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一、原理

原理就是利用微生物的新陈代谢活动净化水质。活性污泥的好氧微生物负责凝聚、吸附、氧化分解废水中的有机物。

二、活性污泥的状态

分两种情况:

1、正常状态下:活性污泥外观像棉絮状,所以也称为絮粒或绒粒,拥有良好的沉降性能,呈黄褐色,带泥土味。

2、非正常情况:供氧曝气不足,可能有厌氧菌产生,污泥发黑发臭;溶解氧过高或进水过淡,负荷过低色泽转淡。

三、培养微生物前要做什么

1、务必要认真消化施工设计图纸资料以及管理运行手册;

2、检查熟悉系统装备及管线阀门,指示记录仪表;

3、清理施工时遗留在池内杂物;

4、加注清水或泵抽河水作池渗漏试验,单台调试后联动试车,调好出水堰板至污水处理可正常工作。

5、准备好物料以下所列数据均以生化池体积5000m3为基准

1)污泥准备 

对于万立方米级污水处理装置而言,其生化池体积较大,为了保证生化池初始污泥浓度,需要准备投加的原始污泥量很大。理论上讲,投加后生化池的污泥的质量浓度可好控制在2500mg/L左右。

实际运行时,为了节约成本,调试期间初始污泥的质量浓度可控制在1500mg/L左右,一日处理1×104m3污水生化时间为12h的污水处理装置为例,调试前需准备含水率在80%的活性污泥约40m3。

污泥品种可好是同类或相似的活性污泥。如有困难,其它活性较强的污泥也可使用。污泥在使用前为保证一定的活性,对待用的污泥需进行喷水保湿处理,在保湿条件下污泥的活性至少可保持15d以上。 

2)碳源培养寄的准备 

生化调试过程中理想的碳源是大粪及淀粉。一般来说调试前期以加入大粪为主,中后期以加入淀粉为主,为节省成本,淀粉可用地脚面粉替代。由于大粪无法事先储存,因此,事前需和有关部门确定好调试期间需要的数量。

调试期间碳源准备量一般按如下原则进行估算。每天投加到生化池的COD量按混合后生化池COD的质量浓度在200~300mg/L水平计,其中地脚面粉COD的质量折算量约为1t[COD]/t[面粉]。

大粪的COD折算比较困难,根据经验,在整个调试期间需100~150 m3的大粪。加入大粪的目的除补充碳源外,还可增加生化池菌种的引入。地脚面粉可准备10~15t。 

3)磷源、氮源的准备 

补充碳源一般以普钙Ca(H2PO4)2为主,补充的氮源以尿素CO(NH2)2为主。

生化池COD的质量浓度在300mg/L时估计BOD5值一般以100mg/L计,补充量按 m(BOD5):m(N):m(P)=100:5:1折算,每天需补充淀粉2000~3000kg,尿素100kg,补普钙200kg,质量比按照淀粉:尿素:普钙=20-30:1:2补给。调试期间需准备尿素2~3t,普钙5~6t。 

另外如有条件可准备10~20kg粉状阴离子聚丙烯酰胺(PAM)。 

6、物料化制及输送设备 

于调试期间需要的物料量很大,加之生化调试无污水进入,池内污水流动性较差,为提高接种速度,需要将污泥及补充碳源尽可能均匀地输入各生化池内。

因此,对于一定规模的污水处理设施设置物料化制及物料输送系统,对减轻劳动强度提高调试效率是必需的。

根据经验,物料化制池宜设于地下,池内设空气搅拌装置,池容积一般在20~30m3。池内分二区,一区为化制区,该区需设置物料化制及初级垃圾清理装置;二区为输送取,设置潜水泵或液下泵,同时在泵周围设置垃圾同以防泵发生堵塞。

输送管道在生化池附近宜使用软管以便根据需要调整投加料点位置。另外,物料化制旁可好设置一个消火栓或供水管,用于化制污泥及其它物料时供水。 

7、监测仪器准备 

为配合生化调试,需对生化池中的COD(铬法)、溶解氧、pH值、细菌等指标进行监测。一般生化处理调试需配备以下监测仪器:COD测定仪、溶解氧测定仪、pH值测定仪、显微镜。 

四、怎么培养微生物

1、所谓活性污泥培养,就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件,让它们吃好喝好睡好。这些条件就是营养物,溶解氧,适宜温度和酸碱度。

1)营养物:即水中碳、氮、磷之比应保持100∶5∶1。

2)溶解氧:就好氧微生物而言,环境溶解氧大于0.3mg/l,正常代谢活动已经足够。

但因污泥以絮体形式存在于曝气池中,以直径500µm活性污泥絮粒而言,周围溶解氧浓度2mg/l时,絮粒中心已低于0.1mg/l,抑制了好氧菌生长。

所以曝气池溶解氧浓度常需高于3~5mg/l,常按5~10mg/l控制。调试一般认为,曝气池出口处溶解氧控制在2mg/l较为适宜。

3)温度:任何一种细菌都有一个可适生长温度,随温度上升,细菌生长加速,但有一个可低和可高生长温度范围,一般为10~45ºC,适宜温度为15~35ºC,此范围内温度变化对运行影响不大。

4)酸碱度:一般pH为6~9。特殊时,进水可高可为pH 9~10.5,超过上述规定值时,应加酸碱调节。

2、培菌方法

1)生活污水培菌法

在温暖季节,先使曝气池充满生活污水,闷曝(即曝气而不进污水)数十小时后,即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调节,连续运行数天即可见活性污泥出现,并逐渐增多。

为加快培养进程,在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等,以提高营养物浓度。特别注意,培菌时期(尤其初期)由于污泥尚未大量形成,污泥浓度低,故应控制曝气量,应大大低于正常期曝气量。

2)干泥接种培菌法

可好取水质相同已正常运行的污水系统脱水后的干污泥作菌种源进行接种培养。一般按曝气池总溶积1%的干泥量,加适量水捣碎,然后再加适量工业废水和浓粪便水。按上述的方法培菌,污泥即可很快形成并增加至所需浓度。

3)数级扩大培菌法

根据微生物生长繁殖快的特点,仿照发酵工业中菌种→种子罐→发酵罐数级扩大培菌工艺,分级扩大培菌。如某工程设计为三级曝气池,此时可先在一个池中培菌,在少量接种条件下,在一个曝气池内培菌,成功后直接扩大至二三级。

4)工业废水直接培菌法

某些工业废水,如罐头食品、豆制品、肉类加工废水,可直接培菌;另一类工业废水,营养成分尚全,但浓度不够,需补充营养物,以加快培养进程。

所加营养物品常有:淀粉浆料、食堂米泔水、面汤水(碳源);或尿素、硫氨、氨水(氮源)等,具体情况应按不同水质而定。

5)有毒或难降解工业废水培菌

有毒或难降解工业废水,只能先以生活污水培菌,然后再将工业废水逐步引入,逐步驯化的方式进行。

6)直接引进种菌种培菌

有些特殊水质菌种难于培养,还可利用当地科研力量,利用专业的工业微生物研究所培养菌种后再接种培养,如PVA(聚乙烯醇)好氧消化即有专门好氧菌。此法,投资大,周期长,只有特殊情况才用。

3、说一下具体调试步骤(尤其适合鼓风机曝气为主的生化处理设,以下所列数据均以生化池体积5000m3为基准。 )

1、初期(3d) 

1)首先将生化池注入一定量的清水和部分待处理的污水,然后将污泥倒入物料化制池。一般第1次投加20m3污泥,同时投加大粪等培养料,加水搅拌后按比例均匀 投加到各生化池内。投加培养料以生化池COD的质量浓度控制在300mg/L为准。然后按比例补加普钙(由于投加大粪无需补加氮源)。 

2)闷曝:投料后进行闷曝。水气体积控制在1:(5~10)。第1天曝气采取6h充氧,4h停机的方式进行。

3)再次投料:经过1d闷曝后,第2天COD的质量浓度降至100mg/L左右。需再次投料,第2次可投入10~15 m3污泥至化料池,(留下部分作为备用)。同时投加以大粪为主的培养料,投加培养料仍以控制生化池COD的质量浓度在200~300mg/L为标准。根据 需要补磷后闷曝。 

4)闷曝:第二、三天的闷曝可减少停机时间,生化曝气可控制为开6停2。 

2、中期(4~7d) 

一般经过2~3d的闷曝后,通过显微镜镜检,可能会看到少量的原生动物。原则上,此时每天定时补加碳源逐步以地脚面粉为主。同时投加普钙和尿素,以补充磷源和氮源。补充碳源的标准仍以生化池COD的质量浓度在200mg/L左右为准。 

此阶段为排除生化代谢物,生化池需适量换水,同时继续进行闷曝。此阶段为加速污泥菌胶团的形成,在生化池中可适量投加粉状PAM。 

3、后期(7~10d) 

一般经过7~10d闷曝,生化污泥表现显淡黄色,污泥30min沉降比达到10%左右。通过镜检可发现有较多活跃的原生动物钟虫、纤毛虫,以及后生动物轮虫、线虫等,此时生化污水处理即可进入驯化及增负荷调试阶段。 

增负荷调试一般以每2d增加五分之一的污水负荷进行。1周后基本可以全负荷运行。为平稳过度,增负荷全几天视具体情况可适量补充些地脚面粉作为碳源。 

4、调试条件控制 

生化调试期间,曝气强度原则上应结合水中溶解氧类控制气水比,一般好氧区溶解氧的质量浓度控制在1~3mg/L,兼氧区控制在0~0.5mg/L。 
其它监控指标主要有COD,生物相、pH值、污泥沉降比。取样分析频率为调试初期一般4h取1次样,中期6h取1次,后期8h取1次样。 

4、调试注意事项

生化设施的调试,有以下几点须特别注意:

1)设置化料池及配备物料输送系统对于规模较大的污水处理设施是必要的。 

2)投加的污泥需尽可能化开,避免垃圾进入生化池,降低污泥使用效率。 

3)在投加大粪时需做好垃圾的清理工作,避免垃圾进入输送泵,否则极易引起输送泵的堵塞。 

4)需随时掌握生化池内的COD及溶解氧变化情况,及时补充碳源和调整供气量。 

5)调试期间生化池pH值可好控制在7~8.5之间,发生异常及时寻找原因采取补救措施。 

5、驯化

在培菌阶段后期,将生活污水和外加营养物量,逐渐减少,工业废水比例逐渐增加,可后全部转为受纳工业废水,这个过程称为驯化。

理论上讲,细菌对有机物分解必须有酶参与,而且每种酶都要有足够数量。驯化时,每变化一次配比时,需要保持数天,待运行稳定后(指污泥浓度未减少,处理效果正常),才可再次变动配比,直至驯化结束。

五、运行管理

1、巡视

这个大家再熟悉不过了。每班人员必须定时到处理装置规定位置进行观察、检测,以保证运行效果。

2、二沉池观察污泥状态

主要观察二沉池泥面高低、上清液透明程度,有无漂泥,漂泥粒大小等。

上清液清澈透明----运行正常,污泥状态良好;

上清液混浊----负荷高,污泥对有机物氧化、分解不彻底;泥面上升----污泥膨胀,污泥沉降性差;

污泥成层上浮——污泥中毒;

大块污泥上浮——沉淀池局部厌氧,导致污泥腐败;

细小污泥漂浮——水温过高、C/N不适、营养不足等原因导致污泥解絮。

3、曝气池观察

曝气池全面积内应为均匀细气泡翻腾,污泥负荷适当。

运行正常时,泡沫量少,泡沫外呈新鲜乳白色泡沫。曝气池中有成团气泡上升,表明液面下有曝气管或气孔堵塞;

液面翻腾不均匀,说明有死角;

污泥负荷高,水质差,泡沫多;

泡沫呈白色,且数量多,说明水中洗涤剂多;

泡沫呈茶色、灰色说明泥龄长或污泥被打破吸附在泡沫上,应增加排泥;

泡沫呈其它颜色,水中有染料类物质或发色物污染;

负荷过高,有机物分解不完全,气泡较粘,不易破碎。

4、污泥观察

生化处理中除要求污泥有很强的“活性“,除具有很强氧化分解有机物能力外,还要求有良好沉降凝聚性能,使水经二沉池后彻底进行“泥”(污泥)“水”(出水)分离。

1)污泥沉降性SV30是指曝气池混合液静止30min后污泥所占体积,体积少,沉降性好,城市污水厂SV30常在15-30%之间。污泥沉降性能与絮粒直径大小有关,直径大沉降性好,反之亦然。污泥沉降性还与污泥中丝状菌数量有关,数量多沉降性差,数量少沉降性好。

2)污泥沉降性能还与其它几个指标有关,它们是污泥体积指数(SVI),混合液悬浮物浓度(MLSS)、混合液挥发性悬浮浓度(MLVSS)、出水悬浮物(ESS)等。

3)测定水质指标来指导运行

BOD/COD之值是衡量生化性重要指标。

BOD/COD≥0.25表示可生化性好;

BOD/COD≤0.1表示生化性差。

进出水BOD/COD变化不大,BOD也高,表示系统运行不正常;

反之,出水的BOD/COD比进水BOD/COD下降快,说明运行正常。

出水悬浮物(ESS)高,ESS≥30mg/l时则表示污泥沉降性不好,应找原因纠正,ESS≤30mg/l则表示污泥沉降性能良好。

5、曝气池控制主要因素

1)维持曝气池合适的溶解氧,一般控制1~4mg/l,正常状态下监测曝气池出水端DO 2mg/l为宜。

2)保持水中合适的营养比,C(BOD)׃N׃P=100׃5׃1

3)维持系统中污泥的合适数量,控制污泥回流比,依据不同运行方式,回流比在0-100%之间,一般不少于30-50%。

六、污泥性状异常及分析

异常现象症状

分析及诊断

解决对策

曝气池有臭味

曝气池供O2不足,DO值低,

出水氨氮有时偏高

增加供氧,使曝气池出水DO高于2mg/l

污泥发黑

曝气池DO过低,有机物厌氧分解析出H2S,其与Fe生成FeS

增加供氧或加大污泥回流

 

污泥变白

丝状菌或固着型纤毛虫大量繁殖

如有污泥膨胀,参照污泥膨胀对策

进水PH过低,曝气池PH≤6丝状型菌大量生成

提高进水PH

沉淀池有大快黑色污泥上浮

沉淀池局部积泥厌氧,产生CH4.CO2,气泡附于泥粒使之上浮,出水氨氮往往较高

防止沉淀池有死角,排泥后在死角处用压缩空气冲或高压水清洗

二沉池泥面升高,初期出水特别清澈,流量大时污泥成层外溢

SV90SVI20mg/l污泥中丝状菌占优势,污泥膨胀。

投加液氯,提高PH,用化学法杀死丝状菌;投加颗粒碳粘土消化污泥等活性污泥重量剂;提高DO;间歇进水

二沉池泥面过高

丝状菌未过量生长MLSS值过高

增加排液

二沉池表面积累一层解絮污泥

微型动物死亡,污泥絮解,出水水质恶化,CODBOD上升,OUR低于8mgO2/gVSS.h,进水中有毒物浓度过高,或PH异常。

停止进水,排泥后投加营养物,或引进生活污水,使污泥复壮,或引进新污泥菌种

异常现象症状

分析及诊断

解决对策

二沉池有细小污泥不断外漂

污泥缺乏营养,使之瘦小OUR8mgO2/gVSS.h;进水中氨氮浓度高,CN比不合适;池温超过40˚C;翼轮转速过高使絮粒破碎。

投加营养物或引进高浓度BOD水,使FM0.1,停开一个曝气池。

二沉池上清液混浊,出水水质差

OUR20mgO2/gVSS.h污泥负荷过高,有机物氧化不完全

减少进水流量,减少排泥

曝气池表面出现浮渣似厚粥覆盖于表面

浮渣中见诺卡氏菌或纤发菌过量生长,或进水中洗涤剂过量

清除浮渣,避免浮渣继续留在系统内循环,增加排泥

污泥未成熟,絮粒瘦小;出水混浊,水质差;游动性小型鞭毛虫多

水质成分浓度变化过大;废水中营养不平衡或不足;废水中含毒物或PH不足

使废水成分、浓度和营养物均衡化,并适当补充所缺营养。

污泥过滤困难

污泥解絮

按不同原因分别处置

污泥脱水后

泥饼松

有机物腐败

及时处置污泥

凝聚剂加量不足

增加剂量

曝气池中泡沫

过多,色白

进水洗涤剂过量

增加喷淋水或消泡剂

曝气池泡沫不易破碎,发粘

进水负荷过高,有机物分解不全

降低负荷

曝气池泡沫

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

进水PH下降

厌氧处理负荷过高,有机酸积累

降低负荷

好氧处理中负荷过低

增加负荷

出水色度上升

污泥解絮,进水色度高

改善污泥性状

 

出水BOD

  COD升高

污泥中毒

污泥复壮

进水过浓

提高MLSS

进水中无机还原物(S2O3  H2S)过高

增加曝气强度

COD测定受Cl¯影响

排除干扰

 

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