工艺技术说说：活性污泥法应把握那些点

查看全部 · 发表于 2021-4-28 20:14:58

01

微生物和活性污泥是一回事儿不？

这两个概念有一定相似性、重合性，但又不尽相同。

微生物我们前面讲过了，就是肉眼不可见的微小生命体；而活性污泥是微生物和其栖息场所的统称。

工程中主要关注活性污泥的两个特性：一是的微生物的生存状态，即吃屎的食欲和增殖速率；二是活性污泥整体的物理状态，如沉降性能等，就这么回事儿。

02

活性污泥工艺的4个主要组成

前面已经知道了，生化法就是人类组织微生物吃屎的学问，如何组织？一方面是搞清其习性、癖好，另一方面是要把工艺的实体做出来，也就是吃屎的地儿，专业术语叫反应器，但事实上跟你家腌菜的缸一回事儿。

活性污泥法这类工艺的主要实体构成有反应池、曝气系统、沉淀池、剩余污泥处理系统4个。

反应池：也是微生物吃屎的地方，好比人吃饭的餐馆。在这个池子里面，带有屎的污水会源源不断的进来，然后被嗷嗷待哺的微生物吃掉。

大致就这么回事儿，实际操作中是有讲究的，比如要让活性污泥和带屎的污水充分地混合在一起，再比如有多少微生物配给多少屎（也就是所谓的食微比），如此等等，后面细细说道。

曝气系统：通过前面的文章我们知道了，活性污泥法主要利用的是好氧微生物。也就是说他们吃屎的过程必须就着氧气吃。这就要求反应池不断地充入氧气，充气的设备、管道、阀门就是曝气系统。

沉淀池：污水刚进入反应池的时候，池子里面有水、溶在水里的“屎”、和微生物，屎被吃完（一般会吃掉80%-90%）之后，就剩下水和微生物了，这个时候要把携带者微生物的活性污泥分离出去，才能得到干净（这是相对而言，还需后面工艺进一步处理）的水，完成分离这个步骤的就是沉淀池。

剩余污泥处理系统：微生物的生活比较简单，主要做三件事，吃屎、生长和繁殖，吃多了就会生长，就会繁殖。从物质转化的角度看，可以粗暴的认为微生物是屎变的。如果条件允许，微生物会永无止境地发展下去，可以想见，这也是一件恐怖的事情。在工程实践中，我们会定期的将多余的污泥清理掉，其中详细的原因和相关问题我们后面细讲。

03

活性污泥法是一类处理方法

前面我们讲了，生化法分为两个流派，即好氧法和厌氧法。其中，好氧法根据微生物在池子里面的附着状态分为活性污泥法和生物膜法。

如何区分这两类？书上又讲深了，说得晦涩难懂。

事实上，这和养猪、养羊、养鸡是一个道理，活性污泥法是散养，微生物三五成群地自由分布在水池里，生物膜法是圈养，需要在水池里为微生物建起均匀分布的圈舍，即填料，就这么回事儿。

两类好氧法都是指一类方法，如活性污泥法包含传统活性污泥工艺、AB工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等。

这些工艺如何来的？再回到“如何让微生物更快、更高、更强地吃屎”的宗旨上来，也是是聪明的人类在这一宗旨下发明出来的。针对这些工艺后面逐一展开讲，今天先搞清共性的、基础的东西。

04

活性污泥法运行的条件

“使活性污泥法稳定运行”也就是“让微生物能开开心心、食欲良好地吃屎”，主要需要做好以下几方面工作：

1、屎够吃，要稳定供应，忽多忽少容易吃坏肚子，里面的元素要均衡（BOD5：N：P=100：5：1）;

2、氧气要足，毕竟这是这类吃法的关键；

3、环境要适宜即：

如果用一个字概括生化法，那就是“吃”；如果两个字概括，那就是“吃屎”；如果用四个字概括，那就是“如何吃屎”；如果用七个字概括，那就是“如何更好地吃屎”。

这门学问的核心在于一个“吃”，总结起来无非是三方面的东西——

1、“吃什么？”

2、“如何吃？”

3、“如何更快、更高、更强地吃？”。

所以，做水处理应该有一种深刻的认识，即吃屎是一门学问。

学习过程中要特别注意一点，“可以吃屎”是微生物的本能，而“更快、更高、更强地吃”是人类的愿景，这是两个层面的意义，我们所有的工艺啦、技术啦以及相关研究都是围绕这一愿景展开的。

今天主要讲微生物在“吃”的过程中对环境的要求。

为什么要讲这一点？道理和人一个样，微生物在池子里面吃屎和人在餐馆吃饭是一个道理，餐馆老板看客户和运维工程师看微生物的心理是一样的，都希望吃快些、吃多些，最好是没有忌口，上啥吃啥，有啥吃啥。

但是，要想做到这个效果必须先要保证“吃”东西的地要卫生，不能有毒，温度要正好、不能太热也不能太冷，如此等等，下面展开讲。

微生物是人类的好朋友，形影不离的好朋友。跟人一样，大多数微生物生长的适宜温度大约为20-40℃。

就像人在燥热或酷寒的环境不想吃饭一样，高温或者低温都会严重影响微生物吃屎的心情。

高温和低温对微生物的影响又是不同的，低温中微生物吃屎的欲望会停滞，但是命能保持个大半年，而在高温中，没一会儿（几十分钟）就得死球。因此，低温用来保藏菌种，高温用来灭菌。

当然，也有一些菌中极品不怕热，能扛，上限温度可达100℃，高温厌氧使用的就是一类适宜温度在50—60℃的菌种。

这就是生化工艺运维过程中要控制温度的原因，生命皆如此。

酸碱度是一个化学概念，我们暂不细究，先有个感性的认识，还是类比生活中的物品，其中“酸”和醋酸、碳酸中的酸是一个道理，“碱”和我们蒸馒头用的碱一个道理，包括饮料中的苏打水。

这些都是我们生活饮食的必需品，但是可以发现，这些东西里面酸、碱的含量都是微量的、少量的，同时这些东西也不能长时间大量食用，要保持适中的“度”才好，这个度跟微生物所在的水池子里面的酸碱度是一个道理，酸过量或者碱过量都不适宜生存，大多数微生物适宜的pH范围是6-9。

另外，酸和碱可以互相中和，而工业废水是酸碱度较为明显的一类水，这类水在处理的时候就要先进行中和。

这又是一个专业术语，是衡量溶液或土壤氧化性或还原性强弱的指标。简单来讲，就是目标环境中是氧化性物质占主导还是还原性物质占主导，氧化性物质主导则Eh值大（正值），还原性物质占主导则Eh值小（负值）。

这就可以和我们之前的讲过的好氧/厌氧关联起来了，好氧微生物需氧气，意味着Eh值高，一般要求0.3~0.4V，厌氧微生物则要求Eh在0.1V以下，碱性微生物自然是两种情况：Eh值大于0.1V进行好氧呼吸，Eh值小于0.1V进行厌氧呼吸。工程中，活性污泥法等好氧系统的Eh值常在0.2~0.6V，厌氧系统的Eh值则在-0.2~-0.1。

可见这项指标一般都是针对氧气含量的。

任何生命体都要保持一定的水分，同时要求环境的干湿度在适宜的范围内。有的生物要一直泡在水里，有的生物则生在沙漠，人则生在自己认为的干湿适宜的环境。再比如，北方人不习惯南方的气候，南方人不习惯北方的气候。

而微生物也有自己的适宜范围，一般微生物在干燥的环境中是不能生存的，水处理的环境是水体，不存在干燥的情况，所以湿度的因素我们不考虑。

这又是一个专业术语，我们没必要细究原理，举一个生活中的例子形成感性认识，很多人喜欢嗑瓜子，咸味儿的瓜子嗑多了，嘴唇里面会变得皱巴，这就是渗透压的原理——咸味儿的瓜子含盐，吃瓜子的过程盐会溶于唾液，形成高浓度盐溶液，进而形成高渗透压，将嘴唇中的水分吸入高浓度的唾液中，然后嘴唇就皱巴了。

当我们讨论微生物的时候，把微生物当成嘴唇、把所处的水体看成唾液就可以了。试想如果在生化池中不断加盐，后果肯定是微生物不断的皱巴下去，甚至死亡。

而反过来，如果生化池中一点盐不含，完全是纯净水会怎样？还是回到吃瓜子上来，瓜子吃久了，人的直觉会对皱巴作出反应，人会想喝水，喝水后会发现，皱巴的嘴唇又回到Q弹的状态了。原因是喝水的时候，皱巴的嘴唇内部的液体的浓度是高于喝入的水的，这个时候嘴唇内部会形成高渗透压吸水，最终回到Q弹的状态。

实际操作中，这种情况也会遇到，比如培养微生物时会用生理盐水（0.85%），否则微生物容易胀破。

综上，我们就知道生化池要保持渗透压的原因了。

微生物社会是典型的“黑社会”，除了光合菌，一般都见不了光，尤其是日光中的紫外线。一般情况下，生化池不需要防光照。而这一特性的应用主要在于杀菌，比如自来水厂的紫外线灭菌。

这里插一句，我们研究微生物的习性，无非两方面的目的，一是养，在需要的时候；二是杀，在不需要的时候。这对人也是有启发的，人在江湖要隐藏自己的一些致命特点，以免灾祸。此刻是不是感受到这门学问的博大精深了。

这一点前面已经提到了，就跟人吃的、喝的、吸的东西要求无毒、卫生是一个道理。能把微生物搞死的化学药剂主要包括重金属及其化合物（Hg、Ag、Cu等）、有机化合物（甲醛等）、卤族元素及其化合物（碘、氯极其化合物）、氧化剂（高锰酸钾等）、表面活性剂、染料等。

死泥现象很多时候都是被药死的。