好(hǎo)氧微生物生長繁殖並凝聚在一起形成菌膠團。在菌膠團上共生著其它微生物(原生動(dòng)物等),並吸附和交織著無生命的固體(tǐ)雜質而形成活(huó)性(xìng)汙泥。好氧活性汙泥為褐色,稍有土腥味,具有良好的絮凝吸附性能。在活性汙泥的微觀生態係統中,細菌占主導地位。細菌(jun1)等微生(shēng)物的(de)新陳代謝作用,以及菌膠團的(de)吸附絮(xù)凝作用使汙水中的汙染物(有機(jī)物等)得以去除。
活性汙泥法基本流程
活性汙泥法是由曝氣池、二次沉澱池、汙泥回流(liú)係統和剩(shèng)餘汙泥排除(chú)係統(tǒng)所組成,見下圖。
活性(xìng)汙(wū)泥法的基本流程
汙水和回流的活性汙泥一起進入曝(pù)氣池形成混合液。曝氣池是一個生物反應器,通過曝氣設備充入空氣,空氣中的氧溶入汙水使活性汙泥混合液產生好氧代謝反應。曝氣設備不僅傳遞氧(yǎng)氣進入混合(hé)液,且使混合液得到足夠的攪拌(bàn)而呈懸(xuán)浮狀(zhuàng)態。這樣,汙水中的(de)有機物、氧氣同(tóng)微生(shēng)物能充分接觸(chù)和反(fǎn)應。隨後混合液流入沉澱(diàn)池,混合液中的懸浮固體在沉澱池中沉澱下來和水分離。沉澱(diàn)池出水(shuǐ)就是淨化水。沉澱池中的汙泥大部分回流,稱為回流汙泥(ní)。回流汙泥的目的是使曝氣池內保持(chí)一定的懸浮固體濃度,也就是保持一(yī)定的微生物濃度。曝氣池中的生化反應引起了微生物的增殖,增殖的微生物通常(cháng)從沉澱池中排除,以維持活性(xìng)汙泥係統的穩定(dìng)運行。這(zhè)部(bù)分汙泥叫(jiào)剩餘汙泥。剩餘(yú)汙泥中含有大量的微生物,排放環境前應進行處理,防止汙染環境。
從上述流程可以看出(chū),要使活性汙泥(ní)法形成(chéng)一個實(shí)用的處理方法,汙泥除了有氧(yǎng)化和(hé)分(fèn)解有機(jī)物(wù)的能(néng)力外,還要有良好的凝聚和沉澱性能,以使活性汙泥能從混合液中分離出來,得到(dào)澄(chéng)清的出水。活性汙泥中的細菌是一個混合群體,常以菌膠團的形式存在,遊(yóu)離狀態的較少。菌膠團是由(yóu)細菌分泌的多糖類物質將(jiāng)細菌包覆成的粘性團塊,使細菌具有抵禦外界不利因素的性能。菌膠團是活性汙泥絮凝體的主要組(zǔ)成部分。遊離狀態的細菌不(bú)易沉澱,而混合液中的原生動物可以捕食這些遊離細菌,這(zhè)樣沉澱池的出水就會更清澈,因(yīn)而原生動物有利於出(chū)水水質的提高。
活性汙泥降解汙水中有機物的過程
活性汙泥在(zài)曝氣過程中(zhōng),對有機物的降解(去除)過程可(kě)分為兩個階(jiē)段,吸附(fù)階段和穩定階段。
1、吸附階段
活性汙泥具有巨大的(de)表麵(miàn)積,表麵上含有多糖類(lèi)黏性物質,使活性汙泥具有(yǒu)很好的吸附性能。汙水與活性汙泥混合後,汙水中固體有(yǒu)機物等汙染物首先被吸附轉(zhuǎn)移到活(huó)性汙泥表麵,稱為吸附階段。
吸附(fù)階段進(jìn)行得很快,一般在15~45min左右。吸附量的大小取決於汙染物的狀態。如果汙染物以固體或膠體(tǐ)態存在,吸附(fù)量就大;如果以溶解態(tài)存在(zài),吸附量就小。被吸附的汙染物有的可生物降(jiàng)解,有的是不可生物降解(jiě)的有機物和無機物。
2、穩定階段
吸附轉移到活性汙(wū)泥表麵的汙染物(wù)被微生物分(fèn)解轉化為CO2和H2O等簡單化合物及自身細胞,這一過程叫做穩定階段。
由於溶解態有機物能(néng)被微生物直接利用,所以溶解態有機物(wù)的降解無需吸附階段,而直接由穩定階段完成(chéng)。穩定階段需要的時間較長,尤(yóu)其是固體(tǐ)和膠態物質的(de)穩定需要(yào)更長的時間。如(rú)果有(yǒu)足夠的時間,在吸附階段吸附的可降解有機物(wù)就會(huì)在穩定階段分解轉化(huà)掉。
四、活性汙泥法的性能指標
性能良好的活性汙泥應具有良好的吸附氧化性能和(hé)絮凝沉澱性能。吸附(fù)氧化性能良好的汙(wū)泥比較鬆散,表麵積較大,活性和絮凝性能較好(hǎo),但(dàn)不一(yī)定具有良好(hǎo)的沉澱性能。例如處於(yú)膨脹狀態的汙泥(ní)結構(gòu)鬆散,絮凝性能較好,但難以沉(chén)澱,隨水流失,出水水質變差。沉澱性(xìng)能好的汙泥絮凝性能一般較好,也比較密實(shí),但不一定有較強的活性。如處於老化狀態的汙泥,絮凝沉澱性能較好,但活性較差。為獲得良好的淨化(huà)效果,應使活性汙泥具(jù)有很強的活性(xìng)又有很好的沉澱(diàn)性(xìng)能。評價活(huó)性汙泥性能的指標主要有汙泥濃度、汙泥沉降比、汙泥指數和泥齡(líng)等。
1、混合液懸浮固體(MLSS)
混合液(yè)懸浮固體也(yě)稱汙泥濃度,是指單位體積混合(hé)液含有的懸浮固體量(liàng)(MLSS)或揮發性懸浮固體量(MLVSS),單位為mg/L根據長期的運行經驗,采用鼓風曝氣的傳統活性汙(wū)泥曝氣池中,一般控製MLSS=2000~3000mg/L為宜。
MLSS為混合液(yè)中無機物、非活性有機物和活性微生物的總濃度;MLVSS為混合液中揮發性有機物濃度,可以近似(sì)代(dài)表(biǎo)有機物和(hé)微生物的量(liàng)。雖然汙泥濃度(MLSS和MLVSS)不等於活(huó)性微生物濃度,但在它們之間有著穩定的相關性,所以(yǐ)可用MLSS(或MLVSS)間接代表活性微生物(wù)含量(liàng)。在其他條件不變(biàn)的情況下,汙泥濃度越高,活性微生物濃(nóng)度也越(yuè)高,淨化效果越好。
工程上一般采用MLSS作為間接計量活性汙泥微生物量的指標(biāo),用(MLVSS)表示更切合實際。對一定的廢水來說,MLVSS與MLSS有一定的比值,如生活汙水的比值(zhí)為0.7左右。其它廢水(shuǐ)可(kě)通過試驗確定。
2、汙泥沉降比(bǐ)(SV)
汙泥沉降比指活(huó)性汙泥混合(hé)液靜置沉澱30min,所得汙泥(ní)層體積與原混合液體(tǐ)積(jī)之比(bǐ)(%)
混合液(yè)沉澱30min所得汙泥層的密度一般接近最(zuì)大密(mì)度,所以30min的沉降比近似等於完全沉降時的沉降(jiàng)比。沉降比的大小同汙泥的沉澱性能和汙泥濃度有關,但相關性(xìng)比較複雜。汙泥濃(nóng)度(MLSS)相同的混合液,汙泥沉降比越大,說明絮體越(yuè)鬆散,汙泥的(de)沉降性能就越差;汙泥沉澱(diàn)性能(néng)相同的混合液,汙泥沉降比越大,汙泥濃度就越(yuè)大(dà)。所以,對於(yú)特(tè)定的汙泥處理係統,可以用汙泥沉降比表示混合液(yè)的汙(wū)泥濃度,並以此控製汙泥回流量和剩餘汙泥排放量。通常,汙泥沉降比的正常範圍(wéi)為15%~30%。汙泥沉降比可以全麵的反映汙(wū)泥的(de)沉降性(xìng)能。
3、汙泥(ní)體積指數(SVI)
汙泥體積指數簡稱汙泥指數(SI),是指曝氣池混合液靜置沉澱30min所得(dé)汙(wū)泥層中,單(dān)位質量的幹汙泥所具有的體積,單位為mL/g。如果知道SV和MLSS,便可求出SVI。
SVI—汙泥指數,mL/s;
SV—汙泥沉降比,%;
MLSS—汙泥濃度,g/mL。
汙泥指數反(fǎn)映了活性汙泥的密實性和沉降性能。如果SVI較高(gāo),說明汙泥鬆散,沉澱性能較差;如果SVI過高,說明汙泥已經膨脹,不易(yì)沉澱;如果SVI較低,說明汙泥比較密實,沉澱性能較好;如果SVI過低,說明汙泥細小密實,含無(wú)機物較多,已經(jīng)老化,此時雖然有較好的沉澱性能(néng),但活性和吸附性能都較差。
處理城(chéng)市汙水時(shí),一般控(kòng)製(zhì)SVI=50~150為宜。不同性質汙水(shuǐ)的正常SVI範圍差異較大。如果汙水中溶解性有機(jī)物含量(liàng)高,正常(cháng)的SVI可能較高;如果汙水中無機懸浮物含量高,正常的SVI值可能較低。特定汙水的適宜SVI值應由實驗和運行情況確定(dìng)。汙泥指數能較全麵地反映汙(wū)泥地濃縮性能和沉澱性能。