活性污泥系统
一、 宗旨
本手册是针对污水处理工程活性污泥系统调试及试运行工作编写的，可供活性污泥反应操作人员、污水站技工、化验人员和管理人员，亦可供相关人员参考。
本手册可单独使用，宜可作为调试、试运行指导手册的补充。
整个项目以“高效优质求企业发展，安全文明树行业样板”为指导思想，服从公司统一调度，做好有关各方面的协调工作，优质、安全、文明、按期完成本工程的调试及试运行工作。
二、 内容
手册主要包括以下内容：
活性污泥法原理及基本组成；活性污泥反应机理及有效运行条件；活性污泥基本性质；活性污泥系统重要运行参数的调节与观测，活性污泥反应器工艺控制条件；启动方式；运行管理；问题及解决措施等。
三、 活性污泥法原理及基本组成
活性污泥法基本原理：利用微生物生命过程中的代谢活动，将有机物分解为简单无机物，从而去除水中有机物污染的过程，称为废水的生物处理。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，其原理生物降解。
在活性污泥法中，曝气的作用主要有：① 充氧：向活性污泥中的微生物提供溶解氧，满足其在生长和代谢过程中所需的氧量。② 搅动混合：使活性污泥在曝气池内处于悬浮状态，与废水充分接触。
活性污泥法的基本组成：① 曝气池：反应主体；② 二沉池：1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度；③ 回流系统：1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况；④ 剩余污泥排放系统：1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行；⑤ 供氧系统：提供足够的溶解氧。
四、 活性污泥系统有效运行的基本条件
- 1) 废水中含有足够的可容性易降解有机物；
- 2) 混合液含有足够的溶解氧；
- 3) 活性污泥在池内呈悬浮状态；
- 4) 活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥；
- 5) 无有毒有害的物质流入。
五、 活性污泥的基本性质
1) 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。
2) 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。
3) 良好活性污泥带泥土味。
六、 活性污泥系统重要运行参数的调节与观测
- 1) 对活性污泥状况的镜检观察；
- 2) 对曝气时间（HRT）的调节；
- 3) 对供气量的调节：
- 4) SV的测定与调节：
- 5) 剩余污泥排放量的调节：
- 6) 回流污泥量的调节
七、 活性污泥反应工艺控制条件
7.1温度
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10－45?C，适宜温度为15－35?C，此范围内温度变化对运行影响不大。
7.2 PH
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。
7.3营养物
活性污泥反应池营养物比例为C：N：P=100：5：1（脱氮系统CN比为4-6，除磷系统CP比为15）。
7.4 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500?m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。
八、 活性污泥启动
8.1启动前应了解的废水特征
废水特征对活性污泥反应的操作有重要影响。因此必须对废水特征有明确了解。工业废水的种类是非常多的。即使同一类工业废水，其性质也会因其工艺的不同区别很大。因此对一种废水在启动前，通过对技术基础资料的了解以及对业主相关人员的咨询，首先了解废水特征。
- 1) 首先要了解污水水量以及水量的变化，以便根据实际情况在调试时进行调整；
- 2) 要知道废水的有机物浓度以及浓度随生产工艺的变化规律等；
- 3) 废水的活性污泥生物可降解性，由废水的生物可降解性可以预测出活性污泥反应出水的质量或COD的去除效率；
- 4) 废水的pH值以及变化规律；
- 5) 废水中维持细菌生长必需的营养，活性污泥菌需要的营养较少，粗略地讲，N和P的需求大约为COD：N：P≈100：5：1（脱氮系统CN比为4-6，除磷系统CP比为15）。
- 6) 了解废水中是否含有有毒化合物和在活性污泥过程中转化为有毒化合物，一般情况下，应当了解总氮和氨氮、硫酸盐和亚硫酸盐的浓度，并要了解在废水产生的工厂里是否使用了杀菌剂、消毒剂等。
- 7) 了解废水的性状，主要包括常规的色、嗅等；
8.2接种污泥
8.2.1接种污泥种类
接种菌种是指利用微生物生物消化功能的工艺单元，如主要有水解、活性污泥、缺氧、活性污泥工艺单元，接种是对上述单元而言的，依据微生物种类的不同，应分别接种不同的菌种。
8.2.2接种污泥量
污泥的接种量一般按照1-2kgMLSS/m3反应器的容积计算。污泥接种应该进行筛除，防止接种污泥中无机杂物、砂以及不可消化的其它物进入活性污泥反应器内。
8.3投加前注意事项
8.3.1常规事项
一般情况下，接种污泥投加前需要注意以下事项：
- 1) 投加前应该由化验室化验活性污泥池水源的水质状况，化验项目主要包括COD、SS、PH、T-N、T-P，取3次取平均值作为调试加药参考；
- 2) 投加前必须熟悉相关技术资料，熟悉调试试运行指导手册；
- 3) 根据活性污泥调试所需的C：N：P要求，结合所测的水质状况，确定调试所需的药品，并采购约30天用量，药品主要有面粉、氮肥、磷肥、微量元素等；
- 4) 现场必须具备生物系统调试必备的工具，主要包括PH广泛试纸、PH精密试纸、便携式溶氧仪、便携式PH计、显微镜以及部分化验器皿等；
- 5) 其它基本资料和基本材料参见《系统调试试运行指导手册》；
8.3.2投加事项
一般情况下，接种污泥投加前需要注意以下事项：
- 1) 投加前活性污泥池水量占池体有效容积约2/3；
- 2) 接种污泥采用活性污泥池多点均布投加；
- 3) 投加时应该打开曝气设施，以利于接种污泥投加后均匀分布于池内；
- 4) 投加后将活性污泥池水位增加至有效水位；
8.4启动时间
8.4.1常规事项
启动时间：应特别说明，菌种、水温及水质条件，是影响启动周期长短的重要条件。一般来讲，低于20℃的条件下，接种和启动均有一定的困难，特别是冬季运行时更是如此。
8.5启动方法
8.5.1启动方法
活性污泥启动方法采用逐步培养法。
8.5.2具体步骤
1) 启动时，先投加接种污泥，具体要求见上面内容，切记：投加时的污泥必须通过筛网进行粗渣的清除（这一点非常重要）；
2) 接种污泥按照要求投加后，开启进水至有效水位，闷曝（即曝气而不进污水）数十小时后，取上清液进行化验，根据化验结果按照比例投加氮肥和磷肥，投加微量金属元素，投加面粉保证池内液相中的COD容积负荷在0.2～0.5kg/（m3.d）; 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。
3) 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。同时需要采取方式清除上部浮物及漂浮污泥；
4) 闷曝2d后，即可开始少量进水。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，此步主要根据镜检及化验结果来确定进水量大小。
5) 在4）过程中，需要经常监测COD：N：P的比例，根据比例投加适量的氮肥、磷肥及微量元素；
6) 考虑到高污泥停留时间是活性污泥反应器高效运行的保证，启动期间一般并不进行排泥，从而保持高污泥浓度和高污泥停留时间；
7) 随着调试的进行，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；
8) 当进水达到设计负荷时，可连续进水进行调试，即可达到调试要求，完成活性污泥的启动；
8.6启动阶段说明
活性污泥反应启动的过程实质上是对菌种的驯化、选择、增殖的过程。因此在启动阶段应有一定的目标和遵循某些基本规则。
初次启动是一个需要熟练技艺和经验的过程，尽管许多人已成功完成过各类活性污泥系统的启动，但不同规模、不同设计和处理不同废水的活性污泥系统的启动模式和启动花费的时间有时相当不同，因此从根本上了解启动的一些要点比一个启动模式更有用。下面将叙述一下一般承认的要点和注意事项。
1) 对启动初期的目标应明确
在活性污泥系统的启动初期，特别是第一阶段，不能够片面追求反应器的处理效率和出水的质量等。因为初期的目标是反应器逐渐进入“工作”状态，从微生物角度看，它实质上是使菌种由休眠状态恢复及活化的过程，在这一过程中，理所当然有一个停滞期存在。当菌种从休眠中恢复到营养细胞的状态后，它们还要经历对废水性质的适应。
2) 启动需要循序渐进
启动一定要逐步进行，留有充裕的时间，并不能期望很短时间进入加料运行达到活性污泥降解的目标 。因为启动实际上是使细菌从休眠状态恢复，即活化的过程。启动中细菌选择、驯化、增殖过程都在进行，因此，这时负荷一般不能高，时间不能短，每次进料要少，间隔时间要长。
3) 现场灵活调整
无论采用那种活性污泥方式，生化工艺是个极其复杂的过程，每个工程都会有各自的特点，需要根据现场条件加以灵活调整。
九、 运行管理
9.1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。
9.2二沉池观察污泥状态
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。
主要情况说明如下：
- 1) 上清液清澈透明：运行正常，污泥状态良好；
- 2) 上清液混浊：负荷高，污泥对有机物氧化、分解不彻底；
- 3) 泥面上升：污泥膨胀，污泥沉降性差；
- 4) 污泥成层上浮：污泥中毒；
- 5) 大块污泥上浮：沉淀池局部厌氧，导致污泥腐败；
- 6) 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。
9.3曝气池观察
- 1) 曝气池全面积内应为均匀细气泡翻腾，污泥负荷适当。
- 2) 运行正常时，泡沫量少，泡沫外呈新鲜乳白色泡沫。
- 3) 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；
- 4) 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。
9.4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，BOD／COD≥0.25表示可生化性好，BOD／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。
9.5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（COD）：N：P＝100：5：1（脱氮系统CN比为4-6，除磷系统CP比为15）。
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％。
閱讀更多 環保新視野 的文章
