气 池 中 有 更 高的 氧 传 递 速 率 ， 否 则 ， 微 生 物 就 受 到 抑 制 ， 处 理 效 率 降低 。 采 用 一 定 的 曝 气 设 备 系 统 ， 实 际 上 只 能 够 采 用 相 应 的 污 泥 浓 度 ， MLSS的 提 高 是 有 限 度 的 。 四 、 曝 气 时 间 在 通 常 情 况 下 ， 城 市 污 水 的 最 短 曝 气 时 间 为 3h或 更 长些 ， 这 和 满 足 曝 气 池 需 氧 速 率 有 关 。 当 曝 气 池 做 得 较 小 时 ， 曝 气 设 备 是 按 系 统 的 负 荷 峰 值控 制 设 计 的 。 这 样 ， 在 非 高 峰 时 间 ， 供 氧 量 过 大 ， 造 成 浪费 ， 设 备 的 能 力 不 能 得 到 充 分 利 用 。 若 曝 气 池 做 得 大 些 ， 可 降 低 需 氧 速 率 ， 同 时 由 于 负 荷率 的 降 低 ， 曝 气 设 备 可 以 减 小 ， 曝 气 设 备 的 利 用 率 得 到 提高 。 五 、 微 生 物 平 均 停 留 时 间 (又 称 泥 龄 ) 每 日 排 放 的 剩 余 污 泥 量工 作 着 的 活 性 污 泥 总 量微 生 物 平 均 停 留 时 间 微 生 物 平 均 停 留 时 间 至 少 等 于 水 力 停 留 时 间 ， 此 时 ， 曝气 池 内 的 微 生 物 浓 度 很 低 ， 大 部 分 微 生 物 是 充 分 分 散 的 。 微 生 物 的 停 留 时 间 应 足 够 长 ， 促 使 微 生 物 能 很 好 地 絮 凝 ，以 便 重 力 分 离 ， 但 不 能 过 长 ， 过 长 反 而 会 使 絮 凝 条 件 变 差 。 微 生 物 平 均 停 留 时 间 还 有 助 于 说 明 活 性 污 泥 中 微 生 物 的组 成 。 世 代 时 间 长 于 微 生 物 平 均 停 留 时 间 的 那 些 微 生 物 几 乎不 可 能 在 该 活 性 污 泥 中 繁 殖 。 六 、 氧 传 递 速 率 氧 传 递 速 率 要 考 虑 二 个 过 程要 提 高 氧 的 传 递 速 率氧 传 递 到 水 中 氧 真 正 传 递 到 微 生 物 的 膜 表 面必 须 有 充 足 的 氧 量必 须 使 混 合 液 中 的 悬 浮 固 体 保 持 悬 浮 状 态 和 紊 动 条 件 七 、 回 流 污 泥 浓 度 回 流 污 泥 浓 度 是 活 性 污 泥 沉降 特 性 和 回 流 污 泥 回 流 速 率 的 函数 。 按 右 图 进 行 物 料 衡 算 ， 可 推得 下 列 关 系 式 ： 式 中 ： sa 曝 气 池 中 的 MLSS,mg/L; sr 回 流 污 泥 的 悬 浮 固 体 浓 度 ,mg/L;r 污 泥 回 流 比 。 根 据 上 式 可 知 ， 曝 气 池 中 的 MLSS不 可 能 高 于 回 流 污 泥 浓 度 ，两 者 愈 接 近 ， 回 流 比 愈 大 。 限 制 MLSS值 的 主 要 因 素 是 回 流 污 泥的 浓 度 。 SrSa SavvSrv 1 )( rr rqqrq 衡 量 活 性 污 泥 的 沉 降 浓 缩 特 性 的 指 标 ， 它 是 指 曝 气 池 混 合液 沉 淀 30min后 ， 每 单 位 质 量 干 泥 形 成 的 湿 泥 的 体 积 ， 常 用 单位 是 mL/g。 （ 1） 在 曝 气 池 出 口 处 取 混 合 液 试 样 ； （ 2） 测 定 MLSS（ g/L） ； （ 3） 把 试 样 放 在 一 个 1000mL的 量 筒 中 沉 淀 30min， 读 出活 性 污 泥 的 体 积 （ mL） ； （ 4） 按 下 式 计 算 ： 活 性 污 泥 体 积 指 数 SVI)g/L(MLSS )m L/L(SVI 活 性 污 泥 体 积 SVI的 测 定七 、 回 流 污 泥 浓 度 八 、 污 泥 回 流 率 高 的 污 泥 回 流 率 增 大 了 进 入 沉 淀 池 的 污 泥 流 量 ， 增 加 了二 沉 池 的 负 荷 ， 缩 短 了 沉 淀 池 的 沉 淀 时 间 ， 降 低 了 沉 淀 效率 ， 使 未 被 沉 淀 的 固 体 随 出 流 带 走 。 活 性 污 泥 回 流 率 的 设 计 应 有 弹 性 ， 并 应 操 作 在 可 能 的 最低 流 量 。 这 为 沉 淀 池 提 供 了 最 大 稳 定 性 。 九 、 曝 气 池 的 构 造 推 流 式 曝 气 池完 全 混 合式 曝 气 池 示 踪 剂 的 研 究 表 明 ： 推 流 式 曝 气 池 的纵 向 混 合 很 严 重氧 消 耗 率 的 数 据 表 明 ： 氧 的 传 递 受 到限 制处 理 量 小 时 ， 只 配 有 一 个 机 械 曝 气 机 ，很 容 易 围 绕 曝 气 机 形 成 混 合 区处 理 量 大 时 ， 曝 气 池 也 相 应 增 大 ， 曝气 池 不 是 充 分 完 全 混 合 的 十 、 pH和 碱 度 活 性 污 泥 pH通 常 为 6.5 8.5。 pH之 所 以 能 保 持 在 这 个 范 围 ， 是 由 于 污 水 中 的 蛋 白 质代 谢 后 产 生 碳 酸 铵 碱 度 和 从 天 然 水 中 带 来 的 碱 度 所 致 。 工 业 污 水 中 经 常 缺 少 蛋 白 质 ， 因 而 产 生 pH过 低 的 问题 。 工 业 废 水 中 的 有 机 酸 通 常 在 进 入 曝 气 池 前 进 行 中 和 。 生 活 污 水 中 有 足 够 的 碱 度 使 pH保 持 在 较 好 的 水 平 。 十 一 、 溶 解 氧 浓 度 通 常 溶 解 氧 浓 度 不 是 一 个 关 键 因 素 ， 除 非 溶 解 氧 浓 度跌 落 到 接 近 于 零 。 只 要 细 菌 能 获 得 所 需 要 的 溶 解 氧 来 进 行代 谢 ， 其 代 谢 速 率 就 不 受 溶 解 氧 的 影 响 。 一 般 认 为 混 合 液 中 溶 解 氧 浓 度 应 保 持 在 0.5 2mg/L，以 保 证 活 性 污 泥 系 统 的 正 常 运 行 。 过 分 的 曝 气 使 氧 浓 度 得 到 提 高 ， 但 由 于 紊 动 过 于 剧 烈 ，导 致 絮 状 体 破 裂 ， 使 出 水 浊 度 升 高 。 特 别 是 对 于 好 氧 速 度 不 快 而 泥 龄 偏 长 的 系 统 ， 强 烈 混 合使 破 碎 的 絮 状 体 不 能 很 好 地 再 凝 聚 。 十 二 、 污 泥 膨 胀 及 其 控 制 正 常 的 活 性 污 泥 沉 降 性 能 良 好 ， 其 污 泥 体 积 指 数 SVI在 50150之 间 ； 当 活 性 污 泥 不 正 常 时 ， 污 泥 不 易 沉 淀 ， 反 映 在 SVI值升 高 。 当 污 泥 不 易 沉 淀 ， SVI值 增 高 ， 污 泥 的 结 构 松 散 和 体 积 膨 胀 ，含 水 率 高 ， 上 层 澄 清 液 减 少 ， 这 种 现 象 称 为 活 性 污 泥 膨 胀 。 活 性 污 泥 膨 胀 可 分 为污 泥 中 丝 状 菌 大 量 繁 殖导 致 的 丝 状 菌 性 膨 胀 并 无 大 量 丝 状 菌 存 在的 非 丝 状 菌 性 膨 胀 丝状菌性膨胀 絮 花 状 物 质 ， 其 骨 干 是 菌 胶 团正 常 的 活 性 污 泥 丝 状 菌 大 量 出 现不 正 常 的 情 况 下 当 污 泥 中 有 大 量 丝 状 菌 时 ， 大 量 有 一 定 强 度 的 丝 状体 相 互 支 撑 、 交 错 ， 大 大 恶 化 了 污 泥 的 沉 降 、 压 缩 性 能 ，形 成 了 污 泥 膨 胀 。 丝状菌性膨胀的主要因素 污 水 水 质运 行 条 件工 艺 方 法 污 水 水 质 是 造 成 污 泥 膨 胀 的最 主 要 因 素 。 含 溶 解 性 碳 水 化 合 物 多 的 污水 往 往 发 生 由 浮 游 球 衣 细 菌 引起 的 丝 状 膨 胀 。 含 硫 化 物 多 的 污 水 往 往 发 生由 硫 细 菌 引 起 的 丝 状 膨 胀 。 水 温 低 于 15 时 ， 一 般 不 会发 生 膨 胀 。 pH低 时 ， 容 易 产 生 膨 胀 。 丝状菌性膨胀的主要因素 污 水 水 质运 行 条 件工 艺 方 法 污 泥 负 荷 对 污 泥 膨 胀 在 一定 条 件 下 有 一 定 的 影 响 ， 但 两者 无 必 然 的 联 系 。 溶 解 氧 浓 度 并 不 一 定 影 响污 泥 的 膨 胀 。 丝状菌性膨胀的主要因素 污 水 水 质运 行 条 件工 艺 方 法 完 全 混 合 的 工 艺 方 法 比传 统 的 推 流 方 式 较 易 发 生 污泥 膨 胀 。 间 歇 运 行 的 曝 气 池 最 不容 易 发 生 污 泥 膨 胀 。 不 设 初 次 沉 淀 池 的 活 性污 泥 法 ， 不 容 易 发 生 污 泥 膨胀 。 叶 轮 式 机 械 曝 气 与 鼓 风曝 气 相 比 ， 易 于 发 生 丝 状 菌性 膨 胀 。 射 流 曝 气 的 供 氧 方 式 可以 有 效 地 克 制 浮 游 球 衣 细 菌 引 起 的 污 泥 膨 胀 。 非丝状菌性膨胀 非 丝 状 菌 性 膨 胀 主 要 发 生 在 污 水 水 温 较低 而 污 泥 负 荷 太 高 时 。 微 生 物 的 负 荷 高 ， 细 菌 吸 收 了 大 量 的 营养 物 ， 但 由 于 温 度 低 ， 代 谢 速 度 较 慢 ， 就 积贮 起 大 量 高 黏 性 的 多 糖 类 物 质 。 这 些 多 糖 类物 质 的 积 贮 ， 使 活 性 污 泥 的 表 面 附 着 水 大 大增 加 ， 使 污 泥 形 成 污 泥 膨 胀 。 发 生 污 泥 非 丝 状 菌 性 膨 胀 时 ， 处 理 效 率仍 很 高 ， 上 清 液 也 清 澈 。 在 运 行 中 ， 如 发 生 污 泥 膨 胀 ， 针 对 膨 胀 的 类 型 和 丝状 菌 的 特 性 ， 可 采 取 的 抑 制 措 施 ：(1)控 制 曝 气 量 ， 使 曝 气 池 中 保 持 适 量 的 溶 解 氧 ；(2)调 整 pH；(3)如 磷 、 氮 的 比 例 失 调 ， 可 适 量 投 加 氮 化 合 物 和磷 化 合 物 ；(4)投 加 一 些 化 学 药 剂 ；(5)城 市 污 水 厂 的 污 水 在 经 过 沉 砂 池 后 ， 跳 跃 初 沉池 ， 直 接 进 入 曝 气 池 。 在 设 计 时 ， 对 于 容 易 发 生 污 泥 膨 胀 的 污 水 ， 可 以 采 用 以下 一 些 方 法 ： (1)减 少 城 市 污 水 厂 的 初 沉 池 或 取 消 初 沉 池 ， 增 加 进 入 曝 气池 的 污 水 中 的 悬 浮 物 ， 可 使 曝 气 池 中 的 污 泥 浓 度 明 显 提 高 ， 污泥 沉 降 性 能 改 善 ； (2)两 级 生 物 处 理 法 ， 即 采 用 沉 砂 池 一 级 曝 气 池 中 间 沉淀 池 二 级 曝 气 池 二 次 沉 淀 池 的 工 艺 等 工 艺 ； (3)对 于 现 有 的 容 易 发 生 污 泥 严 重 膨 胀 的 污 水 厂 ， 可 以 在 曝气 池 的 前 面 部 分 补 充 设 置 足 够 的 填 料 （ 降 低 了 曝 气 池 的 污 泥 负荷 ， 也 改 变 了 进 入 后 面 部 分 曝 气 池 的 水 质 ） ； (4)用 气 浮 法 代 替 二 次 沉 淀 池 ， 可 以 有 效 地 使 这 个 处 理 系 统维 持 正 常 运 行 。