衡美水处理之活性污泥详解

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍一种经久耐用、性能卓越的水处理技术——活性污泥法。并向您介绍活性污泥的几项专业知识：

活性污泥的性能指标是什么？

污泥膨胀有几种？

活性污泥法运行关注点是什么？

一、活性污泥简介

1、产生背景

活性污泥是一种好氧生物处理方法，活性污泥基本概念是1912年英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）发现的。他们对污水长时间曝气会产生污泥，同时水质会得到明显的改善。继而阿尔敦（Arden）和洛开脱（Lockgtt）对这一现象进行了研究。

曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们偶然发现，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着污泥时，处理效果反而好。由于认识了瓶壁留下污泥的重要性，他们把它称为活性污泥。

随后，他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀，只倒上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。

1916年，应用这个试验的工艺建成的第一个活性污泥法污水处理厂。在显微镜下观察这些褐色的絮状污泥，可以见到大量的细菌，还有真菌，原生动物和后生动物，它们组成了一个特有的生态系统。正是这些微生物（主要是细菌）以污水中的有机物为食料，进行代谢和繁殖，才降低了污水中有机物的含量。

2、工作原理

活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌，细菌特别是球状细菌起着最关键的作用，优良运转的活性污泥，是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。沉降性好，随着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖，开始生长原生动物，是细菌一次捕食者。活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管虫。活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势；后生动物是细菌的二次捕食者，如轮虫、线虫等只能在溶解氧充足时才出现，所以当出现后生动物时说明处理水质好转标志。其性能指标包括：混合液悬浮固体（MLSS），污泥沉降比（SV），污泥指数[污泥体积指数（SVI），污泥密度指数（SDI）。

二、活性污泥法介绍

活性污泥法是水处理中运用最为广泛的一种方法，下面介绍关于活性污泥的10个基本知识。

1、什么是活性污泥？

活性污泥是具有很强吸附、分解能力的絮凝体。活性污泥的核心在于一个“活”字。大家也知道，天然的河流都有自净功能，这是因为水中生活着一群微生物，微生物吃掉了污染物，所以水体会恢复干净。所以“活”就体现在微生物这个群体上。

微生物是活性污泥的一部分，除此之外，活性污泥还包括微生物代谢产生的残留物，吸附在微生物的有机物和无机物。平时看到的曝气池中的混合液就是活性污泥在水中的形态。

2、菌胶团和丝状菌的关系是什么？有什么作用？

菌胶团和丝状菌是活性污泥的重要组成部分。

菌胶团是具有粘液或者荚膜的絮凝剂细菌抱团形成的，可以吸附废水中的杂质和游离的微生物，菌胶团使活性污泥具有良好的沉降性能，并且保护了废水中的微型动物被吞噬或者中毒。

丝状菌是活性污泥的骨架、在菌胶团的附着之下不断生长伸长，可以使絮体形成较大颗粒，同时保持活性污泥的松散度。

丝状菌和菌胶团属于你强我就弱的关系 。丝状菌在菌胶团的附着之下可以良好生长，暴露于混合液中时不利于其生长。当处于低氧环境中时，丝状菌大量繁殖导致污泥膨胀。

3、活性污泥的生长曲线

4、活性污泥性能指标

活性污泥的性能指标有3个：污泥沉降比SV，污泥浓度MLSS和污泥体积指数SVI。

SV很容易测定，但是结果不能完全反应污泥性质和数量。城市污水处理厂的正常SV值一般在20%~30%之间，而有些工业废水处理厂的正常SV值在90%以上。因此每个污水厂都应该根据自己的运行经验确定本厂的最佳SV值。SV用图解释如下：

MLSS可以反应污泥数量。曝气池混合液必须维持相对固定的污泥浓度，才能维持处理效果和处理系统稳定运行。每一种活性污泥工艺都有其最佳的污泥浓度。MLSS用图解释如下：

SVI则可以全面的反映污泥凝聚和沉降性能。一般情况下，SVI过低说明污泥颗粒小，缺乏活性；SVI过高说明污泥沉降性能差，即将或已经发生污泥膨胀。

曝气池混合液SVI升高的原因如下：

5、微生物的指示作用

（1）出现的原生动物主要是固着型纤毛虫，比如钟虫属、累枝虫属、盖虫属、聚缩虫属等，说明污泥凝聚沉降性能较好。而且镜检时会发现轮虫等后生动物；

（2）当出现大量游泳型纤毛虫类原生动物，比如豆形虫、肾形虫、草履虫时，说明活性污泥的菌胶团尚未形成良好状态，处于曝气启动阶段；

（3）当曝气混合液中出现大量扭头虫时，说明曝气池内已经发生厌氧反应；

（4）当混合液中各种变形虫和轮虫出现大量繁殖时，说明曝气过度，活性污泥沉降性能变差；

（5）当出现大量游仆虫属时、鞍甲轮虫属、异尾轮虫属等原生动物时，表示进水浓度极低；

（6）当盾纤虫数量急剧减少时，说明混合液有冲击负荷和有毒物质进入；

（7）当出现鞭毛虫（一般只有波豆虫属和屋滴虫属）时，说明活性污泥性能差；

（8）当原生动物和后生动物都消失时，表示活性污泥状态极端恶化；

（9）当出现漫游虫属、斜管虫属、尖毛虫属等缓慢游动或者匍匐前进的原生动物时（类似于曝气启动阶段），表示活性污泥状况在渐渐好转。

6、丝状菌膨胀的原因

因为丝状菌表面积大，在混合液中争夺食物时较菌胶团更具有优势，从而大量繁殖导致膨胀。比如：碳源的争夺、其他营养物质的争夺；

也因为丝状菌的表面积大，在水温合适的条件下，丝状菌比菌胶团更利于生长从而导致膨胀；

丝状菌适合在低氧条件下生产，所以溶解氧降低时可导致丝状菌膨胀；

在pH较低的情况下，利于真菌类的丝状菌生存，而不利于菌胶团的生存，所以引起丝状菌过度繁殖。

7、非丝状菌膨胀的原因

非丝状菌膨胀，是菌胶团细菌生理活动异常导致活性污泥沉降性能的恶化｡

这类污泥膨胀又可分为两种：一种是由于进水中溶解性有机物太多，使污泥负荷F/M 太高，而氮､磷等营养物质又太少，或者混合液内溶解氧不足｡

另一种非丝状菌是进水中含有较多的毒性物质,导致活性污泥中毒，细菌不能分泌出足够量的粘性物质基础，形不成絮体，从而也无法在二沉池进行泥水分离最终导致污泥解体｡

事实上，90%以上的污泥膨胀是由丝状菌引起，只有不到10%的是由非丝状菌引起的｡

8、污泥老化的原因

污泥老化现象从表面观察时，主要体现为：活性污泥色泽深暗，生物絮凝能力变差；好氧池池面出现生物泡沫累积；污泥絮体压缩性好，但上清液中会残留难以沉降的细小活性污泥絮体，从而使出水浑浊；有时二沉池会有一层稀薄的浮泥影响出水水质。

造成这种现象的原因有两个。首先是好氧系统高负荷运行，此时混合液有机物充足，微生物的合成及分解代谢旺盛导致污泥产量过大；新生的污泥絮体沉降性能差，上清液中富含游离的细菌造成出水浑浊。

其次是低负荷运行状态下，微生物的合成代谢占主导地位，氧也主要被用以进行內源呼吸。如此，污泥的老化现象就会发生了。

9、活性污泥上浮原因

过量的表面活性剂和油脂类；pH值过低过高；盐含量过高或变化过大；水温过高过低；高致毒底物；过度曝气；混合液缺氧；反硝化产生氮气；回流量过大；二沉池积泥过多；丝状菌过量生长。

10、活性污泥法日常运行关注点

观察活性污泥的颜色和气味；观察曝气效果；注意曝气时间；注意曝气量；关注剩余污泥排放；关注回流污泥量；观察二沉池污泥状况。

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