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1、第十二章 好氧生物處理工藝活性污泥法第五節(jié) 活性污泥系統(tǒng)的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 進(jìn)行活性污泥系統(tǒng)的工藝計(jì)算和設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)比較充分地掌握與廢水、污泥有關(guān)的原始資料并確定設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要有：廢水的水量、水質(zhì)及其變化規(guī)律；對處理后出水的水質(zhì)要求；對處理中產(chǎn)生的污泥的處理要求；以上屬于設(shè)計(jì)所需要的原始資料；污泥負(fù)荷率與BOD5的去除率；混合液濃度與污泥回流比。以上屬于設(shè)計(jì)所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。對生活污水和城市污水以及與其類似的工業(yè)廢水，已有一套成熟和完整的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和規(guī)范，一般可以直接應(yīng)用；對于一些性質(zhì)與生活污水相差較大的工業(yè)廢水或城市廢水，一般需要通過試驗(yàn)來確定有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)。二、工藝計(jì)算與

2、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 活性污泥系統(tǒng)由曝氣池、二次沉淀池及污泥回流設(shè)備等組成。其工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)主要包括：1)工藝流程的選擇；2)曝氣池的計(jì)算與設(shè)計(jì)；3)曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)；4)二次沉淀池的計(jì)算與設(shè)計(jì)；5)污泥回流系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)。三、工藝流程的選擇 主要依據(jù)：廢水的水量、水質(zhì)及變化規(guī)律；對處理后出水的水質(zhì)要求；對處理中所產(chǎn)生的污泥的處理要求；當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢谩⒌刭|(zhì)條件、氣候條件等；當(dāng)?shù)氐氖┕に揭约疤幚韽S建成后運(yùn)行管理人員的技術(shù)水平等；工期要求以及限期達(dá)標(biāo)的要求；綜合分析工藝在技術(shù)上的可行性和先進(jìn)性以及經(jīng)濟(jì)上的可能性和合理性等；對于工程量大、建設(shè)費(fèi)用高的工程，則應(yīng)進(jìn)行多種工藝流程的比較后才能確定。四、

3、曝氣池的計(jì)算與設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：曝氣池容積的計(jì)算；需氧量和供氣量的計(jì)算；池體設(shè)計(jì)。1、曝氣池容積的計(jì)算： 計(jì)算方法與計(jì)算公式 常用的是有機(jī)負(fù)荷法，有關(guān)公式有：； 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇：在進(jìn)行曝氣池容積計(jì)算時(shí)，應(yīng)在一定范圍內(nèi)合理地確定或和或值，以及處理效率、等參數(shù)。2、需氧量與供氣量的計(jì)算(1)需氧量： （kgO2/d）3、池體尺寸設(shè)計(jì)：單元數(shù)：不小于2組；廊道數(shù)：不少于3個(gè)；廊道長、寬、高：長 = (510) 寬，深度一般為45米，超高0.5米；進(jìn)出水以及污泥回流方式的設(shè)計(jì)；曝氣裝置的安裝方式與位置；其它附屬物的設(shè)計(jì)(消泡管等)。五、曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)六、二次沉淀池的計(jì)算與設(shè)計(jì) 二沉池的作用是：分離泥

4、水、澄清混合液、濃縮和回流活性污泥。其工作性能的好壞，對活性污泥處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥的濃度有直接影響。與初沉池相比，二沉池的特點(diǎn)：活性污泥混合液的濃度較高，有絮凝性能，其沉降屬于成層沉淀；活性污泥的質(zhì)量較輕，易產(chǎn)生異重流，因此，其最大允許的水平流速(對平流式、輻流式而言)或上升流速（豎流式）都應(yīng)低于初沉池；由于二沉池還起著污泥濃縮的作用，所以需要適當(dāng)增大污泥區(qū)的容積。七、污泥回流系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)八、曝氣沉淀池的計(jì)算與設(shè)計(jì)第六節(jié) 活性污泥法的運(yùn)行管理及常見問題與對策一、活性污泥法的啟動(dòng)與試運(yùn)行1、活性污泥的培養(yǎng)與馴化：接種污泥：同類污水廠的剩余污泥；糞便污水等。方法：全流量連續(xù)直接培養(yǎng)法

5、；流量分階段直接培養(yǎng)法；間歇培養(yǎng)法；活性污泥的馴化： a.異步馴化法； b.同步馴化法2、活性污泥法的試運(yùn)行： 試運(yùn)行的目的是確定最佳的運(yùn)行條件；作為變數(shù)考慮的因素：MLSS、空氣量、污水注入方式；如是吸附再生法，則吸附與再生的時(shí)間比；N、P的投加。根據(jù)上述各種參數(shù)的組合運(yùn)行結(jié)果，找出最佳運(yùn)行條件。二、活性污泥系統(tǒng)重要運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)與觀測1、對活性污泥狀況的鏡檢觀察；2、對曝氣時(shí)間（HRT）的調(diào)節(jié)；3、對供氣量的調(diào)節(jié)：4、SV的測定與調(diào)節(jié)：5、剩余污泥排放量的調(diào)節(jié)：6、回流污泥量的調(diào)節(jié)三、活性污泥系統(tǒng)的水質(zhì)管理四、活性污泥系統(tǒng)的常見異?，F(xiàn)象與對策1、污泥腐化：現(xiàn)象：活性污泥呈灰黑色、污泥發(fā)生厭

6、氧反應(yīng)，污泥中出現(xiàn)硫細(xì)菌，出水水質(zhì)惡化；原因：1)負(fù)荷量增高；2)曝氣不足；3)工業(yè)廢水的流入等；對策：1)控制負(fù)荷量；2)增大曝氣量；3)切斷或控制工業(yè)廢水的流入。2、污泥上?。含F(xiàn)象：污泥沉淀3060分鐘后呈層狀上浮，多發(fā)生在夏季；原因：硝化作用導(dǎo)致在二沉池中被還原成N2，引起污泥上?。粚Σ撸?)減少污泥在二沉池的HRT；2)減少曝氣量。3、污泥解體：現(xiàn)象：在沉淀后的上清液中含有大量的懸浮微小絮體，出水透明度下降；原因：污泥解體；曝氣過度；負(fù)荷下降，活性污泥自身氧化過度；對策：減少曝氣；增大負(fù)荷量。4、泥水界面不明顯：原因：高濃度有機(jī)廢水的流入，使微生物處于對數(shù)增長期；污泥形成的絮體性能較差

7、；對策：降低負(fù)荷；增大回流量以提高曝氣池中的MLSS，降低F/M值。5、污泥膨脹：是指活性污泥質(zhì)量變輕、膨大，沉降性能惡化，在二沉池中不能正常沉淀下來，SVI異常增高，可達(dá)400以上。 因絲狀菌異常增殖而導(dǎo)致的絲狀菌性膨脹；主要是由于絲狀菌異常增殖而引起的，主要的絲狀菌有：球衣菌屬、貝氏硫細(xì)菌、以及正?；钚晕勰嘀械哪承┙z狀菌如芽孢桿菌屬等、某些霉菌； 1) 污泥膨脹理論：(1) 低F/M比（即低基質(zhì)濃度）引起的營養(yǎng)缺乏型膨脹； (2) 低溶解氧濃度引起的溶解氧缺乏型膨脹；(3) 高H2S濃度引起的硫細(xì)菌型膨脹。 2) 污泥膨脹的選擇性理論： 3) 污泥膨脹的對策 臨時(shí)控制措施：(l) 污泥助沉

8、法： 改善、提高活性污泥的絮凝性，投加絮凝劑如：硫酸鋁等； 改善、提高活性污泥的沉降性、密實(shí)性，投加粘土、消石灰等； (2) 滅菌法： 殺滅絲狀菌，如投加氯、臭氧、過氧化氫等的藥劑； 投加硫酸銅，可控制有球衣菌引起的膨脹。 工藝運(yùn)行調(diào)節(jié)措施：(1) 加強(qiáng)曝氣： 加強(qiáng)曝氣，提高混合液的DO值； 使污泥常處于好氧狀態(tài)，防止污泥腐化，加強(qiáng)預(yù)曝氣或再生性曝氣；(2) 調(diào)節(jié)運(yùn)行條件： 調(diào)整進(jìn)水pH值； 調(diào)整混合液中的營養(yǎng)物質(zhì)； 如有可能，可考慮調(diào)節(jié)水溫絲狀菌膨脹多發(fā)生在20C以上； 調(diào)整污泥負(fù)荷，當(dāng)超過0.35kgBOD/kgMLSS.d時(shí)，易發(fā)生絲狀菌膨脹。 永久性控制措施：對現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行改造，或新廠

9、設(shè)計(jì)時(shí)就加以考慮，從工藝運(yùn)行上確保污泥膨脹不會(huì)發(fā)生；在工藝中增加一個(gè)生物選擇器，該法主要針對低基質(zhì)濃度下引起的營養(yǎng)缺乏型污泥膨脹，其出發(fā)點(diǎn)就是造成曝氣池中的生態(tài)環(huán)境有利于選擇性地發(fā)展菌膠團(tuán)細(xì)菌，應(yīng)用生物競爭的機(jī)制抑制絲狀菌的過度增殖，從而控制污泥膨脹。好氧選擇器：在曝氣池之前增加一個(gè)具有推流特點(diǎn)的預(yù)曝氣池，其停留時(shí)間（HRT為530min，多采用20min）的選擇非常重要；缺氧選擇器：高的基質(zhì)濃度；菌膠團(tuán)細(xì)菌在缺氧條件下（但有NO3-）有比絲狀菌高得多的基質(zhì)利用率和硝酸鹽還原率；厭氧選擇器：其作用機(jī)制與缺氧選擇器相似，即在厭氧條件下，絲狀菌具有較低的多聚磷酸鹽的釋放速度而受到抑制。 因粘性物質(zhì)

10、大量積累而導(dǎo)致的非絲狀菌性膨脹。高粘性污泥膨脹： 現(xiàn)象：廢水凈化效果良好，但污泥難于沉淀，污泥顆粒大量隨出水流失；原因： 進(jìn)水中溶解性有機(jī)物濃度高，F(xiàn)/M值太高； 氮、磷缺乏，或溶解氧不足； 細(xì)菌將大量有機(jī)物吸入體內(nèi)，不能及時(shí)降解，分泌過量的凝膠狀的多糖類物質(zhì)； 這些物質(zhì)中含有很多氫氧基而具有很高的親水性，導(dǎo)致污泥中含有很高的結(jié)合水，使泥水分離困難。對策：降低負(fù)荷，調(diào)整工況，加強(qiáng)曝氣等。 低粘性污泥膨脹：原因： 進(jìn)水中含有毒性物質(zhì)，使污泥中毒，使細(xì)菌不能分泌出足夠的粘性物質(zhì)，從而不能有效形成絮凝體，導(dǎo)致泥水分離困難；對策： 控制進(jìn)水水質(zhì)，加強(qiáng)上游工業(yè)廢水的預(yù)處理。6、泡沫 主要有兩種，即化學(xué)泡

11、沫和生物 化學(xué)泡沫成因：洗滌劑或工業(yè)用表面活性物質(zhì)等引起，呈乳白色控制對策：水沖消泡；消泡劑 生物泡沫成因：諾卡氏菌屬的一類絲狀菌引起；呈褐色問題：可能致??；衛(wèi)生、環(huán)境；影響曝氣控制對策：水沖或消泡劑無效；加氯；排泥，縮短SRT根本原因：諾卡氏菌在較高溫、富油脂類物質(zhì)的環(huán)境中易于繁殖（補(bǔ)充第三章中關(guān)于活性污泥系統(tǒng)中的異?，F(xiàn)象及對策）四、活性污泥系統(tǒng)的常見異?，F(xiàn)象與對策1、污泥腐化：現(xiàn)象：活性污泥呈灰黑色、污泥發(fā)生厭氧反應(yīng)，污泥中出現(xiàn)硫細(xì)菌，出水水質(zhì)惡化；原因：1) 負(fù)荷量增高；2) 曝氣不足；3) 工業(yè)廢水的流入等；對策：1) 控制負(fù)荷量；2) 增大曝氣量；3) 切斷或控制工業(yè)廢水的流入。2、

12、污泥上?。含F(xiàn)象：污泥沉淀3060分鐘后呈層狀上浮，多發(fā)生在夏季；原因：硝化作用導(dǎo)致在二沉池中被還原成N2，引起污泥上浮；對策：1) 減少污泥在二沉池的HRT；2) 減少曝氣量。3、污泥解體：現(xiàn)象：在沉淀后的上清液中含有大量的懸浮微小絮體，出水透明度下降；原因：污泥解體；曝氣過度；負(fù)荷下降，活性污泥自身氧化過度；對策：減少曝氣；增大負(fù)荷量。4、泥水界面不明顯：原因：高濃度有機(jī)廢水的流入，使微生物處于對數(shù)增長期；污泥形成的絮體性能較差；對策：降低負(fù)荷；增大回流量以提高曝氣池中的MLSS，降低F/M值。5、污泥膨脹：是指活性污泥質(zhì)量變輕、膨大，沉降性能惡化，在二沉池中不能正常沉淀下來，SVI異常增高

13、，可達(dá)400以上。1) 因絲狀菌異常增殖而導(dǎo)致的絲狀菌性膨脹；主要是由于絲狀菌異常增殖而引起的，主要的絲狀菌有：球衣菌屬、貝氏硫細(xì)菌、以及正?；钚晕勰嘀械哪承┙z狀菌如芽孢桿菌屬等、某些霉菌； (1) 污泥膨脹理論： 低F/M比（即低基質(zhì)濃度）引起的營養(yǎng)缺乏型膨脹； 低溶解氧濃度引起的溶解氧缺乏型膨脹； 高H2S濃度引起的硫細(xì)菌型膨脹。 (2) 污泥膨脹的選擇性理論： 活性污泥中存在著兩大類群微生物，一是菌膠團(tuán)細(xì)菌；一是絲狀菌。二者的生長速率與基質(zhì)濃度的關(guān)系正好相反，即：在低基質(zhì)濃度下，絲狀菌的生長速率要高于菌膠團(tuán)細(xì)菌；而在高基質(zhì)濃度條件下，菌膠團(tuán)細(xì)菌的生長速率則要高于絲狀菌。在常規(guī)的活性污泥系

14、統(tǒng)中，由于需要獲得較高的出水水質(zhì)，即至少在曝氣池的出口處要求其中的有機(jī)物濃度要達(dá)到很低水平，即維持在很低的基質(zhì)濃度，因此常常會(huì)引起絲狀菌的生長占優(yōu)，而引起絲狀菌性污泥膨脹的問題。 (3) 污泥膨脹的對策 臨時(shí)控制措施：a. 污泥助沉法： 改善、提高活性污泥的絮凝性，投加絮凝劑如：硫酸鋁等； 改善、提高活性污泥的沉降性、密實(shí)性，投加粘土、消石灰等； b. 滅菌法： 殺滅絲狀菌，如投加氯、臭氧、過氧化氫等的藥劑； 投加硫酸銅，可控制有球衣菌引起的膨脹。 工藝運(yùn)行調(diào)節(jié)措施：a. 加強(qiáng)曝氣： 加強(qiáng)曝氣，提高混合液的DO值； 使污泥常處于好氧狀態(tài)，防止污泥腐化，加強(qiáng)預(yù)曝氣或再生性曝氣；b. 調(diào)節(jié)運(yùn)行條件

15、： 調(diào)整進(jìn)水pH值； 調(diào)整混合液中的營養(yǎng)物質(zhì)； 如有可能，可考慮調(diào)節(jié)水溫絲狀菌膨脹多發(fā)生在20C以上； 調(diào)整污泥負(fù)荷。 永久性控制措施：對現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行改造，或新廠設(shè)計(jì)時(shí)就加以考慮，從工藝運(yùn)行上確保污泥膨脹不會(huì)發(fā)生；在工藝中增加一個(gè)生物選擇器，該法主要針對低基質(zhì)濃度下引起的營養(yǎng)缺乏型污泥膨脹，其出發(fā)點(diǎn)就是造成曝氣池中的生態(tài)環(huán)境有利于選擇性地發(fā)展菌膠團(tuán)細(xì)菌，應(yīng)用生物競爭的機(jī)制抑制絲狀菌的過度增殖，從而控制污泥膨脹。 a. 好氧選擇器：在曝氣池之前增加一個(gè)具有推流特點(diǎn)的預(yù)曝氣池，其停留時(shí)間（HRT為530min，多采用20min）的選擇非常重要；b. 缺氧選擇器：高的基質(zhì)濃度；菌膠團(tuán)細(xì)菌在缺氧條件下

16、（但有NO3-）有比絲狀菌高得多的基質(zhì)利用率和硝酸鹽還原率；c. 厭氧選擇器：其作用機(jī)制與缺氧選擇器相似，即在厭氧條件下，絲狀菌具有較低的多聚磷酸鹽的釋放速度而受到抑制。2) 因粘性物質(zhì)大量積累而導(dǎo)致的非絲狀菌性膨脹。(1) 高粘性污泥膨脹： 現(xiàn)象：廢水凈化效果良好，但污泥難于沉淀，污泥顆粒大量隨出水流失；原因： 進(jìn)水中溶解性有機(jī)物濃度高，F(xiàn)/M值太高； 氮、磷缺乏，或溶解氧不足； 細(xì)菌將大量有機(jī)物吸入體內(nèi)，不能及時(shí)降解，分泌過量的凝膠狀的多糖類物質(zhì)； 這些物質(zhì)中含有很多羥基而具有很高的親水性，導(dǎo)致污泥中含有很高的結(jié)合水，使泥水分離困難。對策：降低負(fù)荷，調(diào)整工況，加強(qiáng)曝氣等。 (2) 低粘性污泥膨脹：原因：進(jìn)水中含有毒性物質(zhì)，使污泥中毒，使細(xì)菌不能分泌出足夠的粘性物質(zhì)，從而不能有效形成絮凝體，導(dǎo)致泥水分離困難；對策：控制進(jìn)水水質(zhì)，加強(qiáng)上游工業(yè)廢水的預(yù)處理。6、泡沫 主要有兩種，即化學(xué)泡沫和生物(1) 化學(xué)泡沫成因：洗滌劑或工業(yè)用表面活性物質(zhì)等引起，呈乳白色控制對策：水沖消泡；消泡劑(2) 生物泡沫 成因：諾卡氏菌屬的一類絲狀菌引起；呈褐色。問題：可能致病；衛(wèi)生、環(huán)境；影響曝氣。控制對策：水沖或消泡劑無效；加氯；排泥，縮短SRT。根本原因：諾卡氏菌在較高溫、富油脂類物質(zhì)的環(huán)境中易于繁殖。