1.5液面浮渣——老化活性污泥会使部分细菌死亡,解体后的菌胶团细菌被曝气打散后粘附在气泡而使浮渣泡沫产生
(2) 显微镜观察
污泥老化时,后生动物数量占优势,出现后生动物占优势肯定不会有非活性污泥类原生动物的优势表现,相反时,非活性污泥类原声动物占优势,将不会看到后生动物。活性污泥老化时菌胶团都显得粗大色深。 (3) F/M值
发生或可能发生污泥老化时,F/M值都处于或长期处于低水平状态,特别是低于0.05时。
活性污泥老化的原因
(1) 排泥不及时
排泥为0时,SRT将趋于无限大,污泥将以最快的速度发生老化 (2) 进水长期处于低负荷状态
进水浓度太低时,通过将活性污泥浓度控制在较低水平的方法是不实际的,活性污泥降低到一定程度,活性污泥间的相互碰撞机会将大大降低,最终出现不絮凝或沉降功能恶化的现象。 (3) 过度曝气
活性污泥由于过度曝气而解体和自氧化,频繁的剪切作用会导致活性污泥解体。 (4) MLSS浓度过高
活性污泥浓度控制过高,灭有足够的进水底物支持,会导致污泥老化。
抑制活性污泥老化的有效方法
(1) MLSS的控制
经常确认排泥流量和活性污泥浓度的关系,通过F/M值确认,简介指导活性污泥排泥量的控制,同时要做到排泥流量的均匀性,避免间隙的、流量波动过大的排泥方式。 (2) 曝气的均匀性和过曝气的防止
曝气池出口DO浓度控制在2.5mg/L左右即可。同时可降低曝气过度的耗电量。 (3) 低负荷运行状态的避免
尽可能提高进水中底物的浓度和可生化性,更多的是尽可能降低活性污泥浓度,保证F/M值保证在合理值(0.15-0.25左右),必要时补加外加碳源保证正常繁殖。
活性污泥老化时各工艺控制指标的表现
(1) F/M值:较易调整,老化程度与F/M值低下程度存在正关联 (2) DO:超过4.0mg/L的曝气归类为过度浪费的曝气
(3) SRT:保持7-10d的SRT是合理的范围,超过1个月的SRT要格外注意。
活性污泥中毒
急性中毒应对难度较大。慢性中毒迹象较多,如没有及时调整工艺参数,将导致系统慢性中毒。污泥中毒多发生在工业废水处理方面,工业废水本身可降解有机物浓度不足,污泥生长状态不佳,加之化学物质的流入,出现急性中毒很普遍。
活性污泥中毒判断要点
不同的化学物质都具有对活性污泥产生中毒影响的安全浓度。 (1) 活性污泥沉降比
活性污泥活性降低,原后生动物死亡,活性污泥会为保全菌胶团的活性,牺牲菌胶团外围的细菌,外围死亡的细菌游离而分散在水中,活性污泥粗大的菌胶团发生解体而细小化。整个沉降过程有大量不沉降的细小颗粒,污泥的絮凝性变差,絮凝耗时延长,各阶段耗时延长。 (2) 显微镜观察
2.1原生动物死亡——以楯纤虫为代表的爬行类原生动物,对毒性物质很敏感,低浓度状态下即可全部消失,楯纤虫为有毒物质流入的指标性生物,通过其数量的增减和消失与否确认早期有毒物质低时对活性污泥的影响。附着类原生动物的成批死亡,如钟虫的旋口纤毛将停止运动,腔体伸缩泡膨大,口缘部有内容物流出或头顶气泡等症状,都要考虑中毒现象。原生动物通常在死亡后6h内被水解而消失。
2.2后生动物——耐受有毒物质的能力优于原生动物,但只限于耐受时间和浓度。后生动物受过量有毒物冲击时,动性减弱。
2.3菌胶团——菌胶团出现不同程度的解体,镜检观察菌胶团周围散落多量的细小菌胶团颗粒,越是粗大的菌胶团其受有毒物质冲击能力越强。细小的菌胶团在有毒物质作用下会进一步分解,最终导致生化池混合液内出现大量细小活性污泥絮体颗粒。受有毒物质冲击中期,原后生动物已全部消失,接下来判断活性污泥受冲击程度就由菌胶团解体程度判断。
2.4液面浮渣——色泽暗淡、稀薄松散。浮渣的镜检结果与活性污泥镜检结果接近。
活性污泥中毒时其他工艺指标的表现
(1) DO——DO在曝气量不变的情况下逐渐上升,系统有机物去除率下降明显。
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(2) 出水水质——有机物浓度不断提高,出水混浊明显。
活性污泥中毒后的处理对策
(1) 阻断有毒物质进一步流入。找到源头、关闭或封堵事故源,利用调节池或事故储水池将含有毒物
质的废水储存,在低浓度时进行无害化处理。
(2) 已流入的有毒物质,对生化池混合液进行有效稀释,调动生化池后段构筑物未受冲击水回流至生
化池首端稀释生化池,操作时可加大二沉池回流污泥量。
(3) 利用排泥抗击有毒物质的冲击。利用废弃受损或死亡的活性污泥补充新生活性污泥以提高MLSS
和污泥活性。排泥的限度以F/M值决定,最大控制在0.5左右。
活性污泥法运行各故障间相互关联性
多个活性污泥运行工艺故障并存
(1) DO不足
1.1活性污泥上浮——厌氧反硝化
1.2出水夹带细小颗粒物质——缺氧状态使表壳虫、变形虫等原生动物开始占优势地位;同时缺氧时活性污泥沉降性能降低。 (2) F/M值过低
2.1活性污泥老化导致出水夹带细小颗粒物质 2.2诱发丝状菌膨胀 (3) SRT过长 3.1活性污泥老化
3.2惰性物质过量积累
多个活性污泥运行工艺故障并存对活性污泥运行影响的加大
(1) 丝状菌高度膨胀合并冲击负荷发生
丝状菌高度膨胀后出水会有活性污泥流出,遇水力冲击负荷后,出现活性污泥大量流出生化系统,其流出程度与活性污泥膨胀晨读和水力冲击负荷呈正关系。 (2) 活性污泥低负荷运行合并曝气过度
污泥老化,污泥被打碎的机会增加,活性污泥被溶解氧化,特别是老化污泥更易自氧化,缩短发生老化的时间。
(3) 活性污泥高负荷运行合并营养剂补充不足
活性污泥在高负荷下也无法提高污泥浓度,营养剂严重不足时,活性污泥还会逐渐减少,原有活性污泥会解体死亡。高负荷会使游离细菌增加,出水混浊;营养剂不足也会导致活性污泥解体而出水混浊。两者合并,出水效果更加恶化。
活性污泥运行工艺故障间有相互诱发作用
(1) 活性污泥上浮导致出水夹带颗粒物质并诱发出流污染物浓度提高
(2) 液面泡沫导致液面浮渣:持续一周后的泡沫会诱发液面浮渣的产生,特别是二沉池液面
(3) 惰性物质积聚导致抗冲击负荷能力减弱:生物总量降低,沉降性会出现变好的假象,抗冲击负荷
能力降低,出水水质变差。
(4) 液面泡沫积聚导致出水夹带细小颗粒:泡沫积聚后溢出池体,泡沫会夹带活性污泥颗粒物质,导
致出水超标。
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活性污泥法运行工艺故障处理
氧化沟泥少,微生物因天气寒冷而难以培养
启动培养时泥量少是正常现象,曝气过度不利于污泥培养,碳氢数量不足难以使微生物数量上升。微生物数量与进水有机物浓度达到平衡是关键,重要的是出水水质,刻意提高微生物数量将使污泥老化,反而不利于出水水质。出水水温不低于10℃,微生物活性是没有太大问题的。F/M值不大于0.25,说明微生物数量不是太低。
化工污水处理过程中,水解酸化池和接触氧化池污泥培养效果差
水解酸化阶段可将大分子有机物转化为小分子有机物,利于后续的生物降解,所以水解段污染物不易被微生物利用,所以水解池的填料要生长出生物膜就需要足够的有机物和HRT。生物量与进水有机物量是平衡的,只要出水达标,挂膜情况是次要的。
降低曝气量以减少电耗
若生物系统是低负荷运行(F/M低于0.15),DO控制在1.5mg/L足够,可产生节电效果。微生物繁殖速度与原水的碳氢含量最为密切。控制低溶解氧的出水。可使微生物在沉降阶段加强内源呼吸,重新进入生化池首端后发挥更好的吸附氧化作用。
印染废水处理
印染废水中的污染物分解需要较长的生物氧化和接触时间。一般微生物对显色物质的去除多是吸附后随排泥而排出。脱色应在生化处理段前,剩下不易去除部分再通过生物吸附去除。接触氧化法较传统活性污泥法去除显色物质的效果要好,HRT较长,且生物膜的局部厌氧也对难降解有机物的去处有利。原水含有多量硫化物,易导致含硫粒的丝状菌繁殖,导致污泥产生漂泥,硫化物含量过高易使污泥活性降低而漂泥。
啤酒废水采用接触氧化法时产生大量泡沫,且出水COD不稳定
啤酒废水属于B/C较高的废水,易于生物系统利用降解,生物活性较高。啤酒废水受生产过程影响,每天各段时间内水量和浓度变化较大,调节池不具备较大调节能力,易产生冲击负荷。啤酒废水的pH变化较大,进入生化池前要进行适当调整。
油漆废水处理
采用物化+生化处理,通过刮渣设备刮除液面漂浮的漆类物质,通过混凝气浮去除乳化类成分,物化出水可通过生化系统降低有机物污染。
生物滤池常见运行过程中的故障及对策
生物膜过厚,承重的滤料会变形严重,局部发生塌陷的话会加重整体塌陷和局部过流负荷。敞开的顶部受阳光直射后生物膜会滋生藻类,影响了生物膜顶部范围有机物去除效果,出水会显得混浊透明。营养剂过多也会导致藻类的滋生。生物膜常见的故障是生物膜颜色呈白色,而非正常的棕黄色,对有机物的去除率较正常生物膜略有下降。这与生物膜发生丝状菌膨胀有关,显微镜观察乳白色菌胶团是由大量丝状菌体组成的,丝状菌周围几乎没有原生动物。丝状菌体在生物膜中大量繁殖时整个生物滤池对废水有机物去除率不会明显降低。乳白色丝状菌主要依靠菌体表面细密的整体来抗击废水冲击而保留在滤池不脱落。 生物膜基层絮团是否紧密决定了其应对进流废水的抗冲击能力。
生物膜的生物相主要是以爬行类原生动物为主,如尾棘虫、榴弹虫等,也能观察到豆形虫和肾形虫等非活性污泥类原生动物,主要是体型较大的非活性污泥类原生动物,而非侧跳虫类鞭毛虫。生物膜内出现的非活性污泥类原生动物大多是能在缺氧环境中生长的种类。
(1) pH值异常导致生物滤池故障。生物膜表面微生物受到冲击后会死亡剥落,内部微生物也会受冲击
剥落,最终导致整个生物膜脱落,易堵塞生物滤池的滤料间隙,使水流不畅而发生溢流。消除pH值异常波动影响后,需要1周时间恢复。调整时不要至中性,6-9的范围内都是可以接受的。
(2) 生物膜生长不良,生物膜生长过厚或过薄,常见的是生物膜生长厚薄不均匀。除和生物滤池进水
有机物含量有关外,还与进水中营养剂是否充足有关。进水有机物过低,生物膜偏薄;进水有机物含量高时,生物膜增长旺盛,普遍在滤料上生长有过厚的生物膜,可用高回流水量的冲刷作用可抑制生物膜厚度。生物膜对废水中有机物的去除效率与生物膜与废水的有效接触面积有关,与膜厚无关。受光面的生物膜青苔滋生厉害,背光面无青苔。营养剂的投加也是青苔爆发的因素之一,营养剂的投加可以分段进行。生物膜的丝状菌对生物膜本身无太大影响,关键会造成后续生物系统的丝状菌爆发,系统停止后要有灭杀动作,可用高次氯酸钠水对生物滤池进行清洗。
物化区絮凝效果不佳
(1) 分散剂影响:分散剂和絮凝剂是作用相反的化学药品。含有一定分散剂的污水投加絮凝剂和混凝
剂后,悬浮颗粒絮体不能絮凝成较大的胶羽,能观察到细小而不易絮凝的悬浮颗粒,受水流扰动性较高,在初沉池沉降性不理想,高负荷情况下易流出初沉池而对后续生化系统造成影响。
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(2) 絮凝剂和混凝剂投加量不是最佳投加范围。混凝剂投加不足,慢混池不能形成初步的细小而间隙
水清澈的混合液;过量投加混凝剂,混合液中形成的胶羽是粗大的,但胶羽容易折断,慢混池的水力搅拌下,折断后的胶羽再絮凝的性能较差,折断的胶羽形成了间隙水内混浊的颗粒物质。
初沉池运行故障
泥水分离效果不佳,会影响后续的生物处理系统正常处理效果。除建造设计时存在的问题,更多是物化区投加的混凝剂和助凝剂不合理所致。初沉池的HRT不足将导致絮体颗粒流出初沉池。初沉池的排泥故障多由排泥设备发生了故障,当刮泥机行走抖动或打滑的时候,要重点确认是否存在初沉池积泥过多。
曝气池运行常见的故障及对策
(1) 曝气池液面浮渣:浮渣比重低于曝气池混合液才浮于水面。主要是浮渣中混杂了气泡的原因。活
性污泥存在吸附和包裹气泡的能力,吸附气泡后的菌胶团自然会浮在液面上。活性污泥具备吸附气泡的能力是由活性污泥自身决定的,自身粘肽物质分泌过多,活性污泥的粘性将大幅上升,对细小气泡的吸附能力也增强。产生气泡的原因除因曝气外,活性污泥分解有机物会释放气泡,包括二氧化碳和氢气。碳氢比的失衡导致反硝化也会产生气泡导致浮渣。通过观察法,肉眼可见的浮渣内的气泡是来自于曝气,显微镜下观察到的气泡是活性污泥自身分解有机物时产生;通过对液面浮渣的小幅度搅动,液面浮渣在搅动后再次下沉,浮渣内的气泡是由活性污泥自身分解有机物时产生,搅拌后无明显的浮渣下沉,包裹的气泡多来自污泥曝气时产生的气泡。强化物化段的混凝沉淀效果,减少进入生化系统的惰性物质量,通过排泥逐步代谢出活性污泥中的惰性物质。通过调整食微比、降低泥浓度方式调整污泥老化。
(2) 活性污泥土腥味:活性污泥土腥味的剧烈程度与气温和活性污泥的反应程度有关,夏季生化池的
土腥味受气温影响而挥发加剧,冬季则相反。活性污泥的土腥味还与生化系统的反应剧烈程度有关,控制过高的MLSS时生化反应也加剧,同时有强烈的土腥味。活性污泥在符合过高或者处于老化阶段时,会有浓烈的活性污泥土腥味。当过高或过低的pH值废水流入生化系统中,导致生化系统中整体活性污泥混合液的pH值发生异常波动,易产生酸味或碱味。
(3) 曝气池泡沫:曝气池浮渣在某种程度上由泡沫演变,泡沫的不断积累使浮渣变厚,解体浮渣消散
和新增浮渣产生决定了浮渣层的最终厚度,溶解消散的浮渣成为二沉池出水混浊,出水水质变差的主要原因。泡沫的产生与活性污泥粘度有关。洗涤剂引起的泡沫具有粘度,但粘性强度不如负荷过高产生的白色泡沫,来自洗涤剂和表面分散剂的泡沫在阳光下会带彩色,是由于此类物质来源于石油。洗涤剂和表面分散剂、表面活性剂在很小的水跃作用下就会产生较多的泡沫,在物化区就会产生。活性污泥中毒后产生的泡沫色泽晦暗,灰色占多数,不像活性污泥老化出现的泡沫那样带有鲜活感的活性污泥粘在泡沫。
二沉池运行故障及对策
二沉池故障多半由曝气池运行不良引起。
(1) 池面浮渣:曝气池产生浮渣易进入二沉池,二沉池也易出现活性污泥反硝化而导致大量污泥上浮
产生浮渣,特别是曝气池出口DO过低合并碳氮比严重失衡时,不要过量投加氮元素。
(2) 出水漂泥:与活性污泥老化有关,老化活性污泥解体后会有细小的絮体悬浮在水体,未沉降时流
出二沉池成为漂泥。降低进流废水对活性污泥的冲击负荷也很重要。
(3) 活性污泥絮团的集团上扬:丝状菌膨胀和水力冲击负荷。
(4) 出水堰口滋生过量青苔:二沉池出水营养剂含量过高,导致藻类在有光线场合大量滋生。
絮凝剂的投加
PAC作为絮体形成的骨架,通过PAC絮凝作用将废水中颗粒物质絮凝,PAC的聚合基团上能吸附大量带负电的胶体颗粒或类似粘土性质的颗粒。PAC的缺点是不能在已形成的絮团上继续吸附别的集团而增大絮团体积,投加PAC后的絮体大多细小。投加PAC后再投加PAM来提高对混凝絮团的增大作用,有机高分子助凝剂PAM分子量巨大,水解后形成的絮凝单体数量众多,吸附和捕捉水体中颗粒物质的能力强大,通常和PAC配合使用的阴性PAM,即PAM电离水解后的单体(带负电荷)。经过PAC带正电荷的集团吸附后,一个PAC链上所攘括的基团上几乎都会吸附满带负电荷的类似粘土颗粒的物质。投加带强负电荷的PAM后,以PAM为核心的骨架可吸附大量的PAC链团,一个PAM核心集团吸附多量PAC链团后,可以看到很大的絮团颗粒。
{【水体中颗粒物质(负电荷)+PAC(正电荷)】长链絮团+PAM助凝剂(负电荷)}大絮团
二沉池的絮体多是解絮的活性污泥,带有很强负电荷的絮团颗粒,活性污泥主动解絮后再絮凝是很困难的,因为无微生物固有的粘肽物质作用。二沉池后的三沉池前段物化区不投加足量的PAC将难以起到很好的絮凝效果,利用PAC起到絮体骨架作用。
pH异常波动的应对策略
调整池pH维持在6.0-6.5时就不用再加碱强行拉升pH值了;当pH在8.5-9.0时也不必再投加酸强行降低pH值了。这种情况下再对pH值进行调整只会因pH值发生突跃而导致pH值纠正过度。调整大量水体pH值至7.0是很困难的,一般在6.0-9.0之间都是可以接受的。系统中的中性水体也能够用于回流中和,
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节省费用、降低资源消耗。
进水水量波动的应对策略
主要是对反应池和沉淀池的水力冲击负荷,造成HRT不足。最好是提前通知处理厂有水量波动,加大调整池的抽水力度,提前预留调整池空间体积,以便最大限度延长来水的处理时间,减少水力冲击负荷;提高絮凝剂和助凝剂的投加量保证物化段的处理效果;确认开启曝气设备的数量,调整二沉池回流污泥量,减小回流量,以减轻曝气段入口的进水流量;停止或减少排泥量来应对水流量或水质的波动。
进水水质波动的应对对策
(1) 有机物含量过高时,充分发挥调节池的均质调节作用,在物化段重点加强废水物化处理效果,将
水中有机固体悬浮颗粒尽可能多的去除。充分发挥生物滤池的作用,提高生物滤池回流水量可在一定程度上提高水处理效率。
(2) 惰性物质过多时,会导致沉降比优良的假象,出水中会增加活性污泥颗粒的流出,活性污泥中有
效成分降低,处理效率降低。加强混凝剂和助凝剂的最佳投加量确保处理效果的前提,保持正常的污泥龄也是避免惰性物质在污泥系统中积累的重要措施。
(3) 洗涤剂等表面活性剂过多时,易漂浮在水体表面,造成水体携氧能力减弱,同时易产生多量泡沫
影响系统正常运转,曝气设备的充氧能力有所下降。表面活性剂或洗涤剂不会导致废水中有机物浓度过高,除在物化段提高废水pH值能抑制泡沫过多产生,重点是让这部分废水尽快流出处理系统。需要提高活性污泥浓度,加大二沉池回流污泥量,使进入活性污泥系统的表面活性剂或洗涤剂能尽快流出生化系统。
物化区颗粒物质絮凝性能差的应对策略
(1) 废水中中性颗粒含量过高。絮凝剂的电离吸附作用显得相当困难,一味加大混凝剂和絮凝剂的投
加量不会有很好效果,过量投加混凝剂和絮凝剂会使原来脱稳的悬浮颗粒再次发生稳定的现象。
(2) 废水中悬浮颗粒含量过高,波动过高。对物化区的混凝效果影响很大,重点要观察投加混凝剂后
的废水颗粒间间隙水的清澈度及颗粒间的紧密度。混凝剂和絮凝剂的投加量要认真确认。
(3) 投加量不合理导致物化区混凝效果差。需要在现场进行杯瓶实验,即现场小试。 现场杯瓶实验
a. 容器具:1000ml烧杯4个;玻棒4根;移液管2支(1ml和5ml);手表;100ml烧杯2个。 b. 药剂:0.1%PAM 100 ml;10%PAC 100 ml c. 药剂配制方法
0.1%PAM溶液的配制:10mg固体PAM粉末,准备800ml自来水于1000ml烧杯中,臵于电磁加热搅拌器上,均匀搅动时,将称好的PAM固体颗粒慢慢少量倒入烧杯中,随磁力搅拌子不断转动,进入水体的PAM颗粒均匀分布,不断溶解和搅拌。约2h后PAM固体全部溶解,加入自来水稀释至规定刻度,通常情况下可保存1周,超过1周时有效成分分解严重。
10%PAC溶液的配制:有市售PAC溶液,在10%浓度投加最为经济,可通过比重剂或者国标PAC含量检测方法确认。
d. 现有运行状下混凝剂和助凝剂投加量的确定。
在PAC投加出口处用1000ml量筒承接从管道内流出的PAC,当开始流至量筒内按下秒表计时,最高刻度时移开量筒,停止计时。观察量筒内的PAC量除以秒数,可得PAC溶液投加的秒流量。同样方法检测到PAM投加流量。
e. 通过监测到的混凝剂和助凝剂投加量计算实际投加至废水中的混凝剂和助凝剂的投加浓度。
PAC投药流量是Q ml/min,实际投加至水体的PAC量A为Q×10%。密度为ρ时,可计算出每分钟投加至水体的PAC重量B,B/每分钟处理水量q即为最终投加至水体中的PAC浓度。PAM的投加浓度相同方法算得。小试实验确定所投加的浓度是否合适。
将1000ml的4个烧杯放在可操作的平稳位臵,注入搅拌均匀的原废水,保持液面高度在1000ml刻度位臵;取算得的理论值,取0.8倍,1.0倍,1.2倍,1.4倍值投加;按照浓度计算需要投加的量;投加PAC至烧杯后,迅速用玻璃棒搅拌烧杯内水体,时间控制在15s左右,需4个烧杯同时搅拌和停止搅拌;最短时间内使投加的PAC能够快速分布于废水中,完成PAC在水体中的快速分布就可停止搅拌;同样方法计算PAM的梯度投加量;通过烧杯中形成的絮体颗粒大小、颗粒间间隙水等变化区别,最优与最裂的观察结果用于最后投加PAM后的效果综合对比;观察结束后尽快向烧杯内投加PAM,慢速搅拌水体,使水体中逐渐形成粗大的胶羽,搅拌速度控制在40rpm,搅拌2min后停止搅拌等待沉淀;观察胶羽形成大小、速度、胶羽间间隙水的清澈度,液面浮渣等情况;胶羽在水力旋转作用消失后会快速进入沉淀阶段,经30min的静止沉淀后,可以对胶羽形态进行判断,项目包括沉淀物数量、沉淀胶羽单体大小、上清液清澈度、烧杯壁悬挂胶羽程度、最终的上清液浮渣。
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