活性污泥工艺及在运行中的污泥膨胀现象毕业论文.doc

1.造纸厂污泥膨胀情况21.1 工艺概况及基本参数21.2 工艺流程21.3 污泥膨胀的相关描述和分析31.3.1 相关描述31.32 相关分析31.4 泥膨胀的应对措施和解决方案31.41 大幅度降低污泥农度，减少二沉池固体负荷41.42 减少回流污泥量41.43 投加先期排至储泥池的厌氧污泥41.5 效果分析52.活性污泥基本概述53.活性污泥的性能指标63.1混合液悬浮固体浓度63.2混合液挥发性悬浮固体浓度63.3污泥沉降比73.4污泥容积指数74.影响活性污泥性能的环境因素75.活性污泥可作为标志性生物85.1.活性污泥性能指标86.影响因素86.1营养物质平衡86.2溶解氧96.3PH值96.4水温96.5有毒物质107.活性污泥的处理108.活性污泥的培养109.活性污泥的驯化1110.活性污泥工艺控制1110.1活性污泥法的概述1110.2活性污泥法的基本组成1210.3工艺运行影响因素1310.4方法设计1310.5运行条件1410.6基本流程1511.性状异常及其分析1611.1活性污泥膨胀概述1611.1.1活性污泥膨胀特点16二.是普遍性强。污泥膨胀现象活性污泥及其演变而来的各种工艺中都存在；三是危害严重。发生污泥膨胀现象后能够造成污泥流失.出水悬浮物(SS)超标，最终导致处理能力大大降低。1711.2活性污泥膨胀的分类1711.2.1丝状菌性膨胀1711.2.2 非丝状菌性膨胀1811.2.3 其它菌种因素1811.3.污泥膨胀的影响因素1811.3.1温度1811.3.2 营养比例1811.3.3污泥负荷1811.3.4溶解氧值1911.3.5 pH值1911.3.6 早期消化1912.活性污泥膨胀现象及处理1913.结语20 活性污泥工艺及在运行中的污泥膨胀现象摘 要：活性污泥工艺是污水处理的主要工艺。自被发现各地采用的活性污泥工艺与最初形式基本一致，称为传统活性污泥工艺。日益严重的水污染状况迫切需要建设大批量污水处理厂，是活性污泥得到了较快的发展。活性污泥膨胀现象是活性污泥及其演变工艺中的通病。介绍了该现象的特点及分类，并从温度.营养比例.污泥负荷.DO值.pH值.早期消化等角度进行分析，得出进水水质.运行条件不同，产生污泥膨胀的原因各异的结论。关键词：活性污泥；污泥膨胀；诱因活性污泥法自被发明，由于其经济.可靠的优势而得到广泛应用，并随着实际运行产生了阶段曝气.渐减曝气.AB工艺.A/O工艺.A2/O等系列变形工艺，但无论是哪种改进的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀现象，并且活性污泥膨胀现象发生非常广泛，活性污泥膨胀能够降低污泥沉降性能，影响出水水质。因此污泥膨胀成为活性污泥法困扰人们最大的难题之一。1.造纸厂污泥膨胀情况广西某浆纸有限公司以木材纤维为原料，生产漂白硫酸盐浆板。该公司废水处理采用先进的改良式氧化沟工艺及射流曝气系统。废水处理项目于2008年1月通过国家环保部门验收。2008年7月发生比较严重的丝状菌性的污泥膨胀问题。由于生产废水极不稳定，污泥膨胀的发生速度很快，且引起污泥膨胀的丝状菌在其进化过程中，对废水具有很强的适应性，丝状菌性的污泥膨胀成为各种氧化沟工艺中一个无法避免的问题。1.1 工艺概况及基本参数 废水主要污染物：CODcr，7001 500mgL-1；BOD5350 mgL-1，左右；废水量15000t d-1。1.2 工艺流程1.3 污泥膨胀的相关描述和分析1.3.1 相关描述 项目调试后期，污泥沉降性能一直不好，污泥沉降比(SV)大多在6070，污泥体积指数(SVI)大多在200左右，而污泥农度仅达到3000mgL-1。出水可以达到当地排放标准。到7月份，SV超过90，SVI高达500，曝气池污泥农度由3000gL-1左右下降至1000gL-1。镜检发现，污泥中含有大量且具有一定强度的丝状体，这些丝状体相互支撑.交错，污泥.菌胶团.各种原生和后生动物散落其中，大大恶化了污泥的沉降.压缩性能，形成丝状菌性的污泥膨胀。1.32 相关分析从废水营养比来看，造纸废水中缺乏N.P，在运行过程中，一直按照C:N:P=350:5:1的比例投加，废水的营养比例合适，说明本厂废水的营养物比例与丝状菌的繁殖无直接关系。 曝气池溶解氧(DO)一般控制在24 mgL-l时不会发生污泥膨胀。运行中也试图通过DO的控制来改善污泥膨胀情况。通过对曝气池DO的不同控制值(14 mgL-1)来了解溶解氧对污泥膨胀的影响，试验发现，DO浓度在24mgL-1的范围内逐渐增大的过程中，丝状菌有所减少，但减少的幅度较小，污泥膨胀仍很严重。由此可见，污泥一旦发生严重的膨胀是很难控制的，只有在运行管理中采取适应污泥膨胀情况下的文明人作，才可改善污泥膨胀带来的负面影响。1.4 泥膨胀的应对措施和解决方案由于造成污泥膨胀的原因很复杂，并受诸多因素影响，有些方面在运行管理上是无法控制的。投加杀菌剂及絮凝剂可能带来负面影响，不予考虑。根据实际情况采取了以下措施。1.41 大幅度降低污泥农度，减少二沉池固体负荷污泥发生严重膨胀时，大量污泥会从二沉池流失，曝气池污泥浓度就无法维持。由于污泥沉降性能很差，要满足二沉池的泥水分离，曝气池的污泥浓度就应很低，这就存在着污泥最低限度的保有量和生化处理效果的矛盾。此时就要把污泥的被动流失变为主动控制排放，把污泥浓度尽可能控制在污泥膨胀时二沉池允许的固体负荷内。1.42 减少回流污泥量沉池运行中通常是用出泥量来控制池内泥层高度的，在污泥膨胀情况下二沉池的泥层会很高，以往运行中，发现二沉池翻泥，一般就会增加二沉池的出泥量来降低泥层，这样会使回流污泥量很大，会带来很多负面影响，造成恶性循环。所以应尽可能减少回流污泥量。从二沉池的运行过程可知，回流污泥量减少后，其浓度会提高，进入曝气的污泥量并不会减少。减少回流污泥量虽然会使泥层在短时间内升高，但过一段时间后，由于回流污泥量减少，进二沉池的混合液量也会相应减少，从而使二沉池进水对池内泥层的扰动和冲刷影响减少，这样有利于改善沉降效果。减少回流污泥量的另一好处是相应增加废水在曝气池的实际停留时间，提高曝气池的生化处理能力。经过一段时间的调整后二沉池出水基本不带泥，并使出水进一步下降。1.43 投加先期排至储泥池的厌氧污泥储泥池的厌氧污泥虽然未消化前也含有大量丝状菌，但由于在自然状态下存放时间较长，污泥已在一定程度上发生了消化，污泥中的丝状菌基本消失。厌氧污泥投加曝气池的同时，要相应增加排泥量和充氧量，经过一段时间的运行，污泥的沉降性能在一定程度上有所改善。污泥沉降性能改善的可能原因为：厌氧污泥黏度较大，掺入活性污泥中有助于改善污泥的沉降性能；厌氧污泥在曝气池恢复活性的过程中，大量低等细菌优先繁殖，使丝状菌数量相对减少；对原有的膨胀污起到一定的置换作用，特别要注意的是厌氧污泥的投加量不能太多。以上措施分两步实施，先实施前两方面的措施，目的就是在不明显影响出水水质的前提下，大幅降低曝气池污泥浓度，而后进行第三方面措施，同时向曝气池加入一部分新的接种污泥，改善曝气池污泥的密实性及沉降性能。一般来说，在调试的负荷范围内，污泥负荷和出水CODcr，近似呈线性相关关系。随着污泥负荷的降低，出水CODcr，相应减小。即污泥浓度越大，出水CODcr越低。但是实际上，污泥浓度达到一定数量时，系统往往会出现一定程度上的污泥沉降方面的问题，这时就不能一味要求大的污泥浓度，应更多地追求一定污泥浓度下的较好的泥水分离效果。因此，在进水水质水量变化不大时，为保证出水水质达标或者形成有利于后续段处理，曝气池内必须保持合适的活性 图2 曝气池污泥农度及其出水COD的关系污泥浓度。因此本工程曝气池内实际的污泥浓度控制在20002500mgL-l左右。1.5 效果分析在污泥发生严重膨胀后，开始实施上述工艺上的调整方案。经过一段时间的运行，丝状菌含量明显减少，曝气池污泥沉降性也有了明显的改善，SV下降到80左右，SVI大多在200以下，此后没有发生过严重的污泥膨胀现象，出水达到造纸工业水污染物排放标准2.活性污泥基本概述活性污泥是一种好氧生物处理方法，在显微镜下观察这些褐色的絮状污泥，可以见到大量的细菌，还有真菌，原生动物和后生动物，它们组成了一个特有的生态系统。正是这些微生物（主要是细菌）以污水中的有机物为食料，进行代谢和繁殖，才降低了污水中有机物的含量。活性污泥可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥。最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌，细菌特别是球状细菌起着最关键的作用，优良运转的活性污泥，是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。沉降性好，随着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖，开始生长原生动物，是细菌一次捕食者。活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫.肉毛虫.纤毛虫和吸管虫。活性污泥成熟时固着型的纤毛虫.种虫占优势；后生动物是细菌的二次捕食者，如轮虫.线虫等只能在溶解氧充足时才出现，所以当出现后生动物时说明处理水质好转标志。 3.活性污泥的性能指标即：混合液悬浮固体 （MLSS），污泥沉降比（SV）， 污泥体积指数（SVI），污泥密度指数（SDI）。 3.1混合液悬浮固体浓度其又称为混合液污泥浓度，表示在曝气池单位容积混合液内所含的活性污泥固体的总重量，即 MLSS=Ma+Me+Mi+Mii Ma-具有代谢功能活性的微生物群体； Me-微生物（主要是细菌）内源代谢.自身氧化的残留物； Mi -由原污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质； Mii-由污水挟入的无机物质。 表示单位为mg/L混合液，或g/L混合液，g/m3混合液，kg/m3混 合液。 3.2混合液挥发性悬浮固体浓度表示混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度，即 MLVSS=Ma+Me+Mi MLVSS与MLSS的比值以f表示，即 f=MLVSS/MLSS 在一般情况下，f值比较固定，对生活污水，f值为0.75左右。以生活污水为主体的城市污水也同此值。 以上两项指标都不能精确地表示活性污泥微生物量，而表示的是活性污泥的相对值。但因为其测定简便易行，广泛应用于活性污泥处理系统的设计.运行。 3.3污泥沉降比又称30min沉降率。混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，以%表示。 3.4污泥容积指数简称污泥指数，其物理意义是在曝气池出口处的混合液，在经过30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积，以mL计。 污泥容积指数的计算式为： SVI= 混合液（1L）30min静沉形成的活性污泥容积（mL）/混合液（1L）中悬浮固体干重（g）=(SV（mL/L）)/(MLSS（g/L）) SVI的表示单位为mL/g，习惯上只称数字，而把单位略去。 4.影响活性污泥性能的环境因素溶解氧溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜（24mg/L）。水温维持在1525，低于5微生物生长缓慢。营养料在培养微生物时，可按菌体的主要成分比例供给营养。微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮，此外，还需要微量的钾，镁，铁，维生素等。 碳源-异氧菌利用有机碳源，自氧菌利用无机碳源。 氮源-无机氮（NH3及NH4+）和有机氮（尿素，氨基酸，蛋白质等）。 一般比例关系：BOD：N：P=100：5：1 好氧生物处理：BOD5=5001000mg/l 有毒物质 主要毒物有重金属离子（如锌，铜，镍，铅，铬等）和一些非金属化合物（如酚，醛，氰化物，硫化物等）。厌氧活性污泥 废水的厌氧处理主要用于高浓度有机废水的前处理，厌氧活性污泥的性质和组成如下：由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒。呈灰色至黑色，有生物吸附作用.生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；颗粒厌氧活性污泥的直径在05mm以上。 微生物的组成主要有六种： 由外到内水解细菌.发酵细菌.氢细菌和乙酸菌.甲烷菌 .硫酸盐还原菌.厌氧原生动物其中产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架。 5.活性污泥可作为标志性生物 活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。 最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌，细菌特别是球状细菌起者最关键的作用，优良运转的活性污泥，是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。沉降性好，随着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖，开始生长原生动物是细菌一次捕食者。活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫.肉毛虫.纤毛虫和吸管虫。活性污泥成熟时固着型的纤毛虫.种虫占优势；后生动物是细菌的二次捕食者，如轮虫.线虫等只能在溶解氧充足时才出现，所以当出现后生动物时说明处理水质好转标志。5.1.活性污泥性能指标混合液悬浮固体 （MLSS），污泥沉降比（SV），污泥指数污泥体积指数（SVI），污泥密度指数（SDI）。 6.影响因素能够影响微生物生理活动的因素比较多，其中主要有：营养物质.温度.溶解氧以及有毒植物等。 6.1营养物质平衡 参与活性污泥处理的微生物，在其生命活动过程中，需要不断从周围环境的 污水中吸取其所必须的营养物质，包括：碳源.氮源.无机盐类以及某些生长素等。待处理的污水中必须充分含有这些物质。 碳是构成微生物细胞的重要物质，参与活性污泥处理的微生物对碳源需求量较大，一般以BOD5计，不应低于100mg/L。生活污水碳源比较充足，对于一些碳源不足的工业废水则应补充碳源，如生活污水或是淀粉等。 氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素，氮源可来自N2.NH3.NO3等无机氮化合物，也可以来自蛋白质.胨（音dong）以及氨基酸等有机含氮化合物。生活污水中氮源充足，不需要另行投加；工业废水则应考虑含氮是否充足，必要时可投加尿素.硫酸铵等。 磷是合成核蛋白.卵磷脂以及其他磷化合物的重要元素，在微生物的代谢和物质转化中起重要作用。辅酶I.辅酶II.磷酸腺苷等都含有磷。微生物主要从无机磷化合物中获取磷。磷源不足将影响酶的活性，从而使微生物的生理功能受到影响。 一般三大营养物质（碳源.氮源.磷源）比例关系为BOD：N：P=100：5：1 硫是合成细胞蛋白质不可缺少的元素，辅酶A也含有硫。 钠在微生物细胞中调节细胞和污水之间渗透压所必需的。 钾是多种酶的激化剂，具有促进蛋白质和糖的合成作用，还能控制细胞质的胶态和细胞质膜的渗透性。 钙具有降低细胞质的透性，调节酸碱度以及中和其他阳离子所造成的危害。 镁在细胞质合成及糖的分解中起着活化作用，参与菌绿素的合成。 铁是细胞色素氧化酶和过氧化氢结构的一部分，在氧的活化过程中，起着重要的催化作用。 6.2溶解氧 参与污水活性污泥处理的是以好氧菌为主体的微生物种群。根据运行经验数据，曝气池中溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜（以出口处为准）。局部区域有机污染物浓度高.耗氧速率高，溶解氧浓度不易保持2mg/L，可以有所降低，但不宜低于1mg/L。 6.3PH值 微生物的生理活动与环境的酸碱度密切相关，只有在适宜的酸碱度条件下，微生物才能进行正常的生理活动。参与污水生物处理的微生物，一般最佳的pH值范围，介于6.58.5之间。 6.4水温 温度作用非常重要。参与活性污泥处理的微生物，多属嗜温菌，其适宜温度在1045摄氏度，为安全计，一般将活性污泥处理的温度控制在1535摄氏度，低于5摄氏度微生物生长缓慢。 6.5有毒物质 “有毒物质”是指对微生物生理活动具有抑制作用的某些无机质及有机质，主要有重金属离子（如锌，铜，镍，铅，铬等）和一些非金属化合物（如酚，醛，氰化物，硫化物等）。 有毒物质对微生物毒害作用，有一个量的概念，只有在有毒物质在环境中达到某一浓度时，毒害和抑制作用才显现出来。污水中的各种有毒物质只要低于这一浓度，微生物的生理功能不受影响。有毒物质的作用还与pH值.水温.溶解氧.有无其他有毒物质及微生物的数量以及是否经过驯化等因素有关。 7.活性污泥的处理曝气池是由微生物组成的活性污泥与污水中有机污染物物质充分混合接触，并进而降解吸收并分解的场所，它是活性污泥工艺的核心。曝气系统的作用是向曝气池供给微生物增长及分解有机物所必须的氧气，并起混合搅拌作用，使活性污泥与有机物充分接触。在曝气池内，悬浮的大量肉眼可观察到的絮状污泥颗粒这就叫做活性污泥絮体。随着有机污染物被分解，曝气池每天都净增一部分活性污泥，这部分叫做剩余活性污泥。用污泥泵直接排出系统之外-污泥池。 8.活性污泥的培养 活性污泥污泥培养初期，每天闷曝22h，静置2h，排放4L废水，再加入4L自配水。7天后，污泥颜色呈黑色，沉降性能良好，出水混浊，测量MLSS.SV的值，反应过程中pH值.COD.NH3-N浓度没有较大的变化，说明培养出的细菌量较少。14天后，污泥呈浅黑色，沉淀时泥水界面由开始模糊逐渐变得边缘清晰，镜检时可以观察到草履虫.漫游虫.裂口虫.吸管虫等。随着生物相逐渐变好，预示菌种培养出来了。测量MLSS.SV的值，COD和NH3-N去除率分别达到43%和10%，污泥活性还不强，需要继续培养。此后，每天运行两周期，每周期曝气10h，静置2h。30天后，污泥的絮凝和沉淀性能良好，混合液静置半小时，上清夜清澈透明，泥水界面清晰，污泥呈黄褐色，镜检有大量新型菌胶团，较为密实，可以观察到许多活跃的钟虫。测量污泥MLSS.SV的值，COD去除率达到90%以上，NH3-N去除率在30%以上，污泥活性较强,至此认为培养阶段结束。 9.活性污泥的驯化 培养出来的活性污泥含有大量异养菌，而硝化菌是自养菌，污泥中含量非常少，需要进一步进行驯化，使之占优。与硝化菌相比，反硝化菌对环境的适应能力强，生长和繁殖快，所以在一般情况下反硝化菌受到废水物质的抑制程度要比硝化菌小。在活性污泥的驯化过程中，每隔两天提高一次进水COD和NH3-N浓度。污泥驯化初期，COD去除率为85.59，而NH3-N去除率仅为23.21。这是因为异养菌占优势，生长速率快，硝化菌世代时间长，生长速率慢，含量较少，与异养菌竞争处于不利地位，硝化反应速率低。4天后，NH3-N去除率明显升高，达到了46.70%，这说明系统中的硝化菌逐渐占优势，但NH3-N处理效果还不很理想，还需要继续驯化。使得NH3-N的去除率在90以上，系统取得了良好的脱氮效果，达到驯化目的。10.活性污泥工艺控制活性污泥系统在实际运行中，污水的水质及水量在不断的变化，环境条件也在不断的变化，这就需要按照活性污泥中的微生物的代谢规律进行调节控制，使系统处在最佳运行状态，发挥最大的效益，进一步提高出水水质。 10.1活性污泥法的概述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入空气经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。 污水生物处理的一种方 活性污泥法法。该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚.吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。 影响活性污泥过程工作效率(处理效率和经济效益)的主要因素是处理方法的选择与曝气池和沉淀池的设计及运行。 10.2活性污泥法的基本组成 曝气池：反应主体 二沉池： 1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。 活性污泥法 回流系统： 1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。 剩余污泥排放系统： 1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。 供氧系统:主要由供氧曝气风机和专用曝气器构成向曝气池内提供足够的溶解氧. 10.3工艺运行影响因素a. BOD负荷率（F/M）也称有机负荷率，以NS表示）； b. 水温c. pH值； d.溶解氧； e. 营养平衡； f.有毒物质。 10.4方法设计除普通活性污泥外，还有多点进水.吸附再生.延时曝气和高负荷率活性污泥等方法。前两种方法与基本流程有所不同，废水流进曝气池的入口的数目和位置有差别。在多点进水活性污泥法中，只有一部分废水和回流污泥一起在首端入池。 其余的废水分23次在离首端有一定距离的23个入口处(入口的间距一般相等)进入曝气池。从流程上看,可以说吸附再生活性污泥只是多点进水过程的变形,几个废水入口只用最后一个，后者即变成前者。 方法类型的发展是以过程的机理为依据的。参与过程的主要物质有：有机物.微生物和溶解氧(空气)。前两者是主要的，溶解氧只要维持一定的浓度。 在整个过程中，需氧量是不同的。起始有机物浓度高，微生物繁殖迅速，需氧量大。随着有机物的逐渐下降，需氧量也逐渐减少。在普通活性污泥法中，曝气池的供氧是均匀的。这显然是不合理的。改进的办法有两种。一种是从曝气方法着眼，把均匀的曝气改为渐降曝气。另一种就是多点进水的办法。但是多点进水不仅降低需氧量的变化幅度，而且改变了有机物与微生物的相对量。 有机物与微生物之比称污泥负荷率(F:M)。它影响过程的代谢深度和污泥的沉降性能，也影响运行的稳定性和基建费用。污泥负荷率低些，过程的运行比较容易，处理效率比较稳定，剩余污泥量比较少，但基本建设和运行费用一般要高些。普通活性污泥法的负荷率常在0.150.3公斤BOD/公斤污泥之间。高负荷率活性污泥法采用1以上,回流污泥量和空气量可以大大减少,节省费用,但是BOD去除率降低到6070，因此也称为变型活性污泥法。用于只需要中等处理程度的场合。延时曝气活性污泥法则相反，负荷率常小于0.1,曝气时间超过24小时，代谢深入，剩余污泥量少，无需频繁排泥,工作稳定,管理简便，常用于流量很小的场合。 在实践中，人们发现污染物转移到污泥上去的效率很快,而代谢速率较慢。处理城市污水时，往往不到1小时就把废水BOD降低90左右。但是如果把这些污泥回流到曝气池，却不能再现这样的能力，从而创造了吸附再生法。活性污泥的再生实质上是给微生物以足够的时间来消化转移来的有机物。因此，有人把它改名为接触稳定法。 曝气池 是所有活性污泥法的心脏，其作用是搅拌混合液使泥.水充分接触和向微生物供氧。搅拌有两种方式，一种是使同时进曝气池的泥和水充分混合并一直保持到流出池子，而不和已在池中的混合液相混以免发生短路现象。曝气池采用长条形就是以保证同时入池的泥和水都同时出池,使同时入池的废水有相同的曝气时间。另一种搅拌方式是使进入池子的泥和水立即与全池的混合液充分混合，达到混合液的水质均匀,有可能使微生物的生长处在最佳的生活环境中,使过程处在最好的条件下运行。还有一种环形曝气长槽，深度较浅，混合液在槽中以较高的流速回流。这种曝气槽的曝气时间接近24小时，特称氧化槽或氧化沟。实际上是延时曝气活性污泥法的一种曝气池。 除按要求设计几何形状外，曝气方法和设备也是很重要的。曝气方法有气泡曝气法（又称鼓风曝气法）和表面曝气法（也称机械曝气法）两种。20世纪70年代末问世的深井曝气也是一种气泡曝气，以增加气泡与混合液的接触时间来提高曝气效率。 在表面曝气法中借设在液面的曝气器使池液回流，并使液面剧烈波动与空气密切接触交换气体。曝气器一般是各种立式叶轮，也有采用卧式旋刷或旋桨的。环形曝气槽都采用卧式曝气器。 为加快氧的溶解，70年代开始出现了“纯氧”曝气，以含氧浓度极高的空气替代一般空气。大多采用表面曝气法。 运行 主要是活性污泥量和供氧量的控制，曝气池的活性污泥浓度（称混合液悬浮固体），是可以调节的，也就是活性污泥量和负荷率是可以调节的，运行时应根据具体情况注意调节。活性污泥法污水厂容易出现污泥膨胀，即污泥含水量极高，不易沉降。这将造成污泥随水流出沉淀池，破坏水质，同时，污泥的流失使曝气池中污泥减少，整个过程逐渐失效。在发现污泥有膨胀趋势时，应即分析原因，采取措施。 10.5运行条件 废水中含有足够的可容性易降解有机物； 混合液含有足够的溶解氧； 活性污泥在池内呈悬浮状态； 活性污泥连续回流.及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥； 无有毒有害的物质流入。 10.6基本流程典型的活性污泥法是由曝气池.沉淀池.污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。 活性污泥法污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量还使混合液处于剧烈搅动的状态，形悬浮状态。溶解氧.活性污泥与污水互相混合.充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。 第一阶段，污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这是由于其巨大的比表面积 和多糖类黏 性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。 活性污泥法第二阶段，微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供 给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。 经过活性污泥净化作用后的混合液进入二沉池，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀 活性污泥法池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度；增殖的微生物从系统中排出，称为“剩余污泥”。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。 活性污泥法的原理形象说法：微生物“吃掉”了污水中的有机物，这样污水变成了干净的水。它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好。活性污泥是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称微生物群体主要包括细菌，原生动物和藻类等其中，细菌和原生动物是主要的二大类活性污泥主要用来处理污废水。11.性状异常及其分析11.1活性污泥膨胀概述活性污泥膨胀是指污泥体积膨胀，含水率上升，不易沉淀。按污泥絮体平均直径的大小将污泥分成大(500m).中(150-500m).小(15Om)三个等级，絮体尺寸不同的污泥，其界面沉淀速度有很大差异。污泥的沉降性能主要靠污泥容积指数（SVI）来描述，良好的活性污泥的SVI值小于100ml/g。活性污泥发生膨胀后，由于膨胀污泥含水率高，不易沉淀，造成污泥流失增多。活性污泥膨胀常从以下几个方面判定：丝状菌引起的污泥膨胀中，丝状菌总长度大于lx104mg等； 污泥松散，污泥体积指数较大，一般认为SVI值超过200则标志已产生污泥膨胀；沉降性能差，区域沉降速度小。11.1.1活性污泥膨胀特点膨胀污泥有以下几个特点：一.发生几率高。据统计，在美国60 ，德国50 ，意大利50的污水厂存在污泥膨胀问题。我国的绝大多数活性污泥法工艺的污水厂，也不同程度地存在污泥膨胀现象；二.是普遍性强。污泥膨胀现象活性污泥及其演变而来的各种工艺中都存在；三是危害严重。发生污泥膨胀现象后能够造成污泥流失.出水悬浮物(SS)超标，最终导致处理能力大大降低。11.2活性污泥膨胀的分类活性污泥膨胀有两种类型：一是丝状菌性污泥膨胀，由于丝状菌的大量繁殖而引起的丝状菌性污泥膨胀；二是非丝状菌性污泥膨胀，由于菌胶团细菌体内大量积累高粘性多糖类物质而引起的非丝状菌性膨胀。近年来又有人发现枯草杆菌和大肠杆菌也能引起污泥膨胀现象。11.2.1丝状菌性膨胀丝状菌引起污泥膨胀是在污泥膨胀诱因诱发下导致丝状菌在同菌胶团的竞争中能够强势增长造成。目前可辨识的丝状污泥膨胀絮体有两种类型：第一类是长丝状菌从絮体中伸出，将各个絮体连接，形成丝状菌和絮体网；第二类是具有更开放(或扩散)的结构，由细菌沿丝状菌凝聚，形成细长的絮体【4】。在解释丝状污泥膨胀现象上，有多种解释方法：.(AV)假说。当混合液中基质受到限制或控制时，由于比表面积大的丝状菌获取基质的能力要强于菌胶团，因而菌胶团受到抑制，丝状菌能够大量繁殖，占据主导地位，最终导致污泥膨胀；.选择性理论。该理论以微生物生长动力学为基础，根据不同种类微生物具有不同的最大生长速率和饱和常数分析丝状菌与菌胶团细菌的竞争情况。丝状菌具有低的最大生长速率和饱和常数，在低基质浓度.DO值时具有较高的生长速率，而菌胶团则刚好相反。.饥饿假说。该假说将活性污泥中微生物分为三类，第一类是菌胶团细菌，第二类是具有高基质亲和力但生长缓慢的耐饥饿丝状菌，第三类是对溶解氧有高亲和力.对饥饿高度敏感的快速生长的丝状菌，在低基质浓度下，基质浓度小于某值时，第二类微生物将占优势；当基质浓度大于该值时，只要溶解氧的传递不是限制因素，第一类微生物将占优势；在高基质低溶解氧情况下，第三类微生物将占优势；.Chudoba于1985年提出了积累再生(ACRG)假说。在高负荷条件下，菌胶团微生物累积有机基质的能力强，丝状菌较差。但此时微生物受溶解氧限制和控制，由于丝状菌需氧较少，完成积累/再生的循环较快，生长较快，形成污泥膨胀【5】。11.2.2 非丝状菌性膨胀非丝状菌性污泥膨胀主要发生在污水水温较低而污泥负荷较高时【6】。由于污泥负荷高，微生物能够吸附大量的营养物质，但由于温度低，微生物对营养物质代谢速度慢，造成大量的高粘性多糖类物质在微生物表面积贮，同时由于多糖类物质具有强亲水性，使活性污泥表面附着水大大增加，因而影响活性污泥沉降性能变差。11.2.3 其它菌种因素今年来，有人发现诸如大肠杆菌.枯草杆菌等也能引起污泥膨胀。大肠杆菌虽为杆菌但它有时成链条状，也能够引起污泥膨胀；枯草杆菌引起污泥膨胀是由于在其生长的某特定阶段能够形成链条状形态所致。11.3.污泥膨胀的影响因素11.3.1温度 每种细菌都有其适宜生长的温度范围。Daigger【7】等人研究表明，较低温度有利于丝状菌的生长。试验表明10时容易导致丝状菌性污泥膨胀现象，而污水温度提高到22则不再产生膨胀现象。11.3.2 营养比例通常认为污水中BOD5：N：P100：5：1为微生物的适宜比例。如果污水中各营养成分不能满足该比例时则可能导致污泥膨胀。例如RESheder等人报道了在缺N的情况下，由于丝状菌对N.P等营养物质有较强的亲和力，在该类营养物质浓度较低的情况下对其有累积能力，因此不能抑制丝状菌的生长，而其它种微生物则受到N.P的限制而逐渐被丝状菌所替代，造成污泥膨胀。11.3.3污泥负荷大多数人们认为低负荷容易造成污泥膨胀。因为在低负荷情况下，菌胶团细菌对营养物质的吸收受到限制，而丝状菌比菌胶团细菌有更大的比表面积，在低负荷下具有更强的捕食能力。但也有人认为只有污泥负荷在某个范围内才不易引起污泥膨胀现象。Pipes通过对多个污水处理厂调查研究，发现污泥负荷在0.250.45kg（BOD5）kg（MLSS）.d范围内才不易引发污泥膨胀，低于或高于这个范国都可能导致污泥膨胀。11.3.4溶解氧值溶解氧值(DO)也是导致污泥膨胀的因素。大多数认为溶解氧浓度低时由于丝状菌比菌胶团细菌有更高的溶解氧亲合力和忍耐力，因此在低氧条件下丝状菌比菌胶团细菌有更强的竞争力，所以在溶解氧浓度低的情况下易造成污泥膨胀。11.3.5 pH值菌胶团的适宜pH值范围是6.5-8.5【8】，当pH值低于6.0时，其生长受到抑制，而在该pH范围内有利于真菌的繁殖，当降低到4.5时真菌则完全占据优势，菌胶团原生动物消失，污泥絮体遭到破坏，最终导致污泥膨胀现象。11.3.6 早期消化污水在进入污水处理厂之前在城市污水管道或在预处理区停留时间过长，能够发生系列反应，生成硫化物等，而当污水中硫化物含量较高时易引起多种等硫丝菌的过度繁殖，最终导致污泥膨胀。12.活性污泥膨胀现象及处理 （1）曝气池有臭味曝气池供氧不足，DO值（溶解氧）偏低出水氨氮有时较高加大曝气（2）.污泥发黑曝气池DO过低，有机物厌氧分解H2S与F作用生成FS加大曝气量活性污泥（3）.细小污泥漂浮污泥缺乏营养进 水氨氮过高，C/N不合适水温超过40投加营养按BOD5：NP=100：5：1测定进水氨氮，稀释进 （4）上清液浑浊出水水质差F/M（污泥有机负荷）过高有机物氧化不彻底污泥浓度不够减少进水量培养成熟的活性污泥（引进新活性污泥投入曝气池） （5）.曝气池表面出现浮渣进水洗涤剂含量过高或丝状菌过量生长清除浮渣增加系统剩余污泥的排放 （6）.污泥未成熟，絮粒瘦小，出水浑浊，水质差污水中营养不平衡或不足PH值不适投加营养按BOD5：NP=100：5：1调整PH值，培养成熟的活性污泥（入曝气池） （7）.表面积累一层解絮污泥污泥解絮，出水水质恶化或PH值异常停止进水，排泥后投加营养引进新活性污泥 （8）.曝气池泡沫过多，呈白色进水中洗涤剂过多加消泡剂（机油或煤油 （9）.曝气池泡沫不易破碎，发粘进水负荷过高，有机物分解不彻底降低负荷 （10）.曝气池泡沫呈茶色或灰色污泥老化，泥龄过长，解絮污泥附于泡沫上增加排泥量 （11）.污泥层（泥面）升高SVI值高，污泥沉降性差泥龄太长投入混凝剂（PAC）增加排 泥量 （12）.污泥色泽转淡曝气池供氧过大，污泥负荷太低，进水营养不足，污泥自身氧化分解减少曝气量加大进水量投加营养（N，P）按BOD5：N：P=100：5：1 13.结语污泥膨胀是活性污泥法问世以来一直困扰人们的难题。目前人类对污泥膨胀的研究虽然有了一定的成果，但是由于各地的污水水质以及运行状况不同，引起活性污泥膨胀现象的因素多种多样，所以至今未能有一种能够适用于所有污泥膨胀现象的合理解释。只有结合本地的实际情况.处理水质.运行条件等因素考虑才能作出有针对性的解释。1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. 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