《水污染控制工程》第三章 活性污泥法5
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第五节 设计及运行中的重要问题
营养物质平衡
1.碳源 ➢碳是构成微生物细胞的重要物质； ➢生活污水和城市污水碳源充足； ➢工业废水有时碳源不足，需补充碳源，如淀粉、乙酸钠、与生 活污水混和等。 2. 氮源 ➢氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素； ➢需要量可按BOD：N=100：5考虑； ➢生活污水氮源足够，按BOD=200mg/L计算，所需氮源仅为 200/20=10mg/L，而生活污水所能提供的总氮为30mg/L左右； ➢工业废水则应考虑其含氮量是否满足要求，必要时补充尿素、 硫酸铵等。
MLSS值，使需氧量减少；
➢如污泥负荷过高，适当提高MLSS值，以调整负荷；
➢必要时停止进水，“闷曝”；
➢如果缺氮、磷、铁等养料，投加硝化污泥液或氮磷等成分；
➢如pH过低，可投加石灰调节pH；
➢如污泥大量流失，可投加5~10mg/L氯化铁，帮助凝聚，刺激菌胶团生长；
➢也可投加漂白粉或液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），抑制丝状菌繁
pH
➢pH过大，微生物酶系统催化功能减弱，甚至消失； ➢pH过小，高浓度H+导致菌体表面蛋白质和核酸水解 而变性； ➢参与污水处理的微生物，一般最佳pH范围，介于 6.5~8.5之间； ➢当污水（特别是工业废水）的pH变化较大时，应考 虑设调节池，使污水的pH调节到适宜范围后再进入曝 气池。
水温
活性污泥处理系统中的异常情况
生物促生技术工程实现方法：
微量元素、优质碳源等
原位促生法
生物池中吊挂生 物促生缓释填料
印染废水
厌氧（水解酸化） 缺氧
好氧
二沉池
提高土著优 势菌的酶活 性及数量
出水
印染废水
污泥回流 厌氧（水解酸化） 缺氧
好氧 二沉池
污泥回流
异位促生法
生物促生反应器 微量元素、优质碳源等
出水
溶解氧（DO）
➢为使曝气池内微生物保持正常的生理活动，曝气池内 溶解氧一般不低于2mg/L（以出口处为准）； ➢在曝气池局部区域，如在进口区，有机物浓度高，耗 氧速率高，溶解氧不易保持2mg/L，但不宜低于1mg/L ➢曝气池内溶解氧也不宜过高，DO过高会导致有机污 染物分解过快，使微生物缺乏营养，活性污泥易于老 化、结构松散。此外DO过高，过量耗能，运行成本高。
（2）污水中存在有毒物质时，微生物会受到抑制或伤害，净化 功能完全停止，从而使污泥失去活性。OAO工艺解毒 解决措施：
（1）如是运行问题，应对污水量、回流污泥量、空气量和排泥 状态以及SV%、MLSS、DO、NS等多项指标进行检测，加以调整
（2）当确定是污水中混入有毒物质时，应考虑是新的工业废水 混入的结果，需查明来源，按国家排放标准进行局部处理。
效率提高
20%~30%；
➢ 适用于毒性强、
Returned activated sludge
处理难度大的化 工废水
OAO生物处理工艺
sludge
活性污泥处理系统中的异常情况
有毒工业废水抑制污泥解体方法：
工业废水
铁炭还原 或零价铁
混凝沉淀 厌氧（水解酸化）
处理出水 二沉池 好氧处理
工业废水 芬顿氧化 混凝沉淀 厌氧（水解酸化）
营养物质平衡
3.磷 ➢磷是合成核蛋白、卵磷脂及其它磷化合物的重要元素； ➢磷在微生物代谢和物质转化过程中有重要作用，例如辅酶Ⅰ、 辅酶Ⅱ、磷酸腺苷（ADP和ATP）中都含磷； ➢微生物对磷的需求量，可按BOD：N：P=100：5 ： 1考虑，是 微生物需求量最多的无机元素，在细胞的组成元素中，磷占全 部无机盐元素的50%左右； ➢生活污水中含磷量较高，但许多工业废水中缺少磷，需另行投 加磷酸氢二钠等磷酸盐。 4.其它微量元素 ➢钠、钾、钙、镁、铁等，对微生物的生理活动有刺激作用， ➢需求量小，从污水中直接获得，不需另行投加。
出水
表面活性剂导致泡沫，随着该类物质在生物处理过程中的降解 ，泡沫逐渐消失
江阴圆通污水处理厂
活性污泥处理系统中的异常情况
污泥中毒或有效碳源不足亦可产生泡沫，这一情况无法用消 泡剂解决，只有恢复生物处理系统正常功能
前洲污水处理厂
视频
80%印染废水，20%其它工业废水，废水原水经预处理后COD为 350mg/L左右，但大部分为不可生化物质，且可能有一定毒性。
活性污泥处理系统中的异常情况
活性污泥处理系统中的异常情况
原因：
➢缺乏氮、磷、铁等营养元素；
膜生物反应器
➢溶解氧不足；
MBR受污泥膨胀
➢水温增高或pH较低；
影响较小
➢超负荷、污泥龄过长或有机物梯度小；
➢排泥不畅则易引起结合水性污泥膨胀。
解决措施：
➢缺氧、水温高可加大曝气量，或降低进水量以减轻负荷，或适当降低
处理出水 二沉池 好氧处理
预处理去除有毒有 害物质，解毒
活性污泥处理系统中的异常情况
3.污泥腐化 在二沉池由于污泥长期滞留而产生厌气发酵生成气体（H2S、
CH4等），从而使大块污泥上浮的现象。污泥腐败变黑、产生恶臭。 解决措施：
（1）安设不使污泥外溢的浮渣清除设备； （2）消除沉淀池的死角地区； （3）加大池底坡度或改进池底刮泥设备，不使污泥滞留于池底。 4.污泥上浮 污泥在二沉淀呈现块状上浮的现象,有时不是由腐败造成的，而 是由于在曝气池内污泥龄过长，硝化进程较高，在沉淀池底部产生 反硝化，产生氮气附着于污泥上，从而使污泥比重降低，整块上浮。 解决措施： （1）增加污泥回流量或及时排除剩余污泥，在脱氮之前将污泥排除 （2）降低污泥浓度，缩短污泥龄和降低溶解氧，使之不进行到硝化 阶段。
殖，特别能控制结合水性污泥膨胀；
➢也可投加石棉粉末、硅藻土、粘土等惰性物质，降低污泥指数。
活性污泥处理系统中的异常情况
2.污泥解体 处理水质浑浊，污泥絮体微细化，处理效果变坏等则是污泥解
体现象。 原因：
（1）运行不当，如曝气过量，会使活性污泥生物-营养的平衡 遭到破坏，使微生物量减少并失去活性，吸附能力降低，絮凝体缩 小质密，一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥，处理水质浑浊， SVI值降低；
活性污泥处理系统中的异常情况
5.泡沫问题 曝气池中产生泡沫，主要原因是，污水中存在大量合成洗涤剂
或其它表面活性剂起泡物质。泡沫可给生产操作带来一定困难，如 影响操作环境，带走大量污泥 解决措施： （1）喷水或投加消泡剂（如机油、煤油灯等）； （2）用风机机械消泡。
活性污泥处理系统中的异常情况
进水
活性污泥处理系统中的异常情况
有毒工业废水抑制污泥解体方法：
➢ 第一O段：可选
白土活性污泥—缺氧—生物接触氧化法
择出对适应有毒 废水水质的生物
生物选择器、解毒
Baidu Nhomakorabea
水解酸化-好氧
菌种，并去除对 微生物有较大抑 制作用的酚类等
O
A
O
有毒物质； ➢ 较常规水解酸化-
influent
effluent 好氧有机物去除
水温
有毒物质
活性污泥处理系统中的异常情况
1.污泥膨胀
正常的活性污泥沉降性能良好，含水率在99%左右；当活 性污泥不正常时，污泥不易沉淀，SVI值升高。污泥结构松散 和体积膨胀，上层澄清液减少，颜色也有异变，这种现象称为 活性污泥膨胀。
活性污泥膨胀可分为
污泥中丝状菌大量繁殖 导致的丝状菌性膨胀
并无大量丝状菌存在 的非丝状菌性膨胀
提高土著优 势菌的酶活 性及数量
活性污泥处理系统中的异常情况
生物促生填
中试装置（1.0m3/h） 视频
料
➢ 修复前混合液沉淀
上清液
COD=130~150mg/L;
➢ 修复后混合液沉淀
上清液
COD=70~90mg/L。
前洲印染废水集中处理厂原位生物促生强化中试研究（1.0m3/h）
➢在微生物生理活动的各项影响因素中，温度的作用非常 重要。温度适宜，能够促进、强化微生物的生理活动； ➢温度不适宜，能够减弱甚至破坏微生物的生理活动； ➢温度不适宜还能导致微生物形态和生理特性的改变，甚 至可能使微生物死亡； ➢参与活性污泥处理的微生物，多属嗜温菌，适宜温度介 于10~450C之间； ➢为安全计，一般将活性污泥处理的最高与最低温度值控 制在35~450C之间; ➢常年或多半年处于低温的地区，应考虑将曝气池建于室 内，建于室外露天的曝气池，则应考虑适当的保温措施。
营养物质平衡
1.碳源 ➢碳是构成微生物细胞的重要物质； ➢生活污水和城市污水碳源充足； ➢工业废水有时碳源不足，需补充碳源，如淀粉、乙酸钠、与生 活污水混和等。 2. 氮源 ➢氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素； ➢需要量可按BOD：N=100：5考虑； ➢生活污水氮源足够，按BOD=200mg/L计算，所需氮源仅为 200/20=10mg/L，而生活污水所能提供的总氮为30mg/L左右； ➢工业废水则应考虑其含氮量是否满足要求，必要时补充尿素、 硫酸铵等。
MLSS值，使需氧量减少；
➢如污泥负荷过高，适当提高MLSS值，以调整负荷；
➢必要时停止进水，“闷曝”；
➢如果缺氮、磷、铁等养料，投加硝化污泥液或氮磷等成分；
➢如pH过低，可投加石灰调节pH；
➢如污泥大量流失，可投加5~10mg/L氯化铁，帮助凝聚，刺激菌胶团生长；
➢也可投加漂白粉或液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），抑制丝状菌繁
pH
➢pH过大，微生物酶系统催化功能减弱，甚至消失； ➢pH过小，高浓度H+导致菌体表面蛋白质和核酸水解 而变性； ➢参与污水处理的微生物，一般最佳pH范围，介于 6.5~8.5之间； ➢当污水（特别是工业废水）的pH变化较大时，应考 虑设调节池，使污水的pH调节到适宜范围后再进入曝 气池。
水温
活性污泥处理系统中的异常情况
生物促生技术工程实现方法：
微量元素、优质碳源等
原位促生法
生物池中吊挂生 物促生缓释填料
印染废水
厌氧（水解酸化） 缺氧
好氧
二沉池
提高土著优 势菌的酶活 性及数量
出水
印染废水
污泥回流 厌氧（水解酸化） 缺氧
好氧 二沉池
污泥回流
异位促生法
生物促生反应器 微量元素、优质碳源等
出水
溶解氧（DO）
➢为使曝气池内微生物保持正常的生理活动，曝气池内 溶解氧一般不低于2mg/L（以出口处为准）； ➢在曝气池局部区域，如在进口区，有机物浓度高，耗 氧速率高，溶解氧不易保持2mg/L，但不宜低于1mg/L ➢曝气池内溶解氧也不宜过高，DO过高会导致有机污 染物分解过快，使微生物缺乏营养，活性污泥易于老 化、结构松散。此外DO过高，过量耗能，运行成本高。
（2）污水中存在有毒物质时，微生物会受到抑制或伤害，净化 功能完全停止，从而使污泥失去活性。OAO工艺解毒 解决措施：
（1）如是运行问题，应对污水量、回流污泥量、空气量和排泥 状态以及SV%、MLSS、DO、NS等多项指标进行检测，加以调整
（2）当确定是污水中混入有毒物质时，应考虑是新的工业废水 混入的结果，需查明来源，按国家排放标准进行局部处理。
效率提高
20%~30%；
➢ 适用于毒性强、
Returned activated sludge
处理难度大的化 工废水
OAO生物处理工艺
sludge
活性污泥处理系统中的异常情况
有毒工业废水抑制污泥解体方法：
工业废水
铁炭还原 或零价铁
混凝沉淀 厌氧（水解酸化）
处理出水 二沉池 好氧处理
工业废水 芬顿氧化 混凝沉淀 厌氧（水解酸化）
营养物质平衡
3.磷 ➢磷是合成核蛋白、卵磷脂及其它磷化合物的重要元素； ➢磷在微生物代谢和物质转化过程中有重要作用，例如辅酶Ⅰ、 辅酶Ⅱ、磷酸腺苷（ADP和ATP）中都含磷； ➢微生物对磷的需求量，可按BOD：N：P=100：5 ： 1考虑，是 微生物需求量最多的无机元素，在细胞的组成元素中，磷占全 部无机盐元素的50%左右； ➢生活污水中含磷量较高，但许多工业废水中缺少磷，需另行投 加磷酸氢二钠等磷酸盐。 4.其它微量元素 ➢钠、钾、钙、镁、铁等，对微生物的生理活动有刺激作用， ➢需求量小，从污水中直接获得，不需另行投加。
出水
表面活性剂导致泡沫，随着该类物质在生物处理过程中的降解 ，泡沫逐渐消失
江阴圆通污水处理厂
活性污泥处理系统中的异常情况
污泥中毒或有效碳源不足亦可产生泡沫，这一情况无法用消 泡剂解决，只有恢复生物处理系统正常功能
前洲污水处理厂
视频
80%印染废水，20%其它工业废水，废水原水经预处理后COD为 350mg/L左右，但大部分为不可生化物质，且可能有一定毒性。
活性污泥处理系统中的异常情况
活性污泥处理系统中的异常情况
原因：
➢缺乏氮、磷、铁等营养元素；
膜生物反应器
➢溶解氧不足；
MBR受污泥膨胀
➢水温增高或pH较低；
影响较小
➢超负荷、污泥龄过长或有机物梯度小；
➢排泥不畅则易引起结合水性污泥膨胀。
解决措施：
➢缺氧、水温高可加大曝气量，或降低进水量以减轻负荷，或适当降低
处理出水 二沉池 好氧处理
预处理去除有毒有 害物质，解毒
活性污泥处理系统中的异常情况
3.污泥腐化 在二沉池由于污泥长期滞留而产生厌气发酵生成气体（H2S、
CH4等），从而使大块污泥上浮的现象。污泥腐败变黑、产生恶臭。 解决措施：
（1）安设不使污泥外溢的浮渣清除设备； （2）消除沉淀池的死角地区； （3）加大池底坡度或改进池底刮泥设备，不使污泥滞留于池底。 4.污泥上浮 污泥在二沉淀呈现块状上浮的现象,有时不是由腐败造成的，而 是由于在曝气池内污泥龄过长，硝化进程较高，在沉淀池底部产生 反硝化，产生氮气附着于污泥上，从而使污泥比重降低，整块上浮。 解决措施： （1）增加污泥回流量或及时排除剩余污泥，在脱氮之前将污泥排除 （2）降低污泥浓度，缩短污泥龄和降低溶解氧，使之不进行到硝化 阶段。
殖，特别能控制结合水性污泥膨胀；
➢也可投加石棉粉末、硅藻土、粘土等惰性物质，降低污泥指数。
活性污泥处理系统中的异常情况
2.污泥解体 处理水质浑浊，污泥絮体微细化，处理效果变坏等则是污泥解
体现象。 原因：
（1）运行不当，如曝气过量，会使活性污泥生物-营养的平衡 遭到破坏，使微生物量减少并失去活性，吸附能力降低，絮凝体缩 小质密，一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥，处理水质浑浊， SVI值降低；
活性污泥处理系统中的异常情况
5.泡沫问题 曝气池中产生泡沫，主要原因是，污水中存在大量合成洗涤剂
或其它表面活性剂起泡物质。泡沫可给生产操作带来一定困难，如 影响操作环境，带走大量污泥 解决措施： （1）喷水或投加消泡剂（如机油、煤油灯等）； （2）用风机机械消泡。
活性污泥处理系统中的异常情况
进水
活性污泥处理系统中的异常情况
有毒工业废水抑制污泥解体方法：
➢ 第一O段：可选
白土活性污泥—缺氧—生物接触氧化法
择出对适应有毒 废水水质的生物
生物选择器、解毒
Baidu Nhomakorabea
水解酸化-好氧
菌种，并去除对 微生物有较大抑 制作用的酚类等
O
A
O
有毒物质； ➢ 较常规水解酸化-
influent
effluent 好氧有机物去除
水温
有毒物质
活性污泥处理系统中的异常情况
1.污泥膨胀
正常的活性污泥沉降性能良好，含水率在99%左右；当活 性污泥不正常时，污泥不易沉淀，SVI值升高。污泥结构松散 和体积膨胀，上层澄清液减少，颜色也有异变，这种现象称为 活性污泥膨胀。
活性污泥膨胀可分为
污泥中丝状菌大量繁殖 导致的丝状菌性膨胀
并无大量丝状菌存在 的非丝状菌性膨胀
提高土著优 势菌的酶活 性及数量
活性污泥处理系统中的异常情况
生物促生填
中试装置（1.0m3/h） 视频
料
➢ 修复前混合液沉淀
上清液
COD=130~150mg/L;
➢ 修复后混合液沉淀
上清液
COD=70~90mg/L。
前洲印染废水集中处理厂原位生物促生强化中试研究（1.0m3/h）
➢在微生物生理活动的各项影响因素中，温度的作用非常 重要。温度适宜，能够促进、强化微生物的生理活动； ➢温度不适宜，能够减弱甚至破坏微生物的生理活动； ➢温度不适宜还能导致微生物形态和生理特性的改变，甚 至可能使微生物死亡； ➢参与活性污泥处理的微生物，多属嗜温菌，适宜温度介 于10~450C之间； ➢为安全计，一般将活性污泥处理的最高与最低温度值控 制在35~450C之间; ➢常年或多半年处于低温的地区，应考虑将曝气池建于室 内，建于室外露天的曝气池，则应考虑适当的保温措施。