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1、1一、总论1、 污水的性质与特征1.1 污水污水是指生活污水、工业废水、被污染的雨水和排入城市排水系统的其他污染水的统称。1.2 水体污染的危害1.2.1 物理污染（包括感官性污染、热污染、悬浮物污染、油类污染等）1.2.2 无机物污染（包括酸碱无机盐类污染、重金属等有毒物质污染）1.2.3 有机物污染1.2.4 植物性营养物氮磷的污染1.2.5 病原微生物污染1.3 污水排放标准及主要水质指标1.3.1 污水排放标准污水和污泥经过有效处理后，其排放、利用和处置的去向往往因地而异，我厂目前执行的标准为城镇污水处理厂污染物排放标准GB89182002 和太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水
2、污染物排放限值DB32/T1072-2007。1.3.2 主要水质指标悬浮固体（SS）、生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（CODcr）、pH 值、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、总氮（TN）。2二、污水处理方法2.1 污水处理方法分类物理法：包括筛滤截留法、重力分离法、离心分离法等。化学法：包括中和法、化学氧化-还原法、化学沉淀法、电解法等。物化法：包括离心交换法、萃取法、膜分离法、吸附处理等。生化法：包括好养生物处理法、厌氧生物处理法、自然生物处理法等。2.2 污水处理分级一级处理：即机械处理，主要是用物理法或化学法去除污水中漂浮物和大部分悬浮状态的污染物质。二级处理：经过一级处理后，再
3、利用生物化学法以去除大量的溶解态和胶体态的有机污染物。三级处理：又称高级处理或深度处理，经过二级处理后，去除前两级未去除的溶解态，胶体态的各种有机，无机污染物，病原微生物等。三、活性污泥法 活性污泥法是以活性污泥为主体处理城镇污水的生物处理方法。3.1 活性污泥的组成3.1.1 具有活性的微生物群体（Ma）3.1.2 微生物自身氧化的残留物（Me）33.1.3 原污水狭入的不能为微生物降解的惰性有机物质（Mi）3.1.4 原污水狭入的无机物质（Mii）3.2 活性污泥的几个指标3.2.1 混合液悬浮固体（MLSS）浓度表示的是混合液中活性污泥的浓度，即在单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物质
4、的总量，即：MLSS= Ma+ Me+ Mi+ Mii（mg/l）3.2.2 混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）浓度表示混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度，以重量表示。即：MLVSS= Ma+ Me+ Mi（mg/l）3.2.3 污泥沉降比（SV%）又称 30min 沉淀率。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。3.2.4 污泥体积指数（污泥指数）（SVI）(mL/g)曝气池出口处混合液经 30min 静沉后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积。SVI 值能够反映出活性污泥的凝聚、沉淀性能，一般介于70100 之间为宜，SVI 值过低，说明泥粒细小，
5、无机物含量高，缺乏活性；过高，说明污泥沉降性能不好，并且有产生膨胀现象的可能。3.3 活性污泥的影响因素3.3.1BOD 负荷率4BOD 负荷率（F/M 值）是影响活性污泥增长、有机底物降解的重要因素。提高 BOD 负荷率，将加快活性污泥增长速率和有机底物的降解速率，使曝气池容积缩小，在经济上是适宜的，但未必达到受纳水体对水质的要求。BOD 负荷率过低，则降低有机底物的降解速率，使处理能力降低，加大曝气池的容积，提高建设费用，也是不适宜的。BOD 负荷率还与活性污泥膨胀现象有直接关系，对城市污水活性系统而言，在 0.5kgBOD/kgMLSS.d 以下的低负荷率区和 1.5kgBOD/kgML
6、SS.d 以上的高负荷率区，SVI 值都 150 以下，都不会出现污泥膨胀现象，而 BOD 负荷率处于0.5-1.5kgBOD/kgMLSS.d 之间时，SVI 值很高，属污泥膨胀区。3.3.2 水温微生物酶系统酶促反应的最佳温度范围是 2030，在这个温度范围内，微生物的生理活动旺盛，高于或低于这个温度范围，就会使活性污泥反应进程受到某些影响。3.3.3 溶解氧（DO）活性污泥微生物都是好氧菌，因此，在混合液中保持一定浓度的溶解氧至关重要。多年的运行经验证实，为了保证活性污泥系统运行正常，在混合液中必须保持浓度在 2mg/l 以上的溶解氧，而且以曝气池的出口处为准。溶解氧过高，大量耗能，在经
7、济上是不适宜的；过低，有利于5丝状菌在系统中占优势，能够诱发产生污泥膨胀现象。3.3.4pH 值对活性污泥微生物最适宜的 pH 值范围是 6.5-8.5。pH 值低于 6.5 时，有利于真菌的生长繁殖，降低到 4.5 时，真菌将完全占优势，活性污泥絮凝体遭到破坏，产生污泥膨胀现象，原生动物完全消失，处理水质恶化。pH 值超过 9 时，菌胶团可能解体，活性污泥絮凝体将遭到破坏。3.3.5 营养平衡为了使活性污泥反应进行正常，就必须使污水中微生物的基本元素碳、氮、磷达到一定的浓度值，并保持一定的平衡关系。元素碳在量上是以污水中的 BOD 值表示的，对活性污泥微生物来说，污水中营养物质的平衡一般以
8、BOD:N:P 的关系表示，一般为 100：5:1。3.3.6 有毒物质大多数的化学物质都可能对微生物生理功能有这样或那样的毒害作用，但其程度则取决于其在污水中的浓度。此外，某些元素是微生物生理上所需要的，但在其浓度达到某种高度时，就会对微生物产生毒害作用。3.4活性污泥的几种异常情况及应对措施3.4.1 污泥膨胀正常的活性污泥沉降性能良好，含水率在 99%左右。当污泥变质时，污泥不易沉淀，SVI 值增高，污泥的结构松散和体积6膨胀，含水率上升，澄清液稀少（但较清澈），颜色有异变，这就是“污泥膨胀”。污泥膨胀分为丝状菌性膨胀和非丝状菌性膨胀。丝状菌性膨胀是因丝状菌异常增殖所导致的膨胀，其特点是
9、。如果丝状菌异常增殖，活性污泥絮凝体中含大量存在着结合在一起的丝状菌，它们长长的丝状体缠绕在一起，在污泥絮凝体的各处伸出，使污泥颗粒变得很松散。丝状菌阻碍了活性的沉降、压缩和浓缩，泥水不能分离。非丝状菌性膨胀是因粘性物质产生和积累所导致的膨胀，其特点是，这种膨胀易于在水温低的季节产生，产生这种膨胀时，废水净化的效果很好，上澄液清澈，但污泥在沉淀池内很难分离，大量污泥随处理水溢流，最终也将使废水处理无法进行下去。污泥膨胀主要是丝状菌大量繁殖所引起，也有由污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀。一般污水中碳水化合物较多，缺乏氮、磷、铁等养料，溶解氧不足，水温高或 PH 值低等都易引起丝状菌大量繁殖，导
10、致污泥膨胀。此外，超负荷、污泥龄过长或有机物浓度梯度小等，也会引起污泥膨胀。排泥不通畅则易引起结合水性污泥膨胀。当污泥发生膨胀后，解决的办法可针对引起膨胀的原因采取措施。如缺氧、水温高等可加大曝气量，或降低进水量以减轻负荷，或适当降低 MLSS 值，使需氧量减少等；如污泥负荷率过高，可适当提高 MLSS 值，以调整负荷，必要时还要停7止进水， “闷曝”一段时间；如缺氮、磷、铁养料，可投加消化污泥液或氮、磷等成分；如 PH 值过低，可投加石灰等调节 PH；若污泥大量流失，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
11、状菌繁殖，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。3.4.2 污泥解体处理水质浑浊,污泥絮凝体微细化，处理效果变坏等则是污泥解体现象。导致这种现象的原因有运行中的问题，也有由于污水中混入了有毒物质。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，使微生物量减少而失去活性，吸附能力降低，絮凝体缩小质密，一部分则分为不易沉淀的羽毛状污泥，处理水质浑浊，SVI 值降低等。当污水中存在有毒物质时，微生物会受到抑制或伤害，净化功能下降或完全停止， 从而使污泥失去活性。当鉴别出事运行方面的问题时，应对污水量、回流污泥量、空气量和排泥状态以及 SV%、M
12、LSS、DO、NS等多项指标进行检查，加以调整。当确定是污水中混入有毒物质时，应考虑这是新的工业废水混入的结果，需查明来源，责成其按国家排放标准进行局部处理。3.4.3 污泥腐化在二次沉淀池有可能由于污泥长期滞留而产生厌气发酵生8成气体（H2S、CH4等），从而使大块污泥上浮的现象。它与污泥脱氮上浮不同，污泥腐败变黑，产生恶臭。此时也不是全部污泥上浮，大部分污泥都是正常地排出或回流。只有沉积在死角长期滞留的污泥才腐化上浮。防止的措施有：（1）安设不使污泥外溢的浮渣清除设备；（2）清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。此外，如曝气池内曝气过度，使污泥搅拌
13、过于激烈，生成大量小气泡附聚于絮凝体上，也可能引起污泥上浮。另外，当流入大量脂肪和油时，也容易产生这种现象。防止措施是将供气控制在搅拌所需要的限度内，而脂肪和油则应在曝气池之前加以去除。3.4.4 污泥上浮污泥在二次沉淀池呈块状上浮的现象，并不是由于腐败所造成的，而是由于在曝气池内污泥泥龄过长，硝化进程较高，在沉淀池内产生反硝化，硝酸盐的氧被利用，氮即呈气体脱出附于污泥上，从而使污泥比重降低，整块上浮。为防止这一异常现象发生，应增加污泥回流量或及时排除剩余污泥，在脱氮之前即将污泥排除，或降低混合液污泥浓度，缩短污泥龄和降低溶解氧等，使之不进行到硝化阶段。3.4.5 泡沫问题曝气池中产生泡沫，主
14、要原因是，污水中存在大量合成洗涤9剂或其他起泡物质。消除泡沫的措施有：分段注水以提高混合液浓度；进行喷水或投加除沫剂（如机油、煤油等,投加量约为 0.5-1.5mg/l）此外，用风机机械消泡，也是有效措施。四、我厂工艺简介4.1 CAST 工艺SBR 法是序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor）的简称，又名间歇曝气，其主体构筑物是 SBR 反应池。SBR 的运行工况以间歇式操作为主要特征，所谓序列间歇有两种含义：一是运行操作在空间上是按序排列、间歇操作，由于污水是连续按序进入每个反应器，它们运行的相对关系是序列、间歇的；二是每个 SBR 的运行操作在时间上也是按序排
15、列、间歇进行的。典型的 SBR 系统按运行机理及次序分为五个阶段：进水、反应、沉淀、排水与闲置，这五个阶段组成一个周期。随着 SBR 工艺技术的不断发展和在工程应用的增多，SBR 工艺也逐步得到了实践的检验，并在此基础上得到了很大的发展，CAST 工艺是 SBR 工艺的一种变形工艺。它综合了推流式和完全混合式活性污泥法，能有效地防止污泥膨胀，去除有机物、氮、磷的效果良好，耐冲击负荷能力强，目前已被认为是常规活性污泥法的革新替代技术，并在美国、澳大利亚、加拿大等国得到广泛应用。CAST 工艺特点如下：（1）CAST 工艺在反应池前端设置了平均水力停留时间为 1-1.5h 的高负荷生物选择器，将主
16、反应区大约 20%的活性污泥10回流到选择器，选择器采用厌氧运行方式，在厌氧条件下，进入选择器的污水中的发酵产物（进水中溶解性 BOD 所转化的 VFA）能在起始反应阶段迅速被聚磷菌所吸附吸收并转化成 PHB（聚 羟基丁酸），在 VFA 的诱导下细胞内聚磷水解成正磷酸盐释放到水溶液中。这个环境条件使聚磷菌在微生物生存竞争中占优势并得以大量繁殖，从而实现了菌种的选择性要求。聚磷菌在好氧条件下（主反应区）发生 PHB 的降解和磷的贪婪吸收，形成聚磷污泥，通过剩余污泥排放实行污水中磷的去除。上述反应不断重复进行，从而提高了生物除磷效果，是一种高效的生物除磷工艺。（2）选择器还有另外一个作用，就是为微生物提供了另一个高污泥负荷的环境。在这种环境中，丝状菌受到抑制，菌胶团成为优势菌种，因而能有效克服污泥膨胀，使反应池的运行更加稳定可靠，同时也可提高反应池的混合液浓度，减小池容，降低造价。（3）CAST 工艺反应池的主反应区存在同时硝化、反硝化作用，在不设定单独缺氧的条件下，可以实现硝化和脱氮，不需要象 ICEAS 工艺那样设置缺氧期。（4）CAST 系统在沉降和滗水阶段
