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活性污泥

活性污泥(activesludge)是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称.微生物群体主要包括细菌,原生动物和藻类等。

活性污泥是一种好氧生物处理方法,活性污泥基本概念是1912年英国的克拉克(Clark)和盖奇(Gage)发现的。他们对污水长时间曝气会产生污泥,同时水质会得到明显的改善。继而阿尔敦(Arden)和洛开脱(Lockgtt)对这一现象进行了研究。

曝气试验是在瓶中进行的,每天试验结束时把瓶子倒空,第二天重新开始,他们偶然发现,由于瓶子清洗不完善,瓶壁附着污泥时,处理效果反而好。由于认识了瓶壁留下污泥的重要性,他们把它称为活性污泥。

随后,他们在每天结束试验前,把曝气后的污水静止沉淀,只倒上层净化清水,留下瓶底的污泥,供第二天使用,这样大大缩短了污水处理的时间。

1916年,应用这个试验的工艺建成的第一个活性污泥法污水处理厂。在显微镜下观察这些褐色的絮状污泥,可以见到大量的细菌,还有真菌,原生动物和后生动物,它们组成了一个特有的生态系统。正是这些微生物(主要是细菌)以污水中的有机物为食料,进行代谢和繁殖,才降低了污水中有机物的含量。

活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌,细菌特别是球状细菌起着最关键的作用,优良运转的活性污泥,是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。沉降性好,随着活性污泥的正常运行,细菌大量繁殖,开始生长原生动物,是细菌一次捕食者。活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管虫。活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势;后生动物是细菌的二次捕食者,如轮虫、线虫等只能在溶解氧充足时才出现,所以当出现后生动物时说明处理水质好转标志。其性能指标包括:混合液悬浮固体 (MLSS),污泥沉降比(SV),污泥指数[污泥体积指数(SVI),污泥密度指数(SDI)]。

微生物群体主要包括细菌,原生动物和藻类等.其中,细菌和原生动物是主要的二大类.活性污泥的性能指标包括:混合液悬浮固体(MLSS),污泥沉降比(SV),污泥指数[污泥体积指数(SVI),污泥密度指数(SDI)。

混合液悬浮固体浓度(mixed liquor suspended solids,MLSS),又称为混合液污泥浓度,表示在曝气池单位容积混合液内所含的活性污泥固体的总重量,即 MLSS=Ma+Me+Mi+Mii

Ma--具有代谢功能活性的微生物群体;

Me--微生物(主要是细菌)内源代谢、自身氧化的残留物;

Mi --由原污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质;

Mii--由污水挟入的无机物质。

表示单位为mg/L混合液,或g/L混合液,g/m3混合液,kg/m3混合液。

混合液挥发性悬浮固体浓度(mixed liquor volatile suspended solids,MLVSS),表示混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度,即

MLVSS=Ma+Me+Mi

MLVSS与MLSS的比值以f表示,即

f=MLVSS/MLSS

在一般情况下,f值比较固定,对生活污水,f值为0.75左右。以生活污水为主体的城市污水也同此值。

以上两项指标都不能精确地表示活性污泥微生物量,而表示的是活性污泥的相对值。但因为其测定简便易行,广泛应用于活性污泥处理系统的设计、运行。

污泥沉降比(settling velocity,SV),又称30min沉降率。混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率,以%表示。

污泥容积指数(sludge volume index,SVI),简称污泥指数,其物理意义是在曝气池出口处的混合液,在经过30min静沉后,每g干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积,以mL计。

污泥容积指数的计算式为:

SVI= 混合液(1L)30min静沉形成的活性污泥容积(mL)/混合液(1L)中悬浮固体干重(g)

=(SV(mL/L))/(MLSS(g/L))

SVI的表示单位为mL/g,习惯上只称数字,而把单位略去。

(以上引自《排水工程(第四版)》.中国建筑工业出版社)

能够影响微生物生理活动的因素比较多,其中主要有:营养物质温度、PH值、溶解氧以及有毒物质等。

环境因素

影响活性污泥性能的环境因素:

溶解氧--溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜(2-4mg/L)。水温--维持在15~25℃,低于5℃微生物生长缓慢。营养料--细菌的化学组成实验式为C5H7O2N,霉菌为C10H17O6原生动物为C7H14O3N,所以在培养微生物时,可按菌体的主要成分比例供给营养。微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮,此外,还需要微量的钾,镁,铁,维生素等。

碳源--异养菌利用有机碳源,自养菌利用无机碳源。氮源--无机氮(NH3及NH4+)和有机氮(尿素,氨基酸,蛋白质等)。

一般比例关系:BOD:N:P=100:5:1

好氧生物处理:BOD5=500--1000mg/l

微生物的组成主要有六种:

由外到内水解细菌、发酵细菌、氢细菌和乙酸菌、甲烷菌硫酸盐还原菌、厌氧原生动物其中产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架。

活性污泥系统在实际运行中,污水的水质及水量在不断的变化,环境条件也在不断的变化,这就需要按照活性污泥中的微生物的代谢规律进行调节控制,使系统处在最佳运行状态,发挥最大的效益,进一步提高出水水质。

处理

1.曝气池有臭味曝气池供氧不足,DO值(溶解氧)偏低出水氨氮有时较高加大曝气

2.污泥发黑曝气池DO过,有机物厌氧分解H2S与F作用生成FS加大曝气量

3.细小污泥漂浮污泥缺乏营养进水氨氮过高,C/N不合适水温超过40°投加营养按BOD5:N:P=100:5:1测定进水氨氮,稀释进水

4.上清液浑浊出水水质差F/M(污泥有机负荷)过高有机物氧化不彻底污泥浓度不够减少进水量培养成熟的活性污泥(引进新活性污泥投入曝气池)

5.曝气池表面出现浮渣进水洗涤剂含量过高或丝状菌过量生长清除浮渣增加系统剩余污泥的排放

6.污泥未成熟,絮粒瘦小,出水浑浊,水质差污水中营养不平衡或不足PH值不适投加营养按BOD5:N:P=100:5:1调整PH值,培养成熟的活性污泥(入曝气池)

7.表面积累一层解絮污泥污泥解絮,出水水质恶化或PH值异常停止进水,排泥后投加营养引进新活性污泥

8.曝气池泡沫过多,呈白色进水中洗涤剂过多加消泡剂(机油或煤油)

9.曝气池泡沫不易破碎,发粘进水负荷过高,有机物分解不彻底降低负荷

10.曝气池泡沫呈茶色或灰色污泥老化,泥龄过长,解絮污泥附于泡沫上增加排泥量

11.污泥层(泥面)升高SVI值高,污泥沉降性差泥龄太长投入混凝剂(PAC)增加排泥量

12.污泥色泽转淡曝气池供氧过大,污泥负荷太低,进水营养不足,污泥自身氧化分解减少曝气量加大进水量投加营养(N,P)按BOD5:N:P=100:5:1

活性污泥法

活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统所组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应。曝气设备不仅传递氧气进入混合液,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态。这样,污水中的有机物、氧气同微生物能充分接触和反应。随后混合液流入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离。流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流,称为回流污泥。回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度,也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起了微生物的增殖,增殖的微生物通常从沉淀池中排除,以维持活性污泥系统的稳定运行。这部分污泥叫剩余污泥。剩余污泥中含有大量的微生物,排放环境前应进行处理,防止污染环境。要使活性污泥法形成一个实用的处理方法,污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉淀性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。活性污泥中的细菌是一个混合群体,常以菌胶团的形式存在,游离状态的较少。菌胶团是由细菌分泌的多糖类物质将细菌包覆成的粘性团块,使细菌具有抵御外界不利因素的性能。菌胶团是活性污泥絮凝体的主要组成部分。游离状态的细菌不易沉淀,而混合液中的原生动物可以捕食这些游离细菌,这样沉淀池的出水就会更清彻,因而原生动物有利于出水水质的提高。

监测项目

(1)反映污泥性质的项目污泥沉降比--以SV<30%为好;污泥体积指数--SVI=50~150,SVI=100最好,SVI达到200以上则污泥可能膨胀,

(2)反映污泥营养的项目属于污泥营养的测定项目有:BOD5;出水氨氮(至少1mg/L);出水磷(至少1mg/L);二沉池出水DO不低于0.5mg/L。

(3)溶解氧DO溶解氧(不低于l~2mg/L);二沉池出水DO不低于0.5mg/L。

(4)反映污泥环境条件水温、pH值、BOD5、CoDcr、有毒物质、CN-、S2-、SS、NO3-、NO2-等。

根据现行的《城市污水处理及污染防治技术政策》: 1、城市污水处理产生的污泥,应采用厌氧、好氧和堆肥等方法进行稳定化处理。也可采用卫生填埋方法予以妥善处置。 2、日处理能力在10万立方米以上的污水二级处理设施产生的污泥,宜采取厌氧消化工艺进行处理,产生的沼气应综合利用。日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施产生的污泥,可进行堆肥处理和综合利用。采用延时曝气的氧化沟法,SBR法等技术的污水处理设施,污泥需达到稳定化。采用物化一级强化处理的污水处理设施,产生的污泥须进行妥善的处理和处置。 3、经过处理后的污泥,达到稳定和无害化要求的,可农田利用;不能农田利用的污泥,应按有关标准和要求进行卫生填埋处置。

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