1、目錄第一章安全生產教育 1第二章污水處理知識 2第一節污水知識 2第二節污染物 3第三節生物處理 3第三章運行管理 8第一節 污水處理-活性污泥法-SV30-MLSS 8第二節生物脫氮基本原理 9第三節污泥上浮-活性污泥上浮的主要因素 13第四節生物泡沫 16第五節污泥膨脹 18第四章 設備維護保養 21第一節 設備的使用與維護概論 21第二節單體設備維護保養細則 23第五章電氣管理 27第一節電氣常識 27第二節電氣知識 29第三節電力電容的維護與運行管理 37第四節節約用電 38第五節安全用電 40第一章安全生產教育安全生產教育是指向企業全體有關人員進行的安全思想、安全技能、安全知識的宣傳

2、、教育和 訓練。加強安全教育是十分重要而艱巨的任務，其重要意義：有利于提高職工安全知識水平和實際操作技能。有利于動員職工參與安全管理。有利于提高職工“安全第一”的思想。1. 安全生產制度安全生產教育制安全生產檢查制安全生產責任制傷亡事故報告處理防火防爆制度各種安全操作規程2. 安全生產防毒氣安全用電防溺水和防高空墜落防雷防火防爆化驗室安全知識第二章污水處理知識第一節污水知識污水是指在生產和生活活動中排放的水的總稱。生活污水是人類日常生活中使用過的水，包廁所、廚房、浴室、洗衣房等處排出的水；來自住宅區、公共場所、機關、學校、醫院、商店以及工廠生活間的生活污水含有較多的有機物，如蛋白質、動植物脂肪

3、，碳水化合物和氨氮等；還含有肥皂盒洗滌劑以及病原微生物、寄生蟲卵等。工業廢水 是在工業生產過程中被使用過，為工業物料所污染，且污染物已無回收價值，在質量上已不符合生產工藝的需要，必須從生產系統中排出的水。城市污水是指排入城市管道中的生活污水和城鎮生活區的工業廢水等，實際上是混合污水。1、城市污水的來源及性質（1）城市污水是通過下水管道所收集到的所有排水，是排入下水管道系統的各種生活污水、工業廢水和城市降雨徑流的混合水。 生活污水是人們日常生活中排出的水。 工業廢水是生產過程中排出的廢水、包括生產工藝廢水、循環冷卻水、沖洗廢水以及綜合廢水。 降雨徑流是由降水或冰雪融化形成的。（2）城市污水的性質

4、 物理性質：顏色、氣味、水溫等指標。 化學指標：pH B0I5、COD、溶解固體（DS和懸浮固體（SS）、TN NH-N、TP、重金屬含量等。TN=有機氮（蛋白性氮、非蛋白性氮）+無機氮（NH-N、NQN、NQN） 生物指標：細菌、總大腸桿菌（生活、醫院污水）。污水處理：就是指采用各種技術和手段，將污水中所含的污染物質分離去除、回收利用或將其轉化為無害物質，使水得到凈化。污水處理分類：1 按照技術原理分：物理處理法、化學處理法、生物處理法。 物理法：沉淀、過濾、分離、氣浮。 化學法：中和、混凝、氧化還原、吸附、離子交換。生物法：活性污泥（利用微生物的作用來去除污水中溶解的和膠體狀態的有機物的方

5、法）和生物膜法。2. 按照處理程度分：一級處理、二級處理、三級處理（深度處理）。一級處理：去除污水中影響二級生物處理正常運轉的雜物過程；主要包括去除污水中的漂浮物及懸浮狀態的污染物，調整pH值和其他家禽污水腐化程度及后續處理工藝負荷的過程。 二級處理：主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質，使出水的有機污染物質含量達到排放標準的要。主要使用微生物處理法活性污泥法和生物膜法。第二節污染物污染物種類：1、按存在形態廢水中污染物可分為：漂浮物、懸浮固體、膠體、低分子有機物、無機離子、 溶解性氣體、微生物等。2、按危害特征可分為：漂浮物、懸浮固體、石油類、好氧有機物、難降解有機物，重金屬、 植物

6、營養物質、酸堿物質、反射性污染物、病原體、熱污染等。好氧有機物主要有腐殖酸、蛋白質、脂類、糖類、氨基酸等有機化合物。這些物質以懸浮或溶 解狀態存在于廢水中， 在微生物的作用下可以分解為簡單的CQ等無機物。這些無機物在天然水體中分解需要消耗水中的溶解氧。難降解有機物指不能被馴化的活性污泥所降解，而經過一定時間馴化后能在某種程度上降解的 有機物。主要有有機氯化物、有機磷農藥、有機金屬化合物、芳香族為代表的多環及其他長鏈有機 化合物。第三節生物處理（一）生物處理 就是利用微生物分解氧化有機物的這功能。并采取一定的人工措施，創造有利 于微生物生長、繁殖的環境，使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有機物的

7、效率的一種廢水處理 方法。所有微生物處理過程都是一種生物轉化過程，在這一過程中易于生物降解的有機污染物可在數 分鐘至數小時內進行兩種轉化：一是液相中溢出的氣體，二是變成剩余生物污泥。在生物反應中， 微生物代謝有機污染物并利用代謝過程中所獲得的能量來供細胞繁殖和維持生命活動的需要。好氧 條件下，微生物將有機物中的一部分碳元素轉化為CQ,厭氧條件下，則將其轉化為CH和CQ 然后這些氣體從液相中分離出來，同時微生物得到增殖，增殖的絮凝細菌細胞成為剩余污泥。生物處理法：好氧生物處理法、缺氧生物處理法、厭氧生物處理法。微生物生長方式：懸浮生長，固著生長、混合生長。（二）影響微生物的因素：1）負荷2 ）溫

8、度好氧微生物15-30 C,厭氧微生物 35-55 C。3 ） pH值好氧微生物pH值6.8-8.5，厭氧微生物6.8-7.24 ）含氧量5 ）營養平衡廢水中的各種營養物質不平衡，會影響微生物的活性，影響處理效果6）有毒物質（三）活性污泥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。絨粒的直徑一般為0.02-0.2mm，含水率一般為99.2-99.8%。成熟的活性污泥具有很好的絮凝沉淀性能，其中含有大量的菌膠團和纖毛蟲原生動物，如鐘蟲、蓋纖蟲、累枝蟲等，并可使BOD的去除率達到 90%左右。正常生長的活性污泥呈茶褐色，菌膠團絮體發育良好，個體大小適宜，稍具泥土味。菌膠團：（1微生物領域-

9、將動物膠菌形成的細菌團塊成為菌膠團。（2）將所有具有莢膜或粘液或明膠質的絮凝性細菌相互凝聚成的菌膠團塊稱為菌膠團。活性污泥處理技術是利用設施、設備和工藝技術將污水中所含有的污染物分離出來，將有害物質轉化為無害的、穩定的物質，從而使污水得到凈化。（四）、污水處理工藝1 、活性污泥工藝原理：向生活污水中不斷注入空氣，維持水中有足夠的溶解氧，經過一段時間后，污水即 生成一種絮凝體，這種絮凝體是由大量繁殖的微生物構成的，易于沉淀分離，使污水得到澄清，這 就是“活性污泥”?；钚晕勰喾ň褪且詰腋∩L在水中的活性污泥為主體，在微生物生長有利的環境條件下和污水 充分接觸，使污水凈化的一種方法，它的主要構筑物有

10、曝氣池和二沉池。2、工藝流程：曝氣系統+二沉池+回流系統+剩余污泥排放系統 曝氣池是由微生物組成的活性污泥與污水中的有機污染物質充分混合接觸，進而將其吸收 并分解的場所，是活性污泥工藝的核心。 曝氣系統的作用是向曝氣池中供給微生物增長極分解有機物所必需的氧氣，并起混合攪拌 的作用，使活性污泥與有機污染物質充分接觸。 二沉池的作用是使活性污泥與處理完的污水分離，并使污泥得到一定程度的濃縮。 回流污泥系統：把二沉池沉淀下來的絕大部分活性污泥再回流到曝氣池，以保證曝氣池有 足夠的微生物濃度。 剩余污泥排放系統：隨著有機污染物質被分解，曝氣池每天都凈增一部分活性污泥，這部 分活性污泥稱為剩余活性污泥，

11、通過剩余活性污泥排放系統排出。3、工藝參數 入流水質水量Q 回流污泥量Qr是從二沉池補充到氧化溝的污泥量，回流比R是回流污泥量 Qr與入流污泥量Q之比。 懸浮固體MLSS是指混合液中懸浮固體的濃度，近似表示曝氣池內活性微生物濃度；揮發性懸浮固體MLVSS由于不包含無機質，它能較好的反映活性污泥微生物的數量。回流污泥懸浮固體 RSS回流污泥飛發性固體 RVSS 有機負荷F/M是指單位質量的活性污泥，在單位時間內要保證一定的處理效果，所能承受 的有機污染物量，單位為 kgB0D5/ （ kgMLVSS d）, 一般為0.2 0.4。a. F/M較大時，由于有機污染物較充足，活性污泥中的微生物增長速

12、度較快，有機污染 物被除去的速率也較快，但此時的活性污泥的沉降性能可能較差。b. F/M較小時，由于有機污染物不太充足，微生物增長速率也較慢或基本不增長，甚至可能減少，此時有機物被去除的速率也必然較慢，但此時活性污泥沉降性能往往較好。溶解氧濃度剩余活性污泥的排放量Qw污泥齡STR水力停留時間Ta二沉池水力表面負荷qs m3/(m2- h) =Q/Ac固體表面負荷qs kg/(m3h)=(Q+Qr),MLSS/A出水堰流負荷 m 3/ (va-h)二沉池的泥位Ls污泥層厚度Hs Hs不應超過1/3LS4、生物脫氮(1) 生物脫氮氮的幾種形式：有機氮、氨氮、亞硝態氮和硝態氮。氮含量的指標：總氮(T

13、N)、總凱氏氮(TKN、氨氮(NH-N)、硝酸鹽氮(NO-N)、亞硝酸鹽氮(NO-N)TKN= 有機氮 + NH3-NTN= 有機氮 + 無機氮=TKN+ NO3 N+ NQ N脫氮的過程即是各種形態的氮轉化為氨氣從水中脫除的過程。(2) 生物脫氮原理 氨化作用：生物氨化是指微生物江有機氮轉化為氨氮的過程。一般的異養微生物都能進行 高效的氨化作用，即在細菌分泌的水解酶的催化作用下，有機氮化合物水解斷開肽鍵，脫 除羧基和氨基形成氮。 硝化作用：生物硝化作用是指利用化能自養微生物將氨氮氧化成硝酸鹽的一種生化反應過程。硝化作用由兩類化能自養細菌參與，亞硝化單胞菌首先將氨氮NH3-N氧化成亞硝酸鹽N0

14、2-N,硝化桿菌再將亞硝酸鹽 NQ2-N氧化成穩定狀態的硝酸鹽 NQ3- N。反應式：反硝化菌2 NH/+1.5 0 2N2+H0+2 0H反硝化菌2 NQ+0.5 0 2N2+4 出0+2 0H(3) 生物硝化過程中的主要影響因素 溫度5-35 C硝化菌能正常的生理代謝活動，溫度升高，活性增加，30 C左右活性最大。5 C停止活動，硝化系統運行管理中，水溫<15C硝化速率明顯下降。在冬季，為保證一定的硝化效果，采用增大污泥齡 SRT來應對低溫對硝化的影響。 pH值：pH值在8-9范圍內，活動最強，當 pH<6.5或pH>9.5時受到抑制，pH<6.5時需投 加堿。 有

15、機負荷F/M: F/M在0.15KgBOD5/KgMLVSS d時，負荷越低，硝化進行得越充分，NH3-N向NO N轉化效率越高。 污泥齡SRT長污泥齡，硝化細菌培養起來，硝化效果好。溶解氧DO溶解氧>2.0mg/L時，每克 NH3-N轉化NO3-N需要4.57g的氧。 BOD5/TKN比值：BOD5/TKN越大，硝化速率 NR越??；BOD5/TKN越小，硝化速率 NR越大，城市污水BOD5/TKN大約為5-6，活性污泥中硝化細菌的比例約為5%如果BOD5/TKN變小時，由于硝化細菌比例增大，部分細菌會脫離污泥絮體而處于游離狀態，不易于沉淀，導致出水渾濁。 有毒物質。(4) 生物反硝化過

16、程的影響因素 溫度 溫度越高，硝化速率越高，當低于15C時反硝化速率將明顯降低，低于5C時反硝化趨于停止。在冬季要保證脫氮效果，就必須增大污泥齡，提高污泥濃度。 pH值pH在6-9范圍內均能正常代謝。當pH<7.3時，反硝化最終產物 N2Q當pH>7.3時，反硝化最終產物 N2。 BOD5/TKN 當BODTKN>2.86時有機物即可滿足需要。 最高控制在BOD/TKN>4.0,最好在5.7以上，否則應外增碳源補充有機物的不足。常用工業用甲醇，因為甲醇是一種不含氮的有 機物，正常濃度對細菌沒有抑制。 缺氧段DO缺氧段溶解氧小于 0.5mg/L。5、生物除磷23污水中的磷

17、主要來自糞便、 洗滌劑、農藥、含磷工業廢水等。主要以磷酸鹽(H2PQ、HPO、PQ ), 聚磷酸鹽和有機磷的形式存在。生物除磷就是利用細菌、藻類等微生物在某種特定條件下，在它們體內的細胞內積儲大大超過 合成細胞所需的磷，并在厭氧條件下又釋放出來的原理。通過對微生物的這種過剩攝取磷的控制， 排除系統中的剩余污泥，達到生物除磷的目的。(1) 厭氧階段：使含磷化合物呈溶解性磷，聚磷菌釋放積儲磷酸鹽。(2) 好氧階段：聚磷菌大量吸收積儲溶解性磷化物中的磷，化合成TAP與聚磷酸鹽。聚磷菌是好氧菌，它在活性污泥中是優勢菌種。但是在厭氧環境中將聚磷菌水解，由于他在利 用基質的競爭中比其它好氧菌占優勢，從而利

18、于它的大量繁殖，經過厭氧與好氧的交替，進行釋磷 和吸磷的過程。出水在沉淀池與活性污泥分離，從而通過排除富磷污泥達到除磷。(五) 缺氧好養(A/0)生物脫氮工藝1 .工藝流程：污水f缺氧池f好氧池f沉淀池f出水在反硝化缺氧區中，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有機物作為碳源，將回流混合液中的大量硝態氮(NO N)還原成 N2，達到脫氮的目的。然后在后續的好好氧區中進行有機物的生物 氧化，有機氮的氨化和氨氮的硝化等生化反應，后設沉淀池，部分沉淀污泥回流到缺氧區，以提供 充足的微生物，同時還將好氧區內混合液回流至缺氧區，以保證缺氧區有足夠的硝酸鹽。主要特點：(1) 流程簡單，構筑物少，只有一個污泥

19、回流系統。(2) 反硝化池不需要外加碳源，降低運行費用。(3) 好氧區在缺氧區之后，可以使反硝化殘留的有機物得到進一步的去除，提高出水水質。(4) 缺氧區在前，污水中的有機碳被氮硝化菌所利用，可減輕好氧區的有機負荷，同時缺氧區中進行的反硝化產生的堿度可以補償好氧區中進行的硝化反應對堿度的需求。缺點：脫氮效果不高，若沉淀池運行不當，易在沉淀池內發生反硝化反應，造成污泥上浮，水 質惡化。2 . A2/0生物脫氮的主要參數及影響(1) F/M和SRT污泥負荷要低，污泥齡要長。(2) 回流比R:回流比升高，脫氮效果也提高。但是混合液R太高，工藝過程動力消耗太大，運行費用高，一般設計100%回流。(3)

20、 水力停留時間：要達到70-80%的脫氮率，硝化反應水力不應小于 6h，反硝化2h之內即可, 硝化：反硝化=3:1。(4) 溶解氧 好氧區2.0mg/L,缺氧區低于0.5mg/L，厭氧區低于 0.2mg/L。(5) pH 值(6) 溫度(7) BOD和 BODy(NOx-N)第三章運行管理第一節污水處理-活性污泥法-SV30-MLSS利用活性污泥法處理污水，主要是通過活性污泥微生物，在有氧的情況下，將有機物合成新的細胞物質或將其分解代謝，然后再經過由合成細胞形成的菌體有機物的絮凝、沉淀、分離，從而達到去除午睡中有機物、凈化污水的目的。微生物代謝關系圖如下：分解代謝代謝產物（H2O CQ、NH等

21、）+能量微生物.內源呼吸產物+能量"（H2Q CQ、NH）污水中的有機物+Q2合成代謝微生物合成細胞物質+Q （GI4NQ）內源呼吸殘留物凈增值細胞物質污水凈化的重要環節，首先是污水中有機物在曝氣池中微生物的作用下合成菌膠團的過程，其次是菌體有機物的絮凝、沉淀和分離過程；影響污水處理質量的主要因素；首先是曝氣池中由菌體有機物形成的活性污泥濃度（MLSS的大??；其次是活性污泥凝聚，沉淀性能的好壞，而污泥沉降比（SV%是指曝氣池混合液在 100ml量筒中，靜置、沉淀30min后，沉淀污泥與混合液之體積比（,由此，一方面，可以直接了解污泥凝聚、沉降性能的好壞；另一方面，污泥沉降比值在一定程

22、度上 也是污泥濃度大小的定量反映；因此，污泥沉降比是用以指導工藝運行的重要參數。1.1 MLSS是影響污水中有機物去除的關鍵活性污泥微生物從污水中去除有機物的代謝過程，主要是由微生物細胞物質的合成（活性污泥增長）、有機物（包括一部分細胞物質）的氧化分解和氧的消耗組成。當氧供應充足時活性污泥的增 長分為對數增長期、減速增長期和內源呼吸期。在每個增長期，有機物的去除速率、氧利用速率、活性污泥特征等都各不相同。研究發現，有機物（F）與微生物（M）的比值（污泥負荷率F:M ）是影響活性污泥處于不同階段即影響有機物從污水中去除效果的重要因素。F:M=Ns=QLs/XV（KgBQD/KgMLSS d）式中

23、：Q 污水流量，m/dLs -進水有機物（BQD）濃度，mg/Lv -曝氣池容積，mX -混合液懸浮固體（MLSS, mg/L在一般城市污水處理廠，曝氣池容積固定，進水水量和水質（BQD濃度）比較穩定，由以上公 式不難發現，MLSS勺大小是污泥負荷率的決定因素，直接影響污水中有機物的去除情況。1.2 一般情況下，污泥沉降比值是MLSS定量的直觀反映這一點由以下公式可以證明MLSS(g/L)=SV/SVI式中SVI (ml/g )為污泥指數，即評定活性污泥凝聚、沉淀性能的指標。在穩定的污水處理工 藝中，由于SVI值在一段時間內基本保持在某一穩定區間，因此，通常情況下，污泥沉降比值能夠 反映曝氣池

24、中混合后液的濃度，它在污泥濃度成正比例關系。運行人員均以沉降比作為指導運行的主要參數，首先，因為它具有操作簡單、歷時短的特點；其次?？梢酝ㄟ^測量污泥沉降比隨時觀察活性污泥的絮凝、沉淀過程，了解活性污泥特性，掌握活 性污泥量，判斷曝氣池工藝運行情況，為工藝調整提供科學依據，從而由此控制污水處理效果。1.3 沉降比與污泥指數(SVI)的關系由測量污泥沉降比的過程，可以直接了解污泥絮凝、沉降性能的好壞。在我廠運行中，當SVI值在80-120之間，此時污泥呈褐色、絮狀，沉淀性能良好；當 SVI值小于80時，說明污泥泥齡過 長或有機物含量過低，此時污泥細碎，顏色發黑，活性不好；當SVI值大于120時，污

25、泥過于松散，呈淺褐色，沉淀性能較差；另外，污泥沉降比測量結束后，通過觀察量筒中污泥放置多少時間后上 浮可以判斷曝氣池的供氧情況。如污泥在靜沉放置3-4小時后仍不上浮，呈褐色證明活性污泥性狀較好，曝氣供氧充分；如靜沉2小時左右污泥上浮，呈黑色，說明污泥厭氧，曝氣池供氧量不足。在工藝運行中，如果進水量、剩余污泥排放量等運行條件比較穩定。污泥沉降比值不會發生突變，SVI值也比較穩定，此時的污泥沉降比值對應一定的活性污泥濃度，沉降比小于15%寸，曝氣池混合液濃度低，活性污泥發育不良，處于不成熟期，污泥絮凝、沉降效果差，菌膠團松散，活性污 泥微生物不活躍，從而造成出水水質不穩定，甚至不能達標；當沉降比在

26、15%-50%之間時，活性污泥已經成熟，混合液濃度較高，一般都在2000-3000mg/L左右，污泥負荷處在沉降區段，污泥絮凝、沉降性能都比較好，微生物也很活躍，出水水質穩定。為了減少曝氣池的鼓風量，節約能源，我們 一般將污泥沉降比控制在 15%-30%間。測定污泥沉降比是用以指導工藝運行的重要方法。因為它不但操作簡單、方便，而且能使運行 管理人員隨時了解曝氣池中活性污泥的濃度和泥質情況，從而掌握和控制整個工藝的運行參數，通 過確定穩定的污泥沉降比值，可以達到控制污水處理效果，保證出水水質的目的。第二節生物脫氮基本原理進行生物脫氮可分為氨化-硝化-反硝化三個步驟。由于氨化反應速度很快，在一般廢

27、水處理設施中均能完成，故生物脫氮的關鍵在于硝化和反硝化。生物脫氮是在微生物的作用下，將有機氮和NH-N轉化為Nb和NO氣體的過程。廢水中存在著有機氮、NH-N、NO -N,等形式的氮，而其中以NhkN和有機氮為主要形式，在生物處理過程中，有機氮被異養微生物氧化分解，即通過氨化作用轉化成NhkN，而后經過硝化過程 轉變成為NO -N，最后通過反硝化作用使 NO -N轉換成Nb,而逸入大氣。由此可見，進行生物脫氮可分為氨化-硝化-反硝化三個步驟。由于氨化反應速度很快，在一般廢水處理設施中均能完成，故生物脫氮的關鍵在于硝化和反硝化。(1 )氨化作用氨化作用是指將有機氮化合物轉化為NH3-N的過程，也

28、稱為礦化作用。參與氨化作用的細菌稱為氨化細菌。在自然界中，它們的種類很多，主要有好氧性的熒光假單胞菌和靈桿菌、兼性的變形 桿菌和厭氧的腐敗梭菌等。在好養條件下，主要有兩種降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脫氮。 例如氨基酸生成酮酸和氨：CHCH(NH)COOH -宀 CH3C(NH)COOH -宀 CHsCOCOOH+NIH丙氨酸亞氨基丙酸法丙酮酸另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脫氮反應。例如尿素能被許多細菌水解產生 氨，分解尿素的細菌有尿八聯球菌等，它們是好氧菌，其反應式如下：(NH) 2CO+2 HO - t 2NH3+CO+HO在厭氧或缺氧的條件下，厭氧微生物和兼性厭氧微生物對

29、有機氮化合物進行還原脫氮、水解脫 氮和脫水脫氮三種途徑的氨化反應。+2HRCH( NH) COOH t RCHCOOH+N H+H0CHCH ( NH2) COOH t CHsCH(OH)COOH+NH-H2OCH(OH)CH(NH)COOH - t CHsCOCOOH+NH(2 )硝化作用硝化作用是指將 NH-N氧化為NO -N的生物化學反應，這個過程由亞硝酸菌和硝酸菌共同完成， 包括亞硝化反應和硝化反應兩個步驟，該反應歷程為：亞硝化反應 NH3 + 1.5 O 2 - t NO2 + H +HO+273.5KJ硝化反應 NO2+ 0.5 O 2 - t NO3 + 73.19KJ總反應式

30、NH3 + 2 O 2 - t NO3 + H+ + H2O + 346.69KJ亞硝酸菌有亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸螺桿菌屬和亞硝酸球菌屬。硝酸菌有硝酸桿菌屬、硝酸球菌屬。亞硝酸菌和硝酸菌統稱為硝化菌。發生硝化反應時細菌分別從氧化NH-N和NO -N的過程中獲得能量，碳源來自無機碳化合物，如 CO2、HCO、CO等。假定細胞的組成為 C5H7NQ,則硝化菌 合成的化學計量關系可表示為：亞硝化反應 15 CO+13 NH3 - t 10 NO2+3 C5HNO+22 H+4HO硝化反應 5 CO 2+ NH3 +10 NO2- t 10 NO3 + CsHNO在綜合考慮了氧化合成后，實際應用中的硝

31、化反應總方程式為：NH +1.86 O 2+0.98 HCOs- t 0.02 C 5H7NO+1.O4 H 2O+0.98 NOs+0.88 H 2CO 由上式可以看出硝化過程的三個重要特征：1）NH 3的生物氧化需要大量的氧，大約每去除1g的NH-N需要4.2g O 2；2）硝化過程細胞產率非常低，難以維持較高物質濃度，特別是在低溫的冬季；3）硝化過程中產生大量的質子（H+）,為了使反應能順利進行，需要大量的堿中和，理論上大約為每氧化1g的NH-N需要堿度5.57g （以NaCO計）硝化反應影響因素 溫度在生物硝化系統中，硝化細菌對溫度的變化非常敏感，在535 C的范圍內，硝化菌能進行正常

32、的生理代謝活動。當廢水溫度低于15C時，硝化速率會明顯下降，當溫度低于10C時已啟動的硝化系統可以勉強維持，硝化速率只有30C時的硝化速率的25%盡管溫度的升高，生物活性增大，硝化速率也升高，但溫度過高將使硝化菌大量死亡，實際運行中要求硝化反應溫度低于38 C。 pH值硝化菌對pH值變化非常敏感最佳 pH值是8.08.4，在這一最佳pH值條件下，硝化速度，硝 化菌最大的比值速度可達最大值。Anthonison認為pH對硝化反應的影響只是表觀現象。 溶解氧氧是硝化反應過程中的電子受體，反應器內溶解氧高低，必將影響硝化反應的進程。在活性污泥法系統中，大多數學者認為溶解氧應該控制在1.52.0mg/

33、L內，低于0.5mg/L則硝化作用趨于停止。當前認為在低 D0（ 1.5mg/L ）下可出現SND現象。在DO>2.0mg/L,溶解氧濃度對硝化過程影響 可不予考慮。但DO濃度不宜太高，因為溶解氧過高能夠導致有機物分解過快，從而使微生物缺乏營 養，活性污泥易于老化，結構松散。此外，溶解氧過高，過量耗能，在經濟上也是不適宜的 生物固體平均停留時間（污泥齡）為了使硝化菌群能夠在連續流反應器系統存活，微生物在反應器內的停留時間（Bc） s必須大于自養型硝化菌最小的世代時間（Oc）否則硝化菌的流失率將大于凈增率，將使硝化菌從系統中流失殆盡。一般對（B c） s的取值，至少應為硝化菌最小世代時間的

34、2倍以上，即安全系數應大于2。 重金屬及有毒物質除了重金屬以外，對硝化反應產生抑制作用的物質還有：高濃度氨氮、高濃度硝酸鹽有機物及 絡合離子等。（3）反硝化作用反硝化作用是指在厭氧或缺氧（DO<0.30.5mg/L ）條件下，NO -N及其它氮氧化物被用作電子受體被還原為氮氣或氮的其他氣態氧化物的生物學反應，這個過程由反硝化菌完成，反應歷程為：NO 3 - t NO2 - t NO - t NaO - t N 2NO3+5H（有機電子供體）-t 0.5 N 2+2 H20+ OHNO 2+3H（有機電子供體）-t 0.5 N 2+H2O+ OHH可以是任何能提供電子，且能還原NO -N為

35、氮氣的物質，包括有機物、硫化物、川等。進行 這類反應的細菌主要有變形桿菌屬、微球菌屬、假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、產堿桿菌屬、黃桿菌屬等兼性細菌，它們在自然界中廣泛存在。 有分子氧存在時，利用 O2作為最終電子受體， 氧化有機物， 進行呼吸；無分子氧存在時，利用NOT-N進行呼吸研究表明，這種利用分子氧和 NO -N之間的轉換 很容易進行，即使頻繁交換也不會抑制反硝化的進行。大多數反硝化菌能進行反硝化的同時將NOT-N同化為NH-N而供給細胞合成之用，這也就是所謂同化反硝化。只有當NO -N作為反硝化菌唯一可利用的氨源時NO -N同化代謝才可能發生。如果廢水中同時存在NH-N，反硝化菌有限地利用

36、NH-N進行合成。反硝化反應影響因素 溫度反硝化細菌對溫度變化雖不如硝化細菌那么敏感，但反硝化效果也會隨著溫度的變化而變化。溫度越高，硝化速率也越高，在3035C時，DNR增至最大。當低于 15C時，反硝化速率將明顯降低；至5C時，反硝化將趨于停止。 pH值pH值是反硝化反應的重要影響因素，對反硝化最適宜的 pH值是6.57.5 ,在這個pH值的條件下，反硝化速率最高，當 pH值高于8或者低于6時，反硝化速率大為下降。 外加碳源反硝化菌是屬于異養型兼性厭氧菌，在厭氧條件下以NGT-N為電子受體，以有機物（有機碳）為電子供體。由此可見碳源是反硝化過程中不可少的一種物質，進水的C/N直接影響生物脫

37、氮除氮效果的重要因素。 一般BOD/TKN=4,有機物越充分，反應速度越快，當廢水中BOD/TKN小于3時, 需要外加碳源才能達到理想的脫氮的目的。因此碳源對對反硝化效果影響很大。反硝化的碳源來源 主要分三類：一是廢水本身的組成物，如各種有機酸、淀粉、碳水化合物等；二是廢水處理過程中 添加碳源，一般可以添加附近一些工業副產物，如乙酸、丙酸和甲醇等；三是活性污泥自身死亡自 溶釋放的碳源，稱為內源碳。 溶解氧反硝化菌是異養兼性厭氧菌，只有在無分子氧而同時存在硝酸和亞硝酸鹽離子的條件下，它們 才能利用這些離子中的氧進行呼吸，使硝酸鹽還原。如反應器內溶解氧較高，將使反硝化菌利用氧 進行呼吸，抑制反硝化

38、菌體內硝酸鹽還原酶的合成，或者氧成為電子受體，阻礙硝酸鹽的還原，但 是，另一方面，在反硝化菌以在厭氧、好氧交替環境中生活為宜，溶解氧應控制在0.5mg/L。（4）同化作用在生物脫氮過程中，廢水中的一部分氮（NH-N或有機氮）被同化為異養生物細胞的組成部分。微生物細胞采用 C60H7Q3N12P來表示，按細胞干重量計算，微生物細胞中氮含量約為12.5%。雖然微生物的內源呼吸和溶胞作用會使一部分細胞的氮有一有機氮和NH-N形式回到廢水中，但仍存在于微生物的細胞及內源呼吸殘留物中的氮可以在二沉池中得以從廢水中去除。第三節 污泥上浮-活性污泥上浮的主要因素3.1 進水水質3.1.1 過量的表面活性劑物

39、質和油脂類化合物這類物質可以影響細胞質膜的穩定性和通透性，使細胞的某些必要成分流失而導致微生物生長停滯和死亡。當曝氣池進水中含有大量這類物質時，會產生大量泡沫（氣泡），這些氣泡很容易附聚在菌膠團上，使活性污泥的比重降低而上浮。另外，當進水含油脂量過高時，經過與曝氣與混合， 油脂會附聚在菌膠團表面，使細菌缺氧死亡，導致比重降低而上浮。3.1.2 pH值沖擊過高或過低的pH值會影響活性污泥微生物胞外酶及存在于細胞質和細胞壁里酶的催化作用以及微生物對營養物質的吸收。當連續曝氣反應池內pH<4.0或pH>11.0時，多數情況下活性污泥中微生物活性受到抑制，或失去活性，甚至死亡，以致發生污泥

40、上浮。相關實驗結果表明：當進水pH值為2.5-5.0和10.0-12.0時，pH值越低（或越高），污泥活性受到抑制越嚴重，上浮污泥量越多?？刂频蚿H值（3.5-7.0 ）的反應周期內pH值不變，兩種廢水的活性污泥在pHW 5.5時就開始出現污泥上浮。另一方面，隨著pH值的增加，由于胞外聚合物（Extra Celluar Polymer ）的電離官能團增加，活性污泥絮凝作用增加（盡管帶的負電性增加），但當pH值超過一定范圍后，絮凝作用下降?？梢?，這時的電排斥作用增加，也會造成活性污泥脫絮（懸浮、不絮凝、反絮凝（deflocculation ）和上浮）。3.1.3 鹽含量的影響對進水的pH值調整不

41、能消除堿度對活性污泥的影響，對堿性進水調pH值，雖然中和了堿性物質，但產生了鹽。鹽溶液濃度不同滲透壓也不同，滲透壓是影響微生物生存的重要因素之一。如微 生物所處的滲透壓發生突變，就會導致細胞死亡。3.1.4 水溫過熱組成活性污泥的微生物適合的溫度范圍一般為15-35 C,超過45 C時會使活性污泥中大部分微生物死亡而上?。ń涍^長期馴化的或特殊微生物除外）。3.1.5 致毒性底物對好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括：含量過高的COD有機物（酚及其衍生物、醇醛和某些有機酸等），硫化物、重金屬及鹵化物，高底物濃度可與細胞酶活動中心形成穩定的化合物，導致基質不能接近，無法被降解，甚至使細胞中毒

42、死亡，重金屬離子進入細胞后主要與酶或蛋白質上的-SH基結合而使之失活或變性，微量的重金屬離子還能在細胞內不斷累積最終對微生物發 生毒害作用（微動作用），鹵化物最常見的是碘和氯，碘不可逆地與菌體蛋白質（或酶）的酪氨酸結 合，生成二碘酪氨酸，使菌體失活。氯與水合成次氯酸，其分解產生強氧化劑，而且廢水中有機物 的突變，使原被馴化好的并能降解有機毒物的微生物減少或消失。3.2 工藝運行3.2.1 過量曝氣微生物處于饑餓狀態而引起自身氧化進入衰老期，池中溶解氧濃度（DO上升；或者由于污泥活性差，曝氣葉輪線速度過高，供氧過多，總之，DO上升,短期內污泥活性可能很好，因為新陳代謝快，有機物分解也快，但是時間

43、一久，污泥被打得又輕又碎（但無氣泡），像霧化片似的飄滿沉淀池表面，隨水流走，這種污泥色淺，活性差，好氧速率下降，污泥體積和污泥指數增高，處理效果 明顯降低。322缺氧引起的污泥上浮污泥呈灰色，若缺氧過久則呈黑色，并常帶有小氣泡。3.2.3 反硝化引起的污泥上浮當廢水中有機氮化合物含量過高或氨氮過高時，在適宜條件下可被硝化菌和亞硝化菌氧化為NO，如二沉池積泥或停留時間過長，NO還原產生的N2會被活性污泥絮凝體所吸附，使得活性污泥上浮。3.2.4 回流量太大引起的污泥上浮回流量突增，會使氣水分離不徹底，曝氣池中的氣泡帶到沉淀區上浮，這種污泥呈顆粒狀，顏 色不變，上翻的方向是從導流區壁直向沉淀區壁成

44、湍流翻動。3.2.5 二沉池池底積泥引起的污泥上浮如果二沉池底泥發酵，產生的CO和H2也會附聚在活性污泥上，使污泥比重降低而上浮。污泥腐化產生CH、H2S后上浮，首先是一個個小氣泡逸出水面，緊接著有黑色污泥上浮。3.3 .活性污泥絲狀菌過量生長及其控制產生的污泥上浮3.3.1 溫度與負荷微絲菌（Mocrothrix partvicella）的最佳生長條件是溫度在1215 C，污泥負荷小于O.1kg/（kg d）.它的天然疏水性會引起活性污泥的脫水性差，最高為49mL/g。在溫度高于20C后，即使污泥負荷是 0.2 kg/（kg d） , M. patvicella也不增殖。它打碎成 30-80

45、 u m的碎片，成浮渣形式而上浮。3.3.2 表面活性物質、類脂化合物及機械應力作用引起低負荷膨脹和污泥上浮的最頻繁是絲狀菌是：微絲菌、0092型、0041型。在進水中表面活性物質和類脂化合物濃度的升高、接種和機械應力也會引起放線菌（Actionmycetes ）的增長。Kappeleretal觀察到機械應力（如離心泵）損壞緊密的活性污泥絮凝體并導致微絲菌的過量生長。3.3.3 過量投加絲狀菌抑制劑在曝氣池流出槽中注入過氧化氫，數天后，絲狀菌就消失，SVI從580 mL/g下降至178 mL/g。且過氧化氫也有確保曝氣池DO和去除H2S臭味的效果。但若加入太大會引起活性污泥的活性抑制及污泥上浮

46、。3.4 活性污泥活性抑制與上浮的檢測方法3.4.1 測定污泥的耗氧速率（OUR和ATP測定活性污泥的耗氧速率（OUR,可判斷有無毒物流入，負荷條件和排泥平衡情況。若同時測 定三磷酸腺苷（ATP）,還可以從處理機能方面對微生物量和活性度進行定量分析。根據相關研究表 明，測定ATP含量和OUR是檢測生物量活性的可靠方法。342 利用指示生物診斷活性污泥狀態和性能用顯微鏡對活性污泥中的微生物進行鏡檢，其中的原生動物和后生動物（統稱為微型動物）相對比細菌個體大，在顯微鏡下易于觀察、鑒別和計數，且對外界環境條件的變化更為敏感，作為指示生物來診斷活性污泥的狀態和性能，在工程實踐中已有較廣泛應用。這種指示

47、作用概括于表 1中。表1微型動物對活性污泥狀態和性能的指示作用微型動物鏡檢情況活性污泥狀態鐘蟲、遁纖蟲、累枝蟲、聚縮蟲、獨縮蟲等固著型原生動物和輪蟲 等后生動物大量出現（ 106個/L ）良好微型動物種類高度多樣化，沒有占絕對優勢數量的微生物波豆蟲、尾波蟲、側滴蟲、屋滴蟲、豆形蟲、草履蟲等快速游泳型 原生動物較多惡化嚴重惡化時微型動物極少、或被一種（或一組）占優勢漫游沖、斜葉蟲，管葉蟲等慢速游泳型或匍匐行進的原生動物較多惡化-t良好可觀察到微型動物， 但個體數比正常污泥還少，蠕動纖毛類較少，球衣菌、絲硫菌、微絲菌、放線菌大量出現膨脹、泡沫和浮渣變形蟲和簡便蟲等肉足類原生動物的個體在混合液中出現

48、104個/mL分散、解體新態蟲、扭頭蟲、草履蟲出現較多溶解氧（DO不足輪蟲和變形蟲大量出現曝氣過剩3.5控制污泥上浮的技術措施 穩定曝氣池進水水質的最可行、最經濟的方法是終水回用，用以稀釋、調節曝氣池中進水的 有機物濃度，使其穩定在一定的范圍內，終水回用的先決條件是污水處理廠的處理能力必須大于實 際進水量。 污水處理廠應考慮設有較大容積的調節池（均質池）并控制好均質池（調節池）液位。因高液位會使均質池的水量緩沖能力下降，甚至喪失；而低液位運行不僅均質效果差，且易使油和均質池底的雜質進入曝氣池，造成活性污泥受沖擊而上浮。液位宜控制在50%-70% 合理投加營養鹽。由于工業廢水中營養比例失調，常常

49、碳源充分而氮、磷等營養物不足，因此處理工業廢水時需另外補加。一般以尿素和磷酸鹽為氮源和磷源，但投加量不宜過量。 曝氣池入口設中和池及由堿池、酸池、pH檢測儀、pH自動調節閥等組成的 pH自動調節系統,使曝氣池進水的pH值控制在要求范圍內。 采用純氧曝氣。從西德引進的純氧曝氣設備，投產5a以來從未出現過污泥上浮。 污泥中毒引起的污泥上浮可以加大曝氣量，減少進水量并清除死污泥。 活性污泥的微生物組成主要依賴于廢水成分、流動形式、運行條件和適宜的設計。由于在實 際處理過程中幾乎難以控制廢水成分，因此對運行條件和反應器設計進行優化選擇至關重要。第四節生物泡沫泡沫一般分為三種形式： 啟動泡沫?；钚晕勰喙?/p>

50、藝運行啟動初期，由于污水中含有一些表面活性物質，易引起表面泡 沫，但隨著活性污泥的成熟，這些表面活性物質經生物降解，泡沫現象會逐漸消失。 反硝化泡沫。如果污水廠進行硝化反應，則在沉淀池或曝氣不足的地方會發生反硝化作用， 產生氨等氣泡而帶動部分污泥上浮，出現泡沫現象。 生物泡沫。由于絲狀微生物的異常生長，與氣泡、絮體顆?；旌隙傻呐菽哂蟹€定、持續、較難控制的特點。生物泡沫對污水廠的運行是非常不利的；在曝氣池或二沉池中出現大量絲狀微生物，水面上漂浮、積聚大量泡沫；造成出水有機物濃度和懸浮固體升高；產生惡臭或不良有害氣體； 降低機械曝氣方式的氧轉移效率；可能造成后期污泥消化時產生大量表面泡沫。4.

51、1生物泡沫的形成及影響因素4.1.1 生物泡沫的形成機理 與泡沫有關的微生物大都含有脂類物質，如M.parvicella的脂類含量達干重的35%因此,這類微生物比水輕，易漂浮到水面。 與泡沫有關的微生物大都呈絲狀或枝狀，易形成網，能捕掃微粒和氣泡等，并浮到水面。被 絲網包圍的氣泡，增加了其表面的張力，使氣泡不易破碎，泡沫就跟穩定。 曝氣氣泡產生的氣浮作用常常是泡沫形成的主要動力，顆粒利用氣泡氣浮，必須是形小、質輕 和具有疏水性的的物質。所以，當水中存在油、脂類物質和含脂微生物時。則易產生表面泡沫現象。4.1.2 與生物泡沫形成有關的菌屬生物泡沫的形成主要與活性污泥中微生物的生長和種類有關，但至

52、今仍有許多現象不能簡單的 進行解釋。世界上普遍承認的與生物泡沫有關的菌屬主要有：放線菌，包括：Nocardia amarac,革蘭氏陽性，枝狀菌絲；Nocardia pianesis,革蘭氏陽性，松枝狀；Rhodococcus sp,革蘭氏陽性，枝狀菌絲。絲狀菌，包括Microthrix parvicella, 革蘭氏陽性，絲狀，無鞘無分枝；Eikelboom type 0675,革蘭氏陽性，有鞘無分枝；Eikelboom type 0092,革蘭氏陰性，無鞘無分枝上述菌種中，最常見的是 Nocardia amarac 禾口 Microthrix parvicella 。4.1.3 生物泡沫形

53、成的主要因素 污泥停留時間。由于產生泡沫的微生物普遍生長速率較低、生長周期長（見表1），所以長污泥停留時間（SRT都會有利于這些微生物的生長。如采用延時曝氣方式就易產生泡沫現象，而且一旦泡沫形成，泡沫層的生物停留時間就獨立于曝氣池內的污泥停留時間，易形成穩定持久的泡沫。表1微生物的生長周期與生長溫度菌類生長周期（d）生長溫度（C）最佳溫度（C）2-410-40Rhodococcus sp4-723-3728Nocardia amarac6-108-3525Microthrix parvicella10-2115-3118-25Nocardia pia nesisType 186330 pH值。

54、有關實驗表明：pH值從7.0下降到5.05.6時，能有效地減少泡沫的形成，Nocardiaamarac的生長對pH值極敏感，最適宜的 pH值為7.8，當pH值為5.0時，就能有效控制其生長， Microthrix parvicella 最適宜 pH值為 7.7 8.0。 溶解氧（DO。Nocardia是嚴格的好氧菌，在缺氧或厭氧條件下，不易生長，但也不死亡。Microthrix parvicella卻能忍受缺氧狀態。 溫度。與生物泡沫形成有關的菌類都有各自適宜的生長溫度和最佳溫度（見表1）,當環境或水溫有利于它們生長時，就可能產生泡沫現象。 憎水性物質。雖然遠離不是很清楚，但有試驗說明，不溶性

55、或憎水性物質（如油脂類等）有利 于放線菌的生長。 曝氣方式。據觀察，不同曝氣方式產生的氣泡不同，微氣泡或小氣泡比大氣泡更有利于產生生 物泡沫，并且泡沫層易集中于曝氣強度低的區域。4.2 生物泡沫的控制方法 噴灑水。這是一種最常用的物理方法。通過噴灑水流或水珠以打碎浮在水面上的氣泡，來減少 泡沫，打散的污泥顆粒部分重新恢復沉降性能，但絲狀細菌仍然存在于混合液中，所以，不能根本 消除泡沫現象。 投加消泡劑?？梢圆捎镁哂袕娧趸缘臍⒕鷦缏?、臭氧和過氧化物等。還有利用聚乙二硅 酮生產的市售藥劑，以及氯化鐵和銅材酸洗液的混合藥劑等。藥劑的作用僅僅能降低泡沫的增長，卻不能消除泡沫的形成。而廣泛應用的殺菌劑普遍存在負作用，因為過量或投加位置不當，會大量 降低反應池中絮成菌的數量及生物總量。 降低污泥齡，一般采用降低曝氣池中污泥的停留時間，以抑制有較長生長期的放線菌的生長。有實踐證明，當污泥停留時間在5-6d時，能有效控制 Nocardia菌的生長，以避免其產生的泡沫問題。但降低