污泥膨脹黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學院基礎教研部學習教案

1、會計學1污泥膨脹黑龍江生態(tài)工程污泥膨脹黑龍江生態(tài)工程(gngchng)職業(yè)學院基礎教研部職業(yè)學院基礎教研部第一頁，共52頁。二級處理？第1頁/共51頁第二頁，共52頁。特點：通過微生物的新陳代謝作用,將廢水中有機物的一部分轉(zhuǎn)化為微生物的細胞物質(zhì),另一部分轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的化學物質(zhì)(無機物或簡單(jindn)有機物)的方法。實質(zhì)是一種由微生物參與進行的有機物分解過程，分解有機物的微生物主要是細菌，其它微生物如藻類和原生動物也參與該過程，但作用較小。操作單元：好氧生物處理(Aerobic Biological Treatment)、 厭氧生物處理(Anaerobic Biological Treat

2、ment).第2頁/共51頁第三頁，共52頁。第3頁/共51頁第四頁，共52頁。傳統(tǒng)活性污泥法處理系統(tǒng)基本(jbn)流程 活性污泥法的實質(zhì)是以存在于污水中的有機物作為培養(yǎng)基（底物），在有氧的條件下，對各種微生物群體進行混合連續(xù)培養(yǎng)，通過凝聚、吸附、氧化分解、沉淀等過程主除有機物的一種(y zhn)方法。 1、好氧活性污泥法第4頁/共51頁第五頁，共52頁。顏色(yns)：褐色、（土）黃色、鐵紅色絮狀體 氣味(qwi)：泥土味（城市污水） 比重(bzhng)：略大于1，（1.0021.006） 粒徑：0.020.2 mm活性污泥的含水率：99.299.8% 活性污泥的基本性質(zhì)固體物質(zhì)的組成： 有

3、機物7585%生化性能第5頁/共51頁第六頁，共52頁?；钚晕勰辔⑸锝M成(z chn)原生動物：細菌的捕食者，同時(tngsh)可氧化分解有機物細菌(xjn)：真菌：形如灰白色棉花絲，黏著在溝渠或水池的內(nèi)壁 后生動物：較少 游離細菌：較強的氧化分解有機物的能力菌膠團：活性污泥絮狀體的基本成分絲狀菌 ： 污泥骨架，大量能引起污泥膨脹第6頁/共51頁第七頁，共52頁。凈化(jnghu)過程與機理（1）初期去除與吸附作用 由于污泥表面積很大，且表面具有多糖類粘質(zhì)層，因此，污水中懸浮的和膠體的物質(zhì)是被絮凝和吸附去除的，初期被去除的BOD象一種備用的食物源一樣，貯存在微生物細胞的表面，經(jīng)過幾小時的曝氣

4、后，才會相繼攝入代謝(dixi)，在初期，被單位污泥去除的有機物數(shù)量是有一定限度的，它取決于污水的類型以及與污水接觸時的污泥性能。 （2）微生物的代謝作用 活性污泥微生物從污水中去除有機物的代謝過程，主要是由微生物細胞物質(zhì)的合成（活性污泥增長），有機物（包括一部分細胞物質(zhì)）的氧化分解(fnji)和氧的消耗所組成。當氧供應充足時，活性污泥的增長與有機物的去除是并行的；污泥增長的旺盛時期，也就是有機物去除的快速時期 。第7頁/共51頁第八頁，共52頁。（3）絮凝體的形成與凝聚(nngj)沉淀 菌體一般略大于膠體顆粒，仍能以穩(wěn)定(wndng)的懸浮狀態(tài)分散于水中，難以沉淀分離。只有在其變成絮凝體以后

5、，進行有效的分離才有可能?；钚晕勰嘀械木z團以及常見的產(chǎn)堿桿菌、無色桿菌、黃桿菌、假單胞菌等，都是易于形成絮凝體的。第8頁/共51頁第九頁，共52頁?；钚晕勰嘈阅苤笜宋勰酀舛?nngd)（MLSS、MLVSS） 混合液懸浮固體是指曝氣池中污水和活性污泥混合后的混合懸浮固體或揮發(fā)性固體數(shù)量，單位為mg/L，它是計量曝氣池活性污泥數(shù)量多少的指標?；钚晕勰喾ㄖ?，MLSS一般為24mg/L。污泥沉降比（SV） 污泥沉降比是指曝氣池混合液在100mL量筒中，靜置沉淀30min后，沉淀污泥與混合液之體積比（）。由于正常的活性污泥在靜沉30min后，一般可以接近它的最大密度(md)，故污泥沉降比可以反映曝氣

6、池正常運行時的污泥量，可用于控制剩余污泥的排放。它還能及時反映出污泥膨脹等異常情況，便于及早查明原因，采取措施。第9頁/共51頁第十頁，共52頁。污泥指教（SVI） 污泥指數(shù)全稱污泥容積指數(shù)，是指曝氣池出口處混合液經(jīng)30min靜沉后， 1g干活泥所占的容積以ml計。SVI值能較好地反映(fnyng)出活性污泥的松散程度（活性）和凝聚、沉淀性能，一般認為，生活污水的SVI100時，沉淀性能良好； SVI為100200時，沉淀性能一般；SVI200時，沉淀性能不好。污泥齡（ts） 污泥齡是曝氣池中工作著的活性污泥總量與每日排放的剩余污泥量之比值(bzh)，單位是日，在運行穩(wěn)定時，剩余污泥量也就是新

7、增長的污泥量，因此污泥齡也就是新增長的污泥在曝氣池中平均停留時間，或污泥增長倍平均所需要的時間。第10頁/共51頁第十一頁，共52頁?；钚晕勰嘣鲩L(zngzhng)規(guī)律A、對數(shù)增長期（F：M2.2），污泥能量高，絮凝性、沉淀性差B、減速增長期, 絮凝體開始形成，沉淀性提高。C、內(nèi)源呼吸(hx)期，污泥量將少，絮凝加速，處理水澄清 第11頁/共51頁第十二頁，共52頁。BOD污泥負荷： 即單位重量活性污泥在單位時間內(nèi)降解到預定(ydng)程度的有機物量 NsQSa/XV=F/M BOD容積負荷： 指單位曝氣池容積在單位時間內(nèi)降解到預定(ydng)程度的有機物量。 NvQSa/V BOD污泥負荷和

8、BOD容積負荷的關(guān)系式：NvNsX污泥產(chǎn)率： 污水中有機污染物的降解帶來微生物的增殖與活性污泥的增長，活性污泥微生物的增殖是生物合成與內(nèi)源呼吸的差值 即 X=aSabX。式中 Sa：進入曝氣池污水含有的有機污染物量，kgBOD/d。 Se：經(jīng)活性污泥處理(chl)后出水的有機污染物量，kgBOD/d。 X：混合液活性污泥量，kg。 a、污泥產(chǎn)率（降解單位有機污染物的污染量）。 b、微生物內(nèi)源代謝的自力氧化率?；钚晕勰喾ㄟ\行(ynxng)參數(shù)第12頁/共51頁第十三頁，共52頁。污泥齡（HRT) 污泥齡是曝氣池中工作著的活性污泥總量與每日排放(pi fn)的剩余污泥量之比值，單位是日回流比（R）

9、 污水流量與回流污泥流量之比內(nèi)回流一般(ybn)控制左右外回流一般(ybn)控制左右 rQQR 第13頁/共51頁第十四頁，共52頁。活性污泥法運行(ynxng)方式普通(ptng)活性污泥法工藝特征：a經(jīng)歷了起端的吸附和不斷的代謝過程 b.微生物經(jīng)歷了由對數(shù)期至內(nèi)源呼吸期 c.有機物，迅速降低，但之后變化不大，總?cè)コ?0左右 d.需氧量由大逐步(zhb)越少存在不足：曝氣池首端有機負荷大，需氧量大，而實際供氧難于滿足此要求（平均供氧）。使首端供氧不足，末端供氧出現(xiàn)富裕，需采用漸減試供氧。第14頁/共51頁第十五頁，共52頁。階段(jidun)曝氣法工藝特點：a污水均勻分散地進入，使負荷(f

10、h)及需氧趨于均衡，利于生物降解，降低能耗b混合液中污泥濃度逐步降低，減輕二次池負荷(fh)，利于固液分離c污水均勻分散地進入，增強了系統(tǒng)對水質(zhì)、水量沖擊負荷(fh)的適應能力第15頁/共51頁第十六頁，共52頁。吸附(xf)再生法 工藝特點： a.將吸附與代謝過程分二個池或二段 b.由于再生池只對活性污泥曝氣，減小了池容。 c.回流污泥量大，且大量污泥集中在再生池，吸附池內(nèi)污泥一旦遭到破壞，可迅速由再生池的污泥代替，具有一定承受沖擊(chngj)負荷的能力。 d.“空曝”使絲狀細菌的繁殖受到抑制，防止了污泥膨脹 第16頁/共51頁第十七頁，共52頁。完全(wnqun)混合法 工藝特點： a.

11、污水進入(jnr)曝氣池后迅速被稀釋混勻，水質(zhì)水量變化對系統(tǒng)影響小。 b.由于水質(zhì)在各處相同，因而各處微生物群體與組成相同，降解狀況相同。 c.需氧速度均衡，動力消耗略省。主要缺點：連續(xù)進出水，可能產(chǎn)生短流，出水水質(zhì)(shu zh)不及傳統(tǒng)法理 想，易發(fā)生污泥膨脹等。第17頁/共51頁第十八頁，共52頁。延時曝氣活性污泥法適宜對出水水質(zhì)要求高的場合。如氧化溝、A/O法和A2/O工藝等。工藝特點：負荷低，曝氣時間長（24h以上），活性污泥處于內(nèi)源呼吸期，剩余污泥少且穩(wěn)定，污泥不需要消化處理，工藝也不需要設初沉池。不足(bz)：池容大、負荷小、曝氣量大、投資與運行費用高。工藝特點：構(gòu)筑物與普通活性

12、污泥法以及吸附再生工藝相同，但其停留時間短，BOD負荷高、曝氣時間短。不足： BOD去除率不高（7075%），出水(ch shu)水質(zhì)不達標高負荷活性污泥法（短時曝氣活性污泥法）第18頁/共51頁第十九頁，共52頁。原廢水初次沉淀池曝氣池間歇曝氣處理水 間歇式活性污泥法工藝 無需設置二沉池，其曝氣池兼具二沉池的功能；無需設置污泥回流 設備；在處理某些工業(yè)廢水時，一般無需設置調(diào)節(jié)池，曝氣池可以兼作調(diào)節(jié)池；活性污泥的SVI值較低，易于沉淀，一般不會產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象； 易于維護管理，如運行管理得當，處理出水水質(zhì)將優(yōu)于連續(xù)式； 通過對運行方式的適當調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)可完成(wn chng)脫氮和除

13、磷的效果； 易于實現(xiàn)自動化控制。第19頁/共51頁第二十頁，共52頁。處理水 排水工序 污水流入工序污水 排泥待機工序剩余污泥 沉淀工序 曝氣反應(fnyng)工序SBR工藝(gngy)的典型運行工序在SBR工藝中，主要的反應器只有一個曝氣池，在該曝氣池中循序完成進水、曝氣、沉淀、排水等功能，因此在SBR工藝中反應池內(nèi)的運行一般可以分為如下的五個工序：進水；曝氣反應；沉淀：靜止(jngzh)沉淀，效果良好；排水；排泥第20頁/共51頁第二十一頁，共52頁。圖 8-12 平面布置示意圖池剩余污泥池池池池出水缺氧氧好氧氧厭缺縮濃出水剩余污泥底部穿孔擋板底部穿孔擋板混合液回流上清液去好氧池污水第21

14、頁/共51頁第二十二頁，共52頁。氧化(ynghu)溝工藝 池體狹長，（可達數(shù)十米甚至上百米）；池深度較淺，一般在2米左右； 曝氣裝置多采用表面機械(jxi)曝氣器，豎軸、橫軸曝氣器都可以； 進、出水裝置簡單； 構(gòu)造上的特征 氧化溝呈完全混合推流式；溝內(nèi)的混合液呈推流式快速流動（0.40.5m/s），由于流速高，原廢水很快就與溝內(nèi)混合液相混合，因此氧化溝又是完全混合的； BOD負荷低，類似于活性污泥法的延時曝氣法，處理出水水質(zhì)良好； 對水溫、水質(zhì)和水量的變動有較強的適應性； 污泥產(chǎn)率低，剩余污泥產(chǎn)量少； 污泥齡長，可達1530d，為傳統(tǒng)活性污泥法的36倍； 世代時間很長的細菌如硝化細菌能在反應

15、器內(nèi)得以生存，從而使氧化溝具有脫氮的功能。第22頁/共51頁第二十三頁，共52頁。市政管網(wǎng)排水沉淀曝氣沉淀吸附沉沙格柵出水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥A段B段A-B工藝(gngy)第23頁/共51頁第二十四頁，共52頁。曝 氣 曝氣方法(fngf)鼓風( fn)曝氣機械(jxi)曝氣鼓風機械曝氣曝氣轉(zhuǎn)刷曝氣池推流式曝氣池循環(huán)混合式曝氣池完全混合式曝氣池奧貝爾氧化溝第24頁/共51頁第二十五頁，共52頁?；钚晕勰喾ㄟ\行(ynxng)中的異常情況 污泥膨脹(png zhng) 正常的活性污泥沉降性能良好，含水率在99左右。當污泥變質(zhì)時，污泥不易沉淀， SVI值增高，污泥的結(jié)構(gòu)松散和體積膨脹(p

16、ng zhng)，含水率上升，澄清液稀少（但較清澈），顏色也有異變，這就是污泥膨脹(png zhng)。污泥膨脹(png zhng)的原因主要是絲狀菌大量繁殖所引起，也有由于污泥中結(jié)合水異常增多導致的污泥膨脹(png zhng)。 絲狀菌第25頁/共51頁第二十六頁，共52頁。污泥解體處理水質(zhì)渾濁，污泥絮凝體微細化，處理效果變壞等則是污泥解體現(xiàn)象。導致(dozh)這種異常規(guī)象的原因有運行中的問題，也有由于污水中混入了有毒物質(zhì)。運行不當，如曝氣過量，會使活性污泥生物營養(yǎng)的平衡遭到破壞，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，一部分則成為不易沉淀的羽毛狀污泥，處理水質(zhì)渾濁，SVI值

17、降低等。當污水中存在有毒物質(zhì)時，微生物會受到抑制或傷害，凈化能力下降或完全停止，從而使污泥失去活性。 污泥腐化在二次沉淀池有可能由于污泥長期滯留而進行厭氣發(fā)酵生成(shn chn)氣體（H2S、CH4等），從而使大塊污泥上浮的現(xiàn)象。它與污泥脫氮上浮不同，污泥腐化變黑，產(chǎn)生惡臭 。污泥脫氮（反硝化污泥在二次沉淀池呈塊狀上浮的現(xiàn)象，并不是由于腐敗所造成的，而是由于在曝氣池內(nèi)污泥泥齡過長，硝化進程較高（一般硝酸銨5mg/L以上），在沉淀池內(nèi)產(chǎn)生反硝化，硝酸鹽的氧被利用(lyng)，氮即呈氣體脫出附于污泥上，從而使污泥比重降低，整塊上浮。為防止這一異?，F(xiàn)象發(fā)生，應增加污泥回流量或及時排除剩余污泥，在脫

18、氮之前即將污泥排除；或降低混合液污泥濃度，縮短污泥齡和降低溶解氧等，使之不進行到硝化階段。第26頁/共51頁第二十七頁，共52頁。泡沫(pom)曝氣池中產(chǎn)生泡沫(pom)，主要原因是污水中存在大量合成洗滌劑或其他起泡物質(zhì)。泡沫(pom)可給生產(chǎn)操作帶來一定困難，如影響操作環(huán)境，帶走大量污泥。當采用機械曝氣時，還能影響葉輪的充氧能力。消除泡沫(pom)的措施有：分段注水以提高混合液濃度；進行噴水或投加除沫劑（如機油、煤油等，投量約為0.5l.5mgL）等?；钚晕勰喾ㄌ幚硐到y(tǒng)運行(ynxng)效果的檢測 反映處理效果的項目：進出水總的和溶解性的BOD、COD，進出水總的和揮發(fā)性的SS，進出水的有毒

19、物質(zhì)（對應工業(yè)廢水）；反映污泥情況的項目：污泥沉降比（SV）、MLSS。MLVSS、SVI、DO、微生物相等；反映污泥營養(yǎng)和環(huán)境條件(tiojin)的項目：氮、磷、pH、水溫等。一般SV和DO最好24小時測定一次，至少每班一次，以便及時調(diào)節(jié)回流污泥量和空氣量。微生物觀察最好每班一次，以預示污泥異?，F(xiàn)象。除氮、磷、MLSS、MLVSS、SVI可定期測定外，其他各項應每天測定一次。水樣除測溶解氧外，均取混合水樣。此外，每天要記錄進水量、回流污泥量和剩余污泥量，還要記錄剩余污泥的排放規(guī)律、曝氣設備的工作情況以及空氣量和電耗等。剩余污泥（或回流污泥）濃度也要定期測定。 第27頁/共51頁第二十八頁，共

20、52頁。 2、好 氧 生 物 膜 法生物(shngw)轉(zhuǎn)盤生物(shngw)濾池第28頁/共51頁第二十九頁，共52頁。 與活性污泥工藝的流程不同的是，在生物濾池中常采用出水回流，而基本(jbn)不會采用污泥回流，因此從二沉池排出的污泥全部作為剩余污泥進入污泥處理流程進行進一步的處理。生物濾池的工作原理： 含有污染物的廢水從上而下從長有豐富生物膜的濾料的空隙間流過，與生物膜中的微生物充分接觸，其中的有機污染物被微生物吸附并進一步降解，使得廢水得以凈化；主要的凈化功能是依靠濾料表面的生物膜對廢水中有機物的吸附氧化作用. 第29頁/共51頁第三十頁，共52頁。生物膜法與活性污泥法的比較(bjio)

21、項目生物膜法活性污泥法基建費低較低運行費低較高氣候的影響較大較小技術(shù)控制較易控制要求較高灰蠅和臭味蠅多、味大無最后出水負荷低時,硝化程度較高,但懸浮物較高懸浮物較少,但硝化程度不高剩余污泥量少大泡沫問題很少較多第30頁/共51頁第三十一頁，共52頁。生物(shngw)濾池 生物濾池一般主要由濾床(池體與濾料)、布水裝置和排水系統(tǒng)等三部分組成。 在20世紀30、40年代以前，生物濾池的池體多為方形或矩形；在出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)布水器之后，則大多數(shù)的生物濾池均采用圓形池體，主要是便于運行；高負荷生物濾池通常是圓形；池壁可有孔洞或不帶孔洞的兩種：有孔洞的池壁有利于濾料的內(nèi)部通風，但在冬季易受低氣溫的影響；一般

22、要求池壁高于濾料0.5m；在寒冷地區(qū)，有時需要考慮(kol)防凍、采暖、或防蠅等措施。第31頁/共51頁第三十二頁，共52頁。生物(shngw)轉(zhuǎn)盤 廢水處于半靜止狀態(tài)，而微生物則在轉(zhuǎn)動的盤面上；轉(zhuǎn)盤40%的面積浸沒在廢水中，盤面低速轉(zhuǎn)動；盤面上生物膜的厚度與廢水濃度、性質(zhì)及轉(zhuǎn)速(zhun s)有關(guān)，一般0.10.5mm。 第32頁/共51頁第三十三頁，共52頁。生物接觸(jich)氧化法 生物接觸氧化法是一種(y zhn)介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法處理工藝；又稱為淹沒式生物濾池 生物接觸氧化池內(nèi)的生物固體濃度(nngd)（1020g/）高于活性污泥法和生物濾池，具有較高的容積負荷

23、（可達3.06.0kgBOD5/m3.d）； 不需要污泥回流，無污泥膨脹問題，運行管理簡單； 對水量水質(zhì)的波動有較強的適應能力； 污泥產(chǎn)量略低于活性污泥法。生物接觸氧化法的基本流程第33頁/共51頁第三十四頁，共52頁。第34頁/共51頁第三十五頁，共52頁。 DOKHAVEN污水處理工藝流程見圖1。進水靠場外5個終端污水泵站以及污泥消化液回流泵通過壓力管線被泵入進水池（1）。每條壓力管線在處理廠內(nèi)均可控制開啟；發(fā)生故障時進水也可通過跨越(kuyu)管線而直接排入新馬斯河。進水首先進入細格柵（2）。有4組用于去除漂浮物與纖維物質(zhì)的細格柵，每組細格柵包括2個孔徑為5 mm的轉(zhuǎn)鼓，水流垂直進入，截

24、留雜物靠水力擠壓后收集。 1 進水 2 細格柵 3 沉砂池 4 A段曝氣池 5 中間沉淀池 6 回流污泥(w n) 7 剩余污泥(w n)回流 8 浮滓去除 9 污泥(w n)調(diào)節(jié)池 10 B段曝氣池 11 最終沉淀池 12 出水排放新馬斯河 13 剩余污泥(w n)至另一處理廠 14 格柵截留物排除 15 沉砂排除 圖1DOKHAVEN污水處理工藝流程 第35頁/共51頁第三十六頁，共52頁。第36頁/共51頁第三十七頁，共52頁。3、脫氮除磷生物(shngw)處理法處理水回流污泥反硝化反應器BOD 去除硝化氨化沉淀池堿N3(好氧)III回流污泥CH2OH 剩余污泥 剩余污泥回流污泥 兩級生

25、物脫氮系統(tǒng)第37頁/共51頁第三十八頁，共52頁?；亓?hu li)污泥回流(hu li)污泥處理(chl)水內(nèi)循環(huán)（硝化液回流）回流污泥反硝化反應器BOD去除、硝化反應反應器(缺氧)沉淀池堿N2(好氧) 分建式缺氧-好氧活性污泥脫氮系統(tǒng)第38頁/共51頁第三十九頁，共52頁。硝化BOD去除回流污泥反硝化沉淀池處理水內(nèi)循環(huán)N2內(nèi)循環(huán)原污水空氣圖 21- 4 合建式缺氧-好氧活性污泥法脫氮系統(tǒng)第39頁/共51頁第四十頁，共52頁。第40頁/共51頁第四十一頁，共52頁。厭氧缺氧(qu yn)好氧A2/O工藝流程(n y li chn)進水沉淀混合液回流出水剩余污泥污泥回流第41頁/共51頁第四十

26、二頁，共52頁。圖 8-1 UCT 工藝流程圖好氧污泥外回流混合液回流厭氧進水缺氧剩余污泥二沉池出水（）（混合液回流）（第42頁/共51頁第四十三頁，共52頁。 活 性 污 泥 法為了克服UCT工藝圖二套混合液內(nèi)回流交叉，導致缺氧段的水力停留時間不易控制的缺點，同時避免好氧段出流的一部分混合液中的DO經(jīng)缺氧段進入?yún)捬醵味蓴_磷的釋放，MUCT工藝將UCT工藝的缺氧段一分為二，使之形成二套獨立的混合液內(nèi)回流系統(tǒng)(xtng)，從而有效的克服了UCT工藝的缺點第43頁/共51頁第四十四頁，共52頁。第44頁/共51頁第四十五頁，共52頁。 北京高碑店污水處理廠設計規(guī)模為近期100萬m3/d，遠期25

27、0萬m3/d，近期100萬m3/d分為兩期建設，一期工程(gngchng)50萬m3/d，已于一九九三年十月竣工投產(chǎn)，二期工程(gngchng)50萬m3/d，于一九九九年八月竣工。 北京市每天產(chǎn)生污水 250 多萬噸，近一半的污水在這里進行處理。高碑店污水處理廠污水系統(tǒng)流域面積96km2，服務人口240萬人，占地68公頃，匯集北京市南部地區(qū)的大部分生活污水、東郊工業(yè)區(qū)、使館區(qū)和化工路的全部污水。 該處理廠采用前置缺氧段活性污泥法工藝，即在推流式曝氣池前設置缺氧段(占生物處理池總?cè)莘e的1/12)，其目的是改善污泥性質(zhì)，防止污泥膨脹。一期工程(gngchng)投產(chǎn)以來，已連續(xù)穩(wěn)定運行多年，取得了預期的良好效果。第45頁/共51頁第四十六頁，共52頁。 高碑店污水處理廠一期工程曝氣池設計(shj)參數(shù)設計流量Q50萬m3/d曝氣池Nv0.