生化处理工艺活性污泥篇

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活性污泥法是当前中大型污水处理厂使用最为广泛的生物处理工艺,污水处理厂对活性污泥的管理也是作为污水处理厂生产管理中最重要的管理内容(没有之一)。因此去了解和学习活性污泥,是作为污水处理的管理人员必须掌握的基本的知识。8 u) I" q5 t4 E( y/ v' r7 m, D© 2tech.cn
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活性污泥法是在1914年由英国曼彻斯特由两位工程师爱德华雅顿和WT洛基特(Edward Ardern and W.T. Lockett)发现的,他们在曼彻斯特附近的Davyhulme污水厂的开展的类似于现在的SBR工艺的研究中发现,在反应器中通过一定时间地曝气,污水中会产生易沉淀的污泥,并能够在进水再曝气后增加,他们认为这些污泥有种生物活性,于是把这些沉淀污泥命名为活性污泥。
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© 环保之家[2tech.cn]5 C- k. G* V( l直到很久以后人们的研究才发现,这种方式其实是在反应器中集中微生物的手段,根据他们的研究,美国在1915年建造了克利夫兰污水处理厂,利用活性污泥法处理污水,在克利夫兰利用活性污泥处理的第一个实验性工厂的运行情况表明,活性污泥法是满足污水处理水质要求的一种理想的方法。
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那么经过100多年的发展以后,今天我们来认真的去看看活性污泥,我们真的了解它么?它的构成,它的作用,它的机理等等,究竟是怎样的呢?活性污泥其实是一个非常复杂的生物体系,其中包含了生物反应,化学作用,物理作用等等,我们每天接触它,看到它把进来的污水处理成清洁的水,但是能够真正彻底的了解它,人类在这方面还远远做的不够多。3 b  z( T$ {: q+ f0 G© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]* q4 [7 t4 A9 |. u, ]! L, o0 g从本篇的科普内容开始,将从现阶段管理上的一些参数和一些公认无争议的理论的多个方面来解释和描述活性污泥,希望能给大家能够初步的了解活性污泥,但是这些也是远远不够的,活性污泥的作用机理在国际的科技前沿上仍然在进行着不断的深入研究,我们在运行管理中也要不断地提升自己的活性污泥的知识体系,以便更好的管理和运行好活性污泥法的工艺。' Y( G: P% |" u5 f© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]5 d5 w4 i, v4 S0 j3 Y) x! J活性污泥是处理污水和工业废水的过程中,把空气或纯氧气通到污水中,持续一定时间后,在污水中初步形成絮凝体,这种絮凝体主要是由大量的微生物体组成的,这些絮凝体利用微生物对污水中有机物质的吸附和分解,同时絮凝体也易于沉淀分离,并使污水得到澄清,这种絮凝体就是活性污泥。4 ~0 F" c6 @! z+ U© 2tech.cn
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© 环保之家[2tech.cn]6 L' ]' x+ X0 A1 |$ Y: V这是一个活性污泥絮凝体的实拍和模拟图,活性污泥絮凝体中含有不同微生物,甚至还有一些细胞死亡后的壳体,有机和无机物质的混合物。大量的细胞外聚合物质(EPS)也存在于活性污泥絮凝物结构内。EPS围绕微生物细胞,并且在将絮凝物组分结合在一起时起作用。
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© 环保之家[2tech.cn]6 M! h' m  y1 x8 H4 s未经处理的污水(或工业废水)和活性污泥的混合在一起通常被称为混合液。在所有的活性污泥处理厂,污水(或工业废水)通过在反应器里与活性污泥充分反应处理后,多余的混合液排入沉淀池,经过沉淀处理后的上清液流到下一个处理单元进行更深的处理。在沉淀池沉淀的部分污泥,返回到头部曝气系统重新作为接种的活性污泥和新的污水(或工业废水)形成混合液进入到处理单元内进行反应,部分剩余的活性污泥排出到系统外进行污泥脱水处理处置。         $ `4 l6 F# h8 D# W' _* d/ s© 2tech.cn
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这个过程就是活性污泥法处理污水的过程,可以看到这个过程中包含了活性污泥和污水混合液,曝气,回流污泥,剩余污泥这些元素。所以理解活性污泥法,就要明白,一个完整的活性污泥法是包括这么多内容的,放在日常的管理中,就是要看活性污泥和污水的混合,比如现场搅拌装置是否正常,推流装置是否正常;要看曝气装置是否正常的给混合液提供了氧气,有没有曝气不均匀,曝气量不足的情况等;回流污泥要检查二沉池与曝气池之间的回流泵是否连续运行,回流量是否达到了混合液中活性污泥和新鲜污水的混合比例等;剩余污泥要检查剩余污泥泵有无正常开启,剩余污泥排放量能不能保证系统的稳定运行等等。所以我们说污水厂的日常管理的工作其实就是来自于活性污泥的基础知识的延伸。2 O; D! K" S# w) T' s© 2tech.cn
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活性污泥法在100多年的发展中,人们利用科学技术手段更加深入的研究活性污泥,针对污水中的不同污染物质,在活性污泥法的基础上又不断地更新出新的结构形式,比如氧化沟工艺,SBR(序批式活性污泥法)工艺,AAO(厌氧-缺氧-好氧)工艺,还有近几年来发展的MBR(膜生物法)等等,这些工艺都不断的扩充着活性污泥的应用空间和应用深度,技术手段也促进了人们更精准的管控活性污泥以达到人们对污水处理水质的要求。因此活性污泥在经过100年的发展以后,依然是污水处理中的主流工艺,对全世界的污水处理起着至关重要的作用。/ X. j, p, r; i+ R* t8 U. D' d8 V© 2tech.cn
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治污者说  独赏二月雪   发表于 2020-5-9 15:10 | 显示全部楼层

活性污泥的沉降比SV

SV是活性污泥的混合液在经过一段时间(通常为30分钟)在一定容器内(1000ml量筒)沉淀后,活性污泥絮凝体所占的体积比例,以%计,通常情况下不写%,但是记住是一个比值。) M' N# C8 s; P/ r4 K$ m© 2tech.cn
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SV在活性污泥的检测方法中,手段最为便捷,一般有一个带刻度的量筒就可进行,所以在采用活性污泥法的污水处理厂中是最常用的一种日常检测。对活性污泥的沉降比一般取曝气池出口处的混合液进行,曝气池出口的微生物已经完成了有机物吸附降解过程,即将进入到沉淀池进行泥水分离,在此处进行沉降比的检测,能检测出污水经过生物处理后的效果,同时也能检验二沉池的沉淀效果。
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作沉降比的量筒应选择1000ml量筒,由于量筒的筒壁具有吸附力,在研究理论上称为上壁效应(Wall effects),会影响沉淀效果,因此体积越小量筒测出的Sv值越高,因此不应选择100ml的量筒,同理也不应选择锥形底的量筒。一般来说,在5分钟内,活性污泥絮凝体会完成絮凝沉淀,在5分钟后,活性污泥絮凝体进入到压缩沉淀过程,沉降时间越长,沉淀的效果越明显,但是在实际操作中,由于不可能长时间的做SV,所以一般规定活性污泥在30分钟的沉降后,所占的比例就是沉降比SV了。# v3 x* o7 u$ \© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]/ f6 L3 R9 j. Z  `6 r* K我们来看,这是一个氧化沟工艺的活性污泥的30分钟的沉降,前五分钟的沉降和后25分钟的沉降可以和明显的看出,后25分钟的压缩沉淀过程是变化不是很明显的,这是一个比较正常的活性污泥的沉降观察,那么我们运行管理人员日常要从沉降比SV%可以看到那些呢?
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怎么观察SV?通过观察SV我们能得到那些?* ^* r/ D% }! d' r9 Q© 2tech.cn
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1、        观察SV的沉降过程。SV的沉降过程是反应活性污泥的沉降性能好坏的重要标志。取了生物反应池(曝气池)出口的混合液后,在量筒内静置观察在30分钟内的活性污泥的沉降过程。这样的活性污泥的沉降性能良好,也反映了絮凝体中的丝状菌在合的范围内,生物池流出混合液在二沉池的沉淀效果良好,泥水分离效果最佳。在活性污泥膨胀期间,SV的30分钟沉降过程中,基本没有很明显的絮凝沉淀过程,只会缓慢压缩,从30分钟的曲线上也可以看到。
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2、        观察SV的泥水分界线。经过30分钟的沉淀后,应该对SV的量筒内的泥水分界线进行观察。沉淀性能、泥水分离性能良好的活性污泥,泥水分界线平滑整齐,活性污泥和水的界面分明,没有杂质等。这样的活性污泥是沉淀效果良好的情况。当活性污泥初期培养时,泥水分界线不明显;活性污泥老化,泥水分界线上活性污泥的絮凝体较大,界面不平滑;活性污泥膨胀的情况时,泥水分界线模糊,有多层过渡的界面。
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3、        观察SV的上清液。经过30分钟沉淀后,量筒内的上清液反应了活性污泥对污水的处理效果,上清液的清澈度,悬浮物情况,以及表面的漂浮物情况都反应了活性污泥对污水的处理程度。在活性污泥对入流到生物池内的污水,达到了完全的彻底的处理时,上清液清澈透明,无悬浮物,无其他杂色。在活性污泥初期培养阶段,活性污泥絮凝体没有形成,微生物数量不足,SV沉降后上清液混浊,有较多悬浮物,有其他杂色。活性污泥老化阶段的SV上清液,水质清澈透明,但是有明显的悬浮杂质,同时表面还有漂浮杂质,这些杂是老化的活性污泥脱离絮凝体进入水中造成。活性污泥膨胀期间的SV上清液,所占的体积极小,但是清澈透明,无杂物。/ F2 J4 C; {/ n+ m6 ~! m# |- {© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]) I1 z" w+ D. W+ ~) e# w  i4、        观察SV的沉淀的活性污泥。污泥经过30分钟的絮凝和压缩沉淀后,沉淀在量筒底部,观察这部分的污泥,可以了解活性污泥的性状。性能良好的活性污泥密实度好,能观察到有絮凝体压缩后的样子,污泥占的体积较小,一般在量筒体积的30~40%之间,颜色为活性污泥的正常的土黄色。在培养初期的活性污泥,沉淀的活性污泥主要以无机物为主,沉淀的密实度较好,但所占的体积更小,在2~3%之间,沉淀污泥的颜色发黑。污泥老化的沉淀污泥,絮凝体形状明显,颜色发白,所占的体积较大,一般40%以上。污泥膨胀的沉淀污泥,污泥看不到絮凝体的样子,成稳定的悬混状态,污泥颜色发白。
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5、        观察30分钟后的SV沉淀污泥。活性污泥的SV经过30分钟完成絮凝和压缩沉淀结束后,在30分钟后会产生不同的变化,但是由于检测时间较长,一般不做继续观察,但是活性污泥在进入到二沉池以后往往要停留到8个小时以上,定期观察30分钟后的SV变化对二沉池的工艺运行也有一定的指导作用。性能良好的活性污泥,在30分钟后,会在缺氧环境下发生反硝化反应,逐步产生氮气气泡,这些氮气气泡会使沉淀污泥的比重减小,在反硝化反应释放出更多的氮气后,会造成沉淀污泥分层断裂上浮,漂浮至量筒上层。
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培养初期的活性污泥,没有反硝化反应,一般没有这样的污泥上浮的情况,在放置时间过长以后,活性污泥沉淀会进一步发黑,是活性污泥厌氧颜色变黑的情况。老化的活性污泥,SV沉淀时间过长,上浮情况更为明显,并且絮凝体呈破碎上浮的情况。活性污泥膨胀期间的过长的SV,膨胀的活性污泥会进一步压缩,但是时间更长以后,也有上浮的情况。
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通过上述的几个方面的观察,我们基本就可以通过SV去大致的了解污水厂内的活性污泥的一些基本性状了,但是其他的一些参数我们还是需要通过其他的化验方法得到的,其余参数将在最近的公众号陆续和大家一起讨论。
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对于SV的观察,我们不应仅仅停留在这五个方面,还可以应用计算机手段,对沉降曲线进行绘制分析,通常经过一到两年的沉降曲线分析,就可以看到本厂工艺的活性污泥一年的变化,能反映出活性污泥在一年之中的沉降性能的变化。
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© 环保之家[2tech.cn], F& E7 y$ Q  Y  k" K3 P上图是一个传统活性污泥法1~12月的沉降变化曲线,可以看到最佳的活性污泥状态在4~6月期间,其他月份的沉降性能都比较差,从实际运行也了解到,现场出水受活性污泥沉降性能差导致出水超标情况时有发生。因此我们对SV应该建立全面的数据分析统计制度,通过对现象的数据化统计,把污水处理厂的运行管理工作提高到更精准的层次来。: v( Z0 t# W5 @7 s# @© 2tech.cn
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SV是污水处理厂对活性污泥进行管理的最为日常的检测手段,每个运行管理人员应该通过SV去了解本厂的活性污泥的状态,并能够通过相应的调整措施进行改善活性污泥,是其保持在最佳的处理状态下。1 S. `( V5 i1 D. r- h" j, B( S, b© 2tech.cn

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治污者说  独赏二月雪   发表于 2020-5-9 15:26 | 显示全部楼层

活性污泥中的混合液悬浮固体浓度MLSS

在活性污泥法的管理中,为了反映在生物反应池里的活性污泥的多少,建立了混合液悬浮固体浓度的指标(英文的写法为:Mixed Liquor Suspended Solids ),在实际中工作中通常采用英文的简写MLSS,它代表了曝气过程中曝气池中的活性污泥的量,这些是在处理污水过程中起到降解污染物质的活性污泥。MLSS在主要测量的单位是毫克每升(毫克/升)。
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© 环保之家[2tech.cn]4 z& w# u, B+ j, e9 Y我们知道SV是污泥的体积,它只能反应出活性污泥在水中所占的体积比例,而不是一个质量的参数,它是不能反应曝气池中的活性污泥的多少,它在外界条件(进水水质,曝气量,剩余污泥排放量等等)稳定不变的情况下,可以粗略的反映出活性污泥的变化,但是绝对不能来表示活性污泥的多少的一个量化的标准。
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混合液是一个曝气池内生的或不稳定的污水和活性污泥的混合产物。而MLSS反映的絮凝体主要由微生物和非生物降解悬浮物组成的,其中的非生物降解的无机悬浮物是使活性污泥具有良好沉降性能的主要来源,同时也是进水中的SS。所以我们可以了解污水中的SS的去除主要的一个方式就是从活性污泥絮凝体去除。对曝气池内的活性污泥的质量浓度-MLSS进行化验分析,是活性污泥法的一个重要参数。它其实标识了曝气池内的活性污泥的量的多少,也间接的反映了活性污泥中的有效的微生物的多少。
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在一个污水厂的设计中,会对污水厂的活性污泥的量MLSS进行一个设计计算,在一定得空间里和时间里,对于进水中的有机污染物质需要多少的活性污泥的量MLSS来进行处理,就能够保证污水厂处理后的出水水质达标排放,这是污水处理厂的设计中核心的计算之一,这个计算涉及到另一个概念食微比F/M,这些概念在后续的文章中会详细说明。设计使用的计算,可以简单的看成是有多少食物,养活多少微生物的概念,在相同的处理构筑物体积和停留时间情况下,进水浓度越高,需要的活性污泥浓度也就越高。这个概念在我们的运营管理中是很重要的一个管理思路。
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设计采用的污泥浓度MLSS在实际的生产运行中,往往只能作为一个参考,这是由于设计的参数,特别是实际进水水质的数据往往和设计水质数据有一定的偏差,这种偏差导致了在固定容积的曝气池和固定时间的处理过程中,污泥浓度和进水水质的需要做调整,来保证活性污泥浓度对进水水质的一个匹配。所以我们在运行管理中,通过检测污水厂的进水水质,对曝气池内的MLSS进行调整,是运营管理中的重要工作,而调整的目的是为了保证活性污泥的活性,达到更高效的处理污水的目的。6 j8 W, E. ^0 M0 @© 2tech.cn
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所以说污水处理厂的管理重点是对这些悬浮在水中的絮凝体MLSS和污水处理厂进水水质的适当的操作。因此,要测量的絮凝体的数量,也就是活性污泥浓度MLSS是污水厂化验室很重要的一项工作,下面是活性污泥混合液的MLSS的测定流程:   $ C+ t! p8 x. m' M- P© 2tech.cn
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MLSS的测定
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1. 定义:
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MLSS :称混合液悬浮固体。是指曝气池混合液体活性污泥的浓度,即在单位容积混合液内所占有的活性污泥固体物的总重量。
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2. 指标含义:# W- ~0 Q" S% e! g1 I' o4 L, C© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]( S8 h4 i' U) j" ?MLSS是间接计量活性污泥微生物量的指标。3 h3 ]& n/ w0 |2 J. o* T+ }4 n© 2tech.cn
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3. 水样的采集、保存及注意事项
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© 环保之家[2tech.cn]2 d; Z% K+ s$ U& z( {; I/ ~3 F& c采样地点定于曝气池出口处;实际的采样位置应在采样断面的中心,例如曝气池水深3.0米,故应在液面下1.5米处采样,。
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© 环保之家[2tech.cn]6 d% ~: l! u3 y& ]: }. P4. 检测方法 :(残渣)
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原理: 将混合均匀的混合液在称至恒重的蒸发皿中于蒸汽浴或水浴上蒸干,放在103~105℃烘箱内烘至恒重,增加的重量为MLSS。测定了MLSS的样品。
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© 环保之家[2tech.cn]5 n; ~1 ?  t" k" G$ _ 5. 方法步骤:2 S# W& i- K8 ]/ m/ c1 J* g© 2tech.cn
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① 称量恒重的蒸发皿记W1(恒重:蒸发皿在105℃烘箱内烘1h ,干燥皿中冷却30min). w1 E0 P! R; X$ e8 c' W© 2tech.cn
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② 量取一定容积的混合液(50ml),放入离心机,在2500转/分下离心15min$ a) \( ?6 [6 K0 U" D3 V" Q8 A© 2tech.cn
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③ 小心到掉上清液后,移至恒重的蒸发皿中
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④将蒸发皿在100℃的水浴锅上蒸干,移至103~105℃的鼓风干燥箱内烘2h,干燥皿中静置冷却30min,称重记W22 B* k4 Z% ~8 q$ V© 2tech.cn
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6. 数据整理
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结果表示:
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MLSS用g/L来表示  
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7.误差分析8 I3 u. X7 J2 [( i( Y4 [* W: I$ H© 2tech.cn
103~105℃烘干的残渣,保留结晶水和部分吸着水。有机物挥发逸失甚少,故可以比较准确的表示MLSS。
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① 蒸发皿恒重,两次称重之差≤0.0005g5 `0 z. b! a% v. J; }© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn], C* r" o" S% H②MLSS恒重,两次称重之差≤0.0005g
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© 环保之家[2tech.cn]  ^- [! t0 `# {3 d( I8 A8 J      在活性污泥的SV里我们进行了计算机的数据统计,同理作为日常化验的数据结果,我们也同样要对活性污泥浓度,MLSS进行分析和统计。下图就是某污水厂一年的MLSS的统计图:
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© 环保之家[2tech.cn]! |) |4 P1 l/ A    通过计算机的统计图,我们可以轻易的看到一年间氧化沟内的污泥浓度的变化情况,这些变化,结合全年的进水浓度的变化,以及排泥系统的工况,就能更好的分析出污水处理厂在一年中的活性污泥性状的好坏,从而为新的一年做好调整和预判。为污水处理厂的精细化管理做出扎实的基础工作。( g& |* e* ~; o+ u2 b  v0 C© 2tech.cn

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活性污泥混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS

活性污泥的基本组成,为了更好的描述活性污泥的这些组成部分,通常用四部分物质来描述活性污泥:
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© 环保之家[2tech.cn]3 L5 @8 f8 j. {: n% B1、        具有活性的微生物群体(Ma)
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© 环保之家[2tech.cn]$ w) L3 j% i; x9 c2、        微生物自身氧化的残留物(Me), R7 l. \, ?% v. S$ M© 2tech.cn
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3、        原污水带入的不能为微生物降解的惰性有机物物质(Mi)
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4、        原污水带入的无机物质(Mii)- R% v8 Q9 |' _# s4 S© 2tech.cn
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活性污泥的MLSS指标是指单位容积的混合液内所含的活性污泥固体物质的总量,可以把活性污泥浓度MLSS表示成这四种物质的形式:
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                            MLSS=Ma+Me+Mi+Mii' L/ v5 J7 c2 _( D3 ~$ R+ h+ _7 R© 2tech.cn
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我们可以从这个表达式中看到,活性污泥中的固体浓度MLSS包含了微生物,有机物,无机物,在活性污泥中对污水起到降解作用的其实是Ma这个具有活性的微生物群体,通过MLSS这个数值,还是不能准确的反映出活性污泥中的微生物的含量。那么怎么才能更加准确的反映出活性污泥里面的微生物的量,从而更有效的对污水厂的水质处理进行管理呢?
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500℃以上的高温能够使有机物质碳化,并变成二氧化碳释放出去。而在活性污泥里面的微生物群体的本质就是有机物质,也就是说具有活性的微生物群体Ma这部分我们可以通过高温挥发出去,这部分也就是VS S的概念。因此我们在活性污泥的指标中,还有一个反应有机物浓度的指标:MLVSS,在MLSS中增加了一个V字,在英文中V代表的Volatile,意思就是挥发性的,也就是说MLVSS浓度代表是混合液挥发性悬浮固体浓度。由于在高温作用下,所有的有机物都会挥发,所以MLVSS用活性污泥的四种组成部分可以表达为:0 y: l" J8 `9 @8 I) T© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]1 n" B/ L. [" p. ?                               MLVSS=Ma+Me+Mi
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© 环保之家[2tech.cn]8 K8 N3 G1 D& Y: y' ]  ~, a5 m     可以看到和MLSS的区别的就是减少了Mii这一项,但是还有Me(微生物自身氧化的残留物)和Mi(不能被降解的惰性有机物)这两种有机物的数量。所以MLVSS还是不能准确的代表活性污泥中的微生物的数量。但是我们可以知道不可降解的惰性有机物Mi,在生活污水中所占的比例很低,微生物自身氧化的残留物Me大部分会脱离活性污泥,流入或漂浮到水体中,所以Me这部分在活性污泥的固体物质所占的比例也很小,因此我们可以说MLVSS是很接近活性污泥中微生物群体的质量数的,但是还是要明白MLVSS不是表示活性污泥中的微生物群体的最准确的指标。
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      了解了MLVSS的概念以后,我们来看看MLVSS的化验方法,上一篇里面,我们看到了MLSS的化验方法,MLVSS的做法是在MLSS方法后面增加了一道程序,利用马弗炉的600℃的高温对MLSS进行高温灼烧半小时,然后称量,计算MLVSS。* |' A( H  M6 M+ Z© 2tech.cn

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© 环保之家[2tech.cn]7 R6 p( e" U# a# i# O3 P# O详细做法如下:  ~$ y' Y- y# W, i© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]* w* W& B: ~4 ~: V& m! p) u) B# @. O①将做完即MLSS的干污泥及蒸发皿(恒重为W2)放至电炉上碳化至不冒烟为止; P- x6 ^0 ?3 z7 I! [, F$ U4 R9 F! i© 2tech.cn
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② 再放入600℃的马福炉中灼烧30~40 min ,降温至110℃8 A" Y4 T/ G% }( w© 2tech.cn
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③ 放入105~110℃烘箱中烘30 min$ }- x9 D+ ~2 I© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]0 `( I, T# d5 e: [8 G④ 放入干燥器中,冷却30 min' |+ {& E3 |8 Q© 2tech.cn
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⑤称重记 W3! O0 c4 x6 d" O( _© 2tech.cn
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计算公式
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MLVSS=(W2-W3)*1000/V' Y! n$ D- V5 G0 l© 2tech.cn
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污水厂对活性污泥的浓度的化验的这两个数据,能够反映出曝气池内混合液的浓度和有机物的浓度,这两个数值放在一起那么就会有一个比值出来:MLVSS/MLSS,这个比值对于我们的污水厂的运行管理有什么意义呢?' \) Q" b+ N" ^) `- m/ @) k" i: f4 H© 2tech.cn
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这是一个MLVSS/MLSS的比值区间图示。由于MLVSS代表了MLSS里面的有机物成分,因此MLVSS/MLSS也就反应了活性污泥中的有机物的比例。一般来说在一个生活污水处理厂里面,活性污泥中的有机物的比例是比较固定的,一般在0.6~0.85之间。而在各地的污水厂实际的运行当中,这个比例往往会有很大的个体差异性,这是因为污水处理厂的MLVSS/MLSS比值是反映出污水处理厂预处理段的运行管理好坏的比值。7 Y5 ]/ C9 z" J- A5 C& t2 {© 2tech.cn
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污水处理厂的预处理段,特别是中国北方地区,风沙较大,雨污合流的管道内雨水常常带进大量的无机颗粒,这些无机物质在预处理段如果没有得到很好的处理,就会进入到生物反应系统里,变成了活性污泥的组分之一Mii,预处理的能力越差的水厂,这个Mii越高,也就是MLVSS/MLSS值越低,因此我们通过对一个污水厂的MLVSS/MLSS值的分析,可以粗略的观察到污水厂的预处理段运行的好坏和以及进水水质中的无机物的比例。7 w. m. N  O  v' q© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]! N* |8 S. W0 {0 i/ j' @9 ]虽然MLVSS是粗略代表活性污泥的微生物群体数量的指标,但是这个比例并不是越高越好,越高的比例,说明活性污泥里面的有机物、微生物的数量较多,而无机物的比例较低,这样的活性污泥的相对比重下降,导致沉降性能较差,在活性污泥系统里的二沉池里的沉降变差,SV升高,二沉池污泥界面上升,容易诱发活性污泥膨胀等问题。
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治污者说  独赏二月雪   发表于 2020-5-9 15:51 | 显示全部楼层

活性污泥工艺的溶解氧[DO]

由于活性污泥法中绝大部分都采用的是好氧微生物来降解有机污染物,好氧微生物最大的特点就是对氧气的需求量极大,它们需要氧气参与它们的生物反应,需要氧气来获得氧化还原反应的电子,所以为了保证这些微生物的良好生长我们就需要为它们创造出一个富含氧气的环境。( F: H9 K/ g/ c/ W) E+ S5 W© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]9 {! ?4 Y  _9 L# J1 `  W$ `$ V根据曝气机械的安装方式,污水厂的曝气常用的底曝和表曝两种方式,底曝一般是指将曝气装置安装在曝气池底部,通过鼓风机等把高压气体送入到曝气池底部,然后逸出到曝气池的混合液中;& v9 U* o: M* r$ _© 2tech.cn
表曝是指曝气装置在曝气池水体表面,通过搅动水流方式把空气带入到曝气池的混合液中。
© 环保之家[2tech.cn]' t! d& C, ^" H3 ]/ `在一些特殊的场合中也有用跌水曝气的方式,通过水流的跌落,把空气溶解到水中,达到曝气的目的。
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不论采用那种曝气方式,目的都是为了在水中溶解更多的氧气,水体污染的一个指标就是受污染水体的溶解氧几乎为零。那么污水处理厂由于正是处理的受污染的生活污水,其中的溶解氧是非常少的。当这些低溶解氧的污水进入到生物反应的曝气池内时,和回流污泥中的微生物溶合在一起后,活性污泥中的好氧微生物需要大量的氧气来维持它们的正常生存和繁殖,同时也要完成它们对进水中有机污染物的降解,因此它们需要一个外界强加给进水的富氧的环境。而污水厂里的曝气池的设计就是通过人为的强制把氧气充入污水内,以达到满足好氧微生物的氧气需求。/ D1 m" o9 G% f; M© 2tech.cn

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© 环保之家[2tech.cn]6 E3 I- B/ K$ w: P: b/ f% s2 ~从活性污泥的理论上讲,在一个推流式的曝气池内,溶解氧的含量变化水体污染降解的变化曲线的。由于一般的污水厂的曝气装置在整个曝气区域内的设计都是均匀布置的,所以理论上,送到曝气区域的每一个位置氧气量都是一样。但是在推流式的曝气池内,在曝气池头部由于有机污染物含量高,活性污泥需要进行大量的生物反应来降解这些高浓度的有机污染物,对氧气的消耗量极大,因此在曝气池的头部的溶解氧会很低,一般生活污水的头部在1mg/L以下。
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随着水流方向,活性污泥对污水中的有机污染物逐步吸收降解完成后,生物反应速度和程度逐步下降,对溶解氧的消耗越来越少,理想的状态就是到了出口处,活性污泥已经完全将混合液中的有机污染通过好氧反应全部消耗完成,不再需要氧气,这时的溶解氧应该达到整个曝气池的最高值。从这个角度来说,其实我们检测的溶解氧不是混合液中真正可以溶解的溶解氧,而是好氧微生物反应剩余的氧气的含量。也就是说到了这个出口阶段,好氧微生物已经完成了它们的工作,生长周期也应该进入到了衰老期,已经厌倦了呼吸氧气,也进入到了了一个难瞻承的阶段,所以我们要进行活性污泥的分离,然后回流,让它们重新获得新生。
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© 环保之家[2tech.cn]1 [* u% w. m( [' o) @. Z4 Z从上面的分析来看,污水厂的溶解氧检测应该放在曝气池的出口处,对出口的溶解氧进行检测,就能够反映出整个曝气区域内活性污泥对有机污染物的降解程度。通过长期的经验积累,在污水厂出口的溶解氧DO有一个经验数值2mg/L,低于这个数值意味着好氧反应还在进行,说明我们人为强加给曝气区域的曝气量不足,需要进一步的提高充入曝气池内的风量。
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如果高于这个数值,说明提供的氧气过多,好氧微生物已经在出口前段完全反应完成,造成了出口处的氧气富裕,可以进行下调曝气装置,来降低能耗。当然这只是一个经验的指导数据,在实际运行中还是要结合水厂自身的实际运行效果来进行这个数值的设定。在运行管理中,对曝气机械的投用台数要灵活针对各种处理效果进行调整,以微生物的良好活性和最终的出水水质达标为最终的调整目的。' q5 y% W+ r. F' B© 2tech.cn
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在一些变种的活性污泥法中,水流循环不是简单的推流,有氧化沟的循环流方式,有多点进水方式,有SBR工艺的模式,有A2O工艺的多点回流方式,往往曝气区域的溶解氧的变化不是依照推流式的方式变化的。因此在日常的管理中要结合本厂的工艺实际,对曝气区域进行了解和详细划分,增加一些溶解氧的在线检测点位。
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© 环保之家[2tech.cn]9 m- `- I+ w: g; o比如A2O工艺的厌氧区域和缺氧区域,由于不同功能种类的微生物对溶解氧需求都是不同的,因此会有不同的溶解氧的要求;还有氧化沟的循环流模式,曝气装置的安装位置开始到下一个曝气装置之间,溶解氧是从高到低的消耗过程,要定时检测溶解氧的浓度,以保证整个混流的氧化沟内的溶解氧满足各种微生物的需求。+ w  W& }" j$ m4 `8 u) w© 2tech.cn
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曝气池的溶解氧受到多种因素的共同影响,有混合液的浓度MLSS,进水浓度,水温,气压,曝气装置等等。在这些影响因素的作用下,混合液的溶解氧往往呈现出各种变化,对于混合液中的溶解氧深入的理论还有OUR(Oxygen uptake rate 微生物氧气摄取速率),OTR(Oxygen transfer rate 氧气转移率)等等理论。作为污水厂的运营管理人员,这些理论的实操性不强,我们应该了解给活性污泥中的好氧微生物提供一个充足良好的好氧环境是很重要的工作,了解溶解氧的根源,从而更好的管理溶解氧以满足微生物的需求。' H6 F& ^, e0 t* e& Q1 m© 2tech.cn
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