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联调 | 水质与水量监测

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学社皮皮 发表于 2019-9-16 11:08 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
进水水质、水量与污水处理厂运行管理

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    城市污水一般由生活污水、工业污水、市政污水和部分雨水等形成,尽管城市污水处理厂处理水量很大,但进入污水厂的水量与水质总是随时间不断变化的。这种水量和水质的变化,必然导致污水处理系统的水量负荷、无机污染负荷、有机污染负荷的变化,污泥处理系统泥量负荷和有机质负荷的变化。
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相应地,污水厂各处理单元应采取措施适应这种变化,保证污水厂的正常运行,例如:进厂污水流量过大时,应在入厂时分流部分污水,或从初沉池后分流部分污水,以避免过大负荷对曝气池的不良影响;曝气池的有机负荷变化时,应及时调整曝气系统的供氧量;曝气池混合液污泥浓度和性能发生变化,应及时调整二沉池污泥回流量;污水原水悬浮物含量或剩余污泥量发生变化时,应调整污泥消化加热介质的用量和脱水设备的处理量等等。/ v9 M! j1 ^2 Q4 X/ x/ B( ?2 R2tech.cn

- U8 r4 R1 j) ]2 E+ Z污水进水水量水质,及各处理单元水质水量的监测,是保证污水厂运行正常的基础,是污水厂进行技术经济核算与比较的基础,是污水厂实行岗位责任管理的基础,必须采取自动或人工方法,定时定点对污水的水量水质进行准确的监测。
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污水处理厂运行监测项目

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" q  Y* v5 x3 R6 j0 e(一)感官指标
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* U6 v/ K* {+ V6 s+ Q2 Q3 t- h7 \    在活性污泥法污水厂的运行过程中,操作管理人员通过对处理过程中的现象观测可以直接感觉到进水是否正常,各构筑物运转是否正常,处理效果是否稳定。一个有经验的操作管理者,往往能根据观测做出粗略的判断,从而能较快地调整一些运转状态。但是正确的判断需要长期的积累经验,因此污水厂管理操作人员要对现象作认真的观测,对各类数据作科学的分析,不断地积累经验,从中找出规律。内容大致有以下几个方面:
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5 N2 [+ e0 n5 N  K    (1)颜色以生活污水为主的污水厂,进水颜色通常为粪黄色,这种污水比较新鲜。如果进水呈黑色且臭味特别严重,则污水比较陈腐,可能在管道内存积太久。如果进水中混有明显可辨的其他颜色如红、绿、黄等,则说明有工业废水进入。对一个己建成的污水厂来说,只要它的服务范围与服务对象不发生大的变化,则进厂的污水颜色一般变化不大。: F; l5 T" ]5 J) @- j* i/ ^2tech.cn

$ z2 x' T4 o% s  v, ]    要按流程逐个观测各构筑物里的污水。活性污泥的颜色也有助于判断构筑物运转状态。活性污泥正常的颜色应为黄褐色,正常气味应为土腥味,运行人员在现场巡视中应有意识地观察与嗅闻。如果颜色变黑或闻到腐败性气味,则说明供氧不足,或污泥己发生腐败。
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: Q) Y8 _- {- \, x& K    (2)气味污水厂的进水除了正常的粪臭外,有时在集水井附近有臭鸡蛋味,这是管道内因污水腐化而产生的少量硫化氢气体所致。活性污泥混合液也有一定的气味,当操作工人在曝气池旁嗅到一股霉香味或土腥味时,则就能断定曝气池运转良好,处理效果达到标准。
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, c6 R7 N2 }+ x+ i2 d, m7 `+ k    (3)泡沫与气泡曝气池内往往出现少量的泡沫,类似肥皂泡,较轻,一吹即散。一般这时曝气池供气充足,溶解氧足够,污水处理效果好。这是因为生活污水中含有少量油脂,经分解而产生气泡。但是,如果曝气池内有大量白色泡沫翻滚,且有粘性不易自然破碎,常常飘到池子走道上,这种情况则表示曝气池内活性污泥异常。
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2 o( @1 C! P$ p$ V    对曝气池表面应经常观察气泡的均匀性及气泡尺寸的变化,如果局部气泡变少,则说明曝气不均匀,如果气泡变大或结群,则说明扩散器堵塞。应及时采取相应的对策。
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    在二沉池池面上一般不应有气泡产生。但有时因污泥在二沉池泥斗中停留过久,产生厌氧分解而析出气体,污泥颗粒随之而上升,这种污泥颗粒呈黑色。另一种情况是由于活性污泥在二沉池泥斗中反硝化而析出氮气,透明的氮气泡也带着污泥小颗粒上升到水面,这种污泥颗粒呈灰黄色,池面上积得多了像一层浮渣。) x5 N/ u0 N" ^5 L2tech.cn

! M7 s' n* T9 X    (4)水温水温对曝气池工作有着很大的关系。一个污水厂的水温是随季节逐渐缓慢变化的,一天内几乎无甚变化。如果发现一天内变化很大,则要进行检查,是否有工业冷却水进入。曝气池在水温8℃以下运行时,处理效率有所下降,BOD:去除率常低于80 %。. X$ Q, q8 {& d* I9 w2tech.cn
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    (5)水流状态在曝气池内有个别流水段翻动缓慢,则要检查曝气器有否堵塞。如果曝气池入流污水和回流污泥以明渠方式流入曝气池,则要观察交汇处的水流状态,观察污水回流是否被顶托。. r4 s& B/ c- ]5 x/ X; t4 ~4 D2tech.cn

; D5 z# _4 A% o: C    在表面曝气池中如果近池壁处水流翻动不剧烈,近叶轮处溅花高度及范围很小,则说明叶轮浸没深度不够,应予以调整。如果在沉砂池或沉淀池周角处有成团污泥或浮渣上浮时,应检查排泥或渣是否及时、通畅,排泥量是否合适。" E2 M0 h  Z$ y' p' D7 N2tech.cn
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    (6)出水观测正常污水厂处理后出水透明度很高,悬浮颗粒很少,颜色略带黄色,无气味。在夏季,二沉池内往往有大量的水蚤,此时水质甚好。有经验的操作管理者,往往能用肉眼粗略地判断出水的BOD5,的数值,如果出水透明度突然变差,出水中又有较多的悬浮固体时,则应马上检查排泥是否及时,排泥管是否被堵塞或者是否由于高峰流量对二沉池的冲击太大。
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4 Y6 v4 ~. [# j/ e3 [4 r& ?    (7)排泥观测首先要观测二沉池污泥出流井中的活性污泥是否连续不断地流出,且有一定的浓度。如果在排泥时发现有污水流出,则要从闸阀的开启程度和排泥时间的控制来调节。对污泥浓缩池要经常观测撇水中是否有大量污泥带出。; l" q: }- o$ A  s( u2tech.cn
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    (8)各类流量的观测充分利用计量设备或水位与流量的关系,牢牢掌握观测时段中的进水量、回流量、排泥量、空气压力的大小与变化。
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8 q9 N4 o8 O9 K. a( B    (9)泵、风机等设备的听、嗅、看、摸的直观观测。
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8 i, v7 r( X, @. `; N9 y* G(二)理化分析指标- f, a7 v7 f" D7 D3 Z2tech.cn

# a; ~- k7 J+ f: h& Q; s    理化分析指标多少及分析频率取决于处理厂规模大小及化验人员和仪器设备的配备情况。在分析之前首先要采到合格的水样,然后对检测的项目进行分析化验,从而得出准确的结果。0 q0 g- H6 ^6 e9 x- A1 G2 \2tech.cn
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    1.水样的采集和处理
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    (1)水样采集的目的和应注意的事项城市污水处理厂水样采集的目的是用来分析出水达标状况和对各个工艺环节的运行状况进行分析。水样采集是通过采集很少的一部分来反映被采集体的整体全貌,因此科学认真的采样是采出有代表性样品的关键。1 v, e6 Z9 Q) X/ e6 d4 g/ l4 W5 [! k" p2tech.cn

8 N: H5 u6 t) J% m0 M6 {    采集水样时,首先应按规定的计划、地点、时间和专用的水样瓶采样。采样瓶在正式采样前要用被采样水冲洗三遍。采管道出水应放在放流一定时间后采集,以保证采集的水具有正常情况的代表性。采池、塘、河水样应在不同深度、宽度取样。对有大块漂浮物等特殊情况应以有代表性为原则决定取舍和取舍的方式。对易变化的水样,采集后应尽快分析或采取恒温保存、加药固化等措施将水样暂时存放好,并及时进行分析。采集的水样要作好记录,样瓶上要有明确标记。
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+ [- e1 U* p1 d2 a" u* T    (2)瞬时样和混合样瞬时样只能代表采样时间和采样地点的被采水的组成。只有当被采水的组成在一个相当长的时期或在各方向相当长的距离内相对稳定的情况下,瞬时样才具有代表性。当被采水的组成随时间变化时,应在适宜的间隔内采集瞬时样分别分析;当被采水的组成随空间变化而不随时间变化时,应在各个适当的地点同时采集瞬时样。当分析成分与水样储存中很易发生变化时,应采集瞬时样,并立即分析其成分,如剩余氯、可溶性硫化物·溶解性气体·温度·pH值等。用于保证污水处理厂控制工艺过程目的,通常采用瞬时样。  r- ?2 F. w' |0 N2tech.cn
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    混合样在绝大多数情况下是对在同一采样点上于不同时间采集的瞬时样加以混合,故也称时间混合样。时间混合样对分析平均浓度最为有用。城市污水处理厂处理水的出水水质分析,最宜采用混合样。由于有的城市污水处理厂的来水与出水随时间变化,为了取得更有代表性的水样,还可以根据水量变化相应比例体积的瞬时样,并最终加以混合,分析平均浓度。
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    (3)水样的采集频率与自动采样水样的采集频率从理论上讲是越高越好,时间间隔越短越好,从而分析结果也越可靠,但水样的采集时间和分析时间限制了采集的时间间隔。对城市污水处理厂的水样采集还要考虑实际的可能和实用意义。有的水样每周一次,有的每日一次,甚至几个小时一次,要视具体项目和情况而定。, [- B3 R( S. x% }2tech.cn

5 ?5 G0 P' R' R4 `4 J# h0 G) B6 w: ?    自动采样器可较好地进行混合样的采集,而且大部分带有冷藏功能,可保存采集水样的水质稳定,但使用自动采样器时要注意取样管是后插上的,因此应使用无污染采样管,最好用PVC塑料管。由于是自动采样,人们往往忽视了对自动采样器的维护保养和监护。自动采样器采样后,要及时将水样取出。使用自动取样器还应注意定时清洗取样瓶、取样管。对冬季室外安装的自动取样器还要注意防冻。0 Y- ^# T6 k2 H, D7 t) \: P0 z2tech.cn
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2.常用的监测项目3 q* A1 E# p  G5 g2 G2tech.cn

- ^) ~' p& c8 i; B    (1)反映效果的项目进出水总的和溶解性的BOD,COD,进出水总的和挥发性的SS,进出水的有毒物质(对应工业废水所占比例很大时)。* ]5 f& X  s3 f$ ]2tech.cn

% u) r; ?; f  I' l% P. I8 X( s; Z    (2)反映污泥情况的项目污泥沉降比(SV % ) , MLSS, MLVSS, SVI、微生物相观察等。% y. k7 i1 w$ x. ?2tech.cn

& l# n; D1 b' g  Z; Y: u    (3)反映污泥营养和环境条件的项目氮、磷,pH,溶解氧、水温等。) i0 l) Y4 E2 Y3 q! H5 [: ^+ ]" e2tech.cn
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3.项目监测与化验8 g$ |* F8 m8 Z6 r+ W! q1 e2tech.cn
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    (1)COD
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    所测COD包括进水COD和出水COD值。一般应做混合样,用于特别的工艺控制时,也可做瞬时样。每天至少一次。
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    COD反映了水中受还原性物质污染的程度,水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。COD的测定一般用重铬酸钾法,其基本原理是:在强酸性溶液中,一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质,过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂、用硫酸亚铁铰回滴。根据用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。
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    酸性重铬酸钾氧化性很强,可氧化大部分有机物,加入硫酸银作催化剂时,直链脂肪族化合物可完全被氧化,而芳香族有机物却不易被氧化,毗咙不被氧化,挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸气相,不能被氯化剂液体接触,氧化不明显。氯离子能被重铬酸盐氯化,并且能与硫酸银作用产生沉淀,影响测定结果,故在回流前向水样中加入硫酸汞,使成为结合物以消除干扰。
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    (2)BOD5
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    BOD5的监测包括进水和出水BOD5。一般应做混合样,用于特别的工艺控制时,也可作瞬时样。每天至少一次。BOD5测定需要5d时间,因此,一般只能用于工艺效果评价和长周期的工艺调控。对于特定的处理厂,可以建立BOD5和COD的相关关系用COD粗估BOD5值,因COD值一般在3h内即可得到结果。% j) l- z, i  z9 n3 o2tech.cn

4 y% Z2 `$ ^! d, r( }4 r. C    城市污水的BOD5测定方法如下:1 P2 M! \. o2 N- z2tech.cn

9 M- g) G' K9 k3 T3 T; f3 }    ①选择一组不同的稀释比,对水样稀释,分别测出稀释后水样的溶解氧浓度;
. y, u9 A3 ~( O0 d8 \/ w7 S& f    ②将稀释后的水样注入培养瓶,加盖和加上水封后置于恒温箱内(保持20 0C,要保证空气中的氧不进入水样;; g1 j# v, g+ v8 X2tech.cn
    ③水样在恒温箱内保持Sd后取出,再分别测定剩余的溶解氧;
  R  A1 n) l* u# ?8 @; U7 g    ④计算5日生化需氧量。对不含有毒物水样,有合适的稀释比的培养样品,其计算得的BOD:值应一致。稀释比的选定是相当重要的,稀释比太低,会出现测不出结果的情况。! N; B( m! j! o4 Q2tech.cn

  }9 p8 q( u5 ?3 _4 a2 c    测定工业废水的BOD:常是投加经过驯化的微生物。这是因为如果工业废水中含有有毒物质时,会对微生物的活动产生抑制作用,从而影响了对有机物的分解。  [# l2 \1 i- y& c; P2tech.cn
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    (3)SS  r; c, H/ ?/ k( d* j% v2tech.cn

+ s0 p# o' ?$ \. M% k6 I    进水和出水应测总悬浮固体TSSo曝气池混合液应分别测总悬浮固体MLSS和挥发性悬浮固体MLVSS。回流污泥应分别测总悬浮固体RSS和挥发性悬浮固体RVSS。以上项目一般可做瞬时样,且每天一次。
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, m3 U$ J3 P  H3 Y9 f    测定SS时,一般可采集一定体积的废水,用过滤法截留悬浮固体,以过滤介质截留悬浮固体前后的质量差作为悬浮固体的量,折成每升水样的含悬浮固体量(mg/L)o3 \" w+ g' `* t5 }% z2tech.cn
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    在处理废水时,常用简单的沉淀方法从废水中去除悬浮固体。由于悬浮固体本身的沉淀性能及工程实际条件的限制,在实验室及处理设施中,简单的沉淀法不能去除全部悬浮固体,而只有颗粒大的部分下沉。这部分沉下的固体叫做可沉固体。废水的可沉固体可以用沉淀锥测定。水样在沉淀推的沉淀时间,常采用废水流经沉淀池的时间,一般是1一2h。废水在沉淀锥中的沉淀条件下沉淀下来的可沉固体的量基本上等于每升废水在沉淀池中形成的污泥量。
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    混合液悬浮固体(MLSS浓度又称混合液污泥浓度,它表示的是混合液中的活性污泥的浓度,即单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总质量,混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)浓度是混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度,能够比较准确地表示活性污泥活性部分的数量。
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    (4)SV与SVI; O6 V* M0 Q  c* M9 t2tech.cn

; T8 i1 B- {7 I9 N8 l  i7 ^    混合液的SV和SVI是经常性测定的项目,可随时测定,用于工艺调控。* T1 E8 G5 g4 l* A8 X) x; _2 ^+ F2tech.cn
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    污泥沉降比(SV %)又称30min沉淀率,是混合液在量筒内静置30min后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率,以%表示。污泥沉降比能够反映反应器—曝气池正常运行时的污泥量,可用于控制剩余污泥的排放量,还能够通过它及早发现污泥膨胀异常现象的发生。. \! h6 d) x9 u: ?/ P, t. m2tech.cn

6 T& i8 D" n( d6 j( {3 T* R    污泥体积指数(SVI)是指曝气池出口处混合液经30min静沉后,每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积,以mL计。% e3 g' K  V6 N2tech.cn
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SVI=混合液(1 L)30min静沉形成的活性污泥容积(mL)/混合液(1L)中悬浮固体干重(g)=SV(mL/L)/MLSS(g/L)
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8 l0 |( `, \+ n" q    SVI值能够反映出活性污泥的凝聚、沉淀性能,一般以介于70一100之间为宜,SVI值过低,说明泥粒细小,无机物含量高,缺乏活性;过高,说明污泥沉降性能不好,并且还有产生膨胀现象的可能。. U, _; {6 T$ J, f0 S9 o2tech.cn

7 _# k; @; H% |; J  ^) x    (5)生物相* v- D% _6 ]9 T6 `2tech.cn
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    对生物相的监测应包括观察混合液和回流污泥的生物相,每天应观察记录。
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- f( h0 y  i- X0 B( [6 g    活性污泥中的微生物,主要有细菌、原生动物和藻类三种,此外还有真菌、病毒等。微生物中的细菌是分解有机物的主角,其次,原生动物也有一定的作用。活性污泥微生物中的细菌主要以菌胶团和丝状菌形态存在,游离细菌很少。3 l& g3 Y- q9 s1 |( i2tech.cn

. P* c3 g0 O8 i& [% O, J0 F8 {& p活性污泥中的原生动物种类较多,经常出现的原生动物主要是钟虫类,还有枪纤虫、吸管虫、漫游虫、变形虫等。此外,还有一些后生动物,如轮虫和线虫。可以说,活性污泥是一个广阔的微生物世界。对管理者来说,应靠显微镜观察方法,会识别微生物,并了解它们对污水处理过程的指示作用。; c- _# V1 S# M+ ^2tech.cn
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   下面是几种生物相对活性污泥状况的指示:; X4 Z# e. H) {% a8 R, A" P5 u2tech.cn
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    ①钟虫不活跃或呆滞,往往表明曝气池供氧不足。如果出现钟虫等原生动物死亡,则说明曝气池内有毒物进入,如有毒工业废水流入等。2 ~/ i# A. O  D8 e8 x. k2tech.cn
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    ②当发现没有钟虫,却有着大量的游动纤毛虫如各种数量较多的草履虫、漫游虫、豆形虫、波豆虫等,而细菌则以游离细菌为主,此时表明水中有机物质还很多,处理效果很低。, d+ e5 T) C6 S2tech.cn
如果原来水质良好,突然出现固定纤毛虫减少,游动纤毛虫增加的现象,预示水质要变差。相反,原来水质极差,逐渐出现游动纤毛虫,水质将向好的方向发展,直至变为固定纤毛虫为主,则水质变得良好。
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9 v; U1 x! B0 n    ③镜检中发现积硫较多的丝硫细菌、游动细菌时,往往是曝气时间不足,空气量不够,流量过大,或水温较低,处理效果差。) ?0 a7 e' c3 w5 g; Y2tech.cn

; H& [% e7 S9 w2 |    ④在大量钟虫存在的情况下循纤虫数量多而且越来越活跃,这对曝气池工作并不有利。要注意,可能污泥会变得松散,如果钟虫量递减,循纤虫量递增,则潜伏着膨胀的可能。/ U. A; ?$ A) n2tech.cn

0 Q0 F- a6 A# A9 z9 V* a( a$ f' }    ⑤镜检中各类原生动物极少,球衣细菌或丝硫细菌很多时,污泥己发生膨胀。
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2 E3 I" E! d+ s: `% [# Y$ ~    ⑥当发现等枝虫成堆出现,并不活跃,肉眼能见污泥中有小白点,同时发现贝氏硫菌和丝硫细菌积硫点十分明显,则表明曝气池溶解氧很低,一般仅0 . Smg/L左右。) o/ K- l9 W8 @) }2tech.cn

* A6 m# O! O, z" C1 y    ⑦如果发现单个钟虫活跃,其体内的食物泡都能清晰地观察到时,说明污水处理程度高,溶解氧充足。
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    ⑧二沉池的出水中有许多水蚤,其体内血红素低,说明溶解氧高,水蚤的颜色很红时,则说明出水几乎无溶解氧。
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6 q# e$ |/ H' j    由于每个污水厂的进厂水质,处理工艺有差异,因此活性污泥的生物相也会有不同。有条件的厂应经常进行镜检,长期积累经验,找出生物相的基本组成及与水质的关系,从而通过生物相观察指导实践。$ D  e! b: h' p0 z2tech.cn

3 D2 `7 C& Z7 X" J    (6)泥位$ a/ l' V8 K7 d$ h2tech.cn

0 ]4 J& e$ d/ u( h) Q    应定期测定二沉池的泥位。小型处理厂可用顶部带有控制阀的取样测定,大型处理厂应设在线泥位计。
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    (7)DO
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    主要测曝气池混合液的溶解氧DO的值。对于推流曝气池,应取各点的平均值,如入口、出口和中间三点的平均值。如有可能,还应测不同深度下的DO值。DO测定一般只能做瞬时样,每次测定间歇越短越好,小型处理厂每班至少测1次,大型处理厂一般应设在线仪表进行连续测定。另外,每天还应测二沉池出水的DO值。( b: S/ \1 I9 ^# n- ?5 ?2tech.cn
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    测定水中溶解氧常采用碘量法及其修正法和膜电极法。清洁水可直接采用碘量法测定。水样有色或含有氧化性及还原性物质、藻类、悬浮物等会干扰测定。氧化性物质可使碘化物游离出碘,产生正干扰;某些还原性物质可把碘还原成碘化物,产生负干扰;有机物可能被部分氧化,产生负干扰。所以大部分受污染的地面水和工业废水,必须采用修正的碘量法或膜电极法测定。膜电极法是根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中溶解氧。方法简便、快速、干扰少,可用于现场测定。
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& P2 V, S! j. i# m4 K" r% u    (8)pH值* }$ ]* E& ]2 T& t2tech.cn
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    测定进水出水的pH值,每天至少一次,一般只做瞬时样。pH值表示污水的酸碱程度。可以用滴定法测出pH值的大小,也可用pH计测定。+ i% v# @4 }# `+ t& g' |2tech.cn
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    (9)营养元素$ M: ^* r, o* H  v# x2tech.cn

( x1 Q6 w; p0 I; K    入流污水中应定期测定NH3-N和TKN以及TP,核算营养是否平衡,即BOD5 : TKN : TP是否为100:5:1。应定期测定出水的NH3-N,TKN和NO3-N,观察是否存在硝化。一般每天测定1次,取混合样。
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5 P2 A- C4 E2 A8 i. J    城市污水处理厂主要理化指标分析方法见下表.
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