活性污泥法氨氮处理控制综述-王世庆

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1、活性污泥法氨氮指标的控制工艺综述 讲解：王世庆 山东美陵中联环保工程有限公司 2010年 1月 污水厂运营技术培训课件（ 1） 主要内容 一、活性污泥定义 二、活性污泥性状描述 三、活性污泥的生物相 四、影响硝化、反硝化的条件 1.定义：活性污泥是由好氧菌为主体的微生物群体形成的絮状绒粒，直径一般在0.02-0.2mm，含水率在 99.2-99.8%，密度1.002-1.006g/m3，成熟的活性污泥具有较好的沉淀性能，含有大量的菌胶团和纤毛中原生动物。正常的活性污泥呈茶褐色、菌胶团絮体好，个体适宜，有泥土味。 一、活性污泥定义 活性污泥示意图 2活性污泥中的微生物 主要有菌胶团和原生动物、后

2、生动物组成，菌胶团由细菌、霉菌等组成，原生动物、后生动物如轮虫、昆虫的幼虫和蠕虫等，它们相互联结成一条食物链。细菌和霉菌能分解复杂的有机化合物，通过自身的增殖，产生作为原生动物食料的细胞质。原生动物又被后生动物所消耗。细菌占活性污泥微生物总量的 90-95%。 3活性污泥的组成 活性污泥主要主要有无机物和微生物及分解中的有机物。微生物和有机物构成活性污泥的 挥发性部分 (即挥发性悬浮固体MLVSS)，它约占全部活性污泥的 70 80左右。活性污泥的含水率一般为 98 99。它具有很强的吸附和氧化分解有机物的能力。 二、活性污泥性状描述 污泥沉降比 SV30 污泥体积指数 SVI MLSS 污泥

3、灰分 出水悬浮物 ESS 污泥的可滤性 污泥的好氧速率 难分离的活性污泥 膨胀污泥 上升污泥 腐化污泥 过渡曝气污泥 浮上污泥 解絮污泥 微细污泥 云雾状污泥 (二 )污泥浓度 (MLSS) 污泥浓度 指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的重量 ， 单位 mg/L。 (一 ) 污泥沉降比 (SV) 污泥沉降比 (SV) 是指曝气池混合液沉淀 30分钟后，沉淀污泥与混合液之体积比 (以表示 )。 （四 ）挥发性固体（灼烧减重）和灰分（灼烧残渣） 挥发性固体和灰分分别近似表示有机物（挥发性）和无机物（灰分）的含量。 (三 ) 污泥体积指数（ SVI） 污泥体积指数 (SVI) 简称污泥指数 (SI

4、)，指曝气池混合液经 30分钟沉淀后 1克干污泥所占的体积 (以毫升计 )。 三、活性污泥生物相 1. 活性污泥生物相的季节变化 2. 活性污泥形成过程中生物相的变化 3. 管理中使用的指示生物 4. 污泥的生物相 豆性虫属和鞭毛虫类在低温时出现较多，纤毛虫类是占优势的种属。 春：钟虫属和盾纤虫属； 夏：累枝虫属和盾纤虫属 秋：榍纤虫属和钟虫属 冬：钟虫属和盖虫属 3、管理中的指示生物 原生动物和后生动物出现的顺序： 细菌植物型鞭毛虫肉足类动物型鞭毛虫游泳性纤毛虫、吸管虫固着性纤毛虫轮虫 原生动物和微型后生动物的演替判断水质和污水处理程度，还可以判断污泥培养成熟程度； 根据原生动物遇恶劣环境改

5、变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。 1）微型动物的指示作用 2）指示处理效率和处理障碍的指示生物 a.污泥膨胀时出现的生物 b.活性污泥分散、解体时出现的生物 c.溶解氧不足出现的生物 e.废水浓度极低时出现的生物 f.有毒物质流入时微生物的变化 g.活性污泥从恶化恢复到正常时出现的微生物 h.污泥恶化时出现的微生物 d.曝气过渡出现的微生物 微生物在调试过程中起着很重要的指示左右，通过镜检而根据活性污泥中的微生物可以发现该活性污泥的好差，其指示作用有： (1) 钟虫类多时，处理效果良好，出水 BOD5和浊度低。 (2) 小口钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优

6、势菌种。 (3) 如果大量鞭毛虫出现，而着生的缘毛目很少时，表明净化作用较差。 (4) 大量的自由游泳的纤毛虫出现，指示净化作用不太好，出水浊度上升。 (5) 如出现主要有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时，则水质澄清良好，出水清澈透明，酚类去除率在 90%以上。 (6) 如在生活污水处理中，累枝虫的大量出现，则是污泥膨胀、解絮的征兆。 (7) 过量的轮虫出现，则是污泥要膨胀的预兆。 另在一些对原生动物不宜生长的污泥中，主要看菌胶团的大小用数量来判断处理效果。 3）利用指示生物进行运行管理 活性污泥膨胀时出现的生物 球衣菌属、各种霉菌等丝状菌生物导致的污泥膨胀： 污泥膨胀原因： 1

7、.BOD:N BOD:P比例高 2.pH值低 3.BOD负荷高 4.流入废水的小分子化合物多 5.水温低 6.流入重金属等有毒物质 活性污泥解絮时出现的生物 变形虫属等肉足类及红斑瓢体虫 1ml混合液中出现 1万个以上个体时，絮体变小，出水混浊并呈现灰白色 解决方案：减少污泥回流量，可以使污泥解絮得到控制 。 红斑瓢体虫 溶解氧不足时 出现的微生物及现象 1.优势菌属： 贝日阿托氏菌、新态虫菌 2.现象： 活性污泥多出现黑色，并出现腐败气味 3.解决方法： 增加供氧量 曝气过渡 出现的微生物 1.轮虫和大量的肉足类微生物 2.溶解氧浓度超过 5mg/L 3.解决方案：减少曝气 BOD负荷很低时

8、出现的微生物 1.微生物： 游仆虫属、鳞科虫属等 2.标志： 硝化过程正在进行 游仆虫属捕食 有毒物质流入时微生物的变化 1.现象： 原生动物和轮虫等后生动物减少 楯纤属急剧减少 2.解决措施： 增加曝气池微生物浓度，去除有毒物质 活性污泥从恶化恢复到正常时 出现的微生物 1.指示生物： 慢速游动的微生物、漫游虫属、斜叶虫等，不会出现优势种属 2.观察时间： 运行5-10天 污泥恶化时出现的微生物 指示生物： 1、快速游动的微生物 2、微型动物消失 污泥特性：絮体细小0.1 0.2mm 解决方法： 减少 BOD负荷、增加溶解氧、检查水质 亚硝化单胞菌 属污泥膨胀状态 四、 影响硝化、反硝化的条

9、件 （ 一 ） 硝化反应系统主要问题有如下几项： 水力负荷； 有机负荷； 微生物浓度； 曝气时间； 微生物平均停留时间； 氧传递速率； 污泥回流率； PH和碱度； 溶解氧浓度 。 温度的影响 （ 二 ） 问题分析 1 水力负荷 进入污水处理厂 污水量的变化规律：一天内污水流量是变化的 ， 高峰常出现在白天 ， 低谷则出现在黑夜 。 高峰值 约为平均流量的 200 ， 最低值约为平均流量的 50 。 水力负荷变化的影响表现： 1） 当流量增加时 ， 污水在曝气池内的 停留时间缩短 ， 影响出水氨氮 。 2） 对二次沉淀池的影响： 使 表面水力负荷 增加 ， 上升流速增加 ， 沉降效果下降 ， 硝

10、化菌流失 。 活性污泥法系统承受周期性水力负荷的冲击 ， 对运行十分不利 ,可通过集水井和泵的配合调蓄后 ， 得到相对较稳定的流量 。 2 有机负荷 曝气区容积的计算 ， 常以污泥的有机负荷率 N作为设计参数 。 N值大 ， 曝气池所需的体积可以小一些 。 污泥有机负荷率的大小影响处理效率 。 根据经验 ， 当采用活性污泥法作为完全处理时 ， 设计的污泥负荷率 一般不大于 0.5 kg(BOD5)/kg(MLSS)d；如 果 要 求氮 素 转 入硝 化 阶 段 ， 一 般 采用 0.3 kg(BOD5)/ kg(MLSS)d。 还有一点 ， 进水 COD不高于 800mg/l， C/N在 12

11、左右最好 。 COD与氨氮去除率的关系 3微生物浓度 提高 MLSS，可以缩小曝气池的容积，或者说，可以降低污泥负荷率，提高处理效率。但是， MLSS的提高是有限度的。不同的工艺应根据具体情况探索合理的微生物浓度。 4 曝气时间 曝气时间和有机负荷的关系很密切 ， 在考虑曝气时间时要注意一些其他有关因素 。 但若曝气池做得大些 ， 则可降低需氧速率 ， 同时由于负荷率的降低 ， 曝气设备可以减小 ， 曝气设备的利用率得到提高 。 因而要仔细地评价曝气设备和能源消耗的费用以及曝气池的基建费用 ， 使它们获得最佳匹配 。 获得好的硝化处理结果 ， 曝气时间长短的选择是重要的 。 无论是含碳物质代谢

12、需氧还是硝化代谢需氧 ， 都要求足够的氧 。 长时间曝气能降低剩余活性污泥量 ，这是由于好氧硝化以及内源呼吸降低了活性物质量所致 。 图 SBR工艺时间关系图 时间与氨氮去除率的关系 5 微生物平均停留时间 微生物在曝气池中的平均停留时间 ， 又称泥龄 ， 即工作着的活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量的比值 ， 单位是 d。 通常活性污泥法系统的微生物平均停留时间约为水力停留时间的20倍 。 延时曝气系统的比例为 30:1， 甚至为 40:1。 对于高负荷系统 ， 其比例接近 10:1。 通常活性污泥系统的水力停留时间 ，对城市污水来讲为 4 6 h， 则相应的微生物停留时间为 3.3 5d。

13、脱氮要求水力停留时间为 24 h， 则微生物停留时间为 30 d左右 。这些是经验的数值 。 6 氧传递速率 氧传递速率将最终决定任一活性污泥法系统的净化效率 。 氧传递速率要考虑两个过程 ，即氧传递到水中以及真正传递到微生物的膜表面 。 因此要提高氧的传递速率 ， 必须有充足的氧量 ， 并使混合液中的悬浮固体保持悬浮状态和紊动条件 。 7 回流污泥率 回流污泥量与回流污泥浓度和所期望的 MLSS浓度有关 。 要求的 MLSS浓度高 ， 回流量就要增大 。 高的污泥回流量增大了进入沉淀池的流量 ， 增加了二沉池的负荷 ， 缩短了沉淀池的沉淀时间 ， 降低了沉淀效率 ， 使未被沉淀的固体随出流带

14、走 。 对于 AO系统 ， 常量的污泥回流比变量回流好 。 在常量回流中当入流量较低时 ， 沉淀池中有较多的回流污泥流入曝气池 ，减少菌种的流失 ， 特别是硝化菌 ， 因为硝化菌的时代周期长 ，流失硝化菌会很麻烦 ！ 8 PH和碱度 硝化反应运行在 pH=7.5 8.5最好 。 有的废水不投碱也能保持较好的 pH，是由于污水中的蛋白质代谢后产生的碳酸铵碱度和从天然水中带来的碱度所致 。 9 溶解氧浓度 好氧代谢 ， 包括硝化 ， 仅发生在曝气池中有剩余氧的地方 。 从理论上讲 ，剩余的氧约 1 mg/L是足够了 。 而混和 、 充氧都是通过曝气设备来完成的 ， 硝化反应一般认为混合液中溶解氧浓度应保持在 1.5 2.5 mg/L， 以保证硝化反应正常的进行 。 过分的曝气 ， 虽溶解氧浓度很高 ， 但由于紊动过分剧烈 ，导致絮状态体破裂 ， 使出水浊度升高 。 特别是对于耗氧速度不高 ， 而泥龄偏长的系统 ， 强烈混合使破碎的絮体不能很好的再凝聚 。 保证絮体很好凝聚的条件是活性物质占整个 MLSS的 1/3， 当活性物质低于 10 时 ， 絮体很易破碎而不能很好地再凝聚 。 这些离散的污泥沉淀性能差 ， 往往流失于出流中 。 过分的曝气使这些颗粒有可能积聚在沉淀池的表面 ， 形成深