污水常用生化指標(biāo)的意義及其對污泥的影響

1、污水常用生化指標(biāo)的意義及其對污泥的影響COD：化學(xué)需氧量又稱化學(xué)耗氧量（chemical oxygen demand），簡稱COD。是利用化學(xué)氧化劑（如高錳酸鉀）將水中可氧化物質(zhì)（如有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等）氧化分解，然后根據(jù)殘留的氧化劑的量計(jì)算出氧的消耗量。是表示水質(zhì)污染度的重要指標(biāo)。COD的單位為ppm或毫克升，其值越小，說明水質(zhì)污染程度越輕。水中的還原性物質(zhì)有各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機(jī)物。因此，化學(xué)需氧量（COD）又往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)。隨著測定水樣中還原性物質(zhì)以及測定方法的不同，其測定值也有不同。目前應(yīng)用最普遍的是酸性高錳酸鉀氧化

2、法與重鉻酸鉀氧化法。高錳酸鉀（KMnO4）法，氧化率較低，但比較簡便，在測定水樣中有機(jī)物含量的相對比較值及清潔地表水和地下水水樣時，可以采用。重鉻酸鉀（K2Cr2O7）法，氧化率高，再現(xiàn)性好，適用于廢水監(jiān)測中測定水樣中有機(jī)物的總量。在SBR的處理工藝中，cod如果過高，超過工藝所設(shè)計(jì)的污泥負(fù)荷，就會導(dǎo)致污泥膨脹，若只是超過排放標(biāo)準(zhǔn)而沒有高于污泥負(fù)荷，一般情況下對污泥沒有影響，除非COD中硫化物或其他有毒物質(zhì)占據(jù)大部分比例。Cod過低的話，污泥則不能很好的生長，因?yàn)閏od提供著污泥生長所必需的碳源，當(dāng)出現(xiàn)這種狀況時，需人工加入碳源保證污泥生長。BOD（Biochemical Oxygen Dem

3、and的簡寫）：生化需氧量或生化耗氧量(五日化學(xué)需氧量)，表示水中有機(jī)物等需氧污染物質(zhì)含量的一個綜合指示。說明水中有機(jī)物由于微生物的生化作用進(jìn)行氧化分解，使之無機(jī)化或氣體化時所消耗水中溶解氧的總數(shù)量。其單位ppm或毫克/升表示。其值越高說明水中有機(jī)污染物質(zhì)越多，污染也就越嚴(yán)重。為了使檢測資料有可比性，一般規(guī)定一個時間周期，在這段時間內(nèi)，在一定溫度下用水樣培養(yǎng)微生物，并測定水中溶解氧消耗情況，一般采用五天時間，稱為五日生化需氧量，記做BOD5。數(shù)值越大證明水中含有的有機(jī)物越多，因此污染也越嚴(yán)重。與COD區(qū)別：COD,化學(xué)需氧量是以化學(xué)方法測量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量。水樣在一定條件下，以

4、氧化1升水樣中還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量為指標(biāo)，折算成每升水樣全部被氧化后，需要的氧的毫克數(shù)，以mg/L表示。它反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。該指標(biāo)也作為有機(jī)物相對含量的綜合指標(biāo)之一。在SBR處理工藝中，bod的值當(dāng)然是越高越好，越高代表可生化降解的程度越高，出水效果越好，一般情況下，判斷污水是否適合生化處理，有一個B/C比，即BOD占COD的比值，一般這個比例大于0.3，則適合生化處理，小于0.3，則很難被生化處理。BOD與BOD5的區(qū)別總氮：水中各種形態(tài)無機(jī)和有機(jī)氮的總量。包括NO3-、NO2-和NH4+等無機(jī)氮和蛋白質(zhì)、氨基酸和有機(jī)胺等有機(jī)氮，以每升水含氮毫克數(shù)計(jì)算。常被用來表示水

5、體受營養(yǎng)物質(zhì)污染的程度。 總氮為硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮與有機(jī)氮的總稱，是反映水體富營養(yǎng)化的主要指標(biāo)。據(jù)了解，雜環(huán)類農(nóng)藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在環(huán)境承載能力開始減弱，或環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴(yán)重環(huán)境污染問題而需要采取特別保護(hù)措施的地區(qū)，現(xiàn)有企業(yè)和新建企業(yè)要執(zhí)行總氮特別排放限值30mg/L。新修訂的合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿中，對總氮排放的要求是，現(xiàn)有企業(yè)自2009年1月1日起至2010年6月30日執(zhí)行50mg/L的限值，自2010年7月1日起執(zhí)行30mg/L的限值。新建企業(yè)自2008年7月1日起就要執(zhí)行30mg/L的限值，而特殊地區(qū)的企業(yè)要執(zhí)行20mg/L的限值

6、氨氮：指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4）形式存在的氮。水中氨氮含量增高時指以氨或銨離子形式存在的化合氨。一般上ph在中性以上的廢水氨氮的主要來源是無機(jī)氨和氨水共同的作用， ph在酸性的條件下廢水中的氨氮主要由于無機(jī)氨所導(dǎo)致。氨氮過高的話污泥沉降效果差總磷水中各種形態(tài)磷的總量。即水樣經(jīng)消解后將各種形態(tài)的磷轉(zhuǎn)變成正磷酸鹽后測定的結(jié)果，以每升水含磷毫克數(shù)計(jì)算。水中磷可以元素磷、正磷酸鹽、縮合磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和有機(jī)團(tuán)結(jié)合的磷酸鹽等形式存在。其主要來源為生活污水、化肥、有機(jī)磷農(nóng)藥及近代洗滌劑所用的磷酸鹽增潔劑等。磷酸鹽會干擾水廠中的混凝過程。水體中的磷是藻類生長需要的一種關(guān)鍵元素，過量

7、磷是造成水體污穢異臭，使湖泊發(fā)生富營養(yǎng)化和海灣出現(xiàn)赤潮的主要原因。懸浮物（suspended solids ）指懸浮在水中的固體物質(zhì)，包括不溶于水中的無機(jī)物、有機(jī)物及泥砂、黏土、微生物等。水中懸浮物含量是衡量水污染程度的指標(biāo)之一。懸浮物是造成水渾濁的主要原因。水體中的有機(jī)懸浮物沉積后易厭氧發(fā)酵，使水質(zhì)惡化。中國污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)分3級，規(guī)定了污水和廢水中懸浮物的最高允許排放濃度，中國地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對水中懸浮物以渾濁度為指標(biāo)作了規(guī)定。在污水測定中，SS指水質(zhì)中的懸浮物是指水樣通過孔徑為0.45m的濾膜，截留在濾膜上并于103105烘干至恒重的物質(zhì)。TDS 是英文 total d

8、issolved solids 的縮寫，中文譯名為溶解性總固體，又稱總含鹽量，測量單位為毫克 / 升（ mg/L ） , 它表明 1 升 水中溶有多少毫克溶解性總固體，或者說1 升水中的離子總量。一般可用公式：TDS=Ca+Mg+Na+K+HCO3+SO4+Cl TDS 概念是個舶來品，在美國、臺灣水處理領(lǐng)域廣泛使用， TDS 值的測量工具一般是用 TDS 筆，其測量原理實(shí)際上是通過測量水的電導(dǎo)率從而間接反映出 TDS 值。在物理意義上來說，水中溶解物越多，水的 TDS 值就越大，水的導(dǎo)電性也越好，其電導(dǎo)率值也越大。 通俗的講： TDS 值代表了水中溶解物雜質(zhì)含量， TDS 值越大，說明水中的

9、雜質(zhì)含量大，反之，雜質(zhì)含量小。色度是水質(zhì)的外觀指標(biāo)，水的的顏色分為表色和真色。真色是指去除懸浮物后水的顏色，沒有去除的水具有的顏色稱表色。對于清潔的或濁度很低的水，真色和表色相近，對于著色深的工業(yè)廢水和污水，真色和表色差別較大。而水的色度一般指真色，水的顏色常用以下方法測定：1.鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法（常用于天然水和飲用水，單位 度） 2.稀釋倍數(shù)法（常用于工業(yè)廢水，單位 倍）。 純水無色透明，天然水中含有泥土、有機(jī)質(zhì)、無機(jī)礦物質(zhì)、浮游生物等，往往呈現(xiàn)一定的顏色。工業(yè)廢水含有染料、生物色素、有色懸浮物等，是環(huán)境水體著色的主要來源。有顏色的水減弱水的透光性，影響水生生物生長和觀賞的價值，而且還含有有危害

10、性的化學(xué)物質(zhì)。1毫克鉑在一升水中所具有的顏色為一度。ORP值（氧化還原電位）是水質(zhì)中一個重要指標(biāo)，它雖然不能獨(dú)立反應(yīng)水質(zhì)的好壞，但是能夠綜合其他水質(zhì)指標(biāo)來反映水族系統(tǒng)中的生態(tài)環(huán)境。 在水中，每一種物質(zhì)都有其獨(dú)自的氧化還原特性。簡單的，我們可以理解為：在微觀上，每一種不同的物質(zhì)都有一定的氧化-還原能力，這些氧化還原性不同的物質(zhì)能夠相互影響，最終構(gòu)成了一定的宏觀氧化還原性。所謂的氧化還原電位就是用來反應(yīng)水溶液中所有物質(zhì)反應(yīng)出來的宏觀氧化-還原性。氧化還原電位越高，氧化性越強(qiáng)，電位越低，氧化性越弱。電位為正表示溶液顯示出一定的氧化性，為負(fù)則說明溶液顯示出還原性在自然界的水體中,存在著多種變價的離子和

11、溶解氧,當(dāng)一些工業(yè)污水排入水中,水中含有大量的離子和有機(jī)物質(zhì),由于離子間性質(zhì)不同,在水體中發(fā)生氧化還原反應(yīng)并趨于平衡,因此在自然界的水體中不是單一的氧化還原系統(tǒng),而是一個氧化還原的混合系統(tǒng)。測量電極所反映的也是一個混合電位,它具有很大的試驗(yàn)性誤差。另外,溶液的pH值也對ORP值有影響。因此,在實(shí)際測量過程中強(qiáng)調(diào)溶液的絕對電位是沒有意義的。我們可以說溶液的ORP值在某一數(shù)值點(diǎn)附近表示了溶液的一種還原或氧化狀態(tài),或表示了溶液的某種性質(zhì)(如衛(wèi)生程度等),但這個數(shù)值會有較大的不同,你無法對它作出定量的確定,這和pH測試中的準(zhǔn)確度是兩個概念。另外,影響ORP值的溫度系數(shù)也是一個變量,無法修正,因此ORP

12、計(jì)一般都沒有溫度補(bǔ)償功能。濁度是指水中懸浮物對光線透過時所發(fā)生的阻礙程度。水中的懸浮物一般是泥土、砂粒、微細(xì)的有機(jī)物和無機(jī)物、浮游生物、微生物和膠體物質(zhì)等。水的濁度不僅與水中懸浮物質(zhì)的含量有關(guān)，而且與它們的大小、形狀及折射系數(shù)等有關(guān)。 濁度可以用濁度計(jì)來測定的。濁度計(jì)發(fā)出光線，使之穿過一段樣品，并從與入射光呈90°的方向上檢測有多少光被水中的顆粒物所散射。這種散射光測量方法稱作散射法。任何真正的濁度都必須按這種方式測量。濁度計(jì)既適用于野外和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的測量，也適用于全天候的連續(xù)監(jiān)測。PH實(shí)際上是水溶液中酸堿度的一種表示方法。平時我們經(jīng)常習(xí)慣于用百分濃度來表示水溶液的酸堿度，如1%的硫酸

13、溶液或1%的堿溶液，但是當(dāng)水溶液的酸堿度很小很小時，如果再用百分濃度來表示則太麻煩了，這時可用pH來表示。pH的應(yīng)用范圍在0-14之間，當(dāng)pH7時水呈中性；pH7時水呈酸性，pH愈小，水的酸性愈大；當(dāng)pH7時水呈堿性，pH愈大，水的堿性愈大。 SBR工藝流程SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)

14、的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。 優(yōu)點(diǎn)：1、 理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好。 2、 運(yùn)行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，需要時間短、效率高，出水水質(zhì)好。 3、 耐沖擊負(fù)荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機(jī)污物的沖擊。 4、 工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)行靈活。 5、 處理設(shè)備少，構(gòu)造簡單，便于操作和維護(hù)管理。 6、 反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。

15、 7、 SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于廢水處理廠的擴(kuò)建和改造。 8、 脫氮除磷，適當(dāng)控制運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果。 9、 工藝流程簡單、造價低。主體設(shè)備只有一個序批式間歇反應(yīng)器，無二沉池、污泥回流系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積省。 缺點(diǎn)： 1、自動化控制要求高 2、排水時間短（間歇排水時），并且排水時要求不攪動沉淀污泥層，因而需要專門的排水設(shè)備（潷水器），且對潷水器的要求很高 3、后處理設(shè)備要求大：如消毒設(shè)備很大，接觸池容積也很大，排水設(shè)施如排水管道也很大 4、潷水深度一般為12m，這部分水頭損失被白白浪費(fèi)，增加了總揚(yáng)程 5

16、、由于不設(shè)初沉池，易產(chǎn)生浮渣，浮渣問題尚未妥善解決SBR工藝的需氧與供氧規(guī)律SBR工藝有機(jī)物的降解規(guī)律與推流式曝氣池類似，推流式曝氣池是空間（長度）上的推流，而SBR反應(yīng)池是時間意義上的推流。由于SBR工藝有機(jī)物濃度是逐漸變化的，在反應(yīng)初期，池內(nèi)有機(jī)物濃度較高，如果供氧速率小于耗氧速率，則混合液中的溶解氧為零，對單一的微生物而言，氧氣的得到可能是間斷的，供氧速率決定了有機(jī)物的降解速率。隨著好氧進(jìn)程的深入，有機(jī)物濃度降低，供氧速率開始大于耗氧速率，溶解氧開始出現(xiàn)，微生物開始可以得到充足的氧氣供應(yīng)，有機(jī)物濃度的高低成為影響有機(jī)物降解速率的一個重要因素。從耗氧與供氧的關(guān)系來看，在反應(yīng)初期SBR反應(yīng)池

17、保持充足的供氧，可以提高有機(jī)物的降解速度，隨著溶解氧的出現(xiàn)，逐漸減少供氧量，可以節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，縮短反應(yīng)時間。 SBR反應(yīng)池通過曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，采用漸減曝氣更經(jīng)濟(jì)、合理一些。 SBR工藝排出比（1/m）的選擇SBR工藝排出比（1/m）的大小決定了SBR工藝反應(yīng)初期有機(jī)物濃度的高低。排出比小，初始有機(jī)物濃度低，反之則高。根據(jù)微生物降解有機(jī)物的規(guī)律，當(dāng)有機(jī)物濃度高時，有機(jī)物降解速率大，曝氣時間可以減少。但是，當(dāng)有機(jī)物濃度高時，耗氧速率也大，供氧與耗氧的矛盾可能更大。此外，不同的廢水活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能好，沉淀后上清液就多，宜選用較小的排出比，反之則宜采用較大的排出比。排出比的選擇還

18、與設(shè)計(jì)選用的污泥負(fù)荷率、混合液污泥濃度等有關(guān)。 SBR反應(yīng)池混合液污泥濃度根據(jù)活性污泥法的基本原理，混合液污泥濃度的大小決定了生化反應(yīng)器容積的大小。SBR工藝也同樣如此，當(dāng)混合液污泥濃度高時，所需曝氣反應(yīng)時間就短，SBR反應(yīng)池池容就小，反之SBR反應(yīng)池池容則大。但是，當(dāng)混合液污泥濃度高時，生化反應(yīng)初期耗氧速率增大，供氧與耗氧的矛盾更大。此外，池內(nèi)混合液污泥濃度的大小還決定了沉淀時間。污泥濃度高需要的沉淀時間長，反之則短。當(dāng)污泥的沉降性能好，排出比小，有機(jī)物濃度低，供氧速率高，可以選用較大的數(shù)值，反之則宜選用較小的數(shù)值。SBR工藝混合液污泥濃度的選擇應(yīng)綜合多方面的因素來考慮。 關(guān)于污泥負(fù)荷率的選

19、擇污泥負(fù)荷率是影響曝氣反應(yīng)時間的主要參數(shù)，污泥負(fù)荷率的大小關(guān)系到SBR反應(yīng)池最終出水有機(jī)物濃度的高低。當(dāng)要求的出水有機(jī)物濃度低時，污泥負(fù)荷率宜選用低值；當(dāng)廢水易于生物降解時，污泥負(fù)荷率隨著增大。污泥負(fù)荷率的選擇應(yīng)根據(jù)廢水的可生化性以及要求的出水水質(zhì)來確定。 SBR工藝與調(diào)節(jié)、水解酸化工藝的結(jié)合SBR工藝采用間歇進(jìn)水、間歇排水，SBR反應(yīng)池有一定的調(diào)節(jié)功能，可以在一定程度上起到均衡水質(zhì)、水量的作用。通過供氣系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，自動控制方式的設(shè)計(jì)，閑置期時間的選擇，可以將SBR工藝與調(diào)節(jié)、水解酸化工藝結(jié)合起來，使三者合建在一起，從而節(jié)約投資與運(yùn)行管理費(fèi)用。 在進(jìn)水期采用水下攪拌器進(jìn)行攪拌，進(jìn)水電

20、動閥的關(guān)閉采用液位控制，根據(jù)水解酸化需要的時間確定開始曝氣時刻，將調(diào)節(jié)、水解酸化工藝與SBR工藝有機(jī)的結(jié)合在一起。反應(yīng)池進(jìn)水開始作為閑置期的結(jié)束則可以使整個系統(tǒng)能正常運(yùn)行。具體操作方式如下所述： 進(jìn)水開始既為閑置結(jié)束，通過上一組SBR池進(jìn)水結(jié)束時間來控制； 進(jìn)水結(jié)束通過液位控制，整個進(jìn)水時間可能是變化的。 水解酸化時間由進(jìn)水開始至曝氣反應(yīng)開始，包括進(jìn)水期，這段時間可以根據(jù)水量的變化情況與需要的水解酸化時間來確定，不小于在最小流量下充滿SBR反應(yīng)池所需的時間。 曝氣反應(yīng)開始既為水解酸化攪拌結(jié)束，曝氣反應(yīng)時間可根據(jù)計(jì)算得出。 沉淀時間根據(jù)污泥沉降性能及混合液污泥濃度決定，它的開始即為曝氣反應(yīng)的結(jié)束

21、。 排水時間由潷水器的性能決定，潷水結(jié)束可以通過液位控制。 閑置期的時間選擇是調(diào)節(jié)、水解酸化及SBR工藝結(jié)合好壞的關(guān)鍵。閑置時間的長短應(yīng)根據(jù)廢水的變化情況來確定，實(shí)際運(yùn)行中，閑置時間經(jīng)常變動。通過閑置期間的調(diào)整，將SBR反應(yīng)池的進(jìn)水合理安排，使整個系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免整個運(yùn)行過程的紊亂。活性污泥SBR水解酸化工藝水解是指有機(jī)物進(jìn)入微生物細(xì)胞前、在胞外進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)。微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細(xì)胞外壁上的固定酶來完成生物催化反應(yīng)。 酸化是一類典型的發(fā)酵過程，微生物的代謝產(chǎn)物主要是各種有機(jī)酸。 從機(jī)理上講，水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段，但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。水解酸化-

22、好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物，特別是工業(yè)廢水，主要將其中難生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C(jī)物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧處理?？紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題，水解主要用于低濃度難降解廢水的預(yù)處理?；旌蠀捬跸に囍械乃馑峄哪康氖菫榛旌蠀捬跸^程的甲烷發(fā)酵提供底物。而兩相厭氧消化工藝中的產(chǎn)酸相是將混合厭氧消化中的產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分開，以創(chuàng)造各自的最佳環(huán)境。 一、厭氧生化處理的概述 廢水厭氧生物處理是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程。 厭氧生化處理過程：高分子有機(jī)物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發(fā)酵(或酸化)階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。 1、水解階段 水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。 2、發(fā)酵（或酸化）階段 發(fā)酵可定義為有機(jī)物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為以揮