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1、,生化系统关键运行指标及其意义邓俊平湖南省环境保护城镇生活垃圾处理处置工程技术中心,生物处理法,生物处理法,好氧生物处理,厌氧生物处理,自然生物处理,好氧生物处理,活性污泥法,生物膜法,保证无氧环境,稳定塘,必须有氧气的供应，适应广泛,活性污泥法的历史,1912年-1913年英国人发明，1914年由Ardern和Lockett在英国曼彻斯特建成试验厂，1916年美国正式建立了第一座活性污泥法污水处理厂。在90余年的历史中，随着在实际生产上的广泛应用和技术上的不断革新改进，特别是近几十年来在对其生物反应和净化机理进行深入研究探讨的基础上，活性污泥法在生物学、反应动力学的理论方面以及在工艺方面都得
2、到了长足的发展，出现了多种能够适应各种条件的工艺流程。 目前，活性污泥法是生活污水、城市污水以及有机性工业废水处理中最常用的工艺。,传统氧化沟、改良式氧化沟,A/O、A2O,SBR、CASS,MBR,活性污泥工艺,活性污泥法的基本原理,活性污泥法的基本概念和工艺流程,活性污泥,向污水中注入空气进行曝气, 并持续一段时间后,污水中即生成一种絮凝体,这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成,它易于沉淀分离,并使污水得到澄清,这就是“活性污泥”.,活性污泥法,利用污水中的有机物为基质,在DO存在的条件下,经过混合的微生物群的连续培养后经凝聚、吸附、氧化、沉淀等作用使污水净化的一种方法。,活性污泥
3、法的基本工艺流程,运行条件,良好的活性污泥,充足的氧,回流污泥以保证曝气池内有足够的活性污泥，排放剩余污泥以保证系统的正常运行,微生物理论代谢过程,微生物成长曲线图(批次式),停滞期,对数增殖期,平衡期,衰减增殖期,內呼吸期,Time,Number of cycle calls,BACTERIAL GROWTH IN A BATCH SYSTEM,活性污泥关键参数,污泥沉降比SV%指曝气池混合液经30min沉降后，污泥体积与混合液体积之比 （1）可控制剩余污泥的排放 （2）及时反映污泥膨胀现象，以便采取措施进行治理。污泥指数SVI指曝气池混合液经30min沉降后，1g干污泥所占的体积。单位ml
4、/g （1）反映污泥性能 （2) 反映污泥膨胀现象 SV*10000SVT= MLSS,用途,用途,SVI值一般介于50-150之间。若过低则说明污泥细小，无机物含量高，缺乏活性；若SVI高于200，则说明污泥沉降性能不高，且有可能以发生污泥膨胀,BOD污泥负荷率F/M比,QSa F / M= kg BOD5 / (kgMLSS d) XV = 污水流量 m/ d =进水BOD量 mg/l =反应器（曝气池)容积 m =MLSS mg/l 通常城市污水生化系统的F/M比为0.1-0.3 kg BOD5 / (kgMLSS d)， 垃圾渗滤液处理生化系统的F/M可能低至0.05-0.1 kg B
5、OD5 / (kgMLSS d)。,Q,V,Sa,x,定义：单位重量的污泥在单位时间内所能承受的有机物的量,BOD污泥负荷的技术经济意义,采用较高的BOD污泥负荷率，将加快有机物的降解 速率与活性污泥增长率，降低曝气池的容积，在经济上比较适宜，但处理水水质未必能够达到预定的要 求。采用较低的BOD污泥负荷率，有机物的降解速率和 活性污泥的增长速率，都将降低，曝气池的容积加大， 基建费用有所增高但处理水的水质可提高。,污泥龄SRT,指在反应系统内，微生物从其生成到排出系统的平均停留时间，也就是反应 系统内的微生物全部更新一次所需要的时间。从工程上来说在稳定条件下就是曝气 池内活性污泥总量与每日排
6、放的剩余污泥量之比。 V*X 式中：SRT污泥龄（生物固体停留时间）时间d SRT= 24*XR*QR V 反应器内容积，即曝气池容积 m X反应器内活性污泥浓度 mg/l XR反应器内回流污泥浓度，即排放剩余浓度 mg/l QR 剩余污泥排泥流量 m/hSRT：传统的污泥龄为4-12天，MBR和氧化沟工艺的污泥龄可能会为15-25天 视运行负荷而定。,SRT污泥龄的意义,污泥龄是活性污泥法处理系统设计和运行的重 要参数，它能够说明活性污泥微生物的状况，世 代时间长于污泥龄的微生物在曝气池内不可能繁 衍成优势种属，如硝化菌在20时，其世代时间 为3d，当污泥龄3d时，硝化菌就不可能在曝气 池内
7、大量增殖，不能成为优势种属，不能在曝气 池内进行硝化反应。,SOUR活性污泥的比好氧速率,SOUR是指单位质量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量，其单位为mgO2 /gMLVSS*h. 例如：SOUR的数值与DO浓度、底物浓度、污泥龄及其污水中有机物的生物氧化难易程度等许多因素有关。SOUR在运行管理中的重要作用在于指示入流污水是否有太多的难降解物质，以及活性污泥是否中毒。活性污泥的SOUR正常范围一般为 315 mgO2/(gMLVSSh)。 DOUR*60*1000SOUR= MLVSS,活性污泥控制参数,活性污泥控制参数,活性污泥控制参数,G,H,活性污泥控制参数,I,活性污泥操作
8、要点,活性污泥系统运行中的异常现象,活性污泥法处理系统 在运行过程中，有时会出 现种种异常情况，处理效 果降低，污泥流失。下面 将在运行中可能出现的几 种主要的异常现象和采取 的相应措施加以简要阐述。,异常现象,污泥膨胀,污泥腐败,污泥上浮,泡沫问题,异常生物相,污泥解体,污泥膨胀,污泥变质, 含水率上升,上清液减少,体积膨胀,不易沉降。这种现象称污泥膨胀。,污泥膨胀的危害,随着污泥膨胀的发生，污泥的沉降性能发生 恶化，不能在二沉池内进行正常的泥水分离，澄 清液稀少(但较清澈)，污泥容易随出水流失。发 生污泥膨胀以后，流失的污泥会使出水SS超标， 如不立即采取控制措施，污泥继续流失会使曝气 池
9、的微生物量锐减，不能满足分解污染物的需要， 从而最终导致出水水质恶化。,活性污泥的SVI值在80-120左右时，其沉降性能最佳，当SVI值超过200时，预示着活性污泥即将或已经处于膨胀状态，应立即予以重视。,污泥解体,定义,诱发原因,解决措施,当活性污泥处理系统的处理水质浑浊，污泥絮体微细化，处理效果变坏等则为污泥解体现象。,活性污泥处理系统运行不当或污水中混入有毒物质都可能引发污泥解体。如曝气过量，致使活性污泥微生物的营养平衡遭到破坏，微生物量减少并失去活性，吸附能力降低，絮体缩小，一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥，处理水质浑浊，SVI值降低等。当污水中存在有毒物质时，微生物会受到抑制或伤害
10、，使污泥失去活性而解体，其净化功能下降或完全停止。,发生污泥解体后，应对进水量、回流污泥量、曝气量和排泥状态以及SV、MLSS、DO、污泥负荷等多项指标进行检查，确定发生的原因，加以调整，当确定是污水中混入有毒物质时，应考虑这是新的工业废水混入的结果需查明来源进行局部处理。,污泥腐败,定义,诱发原因,解决措施,污泥腐败是二沉池污泥长期滞留而厌氧发酵产生H2S、CH4等气体，致使大块污泥上浮。污泥腐败上浮与污泥脱氮上浮不同，腐化的污泥颜色变黑，并伴有恶臭。,二沉池泥斗构造不合理，污泥难下滑或刮泥设备有故障，使污泥长期滞留沉积在死角容易引起污泥腐败。,可通过加大二沉池池底坡度或改进池底刮泥设备，不
11、使污泥滞留于池底；清除死角，加强排泥；安设不使污泥外溢的浮渣清除设备等可减少该问题的发生。,污泥上浮,产生机理,解决措施,污泥(脱氮)上浮是由于曝气池内污泥泥龄过长，硝化进程较高但却没有很好的反硝化，因而污泥在二沉池底部产生反硝化，硝酸盐成为电子受体被还原，产生的氮气附于污泥上，从而使污泥比重降低，整块上浮。另外，曝气池内曝气过度，使污泥搅拌过于激烈，生成大量小气泡附聚于絮凝体上，或流入大量脂肪和油类时。也可能引起污泥上浮。,增加污泥回流量或及时排除剩余污泥，在脱氮之前将污泥排除，或降低混合液污泥浓度，缩短污泥龄和降低溶解氧等；使之不进行到硝化阶段，加强反硝化功能都可减少该问题的发生。,泡沫问
12、题,泡沫是活性污泥法处理厂运行中常见的现象。泡沫可在曝气池上堆积很高，并进入二沉池随水流走，产生一系 列卫生问题。,生物泡沫,生物 泡沫 多呈 褐色,生物泡沫处理比较困难，有的处理厂曾尝试用加氯、增大排泥、降低SRT等方法但均不能从根本上解决问题。因此，对生物泡沫要以预防为主。,处理方法,生物泡沫在冬天能结冰，清理起来异常困难。夏天生物泡沫会随风飘荡，产生不良气味。预防医学还认为产生生物泡沫的诺卡氏菌极有可能为人类的病原菌。如果采用表曝设备，生物泡沫还能阻止正常的曝气充氧，使曝气池混合液中的溶解氧浓度降低。生物泡沫还能随排泥进入泥区，干扰浓缩池及消化池的运行。,危害,化学泡沫,化学泡沫多呈乳白
13、色,化学泡沫处理较容易，可以喷水消泡或投加消泡剂等。此外，用风机机械消泡，也是有效措施。,处理方法,化学泡沫由污水中的洗涤剂以及一些工业用表面活性 物质在曝气的搅拌和吹脱作用下形成。,异常生物相,在工艺控制不当或入流水质水量突变时，会造成生物相异常。在正常运行的传统活性污泥工艺系统中，存在的微型动物绝大部分为钟虫。认真观察钟虫数量及生物特征的变化，可以有效地预测活性污泥的状态及发展趋势。,DO过高或过低,水中含有难降解物质或有毒物质,进水的PH发生突变,最后需要强调的是，生物相观察只是一种定性方法，缺乏严密性，运行中只能作为理化方法的一种补充手段，而不可作为唯一的工艺监测方式。,在正常运行的活
14、性污泥中，还存在一定量的轮虫。其生理特征及数量的变化也具有一定的指示作用。 例如，当轮虫缩入甲被内时，则指示进水pH发生突变，当轮虫数量剧增时，则指示污泥老化，结构松散并解体。,废水中氮的循环,硝化反应去除氨氮,关键环境因素：1、PH值实现硝化作用的最佳 pH 值为 7.0-8.5。2、溶解氧实现充分硝化作用的理论需氧量为 4.57 mgO2/mg氮。为了保证硝化作用 的充分进行，建议DO2.0mg/l。3、毒性接触特定有机和无机化合物，可导致快速抑制作用。即使是间歇性的接触，仍可能导致硝化作用瓦解。毒性物质：氰化物、苯酚、氯代烃类、胺类、油、表面活性剂等,硝化反应去除氨氮,4、碱度硝酸根转化
15、为亚硝酸根的反应会产生亚硝酸，亚硝酸会消耗碱度并可降低 pH 值。必须达到足够的碱度，以避免 pH 冲击。 理论碱度需求为7.14mg/mg氮 5、温度在 15C-30C 的温度范围内很容易发生硝化作用。当温度降至 15C 以下 时，硝化作用会受到抑制并经常会失败。,反硝化反应去除总氮,关键环境因素：1、PH值 6.5-7.5在酸性状态下，脱氮菌将受到抑制，而反硝化作用会产生碱度，会导致PH值的上升，当PH值5时，脱硝作用几乎不进行，而pH值7.3时，脱硝作用之主要产物为N2O。2、温度 25 -403、溶解氧 0.3-0.5mg/l在有溶解氧的情况下，反硝化反应不易进行，且溶解氧在0.5mg/l以上时，反硝化反应几乎完全停止。4、C/N3有机碳源作为脱氮菌的能量来源。,
