废水生物处理讲义.doc

废水生物处理
第一章 绪论
第一节 水污染及其危害
一、水体及其污染现状
（一）水体：指地表被水覆盖地段的自然综合体。包括水中悬浮物、底泥、水生生物。
（二）水污染现状：“局部有所改善，整体仍在恶化”。
水污染对人体的危害
途径：水生植物→ 水生小动物→ 小鱼→ 大鱼→人体
汞:口齿不清、视野缩小、听觉失灵，神经错乱，疯狂、颤动、痉挛、惊厥，全身弓弯。孕妇中毒，婴儿痴呆
镉:肾、骨骼病变。身体缩短、骨骼严重畸形，全身疼痛（称“痛痛病”），以致死亡
铅:贫血、神经错乱，儿童智力下降。
病 菌、病 毒:世界上有80%的疾病与水体被寄生虫、病毒、病菌污染有关。伤寒、霍乱、肠胃炎、痢疾和传染性肝炎等。

水污染对水生生物的危害
当人类向水中排放污染物时，一些有益的水生生物会中毒死亡，而一些耐污的水生生物会加剧繁殖，大量消耗溶解在水中的氧气，使有益的水生生物因缺氧被迫迁栖他处，或者死亡。
水污染对工农业生产的影响：
一是使工业设备受到破坏，严重影响产品质量。
二是使土壤的化学成分改变，肥力下降，导致农作物减产和严重污染。
三是使城市增加生活用水和工业用水的污水处理费用。
发酵行业的污染现状：

发酵产品生产工艺：
原料处理 → 淀粉→ 糖化 → 发酵→ 分离提取 →产品
发酵工厂污染源：
废渣
废母液和废糟
冲洗水、洗涤水、冷却水
味精工业污染现状：
味精废水的来源：
1、原料处理后的废渣（米渣）。
2、发酵液提取谷氨酸后的废母液和离子交换尾液，废母液pH值=3.2，离子交换尾液pH值=1.8。
3、生产过程中的各种设备（调浆罐、液化罐、糖化罐、发酵罐、提取罐、中和脱色罐）的洗涤水。
4、离子交换树脂的洗涤和再生废水。
5、液化（95℃）至糖化（60 ℃ ）、糖化（60 ℃ ）至发酵（30 ℃ ）等各阶段的冷却水。
柠檬酸工业污染现状：
每生产一吨柠檬酸，约产生2.4吨渣石膏（ caso4)，且含有少量柠檬酸和菌丝体，少量用于铺路，大多堆积厂内外。
发酵菌丝：生产一吨柠檬酸，产生0.25吨菌丝，菌丝蛋白质含量低（4%），PH值5—6，做饲料不好。
废中和液和洗糖水。
发酵行业废水特点：有机物、悬浮物含量高，有毒物含量少，易造成富营养化
治理措施：
原料先行处理
废渣水综合利用
二、水体主要污染物及其来源
（一）按性质分：
有机无毒物：碳水化合物、脂肪、蛋白质
有机有毒物：有机农药、多环芳烃
无机无毒物：酸碱及无机盐
无机有毒物：重金属、氰化物、氟化物
（二）按来源分
生活污水：
工业废水：
降水：
（三）按种类分
1.需氧污染物：
2.植物营养物：
3.有毒物质：
4.油类
5.酸碱及无机盐
6.色度：
7 病原微生物
8.热污染
第二节 水体污染的防治措施
一、控制水体污染的基本原则和途径
基本原则：加强生产管理，禁止跑冒滴漏；清洁生产，节约资源；综合利用，减少污染负荷；加强治理，达标排放。
途径：
1、减少污染因子的产生量
2、减少污染因子的排放量
二、废水处理的方法
（一）废水处理的程度
（ 1）一级处理: 采用物理方法、化学方法去除水中较大的悬 浮固体物质，调节PH值。分离设备依次为格栅、沉沙池、沉淀池。

（二）处理方法的基本原理
1.物理法：
特点：废水经物理过程后未改变污染物的化 学性质，仅使污染物和水分离。
1）过滤法： 2）沉淀法： 3）气浮法： 4）离心分离：
2.化学法：
特点：污染物经化学处理后改变化学性质，处理过程中有化学变化。化学法的单元操作有：
1）氧化还原法：
氧化法：浓缩燃烧法，或用臭氧、氯气、漂白粉等强氧化剂分解。
还原法：硫酸亚铁、氯化亚铁、铁屑、锌粉、二氧化硫等
2）中和法：
用于以下几种情况：
①PH值对水生生物的影响；
②废水对排水管道腐蚀；
③化学处理和生物处理前需调节PH值。
3）电解法：
在阴阳两极进行氧化还原反应，阴极放电子，废水中阳离子得电子被还原；阳极得 电子，使废水中阴离子失去电子而氧化。
3、物理化学法：
1) 混凝（凝聚和絮凝）：去除悬浮物和胶体物质、脱色。
凝聚—使胶体脱稳，并聚集为微絮粒的过程。产生的凝聚体粒小、密实、易碎，可逆。
絮凝—微絮粒通过吸附、卷带和桥连而成为更大的絮凝体的过程。絮凝体粒大、疏松，不可逆。

胶体微粒稳定性的原因：
1）胶体带电；2）胶体表面水化层
如何使胶体微粒沉降：使胶体微粒相互接触，成为大颗粒，才能沉淀。
方法：1）加入带相反电荷的胶体，产生电中和；
2）加入与胶体微粒相反电荷的高价离子，降低胶体的电位。
2)吸附
对于一些难降解的有机物不能用常规生物处理法去除，用吸附法。
（1）物理吸附：吸附剂和物质之间通过分子间力产生的吸附为物理吸附；不发生化学变化，在低温下进行，有解吸现象。（2）化学吸附：吸附剂和物质发生化学反应；在高温下进行，选择性强，只有单分子层吸附，化学吸附不可逆。
3）膜分离法：
利用隔膜使溶剂和溶质或微粒分离的方法为膜分离法。
分三类：
以电动势为推动力的：电渗析流程图。
以浓度差为推动力：扩散渗析和自然渗析。
以压力差为推动力：反渗透、超滤、微孔过滤。
膜分离的特点：
1）不发生相变。
2）不需投加其他物质，节省原材料。
3）分离和浓缩同时进行，可回收有用物质；
4）具有选择性：透过性和膜孔径。
5）在常温下分离，物质无热变性。
6）适应性强，可自动化控制。

第三节 废水常用监测项目
一、生物化学需氧量
（Biochemical Oxygen Demand)
1.定义(BOD)：每升废水被微生物氧化分解时所消耗 的溶解氧的量。（mg/L)
微生物氧化过程分为两阶段：
（1）碳化：
有机碳 CO2 （CBOD）
（2）硝化
还原氮 亚硝态氮、硝态氮（NBOD）
二、化学耗氧量（COD— chemical oxygen demand）
（一）定义：在一定条件下采用强氧化剂处理水样时，消耗 该氧化剂的量，并折合成氧量；表示水中还原物质的量，但主要是有机物的量，是衡量水中有机物污染的指标。
BOD与COD的关系：
COD代表了废水中有机物的总量，BOD反映了微生物可降解有机物含碳量。
COD=CODB+CODNB
CODB：——可生物降解COD
CODNB：不可生物降解的COD
三、总有机碳（total organic carbon—TOC)
方法：TOC=TC-TIC
水样总碳量（TC）—950 ℃ 高温，水 样 气化燃烧测定气体中CO2的含量，确定碳元素量。
无机碳含量 （TIC）—150℃低温燃烧
希望通过实验确立TOC与COD和BOD5的关系：
COD/TOC=2.67
四、固体物质
（一）TS（总固体）：单位体积水样在１０３℃－１０５℃蒸干后残留物重量．
　　ＴＳ＝SS（悬浮固体）+DS（溶解固体）
（二）VS（挥发性固体）
　　　FS（非挥发性固体）
将水样中的固体物置于马福炉中，在６５０℃下灼烧１h， 固体中有机物挥发，此为挥发性固体，残剩的固体为非挥发性固体．
五、含氮化合物
1.总氮和总凯氏氮
在废水中有四种氮（总氮）：有机氮、氨氮(NH4+_N)、 亚硝酸盐氮(NO2-_N)、硝酸盐氮(NO3 -_N)
2、氨氮：NH3 + NH4+-N
六、含磷化合物
含磷化合物主要来自于人体排泄物和洗涤剂的使用。以及磷肥和某些含磷工业废水（马铃薯加工厂、骨粉厂、牲畜养殖厂）
七、其他
包括重金属、酚类、石油类、表面活性剂等
本章小结：
1、水体的污染现状及对人体、水生生物、工 农业生产的危害。
2、水体的污染源（来源、性质、种类）及其进 入水体后带来的危害。
3、水污染防止原则、措施。
4、废水处理的方法。
5、废水常用的监测项目。
（1）BOD5、COD、TOC的定义，相互关系。
（2）固体污染物的存在形式、废水中总氮、 总凯氏氮定义。
（3）其它监测项目。

第二章 废水生物处理的原理
第一节 微生物的特点与废水生物处理
一、微生物的特点
1、种类多、分布广、代谢类型多样
2、繁殖快
3、数量多
4、代谢强度大
5、易变异
二、水体的自净—由污染源排放点流经一段距离后有机物降解，变为洁净。
自净过程的变化：
1、 污染物浓度由高到低。
2、溶氧浓度先降后升。
3、生物相先异养细菌高峰,再原生动物、再藻类高峰。
水体自净过程中作用：
1、物理净化作用：
2、化学净化作用：
3、生物净化作用：
第二节 工业废水生物处理的可行性
提出问题：
有机物质的可生物降解性如何？
工业废水有否对微生物产生抑制或毒害？
微生物所要求的环境条件及营养物质能否得到满足？
一、污染物的微生物降解与转化
（一）化学结构与生物降解的相关性：
1、烃类化合物：链烃比环烃易分解，不饱和
烃比饱和烃易分解。
2、主要分子链：主要分子链上的C被其它
元素替代时，对生物氧化的抗阻性增强。
3、碳氢键：对生物氧化抗阻性小。
4、官能团的性质和数量：
5、分子量的大小：高分子化合物会使生物降
解性降低。
二）生物组分的大分子有机物的降解（书40页）
1、多糖类生物降解：
包括纤维素、淀粉、原果胶、半纤维素等。
2、木质素的生物降解：
3、脂类的降解
4、烃类化合物的生物降解：
包括：烷烃、烯烃、芳烃类

若测定时A线和B线重合或位于其下时（C线），认为废水为不可生物降解。
要关注tA时间，自A点后，A线和B线基本平行，说明废水中的有机物基本降解完。
氧化降解百分率E%
=[AB× MLVSS ÷COD] × 100%
式中：AB——tA时段呼吸耗氧量与内源呼吸
好氧量，差值为AB段，毫克/克MIVSS
MLVSS—实验中活性污泥浓度，毫克/升。

认为tA≤5日，E≥30%时，可行，
E≥45%时，更好

4、测生物氧化率：
用活性污泥作为测定用微生物，单一的有机物作为被测底物，在瓦式呼吸仪上测好氧量，计算生物氧化率。
= 瓦氏呼吸仪好氧量
理论好氧量
甲苯 53%
苯 24%
5、培养法：小型试验，测定进出水的COD和BOD5等水质指标，观察镜检生物相。
但要考虑活性污泥菌种是否驯化，它对生物降解性的测试结果影响很大。
五天生物氧化率（%）
化合物 未驯化 驯化
苯 24 58
甲苯 53 73

三、废水好氧生物处理作用原理

一般来说，有机物浓度不高，供氧速率满足时，采用好氧处理。好处为时间短，效率高，效果好（BOD去除率达90%—95%，COD去除率达60%—70%），无臭气，对BOD在1000 ㎎/L以内有机废水可采用好氧生物处理。

（一）有机物的厌氧分解分为三阶段：
第一阶段为水解发酵阶段将复杂有机物分解成有机酸、醇类、CO2、H2、NH3、H2S；
第二阶段为产氢、产乙酸阶段：将有机酸、醇类物质转化为乙酸、H2。（产氢产乙酸细菌）
第三阶段为产甲烷阶段：将第一和第二阶段产生的乙酸、CO2、H2转化为CH4、CO2。（产甲烷细菌）
（二）主要有机物厌氧消化的 代谢过程：
碳水化合物：
1：（C6H10O5）x+（x-1）H2O xC6H12O6
2：xC6H12O6 有机酸+醇类
有机酸+醇类
3：2CH3COOH 2CH4+2CO2
脂类：
1：脂肪+H2O R-CH2COOH+CH2OHCHOHCH2OH
2：R-CH2COOH+H2O CH3COOH+H2
3：CH3COOH CH4+CO2
蛋白质：
1：蛋白质+H2O 氨基酸 有机酸+NH4HCO3
2： 有机酸 CH3COOH+H2
3：CH3COOH CH4+CO2
（三）废水厌氧处理的优缺点：
优点： 废水的厌氧生物处理工艺，由于不需要另加氧源，运转费用低，可回收利用生物能（甲烷），剩余污泥少。
缺点:
反应速度慢，反应容器大。且要保持速度快，则要保持较高的反应温度，能源消耗大
适合于高浓度的有机废水 （BOD5≥1000mg/L)
五、好氧生物处理和厌氧生物处理的区别
1、对有机物起作用的微生物群不同：
2、好氧处理有机物时间比厌氧短，无臭气产生，但供氧设备复杂，有机物浓度高时难于供应充足的氧气。
厌氧处理臭气重，水色黑，时间长，处理后BOD浓度仍较高。
3、好氧处理与厌氧处理对环境要求不同
好氧处理对环境要求不严格；厌氧处理对环境要求高（PH、温度）。
4、厌氧 法降解不彻底，放热少，反应速度低。
本章小结
1、微生物特点与水处理的关系。
2、有机物生物降解可行性的测试方法。
3、废水好氧生物处理、厌氧生物处理的 原理及区别。

第三章 废水生物处理方法及运行管理
第一节 活性污泥法
一、活性污泥法机理
（一）基本流程
活性污泥——由细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的具有很强吸附分解有机物能力的絮状体颗粒。

（三）活性污泥性质和组成（书129页）
从外观看，是絮凝体，其微生物主要由细菌组成，占90%-95%，包括菌胶团细菌和丝状细菌, 。另有5%—10%为微型动物，其附着于活性污泥骨架上。
菌胶团细菌形成的机理：胶体基质说和纤维素说。
菌胶团细菌的作用：
（1）构成絮凝体骨架 :
（2）强吸附、氧化分解能力：
（3）保护作用
（4）沉降作用：
丝状细菌的作用：
在活性污泥中交叉穿织，具有强氧化分解有机物的能力；但数量过多会使污泥沉降性能差，造成污泥膨胀。
后生动物(主要指轮虫），捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处理的质量。
（四）环境因素对污泥微生物及处理效果的影响
1.温度：
水温在15℃—35℃范围内运行时，对污水处理效果影响不大。
温度过高时，污泥结构松散，吸附能力下降，＞40 ℃后溶氧浓度下降。
低于13 ℃效果下降，低于4 ℃几乎无效果。考虑温度驯化。
2.酸碱度：
以PH6.0—9.0为宜，PH 低于6.5会有利于霉菌生长，破坏污泥性状；
PH值过大，会使菌胶团粘性物质解体；在生化处理时废水PH值过高或过低，要用酸碱调整。
3.营养物质：
碳源：一般不缺碳源，BOD5表示
氮源：利用氨态氮、蛋白质和核酸等 分子中的氮
无机盐：磷、硫
BOD5：N：P=100：5：1时，正常生长繁殖，当N、P含量相对BOD5不足时，造成污泥膨胀。
4.有毒物质：
分为重金属、氰化物、H2S、卤素等无机物和酚、醇、醛等有机物。
5.溶解氧：
对于单个好氧细菌的代谢，当溶解氧浓度达到0.1-0.3毫克/升，保持正常。
但注意直径为500微米的絮粒，应使曝气池的溶氧浓度不低于2mg/L；（出口处）。
二、活性污泥的培养和驯化：
培养：为活性污泥微生物提供一定的生长繁殖条件。
驯化：培养后期生活污水及外加营养量减少，工业废水量增 加，直至全部为工业废水。
三、各种活性污泥法的特点：
1、按池内污泥回流方式和混合液的混合方式分类
（1）推流式：为长型矩形池，污水由一端进，与气体混合后由一端出。
推流式的特点：
1、沿曝气池的长度方向上微生物的生活环境不断变化。
2、沿曝气池方向氧利用率不同。
3、对水质、水量、浓度负荷的变化适应性相对不高。
（2）完全混合式：平面形状为圆形或正方形，废水由中间进，四周（或两侧或一侧）出。
完全混合式的特点：
1、曝气池生物环境条件一样。
2、曝气池全部氧利用速度一样
3、对水质、水量、浓度变化的缓冲能力强。
4、与推流式比，发生短流的可能性大，微生物对有机物降解动力下降，出水效果较推流式差。
2、按供氧方式分类：
（1）鼓风曝气 ：压缩空气 ,散气设备有竖管、扩散板等。
（2）机械曝气：叶轮的转动
3、按运行方式分

几个重要名词
1、污泥负荷率F/M（生物负荷率）：进入曝气池的有机物量与曝气池微生物总量的比值。
曝气池内内单位质量Kg）活性污泥，在单位时间（1天）内能接受并降解到预定程度的有机污染物量。
NS=F/M =QS/XV
单位：K g(BOD5)/Kg (MLSS).d
Q：污水流量， m3/d; S: 原污水中BOD的浓度，Kg/ m3
V:曝气池容积，m3; X: 混合液悬浮固体浓度，Kg/ m3
2、容积负荷率NV：单位曝气池容积，在单位时间内能降解有机污染物的量。
NV = QS/V 单位： K g(BOD5)/m3 .d
3、泥龄(微生物平均停留时间)：指曝气池工作的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥（活性污泥增长量）的比值。
4、水力停留时间：θ=V/Q，V为容积(m3），Q为设计流量(m3/h）

几种活性污泥法工艺
回答问题：
1、普通活性污泥法、阶段曝气法和渐减曝气法各有什么特点？
2、延时曝气法、深井曝气活性污泥法的特点？
3、批式活性污泥法有几道工序？在反应期内灵活处理表现在那几个方面？
4、氧化沟方法在工艺上的特征？
—为何说进水流态介于完全混合式和推流式之间？
—阐述工艺方面的特征：泥龄、有机负荷的大小、沟内反应类型等方面。
5、AB法中A段和B段的各自负荷大小？各段的作用？AB工艺的特性？
阶段曝气法：
多点进水，克服普通活性污泥法供氧和需氧不平衡的矛盾。废水沿池长方向多点进入，使有机物在曝气池中分配均匀，避免了前端缺氧、后端氧过剩的问题，提高了氧气的利用率。运行上有灵活性。
渐减曝气法：
克服普通活性污泥法供氧和需氧不平衡的矛盾的另外一种方法。曝气池中有机物浓度随前进方向不断降低，污泥需氧量也不断降低，曝气量也相应减少。
延时曝气法（完全氧化活性污泥法）： 在生长曲线的内源呼吸期运行，需要较小的有机负荷和较长的曝气时间，水力停留时间多在24小时以上（36-48小时），污泥负荷率在0.05~0.1KgBOD/KgMLSS. d, 污泥少且稳定，流态为完全混合式，但池容大，曝气时间长。
深井曝气池直径1~6米，深度达50~100米，井内设隔墙或内井筒，将井分为内外两部分，在隔墙两侧或中心筒内外形成由下而上的流动。水深度大，氧利用率高，有机物降解速度快，污泥负荷率在1.0~1.21KgBOD/KgMLSS. d, 水力停留时间为0.5小时，占地少，适用于处理高浓度有机废水。
序批式活性污泥法(SBR)（space biological-treatment reactor）
其基本操作流程由进水，反应，沉淀，出水和闲置等五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。
序批式（SBR）活性污泥法：
进水期：将废水引入反应器，此时反应器中已有一定数量的活性污泥。在充水时间内反应器投入的废水污染物的数量大于活性污泥的吸附、吸收降解速度；要注意充水时间的长短。
反应期：反应过程中有F/M的 浓度梯度，在反应阶段微生物周期性的处于高浓度及低浓度基质环境中，反应器相应形成厌氧—好氧的交替过程 ，不仅能有良好的有机物去除能力，且能脱氮除磷。
沉淀期：沉降在静止条件下进行，由于具有有机物的浓度梯度，不宜发生污泥膨胀现象。
排水排泥期：排上清液、将剩余污泥排除。
闲置期：微生物通过内源呼吸恢复活性，使污泥处于饥饿状态，单位重量的污泥有很大的吸附表面积；闲置期的时间取决于处理废水的种类、负荷及要达到的要求。
氧化沟：
氧化沟为环行沟渠道，平面为椭圆或圆形，总长达几十米至几百米，沟深2~6米。
氧化沟内流态：
污水在沟内的平均流速为0.4 m/s，氧化沟总长为L，当L为100~500米时，污水完成一个循环要4~20分钟，如水力停留时间定为24小时，则在停留时间内要作72~360次循环，认为水质是一致的，具完全混合式特征。
但在曝气装置的下游，溶解氧浓度从高到低流动，具有甚至出现厌氧段，具推流式特征。
生物吸附氧化法（AB法）
1、属于两段活性污泥法，不设初沉池，充分利用活性污泥的吸附作用。
2、A段和B段的污泥回流分开，两段中的微生物菌群组成、功能不同。
3、A段高负荷运行污泥负荷率﹥2.0 KgBOD/KgMLSS. d，水力停留时间0.5小时， A段微生物活性强，具有吸附能力。
4、B段低负荷运行，污泥负荷率﹤0.3 KgBOD/KgMLSS. d。B段微生物主要是降解作用。
四、运行状况评价（书164页）：
（一）污泥性状：
1.污泥沉降体积（SV30）：
曝气池混合液 静止30 min后污泥所占体积。以SV30作为评定固体悬浮物的指标。
SV30越小，污泥沉降性能好。
SV30与污泥浓度、污泥颗粒大小、污泥性状、丝状细菌的数量有关。
污泥浓度的影响：污泥浓度越高，SV30越大。特别是当污泥增长速度过高时，而排放量较少时会导致SV30增加。通过增减剩余污泥的排放量来调节。
污泥粒径＞500 μm时，沉降快，污泥粒径＜500 μm时，沉降慢，但最终SV30相同。
性状包括：形状、结构、紧密度、丝状菌的数量；圆形、封闭、紧密则易于沉降。
丝状菌数量：污泥中丝状菌越多，沉降性能越差。
2.污泥体积指数SVI：
活性污泥混合液经30min沉降后，1克干污泥所占污泥层的体积。反映活性污泥的松散程度。
SVI=
1升混合液沉淀30min 活性污泥体积（毫升)
1升混合液中悬浮固体干重（克）
= SV（ ml/升)
MLSS（克/升）
SVI＜100时， 沉降良好，吸附性能差；
SVI=100~200， 沉降、吸附性能一般
SVI＞200时， 污泥膨胀， 沉降差；
SVI值过低， SVI ＜ 50，则泥粒细小致密，无机物多，缺乏活性和吸附能力。
SVI值与污泥颗粒大小、污泥性状、污泥负荷有关。
污泥负荷率（有机负荷率、生物负荷率）
F/M=BOD㎏/ ㎏ MLSS. 日
= BOD（或COD）×Q
曝气池中活性污泥总含量
F：养料 M：活性污泥
提问：
F/M在0.2—0.4 BOD㎏/ ㎏ MLSS.日时好，但F/M过高或过低均对沉降不利。（为什么？）
当F/M过高时：
微生物营养丰富，游离细菌生长良好，菌胶团细菌趋于解絮成单个游离菌，使污泥结构松散，沉降性能差。（可从斥力和引力关系分析）
F/M过低时：
微生物营养条件差，出现两种情况：
（一）丝状细菌占优，导致沉降性能差；
（二）细菌进行内源呼吸，菌胶团菌体外多糖类基质被利用，使絮体结构松散，絮粒变小。
3. 混合液悬浮物浓度（MLSS）:单位体积混合液中所含活性污泥固体物的总重量，mg/l
5、混合液 挥发性悬浮物浓度（MLVSS）
单位体积混合液中有机性固体物质的总重量，mg/l
MLVSS=Ma+Me+Mi
6、 污泥灰分(Mii)：即MLSS 与MLVSS的差值
无机物质，无活性，数量过多不利于效果提高。
5.出水悬浮物（ESS）：
出水的ESS高，则出水的BOD也高，
当ESS＞30㎎/L时，找原因（丝状菌数量、污泥颗粒、污泥性状恶化？)
6.污泥好氧速率（OUR）： ㎎O2/gMLSS.h
OUR=8-20 ㎎O2/gMLSS.h 正常，污泥具有活性。
OUR ＞ 20㎎O2/gMLSS.h ， F/M 过高，
OUR ＜8㎎O2/gMLSS.h，F/M过低，或污泥中毒。
（二）曝气池观察与污泥形状
巡视曝气池： 观察曝气池液面翻腾情况，气泡翻腾 是否均匀，是否有成团气泡上升（堵塞）。
1、泡沫量的多少：
少而且新鲜乳白色泡沫好，多则差。影响曝气效果和沉降效果。
2、泡沫色泽：
泡沫白色且多：洗涤剂量多。
泡沫灰色茶色：污泥龄长，污泥被打碎。
泡沫其它颜色：水中染料
3、泡沫粘性：
粘性大说明有机物分解不完全。
措施：在曝气池上安装喷洒管网，用压力水喷洒，或 定时投加除沫剂。
（三）二沉池观察与污泥形状：见书165页
上清液清澈 ：效果好
上清液浑浊：有机负荷高，分解不彻底
泥面上升：污泥膨胀，沉降性能差
污泥成层上浮：污泥中毒
污泥大块上浮：厌氧反应
小飘泥：营养不足，C/N比例不适，水温过高
（四）活性污泥生物相观察及运行 状况指标：
生物相：指活性污泥中微生物种类、数量、优势度及代谢活力的概貌。
包括：活性污泥结构、显微镜下细菌比例、生物活动状态、生物种类变化。
（五）水质的检测：
1.进出水BOD/COD比值：
进口：B/C≥0.25可行，
出口：B/C≤0.1，说明处理效果好。
2.出水悬浮固体（ESS）：ESS＜30㎎/L，说明沉降性能好。
3.进出水氮形态：有机氮在好氧和厌氧环境中转化为氨氮，深度处理进一步转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。
4.进出二沉池前后BOD和COD：正常情况不应有太大区别。
5.溶解氧变化：水力负荷、基质负荷、反应负荷、污泥负荷等的增加对DO有影响；当DO变化大时，查明原因。
6.PH变化：有机物的转化引起废水的PH值的变化.
五、活性污泥系统的调节与控制（书185页）
（一）气—维持曝气池合适的溶解氧
溶解氧要有合适的水平，过低造成出水水质差，特别注意絮粒中心缺氧情况。溶解氧也不宜过高，除增加能耗外，曝气翼轮高速运转会打碎絮粒，影响出水水质。一般认为采用多点进水或渐减曝气，出水处溶氧控制在2mg/ L为好。
（二）水—保持匀质匀量进水及合适的营养
水量：废水应均衡进入处理系统，可前设调节池，使后续构筑物免受水力冲击负荷。
水质：工业废水水质不一，而且成分单纯，会影响活性污泥的成分比例改变，需对水质进行调节。生活污水中营养成分全面，一般不需进行调节。
营养需求量的测定方法：
1、N、P平衡测算法
废水流量：100t/d, 进水总氮10mg/L
进水BOD5为420 mg/L 出水BOD：20mg/L
污泥产率Y = 0.5gMLVSS/gBOD5,
污泥中氮占污泥干重：10%。
1、 每天去除的BOD5=（420-20）×100000
=40000g BOD5/d
2、每天需氮量=Y ×去除BOD5×污泥含氮量
=0.5 × 40000× 10%=2000g/d
3、每天缺氮量=2000-1000=1000g/d
该厂欲正常生产应每天投加1000克氮源。
2、试凑法：
水样BOD5：N：P=100：2：1
100：5：1
100：4.5：1
BOD5：N：P = 100：4：1
100：3.5：1
当100：3.5：1时出水效果差，则合适的营养比为100：4：1
（三）泥—改善泥质量，维持合适的数量
1、大块污泥上浮：
（1）反硝化污泥：
有机氮 NH4+ NO2-、NO3- N2
改进办法：加大回流比，减少污泥在沉淀池时间；减少泥龄，及时排泥。
（2）腐化污泥：
厌氧腐化产生H2S、CO2、H2等气体，污泥上浮。原因泥斗坡度不够，污泥难下滑，应改进刮泥设备，消除死角区积泥。
2、小颗粒污泥上浮（飘泥）
原因：
（1）水质突变，污泥中毒解絮；
（2）污泥缺乏营养或充氧过度；
（3）C/N比过低，污泥解絮；
（4）池温过高，超过40℃；
（5）合建式曝气沉淀池回流比过大，沉淀不好；
（6）暴气翼轮转速过大，絮粒破粹。
3、污泥膨胀:
混合液在1000mL量筒中沉淀30min后，污泥体积膨胀，上层澄清液减少，这种现象称为活性污泥膨胀。
活性污泥膨胀可分为丝状体膨胀和非丝状体膨胀。
丝状体膨胀：丝状细菌过多，长出絮体边界，形成架桥防碍絮状体接触，沉降慢，密实性差。
非丝状体膨胀：丝状体对污泥起骨架作用，无足够的丝状体，形成的绒絮不牢，在水流冲击下形成细小针点体，出水浑浊。
或污泥表面亲水性多糖物质吸收水分造成比重减轻，不宜沉降。

（3）预防和控制污泥膨胀的方法：
1）投加某种物质增加污泥比重（铁盐、铝盐、高岭土、碳酸钙））或杀死过量丝状菌（次氯酸钠、过氧化氢）。
2）改变进水方式和流态：避免采用完全混合活性污泥法，应用推流式或序批式活性污泥法；间歇式曝气池不易污泥膨胀。
3）剪切菌丝，防止污泥膨胀的发生。
A:射流曝气剪切克服丝状菌膨胀
B：机械搅拌剪切克服丝状菌膨胀
4）改变曝气池结构：
对推流式反应器加大长宽比，长：宽≥20：1
采用选择器技术：
六、污泥处理方法：
1、发酵：利用发酵仓
2、干燥处理：喷雾干燥
3、肥料
第二节 生物膜法
生物膜法和活性污泥法的主要区别在于生物膜或者固定生长，或附着生长于固定的载体表面，而活性污泥法则以絮状体方式悬浮于构筑物中。
一、生物滤池
二、生物转盘
三、生物接触氧化法
四、生物流化床法
生物膜法分为以下三类：
1）润壁型生物膜法　
2）浸没型生物膜法　
3）流动床型生物膜法
一、生物滤池法：

（一）生物滤池的基本原理和方法
1.生物滤池的基本原理：
生物膜的形成和生物膜的脱落：
生物膜—在充分供氧的条件下，接种的或原存在废水中的微生物在介质表面增殖，逐渐在介质表面形成了粘液状的生长有极多微生物的膜。
生物膜微生物的分布：
好氧层：好氧微生物和兼性微生物组成。
厌氧层：内部和介质接触部位，由厌氧微生物和兼性微生物组成。
生物膜的形成：当废水自上而下滤过时，废水与滤料接触，微生物在滤料表面繁殖，形成生物膜。
生物膜的脱落：当生物膜形成并达到一定厚度时，氧无法透过生物膜内层，造成内层的厌氧状态，生物膜附着力下降，在水流冲击下脱落。
生物膜重新生长：膜脱落后的滤料表面重新有微生物的生长过程。
（二）、生物滤池的构造
1.池体：在平面上多呈方型、圆形，池壁用砖石构造，高出滤料表面0.5—0.9米，滤床高度1-6米。
2.滤料：生物滤池的主体，应具备耐腐蚀、比表面积高、空隙率大的特点。

多采用旋转式布水器。多用于圆形和多边形的生物滤池。横管距滤料表面0.15—0.25米，横管上开直径为10—15毫米的小孔。
4.排水系统：位于滤池底部，作用为排除处理后的污水并保证良好的通风。
（三）塔式生物滤池
1.构造与特征
塔式生物滤池高达8—24米，直径1—3.5米，径高比介于1：6—1：8，呈塔型。
（1）塔身：沿高度分数层建造，在分层处有格栅，塔身每层高以不大于2米为宜.
（2）滤料：采用轻质人工滤料，如纸蜂窝、玻璃布蜂窝等
（3）布水：对大中型生物滤池用旋转布水器，小型用固定式布水系统。
（4）通风：一般采用自然通风，滤池内部形成较强 的拔风 现象，通风良好。当然也可以采用机械通风。（如吹脱有害气体时）
（4）塔式生物滤池属于高负荷生物滤池；
水力负荷（100-200m3/㎡.d)和BOD容积负荷(1~3kgBOD/m3)高，高额的有机负荷使生物膜生长快；
高额的水力负荷使生物膜受到强烈的水力冲刷，生物膜不断的生长更新，活 性好，但要防堵塞，最好进水BOD控制500 ㎎/L以下。
（5）塔式生物滤池比普通生物滤池去除有机物能力高：
二、生物转盘
好氧生物转盘由盘片、接触反应槽、转轴和驱动装置组成。盘片面积的45%—50%浸没在污水中。
（一）工作原理
当盘片在污水中转动时，污水中的有机物被盘片上的微生物吸附；
当盘片离开污水时，吸收氧气，微
生物进行好氧呼吸分解有机物，圆盘不断转动，污水中的有机物不断分解，当生物膜厚度增加到一定厚度时，内部形成厌氧层并开始脱落，脱落的生物膜由二沉池除去。
盘片采用圆形平板或表面呈波纹状的平板。直径2.0—3.6米，盘片间距为10—30毫米；一般标准为30mm，高密度型为10-15mm。
（二 ）生物转盘工艺流程
根据转盘和盘片的布置形式，生物转盘可分为单轴单级、单轴多级和多轴多级式（单轴单级式串联布置）。级数的多少取决污水量和水质、要求的处理程度。
多轴多级
处理同一级废水，如盘片面积不变，
将转盘分为多级串联运行能提高处理效果。

（三）生物转盘工艺技术进展
1.空气驱动生物转盘
在转盘外周设空气罩，在转盘下侧设曝气管，在管上设扩散器，空气均匀从扩散器吹向空气罩，产生浮力使生物转盘转动。
优点为槽内污水溶解氧浓度高，生物膜活性增强，易于维护管理。
2.组合式生物转盘
（1）沉淀池组合式生物转盘
在平流式二沉池的中部设