【正文】 （ 3）生物硝化系統(tǒng)。在 30 攝氏度左右其生物活性增至最大，而在低于 5 攝氏度時(shí)，其生理活動(dòng)會(huì)完全停止。 ⑧ 溫度對(duì)硝化的影響 硝化細(xì)菌對(duì)溫度的變化也很敏感。當(dāng) PH 小于 時(shí)，則必須向污水中加堿。 ⑥ PH 和堿度對(duì)硝化的影響 硝化細(xì)菌對(duì) PH 反應(yīng)很敏感，在 PH 為 89 的范圍內(nèi)，其生物活性最強(qiáng)，當(dāng) PH 或 時(shí)，硝化菌的生物活性將受到抑制并趨于停止。比值越大，活性污泥中硝化細(xì)菌所占的比例越小，硝化速率 NR 也就越小，在同樣運(yùn)行條件下硝化速率就越低；反之， NR 越大，硝化速率就越高。 ⑤ BOD5/TKN 對(duì)硝化的影響 TNK（凱氏氮）系指水中有機(jī)氮與氨氮之和。 d）。 一般情況下將每克 NH3N 轉(zhuǎn)化成 NO3— N 約需氧 ，對(duì)于典型的城市污水，生物硝化系統(tǒng)的實(shí)際供氧量一般較傳統(tǒng)活性污泥工藝高50%。 ③ 溶解氧 DO 硝化工藝混合液 的 DO 應(yīng)控制在 ，一般在 23mg/L之間。回流比太少，活性污泥在二沉池的停留時(shí)間就較長(zhǎng)，容易產(chǎn)生反硝化，導(dǎo)致污泥上浮。但一般情況下，要得到理想的硝化效果， SRT 至少應(yīng)在 8d 以上。 與低負(fù)荷相對(duì)應(yīng)，生物硝 化系統(tǒng)的泥齡 SRT 一般較長(zhǎng)，這主要是 55 因?yàn)橄趸?xì)菌增殖速度較慢，世代期長(zhǎng)，如果不保證足夠長(zhǎng)的 SRT，硝化細(xì)菌就培養(yǎng)不起來(lái)，也就得不到硝化效果。負(fù)荷越低，硝化越充分。 （ 2）生物硝化系統(tǒng)的主要工藝參數(shù)及其影響因素 ① F/M 和 SRT 生物硝化屬低負(fù)荷工藝， F/M 一般都在 （ kgMLVSS （ 1） 工藝原理及過(guò)程： 生物硝化 作用是利用化能自養(yǎng)微生物將氨氮氧化成硝酸鹽的一種生化反應(yīng)過(guò)程。因此，城市污水的脫氮除磷大量 采用 的還是生物處理工藝。 54 采用化學(xué)或物理化學(xué)方法可以有效地脫氮除磷，如：折點(diǎn)加氯或砍脫工藝等可以有效地 去 除氨氮；采用混凝沉淀或選擇性離子交換工藝可以去除磷。如果含氮磷較多的污水排到湖泊或海灣等相對(duì)封閉的水體，則會(huì)產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致水體水質(zhì)惡化或湖泊奶化，影響其使用功能。這里主要講生物脫氮除磷工藝。當(dāng)然，在 MCRT 短時(shí)，會(huì)使 QWAS增多，增加了剩余污 泥的處理負(fù)擔(dān)，同時(shí)出水 BOD5也相應(yīng)升高。為了使它不在系統(tǒng)中被淘汰， MCRT 也應(yīng)長(zhǎng)些。 Qe—— 出水的 SS 量。 MCRT 公 式是： MCRT=曝氣池中活性污泥總含量 /QWAS形成活性污泥絮體的微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的要求往往有一定的合適范圍，基質(zhì)過(guò)多時(shí)，微生物生長(zhǎng)繁殖速率加快，絮凝體的菌膠團(tuán)細(xì)菌趨于游離生長(zhǎng)，導(dǎo)致污泥絮體解絮，此外，剩余污泥量也會(huì)增 53 多，相反基質(zhì)少時(shí)，微生物因營(yíng)養(yǎng)不良，絮體廢弱，結(jié)構(gòu)松散。此外，樣品應(yīng)取自曝氣池中多個(gè)不同位置的混合液體。 MLSS 法 逐日測(cè)定活性污泥曝氣池混合液懸浮物 MLSS 或 MLVSS 濃度，根據(jù) MLSS 增減情況掌握排泥量 WAS。 SV法 操作人員在做 SV 試驗(yàn)后，按近階段達(dá)到的優(yōu)質(zhì)出水的 SV 值掌握排 泥 量（稱 WAS）。 生產(chǎn)中應(yīng)通過(guò)常期觀察，找出本廠廢水水質(zhì)變化同生物相變化之間的相應(yīng)關(guān)系，用以指導(dǎo)運(yùn)行管理，這樣不但可以預(yù)知出活性污泥是否發(fā)生膨脹、老化，可預(yù)知污泥是否中毒，因此當(dāng)從生物相觀察中發(fā)現(xiàn)有哪種生物數(shù)量下降或消失時(shí)，應(yīng)及時(shí)從水質(zhì)中查找原因，以采取相應(yīng)措施，避免處理系統(tǒng)惡化或失敗。 同一種生物數(shù)量增減的情況 污泥膨脹往往與絲狀菌和菌膠團(tuán)的動(dòng)態(tài)變化密切相關(guān)，在培 菌階段，固著型纖毛蟲(chóng)的出現(xiàn)，即樗著活性污泥已開(kāi)始形成，出水已顯示效果，輪蟲(chóng)和飄體蟲(chóng)在培菌后期出現(xiàn)時(shí)，處理效果往往極為良好，但當(dāng)污泥老化，結(jié)構(gòu)松散解絮時(shí)，細(xì)小絮粒能為輪蟲(chóng)提供食料而促使其惡化繁殖，數(shù)量急劇上升，最后污泥被大量吞噬或流失，輪蟲(chóng)可因缺乏營(yíng)養(yǎng)而大量流失死亡。 一般在運(yùn)行正常的城市污水處理廠的活性污泥中，污泥絮粒大、邊緣清晰，結(jié)構(gòu)緊密，具有良好的吸附與沉降性能，絮粒以菌膠團(tuán)細(xì)菌為骨架，穿插生長(zhǎng)一些絲狀菌，微型動(dòng)物中以固著類纖毛蟲(chóng)為主，如鐘蟲(chóng)等，還可以見(jiàn)到部分循纖蟲(chóng)在絮粒上爬動(dòng)，偶爾還可看到少量的游動(dòng)纖毛蟲(chóng)等，在出水水質(zhì)良好時(shí)，輪蟲(chóng)生長(zhǎng)活躍，對(duì)生物相的觀察應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： 生物活動(dòng)的狀態(tài) 以鐘蟲(chóng)為例，可觀察其纖毛擺 動(dòng)的快慢，體內(nèi)是否積累較多的食物胞、仲縮泡的大小與收縮，以及繁殖的情況等，微型動(dòng)物對(duì)溶解氧的適應(yīng)有一定的極限范圍，當(dāng)水中溶解氧過(guò)高或過(guò)低時(shí)，能見(jiàn)到鐘蟲(chóng)“頭”端突出一個(gè)空泡，俗稱“頭頂氣泡”，進(jìn)水中難以分解或抑制性物質(zhì)過(guò)多以及溫度過(guò)低時(shí)，可見(jiàn)鐘蟲(chóng)體內(nèi)積累有未消化顆粒并呈不 51 活躍狀態(tài)，長(zhǎng)期下去會(huì)引起蟲(chóng)體中毒死亡，進(jìn)水 PH 突變時(shí)，能見(jiàn)鐘蟲(chóng)呈不活躍狀態(tài)，纖毛環(huán)停止擺動(dòng)，輪蟲(chóng)縮入被甲中。 污泥的可濾性 可濾性是指污泥混合液在濾池上的過(guò)濾性能，凡污泥結(jié)構(gòu)絮密，沉降性能好的污泥，濾速快，凡解絮的、老化的污泥，濾速慢。 SS 多少與污泥絮粒大小、絲狀菌數(shù)量有關(guān)，此外，還同管理上的不善，導(dǎo)致污泥性狀惡化有關(guān)，如溶氧不足，進(jìn)水 PH 及有毒物質(zhì)超標(biāo)，回流污泥過(guò)量等。 污泥中灰分的存在有利于改善污泥的沉降性能，但它無(wú)活性作用，數(shù)量偏多不利于處理效果的提高，且增加了無(wú)效的提升、回流等能耗。 污泥灰分 污泥中的各種無(wú)機(jī)物質(zhì)，屬污泥灰分，而 MLSS 與 MLVSS 的差值，其量可占污泥干重的 1050%。 污泥體積指數(shù) SVI SVI 排除了污泥濃度對(duì)沉降體積的影響，反映了活性污泥的 松散程度，是判斷污泥沉降濃縮性能的一處常用參數(shù)， SVI100150 時(shí)，污泥沉降良好； SVI200 時(shí)，污泥膨脹，沉降差。 c、氣泡的粘性：用手沾一些氣泡，檢查是否容易破碎，在負(fù)荷過(guò)高，有機(jī)物分解不完全時(shí)，氣泡較粘不易破碎。 a、氣泡量多少：氣泡量少，運(yùn)行正常、污泥負(fù)荷適當(dāng)，氣泡量多，污泥負(fù)荷過(guò)高，水質(zhì)有變化，污泥齡過(guò)短或廢水中含多量洗滌劑。 二沉池的觀察與污泥性狀 對(duì)二沉池巡視時(shí)，應(yīng)注意觀察二沉池泥面的高低，上清液透明程度及漂泥的有無(wú)、浮泥泥粒大小等 。 根據(jù)檢測(cè)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)，找出規(guī)律，指導(dǎo)運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)管理人員每天要記錄進(jìn)水量、回流量和剩余污泥量，同時(shí)記錄空氣量、排砂量等。 反映污泥營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件的項(xiàng)目： 氮、磷、 PH、水溫等。 （五）活性污泥法處理系統(tǒng)進(jìn)行效果的檢測(cè) 曝氣池運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，為了保證良好的處理效果，積累經(jīng)驗(yàn)，必須對(duì)處理情況進(jìn)行經(jīng)常的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目要根據(jù)污水的特點(diǎn)來(lái)定，一般項(xiàng)目有： 反映處理效果的項(xiàng)目： 進(jìn)出水 BOD COD、總的與溶解性 SS和進(jìn)出水的有毒物質(zhì)。 系統(tǒng)管理還應(yīng)注意停電等偶然事件的處置，短期停電前應(yīng)加大回流量，將二沉池污泥盡可能回流入曝氣池，同時(shí)加強(qiáng)供氧，延長(zhǎng)好氧微生物壽命，一般停電一、二 天 ，恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)后微生物能很快復(fù)原，不必放空重新培養(yǎng)。 第三種現(xiàn)象情況比較復(fù)雜，如沉淀區(qū)上升流速過(guò)大，進(jìn)水溫差過(guò)大， 發(fā)生異重流或?qū)α鞯?，跑泥?yán)重時(shí)可暫停止進(jìn)水，若是上升流帶過(guò)大而引起的，可適當(dāng)降低濃度或擴(kuò)建沉淀池解決。 第二種現(xiàn)象可能是受水質(zhì)影響，氣泡不能在中心除盡，使氣泡附著在沉淀區(qū)污泥上，造成污泥上浮，這種現(xiàn)象在印染廢水中常見(jiàn)，一般在 PH12 時(shí)發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)污泥覆滿地面。 污泥脫氮造成的污泥成塊上 浮，是由于曝氣池內(nèi)污泥齡過(guò)長(zhǎng)，污水在曝氣池氧化進(jìn)入硝化階段，污泥在沉淀池中耗盡溶解氧以后，硝酸鹽和亞硝酸鹽奪氧，轉(zhuǎn)化的氣態(tài)氮使污泥比重減輕而上浮，產(chǎn)生的原因是溶解氧低于 ，因此解決的方法是增加污泥回流量或及時(shí)排除剩余污泥，或降低混合液污泥濃度，縮短污泥齡和降低溶解氧等，使之不進(jìn)行到硝化階段。 污泥上浮 污泥上浮發(fā)生在二沉池，一般有三種現(xiàn)象，第一種是污泥成塊上??；第二種是污泥成小顆粒分散上浮，然后在池面成片凝聚；第三種是污泥大量上翻流失。表明污泥解體，其原因可能是過(guò)氧化，充分氧量過(guò)大，負(fù)荷低，污泥氧化超過(guò)合成， 一部分被氧化成灰分，使活性污 44 泥生物 —— 營(yíng)養(yǎng)的平衡曹到破壞，使微生物量減少而失去活性，吸附能力降低，絮凝體縮小質(zhì)密、 SVI 降低，也可能是由于污水中混入了有毒物質(zhì)，微生物受到抑制或傷害，凈化能力下降或完全停止，造成污泥活性 差或喪失。總之，運(yùn)行中要根據(jù)引起膨脹的原因，采取措施。若供氧不足，則利于絲狀菌繁殖，在氮不足的情況下絲狀菌可以繁殖，另外夏季溫度高、 PH 值較低、溶解氧不足或曝氣池內(nèi)循環(huán)不好、部分缺氧或者有過(guò)多的短流，以及超負(fù)荷等也會(huì)引起污泥膨脹。 下面介紹幾種運(yùn)行異?，F(xiàn)象和對(duì)其的措施： 污泥膨脹 在以前的課時(shí)里，已經(jīng) 具體 講過(guò)污泥膨脹的現(xiàn)象及解決辦法，這里再 補(bǔ)充 講一下 具體解決辦法 。此外，剩余污泥量也可以通過(guò)相應(yīng)的污泥齡加以控制。 營(yíng)養(yǎng)物與微生物的比值一般用污泥負(fù)荷率加以控制，其中營(yíng)養(yǎng)物數(shù)量由流入污水量的濃度所定，因此通過(guò)控制活性污泥的數(shù)量來(lái)維持適宜的污泥負(fù)荷率。在活性污泥系統(tǒng)的運(yùn)行中，作為變數(shù)考慮的因素有混合液污泥濃度（ MLSS）、空氣量、污水注入的方式等。 （二）活性污泥法試運(yùn)行 活性污泥培馴成熟后，就開(kāi)始試運(yùn)行。 異步培馴法即先培養(yǎng)后馴化；同步培馴法則培養(yǎng)和馴化同時(shí)或交替進(jìn)行；接種法系利用其他污水廠的剩余污泥再進(jìn)行適當(dāng)培馴。 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的搭配 一般 COD： N： P 比例為 100： 5： 1。為補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)和排除對(duì)微生物增長(zhǎng)有害的代謝產(chǎn)物，要及時(shí)換水，即將污水再次引入曝氣池，并頂替原有的一部分培養(yǎng)液經(jīng)二次沉淀池沉淀池沉淀后排走，換水可間歇進(jìn)行，也可以連續(xù)進(jìn)行。 四、 活性污泥系統(tǒng)的運(yùn)行管理 （一）活性污泥的培養(yǎng)和馴化 所謂活性污泥的培養(yǎng)，就是為形成活性污泥微生物提供一定的生長(zhǎng)繁殖條件，即前期培訓(xùn)提到的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧、適宜的溫度和酸堿度等，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，就會(huì)有活性污泥形成，并在數(shù)量上逐步增長(zhǎng)，最后達(dá)到處理污水所需的污水所需的污泥濃度。 機(jī)械曝氣機(jī)還有轉(zhuǎn)刷式曝氣機(jī)等。現(xiàn)在我國(guó)還 普遍采用微孔曝氣器，它既可節(jié)約能量而且氧的轉(zhuǎn)移率較好，氣泡分布均勻，形成均勻和緩的攪拌狀態(tài)，不會(huì)因過(guò)度剪切而打碎生物絮體，有利于二沉池的沉淀和污泥的脫水，同時(shí)也可以避免由于大量曝氣形成飛濺的泡沫花而引起的結(jié)凍和管理不便等各種問(wèn)題。 （一）鼓風(fēng)曝氣法（壓縮空氣曝氣法） 采用壓縮空氣曝氣池常采用長(zhǎng)方形的池子。 需氧量與供風(fēng)量 活性污泥法的需氧量包括含碳化合物（ BOD5）的氧化、活性污泥內(nèi)源呼吸和硝化反應(yīng)，需氧量及曝氣池出水帶出的氧量，可按下式計(jì)算： 38 OD=OD1+OD2+OD3+OD4 式中： OD—— 曝氣池實(shí)際需氧量， kgO2/d OD1—— BOD5 氧化需氧量， kgO2/d OD2—— 活性污泥內(nèi)源呼吸需氧量， kgO2/d OD3—— 硝化反應(yīng)需氧量， kgO2/d OD4—— 曝氣池出水帶出的氧量， kgO2/d BOD5氧化需氧量 OD1按下式計(jì)算： OD1=a`{Q(S0Se)K（ NkoNke） } 式中： S0—— 進(jìn)水 BOD5濃度， kg/m3 Se—— 出水 BOD5濃度， kg/m3 Q—— 污水設(shè)計(jì)流量， m3/d Nko—— 缺氧池出水硝酸負(fù)荷， kgN/d Nke—— 缺氧池出水硝酸鹽量， kgN/d K —— 反硝化脫氮單位硝酸鹽消耗的 BOD5 量，kgBOD5/kgN,k= a` —— 微生物每氧化單位重量 BOD5 所需的氧 量，a`= 活性污泥內(nèi)源呼吸需氧量 OD2按下式計(jì)算： OD2=b`VX=b`QtX 式中： V—— 曝氣池容積 39 X—— 混合液懸浮固體平均濃度， kg/m3 t—— 水力停留時(shí)間， d b`—— 每單位重 MLSS 內(nèi)源呼吸需氧量， b`= 硝化反應(yīng)需氧量按下式計(jì)算： OD3=c`{ （ Nko Nke ） Qd`Δ X} 式中： Nko—— 進(jìn)水凱氏氮濃度， kg/m3 Nke—— 出水凱氏氮濃度， kg/m3 c`—— 硝化每單位重量凱氏 氮需氧量， c`= d`—— 每單位重量 MLSS 含凱氏氮量， d`= Δ X—— 剩余污泥量， kg/d 按下式計(jì)算 Δ X=（ aS0+bX0ctX） 其中： X0—— 進(jìn)水 SS 濃度， kg/m3 a—— SBOD5的污泥轉(zhuǎn)化率， kgMLSS/kgss b—— SS 的污泥轉(zhuǎn)化率， kgMLSS/kgss c—— 活性污泥自身氧化率， 1/d 曝氣池出水帶出的氧量按下式計(jì)算： OD4=De（ Q=Qr=Qe） 式中： Qr—— 回流污泥 量， m3/d Qe—— 循環(huán)混合液量， m3/d De—— 曝氣池末端溶解氧濃度， kg/m3 40 二、 曝氣池 活性污泥的正常運(yùn)行，除需要有性能良好的活性污泥外，還必須要有充足的氧氣供應(yīng)，曝氣的過(guò)程除供氧外，還起攪拌混合作用，使活性污泥在混合液中保持懸浮狀態(tài)，與污水充分接觸混合。SVI 為 100 左右表示活性污泥的沉降性能良好。