1、污水處理工作的意義

經驗與教訓已經證明城市污水處理廠是城市發展的重點基礎設施，是城市水污染控制、環境保護工作中的關鍵工程。它對社會經濟的高速、穩定、可持續發展起着保障和促進作用。

2、對運行管理人員的要求

污水處理廠建好之後，為使其良性發展，正常穩定的發揮作用，需要大批具有高度責任感和事業心，具有較高專業技能和一定法規意識的運行管理人員。

因此，運行管理人員在上崗前，應先懂污水處理的基本知識；懂廠内構築物的作用和管理方法；懂廠内管道分布和使用方法；懂技術、經濟指标含義與計算方法、化驗指标的含義及應用。會合理配氣配泥；會合理排泥；會正确回流；會排除操作中的一般故障。在巡視中，勤看、勤聽、勤摸、勤嗅、勤動手。隻有做好上述的“四懂”“四會”和“五勤”才能發揮出污水處理廠的最大作用。

1、城市污水的來源

城市污水是通過下水道收集的各種生活污水、工業廢水和融雪水、雨水的混合水。

正是由于城市污水是一種混合水，各城市之間的污水水質存在一定差異，主要決定于工業污水所占比例的影響。也受到城市規模、居民生活習慣、氣候條件及下水道系統形成的影響。

2、城市污水的性質

2.1物理性質

（1）水溫

由于城市下水道系統是鋪設在地下的，因此城市污水的水文具有相對穩定特性。一般在10~20℃。冬季較氣溫高，夏季較氣溫低。城市污水水溫的突然變化很可能是工業廢水的排放造成的，而水溫的明顯降低則可能是大量雨水的排入造成的。

（2）顔色

城市污水的正常顔色為灰褐色。但實際上其顔色通常變化不定，如果污水在下水道中停留時間過長，可能會發生厭氧反應，輸入污水廠内的顔色會暗或顯黑色。綠色、藍色和橙色通常是由于電鍍工廠排放廢水造成的。而紅色、藍色和黃色則多為印染廢水造成。白色則是洗滌廢水造成的。

（3）氣味

正常的城市污水具有發黴的臭味。但在維護不好的下水道系統内，污水将會有臭雞蛋味，這标志城市污水在下水道中已經厭氧發酵，産生硫化氫和其他産物。

（4）廢水流量的變化

由于人們生活和工礦企業的生産活動的晝夜及季節性變化，廢水流量也随晝夜、節假日及季節的變化而波動。一般工廠排放廢水是晝多夜少，而生活污水則是晝少夜多。

2.2城市污水的化學指标

包括：酸堿度（pH）、生化需氧量（BOD5）、化學需氧量（COD）、總有機碳（TOC）、固體物質（SS）、總氮（TN）、氨氮（NH3-N）、總磷（TP）、重金屬含量等。

（1）酸堿度（pH）

城市污水的pH值呈中性，一般為6.5~8.5。pH值的微小降低可能是由于城市污水輸送管道中的厭氧發酵。pH值的突然大幅度變化不論是升高還是降低，通常是由于工業廢水的大量排入造成的。

（2）生化需氧量（BOD5）

生化需氧量是指在指定的溫度和指定的時間段内，微生物在分解、氧化水中有機物過程中所需要氧的數量。單位一般采用mg/l。完全的生化需氧量的測定需要曆時100天以上，在實際應用時不可行。根據研究觀測，微生物的好氧分解速度開始很快，約至5天後其需氧量即達到完全分解的70%左右。因此實際操作中常常用5天的生化需氧量BOD5來衡量污水中有機污染物的濃度。生活污水的BOD5一般在70~250mg/l之間，工業廢水的BOD5則有較大差别，有的高達數千mg/l。綜合城市污水的BOD5一般在100~300mg/l之間。

（3）化學需氧量（COD）

盡管BOD5是城市污水處理中常用的有機污染分析指标，但它有幾個缺點，人們還要同時采用化學需氧量這個指标作為補充或替代。1）BOD5測定時間長。一般需要5天。

2）污水中難以生化降解的污染物含量高時誤差大。3）工業廢水中往往含有生物抑制物，影響測定結果。4）BOD5測定條件較嚴格。COD的測定，是将污水置于酸性條件下，用高錳酸鉀或重鉻酸鉀等強氧化劑氧化水中有機物時所消耗的氧量,單位為mg/l。COD測定時間短，一般幾個小時。不受水質限制。但COD測定不像BOD5那樣直接反映生化需氧量。另外還有部分無機物也被氧化，因此也有一些誤差。在城市污水分析時與BOD5同時應用。

城市污水的COD一般大于BOD5。兩者的差值可以反映廢水中難以被微生物降解的有機物。在城市污水處理分析中，常用BOD5/COD的值來分析污水的可生化性，一般BOD5/COD≥0.3認為可生化性好，小于此值的污水應考慮生物技術以外的處理技術。

對于成分相對穩定的城市污水COD與BOD之間有一定的相關關系。通過大量數 據的分析對比，兩個數值可以相互求出。一般BOD5/COD在0.5左右。在化驗條件不具備時，可作為一種臨時的方法。

(4)總有機碳（TOC）

總有機碳測定僅用幾分鐘。數值與BOD﹑COD有一定的關系。但由于總有機碳儀屬高精尖儀器，價格昂貴，測定并不廣泛。

（5）固體物質

污水中的總固體用TS表示。包括可溶固體和懸浮固體。

可溶固體指溶于水中的固體物質，用DS表示。

懸浮固體指污水中能被濾紙截留下的固體物質，用SS表示。

SS是污水處理中的一項重要指标。其數值可反映構築物沉澱效果和出水水質情況。

（6）總氮（TN）、氨氮（NH3-N）、總磷（TP）

氮磷是污水中的營養物質，在城市污水生化過程中，需要一定的氮、磷消耗在微生物的新陳代謝中。但這僅是一小部分。大部分的氮、磷仍将随出水排入到水體中，從而導緻水中藻類的超量增長，造成富營養化問題。因此，應注重氮、磷的去除。

總氮是污水中各類有機氮和無機氮的總和。氨氮是無機氮的一種。總磷是污水中各類有機磷和無機磷的總和。

（7）重金屬

城市污水中的重金屬，是指達到一定濃度時通常會對人體、生物等造成危害的那些金屬離子。其中危害較大的有汞、镉、鋁、鉻、銅、鋅等。

1、有機污染物

廢水中天然來源的有機物質常常是自然界中廣泛分布的。他是處理系統中大量存在的微生物的極好營養。如蛋白質、脂類、糖類、有機酸醇等。它們很易被微生物分解。隻有纖維、木質素等天然有機物較難降解。随着工農業生産發展，人工合成的，為微生物所陌生的有機化合物在不斷增加。其中一些很難為微生物所降解。有的對微生物具有很強的毒性。所以應對污水加強監測。了解處理效果和問題。

2、無機污染物

廢水中的無機物主要是砂、礫石、懸浮和溶解在水中的鹽類、重金屬等。

砂、礫石主要來源于地面沖刷。鹽類及重金屬主要來源于工業廢水。它們對生物處理的微生物有毒或抑制作用。

3、氣體

廢水中含有N2、CO2、O2、H2S、NH3、CH4(甲烷)等氣體。

4、危害

1) 威脅人體健康，特别是重金屬、難分解的有機有毒物。

2) 危害城市生活與工業用水的水質。加重自來水的壓力。

3) 危害生态平衡。影響漁業。

4) 影響農業生産，危害土壤結構。

5) 影響環境衛生，河道發臭。

1、污水處理技術

城市污水處理就是利用各種設施設備和工藝技術，将污水中所含的污染物質從水中分離去除。使有害物質轉化為無害的物質、有用的物質。水得到淨化。并使資源得到充分利用。

城市污水處理技術通常有物理處理技術、化學處理技術、生物處理技術等。

典型的物理處理技術有：沉澱技術、過濾技術、氣浮技術等。

典型的化學處理技術有：中和技術、加藥絮凝、離子交換等。

典型的生物處理技術有：好氧生物處理和厭氧生物處理。

城市污水處理工藝實際上是以上各技術的組合應用。

2、城市污水處理的分類

城市污水處理按處理程度可分：一級處理、二級處理、深度處理。

一級處理：一般用物理處理方法完成。主要去除SS。

二級處理：一般生物處理方法完成。主要去除水中膠體和溶解性有機污染物。我廠采用的氧化溝工藝就屬二級處理。

深度處理 ：是為了滿足高标準的受納水體要求或回用工業等特殊用途而進行的進一步處理。通用的工藝有混凝沉澱和過濾。末端往往還要有消毒殺菌的要求。

3、幾種典型的工藝流程

城市污水處理工藝目前應用的有一級處理、二級處理和深度處理，但國内最普遍流行的還是以活性污泥法為核心的二級處理。

最近幾年國内應用較多的有A—O或A—A—O工藝、SBR工藝、A—B工藝、氧化溝工藝等類型。

u A—O或A—A—O工藝叫缺氧—好氧或厭氧—缺氧—好氧工藝，這一工藝的開發主要是為了滿足脫氮降磷的需要，其核心部分如圖：

u SBR工藝也叫序批式活性污泥法，這個工藝構築物主要由一個池子組成，即曝氣和沉澱都在這個池内完成，管理簡單靈活，适用于中、小城鎮。對于較大水量的連續操作處理一般要幾套池子組合運行。SBR工作程序如下：

u A—B工藝是A段、B段串聯運行，污水經預處理後，直接進入A段，處理完的水經中沉後，進入B段，活性污泥回流，在B段中再次曝氣、沉澱。其流程如圖：

u 氧化溝工藝是一種延時曝氣的活性污泥法。負荷很低，耐沖擊負荷強，出水水質好，污泥産量少且穩定，運行管理簡單。

4、污水處理廠的技術指标與運行報表

污水處理廠運行的好壞，要用一系列的技術經濟指标來衡量。

4．1處理污水量

處理污水量是運行管理中的一個指标，在保證一定處理效果的前提下，處理污水量越多說明運行管理越好。主要是以計量渠計量。

4．2 BOD5、SS的去除率

BOD5的總去除量是城市污水處理廠的水污染總量控制與削減中的一個重要參數，由下式計算：

MBOD5=Q（BOD進-BOD出）

式中MBOD5代表總去除量，Q代表水量，BOD進是進水BOD5的濃度。BOD出是出水BOD5的濃度。

BOD5的去除率可由下式計算：ηBOD=（BOD進-BOD出）/ BOD進

SS的去除率：類似BOD5的計算，SS的總去除量與去除率可用下式計算：

Mss=Q(SS進-SS出)

式中Mss代表總去除量，Q為總水量，SS進代表進水SS濃度，SS出代表出水SS濃度。

去除率可由ηss=(SS進-SS出)/ SS進計算

4．3砂、栅渣、浮渣的去除

污水在處理過程中，每天都要去除一些栅渣、浮渣，以保證後續處理和出水水質的正常。砂、栅渣、浮渣的去除量應每天記錄抓住其規律。為能夠對工藝作更好的調度作依據。去除的砂、栅渣、浮渣應妥善保管，或焚燒或填埋。

4．4泥餅量

污水處理廠的泥餅量與城市污水情況、工藝選型、工藝控制、脫水效果有很大的關系。就傳統活性污泥法來說，每處理1000立方米污水可由帶式壓濾機産生的0.7立方米泥餅（含固率20~25%）。

4．5設備完好率和設備使用率

污水處理廠的設備完好率是設備實際完好台數與應當完好台數之比，使用率是設備使用台數和設備應當完好台數之比。由于污水處理設施設備是全天24小時運轉，所以應盡量提高設備的完好率，以保障污水廠的正常運行。設備的使用率可檢驗設計、建設、管理、經濟等目标的合理性。

4．6出水水質達标率

出水水質達标率是出水水質達标天數與應該運行天數之比。良好管理運行的污水處理廠出水水質達标天數應過到95%以上。

4．7運行記錄與報表

污水處理的原始運行記錄與報表是一項重要的文字記錄。它可為污水處理廠運行管理人員提供直接真實的運轉數據、設備數據、分析化驗數據，可依據這些數據對工藝進行分析調整，對設備狀況進行分析、判斷、維護；對運行情況進行調整、改革。

原始記錄主要有值班記錄，設備維修記錄和工作日表。統計報表則是在原始記錄基礎上彙編而成的。可分為日統計、月統計、年統計又可分為運行、設備、化驗報表。

工作人員在填寫表格時，一定要及時确切、完整、真實、清晰地将各項目記錄下來。

1、 生産區工藝流程圖：

生産區主體設施可分為：預處理單元（由粗格栅進水泵房、細格栅、沉砂池組成）；生物處理單元（由選擇池、氧化溝、二沉池、污泥回流泵池組成）；污泥處理單元（由儲泥池、脫水機房組成）。

1、生産區各類池井

1．1進水井：設置于格栅前，其目的是在汛期或污水流量較大時，控制進入泵站的水量，由各式閘門控制。

1．2集水池：設于進水泵處，有一定容積，目的是調蓄流量和調節水泵泵送流量之間的不平衡，使水泵的啟動次數不要過于頻繁。

2、污水廠各類的工藝管道

污水廠各類工藝管道是連接各種處理構築物的重要紐帶。工藝管道設置、管徑大小都直接影響污水廠的生産管理，影響一個廠的處理量和技術指标。

工藝管道的分類：可分為進水管、超越管、回流管、放空管、排泥管。

2．1進水管主要作用是輸送污水。每個構築物前均有進水管，隻是管徑的大小不同。口的大小取決于污水的流量。

2．2超越管主要目的是在發生事故時，使污水能夠部分或全部超越構築物，而直接排出廠區。起保護各單元構築物的作用。在我廠的進水井、沉砂池處各設一段超越管。

2．3回流管：輸送從終沉池沉澱下來的活性污泥從回流泵池進入選擇池與原污水混合接觸。

2．4放空管：排空構築物内的污水泥水。由放空管輸送進進水井。設至于各放空井中。由閥門控制。

2．5排泥管主要連接污泥回流泵池，輸送剩餘污泥進入脫水機房進行脫水。

預處理過程對于保證整個處理廠的正常運轉是至關重要的。主要由粗格栅、提升泵站、細格栅、沉砂池組成。主要作用就是去除較大污物砂、礫，使之不會對後續單元産生破壞。提升水高和計量水量。

1．格栅

1.1工作原理

格栅的主要作用是将污水中的大塊污物攔截出來，否則這些大塊污物将堵塞後續單元的機泵和工藝管線。格栅上的攔截物稱為栅渣，其中的成分比較繁雜。

格栅有很多種類，按栅條的形式分有直棒式格栅、弧形格栅、輻射式格栅、轉筒式格栅、活動栅條格栅等。按栅距來分有粗格栅和細格栅。粗格栅主要去除20mm以上的粗大栅渣；細格栅則去除6mm~25mm之間的細渣。設置粗細兩道格栅可大大減少後續單元的堵塞問題和浮渣量。

栅距是去除污物量和效果的一個基本參數。除此之處還有兩個重要參數，即過栅流速和水頭損失。過栅流速一般控制在0.5~1.0米/秒，過栅流速不能太大，否則将把本應該攔截下來的輕性栅渣沖去。同時也不能太小，如果流速低于0.5米/秒，污水中粒較大砂粒有可能在栅前渠道内沉積。水頭損失，即格栅前後水位差，水位差應控制在0.3m以下。水位差增大說明污水過栅流速增大，此時可能是過栅流量增加或是格栅局部被堵死。如果水頭損失減小說明過栅流速降低，要注意砂在格栅渠内的沉砂。

栅渣量與很多因素有關。首先是上遊排水系統的狀況、服務人口的生活習慣和工業廢水的種類。另外格栅種類也是一個重要因素，很明顯栅距越小攔截的栅渣也就越多。

2、污水提升泵站

2.1工作原理

污水提升泵站的作用是将上遊來水提升至後續處理單元所要求的高度，使其實現重力自流。泵站一般由水泵、集水池、泵房組成。泵站的形式是多種多樣的。分幹式泵房、濕式泵房。圓形泵房、矩形泵房與集水池合建式和分建式等。

3、沉砂池

3.1工藝原理及過程

砂是指城市污水中比重較大，易沉澱分離出來的一些顆粒物質，主要包括無機性的砂粒、礫石、和少量較重的有機性的顆粒如、果核、皮、骨頭等，如果這些污物不被去除，會在後續處理單元或渠道内沉積，并使設備過度磨損。

我廠采用的是旋流沉砂池，池為圓形，池中心設有1台旋轉闆，進水渠道在圓池的切向位置，出水渠道對應圓池中心、中心旋轉闆下部沒有積砂鬥。當污水沿進水渠道切向進入沉砂池後，繼而在向心力和螺旋槳的作用下，形成複雜的流态，砂粒借重力沉向池底并向中心移動。由于越靠中心水力斷面越小，流速越大，砂粒被沖入中心的積砂鬥内，沉砂通過氣提的方式，由排砂管進入砂水分離器，進水洗砂、水經分離後，清水通過下水管道回到進水井，砂應及時外運，否則将腐敗變臭。

應定期對沉砂池的沉砂量，洗砂後的含砂量進行測量，對其效果做出評價，并及時反饋到運行調度中。

利用微生物處理污水中有機污染物的一種工藝，叫生物處理法。

國内外普遍應用的是以生物處理中的活性污泥法為核心的處理方法。我廠氧化溝就是活性污泥法的具體應用。

活性污泥法就是以含于廢水中的有機污染物為培養基，在有溶解氧的條件下，連續地培養活性污泥，再利用其吸附和氧化分解作用，淨化廢水中有機污染物。而活性污泥是以大量的活性微生物為主體，主要由菌膠團細菌，原生動物和後生動物所組成。此外，還有一些無機物，未被微生物分解的有機物和微生物自身代謝的殘留物。活性污泥結構疏松，表面積很大，對有機污染物有着強烈的吸附和氧化分解能力，在條件适當的時候，活性污泥又具有良好的自身凝聚和沉降性能。

1、基本原理及一般過程

1．1污水處理的微生物及其特性

微生物是一類體形微小，結構簡單的生物。人的眼睛一般看不見微生物，通常要借助光學顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到。微生物主要包括細菌、放線菌、藻類、原生動物和後生動物等類群。其中與污水處理關系密切的是細菌、藻類、放線菌、原生動物和後生動物。

細菌

細菌是單細胞生物，有球形、杆狀和螺旋狀三種。

細菌的形态：

A、球形：0.5~2微米

B、杆狀：長1~5微米，寬0.5~1微米

C、螺旋菌：寬0.5~5微米，長5~15微米。

細胞由：細胞壁、細胞膜、細胞質和核質等部分組成。

細胞壁是細胞最外面的一層薄膜，具有較強的堅韌主要由纖維素組成，可起保護細胞作用。細胞膜是一層緊貼着細胞壁而包圍着細胞質的薄膜，其主要化學組成是脂類，蛋白質和糖類。細胞膜具有選擇性吸收的半滲透性，該膜能根據細胞的需要，決定哪些物質可以穿過細胞膜進入細胞内，哪些物質不能穿過。細胞質是一種無色透明而粘稠的膠體，主要成分是水蛋白質，核酸和脂類等物質，細菌的新陳代謝活動是在細胞質内進行的。在污水處理過程中，有機污染物質就是穿入到細菌體内的細胞質中被分解代謝的。核質主要是一些核酸組成，核酸是生物遺傳物質，決定細菌的種類。内含物或稱顆粒是細菌新陳代謝的産物，其中一部分為細菌在體内儲備起來的營養物質。有些細菌在一定的營養條件下，能夠向細胞壁的表面分泌出一層粘液稱之為莢膜。莢膜中90%為水分，其餘為一些多糖或多肽類聚合物。粘性的莢膜能把許多細胞粘合在一起形成團狀，稱為菌膠團。菌膠團是活性污泥的主要組成部分，在污水處理過程中起着重要作用。

絲狀菌

絲狀菌是一大類菌體細胞相連而形成絲狀的微生物的總稱。不是微生物中的一個嚴格的分類。是污水處理中出于實用的一種通稱。絲狀菌在活性污泥中起骨架作用。但是絲狀微生物過多，則使污泥的沉降分離性能變壞，導緻污泥膨脹。

藻類

藻類是一種低等植物，有單細胞，也有多細胞。按照色素組成，主要有綠藻、藍藻、矽藻和褐藻等。藻在生物塘處理中發揮着重作用。

原生動物

原生動物是最低等的單細胞動物。個體很小，一般100~300微米，污水處理中常見的有肉類、鞭毛類和纖毛類。

原生動物在活性污泥中發揮着重要作用，它們既能捕食遊離的細菌，進一步提高沉降效果，又能起到指示作用。

後生動物

後生動物由多個細胞組成，種類很多。污水處理中常見的是輪蟲和線蟲。輪蟲和線蟲在活性污泥中的存在往往指示處理效果較好。

綜上所述，在活性污泥法處理過程中，淨化污水的第一和主要承擔者是細菌，其次出現原生動物和後生動物是細菌的捕食者。後兩者的适量出現是系統良好的表現。但如果過多出現，則會破壞系統。

1．2微生物的新陳代謝

細菌與其它所有生物一樣要維持其生命活動就必須進行新陳代謝。細菌的新陳代謝是細菌不斷地從外環境攝取其生長與繁殖所必需的營養物質，同時又不斷地将自身産生的代謝産物（廢物）排洩到體外環境中去的過程。在污水生物處理過程中，細菌進行新陳代謝的營養物質就是污水中大量的污染物質。細菌在進行新陳代謝的生命活動中将營養物質消耗掉，也就是污染物質被處理掉的過程。

新陳代謝包括同化和異化兩個作用。同化作用是細菌消耗能量進行合成反應，将吸收的營養物質轉變為細胞物質，異化作用是細菌将細胞内的營養物質和自身的細胞物質分解的過程，這個過程要放出能量。同化作用和異化作用是相輔相成的，異化作用産生的能量供給同化作用，同化作用因為異化為作用提供營養和細胞物質。

微生物獲取生命活動所需能量的途徑，是通過異化作用也叫微生物的呼吸作用。有氧氣參與的呼吸作用稱為好氧呼吸。沒有氧氣參與的呼吸稱厭氧呼吸。由于呼吸類型的不同。微生物可分為好氧微生物，厭氧微生物和兼性微生物。在污水處理系統中，絕大部分細菌為兼性菌即既能在有氧壞境中生活，也能在無氧環境中生長的那部分菌類。

1．3影響微生物活性的其它因素

以上所述微生物的營養物質主要是指以碳元素為主的有機化合物。稱為碳物質。

實際上微生物生長需要豐富的營養，除碳源外，還需要氮源、磷源等營養物質。微生物對以上三種營養的需要量是不同的。在污處理中一般按100：5：1考慮。按照這個比例，如果某種營養不足，就應給予補充，否則将影響微生物的生長。

溫度對微生物的影響是非常廣泛的。但污水處理中的微生物絕大部分适宜生長在15~35℃之間。在适宜的溫度範圍内，溫度越高，微生物的活性越好，處理效果也越好。反之，溫度越低，生物活性就越差。因此，生物處理系統夏季較冬季的處理率要高。

各種微生物都有它們所适宜的PH值範圍。在酸性太強或堿性太強的環境中，它們一般都不能存在，或不能生長。若使生物具有足夠的活性去處理污水，則一般應将PH控制6~8.5的範圍内。

污水中的有毒物質主要是金屬離子（如鋅、汞、銅、鎳、鉛、鉻等）和一些非金屬化合物（如酚、醛、氯化物、硫化物等）。有毒物質大量出現一般是工業廢水造成的，将會嚴重影響處理效果。

1．4污水生物處理的一般過程

利用好氧微生物的新陳代謝處理污水的過程，稱為污水的好氧生物處理，利用厭氧微生物的新陳代謝處理污水過程稱為污水的厭氧生物處理。有時為了實現特殊的處理目的，在一個系統中既有好氧過程又有厭氧過程，則稱為厭氧好氧生物處理。

在污水的好氧生物處理中，一部分被微生物吸收的有機物被氧化分解成簡單的無機物，如有機物中的碳被氧化成二氧化碳，氫與氧化合成水，氮被氧化成氨。亞硝酸鹽和硝酸鹽、磷被氧化成磷酸鹽等。氧化分解過程中釋放出的能量，作為微生物自身生命活動的能源，并将另一部分有機物作為其生長繁殖所需要的構造物質，合成新的細胞體。

污水的厭氧生物處理分成兩個階段。在第一階段中，第一類被稱為産酸菌的微生物把污水中的複雜有機化合物轉化成較簡單的有機物（如低級脂肪酸和醇類）和CO2、NH3、H2S等無機物。在第二階段中，另一類被稱為甲烷菌的微生物接着将簡單的有機物分解成甲烷和二氧化碳等。在好氧過程中，必須不間斷地供給充足的氧；否則好氧處理将部分或全部轉化或厭氧過程。厭氧生物處理不需要供氧，但其處理速率比好氧處理慢得多，因而在同樣規模的單元内，處理污水量也要少得多。

2、活性污泥法

2．1活性污泥法工藝原理及過程

（1）活性污泥系統的組成：以我廠氧化溝為例，活性污泥系統（即生物處理單元），主要由選擇池、氧化溝、二沉池、回流污泥泵站組成。

Ⅰ、選擇池的結構及作用

選擇池的設置可使污泥在厭氧狀态下很好的絮凝微生物生長率高，可防止絲狀菌生長，改善最終沉澱池的沉澱性能。選擇池内設潛水式攪拌器，充分混合，不發生沉澱。

Ⅱ、氧化溝結構及作用

氧化溝中設立式表曝機，獲得動能和溶解氧的混合液在池中快速流動，可形成好氧缺氧區，具有降解有機物和脫氮的功能。是污水廠的核心部分。

Ⅲ、二沉池

最終沉澱池将曝氣後的混合液進行固液分離後，澄清水經消毒後排入甬江，其類型為周邊進水周邊出水沉澱池，池壁設導流闆，采用三角齒型堰出水。

Ⅳ、污泥泵池

來自最終沉澱池的污泥經回流泵提升至選擇池中，剩餘污泥經剩餘泵提升後送到儲泥池中。

（2）活性污泥工藝的機理

在氧化溝中，懸浮着大量肉眼可觀察到的絮狀污泥顆粒，叫做活性污泥絮體。每個絮體内包着成千上萬個活性微生物，是一個豐富多的微生物世界。整個系統就是靠這樣絮體的吸附、凝聚和氧化、合成兩個活性作用完成的。在廢水處理中，要使活性污泥維持良好的狀态。吸附凝聚與氧化合成應保持适當的平衡。

在條件适當時，活性污泥與廢水初期接觸的20~30分鐘，就可以去除75%以上的BOD，這種現象稱為活性污泥的初期吸附。初期吸附的基本原理，在于活性污泥具有巨大的表面積，介于2000~10000m2/m3（混合液），且表面具有多糖類粘液層。初期吸附的對象是懸浮或膠态有機污染物。吸附完成後，細菌向體外分泌出一些叫水解酶的生化物質，将其水解成小分子的溶解物質，然後這些小分子的溶解性物質同其它原溶解性污染物一同進入細菌體内被分解代謝掉。

以上吸附、擴散、水解和代謝過程，在氧化溝内連續不斷進行。隻有保證充足的活性污泥及時回流到選擇池并與剛進入選擇池的污水保持充分的接觸混合，才能使該股污水流出氧化溝時，得到充分的淨化。但回流污泥量不宜過大，否則會縮短污水在氧化溝中的實際停留時間，降低處理效果。應在保證一定回流量的前提下，盡量提高污泥濃度，降低回流比，增大實際停留時間，提高處理效果。

2、2活性污泥系統的工藝參數

活性污泥工藝是一個較複雜的工程化的生物系統，描述這個系統的藝參數很多，各參數之間聯系緊密，任一參數的變化都會影響到其它參數。

(1)入流水質水量

入流污水量Q是整個活性污泥系統運行控制的基礎。Q的計量不準确必然導緻運行控制的某些失誤。

入流水質也直接影響到運行控制，入流水質的主要項目是BOD5、SS。它是工藝調控的一個基礎數據。

(2)回流污泥量與回流比

回流污泥是從二沉池補充到氧化溝的污泥量，常用QR.表示，是活性污泥系統的一個重要的控制系數，通過有效調節QR ，可以改變工藝狀态，保證運行的正常。回流比是回流污泥量與入流污水量之比，常用R表示：R= QR /Q

保持R的相對恒定是一種重要的運行方式，還可根據實際運行需要加以調整。

(3)混合液懸浮固體和回流污泥懸浮固體

混合流懸浮固體指混合液中懸浮固體的濃度，通常用MLSS表示，MLSS可以近似表示氧化溝内活性微生物的濃度。當入流污水BOD5增高時，一般應提高MLSS即增大氧化溝内的微生物，去處理增多了的有機污染物質。實際測得的MLSS是混合液的濾過性殘渣。活性污泥絮體内的活性微生物量，非活性的有機物和無機物都被濾紙截留而包括在所測得的MLSS中，因此MLSS值實際比活性微生物的濃度值要大。另外一個指标，MLVSS較MLSS值接近活性微生物濃度，它是MLSS中的有機部分稱為混合液的揮發性懸浮固體。

回流污泥懸浮固體是指回流污泥中懸浮固體的濃度，通常用RSS表示，它近似表示回流污泥中的活性微生物濃度。

氧化溝活性污泥法的MLSS在3000~4500mg/l。之間，而RSS則取決于回流比的大小，以及活性污泥的沉降性能和二沉池的運行狀況。

(4)活性污泥的有機負荷

活性污泥的有機負荷是指單位重量的活性污泥，在單位時間内要保證一定的處理效果所能承受的有機污染物量，單位為kgBOD5/(kgMlSS*d)，又稱BOD負荷。通常用F/M表示有機負荷，F代表食物，即有機污染物，M代表活性微生物量。F/M=Q*BOD5/MLVSS*V式中Q為入流污水量（m3/d），V為氧化溝有效容積（m3）。

氧化溝工藝屬低負荷工藝。F/M較大時，由于食物較充足，活性污泥中的微生物增長速率快，有機污染物被去除的速率也快，但此時的活性污泥的沉降性能較差。反之，F/M較小時，由于食物不太充足，微生物增長速率較慢或基本不增長，此時有機物被去除的速率也必然慢。但這時活性污泥沉降性能往往較好。F/M代表了微生物量與食物量之間的一種平衡關系，運行管理中應在有機物去除速率滿足要求的前提下，盡量提高污泥的沉降性。

(5)混合液溶解氧濃度

活性污泥工藝主要采用好氧過程，因而混合液中必須保持好氧狀态，即混合液内必須維持一定的DO濃度。DO是通過單純擴散方式進入微生物細胞内的，即細胞内外的濃度差推動。因而混合液必需有足夠高的DO值，以保持強大的擴散推動力，将微生物好氧分解所需的氧強制注入微生物細胞體内，活性污泥法好氧區DO一般應控制在大于2mg/L為宜。

(6)剩餘污泥排放量和污泥齡

剩餘污泥是從回流泵池排放。其濃度為RSS。剩餘污泥的排放是活性污泥系統運行控制中一項最重要的操作，其大小直接決定污泥泥齡的長短。

污泥齡是指活性污泥在整個系統中的平均停留時間，一般用SRT表示。控制污泥齡是選擇活性污泥系統中微生物種類的一種方法。不同種類微生物，具有不同的世代期，世代期是指微生物繁殖一代所需的時間。

在實際應用中，應通過調節SRT，使活性污泥既有較強的分解代謝能力，又有良好的沉降性能。

其計算式為：

M1是氧化溝内活性污泥量，M2是終沉池内活性污泥量，M3是回流系統内活性污泥的量，M4剩餘污泥排放量，M5為終沉池出水每天帶走的污泥量。我廠的SRT設計值為15d。

(7)選擇池、氧化溝和二沉池的水力停留時間（T）

污水在池中水力停留時間（T）與入流污水量及池容的大小有關系。對一定流量的污水必須保證足夠的池容以便維持污水在池内有足夠的停留，否則有可能将處理尚不徹底的污水排出曝氣池，影響處理效果。

有兩種計算方法：1、T=V/Q

2、T=V/（Q QR）

V代表池容，Q代表每小時的污水量，QR代表每小時的回流量。式1是污水的名義停留時間；式2是污水的實際停留時間。

當回流量較大時，應采用污水的實際停留時間。以減少誤差。

(8)二沉池的水力表面負荷、固體表面負荷和出水堰溢流負荷

二沉池的水力表面負荷是衡量二沉池固液分離能力的一個指标。是指單位終沉池面積在單位時間内所能沉降分離的混合液流量。單位是m3/（m2×h）。對于一定的活性污泥來說，二沉池的水力表面負荷越小，固液分離效果越好，二沉池出水越清澈。另外，控制水力表面負荷在多大值還取決于污泥的沉降性能。沉降性能良好的污泥即使水力表面負荷較大也能得到較好的泥水分離效果。水力表面負荷可由q=Q/A計算。

Q為入流污水量；A為二沉池的面積。

二沉池的固體表面負荷是指單位二沉池面積在單位時間内所能濃縮的混合液，懸浮固體單位一般為kg /（m2×h），是衡量終沉池濃縮能力的一個指标，對于一定的活性污泥來說，二沉池的固體表面積負荷越小，污泥在二沉池的濃縮效果越好，即二沉池排泥濃度越高。

可用qs=（Q QR）×MLSS/A計算

式中Q、QR分别為入流污水量和回流污水量。MLSS為混合液濃度，A為二沉池的面積。

出水堰溢流負荷是指單位長度的出水堰闆單位時間内溢流的污水量，單位為m3/（m×h）出水堰溢流負荷不能太大，否則可導緻出流不均勻，二沉池發生短流，影響二沉池沉澱效果。另外，溢流負荷太大，還導緻溢流流速太大。出水中易挾帶污泥絮體。

(9)二沉池泥位和泥層厚度

二沉池的泥位是指泥水界面的水下深度，一般用L表示。如果泥位太高即L值太小，便增大了出水溢流漂泥的可能性，運行中一般控制恒定的泥位。

污泥層厚度一般用H表示，H和L之和等于終沉池的有效水深，一般控制H不超過L的1/3。

2.3活性污泥的質量

在活性污泥系統中，要完成對入流污水中有機污染物質的處理，必須要在系統内維持足夠量的活性污泥。然而對活性污泥隻有數量上的要求是不夠的。還必須考慮活性污泥的質量。高質量的活性污泥主要體現在四個方面，良好的吸附性能，較高的生物活性，良好的沉隆性能。以及良好的濃縮性能。四方面是互相矛盾沖突的，不可兼得，實際運行時應綜合平衡。

(1)顔色和氣味

正常的活性污泥外觀為黃褐色，可聞到土腥味。土腥味和黃褐色是活性污泥正常的指标之一，而不是唯一指标。應這樣認為不是黃褐色和土腥味的活性污泥一定不正常，但有土腥味是黃褐色的活性污泥不一定正常。發生膨脹的活性污泥也具有以上特征。

(2)活性污泥的耗氧速率

活性污泥的耗氧速率是指單位重量的活性污泥在單位時間内所能消耗的溶解氧量。單位常采用mgQ2/(gmlvss×h)，它是衡是活性污泥的生物活性的一個重要指标，當F/M較高時或SRT較小，則活性污泥的生物活性也較高，其耗氧速率值也較大。

反之，則耗氧速率值較小。一般來說，污水中難降解物質增多，或者活性污泥由于污水中的有毒物質而中毒時，耗氧速率會急劇降低，應立即分析原因并采取措施。

溫度對耗氧速率的測定有很大影響，不同溫度下的耗氧速率沒有可比性。一般在20℃時測定。

(3)污泥沉降比，體積指數

污泥沉降比是指氧化溝的混合液在100毫升的量筒中，靜置30min後，沉降污泥與混合液之比，一般用SV表示。SV是衡量活性污泥沉降性能和濃縮性能的一個指标。

污泥的體積指數是指氧化溝混合液在1000毫升的量筒中，靜置30min之後，1克活性污泥懸浮固體所占的體積，常用SVI30表示，單位為ml/g，SVI30與SV30存在以下關系：

SVI30=SV30/MLSS×1000

(4)污泥的沉降速度

活性污泥混合液的沉降過程可分為四個狀态，A、自由沉降主導因素是顆粒的形狀、粒徑和比重。無明顯的泥水界面。B、絮凝沉降，在這個過程中絮體之間相互吸附，聚集成較大的絮體，并不斷下降。C、成層沉降，當混合液中絮體間靠得很近時，每個顆粒的沉降都受到周圍顆粒作用的幹擾，但顆粒之間相對位置不變，成為一個整體的覆蓋層共同下沉。由于下沉的覆蓋層必須把下面同體積的水置換出來，二者之間存在着相對運動。有很明顯的泥水界面。D、壓縮沉降，随着成層沉降的不段完成，顆粒之間互相接觸，彼此支撐。在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙中的水被擠出界面。顆粒群被壓縮。如圖所示反應，時間與泥水界面高度的關系。

随着時間的推移， A → B → C → D相繼發生。泥水界面不斷降低，最終達到最低點。

(5)活性污泥的生物相

以上介紹的是活性污泥宏觀質量指标，采用顯微鏡可以觀察污泥的微觀生物指标，即污泥的生物相。生物相包括兩個部分，一部分是觀察原生動物和後生動物等種類和數量。通過這些指示生物，可間接判斷活性污泥的質量。

第二部分是觀察活性污泥絲狀菌的數量，不同質量的活性污泥中絲狀菌的數量是不同的，如污泥絮體中出現過多絲狀菌，污泥則會因絲狀菌過多而發生膨脹。但并不是絲狀菌越少越好，因為絲狀菌在污泥絮體中起骨架作用。

當絲狀菌過少時，污泥雖沉降速度非常快，但形不成污水界面，出水混濁。

2．4活性污泥工藝的功效及其影響因素

（1）功效

活性污泥工藝主要去除污水中的有機污染物。從水質指标上看，主要看BOD5的去除率和SS的去除率。如加有脫氮除磷功能，還應看其功效。對于其它污染物，如金屬離子、有毒物質等應從源頭抓起。因為此工藝對其的去除率很低。而且這些對污泥絮體有毒性作用，會嚴重破壞系統。

（2）影響處理效果的因素

活性污泥工藝主要是利用微生物的代謝作用去除污染物，所以影響處理效果的因素也就是影響微生物的因素。

（3）運行調度

在運行管理中，經常進行運行調度，因為系統運行時所參照的參數雖有設計值，但那是在設計水量水質下的。實際水量水質是實時變化的，所以還要根據實際情況重新确定各參數的數值。

運行調度方案可按以下程序：

A、确定污水的水量和水質。即準确測定流量Q和污水的BOD。

B、确定有機負荷F/M：一般來說，F/M的确定是根據工藝的性質和側重點不同确定。在此基礎上，污水溫度較高時F/M可高一些，反之，溫度較低時，F/M應低一些。對出水水質要求嚴格時F/M應低一些，反之，可高一些。當污水中污染物較複雜，且多時，F/M應低一些。

C、确定混合液濃度MLVSS，MLVSS值決定于曝氣系統的供氧能力，以及二沉池的泥水分離能力。從降解污染物的角度看MLVSS應盡量高一些，但當MLVSS太高時，要求混合液的DO值也就越高，相應需要較多的空氣量，就要求有較強的曝氣量，這樣不但會增加能耗，也會破壞反硝化系統，同時，增加終沉池的負擔。因此在确定MLVSS值時，應考慮多方面的因素。

D、确定回流比R

R、是運行過程中的一個調節參數。應根據實際情況定期校核，以達到其最佳狀态。

E、核算二沉池水力表面負荷、固體表面負荷、出水堰闆溢流負荷。

污泥處理單元主要由儲泥池和脫水機房組成。其目的是降低污泥的含水率，進行污泥減量化，便于運輸管理。另外，為污泥後續處理創造條件，确保諸如填埋、焚燒、堆肥等處置工藝的順利進行。

1、儲泥池

儲泥池的主要作用是接納來自污泥泵池的剩餘污泥，以便調整剩餘污泥的排放與脫水機工作在時間上的偏差，為運行管理帶來方便。剩餘污泥泵将剩餘污泥打入儲泥池，再由污泥泵将池内污泥抽送到離心污泥脫水機上。

2、離心污泥脫水機

污泥的減量化就是靠這部分完成的。污泥通過投加絮凝劑進行絮凝反應後進入離心脫水機，在離心脫水機轉鼓高速旋轉進行離心脫水。脫水後泥餅的含固率約為20％～25％。

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