污水处理工培训教程.ppt

污水处理工培训教程,2008年8月编制,第一部分 污水处理基础知识,1.污水处理常识1.1城市污水的来源与组成城市污水为城市下水道系统收集到的各种污水，通常有生活污水、工业废水和城市降水径流三部分组成，是一种混合污水。1）生活污水：指人们日常生活中的排水包括粪便污水、洗涤污水、沐浴污水。主要由有机物、无机物和微生物组成。2）工业废水：是从工业生产过程中排出的废水。其成分复杂、主要由产品种类、原材料、工艺过程所决定。工业废水按照污染程度的不同，可分为：生产废水和生产污水两类。生产废水是指在使用过程中受到轻度沾污或水温增高的水；通常经某些处理后即可在生产中重复使用，或直接排入水体。生产污水是指在使用过程中受到较严重污染的水；需经适当处理后才能排放或在生产中使用。1.2城市污水流量的变化规律城市污水流量是随着城市活动的变化而不断变化的。一般来说，大多数的城市随着经济的发展，人口不断地增加，用水量及污水量也在逐年增长。污水处理厂所接纳的污水量随汇水面积内的企事业单位的增减和服务人口的多少而变化。污水量还随着居民的生活习惯而变化。通常，城市污水流量的时变化特征是：大城市的流量时变化相对较小，中小城市流量时变化很大。城市污水流量的日变化则主要取决于城市下水道系统体制（合流制或分流制）、城市的气候特点、城市的工业类别、城市类型（工业化城市、文化城市还是旅游城市等）。,1.3排水系统基础知识排水系统的体制及其选择排水系统的体制一般分为合流制和分流制两种类型。1）合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。2）分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。排水系统的布置形式一般的几种布置形式如下，可根据当地条件，因地制宜采用，综合布置。1）正交布置2）截流式布置3）平行式布置4）分区布置5）辐射状分散布置6）环绕式布置排水工程主要结构物1）排水管道排水管的材质 常用排水管材有钢管、铸铁管、陶土管、钢筋混凝土管及混凝土管，此外还有PCCP管、PVC-U双壁波纹管等新型管材。排水管道基础排水管道的基础，分为地基、基础和管座三个部分。,排水管道的接口A.刚性接口B.柔性接口2）排水沟渠钢筋混凝土渠涵砖、石砌体沟渠拱形渠道（3）各类排水检查井圆形检查井方形检查井扇形检查井跌水井雨水口（4）排水管道出水口,1.4城市污水处理方法与原理简介现代的污水处理技术，按其作用原理，可分为物理法、化学法和生物法三类。物理法污水的物理处理法，就是利用物理作用分离污水中主要呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。属于物理法的处理技术有以下几种。1）沉淀（重力分离）2）筛滤（截留）3）气浮4）离心与旋流分离5）反渗透化学法污水的化学处理法，就是通过投加化学物质，利用化学反应作用来分离、回收污水中的污染物，或使其转化为无害的物质。1）混凝法2）中和法3）氧化还原法4）电解法5）吸附法6）离子交换法7）化学沉淀法8）电渗析法属于化学法处理技术的还有汽提法、吹脱法和萃取法等。生物法污水的生物处理法，就是利用微生物的新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。主要方法可分为两大类，即利用好氧微生物作用的好氧法（好氧氧化法）和利用厌氧微生物作用的厌氧法（厌氧还原法）。属于生物处理法的工艺有以下几种。,1）活性污泥法这是目前使用很广泛的一种生物处理法。将空气连续鼓入曝气池的污水中，经过一段时间，水中即形成繁殖有大量好氧性微生物的絮凝体活性污泥，活性污泥能够吸附水中的有机物，生活在活性污泥上的微生物以有机物为食料，获得能量并不断生长繁殖，有机物被分解、去除，污水得以净化。从曝气池流出的含有大量活性污泥的污水混合液，经沉淀分离，水被净化排放，沉淀分离后的污泥作为种泥，部分地回流曝气池。活性污泥法自出现以来，经过80多年演变，出现了各种活性污泥的变法，但其原理和工艺过程没有根本性的改变。普通活性污泥法这种方法被广泛使用，是许多污水厂的主流工艺。传统活性污泥法是将污水和回流污泥从池首端引入，呈推流式至池末端流出。此法适于处理要求高、水质较稳定的污水，但对负荷的变动适应性较弱。后来在此基础上产生了一些改良形式。多点进水法为了使槽内有机负荷接近一定值，把废水从几个地点分开流入，有利于解决超负荷问题。吸附再生法使接触槽内活化的活性污泥吸附污染物质，污泥与水分离后，在再曝气槽内把吸附的污染物质进行氧化。该法有利于增加处理量，并有一定的抗冲击负荷能力。延时曝气法延长曝气时间，有利于完全氧化，污泥产量少，适于小型污水厂。厌氧好氧活性污泥法为了在去除有机物质（BOD）的同时有效地去除氮、磷等营养物质，人们把厌氧状况组合到活性污泥法中，使厌氧和好氧状况在反应池内同时存在或反复周期地实现，形成了厌氧好氧活性污泥（A/O）法，甚至缺氧厌氧好氧活性污泥(A2/O)法。,间歇式活性污泥法（SBR）污水不是顺次流经各处理单元，而是放流到单一反应池中，按时间通过程序控制各过程，在反应池的一个工作周期内，运行程序依次为进水、反应、沉淀、出水和待机等过程。该法日常维护管理非常简便，可获得高质量的出水，有利于自动化控制，通过对运行的调整，该池可进行除磷脱氮及化学处理，有利污水回用。近年来，SBR工艺发展很快，尤其随着仪表、自动控制技术与装备的发展，间歇式活性污泥法新工艺不断涌现，如CAST工艺、ICEA工艺、MSBR工艺及UNITANK工艺等。AB法该法是吸附降解工艺的简称，属超高负荷活性污泥法，它是两个活性污泥系统的串联系统，两者各有独立的二次沉淀池。该法抗冲击负荷能力强，有利于除磷脱氮，特别适于处理浓度较高、水质水量变化大的污水。氧化沟法氧化沟为连续环形曝气池，其池体较长，深度较浅。氧化沟系统是一种成本低廉、构造简单、易于维护管理的处理技术，其出水水质好，可进行脱氮，有利于延时曝气。氧化沟工艺也发展迅速，如Carrousel 2000型、DE型、Orbal型及转刷曝气氧化沟等。2）生物膜法使污水连续流经固体填料（碎石、炉渣或塑料蜂窝），在填料上就能够形成污泥状的生物膜，生物膜上繁殖着大量的微生物，能够起与活性污泥同样的净化作用，吸附和降解水中的有机污染物。从填料上脱落下来的衰死生物膜随污水流入沉淀池，经沉淀池被澄清净化。生物膜法有多种处理构筑物，如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化以及生物流化床等。生物滤池生物滤池是以土壤自净原理为依据发展起来的，滤池内设固定填料，污水流过时与滤料相接触，微生物在滤料表面形成生物膜，净化污水。装置由提供微生物生长栖息的滤床、使污水均匀分布的布水设备及排水系统组成。生物滤池操作简单，费用低，适用于小城镇和边远地区。生物滤池分为普通生物滤池（滴滤池）、高负荷生物滤池、塔式生物滤池及活性生物滤池（ABF）等。,生物转盘通过传动装置驱动生物转盘以一定的速度在接触反应塔内转动，交替地与空气和污水接触，每一周期完成吸附吸氧氧化分解的过程，通过不断转动，使污水中的污染物不断分解氧化。生物转盘流程中除了生物转盘外，还有初次沉淀池和二次沉淀池。生物转盘的适应范围广泛，除了应用在生活污水的处理外，还用在各种行业生产污水的处理。生物转盘的动力消耗低，抗冲击负荷能力强，管理维护简单。生物接触氧化在池内设置填料，使已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的速度流经填料。填料上长满生物膜，污水与生物膜相接触，水中的有机物被微生物吸附，氧化分解和转化成新的生物膜。从填料上脱落的生物膜随水流到二沉池后被去除，污水得到净化。生物接触氧化法对冲击负荷有较强的适应力，污泥生产量少，可保证出水水质。生物流化床采用相对密度大于1的细小惰性颗粒如砂、焦炭、活性炭、陶粒等作为载体，微生物在载体表面附着生长，形成生物膜。充氧污水自下而上流动使载体处于流化状态，生物膜与污水充分接触。生物流化床处理效率高。能适应较大冲击负荷，占地小。3）自然生物处理法利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理污水，形成水体（土壤）微生物植物组成的生态系统，对污染物进行一系列的物理、化学和生物净化。生态系统可对污水中的营养物质充分利用，有利于绿色植物生长，实现污水的资源化、无害化和稳定化。该法工艺简单、费用低、效率高，是一种符合生态原理的污水处理方式，但容易受自然条件影响，占地较大。主要有稳定塘、水生植物塘、水生动物塘、湿地、土地处理系统及上述工艺的组合系统。4）厌氧生物处理法利用兼性厌氧菌在无氧的条件下降解有机污染物。主要用于处理高浓度、难降解的有机工业废水及有机污泥。近年来开发的工艺有厌氧滤池、厌氧转盘、上流式厌氧污泥床、厌氧流化床等高效反应装置。厌氧生物处理法能耗低且能产生能量，污泥产量少。近年来，水解酸化工艺也逐步得到应用。其原理是利用水解产酸菌，并将厌氧反应控制在水解酸化阶段，将难于生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质。,物理化学法采用物化原理处理污水的一些工艺。一般用于污水的深度处理，处理目的是污水回用。方法有：混凝沉淀、过滤、消毒等。按处理程度划分，污水处理技术还可分为一级、二级、和三级处理。一级处理：主要是去除污水中成悬浮状态的固体污染物质。物理处理法大部分只能完成一级处理的需要。经过一级处理后的污水，SS去除率为4055%，BOD一般只能去除2030%，达不到排放标准。一级处理是二级处理的预处理。二级处理：主要是去除污水中成胶体和溶解状态的有机污染物质（即BOD、COD的物质），去除率可达90%以上，使有机污染物质达到排放标准的要求。三级处理或深度处理：是在一级、二级处理后进一步处理难降解的有机物，氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。三级处理常用于二级处理之后，而深度处理则以污水回收、再生为目的，在一级处理或二级处理后增加的处理工艺。,1.5污水的性质与污染指标污水的物理性质及指标 表示污水物理性质的主要指标是水温、色度、臭味、固体含量及泡沫等。1）水温城市污水的水温具有相对稳定的特征，均约在1020之间，冬季较气温高，夏季较气温低。2）色度 水的颜色用色度作为指标。色度可由悬浮固体、胶体或溶解物质组成。生活污水的颜色常呈灰色，但当污水中的溶解氧降低，污水所含有机物腐烂，发生厌氧反应，则水色转呈黑褐色并有臭味。生产污水的色度视工矿企业的性质而异，差别极大，如印染、造纸、农药、焦化、冶金及化工等的生产污水，都有各自的颜色。暗黄色下水道中停留时间过长。绿色、蓝色、橙色电镀废水排入。红色、蓝色、黄色印染废水排入。白色洗涤废水排入。3）臭味正常的城市污水有霉臭味。生活污水的臭味主要由有机物腐败产生的气体造成。工业废水的臭味主要由挥发性化合物造成。4）固体含量固体物质按存在形态的不同可分为：悬浮的、胶体的和溶解的三种；按性质的不同可分为：有机物、无机物与生物体三种。固体含量用总固体量作为指标（TS）。悬浮固体（SS）或叫悬浮物是指在污水中呈颗粒状的污染物质。粒径在1.0m以上的称为粗分散性悬浮固体（包括乳化物质和油珠）；粒径在 0.11.0m之间的称为细分散性悬浮固体。胶体(粒径在0.001 0.1m之间)和溶解固体(DS)或称为溶解物也是由有机物与无机物组成。,5）氧化还原电位（ORP）正常的城市污水具有约+100mV的氧化还原电位，小于+40mV的氧化还原电位或负值氧化还原电位说明污水己经厌氧发酵或有工业还原剂的大量排放。氧化还原电位超过+300mV，指示有工业氧化剂废水的大量排入。污水的化学性质及指标污水中的污染物质，按化学性质可分为无机物与有机物；按存在形态可分为悬浮状态与溶解状态。1）无机物污染指标无机物包括酸碱度、氮、磷及重金属离子等。酸碱度酸碱度用pH值表示。pH值等于氢离子浓度的负对数。当pH值超出69的范围时，会对人、畜造成危害，并对污水的物理、化学及生物处理产生不利影响。城市污水的pH值呈中性，一般为6.57.5。碱度反应了城市污水中和酸的能力，通常用碳酸钙含量（mg/l）表示。总氮TN、氨氮NH3-N、凯氏氮TKNA.总氮TN：为水中有机氮、氨氮和总氧化氮(亚硝酸氨氮及硝酸氨氮之和)的总和。B.氨氮NH3-N：是水中以NH3和NH4+形式存在的氮，它是有机氮化物氧化分解的第一步产物。C.凯氏氮TKN：是氨氮和有机氮的总和。总磷TP总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。重金属离子城市污水中的重金属主要有汞、铬、镉、铅等。,2）有机物污染指标生化需氧量BOD生化需氧量是在指定的温度和时间段内，在有氧条件下由微生物(主要是细菌)降解水中有机物所需的氧量。由于将有机物完全降解需要历时100天以上，实际上采用20下20天的生化需氧量BOD20为代表。生产应用时20天过长，一般采用20下5天的BOD5作为衡量污水中可生物降解有机物浓度指标。对于城市污水，其BOD5约为BOD20的70%80%，一般在100300mg/l之间。化学需氧量COD尽管BOD5是城市污水中常用的有机物浓度指标，但是存在分析上的缺陷：5天的时间过长，难以及时指导实践；污水中难生物降解的物质含量高时，BOD5测定误差较大；工业废水中往往含有抑制微生物生长繁殖的物质，影响测定结果。因此有必要采用COD这一指标作为补充或代替。COD的测定，是将污水置于酸性条件下，用强氧化剂重铬酸钾将污水中的有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量，用CODcr表示，一般写成COD。重铬酸钾的氧化性极强，水中有机物绝大部分被氧化。化学需氧量的优点是能够更清楚地表示污水中有机物的含量，并且测定时间短，不受水质的限制；缺点是不能像BOD那样表示出微生物氧化的有机物量，另外还有部分无机物也被氧化，并非全部代表有机物含量。城市污水的COD大于BOD20，两者的差值大致为难于生物降解的有机物量。在城市污水处理分析中，把BOD5/COD的比值作为可生化性指标。当BOD5/COD0.3时，可生化性较好，适宜采用生化处理工艺。,总需氧量TOD由于有机物的主要组成元素是C、H、O、N、S等，被氧化后，分别产生CO2、H2O、NO2、和SO2，所消耗的氧量称为总需氧量TOD。总有机碳TOC总有机碳TOC是目前国内、外开始使用的另一个表示有机物浓度的综合指标。它包括水样中所有有机污染物质的含碳量。污水的生物性质及指标污水生物性质的检测指标有大肠菌群数(或称大肠菌群值)、大肠菌群指数、病毒及细菌总数。1）大肠菌群数：是每升水样中所含有的大肠菌群数目，以个/L计；大肠菌群指数是查出1个大肠菌群所需要的最少水量，以毫升(ml)计。大肠菌群指数 1000/大肠菌群数大肠菌群数一般作为污水被粪便污染程度的卫生指标。2）病毒污水中已被检出的病毒有100多种。3）细菌总数细菌总数是大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌数的总和，以每毫升水样中的细菌菌落总数表示，细菌总数越多，表示病原菌与病毒存在可能性越大。,1.6城市污水的回用城市污水经净化处理后，出路有三：排放水体，作为水体的补给水；工农业利用；处理后回用。污水回用原则1）污水回用以城镇总体规划为主要依据。2）污水回用工程应做好用户调查，明确用水对象的水质水量要求。污水回用领域污水回用应满足下列要求：对人体健康不应产生不良影响；对环境质量 和生态系统不应产生不良影响；对产品质量不应产生不良影响；应符合应用 对象对水质的要求或标准；应为使用者和公众所接受；回用系统在技术上可 行、操作简便；价格应比自来水低廉；应有安全使用的保障。城市污水回用领域有以下几个方面：1）城市生活用水和市政用水，包括：供水；城市绿地灌溉；市政与建筑用水；城市景观用水等。2）农业、林业、渔业和畜牧业。3）工业，包括：工艺生产用水；冷却用水；锅炉补充水；其他杂用水。4）地下水回灌。5）其他方面：主要回用于湿地、滩涂和野生动物栖息地，维持其生态系统的所需水。城市污水回用系统城市污水回用系统一般由污水收集系统、再生水厂、再生水输配系统等部分组成。,1.7污水处理厂运行的环境影响控制噪声控制：1）概述噪声是能量的传播，在接收者处超过了规定标准值就需要控制。控制噪声的根本方法是降低噪声声源强度，此外，也可在传播途径和个人防护上加以控制。常见的噪声控制方法如下：降低噪声声源强度。阻断或阻滞噪声的传播途径。加强个人防护。强化噪声监控预防管理。此外，采用植树、矮灌木、草坪，在光滑的墙壁上种植绿色植物等绿化手段，可减少噪声源对周边环境的影响。2）城市污水处理厂的噪音来源与控制城市污水处理厂的噪音主要来源于所使用的机械、动力设备，其中产生噪音较大的设备如鼓风压缩机、脱水机、某些曝气设备（如转碟机）等。除臭污水处理厂在污水、污泥处理过程中会产生大量不同种类的臭气，对大气造成严重的污染，影响厂区周围的空气环境卫生，对厂内与其近距离接触的工作人员的身心健康带来了危害，同时污水中的有机物分解产生的恶臭气体对金属材料、设备和管道有一定的腐蚀性。污水处理厂的气态污染物以挥发性有机物以及硫化氢、甲硫醇、氨等恶臭物质为主。大多数是有机化合物，主要由碳、氮和硫元素组成，都带有活性基团，容易发生化学反应，特别是被氧化。当活性基团被氧化后，气味就消失。常见除臭方法有：化学除臭法、离子除臭法、生物除臭法。城镇污水处理厂的臭味控制必须执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的“厂界（防护带边缘）废气排放最高允许浓度”。,1.8污水处理厂技术经济指标、成本核算体系及运行记录与报表污水处理厂的主要技术经济指标评价城市污水处理厂运行的好坏，常用一系列的技术经济指标来衡量，其中主要包括污水处理量、污染物质去除率（或去除总量）、排放水质、能耗、设备完好率与运转率、安全生产方面的设备事故频率和工伤率、处理成本等指标。污水处理厂成本核算体系1）建立污水处理厂成本核算体系的意义建立污水处理厂成本核算体系，正确运用成本核算方法，对于加强污水处理厂成本管理，全面促进污水处理厂实行经济核算制，不断改进生产经营管理，争取最优的经济效果，具有重要意义。2）污水处理厂成本构成指污水处理厂在污水处理过程中发生的费用（不含污水输送成本）。主要的成本构成包括如下几项：直接材料：在污水处理过程中耗用的各种材料、药品等。如絮凝剂、甲醇、三氯化铁等。动力费用：在污水处理过程中耗用的燃料和动力费用。其中：用电的动力费用可细分为：A.基本电费：指按客户用电容量计算的电费。B.电度电费：指根据用电度数和用电单价计算的电费。C.其他电费：指高峰浮动电费或低谷浮动电费及其他调整电费。直接人工：污水处理厂内生产工人、管理人员的工资、福利费、公积金、社会保障金、工会经费、职教费及其他各项补贴。大修理费：固定资产大修理工程发生的费用。检修维护费：指对建构筑物、设备、工艺管道等日常检修维护实际发生的费用。检测化验费：指对污水处理厂进出水水质检测化验的费用。折旧费：指提取的固定资产折旧额，折旧率按相关财务规定分类计取。,其他费用：如污泥处置费、生产用车费、办公费、差旅费、税金（如土地使用税、房产税、印花税等）等。财务费用：指企业长、短期贷款发生的利息支出。3）污水处理厂成本分析指标单位污水处理耗用电量=用电度数污水处理量单位污水处理变动成本=变动成本污水处理量一般来说，污水处理厂变动成本包括:直接材料、动力费用和污泥处置费等。单位污水处理经营成本（或称运营成本）=运营成本污水处理量污水处理经营成本=污水处理总成本（固定资产折旧费+财务费用）单位污水处理总成本（或称完全成本）=总成本污水处理量污水处理厂运行记录与报表城市污水处理厂的原始记录与报表是一项重要的文字记录与档案材料，可为管理人员提供直接的运转数据、设备数据、分析化验数据、财务数据，这些数据可帮助对工艺等进行计算与调整，分析、判断设施设备状况，调整经营情况及提出设施设备维修计划和生产调度。原始记录主要有值班记录、工作日志和设备维修记录等。原始记录的填写，一定要及时、清晰、完整、真实准确；统计报表的编制则应定时、系统、简练地反映污水处理过程不同时期的运行管理状况的主要内容。,2.污水处理中的微生物学基础知识2.1污水处理中的微生物及其特性微生物是一类体形微小，结构简单的生物。人的眼睛一般看不见微生物，通常要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到。微生物主要包括细菌、放线菌、藻类、真菌、立克次氏体、衣原体、枝原体，以及原生动物和后生动物等类群，其中与污水处理关系密切的是细菌、藻类、放线菌、原生动物和后生动物中的某些种类。1）细菌去除污水中的BOD直接有关的微生物代表是细菌。细菌是单细胞生物，有球形、杆状和螺旋状三种，细菌是最小的生物，只由1个细胞组成，细菌细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等部分组成。细胞壁是细胞最外面的一层薄膜，具有较强的坚韧性，主要由纤维素组成，可起到保护细胞的作用。细胞膜是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜，其主要化学组成是脂类、蛋白质和糖类。细胞膜具有选择性吸收的半渗透性，该膜能根据细胞的需要，决定哪些物质可以穿过细胞膜进入细胞内，那些物质不能穿过。细胞质是一种无色透明而粘稠的胶体，其主要成分是水、蛋白质、核酸和脂类等物质。细菌的新陈代谢活动是在细胞质内进行的。在污水处理过程中，有机污染物质就是穿入到细菌体内的细胞质中被分解代谢的。核质主要由一些核酸组成，核酸是生物遗传物质，决定细菌的种类。内含物或称为颗粒是细菌新陈代谢的产物，其中一部分为细菌在体内储备起来的营养物质。有些细菌在一定的营养条件下，能够向细胞壁的表面分泌出一层粘液（称之为荚膜）。荚膜中90%为水分，其余为一些多糖或多肽类聚合物。粘性的荚膜能把许多细菌粘合在一起，形成团状，称之为菌胶团。能够形成菌胶团的细菌称之为菌胶团细菌，周围环境的营养丰富时，菌胶团细菌可形成荚膜；营养缺乏时，菌胶团细菌还可将荚膜物质重新吸入细胞内作为营养物质，菌胶团是活性污泥（曝气池内）的主要组成部分，有很强的吸附、氧化分解有机物的能力，在污水处理过程中起着重要作用。细菌是采用分裂方式来进行繁殖的。每个细菌菌体达到一定成熟程度以后即能分裂成2个幼细菌细胞。细菌的这种裂殖方式非常快，在适宜的环境中，每个细菌2030min内便可裂殖1次，生成2个细菌。正是细菌的这种高繁育速度，才使我们在较短的时间内能够在曝气池培养出那么多的微生物，去处理污水。,2）丝状菌与放线菌丝状菌同菌胶团细菌一样，是活性污泥中重要的组成成分，是一大类菌体细胞相连而形成丝状的微生物的总称。丝状菌，或称丝状微生物，包括丝状菌、丝状真菌和丝状藻类等微生物类群。污水处理过程中的丝状菌主要有球衣细菌、丝状硫磺细菌和放线菌。球衣菌和丝状菌等丝状微生物在活性污泥工艺中过度繁殖，可产生污泥膨胀，使污泥沉降性能恶化。放线菌是一种有细长分枝的单细胞菌丝体，活性污泥工艺中的诺卡氏菌即为放线菌的一个属类。诺卡氏菌既能形成空间网状丝体，又由于其菌体细胞的细胞壁为蜡质，具有疏水性，极易漂至水面，形成泡沫，在活性污泥工艺中，由于诺卡氏菌增殖，在曝气池内形成的大量生物泡沫，会严重干扰正常运行。3）藻类藻类是一种低等植物，有单细胞，也有多细胞。按照色素组成，主要有绿藻、蓝藻、硅藻和褐藻等。藻类在生物稳定塘处理工艺中发挥着重要作用。氧化塘中的藻类以绿藻如小球藻，栅藻和衣藻等为主。4）原生动物原生动物是最低等的单细胞动物。与污水处理工艺有关的原生动物主要有三类：肉足类、鞭毛类和纤毛类。原生动物在活性污泥中发挥着重要作用。在活性污泥法中，纤毛虫可促进生物絮凝作用，能大量吞食游离细菌，进一步提高沉降效果，改善生物处理法的出水水质。由于不同种类的原生动物对环境变化的敏感程度不同，所以可以利用原生动物种群的生长情况，判断生物构筑物的运转情况及污水净化的效果。5）后生动物后生动物由多个细胞组成，种类很多。在污水处理中常见的是轮虫和线虫。轮虫和线虫的存在，往往指示处理效果较好，但数量太多，则可能破坏污泥的结构，使污泥松散而上浮。,2.2微生物的生长过程：根据单细胞微生物生长速率的不同，其生长过程可分为迟缓期、对数期、稳定期和死亡期4个主要阶段。1）迟缓期迟缓期又称停滞期或适应期。微生物接种到新环境中后，在开始的一段时间内，通常不立即进行细胞分裂、增殖，生长速率近于零，细胞数目几乎保持不变，这段时间被称为迟缓期。这一阶段的主要特征是代谢活跃，体积增大，大量合成细胞分裂所需的酶类、ATP和其他细胞成分，为细胞分裂做准备。2）对数期细菌经过迟缓期的调整适应与个体生长，在对数期细胞进入快速分裂阶段。其特点是细胞分裂速度最快、代时最短、代谢活动旺盛、对环境变化敏感，并且细胞内的核糖体等组分也像细胞数目一样以同样的对数生长速率增加，细胞合成核糖体以及蛋白质越多，其生长速率也越快。3）稳定期在稳定期新生的细胞数目与死亡的细胞数目保持恒定。稳定期细胞的特征是代谢活力钝化，细胞含有较少的核糖体，RNA和蛋白质合成缓慢，mRNA的水平低下。某些代谢产物特别是次生代谢产物主要就是在稳定期，特别是在对数期与稳定期转换阶段产生。4）死亡期（内源呼吸期）营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累，细菌死亡率逐渐增加，最终群体中活的细胞数目将以对数速率急剧下降。死亡期细胞的总数虽然经镜检直接计数可能保持不变，但用间接菌落计数检测到的活细胞数目却在减少，伴随着细胞的裂解或自溶可释放出一些代谢产物，细菌的生命活动主要依赖于内源呼吸。细菌生长的不同时期反映的是群体而不是单个细胞的生长规律，迟缓期、对数期、稳定期、死亡期只适用于细胞的群体而不适用于单个细胞。,2.3污水处理活性污泥中微生物的作用原理细菌的新陈代谢是细菌不断地从外界环境摄取其生长与繁殖所必需的营养物质，同时又不断地将自身产生的代谢产物（废物）排泄到体外环境中去的过程。细菌在进行新陈代谢的生命活动中将营养物质消耗掉，也就是污染物质被处理掉的过程。新陈代谢而包括同化和异化两个作用。同化作用是细菌消耗能量，进行合成反应，将吸收的营养物质转变为细胞物质；异化作用是细菌将细胞内的营养物质和自身的细胞物质分解过程。这个过程要放出能量。同化作用和异化作用是相辅相成的，异化作用产生的能量供给同化作用，同化作用为异化作用提供营养和细胞物质。1）微生物的营养活性污泥和生物膜中绝大部分细菌都利用有机污染物质作为营养物质，并利用这些物质分解过程中所产生的能量作为生命活动所需的能量来源，这类细菌被称之为异养菌。污水中的有机污染物质就是被这些异养菌去除的。还有一类微生物利用无机物质作为营养，被称之为自养微生物。这类微生物按照生命所需能量来源的不同，又分为化能自养和光能自养两类。化能自养微生是以无机物质作为营养，以无机化学反应所产生的能量作为能源的一类微生物。硝化系统活性污泥中的亚硝化单胞菌和硝化杆菌就是化能自养微生物。亚硝化单胞菌将氨氮物质氧化成亚硝酸盐，利用这个无机氧化反应产生的能量做为能源，将无机的二氧化碳还原并合成菌体。这也是污水中氨氮物质发生硝化的基本过程。光能自养微生物都能进行光合作用，利用光能做为能源，利用CO2等无机物质合成细胞物质。生物稳定塘中的藻类即属于光能自养微生物，它能利用阳光做能源，以污水中的无机碳做营养，进行光合作用，产生氧气，供给污水中的异养细菌。2）微生物的呼吸作用呼吸作用即微生物的异化作用，是微生物获取生命活动所需能量的途径。有氧气参与的呼吸作用，称为好氧呼吸；没有氧气参与的呼吸称为厌氧呼吸。由于呼吸类型的不同，微生物可分为好氧微生物、厌氨微生物和兼性微生物。好氧微生物必须生活在有氧环境中，没有氧则无法生存；它们在有氧条件下，可以将有机物分解成二氧化碳和水。这个过程称之为有机物的好氧分解。污水的好,氧处理进行的就是好氧分解。厌氧微生物必须生活在无氧环境中，如果有氧存在反而会产生毒害作用。它们在无氧条件下，可以将复杂的有机物分解成有机酸等较简单的有机物和二氧化碳等产物，这个过程称为厌氧分解。污水的厌氧处理和污泥的厌氧消化进行的就是厌氧分解过程，兼性微生物既能在有氧环境中生活，也能在无氧环境中生长。在有氧环境中，它们对有机物进行好氧分解，在厌氧环境中，它们则能对有机物进行厌氧分解。在污水处理系统中，绝大部分细菌都为兼性菌。在厌氧环境中，如果进入足够的氧气，不仅能使厌氧微生物处于完全抑制状态，而且部分会中毒死亡。而好氧微生物进入厌氧状态则具有相当强的忍耐力。一般好氧细菌在厌氧环境中停留24h以后，如恢复供氧，则其生物活性会立即恢复如初。在污水处理中，我们会注意到，停止曝气几天的活性污泥在恢复曝气以后会在较短时间内恢复处理效果。当环境中的溶解氧高于0.20.3mg/L时，兼性菌和好氧菌都进行好氧呼吸；当溶解氧低于0.20.3mg/L接近于零时，兼性菌则转入厌氧呼吸，绝大部分好氧菌都基本停止了呼吸，而有一部分好氧菌（大多数为丝状菌）则生长良好，处于优势。这一类特殊的好氧菌则称之为微好氧菌。丝状菌一般都属于微好氧菌。在活性污泥工艺中，当溶解氧不足时，微好氧菌常导致污泥膨胀。3）影响微生物活性的其它因素营养：污水处理中C：N：P最合适为100：5：1，如果某种营养不足，就应予以补充，否则将影响微生物的生长，进而影响处理效果。温度：水处理中的微生物绝大部分适宜生长在2035之间。在适宜的温度范围内，温度越高，微生物的活性越强，处理效果也越好；反之温度越低，生物活性就越差。因此，生物处理系统夏季较冬季的处理效果更高。pH值：要使微生物具有足够的生物活性去处理污水，一般应将pH值控制在68或69的范围内。有毒有害物质：工业废水中有很多物质能使微生物中毒死亡或活性下降，其中包括很多有机物如酚、甲醛等，也包括一些重金属离子如铜离子、镉和铅离子等；此外，一些氧化剂（如漂白粉或液氯）也可使微生物新陈代谢受阻，导致死亡。污水生物处理中，如发生微生物中毒现象，将严重影响处理效果。,2.4微生物对活性污泥状况的指示作用生物相能在一定程度上反映好氧处理系统运行状况和处理质量。1）活性污泥良好时出现的生物当活性污泥良好时出现的生物有钟虫属、累枝虫属、盖纤虫属、有肋桶纤虫属、独缩虫属、聚缩虫属、各种吸管虫类、轮虫类、寡毛类等固着型种属或者匍匐性种属。这些生物的存在表明活性污泥具有的较高的净化效果。2）活性污泥状态恶化时出现的生物 豆形虫属、肾形虫、草履虫属、瞬目虫属、波豆虫属、屋滴虫属、滴虫属等快速游泳型的种属是在活性污泥状态恶化时出现的生物。当这些生物出现的时候，絮凝体较小，往往在0.10.2mm以下，活性污泥的性状恶化的时候，波豆虫属、屋滴虫属和滴虫属等微小鞭毛虫类所占的比例极高。而且，当处理功能严重恶化的时候，微型动物几乎不出现，而可以观察到大量分散状的细菌，活性污泥的凝聚能力下降，松散絮体所占的比例极端增高。另外，由于微小鞭毛虫类的体长大多为10m以下，因此，镜检时应加以注意。原生动物少的现象，是在BOD负荷极高或者溶解氧不足或者有害物质流入的时候出现。3）从活性污泥恶化恢复到正常时出现的生物（中间活性污泥性生物）中间活性污泥性生物有漫游虫属、斜叶虫属、管叶虫属等慢速游泳的或匍匐行进的生物。这些生物很少是以优势出现的，而且这些生物是在过渡期内出现的，所以能大量地观察到的时间不过510天左右。4）活性污泥分散，解体时出现的生物活性污泥分散，解体时的指标性生物为变形虫属和简变虫属等肉足类，如在 1ml混合液中出现一万个以上的个体时，絮凝体变小，出水浑浊并呈白色。出现这种状态之后再采取措施就已经太晚了，所以只要发现这些生物急剧增加，就要减少回流污泥量，通过这样的操作可以使解体现象得到某种程度的控制。,5）活性污泥膨胀时出现的生物球衣菌属、发硫菌属、诺卡菌属、各种霉菌等丝状微生物是导致活性污泥膨胀的主要生物。一旦这种丝状微生物异常增长，活性污泥呈棉絮状，而且在静置状态下也不容易沉淀。如将膨胀污泥置于显微镜下观察就可见到断线条状的丝状微生物互相缠绕着。在膨胀污泥中也出现微型动物，但其个体数一般比正常污泥少。由丝状微生物导致的污泥膨胀通常在下列几种情况下可以观察到的：BOD:N 和 BOD:P的比率高；pH值低；BOD负荷高；入流污水中低分子碳水化合物多；水温低；流入重金属等有毒物质等。6）溶解氧不足时出现的生物溶解氧不足时出现的生物主要有，贝日阿托菌属、扭头虫属、新态虫属等。当这一类生物出现在曝气池内时，有时活性污泥呈黑色，并散发出腐败的臭味。所以当出现这种生物相时需要向构筑物内增加送气量，以提高溶解氧浓度。7）过分曝气时出现的生物经持续地过分曝气而使溶解氧超过5mg/L时，就会出现各种肉足虫类和轮虫类。在形成这种生物相的情况下，减少送气量也不会有什么问题。8）污水浓度和 BOD 负荷很低时出现的生物当污水浓度和BOD负荷很低时会出现以游仆虫属、旋口虫属、轮虫属、表壳虫属、鳞壳虫属等占优势的生物。这种生物多，也标志着硝化作用正在进行。在形成这种生物相的情况下，即使提高BOD负荷进行运转也不会有什么问题。因此，当采用两套处理系统时可只运行一套，以便节省能量。9）有害物质流入时生物相的变化 原生动物和轮虫类等微型动物受有害物质的影响比细菌更敏感，因此，根据微型动物的观察结果可以推断有害物质对活性污泥的影响。在活性污泥性生物中最容易受到影响的是楯纤虫属。因此，当出现楯纤虫属急剧减少的现象时，就可以判定为受到了有害物质的影响或者是某些环境条件的变化。此时，一方面要提高曝气池的微生物浓度，另一方面必须采取措施，去除污染源中的有害物质。,第二部分 污水处理单元,1.预处理及初级处理1.1格栅间工艺原理及过程格栅的主要作用是将污水中大块污物拦截出来来保护水泵和防止管道堵塞。格栅上的拦截物称为栅渣。1）格栅的种类按栅条形式分：直棒式、弧形式、辐射式、转筒式和活动式。常见直棒式。按栅距分：粗格栅，栅距大于40mm；中格栅，栅距在1640mm；细格栅，栅距310mm。按形状，可分为平面格栅和曲面格栅。按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅2）格栅工艺参数过栅流速和水头损失，这两个参数在运行管理中非常重要，污水在栅前渠道内的流速一般控制在0.40.9m/s，格栅后流速控制在0.61.0m/s。过栅流速不能太大，否则将把应拦截下来的软性栅渣冲走，同时也不能太小，过栅速度不能低于0.6m/s，否则栅前管渠内的流速低于0.4m/s，污水中粒径较大的砂粒在栅前沉积。3）栅渣清除方式粗格栅的栅渣一般人工清除（但大型污水厂则采用机械清除）；中格栅、细格栅一般采用机械清除。按齿耙的传动方式，齿耙式除污机分为：高链式、连续自动回转式、钢绳式移动格栅污机。安装方式有垂直安装、倾斜安装。运行管理1）过栅流速的控制合理控制过栅流速，最大程度发挥拦截作用，保持最高拦污效率。具体情况应视实际污物的组成、含砂量的多少及格栅距等具体情况而定。,2）栅渣的清除及时清除栅渣是控制过栅流速在合理范围内的重要措施。格栅除污机的维护保养巡检时应注意有无异常声音，观察栅条是否变形，应定期加油保养。链条式除污机的链瓣如有断裂应及时更换。1.2提升泵房工艺原理及过裎：污水厂的污水提升泵站的作用是将污水提升至后续处理单元所需要的高度，使其实现重力流。泵站一般由水泵、集水池和泵房组成。运行与管理1）集水池的维护污水进入集水池后速度放慢，一些泥砂可能沉积下来，使有效容积减少，影响水泵工作，因此集水池要根据具体情况定期清理。清理集水池时，应特别注意防止检修人员中毒。先停止进水，用泵排空池内存水，然后强制通风，应特别注意，操作人员下池后，通风强度可适当减小，但绝不能停止通风，每名检修人员在池下工作时间不可超过30min。2）泵组的运行调度泵组的运行操作应考虑以下原则。保证来水量与抽升量一致。保持集水池高水位运行，这样可降低水泵扬程，在保证抽升的前提下降低能耗。水泵的开停次数不可过于频繁。机组均衡运行，泵组内每台水泵的投运次数及时间应基本均匀。,1.3沉砂池工艺原理及过程砂是城市污水中相对密度较大，易沉淀分离的一些颗粒物质。主要包括无机性的砂粒，砾石和有机性的颗粒，如果核皮、骨条、种粒等。除砂可减少后续工艺流程中机械部件、污泥泵的磨损、减少管道的堵塞，避免砂粒在曝气池和污泥消化池中的积累以致减少有效容积。沉砂池是采用物理原理将砂从污水中分离出来的。按照物理原理或结构形式的差别，沉砂池分为平流沉砂池、竖流沉砂池、曝气沉砂池和旋流（或涡流）沉砂池等。1）平流沉砂池（见右图）平流沉砂池工艺参数主要是污水在池