1 污水處理過(guò)程
 
1.1 概述

污水處理就是采用各種技術(shù)手段和設(shè)施將污水中污染物質(zhì)分離、降解，轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，使水質(zhì)得到凈化，并回收利用。
污水處理技術(shù)按原理可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法三類(lèi)；按處理程度劃分，可分為一級(jí)處理、二級(jí)處理和三級(jí)處理，三級(jí)處理有時(shí)又稱(chēng)深度處理。
城市污水處理工藝目前多采用了以活性污泥法為核心的二級(jí)生物化學(xué)處理。

1.2 生化處理工藝
生物化學(xué)處理（生物處理）是利用微生物及菌類(lèi)降解污水中有機(jī)污染物的一種工藝。這種工藝由于其運(yùn)行費(fèi)用低，處理效果好，目前已廣泛應(yīng)用。

1.2.1常見(jiàn)污水處理工藝過(guò)程及設(shè)備
活性污泥工藝是傳統(tǒng)活性污泥法及其各種變形。常見(jiàn)的處理方法有氧化溝工藝、A-B工藝、SBR工藝、A-O及A-A-O工藝等。
常見(jiàn)的氧化溝有帕斯韋爾氧化溝、卡羅塞氧化溝和奧爾伯氧化溝，三溝式氧化溝和DE型氧化溝，以及一體化氧化溝。在水流流態(tài)和曝氣裝置上的特殊性，其處理流程簡(jiǎn)單、構(gòu)筑較少，一般情況下不建初沉池和污泥消化池。福州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠采用帕斯韋爾氧化溝工藝，日處理污水3.0萬(wàn)噸。處理效果好且運(yùn)行穩(wěn)定可靠，不僅可滿足BOD5和SS的排放標(biāo)準(zhǔn)，在運(yùn)行方式合適時(shí)還能實(shí)現(xiàn)脫氮和除磷。同時(shí)具有較強(qiáng)沖擊負(fù)荷承受能力，剩余污泥量少，污泥穩(wěn)定程度好，機(jī)械設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)。

1.2.2 活性污泥在生化處理過(guò)程中作用
好氧活性污泥法是利用懸浮生長(zhǎng)型好氧微生物氧化分解污水中有機(jī)物質(zhì)的生物處理技術(shù)，污水凈化過(guò)程可分為吸附、代謝、固液分離三個(gè)階段，由曝氣池、曝氣系統(tǒng)、污泥回流系統(tǒng)及二次沉淀池等組成。污水與二次沉淀池回流的活性污泥同時(shí)進(jìn)入曝氣池，在曝氣系統(tǒng)作用下，混合液有足夠的溶解氧并使活性污泥與污水充分接觸，污水中的膠體狀和溶解性有機(jī)物被活性污泥吸附、氧化分解，從而得到凈化。在二次沉淀池中，活性污泥與被活性污泥凈化的污水分離，澄清后的達(dá)標(biāo)水排出系統(tǒng)；微生物氧化分解有機(jī)物的同時(shí)，自身也得以繁殖增長(zhǎng)，即活性污泥量會(huì)不斷增加，為使曝氣池混合液中活性污泥濃度保持在一個(gè)較為恒定的范圍內(nèi)，需要及時(shí)將部分活性污泥作為剩余污泥排出系統(tǒng)。

1.3 活性污泥

1.3.1 活性污泥的組成
活性污泥是由好氧菌為主體的微生物群體形成的絮狀絨粒，絨粒直徑一般為0.2-0.5mm，含水率一般為99.2%-99.8%，由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物兩部分組成，組成比例因處理污水的不同而有差異，一般有機(jī)成分占75%-85%，無(wú)機(jī)成分占15%-25%，有機(jī)成分主要由生長(zhǎng)在其中的微生物組成，同時(shí)還吸附著微生物的代謝產(chǎn)物及被處理污水中含有的各種有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物。
好氧活性污泥中的微生物主要由細(xì)菌組成，此外還有原生動(dòng)物和后生動(dòng)物等微型動(dòng)物。菌膠團(tuán)是活性污泥的結(jié)構(gòu)和功能中心，是活性污泥的基本組分，一旦菌膠團(tuán)受到破壞，活性污泥對(duì)有機(jī)物的去除率將明顯下降或喪失。絲狀細(xì)菌同菌膠團(tuán)細(xì)菌一樣，是活性污泥的重要組成部分，它具有很強(qiáng)的氧化分解有機(jī)物的能力。

1.3.2 活性污泥的功能
活性污泥的功能是去除污水中的有機(jī)污染物質(zhì)。即去除污水中懸浮態(tài)、膠態(tài)及溶解態(tài)的有機(jī)污染物。從水質(zhì)指標(biāo)上看，有效降低污水中的BOD5、COD、懸浮物。
氧化溝低污泥負(fù)荷（F/M）的活性污泥還能進(jìn)行高效率的硝化，大部分NH3-N轉(zhuǎn)化成NO3--N。

1.3.3 活性污泥的馴化
活性污泥馴化過(guò)程是利用污水中的污染物質(zhì)即碳源培養(yǎng)活性污泥，使活性污泥適應(yīng)所處理污水的水質(zhì)特點(diǎn)。活性污泥的培養(yǎng)和馴化過(guò)程，必須滿足微生物生命活動(dòng)所需的溶解氧和營(yíng)養(yǎng)平衡，同時(shí)水溫、PH值要在最適合范圍內(nèi)，有機(jī)負(fù)荷要由低而高、循序漸進(jìn)。微生物數(shù)量逐漸增加，最終使活性污泥達(dá)到正常的濃度、負(fù)荷，并有好的處理效果。

1.4 水質(zhì)凈化的過(guò)程機(jī)理

1.4.1污水通過(guò)活性污泥的吸附作用而得到凈化�；钚晕勰嗑哂袠O大的比表面積，內(nèi)源呼吸階段的活性污泥處于“饑餓”狀態(tài)，其活性和吸附能力量強(qiáng)。

1.4.2代謝階段，也稱(chēng)氧化階段，繼續(xù)分解氧化前階段被吸附和吸收的有機(jī)物，同時(shí)繼續(xù)吸附一些殘余的溶解物質(zhì)。

1.4.3泥水分離階段，活性污泥在二沉池中進(jìn)行沉淀分離。微生物合成代謝的產(chǎn)物是新生的微生物細(xì)胞，必須使混合液經(jīng)過(guò)沉淀處理，將活性污泥與凈化水進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)污水的完全凈化處理。同時(shí)將與合成代謝生成的新微生物細(xì)胞等量的原有老化微生物以剩余污泥的方式排出活性污泥處理系統(tǒng)，達(dá)到徹底凈化污水的目的。
 
2. 水質(zhì)凈化過(guò)程
 
2.1 氧化溝運(yùn)行特征

(1)有機(jī)負(fù)荷率低，F(xiàn)/M通常在0.05-0.15之間。

(2)水力停留時(shí)間長(zhǎng)。

(3)泥齡長(zhǎng)，一般大于15天，排泥量少。

(4)較耐沖擊負(fù)荷。

(5)既具有延時(shí)曝氣的完全氧化作用（硝化），又具有厭氧好氧(A/O)的脫氮作用。

(6)氧化溝內(nèi)曝氣器間隔排列，形成了相對(duì)的厭氧區(qū)和缺氧區(qū)。

2.2 工藝參數(shù)選擇
開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠進(jìn)水流量Q為30000m3/d，溝中污泥濃度MLSS為3000mg/L，污泥負(fù)荷為0.125kg BOD5/kgmlss.d,污泥齡15d，回流化100%，氧化溝有效水深4.0m，共兩座，單溝容積4652m3。

2.3工藝參數(shù)變化曲線
經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)踐、水質(zhì)化驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析，觀察和分析工作曲線發(fā)現(xiàn)，SV30、MLSS的大小直接關(guān)系到SVI變化，SVI能夠反映氧化溝中混合液的濃度、活性污泥的疏散程度和凝聚、沉降的性能。從歷年的測(cè)試數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，污泥指數(shù)SVI過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致污泥顆粒細(xì)小緊密，顏色偏黑，此時(shí)污泥中無(wú)機(jī)物質(zhì)多，污泥缺乏活性和吸附能力；SVI過(guò)高，污泥顏色較淺，很蓬松，污泥不易沉降，易發(fā)生污泥膨脹。 

 
從圖1、圖2可以看出，當(dāng)F/M介于0.05-0.16 kg BOD5/kgmlss.d之間時(shí)，SV介于20-30%，SVI介于50-130ml/g之間，沉降性能較好，MLSS在設(shè)計(jì)值3000mg/L上下波動(dòng)，通過(guò)鏡檢觀察，菌膠團(tuán)緊密，微生物相豐富，輪蟲(chóng)、等枝蟲(chóng)、小口鐘蟲(chóng)等均有出現(xiàn)。

　從表1、圖3可以看出，開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠在2004年運(yùn)行狀況良好的情況下，第二季度、第三季度處理效果更佳。這里得分析其中的幾個(gè)因素。

2.5影響水質(zhì)凈化因素

2.5.1污水水質(zhì)指標(biāo)變化因素
開(kāi)發(fā)區(qū)工業(yè)企業(yè)多，進(jìn)水中工業(yè)廢水比例偏大，時(shí)常帶有大量油脂、廢機(jī)油，短時(shí)間內(nèi)過(guò)量有機(jī)物，有時(shí)含酸、含毒等物質(zhì)，這些都會(huì)對(duì)污水廠處理過(guò)程造成影響，導(dǎo)致超負(fù)荷運(yùn)行，氧化溝充氧不足，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致整個(gè)生物處理失效。發(fā)現(xiàn)進(jìn)水異常情況時(shí)，應(yīng)及早采取措施，調(diào)整工藝運(yùn)行參數(shù)。

2.5.2工藝參數(shù)影響因素
活性污泥的有機(jī)負(fù)荷F/M，它直接影響活性污泥增長(zhǎng)速率，有機(jī)污染物的去除效率，氧的利用率以及污泥的沉降性能。開(kāi)發(fā)區(qū)污水廠的F/M最佳范圍在0.05-0.16 kgBOD5 /kgMLSS.D
混合液溶解氧是影響活性污泥微生物最關(guān)鍵的因素，氧化溝混合液中必須有足夠的溶解氧，如果溶解氧濃度過(guò)低，好氧微生物的代謝活動(dòng)就會(huì)下降，活性污泥會(huì)發(fā)黑發(fā)臭，進(jìn)而使其處理污染物能力受到影響。而且溶解氧過(guò)低，易于滋生絲狀菌，產(chǎn)生污泥膨脹，影響出水水質(zhì)。污水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，氧化溝出口混合液中溶解氧濃度保持在2-4mg/L，就能使活性污泥具有良好的凈化功能。
溫度對(duì)活性污泥工藝有很大影響。適宜的溫度，微生物生長(zhǎng)快，新陳代謝旺盛；反之則增長(zhǎng)緩慢，微生物生長(zhǎng)受到抑制。從水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，每年的第二季度和第三季度，當(dāng)污水溫度介于20-30℃之間時(shí)，BOD5去除率91%-94.8%，BOD5去除率達(dá)90%，SS去除率91%-93.8%，污水處理效果顯著。

2.5.3人為操作影響因素
污水處理廠的運(yùn)行和管理要靠廠技術(shù)人員和操作工去完成。操作工的操作技能和思想波動(dòng)也會(huì)影響處理效果。特別是格柵、沉砂池等預(yù)處理單元的操作。比如格柵的浮渣太多沒(méi)有及時(shí)清除，進(jìn)入二沉池將使浮渣增加，掛在出水堰板上影響出水的均勻和出水水質(zhì)；沉砂池沒(méi)有及時(shí)吸砂，砂粒進(jìn)入曝氣池，在池底沉積，減少了氧化溝的有效容積，影響處理效果。

2.5.4自然條件影響因素
開(kāi)發(fā)區(qū)是在吹沙造地上建成的，管網(wǎng)會(huì)受到閩江潮夕的影響，在漲潮時(shí)，會(huì)出現(xiàn)江水倒灌現(xiàn)象，影響污水廠進(jìn)水水質(zhì)。風(fēng)力也影響處理效果，風(fēng)力較大時(shí)，二沉池的出水堰板順風(fēng)方向出水量較大，使堰板溢流負(fù)荷增加，出水SS超標(biāo)。
 
3.提高水質(zhì)凈化效果途徑
 
3.1 及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)
入流的F/M通過(guò)污水泵來(lái)控制，根據(jù)進(jìn)水濃度來(lái)確定開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)和流量大小。
污泥回流系統(tǒng)的控制，按照氧化溝沉降比來(lái)調(diào)節(jié)回流比，控制SV在20%-30%之間，同時(shí)用測(cè)氧化溝MLSS濃度來(lái)校核，保持氧化溝MLSS在2000-3000mg/L.
剩余污泥的排放是提高處理效果的很重要措施，通過(guò)排泥量的調(diào)節(jié)，可以改變活性污泥中微生物種類(lèi)和增長(zhǎng)速度，可以改變需氧量，改善污泥的沉降性能，因而可以改變系統(tǒng)的功能。當(dāng)入流水質(zhì)水量及環(huán)境因素發(fā)生波動(dòng)，活性污泥的工藝狀態(tài)也將隨之變化，因而處理效果不穩(wěn)定。通過(guò)排泥量調(diào)節(jié)，可以克服以上波動(dòng)或變化，保持處理效果的穩(wěn)定。

3.2 強(qiáng)化活性污泥活性
經(jīng)常觀察活性污泥的生物相，微型動(dòng)物種類(lèi)和數(shù)量，即指示生物與污水處理系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況有直接或間接的關(guān)系，觀察生物相指導(dǎo)污水生化處理過(guò)程。觀察指示生物的變化和活性，直接關(guān)系處理效果。

指示生物中以鐘蟲(chóng)、楯纖蟲(chóng)、漫游蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)為主。當(dāng)發(fā)現(xiàn)單個(gè)鐘蟲(chóng)活躍，其體內(nèi)的食物泡都能清晰地觀察到時(shí)，說(shuō)明活性污泥溶解氧充足，污水處理程度高。鐘蟲(chóng)不活躍或顯得很呆滯時(shí)，往往說(shuō)明曝氣池供氧不足，應(yīng)增加曝氣臺(tái)數(shù)，如果出現(xiàn)鐘蟲(chóng)等原生動(dòng)物大量死亡，則說(shuō)明曝氣池內(nèi)有毒物質(zhì)進(jìn)入量過(guò)多，造成了活性污泥的中毒。
進(jìn)水中有毒物質(zhì)排入、PH值及污泥負(fù)荷突變、溶解氧異常等都會(huì)影響到污泥中微生物的活性。當(dāng)曝氣池受到高負(fù)荷沖擊時(shí)，可能在短時(shí)間內(nèi)就引起氧化溝內(nèi)溶解氧的極度下降，而且進(jìn)入溝內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)突然增加，改變了菌膠團(tuán)的生存條件。遇到這種情況，適當(dāng)減小進(jìn)水水量，這樣就減少了進(jìn)入曝氣池的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量。此時(shí)要加大曝氣量，提高氧化溝內(nèi)的溶解氧濃度。這種調(diào)節(jié)一定要及時(shí)，以最大限度地減輕沖擊負(fù)荷的影響。

3.3 提高操作者素質(zhì)
更好地發(fā)揮污水處理設(shè)施的作用，強(qiáng)化管理，提高操作者的素質(zhì)是關(guān)鍵。污水處理系統(tǒng)運(yùn)行管理，各運(yùn)行崗位要做到“四懂四會(huì)”，即：懂污水處理基本知識(shí)，懂廠內(nèi)構(gòu)筑物的作用和管理方法，懂廠內(nèi)管道分布和使用方法，懂經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)含義與計(jì)算方法、化驗(yàn)指標(biāo)的含義及應(yīng)用，會(huì)合理配氣配泥，會(huì)合理調(diào)度空氣，會(huì)正確回流與排放污泥，會(huì)排除運(yùn)行中的故障。根據(jù)運(yùn)行管理人員的實(shí)際狀況及特點(diǎn)，分階段進(jìn)行職業(yè)技能培訓(xùn)，使運(yùn)行管理人員在業(yè)務(wù)知識(shí)和能力上進(jìn)一步提高，保證污水處理系統(tǒng)高效低耗完成凈化處理過(guò)程，以達(dá)到理想的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
 

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