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高温生物降解无害化处理项目环境影响评价报告全本
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高温生物降解设备食品街投用 餐厨垃圾变为燃料
　作者：黄萱 吴迪
　编辑：曲璐琳
　　天津北方网讯：一台名为“热风循环式高温生物降解机”的设备日前在和平区南市食品街投入使用。各类餐厨垃圾只要在该设备内走上一遭，就能生成可再利用的燃料棒和生物燃油，实现餐厨垃圾无害化、减量化和资源化处理，减少“地沟油”“泔水猪”危害。
　　生物降解机
　　“吃进”固体垃圾，“吐出”工业燃料
　　昨天上午，记者在食品街餐厨废弃物资源化系统试点运行现场看到，一台5米长、2米多高的设备正在源源不断地“吞吃”着表面无水的固体餐厨垃圾。在设备另一侧出口的桶里，堆放着沙土一样的碎屑。该项目技术总监王明辉告诉记者：“它吐出来的可是‘金疙瘩’。”
　　这台设备名叫热风循环式高温生物降解机，内部模拟高温细菌生活环境，令细菌繁殖。当投入经过固液分离机去除表面水分后的固体餐厨垃圾时，细菌就会将其“吞食”，经过发酵降解，只留下可利用的部分，整台设备好比一个消化系统，能够把固体餐厨垃圾“消化掉”。那些像土一样的粉末是降解机的产品——生物降解料，其发热值在4300大卡以上，可以替代煤炭作为工业燃料使用。工作人员告诉记者：“这套设备运转过程全封闭、纯物理方法、不冒烟、不排污、零污染，真正做到了环保、无害。”
　　据了解，一台这样的降解机，每日处理量在5吨以上，足以“消化”整个食品街产生的餐厨垃圾。同时也切断了“泔水猪”的饮食来源，大幅减少了“泔水猪”的出现。此外，设备占地面积仅30多平方米，五六个这样的点位仅需1名工作人员即可保持正常运转。
　　油水分离机
　　“吃进”地沟油，“吐出”柴油原料
　　地沟油一直是令市民深恶痛绝的东西。记者在现场还看到一个容积2立方米的隔油池，里面贮存的正是含油废水和餐厨油污水。王明辉告诉记者：“这个隔油池与餐馆后厨的下水管相连接，将含油废水全部收集于此，不会造成浪费。固液分离机分离固体餐厨垃圾后产生的油污水也一并贮存在隔油池中。”
　　通过管道，地井中的油水混合物被自动抽进油水分离机中，可再利用的油脂被分离出来，成为生物柴油原料，再经过提炼即可成为用于燃烧的生物柴油。排放出的废水也相对干净，不会产生异味。
　　油水分离机中还加装了一个小装置，每生产一定数量的生物柴油原料，就会自动滴入一定比例的蓖麻油。用了这种混入了蓖麻油的原料异味大且炒菜非常难吃，还有可能引发腹泻，所以即便不法分子想淘出地沟油也不能再利用了，也就从源头上杜绝了地沟油的出现。
　　“目前已有4家餐馆接通了这一装置，每天产量就高达20公斤以上，大面积推广以后，产量将更加可观。”工作人员说。
　　收集系统明年
　　覆盖和平区
　　记者了解到，除了南市食品街外，和平区还将再建设多处固体废弃物收集站，分别分布在哈密道、兰州道、赤峰道、建设路、恒隆广场、电台道、桂林路附近。目前，恒隆广场餐厨废弃物资源化处理站正在建设中。明年上半年，所有的9个处理站将全部投入使用，其余市内五区也在规划固体废物收集处理站。
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污水的二级生物处理 第三章 污水的二级生物处理 第一节 生物处理污水经一级处理后，用生物处理法继续去除其中胶体状和溶解性有机物及植物性营养 物，将污水中各种复杂有机物氧化分解为简单物质的过程，称为二级处理，又称生物处理 或二级生物处理。 一、生物处理的基本原理 生物处理的基本原 在自然水体中，存在着大量依靠有机物生活的微生物。它们不但能分解氧化一般的有 机物并将其转化为稳定的化合物，而且还能转化有毒物质。生物处理就是利用微生物分解 氧化有机物的这一功能，并采取一定的人工措施，创造有利于微生物的生长、繁殖的环境， 使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有机物效率的一种污水处理方法。生物法处理污水 具有净化能力强、费用低廉、运行可靠等优点，是城市污水和各种工业废水处理的主要方 法。 所有的微生物处理过程都是一种生物转化过程，在这一过程中易于生物降解的有机污 染物可在数分钟至数小时内进行两种转化：一是变成从液相中溢出的气体，二是使微生物 得到增殖成为剩余生物污泥。好氧条件下，微生物将有机污染物中的一部分碳元素转化为 CO2，厌氧条件下则将其转化为 CH4 和 CO2。 按照微生物对氧需求程度的不同，生物处理法可分为好氧、缺氧、厌氧等三类。好氧 是指污水处理构筑物内的溶解氧含量在 1mg/L 以上，最好大于 2mg/L。厌氧是指污水处理 构筑物内基本没有溶解氧，硝态氮含量也很低。一般硝态氮含量小于 0.3mg/L，最好小于 0.2mg/L。缺氧指污水处理构筑物内 BOD5 的代谢由硝态氮维持，硝态氮的初始浓度不低于 0.4mg/L，溶解氧浓度小于 0.7mg/L，最好小于 0.4mg/L。 按照微生物的生长方式不同，生物处理法可分为悬浮生长、固着生长、混合生长等三 类。悬浮生长型生物处理法的代表是活性污泥法，固着生长型生物处理法的代表是生物膜 法，混合生长型生物处理法的代表是接触氧化法。 二、生物处理的基本参数 生物处理的基本参数 基本 1、水力停留时间和固体停留时间 、 水力停留时间 HRT 是水流在处理构筑物内的平均驻留时间，从直观上看，可以用处理 构筑物的容积与处理进水量的比值来表示，HRT 的单位一般用 h 表示。 固体停留时间 SRT 是生物体（污泥）在处理构筑物内的平均驻留时间，即污泥龄。从1直观上看，可以用处理构筑物内的污泥总量与剩余污泥排放量的比值来表示，SRT 的单位 一般用 d 表示。 就生物处理构筑物而言，HRT 实质上是为保证微生物完成代谢降解有机物所提供的时 间。而 SRT 实质上是为保证微生物能在生物处理系统内增殖并占优势地位且保持足够的生 物量所提供的时间。为保证反应器内有足够的生物量和特定微生物能增殖，生物处理工艺 的 SRT 都比其 HRT 要长得多，好氧处理在 10d 左右，而厌氧处理有时在 30d 以上。 生物处理中微生物为了产生代谢作用而需要与有机污染物有足够的接触时间，所需要 的代谢时间与待处理的污水中的有机污染物性质有关。简单的低分子有机物如 VFA、单糖 和乙醇等要求的代谢时间较短，可以在数分钟内代谢完成；而复杂的大分子有机物如氯代 烃类难以生物降解，要求的代谢时间较长，有时需要数小时甚至几天的时间。因此为了将 污水中有机污染物含量降低到一个合理的程度，必须使生物处理构筑物具备合理的水力停 留时间。处理较易降解的城市污水时，HRT 为数小时即可，而处理一些难以生物降解的工 业废水时，HRT 有时要达到几天。 2、污泥负荷和容积负荷 、 污泥负荷是指曝气池内单位重量的活性污泥在单位时间内承受的有机质的数量，单位 是 kgBOD5/(kgMLSS?d)，一般记为 F/M，常用 Ns 表示。容积负荷是指单位有效曝气体积在 单位时间内承受的有机质的数量，单位是 kgBOD5/(m3?d)，一般记为 F/V，常用 Nv 表示。 如果污泥负荷和容积负荷过低，虽然可以有效降低污水中的有机物含量，但同时会使 活性污泥处于过氧化状态、沉降性能也会变差，导致出水悬浮物含量升高。如果污泥负荷 和容积负荷过高，又会造成污水中的有机物氧化不彻底，出水水质变差。 3、有机负荷率 、 有机负荷率可以分为进水负荷和去除负荷两种。 进水负荷是指曝气池内单位重量的活性污泥在单位时间内承受的有机质的数量，或单 位有效曝气池容积在单位时间内承受的有机质的数量，即进水有机负荷可以分为污泥负荷 Ns 和容积负荷 Nv 两种。 去除负荷是指曝气池内单位重量的活性污泥在单位时间内去除的有机质的数量，或单 位有效曝气池容积在单位时间内去除的有机质的数量。因此，去除负荷可以用进水负荷和 去除率两个参数来表示。 4、冲击负荷 、2冲击负荷指在短时间内污水处理设施的进水负荷超出设计值或正常运行值的情况，可 以是水力冲击负荷，也可以是有机冲击负荷。 如果冲击负荷过大，超过了生物处理工艺本身能承受的能力，就会影响处理效果，使 出水水质变差，甚至导致处理系统瘫痪。 5、温度 、 无论好氧处理还是厌氧处理，都要求在一定温度范围内进行，一旦超过此范围，即温 度过高或过低都会降低处理效率，甚至造成整个系统的失效。 6、溶解氧 、 水中保持一定的溶解氧是好氧水生生物得以生存繁殖的基本条件，因而溶解氧指标也 污水生物处理系统正常运转的关键指标之一。好氧生物处理装置要求水中溶解氧最好在 2mg/L 以上， 厌氧生物处理装置要求溶解氧在 0.5mg/L 以下， 如果想进入理想的产甲烷阶段 则最好检测不到溶解氧。在好氧生物法的二沉池出水合格时，其溶解氧含量一般不低于 1mg/L，过低（0.5mg/L）或过高（空气曝气法2mg/L）都会导致出水水质变差、甚至超 标。好氧活性污泥法 第二节 好氧活性污泥法一、活性污泥法的基本流程 活性污泥法的基本流程 好氧活性污泥法是以活性污泥为主体，利用活性污泥中悬浮生长型好氧微生物氧化分 解污水中的有机物质的污水生物处理技术，是一种应用最广泛的污水好氧生物处理技术。 其净化污水的过程可分为吸附、代谢、固液分离三个阶段，由曝气池、曝气系统、回流污 泥系统及二次沉淀池等组成。 经过一级预处理的污水与二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池混合后，在 曝气的作用下，混合液得到足够的溶解氧并使活性污泥与污水充分接触，污水中的胶体状 和溶解性有机物为活性污泥吸附，并被活性污泥中的微生物氧化分解，从而得以净化。在 二次沉淀池中，活性污泥与已被活性污泥净化的污水分离，澄清后的污水作为处理后污水 排出系统；活性污泥在泥区进行浓缩后，以较高的浓度回流到曝气池。微生物氧化分解有 机物的同时，自身也得以繁殖增长，即活性污泥量会不断增加，为使曝气池混合液中活性 污泥浓度保持在一定较为恒定的范围内，需要及时将部分活性污泥作为剩余污泥排出系统。 曝气池是好氧活性污泥法的核心，有时被称为污水处理的反应池，污水处理厂的其他 构筑物和设施都是围绕曝气池设置或以曝气池为基础的。比如各种一级处理设施和二沉池、3回流污泥泵房等都是以满足曝气池需要为前提的，各种三级处理或深度处理设施也需要根 据曝气池的处理效果而确定工艺流程和处理方式。生物处理系统的曝气池一般单独设置， 前有初沉池、后有二沉池，但也有将曝气池和二沉池合建在一起的工艺，比如SBR工艺、 一体式氧化沟工艺以及完全混合活性污泥法的合建式曝气池等。 二、活性污泥的性能指标 活性污泥的性能指标 好氧活性污泥是由好氧菌为主体的微生物群体形成的絮状绒粒，绒粒直径一般为0.2～ 0.5mm，含水率一般为99.2%～99.8%，密度因含水率不同而有一些差异，一般为1.002～ 1.006g/m3，绒粒状结构使得活性污泥具有较大的比表面积，一般为20～100cm2/mL。成熟 的活性污泥呈茶褐色，稍具泥土味，具有良好的凝聚沉淀性能。活性污泥由有机物和无机 物两部分组成，组成比例因处理污水的不同而有差异，一般有机成分占75%～85%，无机成 分仅占15%～25%。活性污泥中有机成分主要由生长在其中的微生物组成，活性污泥上还吸 附着微生物的代谢产物及被处理污水中含有的各种有机和无机污染物。 1、污泥沉降比（SV） 、污泥沉降比（ ） 污泥沉降比SV又称30分钟沉降比，是曝气池混合液在量筒内静置30分钟后所形成的沉淀 污泥容积占原混合液容积的比例，以%表示。一般取混合液样100ml用100ml量筒测量，静 置30分钟后泥面的高度恰好是SV的数值。由于SV值的测定简单快速，因此是评定活性污泥 浓度和质量的最常用方法。 SV能反映曝气池正常运行时的污泥量和污泥的凝聚、沉降性能，通常SV值越小，污泥 的沉降性能越好。可用于控制剩余污泥的排放量，通过SV的变化可以判断和发现污泥膨胀 现象的发生。SV值的大小与污泥的种类、絮凝性能和污泥浓度有关，不同污水处理厂的SV 值的差别很大，城市污水处理厂的正常SV值一般在20%～30%之间，而有些工业废水处理 场的正常SV值在90%以上。同一污水处理厂的污泥，在丝状菌含量大和污泥过氧化而解絮 时的SV值比正常值也要高得多。因此，每座污水处理厂都应该根据自己的运行经验数据确 定本厂的最佳SV值。 在正常生产运行中，有时为了能及时调整运行状况，可以测定5min的污泥沉降比来判 断污泥的性能。5min测定不仅节约时间，而且沉降性能不同的污泥，此时的体积差异也最 大。必要时，可以测定低转速条件下的沉淀效果，并测定污泥界面的沉降速度，更准确地 反映沉淀池中的实际状况。 SV值的测定不仅可用于监控曝气池混合液的性能，也可以比较和观察初沉池污泥的性4能，尤其是将二沉池污泥回流到初沉池加强初沉效果并从初沉池排放剩余污泥时，更需要 测定进入初沉池污泥的SV值，以控制回流量和保证沉淀效果。 2、污泥浓度（MLSS） 、污泥浓度（ ） 曝气池混合液污泥浓度（MLSS）又称混合液悬浮固体浓度，它表示的是混合液中的活 性污泥浓度， 即单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总质量。 其单位是mg/L或g/L。 MLSS中包含了活性污泥中的所有成分，即由具有代谢功能的微生物群体、微生物代谢氧化 的残留物、吸附在微生物上的有机物和无机物等四部分组成。 曝气池混合液挥发性污泥浓度（MLVSS）又称混合液挥发性悬浮固体浓度，表示的是 混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度，MLVSS扣除了活性污泥中的无机成分，能够比 较准确地表示活性污泥中活性成分的数量。其单位也是mg/L或g/L。 对于水质相对稳定的污水生物处理系统， MLVSS/MLSS比值是固定的，比如处理城市 污水的活性污泥这一比值一般在0.75～0.85之间，但不同的工业废水，MLVSS/MLSS比值是 有差异的。 每一种好氧活性污泥法处理工艺都有其最佳曝气池MLSS， 比如普通空气曝气活性污泥 法的MLSS最佳值为2g/L左右，而纯氧曝气活性污泥法的MLSS最佳值为5g/L左右，两者差 距很大。一般而言，曝气池中的MLSS接近其最佳值时，处理效果最好，而MLSS过低时往 往达不到预计的处理效果。 如果MLSS或MLVSS超出特定范围或二者比值发生较大改变， 必 须设法使其恢复正常，否则势必造成生物处理系统出水水质发生变化，甚至导致包括悬浮 物在内的各种排放指标超标。另外，通过测定MLSS，还可以监测曝气池混合液的污泥体积 指数，从而了解活性污泥及其他生物悬浮液的沉降特性和活性。 当MLSS过高时，泥龄延长，维持这些污泥中微生物正常活动所需的溶解氧数量自然会 增加，导致对充氧系统能力的要求增大。同时曝气池混合液的密度会增大，也就会增加机 械曝气或鼓风曝气的电耗。也就是说，虽然MLSS偏高时，可以提高曝气池对进水水质变化 和冲击负荷的抵抗能力，但在运行上往往是不经济的。而且有时还会导致污泥过度老化， 活性下降，最后甚至影响处理效果。在实际运行时，有时需要通过加大剩余污泥排量的方 式强制减少曝气池的MLSS值，刺激曝气池混合液中微生物的生长和繁殖，提高活性污泥分 解氧化有机物的活性。 3、污泥容积指数（SVI） 、 污泥容积指数（ ） 污泥容积指数（SVI）是指曝气池出口处混合液经过30min静置沉淀后，每克干污泥所5形成的沉淀污泥所占的容积，单位以mL/g计。计算公式如下：SVI=(1L混合液经 混合液经30min静沉后以 计的污泥容积 静沉后以mL计的污泥容积 混合液以g计的干污泥量 混合液经 静沉后以 计的污泥容积)/(1L混合液以 计的干污泥量 。 混合液以 计的干污泥量)。SV值与SVI值的关系如下：SVI= 10×SV/MLSS(g/L)SVI值排除了污泥浓度对污泥沉降体积的影响，因而比SV值能更准确地评价和反映活 性污泥的凝聚、沉淀性能。一般说来，SVI值过低说明污泥颗粒细小，无机物含量高，缺乏 活性；SVI值过高说明污泥沉降性能较差，将要发生或已经发生污泥膨胀。对于高浓度活性 污泥系统，即使沉降性能较差，由于其MLSS较高，因此其SVI值也不会很高。 SVI值与污泥负荷有关，污泥负荷过高或过低（对城市污水处理厂而言，污泥负荷 0.5kgBOD5/(kgMLSS?d)或0.05kgBOD5/(kgMLSS?d)），活性污泥的代谢性能都会变差，SVI 值也会变的很高，存在出现污泥膨胀的可能。 SV、MLSS、SVI这三个活性污泥性能指标是相互联系的。沉降比的测定比较容易，但 所测得的结果受污泥量的限制，不能全面反映污泥性质，也受污泥性质的限制，不能正确 反映污泥的数量；污泥浓度可以反映污泥数量；污泥指数则能较全面地反映污泥凝聚和沉 降的性能。 4、生物相 、 和其他测定相比，生物相镜检要简便得多，随时可以了解活性污泥中原生动物种类变 化和数量消长情况。但生物相镜检一般只能作为对水质总体状况的估计，是一种定性的检 测，不能作为污水处理厂出水水质的控制指标。为了监测微型动物演替变化状况，还需要 定时进行记数。对活性污泥或生物膜生物相进行镜检后，其结果记录方式可以参考表 3－2 －1。表 3－2－1 生物相镜检结果记录表 － － 絮体大小 絮体形态 絮体结构 絮体紧密度 丝状菌数量 游离细菌 微型动物 优势种（数量及形态） 其它种（种类、数量及形态） 大，中，小 圆形，不规则形 开放，封闭 紧密，疏松 0，±，＋，＋＋，＋＋＋ 几乎不见，少，多⑴生物相镜检的方法 生物相镜检可采取低倍镜观察或高倍镜观察两种方法进行。6①低倍镜观察是为了观察生物相的全貌，要注意观察污泥絮粒的大小，污泥结构的松 紧程度，菌胶团和丝状菌的比例及其生长状况，并加以记录和作出必要的描述。污泥絮粒 按平均直径的大小可以分为三等：污泥絮粒平均直径0.5mm 的称为大粒污泥，0.1mm 为小粒污泥，介于 0.1mm～0.5mm 之间的为中粒污泥。污泥絮粒越大，污泥性能越好。污 泥絮粒性状是指污泥絮粒的形状、结构、紧密程度及污泥中丝状菌的数量。镜检时可把近 似圆形的污泥絮粒称为圆形絮粒，与圆形截然不同的称为不规则形状絮粒。絮粒中网状空 隙与絮粒外面悬液相连的称为开放结构，无开放空隙的称为封闭结构。絮粒中菌胶团细菌 排列致密，絮粒边缘与外部悬液界限清楚的称为紧密絮粒，边缘界限不清的称为疏松絮粒。 实践证明，圆形、封闭、紧密的絮粒相互间易于凝聚、浓缩，沉降性能良好，反之则沉降 性能差。 ②用高倍镜观察，可以进一步看清微型动物的结构特征。观察时要注意微型动物的外 形和内部结构，例如钟虫体内是否存在食物胞，纤毛虫的摆动情况等。观察菌胶团时，应 注意胶质的厚薄和色泽，新生菌胶团出现的比例等。观察丝状菌时，要注意丝状菌体内是 否有类脂物质和硫粒积累，同时注意丝状菌体内细胞的排列、形态和运动特征以便初步判 断丝状菌的种类（进一步鉴别丝状菌的种类需要使用油镜并将活性污泥样品染色） 。 ⑵生物相镜检时的注意事项 城市污水处理厂活性污泥中微生物种类很多，比较容易地通过观察微生物种类、形态、 数量和运动状态的变化来掌握活性污泥的状态。而工业废水处理场活性污泥中会因为水质 的原因，可能观察不到某种微生物，甚至完全没有微型动物，即不同的工业废水处理场的 生物相会有很大差异。因此，生物相观察时应注意活性污泥微生物的一些变化和异常。 ①微生物种类的变化：污泥中的微生物种类会随水质变化，随运行阶段而变化。污泥 培养阶段，随着活性污泥的逐渐形成，出水由浊变清，污泥中的微生物发生有规律的演变。 正常运行中，污泥微生物种类的变化也遵循一定的规律，由污泥微生物种类的变化可以推 测运行状况的变化。比如污泥结构变得松散时，游动纤毛虫较多，而出水混浊变差时，变 形虫和鞭毛虫就会大量出现。 ②微生物活动状态的变化：当水质发生变化时，微生物的活动状态也会发生一些变化， 甚至微生物的形体也会随污水变化而变化。以钟虫为例，纤毛摆动的快慢、体内积累食物 泡的多少、伸缩泡的大小等形态都会随生长环境的改变而变化。当水中溶解氧过高或过低 时，钟虫的头部常会突出一个空泡。进水中难降解物质过多或温度过低时，钟虫会变得不7活跃，其体内可见到食物颗粒的积累，最后会导致虫体中毒死亡。pH 值突变时，钟虫体上 的纤毛会停止摆动。 ③微生物数量的变化：活性污泥中的微生物种类很多，但某些微生物数量的变化也能 反映出水质的变化。比如丝状菌，在正常运行时适量存在是非常有利的，但其大量出现会 导致菌胶团数量的减少、污泥膨胀和出水水质变差。活性污泥中鞭毛虫的出现预示着污泥 开始增长繁殖，但鞭毛虫数量增多又往往是处理效果降低的征兆。钟虫的大量出现一般是 活性污泥生长成熟的表现，此时处理效果良好，同时可见极少量的轮虫出现。如果活性污 泥中轮虫大量出现，则往往意味着污泥的老化或过度氧化，随后就有可能出现污泥解体和 出水水质变差。 三、活性污泥的增长规律 把少量活性污泥加入污水中，在温度适宜、溶解氧充足的条件下进行曝气培养时，活 性污泥的增长曲线如图3－2－1所示。 1 2 3 b数a量时间图 3－2－1 污泥增长曲线示意图 － － 1―适应阶段和对数增长阶段 2―减速增长阶段 3--内源代谢阶段由图可以看出，在温度适宜、溶解氧含量充足，而且不存在抑制性物质的条件下，控 制活性污泥增长的决定因素是食料（污水中的有机物，又称底物）量F和微生物（活性污泥） 量M之间的比值F/M，同时受有机底物降解速率、氧利用速率和活性污泥的凝聚、吸附性能 等因素的影响。活性污泥的增长过程可分为适应阶段、对数增长阶段、减速增长阶段和内 源代谢阶段等四个阶段： ⑴适应阶段：叫调整阶段，这是活性污泥培养的最初阶段，微生物不增殖但在质的方 面却开始出现变化。这一段和图3－2－1中增长曲线开始的水平部分相对应，一般持续时间 较短。在适应阶段后期，微生物酶系统已经逐渐适应新的环境，个体发育也达到了一定程 度，细胞开始分裂，微生物开始增殖。 ⑵对数增长阶段：活性污泥生长率上升，F/M比值较大，有机底物充足、活性污泥活性8强，微生物以最高速率摄取有机底物的同时，也以最高速率合成细胞、实现增殖。此时活 性污泥去除有机物的能力大，污泥增长不受营养条件所限制，而只与微生物浓度有关。此 时污泥凝聚性能差，不易沉淀，处理效果差。 ⑶减速增长阶段：活性污泥生长率下降，F/M值持续下降，活性污泥增长受到有机营养 的限制，增长速度下降。这是一般活性污泥法所采用的工作阶段，此时，污水中的有机物 能基本去除，污泥的凝聚性和沉降性都较好。 ⑷内源代谢阶段：营养物质基本耗尽，活性污泥由于得不到充足的营养物质，开始利 用体内存储的物质，即处于自身氧化阶段，此时，污泥无机化程度高，沉降性良好，但凝 聚性较差，污泥逐渐减少。但由于内源呼吸的残留物多是难于降解的细胞壁和细胞质等物 质，因此活性污泥不可能完全消失。 推流式曝气池中有机物和活性污泥在数量上的变化规律与上述活性污泥增长规律相 同，只是其变化不单是在时间上进行的，而是从池开始端到末尾端的空间上进行的。在活 性污泥法转入正常运行后，曝气池是连续运转的，池中的活性污泥也不是自行成长的，而 是从二次沉淀池中回流过来的，它的量是可以控制的。所以，通过控制来水中有机物浓度 和回流污泥的数量，可以决定曝气池起始端活性污泥生长所处的状态。而曝气池末端活性 污泥生长所处的状态，则决定于曝气时间。因此，曝气池的工作情况，如果用污泥增长曲 线来表示，将是其中的一段线段，如图3－2中ａ～ｂ所示。它在曲线上所处的位置决定于 池中有机物与微生物之间的相对数量。因此，在一定范围内，通过控制回流污泥量和曝气 时间可以获得不同程度的处理效果。 四、活性污泥净化污水的过程 活性污泥净化污水的过程 污水 活性污泥净化污水主要通过三个阶段来完成。 在第一阶段，污水主要通过活性污泥的吸附作用而得到净化。吸附作用进行得十分迅 速，一般在30分钟内完成，BOD5的去除率可高达70%。同时还具有部分氧化的作用，但吸 附是主要作用。活性污泥具有极大的比表面积，内源呼吸阶段的活性污泥处于“饥饿”状态， 其活性和吸附能力最强。吸附达到饱和后，污泥就失去活性，不再具有吸附能力。但通过 氧化阶段，除去了所吸附和吸收的大量有机物后，污泥又将重新呈现活性，恢复它的吸附 和氧化的能力。 第二阶段，也称氧化阶段，主要是继续分解氧化前阶段被吸附和吸收的有机物，同时 继续吸附一些残余的溶解物质。这个阶段进行得相当缓慢。实际上，曝气池的大部分容积9都用在进行有机物的氧化和微生物细胞物质的合成。氧化作用在污泥同有机物开始接触时 进行得最快，随着有机物逐渐被消耗掉，氧化速率逐渐降低。因此如果曝气过分，活性污 泥进入自身氧化阶段时间过长，回流污泥进入曝气池后初期所具有的吸附去除效果就会降 低。 第三阶段是泥水分离阶段，在这一阶段中，活性污泥在二沉池中进行沉淀分离。微生 物的合成代谢和分解代谢都能去除污水中的有机污染物，但产物不同。分解代谢的产物是 CO2和H2O，可直接消除污染，而合成代谢的产物是新生的微生物细胞，只有将其从混合液 中去除才能实现污水的完全净化处理。必须使混合液经过沉淀处理，将活性污泥与净化水 进行分离，同时将与合成代谢生成的新微生物细胞等量的原有老化微生物以剩余污泥的方 式排出活性污泥处理系统，才能达到彻底净化污水的目的。同时，必须对剩余污泥进行妥 善处理，否则可能造成二次污染。 五、活性污泥的微生物组成 活性污泥的微生物组成 的微生 好氧活性污泥中的微生物主要由细菌组成， 其数量可占污泥中微生物总量的90%～95% 左右，在处理某些工业废水的活性污泥中甚至可达100%。此外污泥中还有原生动物和后生 动物等微型动物，在处理某些工业废水的活性污泥中还可见到酵母、丝状真菌、放线菌亦 及微型藻类。 1、菌胶团 、 菌胶团是活性污泥的结构和功能中心，是活性污泥的基本组分，一旦菌胶团受到破坏， 活性污泥对有机物的去除率将明显下降或丧失。在活性污泥培养的早期，可以看到大量新 形成的典型菌胶团，它们可以呈现指状、垂丝状、球状、蘑菇状等多种形式。进入正常运 转阶段的活性污泥，具有很强吸附能力和氧化分解有机物能力的菌胶团会把污水中的杂质 和游离微生物吸附在其上，形成活性污泥絮凝体。因此，除少数负荷较高、处理污水碳氮 比较高的活性污泥外，只能在絮粒边缘偶尔见到典型的新生菌胶团。细菌形成菌胶团后， 可以防止被微型动物所吞噬，并在一定程度上免受污水中有毒物质的影响，而且具有很好 的沉降性能、有利于混合液在二沉池迅速完成泥水分离。 通过观察菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构松紧程度等可以判断和衡量 活性污泥的性能。新生菌胶团无色透明、结构紧密，吸附氧化能力强、活性高；老化的菌 胶团颜色深、结构松散，吸附氧化能力差、活性低。 2、丝状细菌 、10丝状细菌同菌胶团细菌一样，是活性污泥的重要组成部分。其长丝状形态有利于其在 固相上附着生长，保持一定的细胞密度，防止单个细胞状态时被微型动物吞食；细丝状形 态的比表面积大，有利于摄取低浓度底物，在底物浓度相对较低的条件下比胶团菌增殖速 度快，在底物浓度较高时则比胶团菌增殖速度慢。丝状细菌增殖速率快、吸附能力强、耐 供氧不足能力以及在低基质浓度条件下的生活能力都很强，因此在污水生物处理生态系统 中存活的种类多、数量大。 活性污泥中丝状微生物包括丝状细菌、丝状真菌、丝状藻类等细胞相连且形成丝状的 菌体，其中以丝状细菌最为常见，它们同菌胶团细菌一起，构成了活性污泥絮体的主要成 分。丝状细菌具有很强的氧化分解有机物的能力，但由于丝状细菌的比表面积较大，当污 泥中丝状菌超过菌胶团细菌而占优势生长时，丝状菌从絮粒中向外伸展，阻碍絮粒间的凝 聚使污泥 SV 值 SVI 值升高，严重时会造成污泥膨胀现象。因此，丝状细菌数量是影响污 泥沉降性能的最重要因素。 根据活性污泥中丝状菌与菌胶团细菌的比例，可将丝状菌分成五个等级：①0――污泥 中几乎无丝状菌；②±级――污泥中存在少量无丝状菌；③＋级――污泥中存在中等数量丝 状菌，总量少于菌胶团细菌；④＋＋级――污泥中存在大量丝状菌，总量与菌胶团细菌大 致相等；⑤＋＋＋级――污泥絮粒以丝状菌为骨架，数量明显超过菌胶团细菌而占优势。 3、活性污泥中的微型动物 、活性污泥中的微型动物 在处理生活污水的活性污泥中存在着大量的原生动物和部分微型后生动物，其中出现 最多的原生动物是以钟虫为代表的纤毛虫类。在处理工业废水的活性污泥中，微型动物的 种类和数量往往少得多，有些工业废水处理系统甚至根本看不到微型动物。 在污泥培养初期或污泥发生变化时可以看到大量的鞭毛虫、变形虫。而在系统正常运 行期间，活性污泥中微型动物以固着型纤毛虫为主，同时可见游动型纤毛虫类（草履虫、 肾形虫、豆形虫、漫游虫等） 、匍匐型纤毛虫类（J纤虫、尖毛虫、棘尾虫等） 、吸管虫类 （足吸管虫、壳吸管虫、锤吸管虫等）等纤毛虫类。固着型纤毛虫类主要是钟虫类原生动 物，这是在活性污泥中数量最多的一类微型动物，常见的有沟钟虫、大口钟虫、小口钟虫、 累枝虫、盖纤虫、独缩虫等。可查看有关微生物图谱对性污泥中能见到的原生动物进行种 类辨别。除了上述仅有一个细胞构成的原生动物以外，尚有由多个细胞构成的后生动物， 较常见的有轮虫（猪吻轮虫、玫瑰旋轮虫等）、线虫和瓢体虫等。线虫在膜生长较厚的生 物膜处理系统中会大量出现。11⑴微型动物在活性污泥中所起的作用： ①促进絮凝和沉淀：污水处理系统主要依靠细菌起净化和絮凝作用，原生动物分泌的 粘液能促使细菌发生絮凝作用，大部分原生动物如固着型纤毛虫本身具有良好的沉降性能， 加上和细菌形成絮体，更提高了在二沉池的泥水分离效果。 ②减少剩余污泥：从细菌到原生动物的转换率约为0.5%，因此，只要原生动物捕食细 菌就会使生物量减少，减少的部分等于被氧化量。 ③改善水质：原生动物除了吞噬游离细菌外，沉降过程中还会粘附和裹带细菌，从而 提高细菌的去除率。原生动物本身也可以摄取可溶性有机物，还可以和细菌一起吞噬水中 的病毒。这些作用的结果是可以降低二沉池出水的BOD5、CODCr和SS，提高出水的透明度。 ⑵活性污泥中微型动物变化与污水处理运行情况的关系 活性污泥中出现的微型动物种类和数量，往往和污水处理系统的运转情况有着直接或 间接的关系，进水水质的变化、充氧量的变化等都可以引起活性污泥组成的变化，微型动 物体积比细菌要大很多，比较容易观察和发现其微型动物的变化，因而可以作为污水处理 的指示生物。 ①如果发现单个钟虫活跃，其体内的食物泡都能清晰地观察到时，说明活性污泥溶解 氧充足，污水处理程度高。钟虫不活跃或显得很呆滞时，往往说明曝气池供氧不足。如果 出现钟虫等原生动物大量死亡，则说明曝气池内有毒物质进入量过多，造成了活性污泥的 中毒。 ②当发现在大量钟虫存在的情况下，J纤虫增多而且越来越活跃，这并不是表示曝气 池工作状态良好，而很可能是污泥将要变得越来越松散的前兆。如果进一步观察到钟虫数 量递减，而J纤虫数量递增，则更加说明潜伏着污泥膨胀的可能。 ③当发现没有钟虫，却有数量较多的游动型纤毛虫类比如草履虫、肾形虫、豆形虫、 漫游虫等，而细菌则以游离细菌为主，此时表明水中有机物还很多，处理程度较低。如果 原来水质良好，突然出现固着型纤毛虫类数量减少而游动纤毛虫类数量增加的现象，预示 水质将要变差。相反，如果原来水质较差，出现游动纤毛虫类由无到有且数量逐渐增加的 现象，则预示水质将向好的方向发展，最后再变为以固着型纤毛虫类为主，则表明水质将 会变得很好。 ④当发现等枝虫成堆出现且不活跃，而贝氏硫菌和丝硫细菌积硫点十分明显，同时污 泥中有肉眼能见的小白点时，则表明曝气池溶解氧很低（传统活性污泥法一般只有 0.5mg/L12左右） 。正常情况下，固着型纤毛虫类体内有维持水份平衡的伸缩泡定期收缩和舒张，但当 污水中溶解氧降低到 1mg/L 时，伸缩泡就处于舒张状态，不活动，因此可以通过观察伸缩 泡的状况来间接推测水中溶解氧的含量。 ⑤活性污泥中发现积硫很多的丝硫细菌和游离细菌时，往往是因为曝气时间不足，空 气量不够，进水量过大，或者是因为水温太低导致污水处理效果较差。 ⑥镜检时发现各类原生动物很少，球衣细菌或丝硫细菌很多时，往往表明活性污泥已 经发生膨胀。 ⑦二沉池的表面浅水层经常出现许多水蚤，如果其体内血红素低，说明溶解氧含量较 高；如果水蚤的颜色很红时，则说明出水中几乎没有溶解氧。 由于每个污水处理厂的进水水质和处理工艺存在差异，以上所述是以城市污水或掺有 一定比例的生活污水的工业废水处理系统生物相的表观现象，有些工业废水处理系统的微 型动物数量就很少，因此活性污泥的生物相也会有所不同。应该经常进行镜检，掌握活性 污泥中出现的微型动物种类和数量与污水处理运行状况之间的关系，为利用生物相观察指 导污水处理积累经验。 六、活性污泥的培养驯化 在活性污泥的培养与驯化期间，必须满足微生物生命活动所需的各种条件，而且要尽 量理想化。一是保证足够的溶解氧和保持营养平衡，对于缺乏某些营养物质的工业废水， 要适量多投加一些营养物质。二是水温、pH值要尽量在最适范围内，且没有大的波动。三 是有机负荷要由低而高、循序渐进。培养期间，每隔8小时要对混合液的污泥浓度、污泥指 数、溶解氧含量等进行分析化验，同时还要检测进出水的BOD5、CODCr及悬浮物SS等指标， 根据检测结果及时加以调整。 1、间歇培养法 、 间歇培养法是将污水注满曝气池，然后停止进水，开始闷曝（只曝气而不进水）。闷 曝2～3天后，停止曝气，静沉1～1.5小时，然后再进入部分新鲜污水，水量约为曝气池容积 的1/5即可。以后循环进行闷曝、静沉、进水三个过程，但每次进水量应比上次有所增加， 而每次闷曝的时间应比上次有所减少，即增加进水的次数。 当污水的温度在15～20oC时，采用这种方法经过15天左右，就可使曝气池中的污泥浓 度超过1g/L以上，混合液的污泥沉降比（SV）达到15%～20%。此时停止闷曝，连续进水连 续曝气，并开始回流污泥。最初的回流比应当小些，可以控制在25%左右，随着污泥浓度的13增高，逐渐将回流比提高到设计值。 2、连续培养法 、 连续培养法是使污水直接通过活性污泥系统的曝气池和二沉池，连续进水和出水；二 沉池不排放剩余污泥，全部回流曝气池，直到混合液的污泥浓度达到设计值为止的方法。 具体做法有以下三种： ⑴低负荷连续培养：将曝气池注满污水后，停止进水，闷曝 1～2 天。然后连续进水连 续曝气， 进水量控制在设计水量的 1/2 或更低， 不排泥也不回流。 等曝气池形成污泥絮体后， 开始以低回流比（25%左右）回流污泥。当混合液污泥浓度超过 1g/L 后，开始以设计回流 比回流污泥。当混合液污泥浓度接近设计值时，可根据具体情况适量排放剩余污泥。 ⑵高负荷连续培养：将曝气池注满污水后，停止进水，闷曝 1～2 天。然后按设计流量 连续进水连续曝气，等曝气池形成污泥絮体后，开始以低回流比（25%左右）回流污泥。当 混合液污泥浓度接近设计值时，再可根据具体情况适量排放剩余污泥。 ⑶接种培养：将曝气池注满污水后，投入大量其他污水处理厂的正常污泥（最好是没 有经过消化的新鲜脱水剩余污泥） ，再按高负荷连续培养法培养。接种培养能大大短污泥培 养时间，但大型处理场需要的接种量非常大，运输大量污泥往往不太现实，所以此法一般 只适用于规模较小的污水处理厂。当污水处理厂改建或扩建时，利用旧曝气池污泥为新曝 气池提供接种污泥，是经常见到的做法。当新建污水处理厂有多个系列的曝气池、附近又 没有污水处理厂可以提供接种污泥时，可以先在一个系列利用上述方法成功培养污泥后， 再向其他系列曝气池提供接种污泥，从而缩短全场的培养时间和降低培养的能耗。 3、活性污泥的驯化 、 活性污泥的驯化通常是针对含有有毒或难生物降解的有机工业废水而言。一般是预先 利用生活污水或粪便水培养活性污泥，再用待处理的污水驯化，使活性污泥适应所处理污 水的水质特点。经过长期驯化的活性污泥甚至有可能氧化分解一些有毒有机物，甚至将其 变成微生物的营养物质。 驯化的方法可分为异步法和同步法两种，两种驯化法的结果都是全部接纳工业废水。 ①异步驯化法是用生活污水或粪便水将活性污泥培养成熟后，再逐步增加工业废水在混合 液中的比例。每变化一次配比，污泥浓度和处理效果的下降不应超过10%，并且经过7～10d 运行后，能恢复到最佳值。②同步驯化法是用生活污水或粪便水培养活性污泥的同时，就 开始投加少量的工业废水，随后逐渐提高工业废水在混合液中的比例。14对于生化性较好、有毒成分较少、营养也比较全面的工业废水，可以使用同步驯化法 同时进行污泥的培养和驯化。否则，必须使用异步驯化法将培养和驯化完全分开。 七、活性污泥法的运行管理 1．活性污泥法的运行控制方法 ． 活性污泥法的控制方法有污泥负荷法、SV 法、MLSS 法和泥龄法等四种，这些方法之 间是相互关联、而不是对立的，往往同时使用，互相校核，以期达到最佳的处理效果。 ⑴污泥负荷法 污泥负荷法是污水生物处理系统的主要控制方法，尤其适用于系统运行的初期和水质 水量变化较大的生物处理系统。但此法操作复杂，水质水量波动较小的稳定运行城市污水 处理厂一般采用其他控制方法，只是定期用污泥负荷法进行核算。污泥负荷控制得过高时， 微生物生长繁殖速率加快，尽管代谢分解有机物的能力很强，但由于细菌能量高、趋于游 离生长状态，会导致污泥絮体的解絮，二沉池出水变浑浊，处理效果变差。污泥负荷控制 得过低时，有可能导致污泥过氧化而引起的解絮现象，二沉池出水水清但含有较多悬浮污 泥颗粒。一般活性污泥法的污泥负荷 Ns 控制范围为 0.2～0.3 kgBOD5/(kgMLSS?d)，对于难 生物降解的工业废水，Ns 值应控制得更低一些。 ⑵MLSS 法 MLSS 法是经常测定曝气池内 MLSS 的变化情况，通过调整排放剩余污泥量来保证曝 气池内总是维持最佳 MLSS 值的控制方法，适用于水质水量比较稳定的生物处理系统。应 根据运行经验找出不同季节、不同水质水量条件下的最佳 MLSS 值，再通过调整排泥量和 回流比等运行参数，使曝气池内 MLSS 维持最佳。一般空气曝气活性污泥法的最佳 MLSS 为 2～3g/L，纯氧曝气活性污泥法的最佳 MLSS 在 5g/L 左右。 ⑶SV 法 对于水质水量稳定的生物处理系统，SV值能代表活性污泥的絮凝和代谢活性，反映系 统的处理效果。 运行管理过程中可以分析总结不同条件下的最佳SV值， 每日每班测定SV值， 再通过调整回流污泥量、排泥量、曝气量等参数，使曝气池混合液SV值维持最佳。SV法操 作简单迅速，但SV不能正确反应MLSS具体值，准确性较差，需要配合其他控制方法一起 应用。SV值可以通过增减剩余污泥的排放量来加以调节，SV值的变动性较大，而且与进水 量有关。因此最好每个运行班都需要测定混合液的SV值，而且要与进水量相对照验证。 ⑷泥龄法15泥龄法是通过控制系统的污泥停留时间最佳来使处理系统维持最佳运行效果的方法。 泥龄与处理预期目标有直接关系，比如要达到硝化效果泥龄必须很长，而单独去除 BOD5 时泥龄可以短得多。宏观上可以通过调整排泥量实现对泥龄的控制，但控制泥龄又必须以 维持曝气池混合液一定的 MLSS 值为前提。 2．活性污泥法日常管理项目 ． ⑴对活性污泥状况的镜检和观察：用肉眼观察活性污泥的颜色是否是正常的茶褐色， 同时用鼻子闻活性污泥的气味是否正常（稍具泥土味） ，并用显微镜观察活性污泥中的生物 相。曝气充氧不足时，污泥会发黑发臭；当曝气充氧过度或负荷过低时，污泥色泽会较淡。 ⑵观察曝气效果：主要观察曝气池液面的翻腾情况和泡沫的变化情况。成团大气泡上 升是曝气系统局部堵塞的表现，而液面翻腾很不均匀往往是存在不曝气死角所致。泡沫增 多或颜色变化一般反映进水水质发生了变化或负荷等运行状态发生了变化。 ⑶曝气时间：曝气时间指活性污泥微生物氧化分解有机污染物的时间，即污水在曝气 池内的平均停留时间 HRT。不仅与要处理的污水的水量有关，更与水质和采用的处理方法 密切相关，曝气时间应以使处理后的排水达到国家有关标准为依据，通常要根据成功运行 经验和实际运行来确定。处理城市污水的传统活性污泥法，曝气时间为 4～8 小时，而处理 高浓度工业废水时，曝气时间可长达 50 小时以上。可通过增减运行曝气池的间数来调节曝 气时间，在一般情况下，应相对稳定，不宜过频。 ⑷曝气量（供气量） ：供气电耗占整个污水处理厂电耗的 50%～60%，因此供气量的调 整要极其慎重。确定供气量的主要依据是保证曝气池出口处的溶解氧浓度在 2mg/L 以上， 其次要满足混合液混合搅拌的需要。供气量还与曝气池进水水质、温度、曝气时间、MLSS 浓度、溶解氧含量等有关，需要根据一定期限内所取得的运行数据综合确定。处理城市污 水的传统活性污泥法的供气量一般为进水量的 3～7 倍。对于进水水质、水量相对稳定的大 型城市污水处理厂，每年春秋各调整一次，即在水温开始上升的 4～5 月份降低供气量，而 在水温开始下降的 10～11 月份提高供气量。对于水质、水量波动较大的工业废水处理场， 要在综合分析各种化验分析数据后，每天对供气量进行确认或调整。 ⑸剩余污泥排放：随着累计处理水量的不断增加，曝气池内的活性污泥量也会不断增 长，MLSS 值和 SV 值都会升高。为了保证曝气池内 MLSS 值相对稳定，必须将增加的污泥 量及时排出，排放的剩余污泥量应大致等于污泥的增长量，排放量过大或过小都会导致曝 气池内 MLSS 值的波动。剩余污泥排放量与采用的活性污泥法及具体的进水水质有关，在16没有经验的情况下，可大致按进水量的 1%左右排放剩余污泥，确切适宜的排放值应根据一 定时期的实际运行结果来确定。 ⑹回流污泥量：调节回流污泥量的目的也是为了保证曝气池内 MLSS 值的相对稳定， 而污水处理厂的回流量一般也是相对固定的。活性污泥法的回流污泥浓度一般介于 7～ 10g/L，纯氧曝气活性污泥法的回流污泥浓度可超过 15g/L，回流污泥沉降比一般在 90%左 右。因此在进水水质水量比较稳定的情况下，实际上是根据每日测定的 SV 值为依据、通过 调整剩余污泥的排放量来达到维持污泥回流量固定的目的。在进水水量发生大的波动时， 就需要调整回流量，以保证曝气池内 MLSS 值不因进水量的增大或减少而出现大的波动。 ⑺观察二沉池：经常观察二沉池泥面的高低、上清液的透明程度及液面和出水中悬浮 物的情况。正常运行时二沉池上清液的厚度应不少于 0.5～0.7m。如果泥面上升，往往说明 污泥沉降性能差；如果上清液混浊，说明进水负荷过高，污水净化效果差；如果上清液透 明但带有小污泥絮片，说明污泥解絮；如果液面不连续大块污泥上浮，说明池底局部厌氧 或出现反硝化；如果大范围污泥成层上浮，说明污泥可能中毒。 3．活性污泥法日常管理中需要检测和记录的参数 ． ⑴反映处理流量的项目：主要有进水量、回流污泥量和剩余污泥量。 ⑵反映处理效果的项目：进、出水的 BOD5、CODCr、SS 及其他有毒有害物质的浓度。 ⑶反映污泥状况的项目：包括曝气池混合液的各种指标 SV、SVI、MLSS、MLVSS 及 生物相观察等和回流污泥的各种指标 RSSS、RSV 及生物相观察等。 ⑷反映污泥环境条件和营养的项目：水温、pH、溶解氧、氮、磷等。 ⑸反映设备运转状况的项目：水泵、泥泵、鼓风机、曝气机等主要工艺设备的运行参 数，如压力、流量、电流、电压等。 4．曝气池进水常规监测项目 ． ⑴温度：好氧活性污泥微生物能正常生理活动的最适宜温度范围是15～30oC。一般水 温低于10oC或高于35oC时，都会对好氧活性污泥的功能产生不利影响。当温度高于40oC或 低于5oC时，甚至会完全停止。 在一定范围内，随着温度的升高，虽然不利于氧向水中的转移，却可以加快生化反应 速率，微生物增殖速率也会加快。但温度突升并超过一定限度时，就会产生不可逆破坏。 相比之下，温度降低对微生物的影响要小一些，一般不会出现不可逆破坏。如果水温的降 低变化缓慢，活性污泥中的微生物可以逐步适应这种变化，通过采取降低负荷、提高溶解17氧浓度、延长曝气时间等措施，仍能取得较好的处理效果。 因此，在实际生产运行中，要重视水温的突然变化，尤其是水温的突然升高。为防止 水温过高的工业废水对好氧生物处理产生不利影响，应进行降温处理。 ⑵pH值：活性污泥微生物的最适宜的pH值介于6.5～8.5之间。pH值降至4.5以下，活性 污泥中原生动物将全部消失，大多数微生物的活动会受到抑制，优势菌种为真菌，活性污 泥絮体受到破坏，极易产生污泥膨胀现象。当pH值大于9后，微生物的代谢速率将受极大的 不利影响，菌胶团会解体，也会产生污泥膨胀现象。当污水pH值高于10或低于5时，在进入 曝气池之前，必须进行酸碱中和调整pH值，使进入曝气池的污水pH值至少在6～9之间。 活性污泥混合液本身对 pH 值变化具有一定的缓冲作用， 因为好氧微生物的代谢活动能 改变其活动环境的 pH 值。 比如说好氧微生物对含氮化合物的利用， 由于脱氮作用而产生酸， 降低环境的 pH 值；由于脱羧作用而产生碱性胺，又可使 pH 值上升。因此，经过长时间的 驯化，活性污泥法也能处理具有一定酸性或碱性的污水。此外，污水本身所具有的碱度对 pH 值的下降有一定抑制作用。 但是，污水的pH值发生突变，譬如碱性污水进入已适应酸性环境的活性污泥系统时， 将会对其中微生物造成冲击，甚至有可能破坏整个系统的正常运行。因此，酸碱污水是否 进行中和处理，要根据实际情况而定，若是进入活性污泥系统的污水pH值变化不大，尤其 是只有微酸性水或微碱性水其中之一时，往往不需要中和处理，而pH值变化幅度较大时， 应事先进行中和处理调整pH值至中性。 ⑶CODCr和BOD5：无论采用哪种活性污泥法，曝气池所能承受的有机负荷都是有一定 限度，超过限度，曝气池的运行效果将难以保证。对于正在运行的曝气池，进水BOD5最高 值都是固定的，由于BOD5分析周期较长，实际上多以CODCr分析结果指导生产。曝气池进 水有机负荷一旦超标，就应当立即采取降低进水量、加大污泥回流量、提高充氧效率等措 施，以免对整个二级生物处理系统造成冲击和保证出水水质。如果进水CODCr值偏低，就应 当立即采取增加进水量、减少污泥回流量和减少风机运转台数降低表曝机转数等降低充氧 效率的措施，以免造成不必要的动力浪费。 ⑷氨氮和磷酸盐：理论上，微生物对氮、磷的需要量要按BOD5:N:P=100:5:1来计算， 但实际活性污泥法处理系统曝气池进水中的BOD5与氮、磷的比例往往低于此值，系统也能 正常运转。氮、磷的含量因处理的工业废水种类不同差别很大，有的污水氮、磷的含量很 高，不经过脱磷除氮，二沉池出水氮、磷的含量就会超标。而对于氮、磷的含量很低的污18水，如果不能及时补充一定量的氮、磷，微生物的功能受到限制，二沉池出水的CODCr和 BOD5就难以保证达标。当处理氮、磷的含量很低的工业废水时，对于正在运行的曝气池， 曝气池进水中氨氮和磷酸盐的含量分别为10mg/L和5mg/L左右，即可满足混合液微生物对 氮、磷的需要。如果曝气池进水中氨氮和磷酸盐的含量长时间低于上述值，就应当及时增 加氮、磷的投加量。 ⑸有毒物质：对于特定的工业废水，有毒物质的种类一般不变，含量和排水量却难以 恒定。除了需要采取均质调节等一级处理措施之外，必须对曝气池进水中有毒物质的含量 进行监测和控制。活性污泥驯化结束后，要根据混合液对进水中有毒物质的适应程度，结 合运行经验，确定影响生化系统的进水有毒物质最高限值。如果曝气池进水中有毒物质的 含量长时间超过限值，就应当采取降低进水量、加大污泥回流量、提高充氧效率等措施， 避免因混合液微生物中毒而影响处理效果。 5．曝气池混合液常规监测项目 ．曝气池混合液常规监测项目 ⑴溶解氧（DO）：混合液溶解氧是影响活性污泥微生物最关键的因素，曝气池混合液 中必须有足够的溶解氧。溶解氧的调整可通过调节供气量来实现。如果溶解氧浓度过低， 好氧微生物正常的代谢活动就会下降，活性污泥会因此发黑发臭，进而使其处理污染物能 力受到影响。而且溶解氧浓度过低，易于滋生丝状菌，产生污泥膨胀，影响出水水质。如 果溶解氧浓度过高，氧的转移速率降低，活性污泥中的微生物会进入自身氧化阶段，还会 增加动力消耗。 对混合液的游离细菌而言，溶解氧保持在0.2～0.3mg/L即可满足要求。但为了使溶解氧 扩散到活性污泥絮体的内部，保持活性污泥系统整体具有良好的净化功能，混合液必须维 持较高的水平。根据经验，曝气池出口混合液中溶解氧浓度保持在2mg/L，就能使活性污泥 具有良好的净化功能。供气耗电量一般要占整个污水处理厂的50%以上，因此，要依据充氧 的效果、在保证曝气池出口混合液溶解氧不低于2mg/L的条件下，通过增减鼓风机运转台数 或调整鼓风机、表曝机的转速来实现在保证处理效果的前提下尽可能地降低运行费用。 ⑵污泥浓度（MLSS）：为保证处理效果，曝气池内的污泥浓度应相对稳定。活性污泥 法的运行方式不同， 污泥浓度也有较大的出入。 传统活性污泥法的污泥浓度， 一般介于1.5～ 2.5g/L，而纯氧曝气活性污泥法的污泥浓度，可高达10g/L。活性污泥在处理有机物的同时， 自身也得以不断繁殖增长，要将增加的污泥量作为剩余污泥排出系统，才能保证活性污泥 总是具有较高的活性。19⑶污泥沉降比（SV）： MLSS 值测定需时较长，可能延误对曝气池的运行管理，一般 以与污泥浓度对应性较好、而且测定简便易行的污泥沉降比 SV 作为评定 MLSS 值的指标。 SV 值可以通过增减剩余污泥的排放量来加以调节，SV 值的变动性较大，而且与进水量有 关。剩余污泥排放量偏小时，污泥沉降比上升，进水量增大后，污泥沉降比会降低。因此 每个运行班都需要测定混合液的 SV 值，将测定结果与进水量的变化相对照，确认 SV 值是 否在最佳范围内。 ⑷污泥容积指数（SVI）：污泥容积指数SVI用于判断活性污泥的沉降性能。SVI值过高 说明污泥沉降性能不好，即将膨胀或已经膨胀。而SVI值过低则说明污泥颗粒密实细小，活 性较低。处理城市污水的活性污泥，SVI值一般介于60～100之间。而处理溶解性有机物含 量较高而无机含量偏低的工业废水的活性污泥，SVI值有时可高达200仍能维持活性污泥法 正常运转。 ⑸生物相镜检：细菌尺寸极小，普通光学显微镜下，只能观察到菌胶团的形状。而原 生动物和后生动物的体形比细菌大的多，借助于显微镜很容易将它们区别开来。根据曝气 池混合液中出现的原生动物和后生动物种属和数量，可以大体上判断出污水净化的程度和 活性污泥的状态。 6．活性污泥法试运行时的注意事项 ． ⑴活性污泥法试运行的主要工作是培养和驯化活性污泥，对于生活污水比例较大的城 市污水和混有较大比例生活污水的工业废水，可以使用间歇培养法或连续培养法直接培养， 而对于成分主要是难降解有机物的工业废水来说，通常需要接种培养或间接培养，即先用 生活污水培养污泥，再逐步排入工业废水对污泥进行驯化。 ⑵活性污泥培养初期，由于污泥尚未大量形成，产生的污泥也处于离散状态，因而曝 气量一定不能太大，一般控制在设计曝气量的 1/2 即可，否则不易形成污泥絮体。 ⑶试运行时应当随时进行镜检，观察生物相的变化情况，并及时测量 SV、MLSS 等指 标，并根据观测结果随时调整试运行的工况条件。 ⑷活性污泥达到设计浓度，并不能说明试运行已经完成，而应当以出水水质连续相当 长的时间（6～12 个月）达到设计指标为试运行的完成标志。 ⑸为提高活性污泥的培养速度，缩短培养时间，污水处理厂一般应避免在冬季试运行。 冬季水温较低，不利于微生物的快速繁殖。 ⑹试运行的目的是确定最佳的运行工艺条件，如确定最佳的 MLSS、鼓风量、污水投20加方式等，如果工业废水中的养料不足，还应确定氮、磷的投加量。可以将这些参数组合 成几种运行条件，结合设计值分阶段进行试验，观察各种条件的处理效果，最后确定最佳 的运行数据。 八、曝气 曝气就是将空气中的氧强制溶解到混合液中去的过程。曝气的作用主要有三个：①曝 气的基本作用是产生并维持空气（或氧气）有效地与水接触，在生物氧化作用不断消耗氧 气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度。②除供氧外，还在曝气区产生足够的搅拌混合作 用，促使水的循环流动，实现活性污泥与污水的充分接触混合。③维持混合液具有一定的 运动速度，使活性污泥在混合液中始终保持悬浮状态。 1、曝气方式 、通常采用的曝气方法有鼓风曝气法和机械曝气法两种，有时也可以将两种方法联合使用。对于不同的曝气方法，曝气池的构造也各有特点。 ⑴鼓风曝气法 鼓风曝气法又称压缩空气曝气法，这种方法就是通过空气压缩设备和扩散空气设备将 空气以气泡形式扩散在水中、再通过气泡与水的接触实现氧充入水中的一种方法。空气压 缩设备主要是鼓风机，扩散空气设备有穿孔管、竖管曝气设备、射流装置、微孔曝气器、 扩散板和螺旋曝气器等多种。 ⑵机械曝气法 机械曝气是指利用装设在曝气池内叶轮等器械的转动引入气泡的曝气方式，可分为表 面曝气器和淹没式曝气器两种。表面曝气器把叶轮装在污水表面，通过剧烈地翻动水面， 使空气中的氧溶入水中。淹没式曝气器安装在池子的底部或中间，通过压缩空气分布系统 或与空气相通的管道引入空气。 2、鼓风曝气系统 、 鼓风曝气系统由鼓风机（空压机）、空气扩散装置（曝气器）和一系列的连通管道组 成。鼓风机将空气进行压缩形成一定压力后，通过管道输送到安装在曝气池底部的扩散装 置。压缩空气经过不同的扩散装置，形成不同尺寸的气泡。气泡在扩散装置出口处形成后， 经过上升和随水流动，最后在液面处破裂，气泡在移动过程中将空气中的氧转移到混合液 中。根据扩散设备在曝气池混合液中的淹没深度不同，鼓风曝气法又可分为四种： ⑴底层曝气：将鼓风充氧装置安置在曝气池底部，由于常用风机的风压均较低（一般21低于5000mm水柱），因此这种曝气池的有效水深通常在3～4.5m之间，具体水深与配套风 机的工作压力有关。 ⑵浅层曝气：扩散设备安装在距液面800～900mm处，采用低压风机，风压约1000mm 水柱即可满足要求。 动力效率较高， 可达1.8～2.6 kgO2/(kWh)， 可充分发挥曝气设备的能力。 这种曝气池的有效水深一般在3～4m。 ⑶深水曝气：曝气池水深可达8.5～30m，氧的利用率高，但所需供给的压力高，动力 消耗也较大。为节省能耗，曝气器往往安装在池深的一半处，因此深水曝气又有深水底层 曝气、深水中层曝气两种形式。 ⑷深井曝气：深井曝气装置平面一般呈圆形，直径大约1～6m，深度为50～150m。在 深井内通过空压机的作用，将压缩空气通入深水中曝气后，使混合液产生降流和升流流动。 深井曝气具有充氧能力和动力效率均较高，污泥负荷可高达1～1.2kgBOD5/(kgMLSS?d)。并 具有耐冲击负荷能力强、产泥量低、不受气候条件影响等特点。 九、污泥管理 1、泥龄 、 微生物代谢有机物的同时自身得到增殖，剩余污泥排放量等于新增污泥量，用新增污 泥替换原有系统中所有污泥所需要的时间称为泥龄。泥龄是反应器内微生物从生成到排出 系统的平均停留时间，即反应器内微生物全部更新一次所需要的时间。因此又称细胞平均 停留时间（MCRT）、固体平均停留时间（SRT）、生物固体平均停留时间（BSRT），是 指活性污泥在曝气池内的平均停留时间。即：泥龄=(曝气池内活性污泥量 二沉池污泥量+回流系统的污泥量 每天排放的剩余污泥量+二沉池出 泥龄 曝气池内活性污泥量+二沉池污泥量 回流系统的污泥量 每天排放的剩余污泥量 二沉池出 曝气池内活性污泥量 二沉池污泥量 回流系统的污泥量)/(每天排放的剩余污泥量 水每天带走的污泥量) 水每天带走的污泥量实际上计算泥龄时利用下式：泥龄=曝气池内活性污泥量 每天排放的剩余污泥量 泥龄 曝气池内活性污泥量/每天排放的剩余污泥量 曝气池内活性污泥量泥龄与污水处理效率、活性污泥特性、污泥生成量、去除单位有机物的氧消耗量等有 关，是污水处理系统的重要参数。泥龄与污泥去除负荷呈反比关系，当选用较长的泥龄时， 对应的污泥负荷较小，剩余污泥量就少。当选用的泥龄较短时，对应的污泥负荷较大，剩 余污泥量就多。泥龄还能说明活性污泥中微生物的状况，世代时间长于泥龄的微生物不可 能在曝气池内繁衍成优势菌种。比如硝化菌在20oC的世代时间为3d，当泥龄小于3d时，硝 化菌就不可能在曝气池内大量增殖，也就不能在曝气池内出现明显的硝化反应。22对于一个正常运行的污水处理系统来说，泥龄是相对固定的，即每天从系统中排出的 污泥量是相对固定的。当因为种种原因，二沉池出水悬浮物含量突然增大后，就应该相应 减少剩余污泥的排放量。 如果排放的剩余污泥量少，使系统的泥龄过长，会造成系统去除单位有机物的氧消耗 量增加，能耗升高，二沉池出水的悬浮物含量升高，出水水质变差。如果过量排放剩余污 泥，使系统的泥龄过短，活性污泥吸附的有机物后来不及氧化，二沉池出水中有机物含量 增大，出水水质也会变差。如果使泥龄小于临界值，即从系统中排出的污泥量大于其增殖 量，系统的处理效果会急剧下降。 2、剩余污泥 、 剩余污泥是活性污泥微生物在分解氧化污水中有机物的同时，自身得到繁殖和增殖的 结果。为维持生物处理系统的稳定运行，需要保持微生物数量的稳定，即需要及时将新增 长的污泥量当作剩余污泥从系统中排放出去。每日排放的剩余污泥量应大致等于污泥每日 的增长量，排放量过大或过小都会导致曝气池内MLSS值的波动。具体排放量控制方法有： ⑴泥龄控制：如果曝气池进水量和有机物浓度波动较小，可以只用曝气池混合液污泥 量来计算剩余污泥排放量，即：剩余污泥排放量=曝气池混合液污泥量 （泥龄×回流污泥浓度 回流污泥浓度） 剩余污泥排放量 曝气池混合液污泥量/（泥龄 回流污泥浓度）- 二沉池出水污泥量 曝气池混合液污泥量当进水量有波动时，因为污泥在曝气池和二沉池中动态分布，计算剩余污泥排放量时 应以系统的总污泥量计，即将二沉池的泥量也计算在内。 ⑵污泥浓度控制：曝气池内混合液污泥浓度一般都有个最佳值，如果高于此值，必须 及时排泥。计算公式如下：剩余污泥排放量=曝气池内混合液污泥浓度与理想浓度之差 曝气池容积 剩余污泥排放量 曝气池内混合液污泥浓度与理想浓度之差×曝气池容积 回流污泥浓度 曝气池内混合液污泥浓度与理想浓度之差 曝气池容积/回流污泥浓度⑶污泥负荷控制：按照曝气池内污泥量不变的原则，根据污泥负荷计算污泥的产量， 并将新产生的污泥全部从系统中排放出去。计算公式如下：剩余污泥排放量=（曝气池内混合液污泥量 进水 进水BOD5量/污泥负荷）/ 回流污泥浓度 污泥负荷） 剩余污泥排放量 （曝气池内混合液污泥量-进水 污泥负荷⑷污泥沉降比控制：当测得污泥沉降比SV增大后，可能是污泥浓度增加所致，也可能 是污泥的沉降性能变差所致， 不管那种情况都应该及时排出剩余污泥， 保证SV的相对稳定。 剩余污泥排放对活性污泥系统的功能及处理效果影响很大，但这种影响很慢。比如通 过调节剩余污泥排放量控制活性污泥中的丝状菌过量繁殖，其效果通常要经过 2～3 倍的泥 龄之后才能看出来。也就是说，当泥龄为 5d 时，要经过 10～15d 之后才能观察到调节排泥23量所带来的控制效果。因此，无法通过排泥操作来控制或适应进水水质水量的日变化，即 使排泥奏效，发生变化的那股污水早已流出系统，所以排泥量一般也都保持恒定。但需要 每天统计记录剩余污泥排放量，并每天进行核算，总结出规律性。 3、污泥回流 、 好氧活性污泥法的基本原理是利用活性污泥中的微生物在曝气池内对污水中的有机物 进行氧化分解，由于连续流好氧活性污泥法的进水和出水是连续进行的，微生物在曝气池 内的增长速度远远跟不上随着混合液从曝气池中流出的速度，如果不及时予以补充，生物 处理过程就难以维持。污泥回流就是将在二沉池进行泥水分离的、从曝气池中流失的污泥 中的大部分重新引到曝气池的进水端与进水进行充分混合，发挥回流污泥中微生物的作用， 继续对进水中有机物进行氧化分解。污泥回流的作用是补充曝气池混合液流出带走的活性 污泥，使曝气池内的悬浮固体浓度MLSS保持相对稳定。同时对缓冲进水水质的变化也能起 到一定的作用，二级生物处理系统的抗冲击负荷能力主要是通过曝气池中拥有足够的活性 污泥实现的，而曝气池中维持稳定的污泥浓度离不开回流污泥的连续进行。 污泥回流比是污泥回流量与曝气池进水量的比值。当曝气池进水水质水量变化时，最 好能随时调整回流比。 但污水在活性污泥中一般要停留 4h 以上， 以回流比进行某种调节后， 其效果往往不能立即显现，需要在几小时之后才能反应出来。因此，通过调节回流比，无 法适应污水水质水量的随时变化，一般保持回流比恒定。但在污水处理厂的运行管理中， 通过调整回流比作为应付突发情况是一种有效的应急手段。例如当发现二沉池泥水界面突 然升至很高时，可迅速增大回流比，将污泥界面降下去，保证不造成污泥流失。然后再分 析出引起污泥界面升高的真正原因，寻找到解决问题的手段并使之恢复正常后，再将回流 比调回原值。虽然原则上回流比一般长期保持恒定，但必须每天检查回流比，如果有必要， 就应该随时调整。 ⑴污泥回流比的调整方法 ①根据二沉池的泥位调整。这种方式可避免出现因二沉池泥位过高而造成污泥流失的 现象，出水水质较稳定，其缺点是使回流污泥浓度不稳定。 ②根据污泥沉降比确定回流比，计算公式为：R=SV/(100-SV)污泥沉降比测定比较简单、迅速，具有较强的操作性，其缺点是当污泥沉降性能较差、 即污泥沉降比 SV 较高时，就需要提高污泥回流量，结果会使回流污泥的浓度下降。24③根据回流污泥浓度和混合液污泥浓度调节回流比，计算公式为：R=MLSS/(RSSS-MLSS)分析回流污泥和曝气混合液中的污泥浓度使用烘干法，需要时间较长，直接指导运行 不太现实，一般只作为回流比的校核方法。 ④根据污泥沉降曲线，确定特定污水处理厂活性污泥的最佳沉降比。再通过调整污泥 回流量使污泥在二沉池的停留时间正好等于这种污泥通过沉降达到最大浓度的时间，此时 的回流污泥浓度最大，而回流量最小。这种方法简单易行，在获得高回流污泥浓度的同时， 污泥在二沉池的停留时间最短，此法尤其适用于反硝化脱氮及除磷工艺。 ⑵控制污泥回流的方式 ①保持回流量恒定：这种控制方式适用于进水量恒定或波动不大的情况。如果流量变 化较大，会导致活性污泥量在曝气池和二沉池之间的重新分配。当进水流量增大时，部分 曝气池的污泥会转移到二沉池，使曝气池内 MLSS 降低，而此时需要更多的 MLSS 去处理 增加了的污水。另一方面二沉池内污泥量的增加会导致泥位的上升，有可能造成污泥流失， 同时水量的增加使二沉池水力负荷加大，进一步增大了污泥流失的可能性。 ②保持剩余污泥排放量恒定：在回流量不变的条件下，保持剩余污泥排放流量和时间 的相对稳定，即可保证相对稳定的处理效果。此方式的缺点是在进水水量和进水有机负荷 降低的情况下，曝气池内污泥的增长量有可能少于剩余污泥的排放量，最终导致系统污泥 量的下降和处理效果的降低。 ③回流比和回流量均随时调整：根据进水水量和进水有机负荷的变化，随时调整剩余 污泥排放量和污泥回流量，尽可能保持回流污泥浓度和曝气池混合液污泥浓度的稳定。这 种方法是比较理想化的调整方式，效果最好，但操作频繁、工作量大，对控制设备和仪表 的灵敏度等要求较高 十、二次沉淀池 1、二次沉淀池的设置 、 按照在污水处理流程中所处的位置，沉淀池可分为初次沉淀池和二次沉淀池两种。初 次沉淀池一般设置在污水处理厂的沉砂池之后、曝气池之前，二次沉淀池设置在曝气池之 后、深度处理或排放之前。二沉池是污水生物处理的最后一个环节，其作用是泥水分离使 经过生物处理的混合液澄清，同时对混合液中的污泥进行浓缩。 污水经过生物处理后，必须进入二沉池进行泥水分离，澄清后的达标处理水才能排放，25同时还要为生物处理设施提供经过浓缩的回流污泥或一定量的处理水。如果二沉池设置得 不合理，即使生物处理的效果很好，混合液中溶解性有机物的含量已经很少，出水水质仍 会因混合液在二沉池进行泥水分离的效果不理想而不合格（SS 超标） 。如果污泥浓缩效果 不好，回流到曝气池的微生物量就难以保证，曝气混合液浓度的降低将会导致污水处理效 果的下降。 活性污泥的质量较轻，容易产生异重流，因此二沉池的最大水平流速（平流式、辐流 式）或上升流速（竖流式）及溢流堰负荷都应低于初沉池。辐流式二沉池采用周边进水方 式可以提高沉淀效果。二沉池具有浓缩污泥的作用，因而污泥区的容积较大，沉淀时间也 比初沉池长。二沉池的具体型式还与生物处理工艺有关，比如生物膜法因为其生物污泥沉 淀性能较差，所配二沉池的水力负荷就要比活性污泥法略低一些，而池体的有效水深要大 一些，有时不得不采用浮选法进行泥水分离。 二次沉淀池的水力负荷一般为0.5～1.8m3/(m2?h)，处理工业废水时，活性污泥中有机物 比例较大，曝气池混合液的SVI偏高，与其配套的二沉池宜采用较低的表面水力负荷。为保 证污泥能在二沉池得到足够的浓缩，以便供给曝气池所需浓度的回流污泥，二沉池的固体 表面负荷为150kg/(m2?d)。 2、二次沉淀池运行管理的注意事项 、 ⑴经常检查并调整二沉池的配水设备，确保进入各二沉池的混合液流量均匀。 ⑵检查浮渣斗的积渣情况并及时排出，还要经常用水冲洗浮渣斗。同时注意浮渣刮板 与浮渣斗挡板配合是否适当，并及时调整或修复。 ⑶经常检查并调整出水堰板的平整度，防止出水不均和短流现象的发生，及时清除挂 在堰板上的浮渣和挂在出水槽上的生物膜及藻类。 ⑷巡检时仔细观察出水的感官指标，如污泥界面的高低变化、悬浮污泥量的多少、是 否有污泥上浮现象等，发现异常后及时采取针对措施解决，以免影响水质。 ⑸巡检时注意辩听刮泥、刮渣、排泥设备是否有异常声音，同时检查其是否有部件松 动等，并及时调整或修复。 ⑹定期（一般每年一次）将二沉池放空检修，重点检查水下设备、管道、池底与设备 的配合等是否出现异常，并根据具体情况进行修复。 ⑺由于二沉池一般埋深较大，因此，当地下水位较高而需要将二沉池放空时，为防止 出现漂池现象，一定要事先确认地下水位的具体情况，必要时可以先降水位再放空。26⑻按规定对二沉池常规监测项目进行及时的分析化验。 3、二沉池常规监测项目 、 ⑴pH 值：具体值与污水水质有关，一般略低于进水值，正常值为 6~9。如果偏离此值， 可以从进水 pH 值的变化和曝气池充氧效果两方面查起，一旦明确原因，要立刻采取有关措 施，主要是调节进水 pH 值和提高曝气池充氧效果。 ⑵悬浮物（SS） ：活性污泥系统运转正常时，二沉池出水 SS 应当在 30mg/L 以下，最 大不应该超过 50mg/L。 ⑶溶解氧（DO） ：因为活性污泥中微生物在二沉池继续消耗氧，出水溶解氧值应略低 于曝气池出水。 ⑷CODCr 和 BOD5：这两项指标应达到国家有关排放标准。超过标准肯定不行，数值过 低又会增加处理成本。污水处理厂要综合考虑上述两个因素，在较低的处理成本下，达到 最好的处理效果。 ⑸氨氮和磷酸盐：这两项指标应达到国家有关排放标准。如果长期超标、而且是因为 原水氮和磷含量过高形成的，就应当采取加强除磷脱氮的措施。如果工业废水处理出水氨 氮或磷酸盐超标是因为为保证活性污泥微生物活性而投加的营养盐量过大造成的，可通过 适当减少投加量的方法解决。 ⑹有毒物质：必须达到国家有关排放标准对有毒物质的要求，比如说对硫化物和氰化 物分别要求不得超过 1.0mg/L 和 0.5mg/L。假如硫化物超标，首先要加强汽提装置的管理， 进一步降低汽提净化水中硫化物的含量，再通过发挥调节池的作用、减少含硫污水进入曝 气池的数量，直至达标。 ⑺泥面：泥面的高低可以反映活性污泥在二沉池的沉降性能，是控制排放剩余污泥的 关键参数。正常运行时的二沉池上清液的厚度应不少于 0.5～0.7m，如果泥面上升，往往说 明污泥沉降性能差，需要加大剩余污泥排放量并采取有关措施予以控制。 ⑻透明度：生物处理效果较好时，二沉池出水中的悬浮物都应该是可沉降性的片状， 此时无论悬浮物含量多或少，二沉池出水的外观应该是透明的，站在二沉池巡检走道上向 水中看去，应当能看到水面 1m 以下，泥面较高时能清楚地看见泥面。生物处理效果较差、 即活性污泥净化功能不良时，二沉池出水中呈乳灰色或淡黄色，其中夹带着大量的非沉淀 性悬浮物，看上去浑浊不堪、透明度极差，二沉池水面下的能看见的深度很浅。 十一、 十一、活性污泥法运行中的异常现象27（一）污泥膨胀 污泥膨胀是活性污泥法系统常见的一种异常现象，是指由于某种因素的改变，活性污 泥质量变轻、膨大、沉降性能恶化，SVI 值不断升高，不能在二沉池内进行正常的泥水分 离，二沉池的污泥面不断上升，最终导致污泥流失，使曝气池中的 MLSS 浓度过度降低， 从而破坏正常工艺运行的污泥，这种现象称为污泥膨胀。污泥膨胀通常是活性污泥絮体中 的丝状菌过度繁殖而导致的。 1、污泥膨胀的表现 、污泥膨胀的表现 发生污泥膨胀后，SVI 值异常升高，有时可达 400 以上。二沉池出水的 SS 将会大幅度 增加，直至超过国家排放标准，同时导致出水的 CODCr 和 BOD5 也超标。如果不立即采取 控制措施，污泥持续流失会使曝气池内的微生物数量锐减，不能满足分解有机污染物的正 常需要，从而导致整个系统的性能下降，甚至崩溃。如果恢复，需要从培养、驯化活性污 泥重新开始。 污泥膨胀可通过检测曝气混合液的 SVI、沉降速度和生物相镜检来判断和预测，而通 过观察二沉池出水悬浮物和泥面的上升变化是最直观的方法。对于市政污水处理厂，SVI 超过 150 时，就预示着有可能或已经发生污泥膨胀。生物相镜检时发现丝状菌的丰度逐渐 增大，到＋＋级时，预示着有可能发生污泥膨胀，到＋＋＋级时，说明污泥已经处于膨胀 状态。 2、曝气池活性污泥发生丝状菌污泥膨胀的原因： 、曝气池活性污泥发生丝状菌污泥膨胀的原因： 在正常的环境中，活性污泥中菌胶团的生长速率大于丝状菌，不会出现丝状菌过度繁 殖的现象，但如果活性污泥环境条件发生不利变化，丝状菌因为其表面积较大、抵抗环境 变化的能力比菌胶团细菌强，丝状菌的数量就有可能超过菌胶团细菌，从而导致丝状菌污 泥膨胀。引起活性污泥环境条件发生不利变化的因素主要有：①进水中有机物质太少，曝 气池内 F/M 太低，导致微生物食料不足；②进水中 N、P 等营养物质不足；③pH 值太低， 不利于菌胶团生长；④曝气池混合液内溶解氧太低；⑤进水水质、水量波动太大，对微生 物造成冲击；⑥进入曝气池的污水“腐化”而含有较多的 H2S(1～2mg/L)时，导致丝硫菌过 量繁殖；⑦进入曝气池的污水温度偏高（超过 30oC）。 3、污泥膨胀的控制措施 、污泥膨胀的控制措施 ⑴临时控制措施 临时控制措施主要用于控制临时原因造成的污泥膨胀， 防止出水 SS 超标和污泥的大量28流失，主要方法有絮凝剂助沉法和杀菌法两种。絮凝剂助沉法一般用于非丝状菌引起的污 泥膨胀，而杀菌法适用于丝状菌引起的污泥膨胀。①絮凝剂助沉法是指向发生膨胀的曝气 池中投加絮凝剂，增强活性污泥的凝聚性能，使之容易在二沉池实现泥水分离。混凝处理 中的絮凝剂一般都可以在此时应用，常用的絮凝剂有聚合氯化铝、聚合氯化铁等无机絮凝 剂和聚丙烯酰胺等有机高分子絮凝剂。絮凝剂可加在曝气池的进口，也可投加在曝气池的 出口，但投加量不可太多，否则有可能破坏细菌的生物活性，降低处理效果。使用 PAC 时， 药剂投加量折合三氧化二铝为 10mg/L 即可。 ②杀菌法是指向发生膨胀的曝气池中投加化学 药剂，杀灭或抑制丝状菌的繁殖，从而达到控制丝状菌污泥膨胀的目的。常用的杀菌剂如 液氯、二氧化氯、次氯酸钠、漂白粉、双氧水等都可以使用。实际加氯过程中，应由小剂 量到大剂量逐渐进行，并随时观察生物相和测定 SVI 值。一般加氯量为污泥干固体重量的 0.3%～0.6%，当发现 SVI 值低于最大允许值或镜检观察到丝状菌菌丝溶解，应当立即停止 加氯。投加 H2O2 对丝状菌有持续的抑制作用，H2O2 投加量一般应控制在 20～400mg/L，过 低不起作用，过高会导致污泥氧化解体。 ⑵调节运行工艺控制措施 ①在曝气池的进口处投加粘土、消石灰、生污泥或消化污泥等，以提高活性污泥的沉 降性和密实性；②使进入曝气池的污水处于新鲜状态，如采取预曝气措施，使污水处于好 氧状态，避免形成厌氧状态，同时吹脱硫化氢等有害气体；③加强曝气强度，提高混合液 DO 浓度，防止混合液局部缺氧或厌氧；④补充 N、P 等营养盐，保持混合液中 C、N、P 等营养物质的平衡；⑤提高污泥回流比，降低污泥在二沉池的停留时间，避免在二沉池出 现厌氧状态；⑥对污水进行预曝气吹脱酸气或加碱调节，以提高曝气池进水的 pH 值；⑦ 利用在线仪表的手段加强和提高化验分析的时效性，充分发挥调节池的作用，保证曝气池 的污泥负荷相对稳定；⑧控制曝气池进水的温度，对温度较高的小流量工业废水进行降温 处理。 ⑶永久性控制措施 永久性控制措施是指对现有曝气处理设施进行改造，避免产生污泥膨胀的因素出现。 常用的永久性控制措施是在曝气池前设置生物选择器。生物选择器的主要作用是防止丝状 菌的过度繁殖，避免丝状菌在微生物处理系统中成为优势菌种。就是通过创造一定的条件， 确保沉淀性能好的菌胶团细菌等非丝状菌占优势。 生物选择器的工作原理是在好氧或厌氧生物反应器之前，设置一个停留时间较短的反29应器，使回流污泥和未被稀释的污水在其中接触，即在选择器中维持较高的 F/M 值。在高 F/M 值下，沉淀性能好的微生物可以优先在选择器基质浓度高的区域吸收利用基质，并在 整个悬浮活性污泥体系中处于优势地位。生物选择器的类型有好氧选择器、缺氧选择器和 厌氧选择器三种。好氧选择器内需要进行进行曝气充氧，使之处于好氧状态，而缺氧选择 器与厌氧选择器只进行搅拌。 好氧选择器实际上是在曝气池的首段划出一格，其容积按水力停留时间 20min 计，通 过对污水进行充分曝气，让菌胶团细菌在 DO 较高、营养充足的条件下充分吸收利用有机 物，限制丝状菌的过度繁殖。在完全混合活性污泥法的曝气池前端，设置一个好氧选择器， 其控制污泥膨胀的效果非常明显。 缺氧选择器与厌氧选择器的设施和设备完全一样，两者的功能取决于生物处理系统活 性污泥泥龄的长短。泥龄长时，发生完全的硝化，选择器内硝酸盐浓度高，此时为缺氧选 择器；反之，泥龄短时选择器内既无溶解氧又无硝酸盐，即成为厌氧选择器。缺氧选择器 中菌胶团细菌利用硝酸盐化合性氧源进行繁殖，而丝状菌则因无法利用化合性氧源而受到 抑制，增殖速度落后于菌胶团细菌。大多数丝状菌是绝对好氧的，因此在厌氧选择器内受 到抑制，而大多数菌胶团细菌是兼性菌，在厌氧条件下能进行厌氧代谢，继续增殖。但厌 氧选择器中菌胶团细菌厌氧代谢会产生硫化氢，硫化氢的存在为丝硫细菌的繁殖创造了条 件。 （二）曝气池内活性污泥不增长或减少 ⑴二沉池出水悬浮物含量大，污泥流失过多。主要原因是污泥膨胀引起污泥沉降性能 变差，通过分析污泥膨胀的原因，采取具体对策。有时为防止污泥的流失和提高沉淀效率， 可以使污泥在曝气池中直接静止沉淀，或在曝气池进水或出水中投加少量絮凝剂。 ⑵进水有机负荷偏低。进水负荷偏低造成活性污泥繁殖增长所需的有机物相对不足， 使活性污泥中的微生物只能处于维持状态，甚至有可能进入自身氧化阶段使活性污泥量减 少。对策是设法提高进水量，或减少风机运转台数或降低表曝机转速，或减少曝气池运转 间数降低缩短污水停留时间。 ⑶曝气充氧量过大。曝气充氧量过大会使活性污泥过氧化，污泥总量不增加。对策是 减少风机运转台数或降低表曝机转速，合理调整曝气量，减少供氧量。 ⑷营养物质含量不平衡。营养物质含量不平衡会使活性污泥微生物的凝聚性能变差， 对策是及时补充足量的 N、P 等营养盐。30⑸剩余污泥排放量过大。使得活性污泥的增长量少于剩余污泥的排放量，对策是减少 剩余污泥的排放量。 （三）活性污泥解体 SV 和 SVI 值特别高、出水非常浑浊、处理效果急剧下降等现象往往是活性污泥解体 的征兆，运行中出现这种情况的原因主要有： ⑴污泥中毒：进水中有毒物质或有机物含量突然升高很多，使微生物代谢功能受到损 害甚至丧失，活性污泥失去净化活性和絮凝活性。这种情况在工业废水处理场经常出现， 通常是工厂事故污水排放量过多，使污水处理系统超负荷运行所导致的。解决的对策是将 事故排水及时引向事故池或在均质调节池内与其他污水充分混合均质，并充分发挥预处理 设施的作用，利用混凝沉淀等物理、化学法进行处理后，再进入生物处理系统的曝气池。 ⑵有机负荷长时间偏低：处理水量或污水浓度长期偏低而曝气量仍维持正常值，其结 果就会出现过度曝气，引起污泥的过度自身氧化，菌胶团的絮凝性能下降，最后导致污泥 解体。长此以往，还可能会使污泥部分或全部失去活性，在进水有机负荷再提高时失去净 化功能，使出水水质急剧恶化。对策是减少风机运转台数或降低表曝机转速，或减少曝气 池运转间数，只运行部分曝气池。 （四）二沉池出水悬浮物含量增大 二沉池出水悬浮物含量增 ⑴活性污泥膨胀使污泥沉降性能变差，泥水界面接近水面，部分污泥碎片经出水堰溢 出。对策是通过分析污泥膨胀的原因，逐一排除。 ⑵进水量突然增加，使二沉池表面水力负荷升高，导致上升流速加大、影响活性污泥 的正常沉降，水流夹带污泥碎片经出水堰溢出。对策是充分发挥调节池的作用，使进水尽 可能均衡。 ⑶出水堰或出水集水槽内藻类附着太多。对策是操作运行人员及时清除这些藻类。 ⑷曝气池活性污泥浓度偏高，二沉池泥水界面接近水面，部分污泥碎片经出水堰溢出。 对策是加大剩余污泥排放量。 ⑸活性污泥解体造成污泥的絮凝性下降或消失，污泥碎片随水流出。对策是找到污泥 解体的原因，逐一排除和解决。 ⑹吸（刮）泥机工作状况不好，造成二沉池污泥或水流出现短流现象，局部污泥不能 及时回流，部分污泥在二沉池停留时间过长，污泥缺氧腐化解体后随水流溢出。对策是及 时修理吸（刮）泥机，使其恢复正常工作状态。31⑺活性污泥在二沉池停留时间过长，污泥因缺氧腐化解体后随水流溢出。对策是加大 回流污泥量，在二沉池中的缩短停留时间。 ⑻水温较高且水中硝酸盐含量较多时，二沉池出现污泥反硝化脱氮现象，氮气裹带大 块污泥上浮到水面后随水流溢出。对策是加大回流污泥量，缩短污泥在二沉池停留时间。 （五）二沉池出水溶解氧偏低或偏高 二沉池出水溶解氧偏低或偏高 ⑴活性污泥在二沉池停留时间过长，污泥中好氧微生物继续消耗氧，导致二沉池出水 中溶解氧下降。对策是加大回流污泥量，缩短停留时间。 ⑵吸（刮）泥机工作状况不好，造成二沉池局部污泥不能及时回流，部分污泥在二沉 池停留时间过长，污泥中好氧微生物继续消耗氧，导致二沉池出水中溶解氧下降。对策是 及时修理吸（刮）泥机，使其恢复正常工作状态。 ⑶水温突然升高，使好氧微生物生理活动耗氧量增加、局部缺氧区厌氧微生物活动加 强，最终导致二沉池出水中溶解氧下降。对策是设法延长污水在均质调节等预处理设施中 的停留时间，充分利用调节池的容积使高温水打循环，或通过加强预曝气促进水汽蒸发来 降低温度。 ⑷曝气池进水有机负荷偏低或曝气池充氧量偏大，此时二沉池出水溶解氧过高但水质 很好，可采取从调节池多调水、提高进水负荷的办法，或采取减少运转风机台数、降低充 氧量的办法。 ⑸曝气池混合液中毒、微生物无法利用水中溶解氧也有可能造成二沉池出水溶解氧过 高。这样形成的二沉池出水溶解氧过高现象都是暂时的，随之而来就会是溶解氧迅速降低 和出水水质变差的现象。此时应查明有毒物质的来源并予以排除。 （六）二沉池出水BOD5与CODCr突然升高 二沉池出水 ⑴进入曝气池的污水水量突然加大、有机负荷突然升高或有毒有害物质浓度突然升高 等，会引起活性污泥性能降低，最终导致出水 CODCr 和 BOD5 突然升高。对策是加强污水 水质监测和充分发挥调节池的作用，使进水尽可能均衡。 ⑵曝气池管理不善（如曝气充氧量不足等） ，使活性污泥的净化功能降低，最终导致出 水 CODCr 和 BOD5 突然升高。对策是加强对曝气池的管理，及时调整各种运行参数。 ⑶二沉池管理不善（如浮渣清理不及时、刮泥机运转不正常等） ，会使二沉池沉降功能 降低，出水 CODCr 和 BOD5 突然升高。对策是加强对二沉池的管理，及时巡检，发现问题 立即整改。32（七）二沉池污泥上浮 沉池污泥上浮 二沉池污泥上浮指的是污泥在二沉池内发生酸化或反硝化导致的污泥漂浮到二沉池表 面的现象。这些漂浮上来的污泥本身不存在质量问题，其生物活性和沉降性能都很正常。 漂浮的原因主要是这些正常的污泥在二沉池内停留时间过长，由于溶解氧被逐渐消耗而发 生酸化，产生 H2S 等气体附着在污泥絮体上，使其密度减小，造成污泥的上浮。当系统的 SRT 较长，发生硝化后，进入二沉池的混合液中会含有大量的硝酸盐，污泥在二沉池中由 于缺乏足够溶解氧（DO0.5mg/L）而发生反硝化，反硝化产生的 N2 同样会附着在污泥絮 体上，使其密度减小，造成污泥的上浮。 控制污泥上浮的措施，一是及时排出剩余污泥和加大回流污泥量，不使污泥在二沉池 内的停留时间太长；二是加强曝气池末端的充氧量，提高进入二沉池的混合液中的溶解氧 含量，保证二沉池中污泥不处于厌氧或缺氧状态。对于反硝化造成的污泥上浮，还可以增 大剩余污泥的排放量，降低 SRT，通过控制硝化程度，达到控制反硝化的目的。 （八）二沉池表面出现黑色块状污泥 二沉池表面出现黑色块状污泥通常是污泥腐化所致。曝气量过小使污泥在二沉池缺氧， 或曝气池污泥生成量大而剩余污泥排放量小使污泥在二沉池的停留时间过长，或者重力排 泥时泥斗不合理、使污泥难以下滑}