活性污泥系统  

一、 原理：

      活性污泥的好氧微生物是凝聚、吸附、氧化分解废水中有机物的生力军，其原理是生物降解。

二、活性污泥的形、色、嗅

       活性污泥外观似棉絮状，亦称絮粒或绒粒，有良好的沉降性能。正常活性污泥呈黄褐色。供氧曝气不足，可能有厌氧菌产生，污泥发黑发臭。溶解氧过高或进水过淡，负荷过低色泽转淡。良好活性污泥带泥土味。

三、培菌前的准备工作：

1、认真消化施工设计图纸资料及管理运行手册；

2、检查熟悉系统装备及管线阀门，指示记录仪表；

3、清理施工时遗留在池内杂物；

4、加注清水或泵抽河水作池渗漏试验，单台调试后联动试车，调好出水堰板至污水处理可正常工作。

四、培菌方法：

1、所谓活性污泥培养，就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件，即营养物，溶解氧，适宜温度和酸碱度。

（1）营养物：即水中碳、氮、磷之比应保持 100∶5∶1。

（2）溶解氧：就好氧微生物而言，环境溶解氧大于 0.3mg/l，正常代谢活动已经足够。但因污泥以絮体形式存在于曝气池中，以直径500μm 活性污泥絮粒而言，周围溶解氧浓度 2mg/l 时，絮粒中心已低于 0.1mg/l，抑制了好氧菌生长，所以曝气池溶解氧浓度常需高于 3－5mg/l，常按 5－10mg/l 控制。调试一般认为，曝气池出口处溶解氧控制在 2mg/l 较为适宜。

（3）温度：任何一种细菌都有一个最适生长温度，随温度上升，细菌生长加速，但有一个最低和最高生长温度范围，一般为 10－45oC，适宜温度为 15－35oC，此范围内温度变化对运行影响不大。

（4）酸碱度：一般 PH 为 6－9。特殊时，进水最高可为 PH 9－10.5，超过上述规定值时，应加酸碱调节。

2、培菌法：

（1）生活污水培菌法：在温暖季节，先使曝气池充满生活污水，闷曝（即曝气而不进污水）数十小时后，即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调节，连续运行数天即可见活性污泥出现，并逐渐增多。为加快培养进程，在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等，以提高营养物浓度。特别注意，培菌时期（尤其初期）由于污泥尚未大量形成，污泥浓度低，故应控制曝气量，应大大低于正常期曝气量。

（2）干泥接种培菌法：最好取水质相同已正常运行的污水系统脱水后的干污泥作菌种源进行接种培养。一般按曝气池总溶积 1％的干泥量，加适量水捣碎，然后再加适量工业废水和浓粪便水。按上述的方法培菌，污泥即可很快形成并增加至所需浓度。

（3）数级扩大培菌法：根据微生物生长繁殖快的特点，仿照发酵工业中菌种→种子罐→发酵罐数级扩大培菌工艺，分级扩大培菌。如某工程设计为三级曝气池，此时可先在一个池中培菌，在少量接种条件下，在一个曝气池内培菌，成功后直接扩大至二三级。

（4）工业废水直接培菌法：某些工业废水，如罐头食品、豆制品、肉类加工废水，可直接培菌；另一类工业废水，营养成分尚全，但浓度不够，需补充营养物，以加快培养进程。所加营养物品常有：淀粉浆料、食堂米泔水、面汤水（碳源）；或尿素、硫氨、氨水（氮源）等，具体情况应按不同水质而定。

（5）有毒或难降解工业废水培菌：有毒或难降解工业废水，只能先以生活污水培菌，然 后再将工业废水逐步引入，逐 步驯化的方式进行。

（6）直接引进种菌种培菌：有些特殊水质菌种难于培养，还可利用当地科研力量，利用专业的工业微生物研究所培养菌种后再接种培养，如 PVA（聚乙烯醇）好氧消化即有专门好氧菌。此法，投资大，周期长，只有特殊情况才用。

3、驯化：在培菌阶段后期，将生活污水和外加营养物量，逐渐减少，工业废水比例逐渐增加，最后全部转为受纳工业废水，这个过程称为驯化。理论上讲，细菌对有机物分解必须有酶参与，而且每种酶都要有足够数量。驯化时，每变化一次配比时，需要保持数天，待运行稳定后（指污泥浓度未减少，处理效果正常），才可再次变动配比，直至驯化结束。

五、运行管理

1、巡视：指每班人员必须定时到处理装置规定位置进行观察、检测，以保证运行效果。

2、二沉池观察污泥状态：主要观察二沉池泥面高低、上清液透明程度，有无漂泥，漂泥粒大小等。

上清液清澈透明——运行正常，污泥状态良好；

上清液混浊——负荷高，污泥对有机物氧化、分解不彻底；

泥面上升——污泥膨胀，污泥沉降性差；

污泥成层上浮——污泥中毒；

大块污泥上浮——沉淀池局部厌氧，导致污泥腐败；

细小污泥漂浮——水温过高、C／N 不适、营养不足等原因导致污泥解絮。

3、曝气池观察：曝气池全面积内应为均匀细气泡翻腾，污泥负荷适当。运行正常时，泡沫量少，泡沫外呈新鲜乳白色泡沫。曝气池中有成团气泡上升，表 明液面下有曝气管或气孔堵塞；液 面翻腾不均匀，说明有死角；污泥负荷高，水质差，泡沫多；泡沫呈白色，且数量多，说明水中洗涤剂多；泡沫呈茶色、灰色说明泥龄长或污泥被打破吸附在泡沫上，应增加排泥；泡沫呈其它颜色，水中有染料类物质或发色物污染；负荷过高，有机物分解不完全，气泡较粘，不易破碎。

4、污泥观察：生化处理中除要求污泥有很强的“活性“，除具有很强氧化分解有机物能力外，还要求有良好沉降凝聚性能，使水经二沉池后彻底进行“泥”（ 污泥）“ 水”（ 出水）分离。

（1）污泥沉降性 SV30 是指曝气池混合液静止 30min 后污泥所占体积，体积少，沉降性好，城市污水厂 SV30 常在 15－30％之间。污泥沉降性能与絮粒直径大小有关，直径大沉降性好，反之亦然。污泥沉降性还与污泥中丝状菌数量有关，数量多沉降性差，数量少沉降性好。

（2）污泥沉降性能还与其它几个指标有关，它们是污泥体积指数（SVI）， 混 合液悬浮物浓度（ MLSS）、混 合液挥发性悬浮浓度（ MLVSS）、出水悬浮物（ESS）等。

（3）测定水质指标来指导运行：BOD／COD 之值是衡量生化性重要指标，B OD／COD≥0.25 表示可生化性好，B OD／COD≤0.1 表示生化性差。进出水 BOD／COD 变化不大，BOD 也高，表示系统运行不正常；反之，出水的 BOD／COD 比进水 BOD／COD 下降快，说明运行正常。出水悬浮物（ESS）高，ESS≥30mg/l 时则表示污泥沉降性不好，应找原因纠正，ESS≤30mg/l 则表示污泥沉降性能良好。

5、曝气池控制主要因素：

（1）维持曝气池合适的溶解氧，一般控制 1－4mg/l，正常状态下监测曝气池出水端 DO 2mg/l 为宜。

（2）保持水中合适的营养比，C（BOD）?N?P＝100?5?1

（3）维持系统中污泥的合适数量，控制污泥回流比，依据不同运行方式，回流比在 0－100％之间，一般不少于 30－50％。

六、污泥性状异常及分析：

1、大块污泥上浮

沉淀池断续见有拳头大小污泥上浮。引起大块污泥上浮有两种情况：

⑴反硝化污泥

      上浮污泥色泽较淡，有时带铁锈色。造成原因是曝气池内硝化程度较高，含氮化合物经氨化作用及硝化作用被转化成硝酸盐，NO3-N浓度较高，此时若沉淀池内因回流比过小或回流不畅等原因使泥面升高，污泥长期得不到更新，沉淀池底部污泥可因缺氧而使硝酸盐反硝化，产生的氨气呈小气泡集结于污泥上，最终是污泥大块上浮。

       改进办法是加大回流比，使沉淀池污泥更新并降低沉淀池泥层，减少泥龄，多排泥以降低污泥浓度，还可适当降低曝气池的DO水平。上述措施可降低硝化作用，以减少硝酸盐的来源。

⑵腐化污泥

      与反硝化污泥不同之处在于污泥色黑，并用强烈恶臭。产生的原因为二沉池有死角造成积泥，时间长即厌氧腐化，产生H2S，CO2，H2等气体，最终使污泥向上浮。

       解除方法有消除死角区的积泥，例如经常用压缩空气在死角区充气，增加污泥回流等。对容易积泥的区域，应在设计中设法予以改进。

2、小颗粒污泥上浮

小颗粒污泥不断随水带出，俗称漂泥。引起漂泥的原因大致可有如下几种：

①生物系统处理负荷（水量和浓度）变大，可以出现跑泥，多为水量增加后，二沉池的停留时间就缩短了，活性污泥来不及沉降就流出了二沉池，由此产生跑泥。同时，进水浓度增高，会导致活性污泥活性增强，不利沉降。出水浑浊而带有跑泥现象。

②丝状菌膨胀污泥来不及沉降会产生跑泥现象。

③过于低负荷运行，污泥老化后，微生物自身氧化，解絮。同样会产生跑泥。

④气温低，曝气过度，PH变化过大，有毒及惰性物质进入生物系统等等，也会产生跑泥。

⑤进水水质。如PH、毒物等突变，有毒及惰性物质进入生物系统等等，也会产生跑泥。

⑥污泥因缺营养或充氧过度造成老化。

⑦进水氨氮过高，C/N低，使污泥胶体机制解体而解絮。

⑧池温过高，往往超过40度

⑨机械曝气翼轮转速过高，使絮粒破碎。

        解决办法是弄清原因，分别对待。在污泥中毒时应停止有毒废水的进入；对缺乏营养，污泥老化和解絮污泥须适当投加营养，采取复壮措施。溶解氧低污泥进水负荷高有机物消解不完全，出水浑浊而且色度偏暗。溶解氧持续高。进水负荷低容易造成污泥自身氧化质轻引起难以沉降，轻质污泥随出水飘出水浑浊。二沉浮泥多是厌氧底泥腐化造成。一因回流量太小，二刮泥机损坏出校刮泥死角长期积泥。

七. 水处理工艺的调试（活性污泥的培养） 

调试前进行最基本的常规化验测试，如pH、水温、COD、DO、生物相等，用以指导活性污泥的培养过程和日常运行。

自然培菌 ：

        自然培菌也称直接培菌法，它是利用废水中原有的少量微生物，逐步繁殖的培养过程。自然培养适用于城市污水和一些营养成份较全、毒性小的工业废水，如食品厂、肉类加工厂废水等，但是培养时间相对较长。

自然培菌又可分为间歇培菌和连续培菌。

（1） 间歇培菌。将曝气池注满废水，进行闷曝（只曝气而不进废水），数天后停止曝气，静置沉淀1 h ，然后排出池内约1/5的上层废水，并注入相同量的新鲜污水。如此反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，但每次的进水量要比上次有所增加，而闷曝时间要比上次缩短。在春秋季节，约二、三周就可初步培养出污泥。当曝气池混合液污泥浓度达到1克/升左右时，就可连续进水和曝气。由于培养初期污泥浓度较低，沉淀池内积累的污泥也较少，回流量也要少一些，此后随着污泥量的增多，回流污泥量也要相应增加。当污泥浓度达到工艺所需的浓度后，即可开始正常运行，按工艺要求进行控制。

（2） 连续培菌。先将曝气池进满废水，然后停止进水，闷曝半天至一天后可连续进水。连续曝气，进水量从小到大逐渐增加，连续运行一段时间（与间歇法差不多），就会有活性污泥出现并逐渐增多。曝气池污泥量达到工艺所需的浓度时，按工艺要求进行控制。由于自然培菌法是用废水直接培养活性污泥，其培菌过程也是微生物逐步适应废水性质并获得驯化的过程。

接种培菌：

      接种培菌法的培养时间较短，是常用的活性污泥培菌方法，适用于大部分工业废水处理厂，我们主要做工业水处理的所以主要采用此法。城市污水厂如附近有种泥，也可采用此法，以缩短培养时间。

接种培养法常用的有如下二种：

(1) 浓缩污泥接种培菌。

      采用附近污水处理厂的浓缩污泥作菌种(种泥或种污泥)来培养。城市污水和营养齐全、毒性低的工业废水处理系统的活性污泥培养，可直接在所要处理的废水中加入种泥进行曝气，直至污泥转棕黄色时就可连续进污水（进水量应逐渐增加），此时沉淀池也投入运行，让污泥在系统内循环。为了加快培养进程，可在培养过程中投加未发酵过的大粪水或其它营养物。活性污泥浓度达到工艺要求值即完成了培菌过程。从经济上讲，种泥的量应尽可能少，一般情况下控制在稀释后使混合液污泥浓度在0.5g/L以上。 对有毒工业废水进行培菌时，可先向曝气池引入河水，也可用自来水（需先曝气一段时间以脱去其中的余氯），然后投入种污泥和未经发酵的大粪水进行曝气，直至污泥呈棕黄色后停止曝气，让污泥沉降并排掉一部分上清液，再次补充一定量的大粪水继续曝气，待污泥量明显增加后，逐步提高废水流量。在培菌的后期，污泥中微生物已能较好地适应工业废水水质。 

（2）干污泥接种培菌。

        “干污泥”通常是指经过脱水机脱水后的泥饼，其含水率约为70～80%。本法适用于边远地区和取种污泥运输距离较远的情况。干污泥接种培菌的过程与浓缩污泥培菌法基本相同。接种污泥要先用刚脱水不久的新鲜泥饼，投加至曝气池前需加少量水并捣成泥浆。干污泥的投加量一般为池容积的2～5%。干污泥中可能含有一定浓度的化学药剂(用于污泥调理)，如药剂含量过高、毒性较大，则不宜用作为培菌的种泥。鉴定污泥能否作接种用，可将少量泥块捣碎后放入小容器(如烧杯或塑料桶)内加水曝气，经过一段时间后如果泥色能转黄，就可用于接种。 

污泥培菌的注意事项： 

（1）活性污泥培菌过程中，应经常测定进水的pH、COD、氨氮和曝气池溶解氧、污泥沉降性能等指标。活性污泥初步形成后，就要进行生物相观察，根据观察结果对污泥培养状态进行评估，并动态调控培菌过程。

（2）活性污泥的培菌应尽可能在温度适宜的季节进行。因为温度适宜，微生物生长快，培菌时间短。如只能在冬季培菌，则应该采用接种培菌法，所需的种污泥要比春秋季多。

（3）培菌过程中，特别是污泥初步形成以后，要注意防止污泥过度自身氧化，特别是在夏季。此类情况不仅增加了培菌时间和费用，甚至会导致污水处理系统无法按期投入运行。要避免污泥自身氧化，控制曝气量和曝气时间是关键，要经常测定池内的溶解氧含量，要及时进水以满足微生物对营养的需求。若进水浓度太低，则要投加大粪等以补充营养，条件不具备时可采用间歇曝气。

（4）活性污泥培菌后期，适当排出一些老化污泥有利于微生物进一步生长繁殖。

（5）工业废水处理厂在生产装置投产前往往没有废水进入，而一旦生产装置投产后，排放的废水就需及时处理。此时，应根据实际情况合理确定培菌时间，并提前准备种污泥及养料等。

（6）如曝气池中污泥已培养成熟，但仍没有废水进入时，应停止曝气使污泥处于休眠状态，或间歇曝气(延长曝气间隔时间、减少曝气量)，以尽可能降低污泥自身氧化的速度。有条件时，应投加大粪、无毒性的有机下脚料(如食堂泔脚)等营养物。

（7）大部分的废水处理厂都有二个(格)以上的曝气池，可先利用一只曝气池培养活性污泥，然后再输送到相邻其它曝气池进行多级扩大培养。