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怎样才能把污水处理技术学好
污水处理厂职业技能——每日更新
本文主要讲述好氧生物处理和厌氧生物处理法的基本特点及其机理。同时提到了污水处理厂运行过程中发生污泥膨胀的原因和基本解决方法。
2.11氧垂曲线
在水体污染和自净进程中，反映水中溶解氧浓度，随时间变化的曲线称为氧垂曲线。有机物在水中被好氧微生物降解为稳定的无机物，要消耗一定量的溶解氧。溶解氧除水体中原有的氧外，主要来自水面复氧（大气中氧在水面溶入水中）和水体中水生植物光合作用所放出的氧。在自净过程中，耗氧和复氧同时进行。溶解氧的变化状况反映了水体中有机污染物净化的过程，因而可以做为水体自净的一个主要标志。
2.12富营养化
在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖；水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。
在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，沉积物不断增多，先变为沼泽，再变为陆地。不过这种自然过程非常缓慢，常需几千年甚至上万年。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起水体富营养化现象，可以在短时期内出现。
水体出现富营养化现象时，浮游生物大量繁殖，因占优势的浮游生物的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在江河湖泊中称为水华，在海中则叫赤潮。
天然水体中磷和氨（特别是磷）的含量在一定程度上是浮游生物数量的控制因素。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，某些藻类的个体数量迅速增加，而藻类的种类则逐渐减少。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把生物所需的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。因此，富营养化了的水体，即使切断营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。藻类既然源源不断地得到营养物质，一代一代繁殖下去，死亡的藻类残体沉人水底，一代一代堆积，湖泊就逐渐变浅，直至成为沼泽。水体中氮含量超过0.2～0.3mg／L，磷含量大于0.01～0.02mg／L，生化需氧量大于10mg／L，PH值7～9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10mg／L时发即认为此水体已为富营养化水体。
富营养化造成水的透明度降低，阳光就难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用和氧气的释放，而表层水面植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物（主要是鱼类）有害，造成鱼类大量死亡。富营养化水体中底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解产生的有害气体，以及一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。富营养化水中含有亚硝酸盐和硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，会中毒致病。
2.13好氧生物处理
利用好氧微生物在有氧条件下将污水中复杂的有机物分解，并从释出的能量来完成微生物本身的繁殖和运动等功能。这是处理污水中有机物的重要方法。
在好氧微生物的氧化分解过程中，污水中呈溶解状态的有机物首先透过微生物的细胞壁被微生物吸收；固体与胶体的有机物先被微生物所吸附，并在微生物所分泌的外酶作用下，分解成溶解状物质，然后再渗入到微生物细胞内。进人细胞内的溶解状有机物，在内酶的作用下，一部分被氧化分解成简单的无机物，如CO2、H20、NH3、NO3-、PO43-和SO42-等，同时释放出能量，微生物就利用这部分能量作为其生命活动的能源，并将另一部分有机物作为其生长繁殖的营养物质，合成新的细胞物质，使微生物得以增殖。
为保证污水中有足够数量的微生物，以达到预期的处理效果，则应保持足够的营养物质，即污水中的有机物应有一定的浓度，实践证明，好氧生物处理中，有机物浓度（以BOD5计）一般应为100－500毫升／克；此外还要有足够的氮和磷，三者的比例关系是BOD5:N:P=100:5:1。若污水原水不能满足，如缺少氮或磷，则需人工适量投加。
微生物在分解有机物和合成新的细胞物质过程中，需要消耗氧。细胞生长的典型范围是每氧化1千克BOD，生长0.3—0.6千克细胞，而需氧量的范围是0.5-0.4倍BOD去除量。因此，好氧生物处理系统，除靠自然复氧外，主要靠人工曝气或其他方式充氧。人工曝气有两个作用：一是供给微生物所需的氧，曝气过程就是将空气中的氧强制溶解到混合液中去的过程；二是搅拌作用，可使微生物在混合液中保持悬浮状态，与污水充分混合。
好氧处理方法，基本上可分为生物膜法和活性污泥法两种。
2.14厌氧生物处理
是厌氧生物处理利用厌氧微生物降解污水和污泥中的有机物来净化污水的生物处理方法。在无氧条件下，厌氧细菌和兼性细菌（好氧兼厌氧）降解有机污染物，又称为厌氧消化法或厌氧发酵工艺，分解的产物主要是沼气和少量的污泥。
有机物在厌氧条件下消化降解过程可以分两个阶段。第一阶段是酸性发酵阶段。污水中的复杂有机物，在酸性腐化菌或产酸菌的作用下，分解成简单的有机物，如有机酸、醇类等，以及CO2、NH3和H2S等无机物。由于有机酸的大量积累，污水的PH值下降到6以下。此后，由于有机酸和含氮化合物的分解，产生碳酸盐、氨、氮及少量的二氧化碳等，从而使酸性减退，PH值回升到6.6－6.8左右。这个过程是在酸性条件下进行的。第二阶段是碱性发酵阶段。在这个阶段，参与作用的微生物是甲烷细菌。酸性发酵阶段的代谢产物，在甲烷细菌作用下，进一步分解成污泥气，其主要成分是甲烷（CH4）、CO2及少量NH3、H2和H2S等。由于有机酸的迅速分解，PH值上升，一般范围是6.8－8.0，这个过程主要是在碱性条件下进行的。
厌氧消化过程一般比好氧分解所需要的时间长，有机物分解不彻底。厌氧消化所产生的气体CH4约占50%－75%，CO2约占20%－30%，其余是氨、氮、硫化氢等，它的发热量为5000－6000千卡／米3，是一种很好的燃料，但带有臭味。
厌氧生物处理适用于高浓度有机污水和好氧生物处理后的污泥。厌氧处理也可分为活性污泥法和生物膜法。厌氧活性污泥法有厌氧消化池、厌氧接触消化、厌氧污泥床等；厌氧生物膜法有厌氧生物滤池、厌氧流化床和厌氧生物转盘等。
厌氧生物处理法能回收沼气能源；耐冲击负荷能力很高；处理水的稳定性好；消化系统的装置密封可防止臭味和疾病的传播；处理过程需要营养物少；不需要供氧；污泥产量少。但厌氧微生物的培养驯化期较长，对有机污染物处理不彻底，尚不能满足排放标准，还需要再进行后处理。
2.15污泥
污水处理过程中产生的沉淀物质，包括污水中所含固体物质、悬浮物质、胶体物质以及从水中分离出来的沉渣，统称为污泥。污泥中含有毒或有害物质，但多数污泥中还含有植物肥分及其他有用物质。因此，污泥的处理和利用是污水处理中一个十分重要的内容。污泥的性质主要是：
l）含水率很高，初次沉淀池中排出的污泥含水95%左右，二次沉淀池排出的污泥含水96－99%。含水率大，不易处理。
2）污泥中含有挥发性物质和灰分，前者代表污泥中所含有机杂质，后者代表所含无机杂质，都以污泥干重中所占百分比表示。
3）污泥中含有微生物，生活污水、医院污水、食品工业废水和制革工业废水等的污泥中含有大量细菌、病毒和寄生虫卵。
4）污泥中含有有毒物质，如氰、汞、铬或某些难以分解的有毒有机物。污泥的处理工艺包括污泥的浓缩、消化、脱水、干化及焚烧等以及最终处理。
污泥处理可以产生沼气，也可以用做农肥、制做建筑材料以及其他如制做蛋白饲料，提取维生素B12、胡萝卜素、硫胶等。
2.16消化
利用微生物的代谢作用，使污泥中有机物质稳定化。污泥消化可以好氧处理，也可以用厌氧处理。好氧处理主要是不提供营养物质，使微生物处于内源呼吸状况，自行消耗，不断减少，这种方法动力消耗大费用高，很少采用，而主要采用厌氧分解处理。
污泥的厌氧消化主要是经过酸性消化和碱性消化两个过程，消化后的污泥称消化污泥或熟污泥。熟污泥体积显著减少，呈黑色粒状结构，易脱水，性质稳定，卫生状况改善很多，可以作为农肥。消化过程产生沼气，可收集利用为能源。
2.17污泥膨胀
在活性污泥法处理污水时，起主要作用的活性污泥，在正常情况下，因污泥本身的絮凝作用形成菌胶团，有良好的沉淀性能，含水率在99%左右。但当污泥变质时，其结构松散、体积膨胀、含水率上升、澄清液稀少、颜色也有变异。这种现象，称为污泥膨胀，污泥膨胀严重影响活性污泥法的净化功能。污泥膨胀主要是丝状菌大量繁殖所引起的，也有由于污泥中结合水异常增多所致。一般污水中若碳水化合物较多或缺少氮、磷、铁等养料，溶解氧不足、水温高或PH值较低，都易引起丝状菌大量繁殖。超负荷运行、污泥龄过长、有机物浓度梯度小等，也会引起污泥膨胀。排泥不畅则会引起结合水过多的污泥膨胀。当污泥发生膨胀时，可以针对膨胀的原因采取措施。如缺氧、水温高，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷。如污泥负荷率过高，可适当提高混合液中的污泥浓度；必要时还可暂停进水，曝气运行一段时间。如缺氮、磷、铁等养料，可投加硝化污泥或氮、磷等。如PH值过低，可加石灰调节。若污泥大量流失，可投加5－10mg／L氯化铁，促进凝聚，并刺激菌胶团生长。也可投加漂白粉或液氯（按干污泥的0.3－0.6%投加），以抑制丝状菌繁殖。污泥膨胀的原因很多，目前有些原因还没有能充分认识，有待进一步研究。
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