活性污泥工艺的控制与运行

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1、活性污泥的培养与驯化

活性污泥是通过一定的方法培养与驯化出来的。培养的目的是使微生物增殖，达到一定的污泥浓度；驯化使对混合微生物群进行淘汰和诱导，使具有降解废水活性的微生物成为优势。

（1）菌种和培养液

除了采用纯菌种外，活性污泥菌种大多取自粪便污水、生活污水或性质相近的工业废水处理厂二沉池剩余污泥。培养液一般有上述菌液和一定诱导比例的营养物如淘米水、尿素或磷酸盐等组成。

（2）培养和驯化方法

培养和驯化方法有异步法和同步法。异步法主要适用于工业废水，程序是：将经过粗滤的浓粪便水投入曝气池，用生活污水（或河水）稀释程BOD约300～500mg/L，加培养液，连续曝气1～2d，池内出现絮状物后，停止曝气，静置沉淀1～1.5h，排除上清液（约池容的50%～70%）；再加粪便水和稀释水，重新曝气，待污泥数量增加至一定浓度后（约1～2周），开始进工业废水（10%～20%），当处理效果稳定（BOD去除连续达80%～90%）和污泥性能良好是，在增加工业废水的比例，每次宜增加10%～20%，直至满负荷。处理城市污水时可采用同步法，即曝气池全部进废水。连续曝气，二沉池不排泥，全部回流。

在培养与驯化期间，应保证良好的微生物生长繁殖条件，如温度（15～35℃）、DO（0.5～3mg/L）、pH(6.5～7.5)、营养比等。培养周期取决于水质及培养条件。

 

2、正常运行工艺控制

（1）曝气系统的控制

控制参数是DO，控制变量是鼓入曝气池的空气量Qa，DO控制多大，与污泥浓度、负荷有关。一般说来，负荷较小时，MLVSS较高，DO值也应相应提高。当DO不变是，Qa主要取决于入流BOD₅。

Qa的调节可通过改变鼓风机的投运台数及调节单台风机的风量来实现。

（2）回流污泥系统的控制

回流系统的控制有以下3种方式。

① 保持回流量恒定，适用于进水量恒定或波动不大的情况。流量变化较大时，会导致活性污泥在曝气池和二沉池之间的重新分配。当流量增大时，部分曝气池的污泥会转移到二沉池，时曝气池内MLSS降低，而此时曝气池内需要更多的MLSS去处理增加了的污水。另一方面，二沉池内污泥量增加会导致泥位上升，造成污泥流失，同时，水量增加导致二沉池水力负荷增加，进一步增大了污泥流失的问题。水量减少的运行分析与此类似。

② 保持回流比恒定，只要保持剩余污泥排放量基本不变，即可保证相对稳定的处理效果。

③ 定期或随时调节回流量及回流比，能取得较好的处理效果，但操作量大。

调节回流比有以下4种方法

a、按照二沉池的泥位调节，这种方法不易造成泥位升高而是污泥流失，出水较稳定，但回流污泥浓度不稳定。

b、按照沉降比调节，R=SV/(100-SV)。这种方法操作非常方便，但当污泥沉降性能不佳时，不易得到高浓度的回流污泥。

c、按照回流污泥及混合液的浓度调节，R=X/(XR-X)。采用这种方法要先分析污泥浓度，比较麻烦，一般作为回流比的校核方法。

d、按照污泥沉降曲线调节，成层沉降曲线的拐点处所对应的沉降比即为该种污泥的最佳沉降比。对于某种污泥，如果调节回流比使污泥在二沉池的停留时间正好等于该种污泥通过沉降到最大浓度所需的时间，则此时的回流浓度最大，且回流比小。这种方法简单易行，可获得高回流污泥，同时使污泥在二沉池内的停留时间最短。此法尤其适用于硝化及除磷工艺。

（3）剩余污泥排放系统的控制

3、活性污泥系统的问题及解决对策

（1）生物相不正常

正常的生物相镜检可见大量有柄纤毛虫，如钟虫属、累枝虫属、盖虫属和聚缩虫属。这类纤毛虫以体柄分泌的黏液固着污泥絮体。如系统出现大量游泳型纤毛虫，如豆形虫属、肾形虫属、尾丝虫属、草履虫属等，则可能是有机负荷太高或溶解氧偏低所致。如出现扭头虫，则表明曝气池已处于厌氧状态，并已经产生硫化氢。

（2）污泥SVI值异常原因及对策

污泥SVI值出现异常的原因及对策如表1所列。

表1  污泥SVI值异常原因及对策

（3）污泥膨胀及其控制

① 丝状菌膨胀  活性污泥絮体中的丝状菌过度繁殖，导致膨胀，促成条件包括进水有机物太少、F/M太低，微生物食料不足；进水氮、磷不足；pH值太低，不利于微生物生长；混合液溶解氧太低，不能满足需要；进水波动太大，对微生物造成冲击。

② 非丝状菌膨胀  非丝状菌膨胀是由菌胶团细菌本身生理活动异常而产生的膨胀。根据具体情况，可分为两种：一种是由于进水中含量的溶解性有机物，使污泥负荷太高，而进水中有缺乏足够的N、P，或者DO不足，细菌很快把大量有机物吸入体内，又不能代谢分解，向外分泌出过量的多糖类物质。这些物质分子中含羟基而具有强亲水性，使活性污泥的结合水高达400%（正常为100%左右），呈黏性的凝胶状，无法在二沉池分离。另一种非丝状菌膨胀是进水中含有较多毒物，导致细菌中毒，不能分泌出足够量的黏性物质，形不成絮体，也无法分离。

③ 措施  临时控制措施包括污泥助沉法（加混凝剂和助凝剂）和杀菌法。

工艺运行调节控制措施适用于运行控制不当产生的污泥膨胀。DO太低可增加供氧；pH值通过调节进水水质调整；污泥缺氧而腐化可增大曝气；N、P缺乏则应外加。

永久性措施可在曝气池前设生物选择器，通过选择器对微生物进行选择性培养。选择器有3种：好氧选择器、缺氧选择器、厌氧选择器。实际上只是在曝气池首端划出一格，容器按水力停留时间20min计。在好氧选择器中，对污水进行充分曝气，让菌胶团细菌先抢占有机物，不给丝状菌过度繁殖的机会。在完全混合活性污泥法的曝气池前段，设一个好氧选择器，其控制污泥膨胀的效果非常明显。缺氧选择器与厌氧选择器完全一样，发挥的功能与污泥龄有关。当污泥龄长时，会发生较完全的硝化，选择器内硝酸盐浓度高，此时为缺氧选择器。当污泥龄短时，为厌氧选择器。缺氧选择器中菌胶团细菌利用化合性氧源进行繁殖，而丝状菌没有这个功能而受到抑制。绝大数丝状菌是绝对好氧的，在厌氧选择器中受到抑制。而绝大多数菌胶团细菌是兼性的，但是在厌氧选择器中丝硫细菌会繁殖，因菌胶团细菌厌氧代谢会产生硫化氢，为丝硫菌的繁殖提供了条件。

（4）二沉池异常情况及对策

二沉池出水异常主要表现在透明度降低、SS和BOD值升高、大肠菌群数增加等。原因要从二沉池本身和污泥特性两方面分析。出水BOD（或COD）值异常增高原因判断顺序如图1所示，判明原因后采取相应对策。（图1  二沉池出水BOD（或COD）值异常原因判断顺序）