普通活性污泥法

⑴入流水質(zhì)水量:BOD5:N:P=100:5:1

⑵混合液懸浮固體濃度(MLSS):包括活細(xì)胞、無(wú)活性又難降解的內(nèi)源代謝殘留物、有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，前三類有機(jī)物約占固體的成分的75﹪~85﹪。

用揮發(fā)性懸浮固體濃度(MLVSS)指標(biāo)不包括無(wú)機(jī)物，更準(zhǔn)確反映活性物質(zhì)量，但測(cè)定較麻煩。對(duì)給定的廢水，MLVSS /MLSS介于0.75~0.85之間。

⑶有機(jī)負(fù)荷:有進(jìn)水負(fù)荷和去除負(fù)荷兩種，前者指單位重量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)要保證一定的處理效果才能承受的有機(jī)物的量;后者指單位重量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)去除的有機(jī)物量。有時(shí)也用單位曝氣池容積作為基準(zhǔn)。

⑷剩余污泥排放量和污泥齡:微生物代謝有機(jī)物同時(shí)增值，剩余污泥排放量等于新凈增污泥量。用新增污泥替換原有污泥所需時(shí)間稱為泥齡θc。

⑸混合液溶解氧濃度

⑹水溫:在一定范圍內(nèi)，隨著溫度升高，生化反應(yīng)速率加快，增值速率也快;另一方面細(xì)胞組織入蛋白質(zhì)、核酸等對(duì)溫度很敏感，溫度突升并超過(guò)一定的限度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不可逆的破壞。各類微生物適應(yīng)的溫度范圍見(jiàn)下表:

表 各類微生物適應(yīng)的溫度范圍

⑺ pH值:一般好氧微生物的最適宜pH=6.5~8.05;pH<4.5時(shí)，真菌占優(yōu)勢(shì)，引起污泥膨脹;另一方面，微生物的活動(dòng)也會(huì)影響混合液的pH值。

⑻曝氣池和二沉池的水力停留時(shí)間

⑼二沉池的水力表面負(fù)荷、固體表面負(fù)荷和出水溢流堰負(fù)荷。

活性污泥法的處理效果取決于活性污泥的數(shù)量和性能。衡量活性污泥質(zhì)量的指標(biāo)主要有:

①污泥濃度;

②污泥沉降比SV;

③污泥體積指數(shù)SVI;

④活性污泥的耗氧速率;

⑤污泥的沉降速度;

⑥活性污泥的生物相;

⑦粒度和顏色等。

性能良好的活性污泥外觀呈黃褐色，粒徑0.02~0.2mm，比表面積20~100cm2/ml，含水率在99%以上，相對(duì)密度1.002~1.006，SV=15%~30%，SVI=50~150。.

生物處理的目的是去除有機(jī)物和植物性營(yíng)養(yǎng)物，以及通過(guò)生物絮凝去除膠體顆粒，同時(shí)也可以獲得能量和產(chǎn)品，主要機(jī)理是微生物代謝。

1912年，英國(guó)的Clark和Gage發(fā)現(xiàn)對(duì)污水進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間曝氣會(huì)產(chǎn)生污泥，同時(shí)水質(zhì)會(huì)得到明顯的改善。繼而Arden和Lockgtt對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了研究。

最初的曝氣試驗(yàn)是在錐形瓶中進(jìn)行的，每天試驗(yàn)結(jié)束時(shí)把瓶子倒空，第二天重新開(kāi)始。他們偶然發(fā)現(xiàn)，當(dāng)瓶子清洗不完善，瓶壁附著污泥時(shí)，處理效果反而更好。從而意識(shí)到了瓶壁留下污泥的重要性，他們把它稱為活性污泥。

隨后，他們?cè)诿刻旖Y(jié)束試驗(yàn)前，把曝氣后的污水靜止沉淀，只倒去上層凈化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用。這一方法大大縮短了污水處理的時(shí)間。

依據(jù)這一試驗(yàn)結(jié)果，1916年世界上第一個(gè)活性污泥法污水處理廠建成了。

在顯微鏡下觀察這些褐色的絮狀污泥，可以見(jiàn)到大量的細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物，它們組成了一個(gè)特有的生態(tài)系統(tǒng)。這些微生物(主要是細(xì)菌)以污水中的有機(jī)物為食料，進(jìn)行代謝和繁殖，從而降低了污水中有機(jī)物的含量。

原生動(dòng)物，如鐘蟲(chóng)等的出現(xiàn)，是水質(zhì)達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)志。

活性污泥可分為好氧活性污泥和厭氧顆粒活性污泥。

按微生物對(duì)氧的要需求，生物法可分為好氧、厭氧、缺氧3類;

按微生物的生長(zhǎng)方式分懸浮生長(zhǎng)、固著生長(zhǎng)、混合生長(zhǎng)3類;

此外，還可以按操作條件(負(fù)荷、溫度、連續(xù)性)和用途分類。

重新培養(yǎng)和馴化。

表 污泥SVI值異常原因及對(duì)策

①絲狀菌膨脹

活性污泥絮體中的絲狀菌過(guò)度繁殖，導(dǎo)致膨脹，促成條件包括進(jìn)水有機(jī)物少，F(xiàn)/M太低，微生物食料不足;進(jìn)水氮、磷不足;pH太低，不利于微生物生長(zhǎng);混合液溶解氧太低，不能滿足需要;進(jìn)水波動(dòng)太大，對(duì)微生物造成沖擊。

②非絲狀菌膨脹

菌膠團(tuán)細(xì)菌本身生理活動(dòng)異常產(chǎn)生的膨脹。

一種是由于進(jìn)水中含有大量的溶解性有機(jī)物，使污泥負(fù)荷太高，而進(jìn)水中又缺乏足夠的N、P，或者DO(溶氧)不足。細(xì)菌很快把大量有機(jī)物吸入體內(nèi)，又不能代謝分解，向外分泌出過(guò)量的多糖類物質(zhì)。這些物質(zhì)分子中含羥基而具有較強(qiáng)的親水性，使活性污泥的結(jié)合水高達(dá)400﹪(正常為100﹪左右)，呈粘性的凝膠狀，無(wú)法在二沉池分離。另一種非絲狀菌膨脹是進(jìn)水中含有較多毒物，導(dǎo)致細(xì)菌中毒，不能分泌出足夠量的粘性物質(zhì)，形不成絮體，也無(wú)法分離。

③臨時(shí)措施

臨時(shí)控制措施包括污泥助沉法(加混凝劑和助凝劑)和殺菌法。

二沉池出水異常主要表現(xiàn)在透明度降低、SS和BOD值升高、大腸菌群數(shù)增加等。原因要從二沉池本身和污泥特性兩方面分析，判明原因后采取相應(yīng)的對(duì)策。

原因:

(1)由于曝氣池中含有硝酸鹽，沉淀池中有反硝化作用，產(chǎn)生氮?dú)狻?/p>

(2)由于在曝氣池底積壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，形成厭氧作用，產(chǎn)生CH4和CO2

(3)若產(chǎn)生H2S，活性污泥便變黑，并發(fā)生臭味。

通常曝氣池的設(shè)計(jì)不當(dāng)，回流縫易于被活性污泥堵塞，才發(fā)生這種現(xiàn)象。上述幾種污泥上浮現(xiàn)象和活性污泥的性質(zhì)無(wú)關(guān)，只團(tuán)污泥中產(chǎn)生氣泡，使污泥密度低于水，因此污泥上浮不應(yīng)與污泥膨脹混為一談。

真正的污泥膨脹可分成"菌膠團(tuán)膨脹"和"絲狀菌膨脹"二類。

菌膠團(tuán)膨脹

菌膠團(tuán)膨脹的污泥片中含有大量的結(jié)合水，正常的活性污泥含有90%的結(jié)合水，但SVI=400的活性污泥，含有380%的結(jié)合水，顯微鏡觀察這種污泥，可見(jiàn)污泥片疏松，表面增大。

絲狀菌膨脹

絲狀菌膨脹的污泥在量皿中沉淀得很慢，SVI大于100，有時(shí)甚至大到2000以上，上清液很清潔，膨脹的污泥有時(shí)發(fā)生甜或水果香。

絲狀菌膨脹的污泥片和正常的活性污泥相似，只不過(guò)從污泥團(tuán)塊中伸出很多長(zhǎng)的絲狀菌，有時(shí)污泥片幾乎全由絲狀菌組成。絲的直徑約1微米，不分枝。

這種絲狀菌大多屬球衣細(xì)菌。球衣細(xì)菌可在各種簡(jiǎn)單的，可溶性的底質(zhì)中生長(zhǎng)繁殖，但在復(fù)雜的碳水化合物，脂肪和蛋白質(zhì)中卻生長(zhǎng)很慢，它們可利用氨或硝酸鹽作為氮源，但需維生素B12或給它蛋氨酸的營(yíng)養(yǎng)。

球衣細(xì)菌是否可在厭氧的條件下生長(zhǎng)，尚存疑問(wèn)，但有人發(fā)現(xiàn)它們可在DO低于0.1mg/l的條件下生長(zhǎng)，它們生長(zhǎng)的最適pH為5.8~8.1。最適溫度為30℃.在15℃以下便不能生長(zhǎng)，因此它不是活性污泥低溫解體的原因。

從上述這些資料可以知道，引起絲狀菌膨脹的原因似乎是簡(jiǎn)單的可溶性的有機(jī)化合物。它們易于被子絲狀菌同化。所以有利于絲狀菌的生長(zhǎng)而復(fù)雜的可溶性化合物，它們必須在水解以后才能被同化的這些化合物有利于活性污泥微生物的生長(zhǎng)，而且不論是哪一種底物，如果負(fù)荷太高都會(huì)引起絲狀菌膨脹。

組成廢水的各種成份，由于比例失調(diào)，也可引起污泥膨脹，如廢水中c/n比失調(diào)，若由于碳水化合物的含量過(guò)高，可適當(dāng)?shù)耐都幽蛩兀妓徜@或氯化銨。如系統(tǒng)進(jìn)水濃度太高，可減低進(jìn)水量。

其它如廢水中含有大量的有機(jī)物或石油，以及含有大量的腐敗物質(zhì)都可以引起膨脹。在曝氣池中過(guò)多或過(guò)少的充氧。或攪動(dòng)不充分，短流混凝土合液中固體的含量過(guò)低或過(guò)高，都可引起膨脹。

(1)曝氣池首端有機(jī)污染物負(fù)荷高，好氧速度也高，為了避免由于缺氧形成厭氧狀態(tài)，進(jìn)水有機(jī)物負(fù)荷不宜過(guò)高。為達(dá)到一定的去污能力，需要曝氣池容積大，占用的土地較多，基建費(fèi)用高;

(2)好氧速度沿池長(zhǎng)是變化的，而供氧速度難于與其相吻合、適應(yīng)，在池前段可能出現(xiàn)好氧速度高于供氧速度的現(xiàn)象，池后段又可能出現(xiàn)溶解氧過(guò)剩的現(xiàn)象，對(duì)此，采用漸減供氧方式，可一定程度上解決這些問(wèn)題;

(3)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較低，運(yùn)行效果易受水質(zhì)、水量變化的影響。

液流有回流的推流式。初次沉淀后的廢水與二沉池回流的活性污泥混合后進(jìn)入曝氣池，大約曝氣6小時(shí)，進(jìn)水與回流污泥通過(guò)擴(kuò)散曝氣或機(jī)械曝氣作用進(jìn)行混合。流動(dòng)過(guò)程中，有機(jī)物經(jīng)過(guò)吸附、絮凝和氧化作用等作用被去除。一般地，從曝氣池流出的混合液在二沉池沉淀后，沉淀池內(nèi)的活性污泥以進(jìn)水量的25~50%返回曝氣池(即污泥回流比為25~50%)。這種方法常用于低濃度生活污水處理，對(duì)沖擊負(fù)荷很敏感。生化需氧量(BOD5)的去除率達(dá)85~95%。

有機(jī)污染物在曝氣池內(nèi)的降解，經(jīng)歷了第一階段的吸附和第二階段代謝的完整過(guò)程，活性污泥也經(jīng)歷了一個(gè)從池端的對(duì)數(shù)增長(zhǎng)，經(jīng)減速增長(zhǎng)到池末端的內(nèi)源呼吸期的完全生長(zhǎng)周期。

①一次性投資比傳統(tǒng)方法低1/4;②占用面積為常規(guī)工藝的1/10~1/5，運(yùn)行費(fèi)低1/5;③進(jìn)水要求懸浮物50~60mg/L，最好與一級(jí)強(qiáng)化處理相結(jié)合，如采用水解酸化池;④填料多為頁(yè)巖陶粒，直徑5mm，層高1.5~2m;⑤水往下、氣往上的逆向流可不設(shè)二沉池。

曝氣生物濾池與普通活性污泥法相比，具有有機(jī)負(fù)荷高、占地面積小(是普通活性污泥法的1/3)、投資少(節(jié)約30%)、不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，但它對(duì)進(jìn)水SS要求較嚴(yán)(一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L)，因此對(duì)進(jìn)水需要進(jìn)行預(yù)處理。同時(shí)，它的反沖洗水量、水頭損失都較大。

曝氣生物濾池作為集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池)，具有容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好:運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用少的特點(diǎn)。