污水的好氧生物處理2第1頁/共161頁2023/4/162第2頁/共161頁2023/4/163第一節(jié)基本概念第3頁/共161頁2023/4/164活性污泥法的基本原理1）基本流程定義：向生活污水注入空氣進行曝氣，并持續(xù)一段時間以后，污水中即生成一種絮凝體。這種絮凝體主要是由大量繁殖的微生物群體所構(gòu)成，它有巨大的表面積和很強的吸附性能，稱為活性污泥。出水剩余污泥進水回流污泥空氣曝氣池二沉池第4頁/共161頁2023/4/165活性污泥法處理食品廢水第5頁/共161頁2023/4/166活性污泥法處理食品廢水第6頁/共161頁2023/4/167活性污泥法處理食品廢水（活性污泥）第7頁/共161頁2023/4/168活性污泥法處理印染廢水第8頁/共161頁2023/4/169一.活性污泥——人工培養(yǎng)的生物絮凝體，有很強的吸附和氧化分解有機物的能力（一）組成：活性污泥微生物細(xì)菌真菌原生動物后生動物有機物無機物M的尸體構(gòu)成活性污泥的揮發(fā)部分，約占干活性污泥的70％以上活性污泥的含水率為98％～99％第9頁/共161頁2023/4/1610活性污泥絮體第10頁/共161頁2023/4/1611第11頁/共161頁2023/4/1612（二）作用項目去除率（％）BOD>95SS>95病毒>98寄生蟲卵差重金屬一定第12頁/共161頁2023/4/1613（三）活性污泥的性能指標(biāo)1.生物指標(biāo)（穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)）（1）細(xì)菌：組成活性污泥的核心，凈化功能的主力軍（2）真菌：種類繁多，與活性污泥有關(guān)（3）原生動物：用來反映活性污泥質(zhì)量與凈化程度（指示生物，在低倍顯微鏡下能觀察）（4）后生動物（輪蟲，甲殼蟲等）第13頁/共161頁2023/4/1614（三）活性污泥的性能指標(biāo)2.物理指標(biāo)（1）MLSS：懸浮固體濃度mixedliquorsuspensionsolid物理意義：在曝氣池中，混合液（廢水與回流污泥組成）中的懸浮固體濃度單位：mg/L,g/L作用：表示反應(yīng)器中M數(shù)量；設(shè)計與運轉(zhuǎn)管理的重要參數(shù)局限性：MLSS包括了活的M，和沒有活性的死的M、被絮體吸附的有機物、無機物等，第14頁/共161頁2023/4/1615（三）活性污泥的性能指標(biāo)2.物理指標(biāo)（2）MLVSS：揮發(fā)性懸浮固體濃度mixedliquorvolatilesuspensionsolid物理意義：在曝氣池中，混合液（廢水與回流污泥組成）中的揮發(fā)性懸浮固體濃度單位：mg/L,g/L作用：表示反應(yīng)器中M數(shù)量（比較準(zhǔn)確）；設(shè)計與運轉(zhuǎn)管理的重要參數(shù)局限性：MLSS包括了活的M，和沒有活性的死的M、被絮體吸附的有機物等。一般MLVSS/MLSS=0.7~0.75（生活污水）第15頁/共161頁2023/4/1616（三）活性污泥的性能指標(biāo)2.物理指標(biāo)（3）SV：污泥沉降比settlingvolume,sludgesedimentationratio物理意義：在曝氣池中，混合液靜止沉淀30分鐘后，沉淀污泥體積與原體積之比單位：％作用：設(shè)計與運行的重要參數(shù)；

SV的高低決定是否排泥；反應(yīng)了反應(yīng)器中M的量(體積);

運行中污泥情況是否正常（膨脹？）第16頁/共161頁2023/4/1617（三）活性污泥的性能指標(biāo)2.物理指標(biāo)（4）SVI：污泥容積指數(shù)sludgevolumeindex物理意義：在曝氣池中，混合液靜止沉淀30分鐘后，一克干污泥所占沉淀污泥容積的毫升數(shù)單位：ml/g作用：較準(zhǔn)確地反應(yīng)污泥沉降性能的好壞；決定了回流污泥量，決定克回流污泥泵數(shù)量型號；

SVI控制排泥與檢查污泥性能結(jié)構(gòu)。第17頁/共161頁2023/4/1618（三）活性污泥的性能指標(biāo)2.物理指標(biāo)（5）污泥齡（ts）物理意義：微生物平均在反應(yīng)器中停留時間；工作著活性污泥總量/排放剩余污泥量單位：日作用：設(shè)計與運行的重要參數(shù)；污泥齡長，則產(chǎn)生剩余污泥量少。第18頁/共161頁2023/4/1619二.活性污泥凈化污水的過程（一）吸附階段——污水中的有機物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去。1.吸附（1）活性污泥具有巨大的表面積(2000~10000m2/m3)（2）活性污泥表面具有多糖粘質(zhì)層2.影響吸附的因素（1）廢水（2）回流污泥，曝氣是否充分第19頁/共161頁2023/4/1620（二）氧化（穩(wěn)定）階段——轉(zhuǎn)移到活性污泥上的有機物為M所利用。1.代謝機理有機物+活性污泥中的MO2CO2H2ONH3SO42-PO43-+能量細(xì)胞質(zhì)C5H7NO2O2殘留物CO2H2ONH3+能量分解合成第20頁/共161頁2023/4/1621

時間量對數(shù)增長期減速增長期內(nèi)源呼吸期污泥濃度氧利用率BOD濃度2.有機物降解污泥增長氧利用率第21頁/共161頁2023/4/1622（三）.絮凝體的形成與凝聚沉降（i）如果形成菌體的有機物不從污水中分離出去，這樣的凈化不能算結(jié)束。（ii）為了使菌體從水中分離出來，現(xiàn)多采用重力沉降法。如果每個菌體都處于松散狀態(tài)，由于其大小與膠體顆粒大體相同，它們將保持穩(wěn)定懸浮狀態(tài)，沉降分離是不可能的。為此，必須使菌體凝聚成為易于沉降的絮凝體。（iii）絮凝體的形成是通過絲狀細(xì)菌來實現(xiàn)的。第22頁/共161頁2023/4/1623三.活性污泥法的基本流程第23頁/共161頁2023/4/1624建立模型的假設(shè)曝氣池處于完全混合狀態(tài)進水中的微生物濃度與曝氣池中的活性污泥微生物濃度相比很小，可以假設(shè)為零全部可生物降解的底物都處于溶解狀態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)（穩(wěn)態(tài)假定）二沉池中沒有微生物的活動二沉池中沒有污泥積累，泥水分離良好第24頁/共161頁2023/4/1625第25頁/共161頁2023/4/1626第二節(jié)氣體傳遞原理和曝氣池第26頁/共161頁2023/4/1627概述構(gòu)成活性污泥法的三個基本要素：1.引起吸附和氧化分解作用的微生物—活性污泥2.污水中的有機物3.溶解氧一個重要條件：必須使混合液懸浮固體處于懸浮狀態(tài)。曝氣設(shè)備的作用：充氧和混合第27頁/共161頁28一氣體傳遞原理：菲克（Fick）定律第28頁/共161頁29一氣體傳遞原理：雙膜理論在氣-水界面附近存在著層流流動的氣膜和液膜，氣膜外和液膜外有空氣和液體流動，屬紊流狀態(tài)，紊流程度越高，對應(yīng)的層流膜的厚度越薄。氣膜、液膜以外的氣、液相主體中組分物質(zhì)的濃度基本上是均勻分布的，不存在濃度差，也沒有傳質(zhì)阻力。氣體從氣相主體傳遞到液相主體，所有的傳質(zhì)阻力僅存在于氣、液兩層層流膜中氣膜中存在氣壓梯度，液膜中存在氧的濃度梯度，它們是氧轉(zhuǎn)移的推動力。氣液界面上不存在傳質(zhì)阻力氧是一種難溶氣體，溶解度很小，傳質(zhì)的阻力主要在于液膜上，因此通過液膜的傳質(zhì)速率是氧轉(zhuǎn)移過程的控制速率第29頁/共161頁2023/4/1630雙膜理論示意圖

氣相主體界面氣膜液膜Cs層流液相主體CpgpiPg表示氣相中氧的分壓Pi表示界面處氧的分壓Cs表示界面處水中氧的濃度C表示水中氧的濃度第30頁/共161頁2023/4/1631一.氣體傳遞原理提高氧轉(zhuǎn)移速率（1）提高KLa值：加強液相主體的紊流程度，降低液膜厚度，加速氣、液界面的更新，采用微孔曝氣方式，增大氣、液接觸面積（2）提高Cs值：提高氣相中的氧分壓，如采用純氧曝氣、深井曝氣等第31頁/共161頁2023/4/1632二氧轉(zhuǎn)移的影響因素污水水質(zhì)鼓風(fēng)曝氣：α=0.4~0.8機械曝氣α=0.6~1.0

β=0.70~0.98，通常取0.95第32頁/共161頁2023/4/1633二氧轉(zhuǎn)移的影響因素水溫：水溫上升，KLa值增高氧分壓：氣壓降低Cs值隨之下降第33頁/共161頁2023/4/1634四曝氣設(shè)備（一）任務(wù)：把空氣輸送到曝氣池，使混合液中的SS呈懸浮狀態(tài)。（二）效能指標(biāo)：（1）EA——氧利用率/氧轉(zhuǎn)移效率（2）Ep——動力效率（3）充氧能力第34頁/共161頁2023/4/1635對曝氣設(shè)備的要求：良好的曝氣設(shè)備除應(yīng)當(dāng)具有較高的動力效率和氧轉(zhuǎn)移效率外，還應(yīng)盡可能滿足下列要求：（a）攪拌均勻；（b）構(gòu)造簡單；（c）能耗少；（d）價格低；（e）性能穩(wěn)定，故障少；（f）不產(chǎn)生噪音及其它公害；（g）對某些工業(yè)廢水耐腐蝕性強。第35頁/共161頁2023/4/1636（三）設(shè)備鼓風(fēng)曝氣：空氣凈化器、鼓風(fēng)機、空氣輸送管、擴散器小氣泡擴散器、中氣泡擴散器、大氣泡擴散器、微氣泡擴散器機械曝氣：豎式曝氣機臥式曝氣刷第36頁/共161頁2023/4/16371.微氣泡擴散器氣泡直徑100um左右，氣液接觸面大，氧利用率高，氧轉(zhuǎn)移效率可達(dá)30%缺點：壓力損失較大，易堵塞，空氣需進行過濾處理多孔性剛性材料：停止曝氣時微孔易被沉積物堵塞柔性橡膠膜制成：孔眼不會被堵塞第37頁/共161頁2023/4/16382.小氣泡擴散器采用多孔材料（陶瓷、沙礫、塑料等）制成的擴散板或擴散管氣泡直徑：1.5mm第38頁/共161頁2023/4/16393.中氣泡擴散器穿孔管或莎綸管開孔直徑：2~3mm第39頁/共161頁2023/4/16404.大氣泡擴散器直徑15mm的支管直接曝氣，氣泡直徑達(dá)，氧利用效率及動力效率低。第40頁/共161頁2023/4/16415.剪切分散空氣曝氣器利用水力或機械力的剪切作用，在空氣從裝置吹出之前，將大氣泡切割成小氣泡倒盆式擴散裝置、固定螺旋擴散裝置、射流式空氣擴散器、水下空氣擴散器等第41頁/共161頁2023/4/1642第42頁/共161頁2023/4/1643（二）機械曝氣豎式曝氣器臥式曝氣器第43頁/共161頁2023/4/1644第44頁/共161頁2023/4/1645第45頁/共161頁2023/4/1646第46頁/共161頁2023/4/1647四曝氣設(shè)備（一）任務(wù)：把空氣輸送到曝氣池，使混合液中的SS呈懸浮狀態(tài)。（二）效能指標(biāo)：（1）EA——氧利用率/氧轉(zhuǎn)移效率（2）Ep——動力效率（3）充氧能力第47頁/共161頁2023/4/1648（1）衡量曝氣設(shè)備效能的指標(biāo)有動力效率EP、氧轉(zhuǎn)移效率EA和充氧能力。（i）動力效率EA是指消耗1kWh電能所轉(zhuǎn)移到液體中去的氧量，單位為kg/kWh。（ii）氧轉(zhuǎn)移效率也稱氧利用率，它是指鼓風(fēng)曝氣轉(zhuǎn)移到液體中的氧占供給氧的百分?jǐn)?shù)：EA=(Ro/W)×100％。其中：W－供氧量，kg/h；Ro－吸氧量，kg/h。對于鼓風(fēng)曝氣，各種擴散裝置在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的EA值是事先通過脫氧清水的曝氣試驗測定得出的，一般為5％－15％左右。（iii）充氧能力是指葉輪或轉(zhuǎn)刷在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移到液體中的氧量kg/h。第48頁/共161頁2023/4/1649三.曝氣池類型1.推流曝氣池第49頁/共161頁2023/4/16501.推流式曝氣池水流呈推流型，理論上在曝氣池推流橫斷面上各點濃度均勻一致長寬比5~10，寬深比1~2，有效水深4~6m平移推流式/旋轉(zhuǎn)推流式第50頁/共161頁2023/4/1651第51頁/共161頁2023/4/16522.完全混合曝氣池圓形、方形或矩形表面曝氣或鼓風(fēng)曝氣曝氣池內(nèi)各點的底物濃度、微生物濃度、需氧速率完全一致耐沖擊負(fù)荷能力較大第52頁/共161頁2023/4/16532.完全混合曝氣池

表面曝氣機，

中心進水

分建式/合建式第53頁/共161頁2023/4/16543.封閉環(huán)流式反應(yīng)池結(jié)合了推流和完全混合兩種流態(tài)的特點循環(huán)流動流速一般0.25~0.35m/s，完成一個循環(huán)所需時間5~15min，水力停留時間10~24h，期間完成40~300次循環(huán)在短時間內(nèi)呈推流式，在長時間內(nèi)呈完全混合特征第54頁/共161頁2023/4/16554.序批式反應(yīng)池工作過程：注水-反應(yīng)-排水流態(tài)：完全混合，有機物隨著反應(yīng)時間的推移而被降解不需另設(shè)沉淀池周期循環(huán)時間及每個周期內(nèi)各階段時間均可根據(jù)不同的處理對象和處理要求進行調(diào)節(jié)第55頁/共161頁2023/4/1656活性污泥法的運行方式第56頁/共161頁2023/4/1657傳統(tǒng)活性污泥法/普通活性污泥法第57頁/共161頁2023/4/1658傳統(tǒng)活性污泥法/普通活性污泥法曝氣池呈長方形，水流形態(tài)為推流式進口處有機物濃度高，沿池長逐漸降低，需氧量也是沿池長逐漸降低處理工業(yè)廢水的有機負(fù)荷：0.2-0.4kgBOD/kgMLSS.d,MLSS1.5-3.5g/LBOD去除率高，可達(dá)85-95%缺點：不能適應(yīng)沖擊負(fù)荷；前段供氧不足，后段供氧過剩第58頁/共161頁2023/4/1659第59頁/共161頁2023/4/16601.漸減曝氣法進水曝氣池Air二沉池回流污泥剩余污泥第60頁/共161頁2023/4/16612.分步曝氣法（階段曝氣法）第61頁/共161頁2023/4/16623.完全混合法第62頁/共161頁2023/4/1663完全混合法耐沖擊負(fù)荷能力強，適用于處理工業(yè)廢水，特別是濃度較高的工業(yè)廢水污水在曝氣池中分布均勻，F(xiàn)/M值均等，可以通過對F/M的調(diào)整來控制曝氣池的工況曝氣池內(nèi)混合液的需氧速率均衡系統(tǒng)有機負(fù)荷較低，微生物生長靜止期或衰老期，易于產(chǎn)生污泥膨脹第63頁/共161頁2023/4/16644.接觸穩(wěn)定法/吸附再生法第64頁/共161頁2023/4/1665第65頁/共161頁2023/4/1666吸附池內(nèi)吸附時間較短（30~60min），吸附池容積小再生池污泥濃度高，池容也小具有一定的抗沖擊負(fù)荷的能力吸附接觸時間短，硝化不完全，效率低于傳統(tǒng)法對于含溶解性有機物較多的污水處理，本工藝不適用第66頁/共161頁2023/4/16675.純氧曝氣法以純氧代替空氣，可提高生物處理的速率HRT1.5~3h，MLSS6000~8000mg/l溶氧效率高，處理效果好污泥沉淀性能好，產(chǎn)生的剩余污泥量少需密閉，純氧發(fā)生器容易故障，裝置復(fù)雜，管理麻煩代謝產(chǎn)生CO2,在密閉反應(yīng)器中易溶于混合液中，使pH上升第67頁/共161頁2023/4/16685.純氧曝氣法第68頁/共161頁2023/4/16696.深層曝氣（深井曝氣）第69頁/共161頁2023/4/16706.深層曝氣（深井曝氣）普通曝氣池經(jīng)濟深度：5~6m深層曝氣：10~20m深井曝氣：150~300m，直徑1.0~6.0m水深大幅度增加，可促進氧傳遞速率，處理功能幾乎不受氣候條件的影響適用于處理高濃度有機廢水二氧化碳產(chǎn)生量比常規(guī)曝氣多30%,污泥產(chǎn)量低第70頁/共161頁2023/4/16717.淺層曝氣第71頁/共161頁2023/4/16728.氧化溝20C50年代開發(fā)應(yīng)用，是延時曝氣法的一種特殊形式水流流速：0.25~0.30m/s，5~15min完成一次循環(huán)第72頁/共161頁2023/4/167313.氧化溝第73頁/共161頁2023/4/1674第74頁/共161頁2023/4/1675第75頁/共161頁2023/4/16769.序批式活性污泥法（SBR法）

SequencingBatchReactor第76頁/共161頁2023/4/167710膜生物反應(yīng)器(MBR)用超濾膜代替二沉池進行污泥固液分離MLSS可以比普通活性污泥高幾倍容積負(fù)荷高，水力停留時間短污泥齡廠，剩余污泥量少污泥膨脹不影響出水水質(zhì)可同時硝化-反硝化出水水質(zhì)好占地面積小第77頁/共161頁2023/4/1678第四節(jié)活性污泥法的設(shè)計計算第78頁/共161頁2023/4/1679一.曝氣池的設(shè)計計算1.有機負(fù)荷率法（1）污泥負(fù)荷：單位重量活性污泥在單位時間所能承受的BOD5量（2）容積負(fù)荷：單位容積曝氣區(qū)在單位時間內(nèi)所能承受的BOD5量第79頁/共161頁2023/4/16802.污泥齡法第80頁/共161頁2023/4/1681系數(shù)單位數(shù)值范圍平均KKsyKdd-1mg/L(BOD5)mg/L(COD)mgVSS/mgBODmgVSS/mgCODd-12~1025~10015~700.4~0.80.25~0.40.04~0.0755.060400.60.40.06

表活性污泥法的典型動力系數(shù)第81頁/共161頁2023/4/1682二剩余污泥量計算1.按污泥齡計算2.根據(jù)污泥產(chǎn)率系數(shù)或表觀產(chǎn)率系數(shù)計算第82頁/共161頁2023/4/1683三、需氧量設(shè)計計算第83頁/共161頁2023/4/1684系數(shù)單位數(shù)值范圍平均KKsyKdd-1mg/L(BOD5)mg/L(COD)mgVSS/mgBODmgVSS/mgCODd-12~1025~10015~700.4~0.80.25~0.40.025~0.0755.060400.60.40.06

表活性污泥法的典型動力系數(shù)第84頁/共161頁2023/4/1685二次沉淀池第85頁/共161頁2023/4/1686一.基本原理第86頁/共161頁2023/4/1687第87頁/共161頁2023/4/1688二沉池的工作狀態(tài)二沉池中存在四個區(qū)：清水區(qū)、絮凝區(qū)、成層沉淀區(qū)、污泥壓縮區(qū)；兩個界面：泥水界面和壓縮界面混合液進入二沉池后，立即被池水稀釋，固體濃度大大降低，并形成一個絮凝區(qū)；成層沉淀區(qū)固體濃度基本不變，沉速也基本不變，絮凝區(qū)中絮凝情況的優(yōu)劣直接影響成層沉淀區(qū)中泥花的形態(tài)、大小和沉速二沉池的底流濃度主要決定于污泥性質(zhì)和污泥在泥斗中的積存時間。第88頁/共161頁2023/4/1689二沉池的功能：澄清（固液分離）、污泥濃縮（提高回流污泥的含固率）二沉池的澄清能力與混合液進入池后的絮凝情況密切相關(guān)，也與二沉池的表面面積有關(guān)二沉池的濃縮能力與沉淀池表面面積及污泥性質(zhì)、泥斗得容積有關(guān)第89頁/共161頁2023/4/1690二沉池的構(gòu)造進水：應(yīng)使布水均勻并造成有利于絮凝的條件，使污泥絮體結(jié)大出流堰的流速要限制，堰寬流量不大于1.7L/(m.s)污泥斗的容積，要考慮污泥濃縮的要求，污泥濃縮時間一般不超過2h表面應(yīng)設(shè)置浮渣的收集、撇除、輸送和處置裝置第90頁/共161頁2023/4/1691二沉池的設(shè)計計算沉淀池表面面積：有效水深：污泥區(qū)容積：Vs=RQts第91頁/共161頁2023/4/1692活性污泥法系統(tǒng)設(shè)計和運行中的一些重要問題第92頁/共161頁2023/4/16931.水力負(fù)荷；2.有機負(fù)荷3.微生物濃度4.曝氣時間5.微生物平均停留時間6.氧的傳遞速率7.回流污泥濃度8.回流污泥率9.曝氣池的構(gòu)造10.pH和堿度11溶解氧濃度第93頁/共161頁2023/4/1694活性污泥系統(tǒng)的運行第94頁/共161頁2023/4/1695一.活性污泥系統(tǒng)投產(chǎn)前的工作（一）驗收：清水試運行：檢查施工質(zhì)量清水試驗：曝氣裝置性能第95頁/共161頁2023/4/1696一.活性污泥系統(tǒng)投產(chǎn)前的工作（二）培養(yǎng)活性污泥：條件：菌種與菌種所需要的營養(yǎng)物質(zhì)方法：將污水引入曝氣池

開始曝氣，絮凝體出現(xiàn)及時換水（補充營養(yǎng)，排除對M有害的代謝產(chǎn)物）第96頁/共161頁2023/4/1697一.活性污泥系統(tǒng)投產(chǎn)前的工作（三）馴化活性污泥：開始培養(yǎng)出的活性污泥菌種中，無分解特定污染物的細(xì)菌——專性酶系統(tǒng)活性污泥的馴化方法是在混合液中逐漸增加工業(yè)廢水的比例，并同時提高進水的有機負(fù)荷，直至達(dá)到滿負(fù)荷為止第97頁/共161頁2023/4/1698一.活性污泥系統(tǒng)投產(chǎn)前的工作（四）試運行：（1）確定最佳的運行條件（2）能否達(dá)到設(shè)計要求第98頁/共161頁2023/4/1699二.活性污泥系統(tǒng)效果監(jiān)測（一）監(jiān)測目的：（1）保持良好的處理效果（2）積累經(jīng)驗第99頁/共161頁2023/4/16100二.活性污泥系統(tǒng)效果監(jiān)測（二）監(jiān)測項目：（1）反映處理效果的項目：進（出）水的CODcr,BOD5,色度，SS，有毒物質(zhì)，pH（2）反映污泥情況的項目：SVMLSSMLVSSSVIM鏡檢（3）反映污泥營養(yǎng)和環(huán)境條件的項目：NPpHDO水溫（4）反映運行情況的項目：QQRGs第100頁/共161頁2023/4/16101三.活性污泥系統(tǒng)運行過程中的異?，F(xiàn)象（一）污泥膨脹：（1）什么叫污泥膨脹廣義地說，是活性污泥的凝聚性和沉降性惡化，導(dǎo)致處理水渾濁的現(xiàn)象；從字面上講，是指污泥體積增大而密度下降的現(xiàn)象一般認(rèn)為SVI>200，就算污泥膨脹第101頁/共161頁2023/4/16102三.活性污泥系統(tǒng)運行過程中的異?，F(xiàn)象（一）污泥膨脹：（2）污泥膨脹的類型A.絲狀菌性膨脹：當(dāng)污泥中有大量絲狀菌時，大量具有一定強度的絲狀體相互支撐、交錯，大大惡化了污泥的沉降、壓縮性能，形成污泥膨脹。B.非絲狀菌性膨脹：污泥中結(jié)合水異常增多導(dǎo)致第102頁/共161頁2023/4/16103三.活性污泥系統(tǒng)運行過程中的異?，F(xiàn)象（一）污泥膨脹：（3）污泥膨脹的原因A.污水水質(zhì)：溶解性碳水化合物/硫化物/水溫/pH/C:N:P等B.運行條件：有機負(fù)荷/溶解氧C.工藝方法：曝氣池形式/運行方式/除沉池/曝氣方式等第103頁/共161頁2023/4/16104三.活性污泥系統(tǒng)運行過程中的異常現(xiàn)象（一）污泥膨脹：（4）污泥膨脹引發(fā)的后果膨脹污泥不易沉降，容易流失，既降低處理后的出水水質(zhì)，又造成回流污泥量的不足，如果不及時加以控制，就會使系統(tǒng)中的污泥越來越少，從根本上破壞曝氣池的運行第104頁/共161頁2023/4/16105三.活性污泥系統(tǒng)運行過程中的異常現(xiàn)象（一）污泥膨脹：（4）抑制污泥膨脹的措施A.控制曝氣量B.調(diào)整pH值C.調(diào)節(jié)N/P比例D.投加一些化學(xué)藥劑E.取消初沉池F.設(shè)計時采取一些措施：第105頁/共161頁2023/4/16106三.活性污泥系統(tǒng)運行過程中的異常現(xiàn)象（二）污泥上?。海?）污泥脫氮上?。何勰嘣诙脸爻蕢K狀上浮的現(xiàn)象（污泥灰色）原因：曝氣池內(nèi)污泥齡過長，使硝化進行程度較高，而這種混合液若在二沉池中經(jīng)歷較長時間的缺氧狀態(tài)，則會發(fā)生反硝化，生產(chǎn)氮氣，以氣泡形式脫出，附著于污泥上，從而使污泥整塊上浮。第106頁/共161頁2023/4/16107三.活性污泥系統(tǒng)運行過程中的異常現(xiàn)象（二）污泥上?。海?）污泥脫氮上浮：污泥在二沉池呈塊狀上浮的現(xiàn)象（污泥灰色）防止方法：減少曝氣，縮短污泥齡以防止硝化；增加污泥回流量或及時排除剩余污泥，減少污泥在二沉池中停留時間。第107頁/共161頁2023/4/16108三.活性污泥系統(tǒng)運行過程中的異?，F(xiàn)象（二）污泥上?。海?）污泥腐化上浮：大塊污泥（黑色）上浮，產(chǎn)生惡臭原因：二沉池中污泥停留時間過長，或局部區(qū)域堵塞，進行厭氧發(fā)酵，生成氣體（H2S，CH4）從而使污泥大塊上浮第108頁/共161頁2023/4/16109三.活性污泥系統(tǒng)運行過程中的異?，F(xiàn)象（二）污泥上浮：（1）污泥腐化上?。捍髩K污泥（黑色）上浮，產(chǎn)生惡臭解決和防止措施：安設(shè)不使污泥外溢的浮渣清除設(shè)備；清除沉淀池的死角地區(qū)；加大池底坡度或改進池底刮泥設(shè)備；及時排泥和疏通堵塞等。第109頁/共161頁2023/4/16110三.活性污泥系統(tǒng)運行過程中的異?，F(xiàn)象（三）污泥解體：處理水渾濁，污泥絮凝體微細(xì)化，處理效果變壞等均屬污泥解體現(xiàn)象原因：運行不當(dāng)：如曝氣量過大，活性污泥營養(yǎng)平衡遭受破壞；有毒物質(zhì)：M受到抑制或傷害，凈化能力下降或完全停止，從而使污泥失去活性措施：加強管理第110頁/共161頁2023/4/16111三.活性污泥系統(tǒng)運行過程中的異?，F(xiàn)象（四）泡沫：工業(yè)廢水中常含有各種表面活性物質(zhì)，在采用活性污泥法時，曝氣池面常出現(xiàn)大量泡沫泡沫過多時將從池面溢出，影響操作環(huán)境，帶走大量污泥，機械曝氣時，泡沫阻隔空氣，防礙充氧措施：表面噴淋水或除沫劑。（常用的除沫劑有機油、煤油、硅油等，投量0.5～1.5mg/L)第111頁/共161頁2023/4/16112三.活性污泥系統(tǒng)運行過程中的異?，F(xiàn)象（四）泡沫：措施：(1)表面噴淋水或除沫劑。（常用的除沫劑有機油、煤油、硅油等，投量0.5～1.5mg/L)(2)增加曝氣池污泥濃度或適當(dāng)減小曝氣量（3）當(dāng)廢水中含表面活性物質(zhì)較多時，預(yù)先用泡沫分離法或其他方法去除。第112頁/共161頁2023/4/16113氧化塘好氧氧化塘兼性氧化塘厭氧氧化塘曝氣氧化塘第113頁/共161頁2023/4/16114一、概述穩(wěn)定塘（氧化塘）是一種天然的或經(jīng)一定人工構(gòu)筑的污水凈化系統(tǒng)。污水在塘內(nèi)經(jīng)較長時間的停留、儲存、通過微生物的代謝活動，以及相伴隨的物理的、化學(xué)的、物理化學(xué)的過程，使污水中的有機污染物、營養(yǎng)素和其他污染物質(zhì)進行多級轉(zhuǎn)換、降解和去除，從而實現(xiàn)污水的無害化、資源化與再利用。第114頁/共161頁2023/4/16115一.概述1.穩(wěn)定塘的特征（1）與水體自凈過程相似——自然生物處理法；（2）水體中的氧由塘面復(fù)氧和藻類光合作用兩種方式供給；（3）廢水在氧化塘中停留時間長。第115頁/共161頁2023/4/161162.優(yōu)點（1）基建投資低；（2）運行管理簡單經(jīng)濟；（3）可進行綜合利用。第116頁/共161頁2023/4/161173.缺點（1）占地面積大；（2）處理效果受氣候影響；（3）設(shè)計運行不當(dāng)時，可能形成二次污染。第117頁/共161頁2023/4/16118二、好氧塘aerobicpond在有氧狀態(tài)下凈化污水的穩(wěn)定塘，依靠藻類光合作用和塘面表面風(fēng)力攪動自然復(fù)氧供氧；塘深一般為15~50cm，至多不大于1m，污水停留時間一般為2~6d。按有機負(fù)荷的高低分：高負(fù)荷好氧塘，普通好氧塘，深度處理好氧塘第118頁/共161頁2023/4/16119二.好氧塘機理：（1）好氧M與藻類共生；（2）藻類利用陽光——光合作用——產(chǎn)生氧氣；大氣復(fù)氧；（3）好氧M利用氧氣對有機物代謝轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生CO2,H2O,NH3等；（4）CO2被藻類光合作用利用；（5）CO2、O2授受過程中，有機物降解，水凈化。深度一般0.3~0.5m，陽光能透入塘底藻類-細(xì)菌-原生動物共生第119頁/共161頁2023/4/16120三、兼性塘facultativepond是指在上層有氧、下層無氧的條件下凈化污水的穩(wěn)定塘。塘深通常為1~2m，上部有好氧層，下部是厭氧層，中層是兼性區(qū)。水力停留時間一般為5~30d其運行效果主要取決于藻類光合作用產(chǎn)氧量和塘表面的復(fù)氧情況第120頁/共161頁2023/4/16121三.兼性氧化塘機理：（1）好氧區(qū)（同好氧塘）；（2）兼性區(qū)：DO時有時無，M是異養(yǎng)型兼性菌，有DO時，利用氧氣氧化分解有機物；無DO時，以NO3－，CO32－作為電子受體，無氧代謝。（3）厭氧區(qū)：無DO，厭氧M對有機物厭氧分解。水深一般1.2~2.5m第121頁/共161頁2023/4/16122兼性塘的特點去除污染物的范圍比好氧處理系統(tǒng)廣泛，不僅可去除一般的有機污染物，還可有效地去除磷、氮等營養(yǎng)物質(zhì)和某些難降解的有機污染物不僅可用于處理城市污水，還可用于處理石油化工、有機化工、印染、造紙等工業(yè)廢水。第122頁/共161頁2023/4/16123五.曝氣氧化塘塘面上安裝人工曝氣設(shè)備；氧的來源以人工曝氣為主；曝氣塘出水SS高，排放前需沉淀。第123頁/共161頁2023/4/16124六.水生生物氧化塘通過在塘內(nèi)種植具有除污功能的水生植物或養(yǎng)殖魚類等水生動物，既可強化氧化塘的凈化功能，又可使氧化塘得到利用，獲得一定的經(jīng)濟效益養(yǎng)魚氧化塘水生植物氧化塘第124頁/共161頁2023/4/16125污水土地處理第125頁/共161頁2023/4/16126一.概述污水土地處理系統(tǒng)是指利用農(nóng)田、林地等土壤-微生物-植物構(gòu)成的陸地生態(tài)系統(tǒng)對污染物進行綜合凈化處理的生態(tài)工程。第126頁/共161頁2023/4/16127污水土地處理的優(yōu)點促進污水中植物營養(yǎng)素的循環(huán)，污水中的有用物質(zhì)通過作物的生長而獲得再利用可利用廢劣土地、坑塘洼地處理污水，基建投資??；使用機電設(shè)備少，運行管理簡便低廉，節(jié)省能源綠化大地，增添風(fēng)景美色，改善地區(qū)小氣候，促進生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)污泥能得到充分利用，二次污染小。第127頁/共161頁2023/4/16128污水土地處理的缺點污水土地處理系統(tǒng)如果設(shè)計不當(dāng)或管理不善，會造成許多不良后果：（1）污染土壤和地下水，特別是造成重金屬污染、有機毒物污染等（2）導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降（3）散發(fā)臭味、蚊蠅滋生，危害人體健康等。第128頁/共161頁2023/4/16129二.污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理懸浮物的去除：過濾節(jié)流作用、沉淀、生物的吸附及作物的阻截作用；懸浮固體是導(dǎo)致土地處理系統(tǒng)堵塞的一個重要原因。第129頁/共161頁2023/4/16130二.污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理

BOD的去除：土壤表層區(qū)通過過濾、吸附作用截留BOD土壤中含有大量的M，對有機物進行降解；土壤微生物一般集中在表層50cm深度的土壤中，因而大多數(shù)BOD的去除反應(yīng)都發(fā)生在地表或靠近地表的地方。第130頁/共161頁2023/4/16131二.污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理氮的去除：氮脫出機理主要包括作物吸附吸收、生物脫氮以及揮發(fā)。（1）生物脫氮：有機氮被截留或沉淀---微生物作用下轉(zhuǎn)化為氨氮---銨離子被帶負(fù)電荷的土壤顆粒吸附---硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3-----一部分被植物根系吸收，一部分反硝化轉(zhuǎn)化為N2或者N2O揮發(fā)（2）作物吸收：慢速滲濾和地表漫流系統(tǒng)中較多（3）揮發(fā)：揮發(fā)量與土壤的pH有關(guān)。第131頁/共161頁2023/4/16132二.污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理磷的去除：（1）植物吸收（2）生物作用（無機磷被微生物吸收利用而轉(zhuǎn)化為有機磷）（3）土壤吸附（4）形成沉淀（與FeAl等）第132頁/共161頁2023/4/16133二.污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理重金屬的去除：（1）吸附（2）沉淀（3）離子交換（4）螯合與pH有關(guān)，pH>7，土壤對重金屬離子具有較高的截留能力，當(dāng)pH<7，部分重金屬離子隨水流下滲，可能污染地下水第133頁/共161頁2023/4/16134二.污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理痕量有機物的去除：主要是通過揮發(fā)、光分解、吸附和生物降解等作用完成病原微生物的去除：過濾、吸附、干化、輻照、生物捕食以及暴露在不利條件下等方式而被除去。第134頁/共161頁2023/4/16135土地處理基本工藝地表漫流系統(tǒng)快速滲濾系統(tǒng)濕地處理系統(tǒng)慢速滲濾系統(tǒng)地下滲濾處理系統(tǒng)

慢速滲濾系統(tǒng)適用于滲水性能良好的土壤、砂質(zhì)土壤及蒸發(fā)量小、氣候潤濕的地區(qū)。慢速滲濾系統(tǒng)的污水投配負(fù)荷一般較低，滲流速度慢，故污水凈化效率高，出水水質(zhì)優(yōu)良。慢速滲濾系統(tǒng)有農(nóng)業(yè)型和森林型兩種。其主要控制因素為：灌水率、灌水方式、作物選擇和預(yù)處理等。第135頁/共161頁2023/4/16136第136頁/共161頁2023/4/16137

快速滲濾土地處理系統(tǒng)是一種高效、低耗、經(jīng)濟的污水處理與再生方法。適用于滲透性能良好的土壤，如砂土、礫石性砂土、砂質(zhì)壚坶等。污水灌至快速濾滲田表面后很快下滲進入地下，并最終進入地下水層。灌水與休灌反復(fù)循環(huán)進行，使濾田表面土壤處于厭氧-好氧交替運行狀態(tài)，依靠土壤微生物將被土壤截留的溶解性和懸浮有機物進行分解，使污水得以凈化?？焖贊B濾法的主要目的是補給地下水和廢水再生回用。進入快速滲濾系統(tǒng)的污水應(yīng)進行適當(dāng)預(yù)處理，以保證有較大的滲濾速率和硝化速率。

土地處理基本工藝地表漫流系統(tǒng)快速滲濾系統(tǒng)濕地處理系統(tǒng)慢速滲濾系統(tǒng)地下滲濾處理系統(tǒng)第137頁/共161頁2023/4/16138第138頁/共161頁2023/4/16139土地處理基本工藝

地表漫流系統(tǒng)適用于滲透性的黏土或亞黏土，地面的最佳坡度為2％～8％。廢水以噴灌法或漫灌法有控制地在地面上均勻地漫流，流向設(shè)在坡腳的集水渠，在流動過程中少量廢水被植物攝取、蒸發(fā)和滲入地下。地面上種牧草或其他作物供微生物棲息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水體。采用何種方法灌溉取決于土壤性質(zhì)、作物類型、氣象和地形。

地表漫流系統(tǒng)快速滲濾系統(tǒng)濕地處理系統(tǒng)慢速滲濾系統(tǒng)地下滲濾處理系統(tǒng)第139頁/共161頁2023/4/16140第140頁/共161頁2023/4/16141土地處理基本工藝

濕地處理系統(tǒng)是一種利用低洼濕地和沼澤地處理污水的方法。污水有控制地投配到種有蘆葦、香蒲等耐水性、沼澤性植物的濕地上，廢水在沿一定方向流動過程中，在耐水性植物和土壤共同作用下得以凈化。濕地處理可直接處理污水或深度處理。污水進入系統(tǒng)前需預(yù)處理。地表漫流系統(tǒng)快速滲濾系統(tǒng)濕地處理系統(tǒng)慢速滲濾系統(tǒng)地下滲濾處理系統(tǒng)第141頁