废水治理技术--活性污泥法

(一)概述

活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。

(二)设计运行参数

活性污泥的主要运行参数有：

1、混合液悬浮固体(MLSS)，一般为3-5g/L。

2、BOD负荷，有污泥负荷与容积负荷两种。污泥负荷，即BOD-SS负荷，一般为0.2-0.5kgBOD5./kg.MLSS.d。我国石化厂和炼油厂，目前常用BOD-SS负荷作设计运行参数。

3、污泥龄(ts)与污泥负荷有关，一般为2-15d。

4、污泥沉降比(Pv)，15-40%，以<30%为好。

5、污泥体积指数(SVI)，简称污泥指数。一般认为：

SVI<100污泥沉降性能好
100 SVI>200污泥沉降性能不好

(三)应用条件

活性污泥法是好氧的生物处理法。它与其它生物处理法一样，其应用是受一定条件限制的。主要控制因素有：


1、BOD5/COD

BOD5/COD=0.7时，废水中的有机物几乎都可用生物法处理；BOD5/COD>0.5时，适宜生物法处理；BOD5/COD<0.2时，不宜采用生物法


2、溶解氧(DO)

混合液中的DO以2mg/L左右为宜。


3、营养物质

微生物的代谢需要一定比例的营养物质。除以BOD5表示的碳源外，还需要氮、磷和其它微量元素。BOD5：N：P的正确比例，应通过试验确定。不过一般按下式计算：

BOD5：N：P=100：5：1
经计算，若氮不足，可投加尿素、硫酸铵或粪便等；若磷不足，可投加磷酸氢二钠或粪便等。石化废水和炼油废水，一般因缺少磷元素而需投加磷酸氢二钠或磷酸三钠。


4、PH值

一般为6-9。超出此范围，应进行PH调节。

5、水温

以20-30℃为最好；最高不超过35-40℃；不宜低于10℃。


6、有毒物质

重金属、硫化物、氰化物、硫化氢等无机物以及酚、甲醛等有机物，对微生物有毒害作用，应按其容许浓度严加控制。


(四)曝气池的分类

活性污泥法系统中，处理废水的核心构筑物为曝气池。曝气池的池型与构造可分为：

1、从混合液流型可分为推流式、完全混合式和循环混合式(即氧化渠)三种；

2、从平面形状可分为长方廊道形、园形或方形、环形跑道形三种；

3、从采用的曝气方法可分为鼓风曝气式、机械曝气式以及两者联合使用的联合式三种；

4、从曝气池与二沉池的关系可分为分建式和合建式两种。

(五)曝气的方法和设备

曝气是将空气中的氧强制溶解到混合液中外，还起到搅拌混合作用。通常采用的曝气方法有鼓风曝气法和机械曝气法两种。有时以鼓风曝气法供应氧气，而用机械进行搅拌提高充氧能力，这适用于浓度较高的废水。

我国石化系统采用的完全混合式表面曝气池所用的曝气设备，基本上为泵(E)型叶轮。推流式曝气池所用的扩散装置，过去多为穿孔管，螺旋曝气器，高效的微孔曝气器等。

(六)活性污泥法常见的问题及其对策

1、污泥上浮

二沉池有时会产生污泥上浮的现象。其原因主要有三种：污泥膨胀、污泥脱氮和污泥腐化。

(1)污泥膨胀

污泥膨胀大致有丝状体膨胀和非丝状体膨胀两种。多种属前者。丝状体膨胀主要是由于丝状菌及真菌在污泥中大量繁殖所致，与溶解氧(DO)、冲击负荷、进水水质的变化、运行管理及构筑物结构型式等因素有关。其对策：

a、充分曝气，使混合液中的DO一般不少于1-2mg/L。

b、若BOD：N：P失调，则投加适量的N或P。

c、在回流污泥中投加漂白粉或液氯以消除丝状细菌。加氯量可按干污泥的0.3-0.6%计。

d、调整PH。

e、投加惰性物质，如粉状活性炭、石棉粉、硅藻土、黄泥等。

污泥膨胀是污水处理厂较难解决的问题之一，应根据具体情况进行处置，必要时改换新泥。如果在曝气池后用气浮池代替沉淀池，则可消除污泥上浮对出水水质的影响。

(2)污泥的脱氮

当曝气时间长或曝气量大时，在曝气池中将发生高度硝化作用而使混合液含有较多的硝酸盐。这时，在沉淀池可能由于反硝化作用所产生的氮气使污泥上浮。其对策是：

a、增加污泥的回流量或及时和污泥，以减少沉淀池中污泥的停留时间。

b、减少曝气量或缩短曝气时间，以减弱硝化作用。

c、减少沉淀池的进水量，从而减少池中污泥量。

(3)污泥的腐化

由于操作不当，曝气量过小，二沉池污泥可能因缺氧而腐化，即造成厌氧分解，产生大量气体，促使污泥上升。这时应加大曝气量。

2、活性污泥不增长或减少

活性污泥减少的主要原因是：

(1)污泥由于上浮而流失；

(2)污泥所需的氧料不足，包括废水中的有机物含量少。

采取的对策是：

(1)提高沉淀效率，防止污泥流失；

(2)投入足够的养料，包括进水水量；

(3)若养料少，则应减少空气量，否则将引起污泥的“过氧化”而使泥量减少。若养料多，则应增加曝气量，使活性污泥迅速增长。

3、泡沫问题

曝气池中产生泡沫的主要原因是由于废水中存在着大量的合成洗涤剂或其它起泡物质所引起的。其控制办法有：

(1)用自来水或处理过的废水喷洒；

(2)投加除沫剂，如机油、煤油等，但为了节约或为减少新的污染，就尽量少投加。

(3)增加曝气池活性污泥的浓度，这是最为有效的办法。但在实际运行中，可能没有足够的回流污泥来提高曝所池的污泥浓度。