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今日高考,這9道大題你必須得會(huì)!

來(lái)源:環(huán)保水圈      發(fā)布時(shí)間:2020-07-07       閱讀次數(shù):

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活性污泥法是水處理的重中之重,這塊知識(shí)必須扎實(shí)。今日高考,小編響應(yīng)這個(gè)氛圍,提煉了9道大題,以問(wèn)答的形式總結(jié)了這塊內(nèi)容,全是干貨,不可遺漏。


01

什么是活性污泥?活性污泥法的基本流程是怎樣的?


活性污泥是一種污泥狀的絮凝物,是在向廢水中連續(xù)通入空氣,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后,因好氧微生物的繁殖而形成的,其上棲息著菌膠團(tuán)為主的微生物群,具有很強(qiáng)的吸附和氧化有機(jī)物的能力,這種污泥狀絮凝物稱為活性污泥。

活性污泥法,也稱活性污泥處理系統(tǒng)。其核心單元是曝氣池。此外,還有二次沉淀池、污泥回流、剩余污泥排放以及曝氣等系統(tǒng),如圖示。

其基本流程是:廢水經(jīng)初沉池(初次沉淀池)后和從二沉池(二次沉淀池)回流的活性污泥一起進(jìn)入曝氣池形成混合液。曝氣池是一個(gè)生物反應(yīng)器,通過(guò)曝氣裝置通入空氣,一方面由曝氣向活性污泥混合液供氧,保證活性污泥中的微生物正常代謝。

另一方面使混合液得到足夠的攪拌,使活性污泥處于懸浮狀態(tài),廢水與活性污泥得到充分接觸。

廢水中的有機(jī)物在曝氣池內(nèi)被活性污泥吸附,亦被活性污泥中的微生物利用而得到降解,使廢水得到凈化。然后,混合液流入二沉池,進(jìn)行固液分離,活性污泥沉淀下來(lái),與水分離。

而水從二沉池溢出,為凈化處理出水。二沉池底部污泥濃縮,一部分回流至曝氣池,另一部分作為剩余污泥排出系統(tǒng)外,再另行妥善處理。

活性污泥法系統(tǒng)有效運(yùn)行是:廢水中含有足夠的可溶性的、易降解的有機(jī)物作為微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);混合液中含有足夠的溶解氧;要使活性污泥在曝氣池中呈懸浮狀態(tài)與廢水充分接觸;活性污泥要有足量連續(xù)回流;剩余污泥亦需及時(shí)排出;保持曝氣池中穩(wěn)定的活性污泥濃度;防止對(duì)微生物有毒的物質(zhì)流入。


02

活性污泥處理廢水的過(guò)程分哪兩個(gè)階段?


活性污泥處理是利用懸浮狀態(tài)生長(zhǎng)的微生物絮體來(lái)處理廢水的方法,這種微生物絮體即稱為活性污泥。這是一類好氧微生物處理方法?;钚晕勰嗟慕M成由好氧微生物(包括細(xì)菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物、真菌、藻類等)、新陳代謝的產(chǎn)物和吸附的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物等組成。活性污泥對(duì)廢水中有機(jī)污染物具有很強(qiáng)的吸附和氧化分解的能力。

活性污泥處理廢水的過(guò)程主要包括兩個(gè)階段組成,即:

(1)生物吸附階段 首先使廢水與活性污泥微生物充分接觸,形成懸浮絮體混合液。這時(shí)廢水中的污染物被比表面積巨大,而且表面上含有多糖類黏性物質(zhì)的微生物絮體所吸附和粘連。

大分子有機(jī)物被吸附后,在水解酶的作用下分解為小分子物質(zhì),然后這些小分子物質(zhì)與溶解性有機(jī)物又在酶的作用下或在濃度差的推動(dòng)下,選擇性地滲入到細(xì)胞體內(nèi),從而使廢水中的有機(jī)物含量下降而得到凈化。這階段進(jìn)行非常迅速,一般在10~40min內(nèi),BOD可下降80%~90%。

(2)生物氧化階段 在有氧的條件下,被活性污泥吸附和粘連的有機(jī)物被氧化分解獲取能量,并合成新的細(xì)胞。這一個(gè)過(guò)程就是從廢水中去除有機(jī)物的過(guò)程。這階段時(shí)間較長(zhǎng),進(jìn)行緩慢。在生物氧化階段合成的菌體形成絮凝體,通過(guò)重力沉淀從水中分離出來(lái),使水質(zhì)得到凈化。

這兩個(gè)階段是不能截然分開(kāi)的,但有主次之分。如生物吸附階段,隨著有機(jī)物吸附量的增加,污泥的活性逐漸減弱。當(dāng)吸附飽和后,污泥就失去吸附能力。此時(shí)經(jīng)過(guò)生物氧化階段吸附的有機(jī)物當(dāng)被氧化分解之后,污泥又呈現(xiàn)活性,恢復(fù)吸附能力。


03

活性污泥的性能以什么指標(biāo)來(lái)表示?


衡量活性污泥的數(shù)量和活性污泥的性能主要指標(biāo)如下:

(1)活性污泥的濃度(MLSS) 又稱混合液懸浮固體濃度,是指1L曝氣池的混合液中所含懸浮固體的量,單位g/L或mg/L?;钚晕勰酀舛鹊亩嗌?,可以間接反映廢水中所含微生物的濃度。一般情況下,MLSS保持2~6g/L。

(2)揮發(fā)性懸浮固體濃度(MLVSS) 是指曝氣池內(nèi)混合液活性污泥中有機(jī)物固體物質(zhì)的濃度,包括非活性的難降解的有機(jī)物質(zhì),但不包括無(wú)機(jī)物。它所表示的是活性污泥的相對(duì)數(shù)值。一般情況下,MLVSS/MLSS比值比較穩(wěn)定,生活污水為0.75左右。

(3)活性污泥沉降比(SV或SV30) 是指一定量的曝氣池內(nèi)混合液靜置30min后,沉淀污泥與混合液的體積比,用%表示。其大小反映活性污泥沉淀和凝聚性能的好壞。

沉降比越大,越有利于泥水分離。性能良好的污泥,一般沉降比可達(dá)15%~30%。以此可以控制、調(diào)節(jié)剩余污泥的排放量,并通過(guò)它及時(shí)發(fā)現(xiàn)污泥膨脹等現(xiàn)象的發(fā)生。

(4)污泥容積指數(shù)(SVI) 又稱污泥指數(shù),是指一定量的曝氣池混合液經(jīng)30min沉淀后,1g干污泥所占有沉淀污泥的體積,單位為mL/g。實(shí)質(zhì)是反映活性污泥的松散程度,SVI越大,則污泥越松散。表面積越大,越有利吸附和氧化分解,提高廢水處理效果;但污泥過(guò)于分散,則污泥沉淀性就差了,因此一般控制在50~150mL/g為宜。

但根據(jù)廢水性質(zhì)不同,指數(shù)也有所不同。SVI值能夠反映活性污泥的凝聚、沉降性能,SVI值過(guò)低,說(shuō)明泥粒細(xì)小、無(wú)機(jī)質(zhì)含量高、缺乏活性;過(guò)高,污泥的沉降性能不好,有產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象的可能。

SVI=SV(mL/L)/MLSS(g/L)。

(5)活性污泥的比耗氧速率(SOUR或OUR) 是指單位質(zhì)量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所能消耗的溶解氧量。這是衡量活性污泥生物活性的一個(gè)重要指標(biāo),單位mgO2/(gMLSS·H)。此值與許多因素有關(guān),但從運(yùn)行管理上可反映出有機(jī)物降解的速率以及活性污泥是否中毒。如果SOUR值迅速下降,一般來(lái)說(shuō),與廢水中難降解的有機(jī)物增多或有毒物質(zhì)突增有關(guān),要及時(shí)處理。SOUR一般為8~20mgO2/(gMLSS·H)。由于溫度對(duì)SOUR影響很大,因此一般都在20℃測(cè)定。


04

預(yù)曝氣有什么作用?


預(yù)曝氣就是在廢水進(jìn)入沉淀池之前,首先進(jìn)行約10~20min的短時(shí)間的曝氣。產(chǎn)生如下作用:

①可產(chǎn)生自然絮凝或生物絮凝的作用,使廢水中的微小顆粒凝聚成大顆粒,以便沉淀分離;

②可氧化廢水中的還原物質(zhì);

③增加廢水中的溶解氧,減輕廢水的腐敗,提高廢水的穩(wěn)定度;

④可以吹脫廢水中溶解的揮發(fā)物。以上,對(duì)廢水都具有凈化作用。

以上,對(duì)廢水都具有凈化作用。

預(yù)曝氣有兩種類型,一是單純曝氣,產(chǎn)生自然絮凝;二是在曝氣同時(shí)加入生物污泥,產(chǎn)生生物絮凝,以提高沉淀池的分離效果,使懸浮物的去除率可達(dá)80%以上,BOD5的去除率也有15%以上。預(yù)曝氣通常都在一專設(shè)的預(yù)曝氣池構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行。

預(yù)曝氣池可以與平流沉淀池合并(前部為曝氣部分,后部為沉淀部分),也可以與澄清池合并,這時(shí),強(qiáng)曝氣部分大都設(shè)在池中央部分,如圖所示。

預(yù)曝氣澄清池:1—污水入口;2—污泥排出管;3—預(yù)曝氣室;4—污泥懸浮層


05

曝氣池有哪些型式?


曝氣池的型式,按照水力特性,可以分為推流式、完全混合式和循環(huán)混合式三種;從平面形狀分長(zhǎng)方廊道形、圓形或方形、環(huán)形跑道形三種;從曝氣池與二沉池關(guān)系可分為分建式和合建式。

按采用曝氣方法分又可分為鼓風(fēng)曝氣式、機(jī)械曝氣式和兩者聯(lián)合式三種。

(1)鼓風(fēng)曝氣式曝氣池 如圖所示,這是鼓風(fēng)曝氣為推流式,長(zhǎng)方廊道形曝氣池。擴(kuò)散裝置布置安放在池子一側(cè),水流在池中呈螺旋狀前進(jìn),以增加氣泡與水接觸時(shí)間,并幫助水流旋轉(zhuǎn)。

鼓風(fēng)曝氣式曝氣池:1—擴(kuò)散器;2—空氣管;3—隔墻


(2)機(jī)械曝氣式曝氣池 如圖所示,這是完全混合式表面葉輪曝氣沉淀池,由曝氣區(qū)、導(dǎo)流區(qū)、沉淀區(qū)、回流區(qū)四個(gè)區(qū)組成。原理同加速澄清池類似。

機(jī)械曝氣式曝氣池


(3)鼓風(fēng)和機(jī)械聯(lián)合式曝氣池 如圖所示。葉輪靠近池底主要起攪拌作用。而葉輪下部有壓縮空氣的擴(kuò)散裝置供氧。

06

純氧曝氣法有何優(yōu)缺點(diǎn)?


純氧曝氣池的構(gòu)造如圖所示。純氧曝氣法實(shí)際上是活性污泥法的一種主要變形,它是以純氧代替空氣,采用密閉池子。

純氧曝氣池的構(gòu)造


純氧曝氣法的優(yōu)點(diǎn)是可以大大提高生物處理的速度,用純氧,曝氣的時(shí)間可以縮短,只需1.5~3.0H;MLSS較高,約4~8g/L,而普通曝氣只有1.5~2.5g/L。

由于在密閉的容器中,氧的本身純度在98%以上,所以溶解氧飽和濃度可以提高,使得氧溶解的推動(dòng)力也隨著提高,氧的傳遞速率也增加了,因此處理效果好,污泥的沉淀性能也好,使微生物充分發(fā)揮了作用。

但純氧曝氣的缺點(diǎn)是裝置復(fù)雜、管理麻煩、密閉容器的結(jié)構(gòu)要求高。一旦混入易揮發(fā)的碳?xì)浠衔?,容易引起爆炸危險(xiǎn),安全有隱患。

同時(shí),由于生物代謝中生成CO2,當(dāng)氣體分壓上升時(shí)會(huì)有更多CO2氣體溶于水中,使pH值下降,要影響生物處理的正常運(yùn)行和處理效率,所以給運(yùn)轉(zhuǎn)管理增加了麻煩,要經(jīng)常進(jìn)行pH的監(jiān)控與調(diào)節(jié),以及適時(shí)排氣措施等。


07

曝氣池出現(xiàn)異?,F(xiàn)象如何進(jìn)行原因分析?


曝氣池生物處理系統(tǒng)的管理需定期巡視檢查,如果發(fā)現(xiàn)曝氣池出現(xiàn)異?,F(xiàn)象時(shí),要及時(shí)分析原因,采取措施,避免運(yùn)行故障。曝氣池常常會(huì)出現(xiàn)下列異?,F(xiàn)象:


08

運(yùn)行中活性污泥出現(xiàn)的異常情況應(yīng)如何處理?


活性污泥法系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)種種異常情況,導(dǎo)致污泥流失、處理失效、效率低下、出水水質(zhì)惡化等,必須采取相應(yīng)的措施及時(shí)處理,主要有:

(1)污泥的膨脹現(xiàn)象 活性污泥的SVI值如超過(guò)150時(shí),應(yīng)高度重視,預(yù)示污泥膨脹即將到來(lái)。污泥膨脹分絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹,絕大部分為前者引起的。污泥膨脹的原因很多,如廢水有機(jī)物含量過(guò)多、碳水化合物含量過(guò)高,或者氮、磷含量不平衡,或者遇上含毒物質(zhì)廢水,以及pH和水溫過(guò)高、過(guò)低等原因,都會(huì)引起污泥膨脹。其處理方法分三類:一是臨時(shí)控制措施;二是工藝運(yùn)行調(diào)控;三是環(huán)境調(diào)控。臨時(shí)控制措施可以采用污泥助沉法,投加混凝劑或助凝劑增大污泥密度,便于固液分離,使污泥下沉。另一個(gè)措施是投加殺菌劑,殺滅或抑制絲狀菌,從而達(dá)到控制絲狀菌污泥膨脹。工藝運(yùn)行調(diào)控是用于運(yùn)行操作不當(dāng)引起的污泥膨脹,調(diào)節(jié)好供氧與DO關(guān)系,調(diào)節(jié)好pH大小以及氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。環(huán)境調(diào)控,通過(guò)曝氣池生態(tài)環(huán)境改變,造成微生物生長(zhǎng)繁殖的良好環(huán)境。

(2)污泥的解體現(xiàn)象 當(dāng)污泥處理系統(tǒng)出現(xiàn)處理水質(zhì)渾濁、污泥絮凝體細(xì)化、處理效果變壞時(shí),即為污泥解體現(xiàn)象??赡苁沁\(yùn)行不當(dāng),曝氣過(guò)量,營(yíng)養(yǎng)平衡遭破壞或是廢水混入有毒物質(zhì)使微生物受到傷害而引起污泥解體。發(fā)生污泥解體應(yīng)立即對(duì)廢水量、回流污泥量、供氣量、有毒物、排泥量、DO、MLSS、SV等進(jìn)行檢測(cè),查清原因,加以調(diào)整。

(3)污泥腐化現(xiàn)象 主要是在二沉池長(zhǎng)期滯留而厭氧發(fā)酵產(chǎn)生H2S、CH4等致使大塊污泥上浮,變黑并有惡臭。采取清除二沉池死角,加強(qiáng)排污處理。(4)污泥上浮現(xiàn)象 主要是曝氣池內(nèi)污泥泥齡過(guò)長(zhǎng),硝化進(jìn)程高而沒(méi)有很好反硝化。為此要增加污泥回流量,及時(shí)排除剩余污泥,還要防止曝氣過(guò)度。(5)泡沫現(xiàn)象 常見(jiàn)有乳白色化學(xué)泡沫和顯褐色的生物泡沫。前者是由于廢水中混入洗滌劑或表面活性劑經(jīng)曝氣形成,后者是由諾卡菌形成的。消除泡沫的方法:噴消泡劑,約0.5~1.5mg/L即可消除。


09

活性污泥法的操作控制要注意些什么?


活性污泥法的操作控制,包括試運(yùn)行階段的試驗(yàn)、正常運(yùn)行的工藝控制以及運(yùn)行過(guò)程中的檢測(cè)等。應(yīng)注意的著重點(diǎn)如下:

(1)試運(yùn)行階段的試驗(yàn),用來(lái)確定運(yùn)行參數(shù),是件非常重要的工作,對(duì)正常運(yùn)行具有指導(dǎo)作用。

當(dāng)然在正常運(yùn)行時(shí),還可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)活性污泥培養(yǎng)馴化結(jié)束后,開(kāi)始試運(yùn)行。試運(yùn)行的目的,是要通過(guò)調(diào)試確定最佳的運(yùn)行條件和最佳的運(yùn)行方式。在試運(yùn)行中,將MLSS、供氣量、廢水的注入量(及注入方式)、回流污泥量和剩余污泥量的調(diào)節(jié)等變量,組合成幾種運(yùn)行條件分階段進(jìn)行試驗(yàn),觀測(cè)各種條件的處理效果,以確定最佳的運(yùn)行條件,其中還應(yīng)確定微生物的養(yǎng)料配制,氮、磷投加量的確定。此外,還應(yīng)對(duì)各種運(yùn)行方式的處理效果,在試運(yùn)行中進(jìn)行觀測(cè)和比較,以確定最佳的運(yùn)行方式。

(2)正常運(yùn)行階段的工藝控制。

根據(jù)試運(yùn)行確定的最佳運(yùn)行條件和最佳運(yùn)行方式轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行,正常運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)活性污泥系統(tǒng)采取控制措施:主要是曝氣系統(tǒng)、污泥回流系統(tǒng)、剩余污泥的排放系統(tǒng)的控制,以保證合格的處理水的水質(zhì)。具體做法:

①對(duì)供氣量(曝氣量)的調(diào)節(jié) 對(duì)供氣量的控制方法有定量供氣量控制、與流入廢水量的比例控制、DO控制和最佳供氣量的控制。對(duì)曝氣池出口處的溶解氧濃度應(yīng)控制在1.5mg/L左右;同時(shí)要滿足混合液的混合攪拌要求,其攪拌程度應(yīng)通過(guò)測(cè)定曝氣池表面、中間、池底各點(diǎn)的污泥濃度是否均勻而定。當(dāng)采用定量供氣量時(shí),一般情況下,要求早晚各調(diào)節(jié)一次供氣量,大型廢水處理廠應(yīng)根據(jù)曝氣池中的溶解氧情況,要求每周調(diào)節(jié)一次。

②回流污泥量的調(diào)節(jié) 目的是使MLSS濃度保持相對(duì)穩(wěn)定??刂品椒ㄓ卸ɑ亓魑勰嗔靠刂啤⒍∕ISS濃度控制、與進(jìn)水量成比例控制以及定F/M控制等。

③剩余污泥排放量調(diào)節(jié) 原則是在保持曝氣池內(nèi)MLSS穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,將不斷增長(zhǎng)的污泥量作剩余污泥量排放。