活性污泥法是污水處理的核心工藝，為了徹底搞懂活性污泥法,，涂山環(huán)保進(jìn)行了很深度的學(xué)習(xí),，研讀了各個版本的教材,，終于在靈魂深處摸清了這門技術(shù)的精髓,。
現(xiàn)在將我的學(xué)習(xí)心得整理成這篇干貨,，分享給大家。分為兩塊內(nèi)容：一是微生物的增殖規(guī)律；二是活性污泥法運行中的5大問題及對策,。微生物的增殖規(guī)律活性污泥法是一門關(guān)于人類組織微生物吃有機物的學(xué)問。
為了使活性污泥中的微生物達(dá)到最佳的吃貨狀態(tài),，人們總結(jié)、發(fā)明了各種參數(shù),、技術(shù)、工藝,；可以說,，生化系統(tǒng)中的一切手段都是為了“吃有機物”這一核心宗旨,。本篇解讀一個非常重要知識點——活性污泥微生物增值規(guī)律,，指的是在溫度適宜,、溶解氧含量充足,、不存在抑制性物質(zhì)的條件下,，微生物只受食量（有機物）影響的情況下的增殖規(guī)律。說得簡單通俗一點,，就是研究微生物社會在不同“經(jīng)濟(jì)狀態(tài)“下的“人口”增長規(guī)律,。學(xué)習(xí)這一知識點的目的是為了搞清屎量（有機物）和微生物量二者的關(guān)系控制到什么程度較好,，也就是找到能使曝氣池達(dá)到最佳運行工況的食微比。也就是搞好微生物社會的“計劃生育”,。科學(xué)上,，把活性污泥微生物增殖過程可分為適應(yīng)期,、對數(shù)增長期、減衰增殖期和內(nèi)源呼吸期四個階段。哪個階段是最佳的活性污泥運行工況呢,？下面涂山環(huán)保一一解析,。
01 適應(yīng)期水土不服,、胃口不佳
一少部分活性污泥最初進(jìn)入某一新的環(huán)境，就像人最初進(jìn)入某一陌生環(huán)境,，一開始肯定會有些水土不服,，需要先熟悉適應(yīng),。在這個階段內(nèi),，只有微生物個體發(fā)生一些調(diào)整,，包括菌體體積增大、酶系統(tǒng)調(diào)整,，尚未開展吃有機物的工作,，可以理解為調(diào)整胃口、適應(yīng)水土的過程,。這個階段,，池子里面的有機物自然不會減少,。適應(yīng)期的長短主要取決于污水的成分，這跟人一個道理,，你從國內(nèi)的一個地方到國內(nèi)的另一個地方需要的適應(yīng)期一般比你從國內(nèi)到國外的適應(yīng)期要短,。上圖的增殖曲線沒有表現(xiàn)本階段。
02 對數(shù)增長期大口狂吃,、快速繁殖
火力壯,、難沉降
這個階段，微生物適應(yīng)了環(huán)境,、調(diào)整好了胃口,，且池子里面的屎量未被消耗，十分充足,。這期間發(fā)生的事情就是,，全員微生物卯足了勁兒,、大口大口地狂吃，有點兒類似于經(jīng)歷了小餓的吃貨在自助餐廳的狀態(tài),，就是肆無忌憚的狂吃。此外,，在狂吃的過程中還會不停的繁殖，會有源源不斷的新吃貨加入到吃屎大軍中,，幾十分鐘內(nèi)就可以繁殖一代,，子子孫孫,，增殖非?？焖?，這就是所謂“對數(shù)”的由來,。套用屎微比（F／M）的概念,，這個階段F／M最高，食物充足,，微生物吃得快,、生得快,。這個階段的微生物生命力生猛,、活力極強,，反映到工程屬性上就是污泥凝聚性能差,，不易沉淀,；就好比一個社會年輕人多,、火力壯,，往往很難冷靜（沉降）。
03 減衰增殖期食速減緩,、增殖變慢
活力減弱,、易于沉降
由于微生物繁殖太猛,，隨著“吃屎”進(jìn)程的推進(jìn),，屎量會逐漸變得不足；這就好比孩兒生得太多,，口糧（也就是有機物）不夠吃了。這個階段極其類似于貧困年代,。因為食物不充分，微生物吃食的速度會有明顯下降,，沒得吃自然也就沒得生了,，因此增殖速率也會隨之下降,。類比人類社會，相當(dāng)于出生率和死亡率齊平,。總體而言,，本階段盡管微生物的總量還在增長，但是因為吃得不太夠,，整體表現(xiàn)得有些“蔫兒”,，整個的狀態(tài)極類似于一個進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的社會，也就容易冷靜（絮凝,、沉淀）,，表現(xiàn)在工程上就是活性污泥的凝聚,、吸附以及沉淀性能均較好。同時因為缺吃的,，所以就吃得比較干凈,，反映到工程上就是有機物去除率高。由于沉降性能好,、去除率高,，活性污泥法會將曝氣池的運行工況控制在這個狀態(tài)。
04 內(nèi)源呼吸期屎耗盡,、自消耗無機化,、凝聚差
這個階段屎量消耗殆盡，基本上沒什么可吃的,，就相當(dāng)于人類的大饑荒年代,。微生物靠消耗自己的細(xì)胞壁等維持生命，好比人吃不上東西就會消耗脂肪,、肌肉,，當(dāng)然最終還是會被餓死，因此,，這個階段叫內(nèi)源呼吸期,，就是吃不到屎靠消耗自身儲存的物質(zhì)維持生命的階段。當(dāng)然,，反映到工程表現(xiàn)為污泥無機化程度高,、沉降性良好、凝聚性較差,，污泥逐漸減少,。實際應(yīng)用中一般不把這一階段作為運行工況，但也有采用,，如延時曝氣法,。綜上，根據(jù)各個階段吃屎的狀態(tài)以及微生物本身的狀態(tài)可知,，減速增長階段是活性污泥法中曝氣池的最佳運行工況,。
活性污泥法運行中的5大問題及對策
活性污泥法是水處理常用方法，所以能夠做好其運營管理非常重要,。在掌握了活性污泥增值規(guī)律的基礎(chǔ)上,，就能夠得心應(yīng)手地面對和解決工程應(yīng)用問題。下文總結(jié)了活性污泥法運行過程中的5大常見問題以及對策,，具有很強的實用價值,。
01污泥膨脹的概念及其解決辦法有哪些？
污泥膨脹的原因：① 絲狀菌膨脹 活性污泥絮體中的絲狀菌過度繁殖，導(dǎo)致膨脹,，促成條件包括進(jìn)水有機物少,，F(xiàn)/M太低，微生物食料不足,；進(jìn)水氮,、磷不足；pH值低,；混合液溶解氧太低,，不能滿足需要；進(jìn)水波動太大,，對微生物造成沖擊,。② 非絲狀菌膨脹 由于進(jìn)水中含有大量的溶解性有機物，使污泥負(fù)荷太高,，而進(jìn)水中又缺乏足夠的N,、P，或者DO（溶氧）不足,。細(xì)菌很快把大量有機物吸入體內(nèi),，又不能代謝分解，向外分泌出過量的多糖類物質(zhì),。這些物質(zhì)分子中含羥基而具有較強的親水性,，使活性污泥的結(jié)合水高達(dá)400%（正常為100%左右），呈黏性的凝膠狀,，無法在二沉池分離。另一種非絲狀菌膨脹是進(jìn)水中含有較多毒物,，導(dǎo)致細(xì)菌中毒,，不能分泌出足夠量的黏性物質(zhì)，形不成絮體,，也無法分離,。解決辦法：組成廢水的各種成分由于比例失調(diào)，也可引起污泥膨脹,，如廢水中C/N比失調(diào),，若由于碳水化合物的含量過高，可適當(dāng)?shù)耐都幽蛩?、碳酸銨或氯化銨,。如系統(tǒng)進(jìn)水濃度太高，可減低進(jìn)水量,。至于曝氣池的環(huán)境（如pH,、溫度溶解氧等）對活性污泥的性質(zhì)也有一定的影響。其他如廢水中含有大量的有機物或石油，以及含有大量的腐敗物質(zhì)都可以引起膨脹,。在曝氣池中過多或過少地充氧或攪動不充分,，都可引起膨脹。由此可知,，為防止污泥膨脹,，首先應(yīng)加強管理操作，經(jīng)常檢測污水水質(zhì),、曝氣池內(nèi)溶解氧,、污泥沉降比、污泥指數(shù)和進(jìn)行顯微鏡觀察,，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時采取措施,，如加大空氣量、及時排泥,、在有可能時采取分段進(jìn)水,，以減輕二沉池的負(fù)荷。 02污泥上浮的概念及其解決辦法有哪些,？
污泥上?。?/span>主要是指污泥脫氮上浮。污水在二沉池中經(jīng)過長時間停留會造成缺氧（DO在0.5mg/L以下）,，則反硝化菌會使硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氨和氮氣,，在氨和氮氣逸出時，污泥吸附氨和氮氣而上浮使污泥沉降性降低,。解決辦法：污泥上浮現(xiàn)象和活性污泥的性質(zhì)無關(guān),，只因污泥中產(chǎn)生氣泡，使污泥密度低于水,，因此污泥上浮不應(yīng)與污泥膨脹混為一談,。具體解決辦法有：① 降低進(jìn)水鹽濃度，控制高負(fù)荷COD的沖擊,。② 準(zhǔn)確地控制曝氣池內(nèi)的COD負(fù)荷,。因此，在運行操作上要控制曝氣池進(jìn)水量,。通過準(zhǔn)確地控制MLSS（建議6～8g/L）和曝氣池進(jìn)水量,，將COD負(fù)荷控制在0.2～0.4kg/（m3·d）的適當(dāng)范圍，以減少污水的沖擊,，如果該污水經(jīng)過均質(zhì)池后的COD濃度仍然超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),，應(yīng)將該股污水引入事故池以待日后處理。③ 完善新建污水預(yù)處理工藝,，控制污水厭氧與兼氧酸化水解池是保障后續(xù)曝氣池正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵步驟,，污水中的難降解有機物在此得到降解后，可以保證曝氣池污水的出水要求，也改善了二沉池的沉降性能,。應(yīng)采取以下措施：完成潛水?dāng)嚢铏C配電系統(tǒng)的改造,，盡快泵污泥至酸化池，進(jìn)行酸化池的調(diào)試和酸化污泥的馴化,。一次投加剩余污泥約為池容的1/5,，投加量約為100m3，使池內(nèi)混合液濃度在4～6g/L,。④控制氧曝池的溶解氧濃度,，適當(dāng)降低氧曝池MLSS，基本控制在10g/L以內(nèi),，與之相應(yīng)的溶解氧濃度控制應(yīng)根據(jù)進(jìn)水有機負(fù)荷及時調(diào)整,。⑤增加污泥回流量，及時排除剩余污泥,，降低混合液污泥濃度,，縮短污泥齡，降低溶解氧濃度,，但不能進(jìn)入消化階段,。 03泡沫問題的概念及其解決辦法有哪些？
泡沫問題泡沫一般分為三種形式：① 啟動泡沫 活性污泥工藝運行啟動初期,，由于污水中含有一些表面活性物質(zhì),，易引起表面泡沫。但隨著活性污泥的成熟,，這些表面活性物質(zhì)經(jīng)微生物降解,，泡沫現(xiàn)象會逐漸消失。② 反硝化泡沫 如果污水廠進(jìn)行硝化反應(yīng),，則在沉淀池或曝氣不足的地方會發(fā)生反硝化作用,，產(chǎn)生氮等氣泡而帶動部分污泥上浮，出現(xiàn)泡沫現(xiàn)象,。③ 生物泡沫 由于絲狀微生物的異常生長，與氣泡,、絮體顆?；旌隙傻呐菽哂蟹€(wěn)定、持續(xù),、較難控制的特點,。生物泡沫對污水廠的正常運行是非常不利的：在曝氣池或二沉池中出現(xiàn)大量絲狀微生物，在水面上漂浮,、積聚大量泡沫,，造成出水有機物濃度和懸浮固體升高，產(chǎn)生惡臭或不良有害氣體，降低機械曝氣方式的氧轉(zhuǎn)移效率,，可能造成后期污泥消化時產(chǎn)生大量表面泡沫,。解決辦法：① 噴灑水 這是一種最常用的物理方法。通過噴灑水流或水珠以打碎浮在水面上的氣泡,，來減少泡沫,。打散的污泥顆粒部分重新恢復(fù)沉降性能，但絲狀細(xì)菌仍然存在于混合液中,，所以不能從根本上消除泡沫現(xiàn)象,。② 投加消泡劑 可采用具有強氧化性的殺菌劑，如氯,、臭氧和過氧化物等,。還有利用聚乙二醇,、硅酮生產(chǎn)的市售藥劑，以及氯化鐵和銅材酸洗液的混合藥劑等。藥劑的作用僅僅能降低泡沫的增長,，卻不能消除泡沫的形成。而廣泛應(yīng)用的殺菌劑普遍存在副作用,，因為過量或投加位置不當(dāng),，會大量降低反應(yīng)池中絮成菌的數(shù)量及生物總量。③ 降低污泥齡 一般采用降低曝氣池中污泥的停留時間,，以抑制有較長生長期的放線菌的生長,。④ 回流厭氧消化池上清液 已有試驗表明，采用厭氧消化池上清液回流到曝氣池的方法,，能控制曝氣池表面的氣泡形成,。⑤ 投加特別微生物 有研究提出，一部分特殊菌種可以消除Nocardia菌的活力,，其中包括原生動物腎形蟲等,。另外，增加捕食性和拮抗性的微生物,，對部分泡沫細(xì)菌有控制作用,。 04污泥解體的概念及其解決辦法有哪些？
污泥解體：處理水質(zhì)渾濁,、污泥絮凝體微細(xì)化,，處理效果變壞等則是污泥解體現(xiàn)象。導(dǎo)致這種異?，F(xiàn)象的原因有：污泥中毒,，微生物代謝功能受到損害或消失，污泥失去凈化活性和絮凝活性,。多數(shù)情況下為污水事故性排放所造成,，應(yīng)在生產(chǎn)中予以克服,，或局部進(jìn)行預(yù)處理；正常運行時,，處理水量或污水濃度長期偏低,，而曝氣量仍為正常值，出現(xiàn)過度曝氣,，引起污泥過度自身氧化,，菌膠團(tuán)絮凝性能下降，污泥解體,，進(jìn)一步污泥可能會部分或完全失去活性,。此時，應(yīng)調(diào)整曝氣量,，或只運行部分曝氣池,。解決辦法：運行不當(dāng)（如曝氣過量），會使活性污泥生物營養(yǎng)的平衡遭到破壞,，使微生物量減少且失去活性,，吸附能力降低，絮凝體縮小質(zhì)密,，一部分則成為不易沉淀的羽毛狀污泥,，處理水質(zhì)混濁，SV%值降低等,。當(dāng)污水中存在有毒物質(zhì)時,，微生物會受到抑制傷害，凈化能力下降,，或完全停止,，從而使污泥失去活性。一般可通過顯微鏡觀察來判別產(chǎn)生的原因,。當(dāng)鑒別出是運行方面的問題時,，應(yīng)對污水量、回流污泥量,、空氣量和排泥狀態(tài)以及SV,、MLSS、DO,、NS等多項指標(biāo)進(jìn)行檢查,，加以調(diào)整。當(dāng)確定是污水中混入有毒物質(zhì)時,，應(yīng)考慮這是新的工業(yè)廢水混入的結(jié)果，需查明來源,，按國家排放標(biāo)準(zhǔn)加以處理,。 05污泥腐化的概念及其解決辦法有哪些,？
污泥腐化：污泥腐化上浮是指在沉淀池內(nèi)的污泥由于缺氧而引起厭氧分解，產(chǎn)生甲烷及二氧化碳?xì)怏w,，污泥吸附氣體上浮,。在二沉池有可能由于污泥長期滯留而進(jìn)行厭氣發(fā)酵，生成氣體（H2S,、CH4等）,，從而發(fā)生大塊污泥上浮的現(xiàn)象。它與污泥脫氮上浮所不同的是,，污泥腐敗變黑,，產(chǎn)生惡臭。此時也不是全部污泥上浮,，大部分污泥都是正常地排出或回流,，只有沉淀積在死角長期滯留的污泥才腐化上浮。解決辦法：①設(shè)計并安裝不使污泥外溢的浮渣設(shè)備,；②消除沉淀池的死角,；③加大池底坡度或改進(jìn)池底刮泥設(shè)備，不使污泥滯留于池底,。此外,，如曝氣池內(nèi)曝氣過度，使污泥攪拌過于激烈,，生成大量小氣泡附聚于絮凝體上,，也容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象。防止措施是將供氣控制在攪拌所需的限度內(nèi),，而脂肪和油則應(yīng)在進(jìn)入曝氣池之前加以去除,。
