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污水处理厂运行管理与控制对策一、环境因素对活性污泥微生物及处理效果的影响在活性污泥系统中，微生物和它所处的环境条件是相适应的，在环境条件变化时，微生物的种类、数量和活性会发生相应的变化，处理的水质也发生相应的变化，甚至导致COD、NH3-N等主要指标超标。对微生物影响较大的环境因素有：温度、酸碱度、营养物质、毒物浓度、溶解氧、氧化还原电位、渗透压等。1、温度（水温）温度对微生物有着较大的影响，对于任何一种微生物都有一个最适宜的生长温度。在适宜的温度范围内，温度每升高10℃，酶促反应速率将提高一倍，微生物代谢速率和生长速率均可相应提高。除了最适生长温度外，还有最低生长温度和最高生长温度。最低生长温度：就是指低于这一温度时，微生物的生长就停止了，但并未死亡，而只是处于休眠状态，温度一旦高于最低温度，微生物就又开始生长。我们可以利用这个原理在低温下保藏菌种，污水处理厂培菌和调试时，如果路途比较远，运输时间比较长，应尽量在低温下贮藏和运输，以免微生物死亡和变异。BOD5化验样品保存在冰箱内，保持0-4℃。最高生长温度：就是指高于这一温度时，微生物停止生长并最终导致死亡。活性污泥是由多种细菌组成的微生物**。各种细菌的最适宜的生长温度范围和最低、最高生长温度点都不一致，在水温随着季节逐月缓慢变化时，存在着一个天然的驯化或淘汰过程，与变化的水温度相适应的细菌逐渐繁殖并不断增多，不相适应的从活性污泥中被淘汰掉。活性污泥系统在水温15-35℃范围内运行时，对处理效果影响不大。在此温度范围内，随着温度的升高，细菌的生长和反应速率将逐渐提高。原生动物的最适温度一般为16-25℃。硝化细菌在5-35℃范围内，硝化细菌能进行正常的生理代谢活动，并随温度升高，活性增大。在30℃左右，其生物活性增至最大；而低于5℃时，其生物活动会完全停止；当水温低于15℃时硝化速率明显下降；当温度低于10℃时，已经启动的硝化系统可以免强维持。如果硝化系统被破坏，在10℃以下重新启动，培养硝化细菌是非常困难的。因此，硝化细菌的最适宜温度为15-35℃。2003年7月1日实施的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（18918-2002）中NH3－N指标为：一级A，5（8）mg/l；一级B，8（15）mg/l；二级，25（30）mg/l，括号内的数值是水温低于12℃的标准值。反硝化细菌对温度变化虽不如硝化细菌那样敏感，但反硝化效果也会随着温度变化而变化。温度超高、反硝化速率也越高，在30-35℃时，增至最大，当低于15℃时，反硝化速率明显降低，当降至5℃时，反硝化趋于停止。因此反硝化细菌的最适宜温度也为15-35℃。温度对生物除磷效果的影响较复杂，各种研究和不同污水处理厂的运行效果相关较大，有的甚至得出相反的结论，例如，有的处理厂发现除磷效果随温度降低而提高，而有的则发现随温度降低而降低。一般认为5-35℃范围内，均能进行正常的除磷，因而一般污水温度的变化而不会影响除磷工艺的正常运行。低温对有机物的去除率也有影响明显，当水温低于13℃时，活性污泥系统处理效果急剧下降，水温低于4℃时，几乎无处理效果。活性污泥中的细菌大多是嗜中温菌，当水温低于4℃时，嗜中温菌失去活性，而嗜冷菌在活性泥污中比例很低，几乎无处理效果。活性污泥中异养菌在15-20℃时增殖最快，低于15℃或高于20℃时增殖速率相对减少。活性污泥中的细菌由最适宜生长温度向最高生长温度过渡的温度范围内，细菌的代谢速率增高，可使胶体底物作为代谢底物而被消耗，使污泥结构松散或解絮，絮凝吸附能力下降，使出水飘泥，出水SS升高，相应的COD浓度也升高。当水温超过35℃时，生物絮体开始破坏，沉降性能下降，当超过40℃时，原生物消失，出水浑浊，当超过43℃时，分散絮体占优势，沉降性能严重恶化。温度升高还会使水体的饱和溶解氧降低，风机的供氧能力下降，导致供氧跟不上，使溶解氧偏低，引起污泥腐化而影响处理效果。对策：寒冷的冬季水温低，需保温，甚至加热；水温高的夏季，企业污水处理厂需降温。城市污水处理厂：冬季水温低，硝化细菌的生长速率低，世代周期长，通过延长污泥龄，来保证活性污泥系统中有足够的硝化细菌和反硝化细菌，使NH3－N充分硝化和硝态氮的反硝化，保证系统具有良好的脱氮效果，但需要牺牲生物除磷效果为代价，要权衡利弊，可用化学除磷来弥补生物除磷的影响。2、酸碱度一般城市污水处理厂对PH的高低，具有一定的缓冲能力，但是这个缓冲能力是有限的，当有强酸或强碱水进入时，系统受到极端PH的冲击，会影响细菌代谢过程中酶的活性，造成微生物不消耗溶解氧，溶氧仪显示值直线上升，达到最大量程，处理效果变差，出水恶化。对策：控制污染源，加强对排污企业的监控，保证PH6-9，加大回流，用水力稀释作用来缓冲PH的冲击。生化池中各种微生物最适的PH：异养菌PH6-9。硝化细菌：硝化细菌对PH反应非常敏感，PH在8-9范围内，其生物活性最强，当PH＜6.0或PH＞9.6时，硝化细菌的活性将受到抑制并趋于停止，在生物硝化系统中，应尽量控制混合液的PH＞7.0，当PH＜7.0时，硝化速率明显下降，当PH＜6.5时，则必须向水中加碱。反硝化细菌：反硝化细菌对PH的变化不如硝化细菌敏感，在PH为6-9范围内，均能正常的生理代谢，但反硝化的最佳PH范围为6.5-8.0，当PH＞7.5时，反硝化的最终产物为N2；而PH＜7.3时，反硝化最终产物是N2O。PH对磷的释放和吸收有不同的影响：在PH＝4.0时，磷的释放速度最快；当PH＞4.0时，释放速度降低；PH＞8.0时，释放速度非常缓慢。在PH为6.5-8.5的范围内，聚磷菌能在好氧状态下有效地吸收磷，在PH在7.3左右吸磷速率最快。对于A2O工艺，PH要同时满足异养菌、硝化细菌、反硝化细菌、聚磷菌的释磷和吸磷，生化池混合液的PH应控制在7.0之上。如果PH＜6.5，则应投加石灰，补充碱源不足。碱度核算：要准确控制PH，需要进行碱度核算。去除BOD5产碱：每去除1kgBOD5产生0.3kg碱度。硝化消耗碱度：每硝化1kgNH3－N消耗7.14kg碱。反硝化产碱，每转化1kg硝态氮产生3.75kg碱度。曝气池出口要求的剩余碱度≥70mg/l。ALKW+ALKC+ALKDN＞ALKN+ALKEALKW――原污水碱度ALKC――降解BOD5产生的碱度ALKDN――反硝化产生的碱度ALKN――生物硝化消耗的碱度ALKE――生化池出口应保持的碱度补充碱度：ΔALK=ALKN+ALKE-ALKW-ALKC-ALKDN对于A2O工艺，去除BOD5和反硝化产生的碱度，远远小于硝化所消耗的碱度，导致PH降低，因此，A2O出水的PH要小于进水的PH，如果进水的NH3－N较高，能使出水PH降低0.5左右，根据进出水的PH的变化，可粗略判断A2O工艺硝化的程度如何3、营养物质活性污泥中微生物的生长、繁殖及其代谢活动中需要不断地从废水中吸取所必需的营养物质，用于合成细胞物质，提供细胞生长和代谢的能源和作为产能反应的电子受体。这些营养物质包括碳源、氮源、磷源和矿物质等。3.1碳碳是构成活性污泥微生物**的重要元素，是细胞的骨架，细菌体内各种元素所占比例的通式为C5H7NO2，从通式可以看出，碳可占细菌重量的53%。含碳有机物是细菌的重要能源。我们通常用BOD5来表示废水中可被微生物所利用的碳源数量。如果进水中的碳源――BOD5太低将会影响到生化系统的正常运行和处理效果。3.1.1进水BOD5太低造成F/M＝BOD5×Q/MLSS×V，F/M太低微生物食料不足，易造成低负荷的污泥膨胀。如传统活性污泥法，将造成丝状菌过度繁殖，活性污泥中菌胶团细菌和丝状菌生长在一起，形成一个微生物的生态体系，菌胶团细菌起着主要作用，但丝状菌起以下作用：丝状菌是形成活性污泥絮体的骨架，保证活性污泥絮体的强度，能提高活性污泥的絮凝性，污泥下沉过程中网捕水中细小的悬浮物。低负荷时活性污泥絮体中菌胶团细菌得不到足够的营养，丝状菌为得到营养，丝状体伸长，增加表面积，充分吸收低浓度的营养，造成丝状菌过度繁殖，并占优势――产生污泥膨胀。对策：（1）污水全部或部分超越初沉池或减少生化池投运的数量，以提高F/M。（2）增加生物选择器，抑制丝状菌过度生长，如A2O工艺的厌氧段、缺氧段，不但起到除磷脱氮作用，还能起生物选择器的作用，可抑制丝状菌过度繁殖。3.1.2进水BOD5低，造成BOD5/TKN、BOD5/TP太低，碳源不足，影响到生物脱氮和除磷效果，应考虑外加碳源，硝化：BOD5/TKN高不利于硝化，使活性污泥中硝化菌比例小，硝化速率低，硝化效率低；BOD5/TKN低，则有利于硝化的进行，使活性污泥中硝化细菌的比例提高，有利于提高硝化效率。硝化菌需要CO2等无机碳源，并且需要的量非常小，曝气时，压缩空气中的CO2就是以保证硝化细菌对无机碳源的需要。如一分厂AB工艺之后的BAF曝气生物滤池，BOD5已很低，CO2就是以保证无机碳源。反硝化：BOD5/TKN4反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮，以硝态氮作为电子受体，有机物作为电子供体，使硝态氮转化为N2。进入缺氧段的污水中必须有足够的有机物才能保证反硝化的顺利进行。理论上讲，当污水的BOD5/TKN＞2.86时，有机物即可满足需要。但由于BOD5中的一些有机物并不能被反硝化细菌利用或迅速利用，因此实际运行中应控制BOD5/TKN＞4，如不足，应外加碳源，补充有机物的不足。能为反硝化菌利用的有机碳源可分为三类：一是污水中的多种有机物，如有机酸、醇和碳水化合物。二是外加有机碳源：外加碳源多采用甲醇，不含氮，它被分解后产生CO2和H2O，不会留下任何难以分解的中间产物。由于城市污水水量大，外加甲醇的费用高，故有些污水处理厂将淀粉厂、制糖厂、酿造厂等排出的高浓度有机废水不加任何处理，直接引入污水处理厂，作为外加有机碳源，也取得了良好的效果。三是内碳源，利用活性污泥中微生物死亡，自溶后释放出来的有机碳，但内碳源的反硝化速率很低，仅为上述两种碳源的十分之一。另外，当原污水中的BOD5/TKN之比略低于4，可将污水超越初沉池或缩短在初沉池的停留时间，以增大进入生化池污水中的BOD5/TKN比值。甲醇的投加量为：甲醇的COD含量为：1.5mgCOD/1mg甲醇，甲醇的BIC=0.57、0.855mgBOD5/mg甲醇，甲醇单价3500元/吨。Cm=2.47×硝酸盐氮＋1.53×亚硝酸盐氮＋0.87×DO生物除磷：BOD5/TP＞17，聚磷菌需要的是易生物降解的BOD5，如乙酸等挥发性脂肪酸、固态和胶体态的BOD5部分聚磷菌是不能吸收的，甚至对已溶解的葡萄糖、聚磷菌也不能吸收。若BOD5/TP比值过低，聚磷菌在厌氧放磷时释放的能量不能很好地被用来吸收和贮藏溶解性有机物，影响到聚磷菌在好氧段的吸磷，影响到生物除磷的效果。3.2氮氮是构成微生物体的重要元素，菌体合成蛋白质和核酸都需要氮，氮可占细菌体干重的12.5%。如果废水中氮的含量不足，氮被微生物用尽后，不能合成新的细胞，则活性污泥不能彻底去除废水中的有机物。废水生物处理氮的需要量按BOD5：N＝100：5来考虑。3.3磷磷也是微生物需要的营养元素，缺乏磷将限制微生物的生长和有机物的去除。P可占细菌菌体干重的1-2%。废水生物处理中磷的需要量可以按BOD5：P＝100：1考虑。BOD5：N：P=100：5：1氮和磷营养物质的缺乏也会引起污泥膨胀，为了保证活性污泥微生物进行正常的生长、繁殖，BOD：N：P＝100：5：1除需要碳外，还需要N和P。城市污水能满足，工业废水满足不了，就会因缺乏营养发生污泥膨胀，造成丝状菌过度繁殖，争夺N、P。缺乏氮和磷营养物质，所造成的污泥膨胀中，主要发生在企业的污水处理中。有的缺磷，有的氮和磷都缺，缺什么就应补充什么。3.4硫硫是合成蛋白质不可缺少的元素，大多数微生物能够利用硫酸盐，微生物对硫的需求比氮要少得多，通常污水中的硫酸盐足以能满足微生物生化反应对硫的需求。3.5矿物质（金属离子）主要作用：构成细胞成份，维持酶的作用，调节细胞的渗透压、PH和氧化还原电位