第四章活性污泥法與第五章生物膜

1、第四章活性污泥法與第五章生物膜 第四章 活性污泥法 第五章 生物膜法第四章 活性污泥法4.1 活性污泥法概述活性污泥法處理系統(tǒng)基本工藝流程初次沉淀池曝氣池回流污泥泵房二次沉淀池鼓風(fēng)機(jī)房進(jìn)水出水空氣回流活性污泥剩余污泥4.1.2 活性污泥的主要生物種類參與廢水生物處理的生物種類很多，主要及常見的有以下幾種：細(xì)菌類 原生動(dòng)物 藻類 后生動(dòng)物4.1.3 活性污泥法對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求活性污泥法對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求主要有以下幾項(xiàng)：營(yíng)養(yǎng)源 pH 水溫 進(jìn)水濃度 水量、水質(zhì)變化 其他：懸浮物質(zhì)、油脂類及油分、溶解鹽類、重金屬類。營(yíng)養(yǎng)源 要使微生物在生物反應(yīng)器內(nèi)繁殖，就必須有形成微生物細(xì)胞的元素存在。特別是氮、磷元

2、素的存在。 若按重量比表示，所必需的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的比例為：BOD:N:P=100:5:1。 pH 生物處理裝置內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的pH應(yīng)控制在范圍內(nèi)。 水溫 在好氧處理時(shí)，若處理裝置內(nèi)水溫超過40，往往會(huì)殺滅處理裝置內(nèi)的所有微生物，導(dǎo)致處理水質(zhì)惡化。 進(jìn)水濃度 稀釋，常在運(yùn)行開始或再次開車階段使用。 通水時(shí)，廢水不要集中一處流入，要分散流入，以便迅速在裝置內(nèi)混合稀釋。 采用生物膜法的處理裝置，可將處理水加以循環(huán)，對(duì)原水進(jìn)行稀釋。 水量、水質(zhì)變化 設(shè)置調(diào)節(jié)池對(duì)進(jìn)水水質(zhì)水量進(jìn)行均化。要注意調(diào)節(jié)曝氣池在供水量時(shí)，要防止讓大量沉淀物一同混入曝氣池。其他 懸浮物質(zhì)對(duì)活性污泥影響很大，判斷是否需要去除的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是

3、看懸浮物質(zhì)濃度是否超過BOD濃度。 油脂類及油分：利用活性污泥法去除油分時(shí)，需要有510倍的BOD量，還必須把活性污泥中油分含量控制在不高于VSS的20以下。 含鹽濃度不要超過3。含重金屬類廢水在生化前必須進(jìn)行預(yù)處理去除。 4.2 初次沉淀池池形與池?cái)?shù) 初次沉淀池的形狀與池?cái)?shù)，考慮以下各項(xiàng)確定：形狀有長(zhǎng)方形、正方形或圓形；按水流方向有平流、 輻流和豎流；長(zhǎng)方形池，長(zhǎng)與寬之比在3：1以上，池寬按刮泥機(jī) 確定； 池?cái)?shù)，原則上兩池以上。4.2.2 構(gòu)造池子構(gòu)造，考慮以下各項(xiàng)確定：池子以水密性鋼筋混凝土建造，具有抗浮安全結(jié)構(gòu)；設(shè)刮泥機(jī)時(shí)，池底的坡度圓形為5/10010/100,長(zhǎng)方形為1/1002/1

4、00 ； 污泥斗的坡度在60以上。4.2.3 設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)主要設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)表面水力負(fù)荷以3.0m3/(m2h)；有效水深以為準(zhǔn)； 沉淀時(shí)間以為標(biāo)準(zhǔn)；出水堰最大負(fù)荷不宜大于2.9L/(m S)超高以50cm為標(biāo)準(zhǔn)。出水堰負(fù)荷 指單位堰板長(zhǎng)度在單位時(shí)間內(nèi)所能溢流的水量，通常采用q表示，單位m3/m h。 q能控制在池內(nèi)，特別是在出水端能保持一個(gè)均勻而穩(wěn)定的流速，防止污泥及浮渣流失。 q q=Q/L=Q/L式中：q-出水堰負(fù)荷， m3/m h Q-污水量，m3/h L-沉淀池堰板總長(zhǎng)度，m4.2.4 刮泥機(jī)刮泥機(jī)考慮以下各項(xiàng)：長(zhǎng)方形可采用鏈帶式或絎車式刮泥機(jī)；圓形或正方形池可采用旋轉(zhuǎn)式刮泥機(jī)； 采用

5、不致擾動(dòng)沉淀物上浮的速度。4.2.5 排泥設(shè)備排泥設(shè)備考慮以下各項(xiàng)：污泥的排出可用泵提升；排泥管徑采用150mm以上； 污泥管便于清掃。 已知某初沉池進(jìn)水量為20000m3/d，進(jìn)水SS濃度為300mg/L,出水濃度為180mg/L，當(dāng)排放固形物濃度為1%的污泥量時(shí)，求排泥量？污泥排泥量=20000/1000000300-180/1% =240m3/d4.2.6 初次沉淀池的維護(hù)管理初次沉淀池運(yùn)行管理應(yīng)注意那些方面？操作人員根據(jù)池組設(shè)置、進(jìn)水量的變化，應(yīng)調(diào)節(jié)各池進(jìn)水量，使各池均勻配水；初次沉淀池應(yīng)及時(shí)排泥，并宜間歇進(jìn)行； 操作人員應(yīng)經(jīng)常檢查初次沉淀池浮渣斗和排渣管道的排渣情況，并及時(shí)清除浮渣。

6、清撈出的浮渣應(yīng)妥善處理。刮泥機(jī)待修或長(zhǎng)期停機(jī)時(shí)，應(yīng)將池內(nèi)污泥放空。4.3 曝氣池活性污泥法的凈化機(jī)理活性污泥的凈化機(jī)理有：活性污泥對(duì)有機(jī)物的吸附被吸附有機(jī)物的氧化與同化 活性污泥絮體的沉淀和分離 生物硝化生物脫氮生物除磷生物硝化 活性污泥中的硝化菌，屬自養(yǎng)菌，能在絕對(duì)好氧條件下，將氨氮氧化為亞硝酸鹽，并進(jìn)一步氧化成硝酸鹽，這些反應(yīng)稱為生物硝化。生物脫氮 活性污泥中有的異樣菌，在無溶解氧的條件下，能利用硝酸鹽中的氧(結(jié)合氧)來氧化分解有機(jī)物，這種細(xì)菌從氧利用形式上分，它屬于兼性厭氧菌。兼性厭氧菌利用有機(jī)物將亞硝酸鹽或硝酸鹽還原為氮?dú)獾姆磻?yīng)稱為生物脫氮。4.3.2 活性污泥法主要設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)活性

7、污泥法主要設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)：污泥泥齡(SRT) 污泥負(fù)荷(有機(jī)物負(fù)荷)和HRT 活性污泥微生物濃度 剩余活性污泥量 混合液溶解樣濃度 污泥沉降比需氧量與供風(fēng)量 污泥泥齡 活性污泥在反應(yīng)池、二次沉淀池和回流污泥系統(tǒng)內(nèi)的停留時(shí)間稱為生物固體停流時(shí)間?？捎孟率奖硎荆?SRT=系統(tǒng)內(nèi)活性污泥量（kg）/每天從系統(tǒng)排出的活性污泥量（kg/d） 污泥負(fù)荷 曝氣池內(nèi)每公斤活性污泥單位時(shí)間負(fù)擔(dān)的進(jìn)水五日生化需氧量(BOD5)公斤數(shù)，其單位以kgBOD5/(kgMLSSd)表示。污泥沉降比是指混合液經(jīng)30min靜沉后形成的沉淀污泥容積占原混合液容積的百分率. SV=R/(1+R)100 某完全混合活性污泥系統(tǒng)中，

8、曝氣池的污泥濃度為3500mgMLSS/L，回流污泥濃度為10000mgMLSS/L，試求該系統(tǒng)的污泥沉降比？ R=X/(XR-X) = 3500/(10000-3500)=0.54 SV=R/(1R)100=35% 已知某二次沉池有效容積為50000m3，有效高度為8m，進(jìn)水量為20000m3/d，試計(jì)算污水在池中的沉淀時(shí)間，及其表面負(fù)荷？ 沉淀時(shí)間=50000/2000024 表面負(fù)荷=20000/50000/83/m2.d 某城市污水處理廠設(shè)計(jì)流量Q=100000m3/d，進(jìn)水SS濃度X0=250mg/L，該廠設(shè)有初次沉淀池個(gè)數(shù)N=4，初次沉淀池SS去除率50，沉淀污泥含水率P=97%，

9、每池設(shè)1臺(tái)流量QP=60m3/h排泥泵。設(shè)每池排泥周期T=2h。求每池排泥量和排泥持續(xù)時(shí)間。(1)求濕污泥的濃度X:C%=100P%=(10097)3初次沉淀池污泥因含水率比較高，密度接近1，濃度為3的污泥換算成濕污泥濃度X=30kg/m3。(2)初次沉淀池每日產(chǎn)干污泥量G:G=QX012500kg/d(3)每日產(chǎn)含水率P=97%的濕污泥W:W=G/X=12500/30=416.7m3/d(4)每日每池排出濕污泥量W:W1=W/N=416.7/4=104.2m3/(d.池)(5)每池工作周期nn=24/T=24/2=12(6)每池每次排泥量W=W1/n=104.2/12=8.68m3/(次.池

10、)9 m3/(次.池)(7)每次持續(xù)排泥時(shí)間t：t=W/QP=8.68/60=014h=8.68min=9min上可知：每池每次排泥量為9 m3/(次.池)，排泥持續(xù)時(shí)間為9min。 4.3.3 4.3.3 活性污泥法的分類活性污泥法的分類活性污泥法的分類：根據(jù)曝氣池內(nèi)混合液的流態(tài)分類(推流式和完全混合式) 根據(jù)曝氣方式分類(鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣、鼓風(fēng)機(jī)械聯(lián)合曝氣) 根據(jù)去除的主要污染物分類(有機(jī)物、脫氮、除磷) 幾種常見的曝氣池鼓風(fēng)曝氣池垂直軸式機(jī)械曝氣池水平軸式機(jī)械曝氣池完全混合曝氣池推流式曝氣池4.3.5 曝氣池的維護(hù)管理 調(diào)節(jié)各池進(jìn)水量，均勻配水； 曝氣池出口處的溶解氧宜為2mg/L；

11、二次沉淀池污泥排放量可根據(jù)污泥沉降比、混合液污泥濃度及二次沉淀池泥面高度確定； 當(dāng)曝氣池水溫低時(shí)，應(yīng)采用適當(dāng)延長(zhǎng)曝氣時(shí)間、提高污泥濃度。增加泥齡或其它方法，保證出水效果。 曝氣池的維護(hù)管理須考慮哪些方面？ 機(jī)械曝氣葉輪不得脫離水面，葉片不得被異物堵塞； 遇雨、雪天氣，應(yīng)及時(shí)清除走道上的積水或冰雪；曝氣池產(chǎn)生泡沫和浮渣到走廊時(shí)，上池工作應(yīng)注意防滑。 曝氣池的安全操作須考慮哪些方面？ 4.3.5 曝氣池的維護(hù)管理 應(yīng)每年放空，清理曝氣池一次，清通曝氣頭，檢修曝氣裝置。 表面曝氣機(jī)、射流曝氣等曝氣設(shè)備，應(yīng)定期進(jìn)行維修。 曝氣池的維護(hù)保養(yǎng)須考慮哪些方面？ 4.3.7 曝氣池的水質(zhì)管理水質(zhì)管理的水質(zhì)監(jiān)測(cè)

12、項(xiàng)目水溫；pH； MLDO；SVMLSSMLVSS回流污泥比SVRSSS好氧速率活性污泥的生物相； MLDO 活性污泥混合液的溶解氧濃度。 MLSS 曝氣池混合液懸浮固體濃度。 MLVSS 混合液揮發(fā)性(有機(jī)性)懸浮固體濃度。 RSSS 回流污泥的懸浮固體濃度?；钚晕勰嗟纳锵嗷钚晕勰嗟纳锵?通過鏡檢可以判斷活性污泥的凈化能力，及早發(fā)現(xiàn)絲通過鏡檢可以判斷活性污泥的凈化能力，及早發(fā)現(xiàn)絲狀菌引起的固液分離障礙，防治各種隱患。狀菌引起的固液分離障礙，防治各種隱患。 一般鏡檢時(shí)除可發(fā)現(xiàn)細(xì)菌類、霉菌類外，還可同時(shí)分一般鏡檢時(shí)除可發(fā)現(xiàn)細(xì)菌類、霉菌類外，還可同時(shí)分辨出原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等。辨出原生動(dòng)物、后

13、生動(dòng)物等。 一般活性污泥凈化能力高時(shí)，活性污泥性纖毛蟲占一般活性污泥凈化能力高時(shí)，活性污泥性纖毛蟲占80809595；中間性纖毛蟲占；中間性纖毛蟲占5 52020；非活性污泥性纖；非活性污泥性纖毛蟲占毛蟲占0 05 5；活性污泥生物相異常表現(xiàn)在哪些方面？活性污泥生物相異常表現(xiàn)在哪些方面？(1)(1)微小鞭毛蟲大量出現(xiàn)微小鞭毛蟲大量出現(xiàn)(2)(2)微小變形蟲大量出現(xiàn)微小變形蟲大量出現(xiàn)(3)(3)硫細(xì)菌大量出現(xiàn)硫細(xì)菌大量出現(xiàn)(4)(4)微生物數(shù)量驟減或運(yùn)動(dòng)性差的微生物大量出現(xiàn)微生物數(shù)量驟減或運(yùn)動(dòng)性差的微生物大量出現(xiàn)(5)(5)絲狀菌大量出現(xiàn)。絲狀菌大量出現(xiàn)。水質(zhì)管理的控制指標(biāo)根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，應(yīng)將

14、下列管理指標(biāo)控制在合理范圍內(nèi)：BOD-SS負(fù)荷；SRT； MLDO；SVI SVI 污泥容積指數(shù)。正常污泥指數(shù)在100200之間。氧化溝等高負(fù)荷可在200300，SVI500，出現(xiàn)污泥膨脹。水質(zhì)異常時(shí)的管理1)外觀及氣味的異?；钚晕勰喟l(fā)黑的原因有：硫化物的積累；氧化錳的積累； 工業(yè)廢水的流入；活性污泥發(fā)紅的原因有：進(jìn)水含有大量鐵異常發(fā)泡的主要原因和特征表面活性劑引起的發(fā)泡；放線菌引起的發(fā)泡。鼓風(fēng)曝氣池運(yùn)行異常與對(duì)策：活性污泥顏色變化；活性污泥上??；活性污泥解體；異常發(fā)泡；活性污泥膨脹何為活性污泥絲狀菌膨脹，如何控制？ 活性污泥絲狀菌膨脹是污泥膨脹中處理最難的一種，表現(xiàn)為二次沉淀池中活性污泥不沉

15、降，而與處理水同時(shí)流出的狀態(tài)下，活性污泥的SVI增大的現(xiàn)象。 常用的控制措施如下： (1)降低BOD-SS； (2)增加DO濃度； (3)曝氣池采用推流式； (4)殺菌或抑菌； (5)投加混凝劑活性污泥的培養(yǎng)與馴化活性污泥培養(yǎng)法有幾下幾種：全流量連續(xù)直接培養(yǎng)；流量分段直接培養(yǎng)； 間歇培養(yǎng)法；活性污泥的馴化對(duì)工業(yè)廢水，除培養(yǎng)外，還應(yīng)對(duì)活性污泥加以馴化，使其適應(yīng)于所處理的廢水。異步馴化法；同步馴化法。 4.4 4.4 二次沉淀池二次沉淀池二次沉淀池維護(hù)管理的一般要求有那些？操作人員根據(jù)池組設(shè)置、進(jìn)水量的變化，應(yīng)調(diào)節(jié)各池進(jìn)水量，使之均勻配水； 二次沉淀池的污泥必須連續(xù)排放； 二次沉淀池刮吸泥機(jī)的排泥

16、閘閥，應(yīng)經(jīng)常檢查和調(diào)整，保持吸泥管路暢通，使池內(nèi)污泥面不得超過設(shè)計(jì)泥面；刮吸泥機(jī)積泥槽內(nèi)的污物應(yīng)每月清除一次。 二次沉淀池的維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：刮吸泥機(jī)設(shè)備長(zhǎng)期停置不用時(shí)，應(yīng)將主梁兩端支墩；氣提裝置應(yīng)定期檢修；活性污泥解體；刮泥機(jī)的行走機(jī)構(gòu)應(yīng)定期檢修。二沉池的正常運(yùn)行參數(shù)表面負(fù)荷(m3/m2h)停留時(shí)間(h)污泥含水率(P)1.01.51.52.599.299.6 刮泥機(jī)刮泥機(jī)考慮如下各項(xiàng)確定：長(zhǎng)方形池以采用鏈條刮板式、行走虹吸式或桁車式為佳；圓形池與正方形池采用回轉(zhuǎn)式； 采用不致擾動(dòng)沉淀物上浮的速度；鏈條刮板式一般為左右，回轉(zhuǎn)式刮板周邊線速度不超過。水質(zhì)管理的水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 pH ；透

17、明度； MLDO；SS；BOD污泥負(fù)荷COD總氮堿度總磷DO及大腸桿菌。二次沉淀池的水質(zhì)管理二沉池的異常應(yīng)注意以下現(xiàn)象：外觀異常(處理出水渾濁；浮渣上??；活性污泥流出)；水質(zhì)檢測(cè)表現(xiàn)的異常(pH；透明度和SS；BOD；COD；大腸桿菌數(shù))。5.1 5.1 生物膜法的主要特點(diǎn)生物膜法的主要特點(diǎn)與活性污泥法相比，生物膜法的主要特點(diǎn)包括以下方面：適應(yīng)沖擊負(fù)荷變能力強(qiáng)； 反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度高； 剩余污泥產(chǎn)量低；同時(shí)存在硝化和反硝化過程；操作管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用較低；調(diào)整運(yùn)行的靈活性較差有機(jī)物去除率較低。 第五章 生物膜法生物膜的主要影響因素包括： 溫度 ；pH； 水力負(fù)荷；溶解氧；填料類型及特征；生物膜量及活性；有毒物質(zhì)；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。5.2 生物膜的主要影響因素生物膜法的主要形式 生物膜法的工藝很多，根據(jù)生物膜反應(yīng)器附著生長(zhǎng)載體的狀態(tài)，生物膜反應(yīng)器可以劃分為固定床和流動(dòng)床兩大類。 塔式生物濾池 簡(jiǎn)稱生物濾塔。是20世紀(jì)50年代由前民主德國(guó)環(huán)境工程專家應(yīng)用氣體洗滌塔原理所開創(chuàng)，屬于第二代生物濾池。使水通