普通活性污泥法工藝特征

有機污染物在曝氣池內(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程，活性污泥也經(jīng)歷了一個從池端的對數(shù)增長，經(jīng)減速增長到池末端的內(nèi)源呼吸期的完全生長周期。

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):包括活細胞、無活性又難降解的內(nèi)源代謝殘留物、有機物和無機物，前三類有機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)不包括無機物，更準(zhǔn)確反映活性物質(zhì)量，但測定較麻煩。對給定的廢水，MLVSS /MLSS介于0.75~0.85之間。

⑶有機負荷:有進水負荷和去除負荷兩種，前者指單位重量的活性污泥在單位時間內(nèi)要保證一定的處理效果才能承受的有機物的量;后者指單位重量的活性污泥在單位時間內(nèi)去除的有機物量。有時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:微生物代謝有機物同時增值，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;另一方面細胞組織入蛋白質(zhì)、核酸等對溫度很敏感，溫度突升并超過一定的限度時，會產(chǎn)生不可逆的破壞。各類微生物適應(yīng)的溫度范圍見下表:

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，真菌占優(yōu)勢，引起污泥膨脹;另一方面，微生物的活動也會影響混合液的pH值。

⑻曝氣池和二沉池的水力停留時間

⑼二沉池的水力表面負荷、固體表面負荷和出水溢流堰負荷。

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，相對密度1.002~1.006，SV=15%~30%，SVI=50~150。.

按微生物對氧的要需求，生物法可分為好氧、厭氧、缺氧3類;

按微生物的生長方式分懸浮生長、固著生長、混合生長3類;

此外，還可以按操作條件(負荷、溫度、連續(xù)性)和用途分類。

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入曝氣池，大約曝氣6小時，進水與回流污泥通過擴散曝氣或機械曝氣作用進行混合。流動過程中，有機物經(jīng)過吸附、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，對沖擊負荷很敏感。生化需氧量(BOD5)的去除率達85~95%。

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

1912年，英國的Clark和Gage發(fā)現(xiàn)對污水進行長時間曝氣會產(chǎn)生污泥，同時水質(zhì)會得到明顯的改善。繼而Arden和Lockgtt對這一現(xiàn)象進行了研究。

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

隨后，他們在每天結(jié)束試驗前，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間。

依據(jù)這一試驗結(jié)果，1916年世界上第一個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，可以見到大量的細菌、真菌、原生動物和后生動物，它們組成了一個特有的生態(tài)系統(tǒng)。這些微生物(主要是細菌)以污水中的有機物為食料，進行代謝和繁殖，從而降低了污水中有機物的含量。

原生動物，如鐘蟲等的出現(xiàn)，是水質(zhì)達到一定標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)志。

活性污泥可分為好氧活性污泥和厭氧顆?；钚晕勰?。

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

(2)好氧速度沿池長是變化的，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)溶解氧過剩的現(xiàn)象，對此，采用漸減供氧方式，可一定程度上解決這些問題;

(3)對進水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較低，運行效果易受水質(zhì)、水量變化的影響。

重新培養(yǎng)和馴化。

表 污泥SVI值異常原因及對策

①絲狀菌膨脹

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

②非絲狀菌膨脹

菌膠團細菌本身生理活動異常產(chǎn)生的膨脹。

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

③臨時措施

臨時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)生氮氣。

(2)由于在曝氣池底積壓時間過長，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)無關(guān)，只團污泥中產(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"菌膠團膨脹"和"絲狀菌膨脹"二類。

菌膠團膨脹

菌膠團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，有時甚至大到2000以上，上清液很清潔，膨脹的污泥有時發(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，只不過從污泥團塊中伸出很多長的絲狀菌，有時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菌。球衣細菌可在各種簡單的，可溶性的底質(zhì)中生長繁殖，但在復(fù)雜的碳水化合物，脂肪和蛋白質(zhì)中卻生長很慢，它們可利用氨或硝酸鹽作為氮源，但需維生素B12或給它蛋氨酸的營養(yǎng)。

球衣細菌是否可在厭氧的條件下生長，尚存疑問，但有人發(fā)現(xiàn)它們可在DO低于0.1mg/l的條件下生長，它們生長的最適pH為5.8~8.1。最適溫度為30℃.在15℃以下便不能生長，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單的可溶性的有機化合物。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，而且不論是哪一種底物，如果負荷太高都會引起絲狀菌膨脹。

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高，可適當(dāng)?shù)耐都幽蛩兀妓徜@或氯化銨。如系統(tǒng)進水濃度太高，可減低進水量。

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

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，運行費低1/5;③進水要求懸浮物50~60mg/L，最好與一級強化處理相結(jié)合，如采用水解酸化池;④填料多為頁巖陶粒，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，具有有機負荷高、占地面積小(是普通活性污泥法的1/3)、投資少(節(jié)約30%)、不會產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點，但它對進水SS要求較嚴(一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L)，因此對進水需要進行預(yù)處理。同時，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)，具有容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好:運行能耗低，運行費用少的特點。