活性汙泥系統
一、 宗旨
本手冊是針對汙水處理工程活性汙泥系統調試及試運行工作編寫的，可供活性汙泥反應操作人員、汙水站技工、化驗人員和管理人員，亦可供相關人員參考。
本手冊可單獨使用，宜可作為調試、試運行指導手冊的補充。
整個項目以“高效優質求企業發展，安全文明樹行業樣板”為指導思想，服從公司統一調度，做好有關各方面的協調工作，優質、安全、文明、按期完成本工程的調試及試運行工作。
二、 內容
手冊主要包括以下內容：
活性汙泥法原理及基本組成；活性汙泥反應機理及有效運行條件；活性汙泥基本性質；活性汙泥系統重要運行參數的調節與觀測，活性汙泥反應器工藝控制條件；啟動方式；運行管理；問題及解決措施等。
三、 活性汙泥法原理及基本組成
活性汙泥法基本原理：利用微生物生命過程中的代謝活動，將有機物分解為簡單無機物，從而去除水中有機物汙染的過程，稱為廢水的生物處理。活性汙泥的好氧微生物是凝聚、吸附、氧化分解廢水中有機物的生力軍，其原理生物降解。
在活性汙泥法中，曝氣的作用主要有：① 充氧：向活性汙泥中的微生物提供溶解氧，滿足其在生長和代謝過程中所需的氧量。② 攪動混合：使活性汙泥在曝氣池內處於懸浮狀態，與廢水充分接觸。
活性汙泥法的基本組成：① 曝氣池：反應主體；② 二沉池：1）進行泥水分離，保證出水水質；2）保證迴流汙泥，維持曝氣池內的汙泥濃度；③ 迴流系統：1）維持曝氣池的汙泥濃度；2）改變回流比，改變曝氣池的運行工況；④ 剩餘汙泥排放系統：1）是去除有機物的途徑之一；2）維持系統的穩定運行；⑤ 供氧系統：提供足夠的溶解氧。
四、 活性汙泥系統有效運行的基本條件
- 1) 廢水中含有足夠的可容性易降解有機物；
- 2) 混合液含有足夠的溶解氧；
- 3) 活性汙泥在池內呈懸浮狀態；
- 4) 活性汙泥連續迴流、及時排除剩餘汙泥，使混合液保持一定濃度的活性汙泥；
- 5) 無有毒有害的物質流入。
五、 活性汙泥的基本性質
1) 活性汙泥外觀似棉絮狀，亦稱絮粒或絨粒，有良好的沉降性能。
2) 正常活性汙泥呈黃褐色。供氧曝氣不足，可能有厭氧菌產生，汙泥發黑發臭。溶解氧過高或進水過淡，負荷過低色澤轉淡。
3) 良好活性汙泥帶泥土味。
六、 活性汙泥系統重要運行參數的調節與觀測
- 1) 對活性汙泥狀況的鏡檢觀察；
- 2) 對曝氣時間（HRT）的調節；
- 3) 對供氣量的調節：
- 4) SV的測定與調節：
- 5) 剩餘汙泥排放量的調節：
- 6) 迴流汙泥量的調節
七、 活性汙泥反應工藝控制條件
7.1溫度
溫度：任何一種細菌都有一個最適生長溫度，隨溫度上升，細菌生長加速，但有一個最低和最高生長溫度範圍，一般為10－45?C，適宜溫度為15－35?C，此範圍內溫度變化對運行影響不大。
7.2 PH
一般PH為6－9。特殊時，進水最高可為PH 9－10.5，超過上述規定值時，應加酸鹼調節。
7.3營養物
活性汙泥反應池營養物比例為C：N：P=100：5：1（脫氮系統CN比為4-6，除磷系統CP比為15）。
7.4 溶解氧
就好氧微生物而言，環境溶解氧大於0.3mg/l，正常代謝活動已經足夠。但因汙泥以絮體形式存在於曝氣池中，以直徑500?m活性汙泥絮粒而言，周圍溶解氧濃度2mg/l時，絮粒中心已低於0.1mg/l，抑制了好氧菌生長，所以曝氣池溶解氧濃度常需高於3－5mg/l，常按5－10mg/l控制。調試一般認為，曝氣池出口處溶解氧控制在2mg/l較為適宜。
八、 活性汙泥啟動
8.1啟動前應瞭解的廢水特徵
廢水特徵對活性汙泥反應的操作有重要影響。因此必須對廢水特徵有明確瞭解。工業廢水的種類是非常多的。即使同一類工業廢水，其性質也會因其工藝的不同區別很大。因此對一種廢水在啟動前，通過對技術基礎資料的瞭解以及對業主相關人員的諮詢，首先了解廢水特徵。
- 1) 首先要了解汙水水量以及水量的變化，以便根據實際情況在調試時進行調整；
- 2) 要知道廢水的有機物濃度以及濃度隨生產工藝的變化規律等；
- 3) 廢水的活性汙泥生物可降解性，由廢水的生物可降解性可以預測出活性汙泥反應出水的質量或COD的去除效率；
- 4) 廢水的pH值以及變化規律；
- 5) 廢水中維持細菌生長必需的營養，活性汙泥菌需要的營養較少，粗略地講，N和P的需求大約為COD：N：P≈100：5：1（脫氮系統CN比為4-6，除磷系統CP比為15）。
- 6) 瞭解廢水中是否含有有毒化合物和在活性汙泥過程中轉化為有毒化合物，一般情況下，應當瞭解總氮和氨氮、硫酸鹽和亞硫酸鹽的濃度，並要瞭解在廢水產生的工廠裡是否使用了殺菌劑、消毒劑等。
- 7) 瞭解廢水的性狀，主要包括常規的色、嗅等；
8.2接種汙泥
8.2.1接種汙泥種類
接種菌種是指利用微生物生物消化功能的工藝單元，如主要有水解、活性汙泥、缺氧、活性汙泥工藝單元，接種是對上述單元而言的，依據微生物種類的不同，應分別接種不同的菌種。
8.2.2接種汙泥量
汙泥的接種量一般按照1-2kgMLSS/m3反應器的容積計算。汙泥接種應該進行篩除，防止接種汙泥中無機雜物、砂以及不可消化的其它物進入活性汙泥反應器內。
8.3投加前注意事項
8.3.1常規事項
一般情況下，接種汙泥投加前需要注意以下事項：
- 1) 投加前應該由化驗室化驗活性汙泥池水源的水質狀況，化驗項目主要包括COD、SS、PH、T-N、T-P，取3次取平均值作為調試加藥參考；
- 2) 投加前必須熟悉相關技術資料，熟悉調試試運行指導手冊；
- 3) 根據活性汙泥調試所需的C：N：P要求，結合所測的水質狀況，確定調試所需的藥品，並採購約30天用量，藥品主要有面粉、氮肥、磷肥、微量元素等；
- 4) 現場必須具備生物系統調試必備的工具，主要包括PH廣泛試紙、PH精密試紙、便攜式溶氧儀、便攜式PH計、顯微鏡以及部分化驗器皿等；
- 5) 其它基本資料和基本材料參見《系統調試試運行指導手冊》；
8.3.2投加事項
一般情況下，接種汙泥投加前需要注意以下事項：
- 1) 投加前活性汙泥池水量佔池體有效容積約2/3；
- 2) 接種汙泥採用活性汙泥池多點均布投加；
- 3) 投加時應該打開曝氣設施，以利於接種汙泥投加後均勻分佈於池內；
- 4) 投加後將活性汙泥池水位增加至有效水位；
8.4啟動時間
8.4.1常規事項
啟動時間：應特別說明，菌種、水溫及水質條件，是影響啟動週期長短的重要條件。一般來講，低於20℃的條件下，接種和啟動均有一定的困難，特別是冬季運行時更是如此。
8.5啟動方法
8.5.1啟動方法
活性汙泥啟動方法採用逐步培養法。
8.5.2具體步驟
1) 啟動時，先投加接種汙泥，具體要求見上面內容，切記：投加時的汙泥必須通過篩網進行粗渣的清除（這一點非常重要）；
2) 接種汙泥按照要求投加後，開啟進水至有效水位，悶曝（即曝氣而不進汙水）數十小時後，取上清液進行化驗，根據化驗結果按照比例投加氮肥和磷肥，投加微量金屬元素，投加麵粉保證池內液相中的COD容積負荷在0.2～0.5kg/（m3.d）; 為加快培養進程，在培菌初期投加一些濃質糞便水或米泔水等，以提高營養物濃度。
3) 特別注意，培菌時期（尤其初期）由於汙泥尚未大量形成，汙泥濃度低，故應控制曝氣量，應大大低於正常期曝氣量。同時需要採取方式清除上部浮物及漂浮汙泥；
4) 悶曝2d後，即可開始少量進水。引進水量由小到大逐漸調節，連續運行數天即可見活性汙泥出現，並逐漸增多，此步主要根據鏡檢及化驗結果來確定進水量大小。
5) 在4）過程中，需要經常監測COD：N：P的比例，根據比例投加適量的氮肥、磷肥及微量元素；
6) 考慮到高汙泥停留時間是活性汙泥反應器高效運行的保證，啟動期間一般並不進行排泥，從而保持高汙泥濃度和高汙泥停留時間；
7) 隨著調試的進行，在培菌階段後期，將生活汙水和外加營養物量，逐漸減少，工業廢水比例逐漸增加，最後全部轉為受納工業廢水，這個過程稱為馴化。理論上講，細菌對有機物分解必須有酶參與，而且每種酶都要有足夠數量。馴化時，每變化一次配比時，需要保持數天，待運行穩定後（指汙泥濃度未減少，處理效果正常），才可再次變動配比，直至馴化結束；
8) 當進水達到設計負荷時，可連續進水進行調試，即可達到調試要求，完成活性汙泥的啟動；
8.6啟動階段說明
活性汙泥反應啟動的過程實質上是對菌種的馴化、選擇、增殖的過程。因此在啟動階段應有一定的目標和遵循某些基本規則。
初次啟動是一個需要熟練技藝和經驗的過程，儘管許多人已成功完成過各類活性汙泥系統的啟動，但不同規模、不同設計和處理不同廢水的活性汙泥系統的啟動模式和啟動花費的時間有時相當不同，因此從根本上了解啟動的一些要點比一個啟動模式更有用。下面將敘述一下一般承認的要點和注意事項。
1) 對啟動初期的目標應明確
在活性汙泥系統的啟動初期，特別是第一階段，不能夠片面追求反應器的處理效率和出水的質量等。因為初期的目標是反應器逐漸進入“工作”狀態，從微生物角度看，它實質上是使菌種由休眠狀態恢復及活化的過程，在這一過程中，理所當然有一個停滯期存在。當菌種從休眠中恢復到營養細胞的狀態後，它們還要經歷對廢水性質的適應。
2) 啟動需要循序漸進
啟動一定要逐步進行，留有充裕的時間，並不能期望很短時間進入加料運行達到活性汙泥降解的目標 。因為啟動實際上是使細菌從休眠狀態恢復，即活化的過程。啟動中細菌選擇、馴化、增殖過程都在進行，因此，這時負荷一般不能高，時間不能短，每次進料要少，間隔時間要長。
3) 現場靈活調整
無論採用那種活性汙泥方式，生化工藝是個極其複雜的過程，每個工程都會有各自的特點，需要根據現場條件加以靈活調整。
九、 運行管理
9.1巡視
指每班人員必須定時到處理裝置規定位置進行觀察、檢測，以保證運行效果。
9.2二沉池觀察汙泥狀態
主要觀察二沉池泥面高低、上清液透明程度，有無漂泥，漂泥粒大小等。
主要情況說明如下：
- 1) 上清液清澈透明：運行正常，汙泥狀態良好；
- 2) 上清液混濁：負荷高，汙泥對有機物氧化、分解不徹底；
- 3) 泥面上升：汙泥膨脹，汙泥沉降性差；
- 4) 汙泥成層上浮：汙泥中毒；
- 5) 大塊汙泥上浮：沉澱池局部厭氧，導致汙泥腐敗；
- 6) 細小汙泥漂浮：水溫過高、C／N不適、營養不足等原因導致汙泥解絮。
9.3曝氣池觀察
- 1) 曝氣池全面積內應為均勻細氣泡翻騰，汙泥負荷適當。
- 2) 運行正常時，泡沫量少，泡沫外呈新鮮乳白色泡沫。
- 3) 曝氣池中有成團氣泡上升，表明液麵下有曝氣管或氣孔堵塞；液麵翻騰不均勻，說明有死角；
- 4) 汙泥負荷高，水質差，泡沫多；泡沫呈白色，且數量多，說明水中洗滌劑多；泡沫呈茶色、灰色說明泥齡長或汙泥被打破吸附在泡沫上，應增加排泥；泡沫呈其它顏色，水中有染料類物質或髮色物汙染；負荷過高，有機物分解不完全，氣泡較粘，不易破碎。
9.4汙泥觀察
生化處理中除要求汙泥有很強的“活性“，除具有很強氧化分解有機物能力外，還要求有良好沉降凝聚性能，使水經二沉池後徹底進行“泥”（汙泥）“水”（出水）分離。
1) 汙泥沉降性SV30是指曝氣池混合液靜止30min後汙泥所佔體積，體積少，沉降性好，城市汙水廠SV30常在15－30％之間。汙泥沉降性能與絮粒直徑大小有關，直徑大沉降性好，反之亦然。汙泥沉降性還與汙泥中絲狀菌數量有關，數量多沉降性差，數量少沉降性好。
2) 汙泥沉降性能還與其它幾個指標有關，它們是汙泥體積指數（SVI），混合液懸浮物濃度（MLSS）、混合液揮發性懸浮濃度（MLVSS）、出水懸浮物（ESS）等。
3) 測定水質指標來指導運行：BOD／COD之值是衡量生化性重要指標，BOD／COD≥0.25表示可生化性好，BOD／COD≤0.1表示生化性差。進出水BOD／COD變化不大，BOD也高，表示系統運行不正常；反之，出水的BOD／COD比進水BOD／COD下降快，說明運行正常。出水懸浮物（ESS）高，ESS≥30mg/l時則表示汙泥沉降性不好，應找原因糾正，ESS≤30mg/l則表示汙泥沉降性能良好。
9.5曝氣池控制主要因素：
1) 維持曝氣池合適的溶解氧，一般控制1－4mg/l，正常狀態下監測曝氣池出水端DO 2mg/l為宜。
2) 保持水中合適的營養比，C（COD）：N：P＝100：5：1（脫氮系統CN比為4-6，除磷系統CP比為15）。
3) 維持系統中汙泥的合適數量，控制汙泥迴流比，依據不同運行方式，迴流比在0－100％之間，一般不少於30－50％。
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