污水处理运行培训

1、第一章安全生产教育 0第二章污水处理知识 0第一节污水知识0第二节污染物2第三节生物处理2第三章运行管理 9第一节 污水处理-活性污泥法-SV30-MLSS9第二节生物脱氮基本原理11第三节 污泥上浮-活性污泥上浮的主要因素 16第四节生物泡沫20第五节污泥膨胀24第四章设备维护保养 25第一节设备的使用与维护概论25第二节单体设备维护保养细则29第五章电气管理 33第一节电气常识33第二节电气知识36第三节电力电容的维护与运行管理47第四节节约用电49第五节安全用电51第一章安全生产教育安全生产教育是指向企业全体有关人员进行的安全思想、安全技能、安全知 识的宣传、教育和训练。加强安全教育是十

2、分重要而艰巨的任务，其重要意义：有利于提高职工安全知识水平和实际操作技能。有利于动员职工参与安全管理。有利于提高职工“安全第一”的思想。1. 安全生产制度安全生产教育制安全生产检查制安全生产责任制伤亡事故报告处理防火防爆制度各种安全操作规程2. 安全生产防毒气安全用电防溺水和防高空坠落防雷防火防爆化验室安全知识第二章污水处理知识第一节污水知识污水是指在生产和生活活动中排放的水的总称。生活污水是人类日常生活中使用过的水，包厕所、厨房、浴室、洗衣房等处排 出的水；来自住宅区、公共场所、机关、学校、医院、商店以及工厂生活间的生 活污水含有较多的有机物，如蛋白质、动植物脂肪，碳水化合物和氨氮等；还含

3、有肥皂盒洗涤剂以及病原微生物、寄生虫卵等。工业废水是在工业生产过程中被使用过，为工业物料所污染，且污染物已无回收价值，在质量上已不符合生产工艺的需要，必须从生产系统中排出的水。城市污水是指排入城市管道中的生活污水和城镇生活区的工业废水等，实际上是混合污水。1、城市污水的来源及性质（1）城市污水是通过下水管道所收集到的所有排水，是排入下水管道系统的 各种生活污水、工业废水和城市降雨径流的混合水。 生活污水是人们日常生活中排出的水。 工业废水是生产过程中排出的废水、包括生产工艺废水、循环冷却水、冲洗废水以及综合废水。 降雨径流是由降水或冰雪融化形成的。（2）城市污水的性质 物理性质：颜色、气味、水

4、温等指标。 化学指标：pH BOD、COD、溶解固体（DS和悬浮固体（SS）、TN NH-N、 TP、重金属含量等。TN=f机氮（蛋白性氮、非蛋白性氮）+无机氮（NH-N、NON、 NO-N） 生物指标：细菌、总大肠杆菌（生活、医院污水）。污水处理：就是指采用各种技术和手段，将污水中所含的污染物质分离去除、回收利用或将其转化为无害物质，使水得到净化。污水处理分类：1 .按照技术原理分：物理处理法、化学处理法、生物处理法。 物理法：沉淀、过滤、分离、气浮。 化学法：中和、混凝、氧化还原、吸附、离子交换。 生物法：活性污泥（利用微生物的作用来去除污水中溶解的和胶体状态 的有机物的方法）和生物膜法。

5、2. 按照处理程度分：一级处理、二级处理、三级处理（深度处理） 。 一级处理：去除污水中影响二级生物处理正常运转的杂物过程；主要包括去除污水中的漂浮物及悬浮状态的污染物，调整pH值和其他家禽污水腐化程度及后续处理工艺负荷的过程。 二级处理：主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，使出水 的有机污染物质含量达到排放标准的要。主要使用微生物处理法-活性污泥法和生物膜法。第二节污染物污染物种类：1、按存在形态废水中污染物可分为：漂浮物、悬浮固体、胶体、低分子有机物、无机离子、溶解性气体、微生物等。2、按危害特征可分为：漂浮物、悬浮固体、石油类、好氧有机物、难降解有 机物，重金属、植物营养物质、

6、酸碱物质、反射性污染物、病原体、热污 染等。好氧有机物主要有腐殖酸、蛋白质、脂类、糖类、氨基酸等有机化合物。这 些物质以悬浮或溶解状态存在于废水中， 在微生物的作用下可以分解为简单的CO等无机物。这些无机物在天然水体中分解需要消耗水中的溶解氧。难降解有机物 指不能被驯化的活性污泥所降解，而经过一定时间驯化后能在某种程度上降解的有机物。主要有有机氯化物、有机磷农药、有机金属化合物、 芳香族为代表的多环及其他长链有机化合物。第三节生物处理（一）生物处理就是利用微生物分解氧化有机物的这功能。并采取一定的人 工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高其分 解氧化有机物的效率的一

7、种废水处理方法。所有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：一是液相中溢出的气体，二是 变成剩余生物污泥。在生物反应中，微生物代谢有机污染物并利用代谢过程中所 获得的能量来供细胞繁殖和维持生命活动的需要。好氧条件下，微生物将有机物 中的一部分碳元素转化为 CQ,厌氧条件下，则将其转化为CH4和CQ然后这些 气体从液相中分离出来，同时微生物得到增殖，增殖的絮凝细菌细胞成为剩余污 泥。生物处理法：好氧生物处理法、缺氧生物处理法、厌氧生物处理法。微生物生长方式：悬浮生长，固着生长、混合生长。（二）影响微生物的因素：1）负荷2 ）温度好

8、氧微生物15-30 C,厌氧微生物35-55 C。3 ） pH值 好氧微生物pH值6.8-8.5，厌氧微生物6.8-7.24 ）含氧量5 ）营养平衡 废水中的各种营养物质不平衡，会影响微生物的活性，影响 处理效果6 ）有毒物质（三）活性污泥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。绒粒的直径一般为 0.02-0.2mm，含水率一般为 99.2-99.8%。成熟的活性污泥具有很好的絮凝沉淀性能，其中含有大量的菌胶团和纤毛虫原生动物，如钟虫、盖纤虫、累枝虫等，并可使BOD的去除率达到90%右。正常生长的活性污泥呈茶褐色，菌胶团絮体发育良好，个体大小适宜，稍具泥土味。菌胶团：（1）微生物领

9、域-将动物胶菌形成的细菌团块成为菌胶团。（2）将所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性细菌相互凝聚成的菌 胶团块称为菌胶团。活性污泥处理技术是利用设施、设备和工艺技术将污水中所含有的污染物分离出来，将有害物质转化为无害的、稳定的物质，从而使污水得到净化。（四）、污水处理工艺1 、活性污泥工艺原理：向生活污水中不断注入空气，维持水中有足够的溶解氧，经过一 段时间后，污水即生成一种絮凝体，这种絮凝体是由大量繁殖的微生物构成的，易于沉淀分离，使污水得到澄清，这就是“活性污泥”。活性污泥法就是以悬浮生长在水中的活性污泥为主体，在微生物生长有利的 环境条件下和污水充分接触，使污水净化的一种方法，它的主要构筑

10、物有曝气池 和二沉池。2、工艺流程：曝气系统+二沉池+回流系统+剩余污泥排放系统 曝气池是由微生物组成的活性污泥与污水中的有机污染物质充分混合接 触，进而将其吸收并分解的场所，是活性污泥工艺的核心。 曝气系统的作用是向曝气池中供给微生物增长极分解有机物所必需的氧 气，并起混合搅拌的作用，使活性污泥与有机污染物质充分接触。 二沉池的作用是使活性污泥与处理完的污水分离，并使污泥得到一定程度的浓缩。 回流污泥系统：把二沉池沉淀下来的绝大部分活性污泥再回流到曝气池，以保证曝气池有足够的微生物浓度。 剩余污泥排放系统：随着有机污染物质被分解， 曝气池每天都净增一部分活性污泥，这部分活性污泥称为剩余活性污

11、泥，通过剩余活性污泥排放系统排出。3、工艺参数 入流水质水量Q 回流污泥量Qr是从二沉池补充到氧化沟的污泥量，回流比R是回流污泥量Qr与入流污泥量Q之比。 悬浮固体MLSS是指混合液中悬浮固体的浓度，近似表示曝气池内活性微 生物浓度；挥发性悬浮固体MLVSSi于不包含无机质，它能较好的反映活 性污泥微生物的数量。回流污泥悬浮固体RSS 回流污泥飞发性固体RVSS 有机负荷F/M是指单位质量的活性污泥，在单位时间内要保证一定的处理效果，所能承受的有机污染物量，单位为kgB0D5/( kgMLVSS d), 一般为 0.2 0.4a. F/M较大时，由于有机污染物较充足， 活性污泥中的微生物增长速

12、 度较快，有机污染物被除去的速率也较快，但此时的活性污泥的沉降性能可能较差。b. F/M较小时，由于有机污染物不太充足， 微生物增长速率也较慢或 基本不增长，甚至可能减少，此时有机物被去除的速率也必然较慢，但此时活性污泥沉降性能往往较好。 溶解氧浓度 剩余活性污泥的排放量 Qw污泥龄STR 水力停留时间Ta 二沉池水力表面负荷 qs m3/ (m2 - h)二Q/Ac固体表面负荷 q s kg/(m .h)=(Q+Q J,MLSS/As出水堰流负荷m3/ (vm h) 二沉池的泥位Ls污泥层厚度Hs Hs不应超过1/3Ls4、生物脱氮(1) 生物脱氮氮的几种形式：有机氮、氨氮、亚硝态氮和硝态氮

13、。氮含量的指标：总氮(TN)、总凯氏氮(TKN、氨氮(NH-N)、硝酸盐氮(NQ-N)、 亚硝酸盐氮(NO-N)TKN=有机氮 + NH3-NTN= 有机氮+无机氮=TKN+ NQ N+ NQ N脱氮的过程即是各种形态的氮转化为氨气从水中脱除的过程。(2) 生物脱氮原理 氨化作用：生物氨化是指微生物江有机氮转化为氨氮的过程。一般的异养微生物都能进行高效的氨化作用，即在细菌分泌的水解酶的催化作用下,有机氮化合物水解断幵肽键，脱除羧基和氨基形成氮。 硝化作用：生物硝化作用是指利用化能自养微生物将氨氮氧化成硝酸盐的 一种生化反应过程。硝化作用由两类化能自养细菌参与，亚硝化单胞菌首先将氨氮NH3-N氧

14、化成亚硝酸盐N02-N,硝化杆菌再将亚硝酸盐 N02-N 氧化成稳定状态的硝酸盐 NO No反应式：反硝化菌2 NH/+1. N2+HO+2 0H反硝化菌2 NO2+0.5 ON2+4 H2O+2 OH(3) 生物硝化过程中的主要影响因素 温度5-35 C硝化菌能正常的生理代谢活动，温度升高，活性增加，30C左右活性最大。5C停止活动，硝化系统运行管理中，水温15C硝化速率明显下降。在冬季，为保证一定的硝化效果，采用增大污泥龄SRT来应对低温对硝化的影响。 pH值：pH值在8-9范围内，活动最强，当 pH9.5时受到抑 制, pH2.0mg/L时，每克NH3-N转化NON需要4.57g的 BO

15、D5/TKN比值：BOD5/TKN越大，硝化速率 NR越小；BOD5/TKN1小，硝 化速率NR越大，城市污水 BOD5/TKN大约为5-6，活性污泥中硝化细菌 的比例约为5%o如果BOD5/TKN变小时，由于硝化细菌比例增大，部分细菌会脱离污泥絮体而处于游离状态，不易于沉淀，导致出水浑浊。 有毒物质。(4) 生物反硝化过程的影响因素 温度 温度越高，硝化速率越高，当低于15C时反硝化速率将明显降低，低于5C时反硝化趋于停止。在冬季要保证脱氮效果，就必须增大污泥龄，提高污泥浓度。 pH值pH在6-9范围内均能正常代谢。当pH7.3时，反硝化最终产物 Nbo BOD5/TKN 当BOD/TKN2

16、.86时有机物即可满足需要。最高控制在BODTKN4.0,最好在5.7以上，否则应外增碳源补充有机物的不足。常用工业用甲醇，因为甲醇是一种不含氮的有机物，正常浓度对细菌没有 抑制。 缺氧段DO缺氧段溶解氧小于0.5mg/L o5、生物除磷污水中的磷主要来自粪便、洗涤剂、农药、含磷工业废水等。主要以磷酸盐 （HPO-、hp6-、PO3-），聚磷酸盐和有机磷的形式存在。生物除磷就是利用细菌、藻类等微生物在某种特定条件下，在它们体内的细 胞内积储大大超过合成细胞所需的磷，并在厌氧条件下又释放出来的原理。通过 对微生物的这种过剩摄取磷的控制，排除系统中的剩余污泥，达到生物除磷的目 的。（1）厌氧阶段：

17、使含磷化合物呈溶解性磷，聚磷菌释放积储磷酸盐。（2） 好氧阶段：聚磷菌大量吸收积储溶解性磷化物中的磷，化合成TAP与聚 磷酸盐。聚磷菌是好氧菌，它在活性污泥中是优势菌种。但是在厌氧环境中将聚磷菌 水解，由于他在利用基质的竞争中比其它好氧菌占优势，从而利于它的大量繁殖，经过厌氧与好氧的交替，进行释磷和吸磷的过程。出水在沉淀池与活性污泥分离， 从而通过排除富磷污泥达到除磷。（五）缺氧好养（A/O）生物脱氮工艺1. 工艺流程：污水t缺氧池t好氧池t沉淀池t出水在反硝化缺氧区中，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮(NO N)还原成Nb,达到脱氮的目的。然后 在

18、后续的好好氧区中进行有机物的生物氧化，有机氮的氨化和氨氮的硝化等生化 反应，后设沉淀池，部分沉淀污泥回流到缺氧区，以提供充足的微生物，同时还 将好氧区内混合液回流至缺氧区，以保证缺氧区有足够的硝酸盐。主要特点：(1) 流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统。(2) 反硝化池不需要外加碳源，降低运行费用。(3) 好氧区在缺氧区之后，可以使反硝化残留的有机物得到进一步的去除， 提咼出水水质。(4) 缺氧区在前，污水中的有机碳被氮硝化菌所利用，可减轻好氧区的有 机负荷，同时缺氧区中进行的反硝化产生的碱度可以补偿好氧区中进行 的硝化反应对碱度的需求。缺点：脱氮效果不高，若沉淀池运行不当，易在沉淀池内

19、发生反硝化反应， 造成污泥上浮，水质恶化。2. a7o生物脱氮的主要参数及影响(1) F/M和SRT污泥负荷要低，污泥龄要长。(2) 回流比R:回流比升高，脱氮效果也提高。但是混合液R太高，工艺过程动力消耗太大，运行费用高，一般设计100%回流。(3) 水力停留时间：要达到70-80%的脱氮率，硝化反应水力不应小于 6h，反 硝化2h之内即可，硝化：反硝化=3:1。(4) 溶解氧 好氧区2.0mg/L,缺氧区低于0.5mg/L，厌氧区低于0.2mg/L。(5) pH值(6) 温度(7) BOID和 BOD(NOx-N)第三章运行管理第一节 污水处理-活性污泥法-SV30-MLSS利用活性污泥法

20、处理污水，主要是通过活性污泥微生物，在有氧的情况下, 将有机物合成新的细胞物质或将其分解代谢，然后再经过由合成细胞形成的菌体 有机物的絮凝、沉淀、分离，从而达到去除午睡中有机物、净化污水的目的。微 生物代谢关系图如下：分解代谢代谢产物（HO CO、NH等）+能量 物.:：,内源呼吸产物+能量（ H2O CO、NH）合成代谢微生物合成细胞物质+Q（CJ4NQ）内源呼吸残留物净增值细胞物质污水净化的重要环节，首先是污水中有机物在曝气池中微生物的作用下合成 菌胶团的过程，其次是菌体有机物的絮凝、沉淀和分离过程；影响污水处理质量 的主要因素；首先是曝气池中由菌体有机物形成的活性污泥浓度（MLSS的大小

21、；其次是活性污泥凝聚，沉淀性能的好坏，而污泥沉降比（SV%是指曝气池混合液在100ml量筒中，静置、沉淀30min后，沉淀污泥与混合液之体积比（ ，由 此，一方面，可以直接了解污泥凝聚、沉降性能的好坏；另一方面，污泥沉降比 值在一定程度上也是污泥浓度大小的定量反映；因此，污泥沉降比是用以指导工 艺运行的重要参数。1.1 MLSS是影响污水中有机物去除的关键活性污泥微生物从污水中去除有机物的代谢过程，主要是由微生物细胞物质的合成（活性污泥增长）、有机物（包括一部分细胞物质）的氧化分解和氧的消 耗组成。当氧供应充足时活性污泥的增长分为对数增长期、减速增长期和内源呼吸期。在每个增长期，有机物的去除速

22、率、氧利用速率、活性污泥特征等都各 不相同。研究发现，有机物（F）与微生物（M）的比值（污泥负荷率 F:M）是影 响活性污泥处于不同阶段即影响有机物从污水中去除效果的重要因素。F:M二Ns二QLs/XV（KgBODKgMLSS. d）式中：Q 污水流量，n/dLs -进水有机物（BOD）浓度，mg/LV - 曝气池容积，miX -混合液悬浮固体（MLSS, mg/L在一般城市污水处理厂，曝气池容积固定，进水水量和水质（BOD浓度）比较稳定，由以上公式不难发现，MLSS的大小是污泥负荷率的决定因素，直接影响 污水中有机物的去除情况。1.2 一般情况下，污泥沉降比值是MLSS定量的直观反映这一点由

23、以下公式可以证明MLSS（g/L ）二SV/SVI式中SVI （ml/g ）为污泥指数，即评定活性污泥凝聚、沉淀性能的指标。在稳定的污水处理工艺中，由于 SVI值在一段时间内基本保持在某一稳定区间，因此，通常情况下，污泥沉降比值能够反映曝气池中混合后液的浓度，它在污泥浓 度成正比例关系。运行人员均以沉降比作为指导运行的主要参数，首先，因为它具有操作简单、历时短的特点；其次。可以通过测量污泥沉降比随时观察活性污泥的絮凝、沉淀 过程，了解活性污泥特性，掌握活性污泥量，判断曝气池工艺运行情况，为工艺 调整提供科学依据，从而由此控制污水处理效果。1.3沉降比与污泥指数（SVI）的关系由测量污泥沉降比的

24、过程，可以直接了解污泥絮凝、沉降性能的好坏。在我厂运行中，当SVI值在80-120之间，此时污泥呈褐色、絮状，沉淀性能良好； 当SVI值小于80时，说明污泥泥龄过长或有机物含量过低，此时污泥细碎，颜 色发黑，活性不好；当 SVI值大于120时，污泥过于松散，呈浅褐色，沉淀性能 较差；另外，污泥沉降比测量结束后，通过观察量筒中污泥放置多少时间后上浮 可以判断曝气池的供氧情况。如污泥在静沉放置3-4小时后仍不上浮，呈褐色证明活性污泥性状较好，曝气供氧充分；如静沉2小时左右污泥上浮，呈黑色，说明污泥厌氧，曝气池供氧量不足。在工艺运行中，如果进水量、剩余污泥排放量等运行条件比较稳定。污泥沉降比值不会发

25、生突变，SVI值也比较稳定，此时的污泥沉降比值对应一定的活性 污泥浓度，沉降比小于 15%寸，曝气池混合液浓度低，活性污泥发育不良，处于 不成熟期，污泥絮凝、沉降效果差，菌胶团松散，活性污泥微生物不活跃，从而 造成出水水质不稳定，甚至不能达标；当沉降比在15%-50%之间时，活性污泥已经成熟，混合液浓度较高，一般都在 2000-3000mg/L左右，污泥负荷处在沉降区 段，污泥絮凝、沉降性能都比较好，微生物也很活跃，出水水质稳定。为了减少 曝气池的鼓风量，节约能源，我们一般将污泥沉降比控制在15%-30%之间。测定污泥沉降比是用以指导工艺运行的重要方法。因为它不但操作简单、方 便，而且能使运行

26、管理人员随时了解曝气池中活性污泥的浓度和泥质情况，从而 掌握和控制整个工艺的运行参数，通过确定稳定的污泥沉降比值，可以达到控制 污水处理效果，保证出水水质的目的。第二节生物脱氮基本原理进行生物脱氮可分为氨化-硝化-反硝化三个步骤。由于氨化反应速度很快， 在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和NHkN转化为2和NO气体的过程。废水中存在着有机氮、NH-N、NO-N，等形式的氮，而其中以 NH-N和有机 氮为主要形式，在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化 作用转化成NH-N，而后经过硝化过程转变成为NO -N，最后

27、通过反硝化作用使NO -N转换成N，而逸入大气。由此可见，进行生物脱氮可分为氨化 -硝化-反硝化三个步骤。由于氨化反应 速度很快，在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝 化。(1) 氨化作用氨化作用是指将有机氮化合物转化为NH-N的过程，也称为矿化作用。参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。在自然界中，它们的种类很多，主要有好氧性的 荧光假单胞菌和灵杆菌、兼性的变形杆菌和厌氧的腐败梭菌等。在好养条件下， 主要有两种降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脱氮。 例如氨基酸生成酮酸和氨：CHCH(Nh)COOH - T CH3C(NH)C00H - CHsCOCOOH+NH丙氨酸亚氨基丙

28、酸法丙酮酸另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应。例如尿素能被 许多细菌水解产生氨，分解尿素的细菌有尿八联球菌等，它们是好氧菌，其反应 式如下：(NH) 2CO+2 H0 - t 2NH3+CO+HO在厌氧或缺氧的条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行 还原脱氮、水解脱氮和脱水脱氮三种途径的氨化反应。+2HRCH( NH) COOH- t RCHCOOH+NH+HOCHCH( NH) COOH- t CHaCH(OH)COOH+NH-H2OCH(OH)CH(NH)COOH- t CHaCOCOOH+NH(2) 硝化作用硝化作用是指将NH-N氧化为NO -N的生物化学

29、反应，这个过程由亚硝酸菌 和硝酸菌共同完成，包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤，该反应历程为：亚硝化反应 NH3 + 1.5 O 2 - T NO2 + H+HO+273.5KJ 硝化反应 NO2+ 0.5 O 2 - t NQ + 73.19KJ 总反应式 NHa + 2 O 2 - t NQ + H+ + H2O + 346.69KJ亚硝酸菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属。硝酸菌有硝 酸杆菌属、硝酸球菌属。亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌。发生硝化反应时细菌 分别从氧化NHN和NO-N的过程中获得能量，碳源来自无机碳化合物，如CO2、 HCO、CO等。假定细胞的组成为 GHNO,

30、则硝化菌合成的化学计量关系可表示 为：亚硝化反应 15 CO+13 NHa - t 10 NO 2 +3 C5HNO+22 H+4H2O硝化反应 5 CO 2+ NH3 +10 NO2 - t 10 NQ + CsHNO在综合考虑了氧化合成后，实际应用中的硝化反应总方程式为：NH +1.86 O 2+0.98 HCQ -0.02 C 5H7NO+1.04 20+0.98NO+0.88 H 2CO由上式可以看出硝化过程的三个重要特征：1）NH3的生物氧化需要大量的氧，大约每去除1g的NH-N需要4.2g O2;2）硝化过程细胞产率非常低，难以维持较高物质浓度，特别是在低温的冬季；3）硝化过程中产

31、生大量的质子（H），为了使反应能顺利进行，需要大量的碱中和，理论上大约为每氧化1g的NH-N需要碱度5.57g （以NaCO计）硝化反应影响因素 温度在生物硝化系统中，硝化细菌对温度的变化非常敏感，在535C的范围内，硝化菌能进行正常的生理代谢活动。当废水温度低于15C时，硝化速率会明显下降，当温度低于10 C时已启动的硝化系统可以勉强维持，硝化速率只有30C时的硝化速率的25%尽管温度的升高，生物活性增大，硝化速率也升高，但温度 过高将使硝化菌大量死亡，实际运行中要求硝化反应温度低于38Co pH值硝化菌对pH值变化非常敏感最佳 pH值是8.08.4，在这一最佳pH值条件 下，硝化速度，硝化

32、菌最大的比值速度可达最大值。Anthonison认为pH对硝化反应的影响只是表观现象。 溶解氧氧是硝化反应过程中的电子受体，反应器内溶解氧高低，必将影响硝化反应的进程。在活性污泥法系统中，大多数学者认为溶解氧应该控制在1.52.0mg/L内，低于0.5mg/L则硝化作用趋于停止。当前认为在低DO（ 1.5mg/L ）下可出现SND现象。在DO2.0mg/L，溶解氧浓度对硝化过程影响可不予考虑。但DO浓度不宜太高，因为溶解氧过高能够导致有机物分解过快，从而使微生物缺乏营养， 活性污泥易于老化，结构松散。此外，溶解氧过高，过量耗能，在经济上也是不 适宜的 生物固体平均停留时间（污泥龄）为了使硝化菌

33、群能够在连续流反应器系统存活，微生物在反应器内的停留时间（9c） s必须大于自养型硝化菌最小的世代时间 （Be） smn,否则硝化菌的流失率将 大于净增率，将使硝化菌从系统中流失殆尽。一般对（ 9e） s的取值，至少应为硝 化菌最小世代时间的2倍以上，即安全系数应大于 2。 重金属及有毒物质除了重金属以外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有：高浓度氨氮、高浓 度硝酸盐有机物及络合离子等。（3）反硝化作用反硝化作用是指在厌氧或缺氧（DO0.3- 0.5mg/L ）条件下，NG-N及其它 氮氧化物被用作电子受体被还原为氮气或氮的其他气态氧化物的生物学反应，这 个过程由反硝化菌完成，反应历程为：NO

34、3 - T NO - t NO - t 20 - t N2NQ +5H（有机电子供体）-t 0.5 N 2+2 H2O+ OHINO 2 +3H（有机电子供体）-t 0.5 N 2+HO+ OFTH可以是任何能提供电子，且能还原NO -N为氮气的物质，包括有机物、硫 化物、H+等。进行这类反应的细菌主要有变形杆菌属、微球菌属、假单胞菌属、 芽孢杆菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属等兼性细菌，它们在自然界中广泛存在。有 分子氧存在时，利用 Q作为最终电子受体，氧化有机物，进行呼吸；无分子氧存 在时，利用NQ -N进行呼吸研究表明，这种利用分子氧和NQ -N之间的转换很容易进行，即使频繁交换也不会抑制反硝

35、化的进行。大多数反硝化菌能进行反硝化的同时将 NO -N同化为NH-N而供给细胞合成 之用，这也就是所谓同化反硝化。 只有当NO -N作为反硝化菌唯一可利用的氨源 时NO-N同化代谢才可能发生。如果废水中同时存在 NMN，反硝化菌有限地利 用NH-N进行合成。反硝化反应影响因素 温度反硝化细菌对温度变化虽不如硝化细菌那么敏感，但反硝化效果也会随着温 度的变化而变化。温度越高，硝化速率也越高，在3035C时，DNR增至最大。当低于15C时，反硝化速率将明显降低；至5 C时，反硝化将趋于停止。 pH值pH值是反硝化反应的重要影响因素，对反硝化最适宜的pH值是6.57.5，在这个pH值的条件下，反硝

36、化速率最高，当pH值高于8或者低于6时，反硝化速率大为下降。 外加碳源反硝化菌是属于异养型兼性厌氧菌，在厌氧条件下以NQ -N为电子受体，以有机物（有机碳）为电子供体。由此可见碳源是反硝化过程中不可少的一种物质， 进水的C/N直接影响生物脱氮除氮效果的重要因素。一般BOD/TKN二4,有机物越充分，反应速度越快，当废水中BOD/TKNJ、于3时，需要外加碳源才能达到理想的脱氮的目的。因此碳源对对反硝化效果影响很大。反硝化的碳源来源主要分 三类：一是废水本身的组成物，如各种有机酸、淀粉、碳水化合物等；二是废水 处理过程中添加碳源，一般可以添加附近一些工业副产物，如乙酸、丙酸和甲醇 等；三是活性污

37、泥自身死亡自溶释放的碳源，称为内源碳。 溶解氧反硝化菌是异养兼性厌氧菌，只有在无分子氧而同时存在硝酸和亚硝酸盐离 子的条件下，它们才能利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原。如反应器 内溶解氧较高，将使反硝化菌利用氧进行呼吸，抑制反硝化菌体内硝酸盐还原酶 的合成，或者氧成为电子受体，阻碍硝酸盐的还原，但是，另一方面，在反硝化 菌以在厌氧、好氧交替环境中生活为宜，溶解氧应控制在0.5mg/L。（4）同化作用在生物脱氮过程中，废水中的一部分氮（NH-N或有机氮）被同化为异养生物细胞的组成部分。微生物细胞采用GoHQsNP来表示，按细胞干重量计算，微生物细胞中氮含量约为12.5%。虽然微生物的内源

38、呼吸和溶胞作用会使一部分细胞 的氮有一有机氮和NH-N形式回到废水中，但仍存在于微生物的细胞及内源呼吸 残留物中的氮可以在二沉池中得以从废水中去除。第三节 污泥上浮-活性污泥上浮的主要因素3.1 进水水质3.1.1 过量的表面活性剂物质和油脂类化合物这类物质可以影响细胞质膜的稳定性和通透性，使细胞的某些必要成分流失 而导致微生物生长停滞和死亡。当曝气池进水中含有大量这类物质时，会产生大 量泡沫（气泡），这些气泡很容易附聚在菌胶团上，使活性污泥的比重降低而上 浮。另外，当进水含油脂量过高时，经过与曝气与混合，油脂会附聚在菌胶团表 面，使细菌缺氧死亡，导致比重降低而上浮。3.1.2 pH值冲击过高

39、或过低的pH值会影响活性污泥微生物胞外酶及存在于细胞质和细胞壁里 酶的催化作用以及微生物对营养物质的吸收。当连续曝气反应池内pH11.0时，多数情况下活性污泥中微生物活性受到抑制，或失去活性，甚至死 亡,以致发生污泥上浮。相关实验结果表明：当进水pH值为2.5-5.0和10.0-12.0 时，pH值越低（或越高），污泥活性受到抑制越严重，上浮污泥量越多。控制低 pH值（3.5-7.0 ）的反应周期内pH值不变，两种废水的活性污泥在 pH 5.5时就 幵始出现污泥上浮。另一方面，随着pH值的增加，由于胞外聚合物（Extra Celluar Polymer）的电离官能团增加，活性污泥絮凝作用增加（

40、尽管带的负电性增加），但当pH值超过一定范围后，絮凝作用下降。可见，这时的电排斥作用增加，也 会造成活性污泥脱絮（悬浮、不絮凝、反絮凝（deflocculatio n）和上浮）。3.1.3 盐含量的影响对进水的pH值调整不能消除碱度对活性污泥的影响，对碱性进水调 pH值， 虽然中和了碱性物质，但产生了盐。盐溶液浓度不同渗透压也不同，渗透压是影 响微生物生存的重要因素之一。如微生物所处的渗透压发生突变，就会导致细胞 死亡。3.1.4 水温过热组成活性污泥的微生物适合的温度范围一般为15-35 C，超过45C时会使活性污泥中大部分微生物死亡而上浮（经过长期驯化的或特殊微生物除外）。3.1.5 致毒

41、性底物对好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括：含量过高的COD有机物（酚及其衍生物、醇醛和某些有机酸等），硫化物、重金属及卤化物，高底物浓 度可与细胞酶活动中心形成稳定的化合物，导致基质不能接近，无法被降解，甚 至使细胞中毒死亡，重金属离子进入细胞后主要与酶或蛋白质上的-SH基结合而使之失活或变性，微量的重金属离子还能在细胞内不断累积最终对微生物发生毒 害作用（微动作用），卤化物最常见的是碘和氯，碘不可逆地与菌体蛋白质（或 酶）的酪氨酸结合，生成二碘酪氨酸，使菌体失活。氯与水合成次氯酸，其分解 产生强氧化剂，而且废水中有机物的突变，使原被驯化好的并能降解有机毒物的 微生物减少或消失。3.

42、2 工艺运行3.2.1 过量曝气微生物处于饥饿状态而引起自身氧化进入衰老期，池中溶解氧浓度（DO上升；或者由于污泥活性差，曝气叶轮线速度过高，供氧过多，总之，DO上升，短期内污泥活性可能很好，因为新陈代谢快，有机物分解也快，但是时间一久，污 泥被打得又轻又碎（但无气泡），像雾化片似的飘满沉淀池表面，随水流走，这 种污泥色浅，活性差，好氧速率下降，污泥体积和污泥指数增高，处理效果明显 降低。3.2.2 缺氧引起的污泥上浮污泥呈灰色，若缺氧过久则呈黑色，并常带有小气泡。3.2.3 反硝化引起的污泥上浮当废水中有机氮化合物含量过高或氨氮过高时，在适宜条件下可被硝化菌和 亚硝化菌氧化为NO,如二沉池积

43、泥或停留时间过长，NO还原产生的Nb会被活性 污泥絮凝体所吸附，使得活性污泥上浮。3.2.4 回流量太大引起的污泥上浮回流量突增，会使气水分离不彻底，曝气池中的气泡带到沉淀区上浮，这种污泥呈颗粒状，颜色不变，上翻的方向是从导流区壁直向沉淀区壁成湍流翻动。325二沉池池底积泥引起的污泥上浮如果二沉池底泥发酵，产生的CO和H2也会附聚在活性污泥上，使污泥比重降 低而上浮。污泥腐化产生 CH、HS后上浮，首先是一个个小气泡逸出水面，紧接 着有黑色污泥上浮。3.3 .活性污泥丝状菌过量生长及其控制产生的污泥上浮3.3.1 温度与负荷微丝菌(Mocrothrix partvicella)的最佳生长条件是

44、温度在1215C，污泥负荷小于0.1kg/(kg d).它的天然疏水性会引起活性污泥的脱水性差，最高为49mL/g。在温度高于20C后，即使污泥负荷是 0.2 kg/(kg d) ,M. patvicella 也不增殖。它打碎成 30-80 u m的碎片，成浮渣形式而上浮。3.3.2 表面活性物质、类脂化合物及机械应力作用引起低负荷膨胀和污泥上浮的最频繁是丝状菌是：微丝菌、0092型、0041型。在进水中表面活性物质和类脂化合物浓度的升高、接种和机械应力也会引起放线菌(Actionmycetes )的增长。Kappeleretal观察到机械应力(如离心泵)损坏 紧密的活性污泥絮凝体并导致微丝菌

45、的过量生长。3.3.3 过量投加丝状菌抑制剂在曝气池流出槽中注入过氧化氢，数天后，丝状菌就消失，SVI从580 mL/g下降至178 mL/g。且过氧化氢也有确保曝气池DO和去除H2S臭味的效果。但若加入太大 会引起活性污泥的活性抑制及污泥上浮。3.4 活性污泥活性抑制与上浮的检测方法3.4.1 测定污泥的耗氧速率(OUR和ATP测定活性污泥的耗氧速率(OUR,可判断有无毒物流入，负荷条件和排泥平 衡情况。若同时测定三磷酸腺苷(ATF)，还可以从处理机能方面对微生物量和活 性度进行定量分析。根据相关研究表明，测定ATP含量和OUR是检测生物量活性的可靠方法。3.4.2 利用指示生物诊断活性污泥

46、状态和性能用显微镜对活性污泥中的微生物进行镜检，其中的原生动物和后生动物（统 称为微型动物）相对比细菌个体大，在显微镜下易于观察、鉴别和计数，且对外 界环境条件的变化更为敏感，作为指示生物来诊断活性污泥的状态和性能，在工 程实践中已有较广泛应用。这种指示作用概括于表 1中。表1微型动物对活性污泥状态和性能的指示作用微型动物镜检情况活性污泥状态钟虫、遁纤虫、累枝虫、聚缩虫、独缩虫等固着型原 生动物和轮虫等后生动物大量出现（106个/L ）良好微型动物种类高度多样化，没有占绝对优势数量的微 生物波豆虫、尾波虫、侧滴虫、屋滴虫、豆形虫、草履虫 等快速游泳型原生动物较多恶化严重恶化时微型动物极少、或被

47、一种（或一组）占优 势漫游冲、斜叶虫，管叶虫等慢速游泳型或匍匐行进的原 生动物较多恶化-t良好可观察到微型动物，但个体数比正常污泥还少，蠕动纤 毛类较少，球衣菌、丝硫菌、微丝菌、放线菌大里出现膨胀、泡沫和 浮渣变形虫和简便虫等肉足类原生动物的个体在混合液中出现104个/mL分散、解体新态虫、扭头虫、草履虫出现较多溶解氧（DO 不足轮虫和变形虫大量出现曝气过剩3.5控制污泥上浮的技术措施 稳定曝气池进水水质的最可行、最经济的方法是终水回用，用以稀释、调 节曝气池中进水的有机物浓度，使其稳定在一定的范围内，终水回用的先决条件 是污水处理厂的处理能力必须大于实际进水量。 污水处理厂应考虑设有较大容积

48、的调节池（均质池）并控制好均质池（调 节池）液位。因高液位会使均质池的水量缓冲能力下降，甚至丧失；而低液位运 行不仅均质效果差，且易使油和均质池底的杂质进入曝气池，造成活性污泥受冲 击而上浮。液位宜控制在 50%-70% 合理投加营养盐。由于工业废水中营养比例失调，常常碳源充分而氮、磷等营养物不足，因此处理工业废水时需另外补加。一般以尿素和磷酸盐为氮源和 磷源，但投加量 不宜过量。 曝气池入口设中和池及由碱池、酸池、pH检测仪、pH自动调节阀等组成的pH自动调节系统，使曝气池进水的 pH值控制在要求范围内。 采用纯氧曝气。从西德引进的纯氧曝气设备，投产5a以来从未出现过污泥上浮。 污泥中毒引起

49、的污泥上浮可以加大曝气量，减少进水量并清除死污泥。 活性污泥的微生物组成主要依赖于废水成分、流动形式、运行条件和适宜 的设计。由于在实际处理过程中几乎难以控制废水成分，因此对运行条件和反应 器设计进行优化选择至关重要。第四节生物泡沫泡沫一般分为三种形式： 启动泡沫。活性污泥工艺运行启动初期，由于污水中含有一些表面活性物质，易引起表面泡沫，但随着活性污泥的成熟，这些表面活性物质经生物降解，泡沫现象会逐渐消失。 反硝化泡沫。如果污水厂进行硝化反应，则在沉淀池或曝气不足的地方会 发生反硝化作用，产生氨等气泡而带动部分污泥上浮，出现泡沫现象。 生物泡沫。由于丝状微生物的异常生长，与气泡、絮体颗粒混合而

50、成的泡沫具有稳定、持续、较难控制的特点。生物泡沫对污水厂的运行是非常不利的； 在曝气池或二沉池中出现大量丝状微生物，水面上漂浮、积聚大量泡沫；造成出 水有机物浓度和悬浮固体升高；产生恶臭或不良有害气体；降低机械曝气方式的 氧转移效率；可能造成后期污泥消化时产生大量表面泡沫。4.1生物泡沫的形成及影响因素4.1.1生物泡沫的形成机理 与泡沫有关的微生物大都含有脂类物质，如M.parvicella的脂类含量达干重的35%因此，这类微生物比水轻，易漂浮到水面。 与泡沫有关的微生物大都呈丝状或枝状， 易形成网，能捕扫微粒和气泡等, 并浮到水面。被丝网包围的气泡，增加了其表面的张力，使气泡不易破碎，泡沫

51、 就跟稳定。 曝气气泡产生的气浮作用常常是泡沫形成的主要动力，颗粒利用气泡气浮， 必须是形小、质轻和具有疏水性的的物质。所以，当水中存在油、脂类物质和含脂 微生物时。则易产生表面泡沫现象。4.1.2 与生物泡沫形成有关的菌属生物泡沫的形成主要与活性污泥中微生物的生长和种类有关，但至今仍有许多现象不能简单的进行解释。世界上普遍承认的与生物泡沫有关的菌属主要有： 放线菌，包括：Nocardia amarac,革兰氏阳性，枝状菌丝；Nocardia pianesis, 革兰氏阳性，松枝状；Rhodococcus sp,革兰氏阳性，枝状菌丝。丝状菌，包括 Microthrix parvicella,

52、革兰氏阳性，丝状，无鞘无分枝；Eikelboom type 0675, 革兰氏阳性，有鞘无分枝； Eikelboom type 0092,革兰氏阴性，无鞘无分枝上述菌种中，最常见的是 Nocardia amarac 和 Microthrix parvicella 。4.1.3 生物泡沫形成的主要因素 污泥停留时间。由于产生泡沫的微生物普遍生长速率较低、生长周期长(见 表1)，所以长污泥停留时间(SRT都会有利于这些微生物的生长。如采用延时 曝气方式就易产生泡沫现象，而且一旦泡沫形成，泡沫层的生物停留时间就独立于曝气池内的污泥停留时间，易形成稳定持久的泡沫。表1微生物的生长周期与生长温度菌类生长

53、周期(d)生长温度 C)最佳温度(C)2-410-40Rhodococcus sp4-723-3728Nocardia amarac6-108-3525Microthrix parvicella10-2115-3118-25Nocardia pia nesisType 186330pH值。有关实验表明：pH值从7.0下降到5.05.6时，能有效地减少泡沫的形成，Nocardia amarac的生长对pH值极敏感，最适宜的 pH值为7.8，当pH 值为5.0时，就能有效控制其生长，Microthrix parvicella 最适宜pH值为7.7 8.0。 溶解氧（DO。Nocardia是严格的好

54、氧菌，在缺氧或厌氧条件下，不易生长，但也不死亡。Microthrix parvicella却能忍受缺氧状态。 温度。与生物泡沫形成有关的菌类都有各自适宜的生长温度和最佳温度（见 表1），当环境或水温有利于它们生长时，就可能产生泡沫现象。 憎水性物质。虽然远离不是很清楚，但有试验说明，不溶性或憎水性物质（如 油脂类等）有利于放线菌的生长。 曝气方式。据观察，不同曝气方式产生的气泡不同，微气泡或小气泡比大气 泡更有利于产生生物泡沫，并且泡沫层易集中于曝气强度低的区域。4.2生物泡沫的控制方法 喷洒水。这是一种最常用的物理方法。通过喷洒水流或水珠以打碎浮在水 面上的气泡，来减少泡沫，打散的污泥颗粒部

55、分重新恢复沉降性能，但丝状细菌 仍然存在于混合液中，所以，不能根本消除泡沫现象。 投加消泡剂。可以采用具有强氧化性的杀菌剂，如氯、臭氧和过氧化物等。 还有利用聚乙二硅酮生产的市售药剂，以及氯化铁和铜材酸洗液的混合药剂等。 药剂的作用仅仅能降低泡沫的增长，去卩不能消除泡沫的形成。而广泛应用的杀菌 剂普遍存在负作用，因为过量或投加位置不当，会大量降低反应池中絮成菌的数 量及生物总量。 降低污泥龄，一般采用降低曝气池中污泥的停留时间，以抑制有较长生长期的放线菌的生长。有实践证明，当污泥停留时间在5-6d时，能有效控制Nocardia 菌的生长，以避免其产生的泡沫问题。但降低污泥龄也有许多不适用的方面：当 需要硝化时，则污泥停留时间在寒冷季节至少需要6d,这与采用此法矛盾；另外，Microthrix parvicella和一些丝状菌却不受污泥龄变化的影响。 回流厌氧消化池上清液。已有试验表明，采