城市污水处理的基本知识概述.doc

第一章 污水处理的基本知识一、城市污水处理的一般方法1、污水处理技术 活性污泥法城市污水处理就是利用各种设施设备和工艺技术，将污水中所含的污染物质从水中分离去除。使有害物质转化为无害的物质，有用的物质。水则得到净化。并使资源得到充分利用。城市污水处理技术通常有物理处理技术、化学处理技术、生物处理技术等。典型的物理处理技术有：沉淀技术、过滤技术、气浮技术等。典型的化学处理技术有：中和技术、加药混合、离子交换等。典型的生物处理技术有：好氧生物氧化分解和厌氧生物发酵。城市污水处理工艺实际上是以上各技术的组合应用。2、城市污水处理的分类城市污水处理按处理程度可分：一级处理、二级处理、深度处理。一级处理：一般用物理处理方法完成。主要去除SS。二级处理：一般生物处理方法完成。主要去除水中胶体和溶解性有机污染物。我厂采用的氧化沟活性污泥法工艺属于二级处理。深度处理 ：是为了满足高标准的受纳水体要求或回用工业等特殊用途而进行的进一步处理。通用的工艺有混凝沉淀和过滤。末端往往还要有加氯消毒杀菌的要求。随着社会的高度发展，深度处理是未来发展的需要。3、水体的自净虽然城市污水处理厂排出的净化水具有资源的性质，在合理安全地使用中将会发挥很好的环境效益和经济效益，但由于条件的限制，大部分处理过的水不能直接回用于农业、工业和杂用。它还携带少量污染物汇入周围水体中。含有少量污染物的处理水排入水体后，使水体中的物质组成发生了变化，破坏原有的物质平衡，同时这些污染物在一系列的物理、化学反应中被分解，水体又恢复到平衡状态，这个过程就是水体的自净。水体自净过程是一个复杂的过程，它是物理、化学、生物过程的综合，这些过程同时产生相互影响，但水体的自净主要还是生物自净过程。物理自净过程：包括稀释、扩散混合等，污水通过这一过程，污染物浓度得以降低。生物自净过程：指污水中的有机物在水体中微生物的作用下进行氧化分解，从而降低污染物的浓度。这一过程，要消耗一定量的氧气，因而大气中氧气的溶解跟不上需要，则污水就会因溶解氧不足而出现厌氧分解。此时，有机物中的硫元素转化为臭味的H2S。部分H2S与铁元素结合形成黑色的硫化物。使污水变得又黑又臭。所以城市污水处理厂在降低出水中污染物浓度的同时，还应尽量提高DO的浓度。 二、一般城市污水处理厂主要数据记录1、水样的采集和处理（1）水样采集的目的和注意事项污水处理厂水样采集的目的是用来分析出水达标状况和对各个工艺环节的运行状况进行分析。水样采集是通过采集很少的部分来反映被采体的整体全貌，因此，科学认真的采样是采出有代表性样品的关键。采集水样时，首先应按规定的地点、时间和专用的样瓶采样，采样瓶在正式采样前要用样品冲洗三通。采样管道出水应放流一定时间后采集。以保证采集的水具有正常情况的代表性，采集后应尽速分析，采集的水样要作好记录。（2）瞬时样和混合样瞬时样只能代表采样时间和采样点的被采水的组织，只有被采水的组成在一个相当长的时期或在各方向相当长的距离内相对稳定的情况下，才具有代表性。混合样在绝大多数的情况下，是对在同一采样点上于不同时间采集的瞬时样加以混合，故也称时间混合样。时间混合样对分析平均浓度最为有用。（3）水样采集点和频率水样采集频率从理论上讲是越高越好，时间间隔越短越好，从而分析结果也越可靠。但在实际中不可取。水样采集要考虑实际的可能和实用意义。2、污水处理厂的技术、经济指标与运行报表污水处理厂运行的好坏，要用一系列的技术经济指标来衡量。（1）处理污水量处理污水量是运行管理中的一个指标，在保证一定处理效果的前提下，处理污水量越多说明运行管理越好。我厂是以电磁流量计计量。（2） BOD5、SS的去除率BOD5的总去除量是城市污水处理厂的水污染总量控制与削减中的一个重要参数，由下式计算：MBOD5=Q（BOD进-BOD出）式中MBOD5代表总去除量，Q代表水量，BOD进是进水BOD5的浓度。BOD出是出水BOD5的浓度。BOD5的去除率可由下式计算：BOD=（BOD进-BOD出）/ BOD进SS的去除率：类似BOD5的计算，SS的总去除量与去除率可用下式计算： Mss=Q(SS进-SS出)式中Mss代表总去除量，Q为总水量，SS进代表进水SS浓度，SS出代表出水SS浓度。去除率可由ss=(SS进-SS出)/ SS进计算（3）砂、栅渣、浮渣的去除污水在处理过程中，每天都要去除一些栅渣、浮渣，以保证后续处理和出水水质的正常。砂、栅渣、浮渣的去除量应每天记录抓住其规律。为能够对工艺作更好的调度作依据。去除的砂、栅渣、浮渣应妥善保管，或焚烧或填埋。（4）泥饼量污水处理厂的泥饼量与城市污水情况、工艺选型、工艺控制、脱水效果有很大的关系。（5）设备完好率和设备使用率污水处理厂的设备完好率是设备实际完好台数与应当完好台数之比，使用率是设备使用台数和设备应当完好台数之比。由于污水处理设施设备是全天24小时运转，所以应尽量提高设备的完好率，以保障污水厂的正常运行。设备的使用率可检验设计、建设、管理、经济等目标的合理性。（6）出水水质达标率出水水质达标率是出水水质达标天数与应该运行天数之比。良好管理运行的污水处理厂出水水质达标天数应过到95%以上。（7）电耗指标污水处理厂的电耗指标是全厂每天消耗的总电量与处理污水量之比，也可用全天消耗的总电量与降解BOD5的公斤数之比。通常电耗在0.150.3kw.h/M3污水或0.651.5KW.h/kgBOD5。（8）运行记录与报表污水处理的原始运行记录与报表是一项重要的文字记录。它可为污水处理厂运行管理人员提供直接真实的运转数据、设备数据、财务数据、分析化验数据，可依据这些数据对工艺进行分析调整，对设备状况进行分析、判断、维护；对经营情况进行调整、改革。原始记录主要有值班记录，设备维修记录和工作日表。统计报表则是在原始记录基础上汇编而成的。可分为日统计、月统计、年统计又可分为运行、设备、化验、财务报表。工作人员在填写表格时，一定要及时确切、完整、真实、清晰地将各项目记录下来。第二章 污水处理工艺单元一、工艺简介对生活污水目前国内外采用较多的处理工艺是以生物处理为主的处理工艺，并辅以适当的预处理。预处理工序主要采用粗格栅、细格栅、旋流沉砂池，使无机性颗粒和呈悬浮状态的部分有机物通过重力作用沉淀去除，从而减小好氧生物处理工艺的负荷，提高全流程的去除效果。本污水处理厂生物处理工艺采用具有生物脱氮除磷功能的氧化沟，结合氧化沟循环流的特点及高效的转碟曝气方式，采用循环流式氧化沟池型，为提高脱氮除磷的去除率，满足出水达标，在处理工艺中还考虑脱氮除磷，在好氧生物处理前，设置污泥选择段和厌氧、缺氧段，通过污泥回流利用聚磷菌在好氧生物处理中的聚磷作用和在厌氧过程中的释磷作用，达到除磷的目的。通过混合液回流，利用硝化菌在好氧生物处理中的硝化作用和反硝化菌在缺氧状态下的反硝化作用，达到脱氮的目的，在系统上是最简单的同步生物除磷脱氮工艺，总水力停留时间小于其它同类工艺，在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀。SVI值一般小于100，有利于处理后污水与污泥的分离，运行中，在厌氧和缺氧段内只需轻缓搅拌，故其运行费用较低。并且由于该工艺厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，因此脱氮除磷效果非常好。二、预处理单元预处理过程对于保证整个处理厂的正常运转是至关重要的。主要由粗格栅、提升泵站、流量计、细格栅、沉砂池组成。主要作用就是去除较大污物砂、渣，使之不会对后续单元产生破坏。提升水高和计量水量。1、格栅1.1工作原理格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截出来，否则这些大块污物将堵塞后续单元的机泵和工艺管线。格栅上的拦截物称为栅渣，其中的成分比较繁杂。格栅有很多种类，按栅条的形式分有直棒式格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅、活动栅条格栅待。按栅距来分有粗格栅、中格栅和细格栅。栅距大于40mm的为粗格栅渣；栅距在1525 mm的为中格栅；栅距在410mm的为细格栅。设置粗细两道格栅可大大减少后续单元的堵塞问题和浮渣量。国内有的处理厂只设置一道中格栅，有的厂则设一粗一中，也有的处理厂设一中一细。栅距是去除污物量和效果的一个基本参数。除此之处还有两个重要参数，即过栅流速和水头损失。污水在栅前流速一般控制在0.40.8米/秒，过栅流速一般控制在0.61.0米/秒，过栅流速不能太大，否则将把本应该拦截下来的轻性栅渣冲去。同时也不能太小，如果流速低于0.6米/秒，污水中粒较大砂粒有可能在栅前渠道内沉积。水头损失，即格栅前后水位差。污水过栅水头损失与过栅流速有关，一般在0.20.5m之间。水位差增大说明污水过栅流速增大，此时可能是过栅流量增加或是格栅局部被堵死。如果水头损失减小说明过栅流速降低，要注意砂在格栅渠内的沉砂。液位差可由液位计测得。栅渣去除方式有人工和机械两种，其中粗格栅、细格栅都是机械去除形式。格栅降污的控制可分为三种形式：手动现场开停、时间程序控制。栅前后位差控制。不管采用那种控制方式，都要求操作人员经常巡检。设置机械式格栅的同时，还应设置手动格栅，以作故障时备使用。栅渣量与很多因素有关。首先是上游排水系统的状况、服务人口的生活习惯和工业废水的种类。另外格栅种类也是一个重要因素，很明显栅距越小拦截的栅渣也就越多。1.2格栅的运行管理现在格栅基本已实现自动控制，但值班人员还应经常到现场巡视。观察过栅、流速、水头损失、栅渣去除等情况。因为在自动控制中也难免出现故障和误差。如控制粗格栅，栅耙运行的液位差计，在冬季运行中，由于热蒸汽冷凝使其探头测量不准确，导致控制失误。还应注意进入各个渠道流量分配是否均匀。流量大的渠道对应的过栅流速必然高，反之流量小的渠道过栅流速则较低，应经常检查并调节栅前闸门，保证过栅流量的均匀分配。格栅间是整个污水处理系统中卫生情况最差的位置。因为污水在长途输送过程中，极易腐化，产生硫化氢和甲硫醇等恶臭有毒气体。加之建在室内，所以应采取强制通风。这样不仅保障了人员健康，又能减轻硫化氢对除污设备的腐蚀。另外，去除的栅渣应及时处运。防止其腐败产生恶臭。最后，还应对每天去除的栅渣量进行记录和分析。这样，不仅能判断拦渣效果。也能找出其变化规律。以便对工艺系统的改革。2、污水提升泵房2.1工作原理污水提升泵房的作用是将上游来水提升至后续处理单元所要求的高度，使其实现重力自流。泵站一般由水泵、集水池、泵房组成。泵站的形式是多种多样的。分干式泵房、湿式泵房。圆形泵房、矩形泵房与集水池合建式和分建式等。我厂采用矩形泵房与集水池合建式。2.2运行与管理当污水进入集水池后速度放慢，一些泥砂可能沉积下来，使有效池容减少，影响水泵的正常工作。所以应使泵组处于最佳运行状态，合理调度每台泵的工作时间，以保证集水池内没有死区，防止泥砂沉积。2.3进水计量工艺原理污水量是污水处理厂运行管理中最重要的一个基础数据，它的准确测量直接决定工艺控制的效果。污水量的测量方法有很多，管道内的流量测量常用超声波流量计、电磁流量计等类型测量仪表，我厂采用的是电磁流量计来计量进水水量。3、沉砂池（旋流沉砂池）3.1工艺原理及过程砂是指城市污水中比重较大，易沉淀分离出来的一些颗粒物质，主要包括无机性的砂粒、砾石、和少量较重的有机性的颗粒如、果核、皮、骨头等，如果这些污物不被去除，会在后续处理单元或渠道内沉积，并使设备过度磨损。旋流沉砂池是在圆形水池的中间加浆液旋转，使污水旋流运动，流速从中心到周边逐渐减小，砂粒在池底的集砂槽中与水分离，污水中的有机物和砂粒上冲刷下来的污泥呈悬浮状态，随着水流进入后面的处理构筑物。沉砂通过吸砂泵，由排砂管进入砂水分离器，进水洗砂、水经分离后，清水通过下水管道回到进水井，砂应及时外运，否则将腐败变臭。旋流沉砂池的优点是除砂效率稳定，受进水流量变化的影响较小。水力旋转作用使砂粒与有机物分离效果较好，从旋流沉砂池排出的沉砂中，有机物只占5左右，长期搁置也不会腐败发臭。3.2运行管理旋流沉砂池的运行操作主要是控制污水在池中的旋流速度。旋流速度与砂粒粒径有关，污水中的砂粒粒径越小，要求的旋流速度越大。沉砂量取决于进水的水质，运行人员必须认真摸索和总结砂量的变化规律，及时将沉砂排放出去。排砂间隔时间太长会堵卡排砂管和刮砂机械而排砂时间间隔太短又会使排砂数量增大，含水率增高，从而增加后续处理的难度。旋流沉砂池的曝气作用常常会使池面上积聚一些有机浮渣，也要及时清除，以免重新进入水中随水流进入后续生物处理系统，增加后续处理的负荷。应定期对沉砂池的沉砂量，用旋流砂水分离器进行洗砂。洗砂后的含砂量进行测量，对其效果做出评价，并及时反馈到运行调度中。三、生物处理单元利用微生物处理污水中有机污染物的一种工艺，叫生物处理法。活性污泥法就是以含于废水中的有机污染物为培养基，在有溶解氧的条件下，连续地培养活性污泥，再利用其吸附和氧化分解作用，净化废水中有机污染物。而活性污泥是以大量的活性微生物为主体，主要由菌胶团细菌，原生动物和后生动物所组成。此外，还有一些无机物，未被微生物分解的有机物和微生物自身代谢的残留物。活性污泥结构疏松，表面积很大，对有机污染物有着强烈的吸附和氧化分解能力，在条件适当的时候，活性污泥又具有良好的自身凝聚和沉降性能。从废水处理角度来看，这些特点都是十分可贵的。1、基本原理及一般过程11污水处理的微生物及其特性微生物是一类体形微小，结构简单的生物。人的眼睛一般看不见微生物，通常要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到。微生物主要包括细菌、放线菌、藻类、原生动物和后生动物等类群。其中与污水处理关系密切的是细菌、藻类、放线菌、原生动物和后生动物。12微生物的新陈代谢细菌与其它所有生物一样要维持其生命活动就必须进行新陈代谢。细菌的新陈代谢是细菌不断地从外环境摄取其生长与繁殖所必需的营养物质，同时又不断地将自身产生的代谢产物（废物）排泄到体外环境中去的过程。在污水生物处理过程中，细菌进行新陈代谢的营养物质就是污水中大量的污染物质。细菌在进行新陈代谢的生命活动中将营养物质消耗掉，也就是污染物质被处理掉的过程。新陈代谢包括同化和异化两个作用。同化作用是细菌消耗能量进行合成反应，将吸收的营养物质转变为细胞物质，异化作用是细菌将细胞内的营养物质和自身的细胞物质分解的过程，这个过程要放出能量。同化作用和异化作用是相辅相成的，异化作用产生的能量供给同化作用，同化作用因为异化为作用提供营养和细胞物质。微生物获取生命活动所需能量的途径，是通过异化作用也叫微生物的呼吸作用。有氧气参与的呼吸作用称为好氧呼吸。没有氧气参与的呼吸称厌氧呼吸。由于呼吸类型的不同。微生物可分为好氧微生物，厌氧微生物和兼性微生物。在污水处理系统中，绝大部分细菌为兼性菌即能在有氧坏境中生活，也能在无氧环境中生长的那部分菌类。13影响微生物活性的其它因素以上所述微生物的营养物质主要是指以碳元素为主的有机化合物。称为碳物质。实际上微生物生长需要丰富的营养，除碳源外，还需要氮源、磷源等营养物质。微生物对以上三种营养的需要量是不同的。在污处理中一般按100：5：1考虑。按照这个比例，如果某种营养不足，就应给予补充，否则将影响微生物的生长。温度对微生物的影响是非常广泛的。但污水处理中的微生物绝大部分适宜生长在2035之间。在适宜的温度范围内，温度越高，微生物的活性越好，处理效果也越好。反之，温度越低，生物活性就越差。因此，生物处理系统夏季较冬季的处理率要高。各种微生物都有它们所适宜的PH值范围。在酸性太强或碱性太强的环境中，它们一般都不能存在，或不能生长。若使生物具有足够的活性去处理污水，则一般应将PH控制68的范围内。污水中的有毒物质主要是金属离子（如锌、汞、铜、镍、铅、铬等）和一些非金属化合物（如酚、醛、氯化物、硫化物等）。有毒物质大量出现一般是工业废水造成的，将会严重影响处理效果。14污水生物处理的一般过程利用好氧微生物的新陈代谢处理污水的过程，称为污水的好氧生物处理，利用厌氧微生物的新陈代谢处理污水过程称为污水的厌氧生物处理。有时为了实现特殊的处理目的，在一个系统中既有好氧过程又有厌氧过程，则称为厌氧好氧生物处理。在污水的好氧生物处理中，一部分被微生物吸收的有机物被氧化分解成简单的无机物，如有机物中的碳被氧化成二氧化碳，氢与氧化合成水，氮被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，磷被氧化成磷酸盐等。氧化分解过程中释放出的能量，作为微生物自身生命活动的能源，并将另一部分有机物作为其生长繁殖所需要的构造物质，合成新的细胞体。污水的厌氧生物处理分成两个阶段。在第一阶段中，第一类被称为产酸菌的微生物把污水中的复杂有机化合物转化成较简单的有机物（如低级脂肪酸和醇类）和CO2、NH3、H2S等无机物。在第二阶段中，另一类被称为甲烷菌的微生物接着将简单的有机物分解成甲烷和二氧化碳等。在好氧过程中，必须不间断地供给充足的氧；否则好氧处理将部分或全部转化成厌氧过程。厌氧生物处理不需要供氧，但其处理速率比好氧处理慢得多，因而在同样规模的单元内，处理污水量也要少得多。所以在系统中加入厌氧处理，往往是为除磷考虑。污水生物处理的种类：污水生物处理从总体上可分为两大类：一类是微生物在人工为其营造的环境中处理污水，称为人工处理方法，另一类是微生物在天然生态环境中处理污水称为天然生态处理方法。人工处理方法处理效果较高，但投资及运行费用也较高，天然生态处理方法虽然投资及运行费用低，但由于受气候等因素的影响，处理效果不稳定。2、活性污泥工艺机理及控制2.1活性污泥工艺机理在氧化沟中，悬浮着大量肉眼可观察到的絮状污泥颗粒，叫做活性污泥。每个絮体内包着成千上万个活性微生物，是一个丰富多的微生物世界。整个系统就是靠这样絮体的吸附、凝聚和氧化、合成两个活性作用完成的。在废水处理中，要使活性污泥维持良好的状态。吸附凝聚与氧化合成应保持适当的平衡。在条件适当时，活性污泥与废水初期接触的2030分钟，就可以去除75%以上的BOD（mg/l），这种现象称为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积，介于200010000m2/m3（混合液），且表面具有多糖类粘液层。初期吸附的对象是悬浮或胶态有机污染物。吸附完成后，细菌向体外分泌出一些叫水解酶的生化物质，将其水解成小分子的溶解物质，然后这些小分子的溶解性物质同其它原溶解性污染物一同进入细菌体内被分解代谢掉。以上吸附、扩散、水解和代谢过程，在氧化沟内连续不断进行。只有保证充足的活性污泥及时回流到选择池并与刚进入选择池的污水保持充分的接触混合，才能使该股污水流出氧化沟时，得到充分的净化。但回流污泥量不宜过大，否则会缩短污水在氧化沟中的实际停留时间，降低处理效果。应在保证一定回流量的前提下，尽量提高污泥浓度，降低回流比，增大实际停留时间，提高处理效果。2、2活性污泥系统的工艺参数活性污泥工艺是一个较复杂的工程化的生物系统，描述这个系统的艺参数很多，各参数之间联系紧密，任一参数的变化都会影响到其它参数。(1)入流水质水量 流量 30000吨/日 1250吨/h入流污水量Q必须充分利用所设置的计量设施准确计量，它是整个活性污泥系统运行控制的基础。Q的计量不准确必然导致运行控制的某些失误。入流水质也直接影响到运行控制，入流水质的主要项目是BOD5、SS。它是工艺调控的一个基础数据。(2)回流污泥量与回流比回流污泥是从二沉池补充到氧化沟的污泥量，常用QR.表示，是活性污泥系统的一个重要的控制系数，通过有效调节QR ，可以改变工艺状态，保证运行的正常。回流比是回流污泥量与入流污水量之比，常用R表示：R= QR /Q 50100%保持R的相对恒定是一种重要的运行方式，还可根据实际运行需要加以调整。(3)污泥浓度 mg/l混合流悬浮固体指混合液中悬浮固体的浓度，通常用MLSS表示，MLSS可以近似表示氧化沟内活性微生物的浓度。当入流污水BOD5增高时，一般应提高MLSS即增大氧化沟内的微生物，去处理增多了的有机污染物质。实际测得的MLSS是混合液的滤过性残渣。活性污泥絮体内的活性微生物量，非活性的有机物和无机物都被滤纸截留而包括在所测得的MLSS中，因此MLSS值实际比活性微生物的浓度值要大。另外一个指标，MLVSS较MLSS值接近活性微生物浓度，它是MLSS中的有机部分称为混合液的挥发性悬浮固体。污水处理厂中应尽量采用MLVSS。回流污泥悬浮固体是指回流污泥中悬浮固体的浓度，通常用RSS表示，它近似表示回流污泥中的活性微生物浓度。同MLSS一样，运行应尽量采用RVSS。氧化沟活性污泥法的MLSS在30004500mg/l。之间，而RSS则取决于回流比的大小，以及活性污泥的沉降性能和二沉池的运行状况。(4)活性污泥的有机负荷 污泥负荷活性污泥的有机负荷是指单位重量的活性污泥，在单位时间内要保证一定的处理效果所能承受的有机污染物量，单位为kgBOD5/(kgMlSS*d)，又称BOD负荷。通常用F/M表示有机负荷，F代表食物，即有机污染物，M代表活性微生物量。F/M=Q*BOD5/MLVSS*V式中Q为入流污水量（m3/d），V为氧化沟有效容积（m3）。 (5)混合液溶解氧浓度活性污泥工艺主要采用好氧过程，因而混合液中必须保持好氧状态，即混合液内必须维持一定的DO浓度。DO是通过单纯扩散方式进入微生物细胞内的，即细胞内外的浓度差推动。因而混合液必需有足够高的DO值，以保持强大的扩散推动力，将微生物好氧分解所需的氧强制注入微生物细胞体内，活性污泥法好氧区DO一般应控制在大于2mg/L为宜。(6)剩余污泥量和污泥龄剩余污泥是从回流泵池排放。其浓度为RSS。剩余污泥的排放是活性污泥系统运行控制中一项最重要的操作，其大小直接决定污泥泥龄的长短。污泥龄是指活性污泥在整个系统中的平均停留时间，一般用SRT表示。控制污泥龄是选择活性污泥系统中微生物种类的一种方法。不同种类微生物，具有不同的世代期，世代期是指微生物繁殖一代所需的时间。另外，SRT直接决定着活性污泥系统中微生物年龄大小。所谓细菌菌龄与人的年龄大小，长幼不同。人是按出生之时算起。而细菌则不然，细菌是以分裂法进行繁殖的，在一大群细菌中无法区分每个细胞的年老年幼。因此细菌的所谓年龄是指一群积累在一起的细菌在一定的环境下生长而表现出来的特性。适应增长期是细菌适应新环境时期。在这时期，细菌数几乎不增长，或少量增加。对数增长期是细菌在食物充足，环境适宜中、高速增长时期，这时它们分解有机物的速率最高。衰减期是对数增长期到内源呼吸期的过渡期，由于食料的减少和有毒代谢产物的积累，环境逐渐不利于细菌的生长，细菌的繁殖缓慢。到了内源呼吸期，培养基中的食物非常少，菌体内的储藏物质，甚至体内的酶都被当作营养物质利用，也就是说，细菌这时所合成的新细胞已不足以补充因内源呼吸（即菌体内储藏物质酶等一部分细胞物质的氧化）而耗去的细胞质。这时细菌的死亡率大于繁殖率。细菌总数和污泥总量不断减少。在以上四个阶段中，前两个阶段可以说是细菌的年轻期和活跃期。后两个阶段是整个群体的衰老期和老化期。当SRT较小时，菌群的前两个阶段期占主导位置，这时污泥活性高，分解代谢有机污染物的能力强，但凝聚沉降性能较差。SRT较大时，菌群的后两个阶段占主导位置，分解代谢有机物的能力较差，但凝聚沉降性能较好。在实际应用中，应通过调节SRT，使活性污泥既有较强的分解代谢能力，又有良好的沉降性能。 其计算式为：M1是氧化沟内活性污泥量，M2是二沉池内活性污泥量，M3是回流系统内活性污泥的量，M4剩余污泥排放量，M5为二沉池出水每天带走的污泥量。(7)初沉池、氧化沟和二沉池的水力停留时间（T）污水在池中水力停留时间（T）与入流污水量及池容的大小有关系。对一定流量的污水必须保证足够的池容以便维持污水在池内有足够的停留，否则有可能将处理尚不彻底的污水排出曝气池，影响处理效果。有两种计算方法：1、T=V/Q 2、T=V/（Q+ QR）V代表池容，Q代表每小时的污水量，QR代表每小时的回流量。式1是污水的名义停留时间；式2是污水的实际停留时间。当回流量较大时，应采用污水的实际停留时间。(8)二沉池（又称终沉池）的水力表面负荷、固体表面负荷和出水堰溢流负荷二沉池的水力表面负荷是衡量终沉池固液分离能力的一个指标。是指单位终沉池面积在单位时间内所能沉降分离的混合液流量。单位是m3/（m2h）。对于一定的活性污泥来说，二沉池的水力表面负荷越小，固液分离效果越好，二沉池出水越清澈。另外，控制水力表面负荷在多大值还取决于污泥的沉降性能。沉降性能良好的污泥即使水力表面负荷较大也能得到较好的泥水分离效果。水力表面负荷可由q=Q/A计算。Q为入流污水量；A为二沉池的面积。二沉池的固体表面负荷是指单位终沉池面积在单位时间内所能浓缩的混合液，悬浮固体单位一般为kg /（m2h），是衡量终沉池浓缩能力的一个指标，对于一定的活性污泥来说，二沉池的固体表面积负荷越小，污泥在二沉池的浓缩效果越好，即二沉池排泥浓度越高。可用qs=（Q+ QR）MLSS/A计算式中Q、QR分别为入流污水量和回流污水量。MLSS为混合液浓度，A为终沉池的面积。2.3活性污泥的质量在活性污泥系统中，要完成对入流污水中有机污染物质的处理，必须要在系统内维持足够量的活性污泥。然而对活性污泥只有数量上的要求是不够的。还必须考虑活性污泥的质量。高质量的活性污泥主要体现在四个方面，良好的吸附性能，较高的生物活性，良好的沉隆性能。以及良好的浓缩性能。四方面是互相矛盾冲突的，不可兼得，实际运行时应综合平衡。(1)颜色和气味正常的活性污泥外观为黄褐色，可闻到土腥味。土腥味和黄褐色是活性污泥正常的指标之一，而不是唯一指标。应这样认为不是黄褐色和土腥味的活性污泥一定不正常，但有土腥味是黄褐色的活性污泥不一定正常。发生膨胀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单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量。单位常采用mgQ2/(gmlvssh)，它是衡是活性污泥的生物活性的一个重要指标，当F/M较高时或SRT较小，则活性污泥的生物活性也较高，其耗氧速率值也较大。反之，则耗氧速率值较小。一般来说，污水中难降解物质增多，或者活性污泥由于污水中的有毒物质而中毒时，耗氧速率会急剧降低，应立即分析原因并采取措施。温度对耗氧速率的测定有很大影响，不同温度下的耗氧速率没有可比性。一般在20时测定。(3)污泥沉降比，体积指数、密度指数污泥沉降比是指氧化沟的混合液在100毫升的量筒中，静置30min后，沉降污泥与混合液之比，一般用SV表示。SV是衡量活性污泥沉降性能和浓缩性能的一个指标。污泥的体积指数是指氧化沟混合液在1000毫升的量筒中，静置30min之后，1克活性污泥悬浮固体所占的体积，常用SVI30表示，单位为ml/g，SVI30与SV30存在以下关系：SVI30=SV30/MLSS1000密度指数是指氧化沟混合液在1000毫升的量筒中静置30min后，含于100毫升沉降污泥中的活性污泥悬浮固体的量,常用SDI表示，单位为g/100ml,SDI30与SV30存在以下关系SDI30=MLSS/100SV30。 (4)污泥的沉降速度活性污泥混合液的沉降过程可分为四个状态，A、自由沉降主导因素是颗粒的形状、粒径和比重。无明显的泥水界面。B、絮凝沉降，在这个过程中絮体之间相互吸附，聚集成较大的絮体，并不断下降。C、成层沉降，当混合液中絮体间靠得很近时，每个颗粒的沉降都受到周围颗粒作用的干扰，但颗粒之间相对位置不变，成为一个整体的覆盖层共同下沉。由于下沉的覆盖层必须把下面同体积的水置换出来，二者之间存在着相对运动。有很明显的泥水界面。D、压缩沉降，随着成层沉降的不段完成，颗粒之间互相接触，彼此支撑。在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的水被挤出界面。颗粒群被压缩。随着时间的推移， ABCD相继发生。泥水界面不断降低，最终达到最低点。(5)活性污泥的生物相以上介绍的是活性污泥宏观质量指标，采用显微镜可以观察污泥的微观生物指标，即污泥的生物相。生物相包括两个部分，一部分是观察原生动物和后生动物等种类和数量。通过这些指示生物，可间接判断活性污泥的质量。第二部分是观察活性污泥丝状菌的数量，不同质量的活性污泥中丝状菌的数量是不同的，如污泥絮体中出现过多丝状菌，污泥则会因丝状菌过多而发生膨胀。但并不是丝状菌越少越好，因为丝状菌在污泥絮体中起骨架作用。当丝状菌过少时，污泥虽沉降速度非常快，但形不成污水界面，出水混浊。24活性污泥工艺的功效及其影响因素（1）功效活性污泥工艺主要去除污水中的有机污染物。从水质指标上看，主要看BOD5的去除率和SS的去除率。如加有脱氮除磷功能，还应看其功率。对于其它污染物，如金属离子、有毒物质等应从源头抓起。因为此工艺对其的去除率很低。而且这些对污泥絮体有毒性作用，会严重破坏系统。（2）影响处理效果的因素活性污泥工艺主要是利用微生物的代谢作用去除污染物，所以影响处理效果的因素也就是影响微生物的因素。3、生物硝化工艺 除N3.1工艺原理生物硝化作用是利用化学自养微生物将氨氮氧化成硝酸盐的一种生化反应过程。硝化作用由两类细菌参与。先由亚硝化菌将氨氮NH3-N氧化成亚硝酸盐NO2N，硝化杆菌再将NO2-N氧化成稳定状态的硝酸盐NO3-N，硝化过程必需在充足的溶解氧状态下才能很好的进行。反应式如下： 另外，还有一个概念是生物氨化，指微生物将有机氮转化为NH3-N的生物过程。一般的异养菌都能进行高效的氨化作用。伴随BOD5的去除，95%以上的有机氮会被氨化成NH3-N。生物硝化的工艺流程与活性污泥工艺流程完全一样，只是工艺参数不同。属低负荷、SRT较长工艺。32生物反硝化工艺生物反硝化工艺的作用是，不但有效去除BOD5和SS，并通过生物去除有机氮和氨氮，还能去除硝酸盐，即不允许出水存在任何形式的氮。321工艺原理及过程生物反硝化指污水中的硝酸盐，在缺氧条件下，被微生物还原为氮气的生化反应过程。参与这一生化反应的微生物是反硝化菌。反硝化菌在有氧存在的好氧状态下，进行好氧生物代谢，去除BOD5，在缺氧状态下即无分子态氧，但存在硝酸盐，反硝化细菌能利用NO3-中的氧，继续分解代谢有机污染物，去除BOD5并同时将NO3-中的氮转化为氮气N2，氮气扩散到空气中。这个过程可用下式表示：生物反硝工艺的前提是污水的有机氮和氨氮必须转化成硝酸盐氮的形式存在。然后才能进行反硝化，以达到脱氮的目的。因此，生物脱氮是生物硝化和生物反硝化的综合。322生物反硝化系统的工艺参数及其影响因素（1）F/M和SRT由于生物硝化是生物反硝化的前提，只有良好的硝化，才能获得高效而稳定的反硝化，氧化沟是一种具有脱氮除磷功能的循环间隙废水生物处理技术。（2）回流比生物选择器是一容积较小的污水污泥接触区，进入反应器的污水和从主反应器内回流的活性污泥（回流量仅为20%30%）。（3）缺氧段溶解氧缺氧段溶解氧浓度达到0为最佳状态，但实际中很难达到这种状态，所以当DO低于0.20.5mg/L时，即认为是缺氧状态。如果高于此值，反硝化脱氮会明显下降。（4）BOD/TKN对反硝化的影响因为反硝细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，所以进入缺氧段的污水中必须有充足的有机物，才能保证反硝化的顺利进行。一般认为，当废水中的BOD5/TKN之比在58时，可认为废水中的碳源是足够的，此时不必考虑外加碳源的补充，反之则应考虑补充必要的碳源（一般以甲醇、葡萄糖、淀粉、蛋白质为主）。（5）温度对生物反硝化的影响反硝化效果随温度升高而升高，因此冬季要保证脱氮效果，就必须增大SRT，提高MLSS值。323生物反硝化系统的工艺控制前已说过，反硝化系统的前提是充分的硝化反应，所以在生物反硝化系统的工艺控制时，实际上也包括硝化系统的控制。（1）曝气系统的控制实际供氧量应考虑三部分，分解BOD需氧，硝化需氧以及反硝化产氧。反硝化过程中，部分有机物在缺氧区被分解代谢，利用的是NO3-中的化合态氧，而没有使用曝气系统供给的游离态分子氧，这部分化合态氧可以直观地理解为反硝化产氧。（2）回流污泥系统的控制氧化沟的回流比一般选50%左右， (3)剩余污泥排放的控制氧化沟工艺的系统排泥，主要满足生物硝化的要求，所以控制时以生物硝化段为主。控制方法有：用MLSS控制排泥，用F/M控制排泥，用SRT控制排泥，用SV控制排泥等。以上四种方法，以用SRT控制排泥为最可靠、准确。所以实际运行中应尽量采用SRT控制排泥量。（4）泥龄的控制一般而言，生物脱氮工艺的污泥龄应控制在35d以上，有的可高达1015d。（5）氧化沟工艺的运行调度在运行管理中，经常进行运行调度，因为系统运行时所参照的参数虽有设计值，但那是在设计水量水质下的。实际水量水质是实时变化的，所以还要根据实际情况重新确定各参数的数值。运行调度方案可按以下程序：A、确定污水的水量和水质。即准确测定流量Q和污水的BOD。B、确定有机负荷F/M：一般来说，F/M的确定是根据工艺的性质和侧重点不同确定。在此基础上，污水温度较高时F/M可高一些，反之，温度较低时，F/M应低一些。对出水水质要求严格时F/M应低一些，反之，可高一些。当污水中污染物较复杂，且多时，F/M应低一些。C、确定混合液浓度MLVSS，MLVSS值决定于曝气系统的供氧能力，以及二沉池的泥水分离能力。从降解污染物的角度看MLVSS应尽量高一些，但当MLVSS太高时，要求混合液的DO值也就越高，相应需要较多的空气量，就要求有较强的曝气量，这样不但会增加能耗，也会破坏反硝化系统，同时，增加终沉池的负担。因此在确定MLVSS值时，应考虑多方面的因素。D、确定回流比RR是运行过程中的一个调节参数。应根据实际情况定期校核，以达到其最佳状态。E、核算终沉池水力表面负荷、固体表面负荷、出水堰板溢流负荷。经常对以上三种负荷进行校核、能直接决定二沉池的泥水分离能力和出水水质。可以根据经验值和公式计算值相结合。3、2、4 控制周期处理厂入流污水的水质水量及环境因素时时刻刻都处于动态变化之中。要使出水水质一直保持稳定，就必须实时对活性污泥系统进行调控。但这在实际运行中很难做到。那么每隔多长时间对工艺进行调整呢？也就是工艺控制周期应是多长？我们首先讨论曝气系统的调节。对曝气系统来说，所实施的是实时控制。使氧化沟内DO值时时刻刻维持在所要求的数值。所以一般都采用DO自动控制系统。一旦DO值偏离设计值，通过调节曝气量，可在几分钟内使其恢复到正常值。因为DO太高将使能耗增加，DO太低将抑制微生物的活性，降低处理效果。通过实时控制，可使活性污泥时刻处于最佳状态。不使DO成为限制因素。回流的最大作用是补充曝气池内的活性污泥，当入流水质水量变化时，自然也希望能随时调整回流比。但污水在系统内一般要停留几个或十几个小时，回流比在调节之后，其效果可能要几个小时之后才能发挥出来。因此，通过调节回流比，无法控制污水水质的时时变化。所以一般情况下每