一、活性污泥法：核心參數與故障處理考點全拆解

活性污泥法作為水污染防治的基礎工藝，在專業考試中占比超15%，需重點掌握參數體系、工藝變種及異常處理三大模塊。

(一)關鍵運行參數及標準范圍

核心指標體系

活性污泥性能評價依賴四大參數，其正常范圍與調整邏輯為考試高頻考點：

污泥沉降比(SV)：正常范圍15%-30%，反映污泥沉降性能。若SV>30%可能出現污泥膨脹，需通過降低溶解氧或投加絮凝劑調整;SV<15%則說明污泥量不足，應減少排泥量。

污泥體積指數(SVI)：理想值50-150mL/g，是判斷污泥沉降性的核心指標。例如某城鎮污水處理廠SVI突升至200mL/g，結合鏡檢發現絲狀菌過量繁殖，可通過增加污泥回流比至100%緩解。

混合液懸浮固體(MLSS)：普通活性污泥法控制在2000-4000mg/L，生物脫氮系統需提高至3000-5000mg/L，以延長污泥齡滿足硝化菌生長需求。

污泥齡(θc)：硝化反應需控制θc≥10d(20℃)，反硝化系統可適當縮短至5-8d，通過排泥量調節(排泥量增加則θc縮短)。

曝氣池設計核心公式

容積計算是專業案例必考題型，公式及參數選取需精準：

V=(Q×S₀)/(Lₛ×MLSS)

式中：V為曝氣池容積(m³);Q為處理水量(m³/d);S₀為進水BOD₅濃度(mg/L);Lₛ為污泥負荷(0.2-0.4kgBOD₅/(kgMLSS・d));MLSS為混合液濃度(mg/L)。

▶易錯點：污泥負荷需根據工藝類型調整，如SBR工藝Lₛ可提高至0.4-0.6kgBOD₅/(kgMLSS・d)，而脫氮系統需降至0.1-0.2kgBOD₅/(kgMLSS・d)以保證硝化菌優勢。

(二)典型工藝變種及適用場景

不同活性污泥工藝的對比是基礎考試選擇題高頻考點，核心差異如下：

(三)常見故障及解決策略

結合工程案例的故障分析是專業案例題重要形式，需掌握典型問題的診斷邏輯：

溶解氧不足：曝氣池出口DO<1mg/L，導致BOD₅去除率下降至60%以下。解決措施：增加曝氣設備功率(如羅茨風機風量提升20%)，或降低進水流量至設計值的80%。

污泥膨脹：SVI>200mL/g，二沉池出水懸浮物超標。若為絲狀菌膨脹，可投加FeCl₃(投加量50mg/L);若為非絲狀菌膨脹，需降低進水COD/N比值至10:1以下。

二、生物脫氮工藝：流程設計與參數計算精要

生物脫氮涵蓋氨化、硝化、反硝化三大反應，缺氧-好氧(A/O)工藝是考試核心，需掌握流程設計、參數計算及規范依據。

(一)A/O工藝脫氮機理與流程設計

反應機理

污水先進入缺氧池，反硝化菌利用進水碳源將回流液中的NO₃⁻還原為N₂(DO≤0.5mg/L);再進入好氧池，硝化菌將NH₄⁺氧化為NO₃⁻(DO≥2mg/L)，同時去除BOD₅。關鍵控制環節：混合液回流比(R=200%-300%)，確保反硝化所需NO₃⁻充足。

缺氧池設計計算例題

▶已知條件：處理水量Q=1000m³/d，進水TN=40mg/L，出水TN=8mg/L，反硝化速率q_dn=0.15kgNO₃⁻-N/(kgMLVSS・d)，MLVSS=3000mg/L，MLVSS/MLSS=0.7。

▶計算步驟：

脫氮量：ΔTN=40-8=32mg/L=0.032kg/m³

每日脫氮負荷：0.032×1000=32kg/d

缺氧池容積：V=脫氮負荷/(q_dn×MLVSS)=32/(0.15×3)=71.1m³

▶規范依據：缺氧池水力停留時間需≥2h(《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002)。

(二)功能菌生存條件與調控參數

硝化菌與反硝化菌的環境需求差異是工藝控制的核心，也是選擇題高頻考點：

功能菌類型適宜pH范圍溶解氧(DO)溫度適應范圍碳源需求

硝化菌(自養)7.5-8.5≥2mg/L15-35℃無需有機碳源

反硝化菌(異養)6.5-7.5≤0.5mg/L10-40℃BOD₅/TN≥5:1

▶易錯點：當進水碳源不足(BOD₅/TN<3:1)時，需投加甲醇(投加量5mg甲醇/mgTN)或污泥發酵液(尾水：發酵液=12:1)強化反硝化，可使TN去除率提升4%-6%。

(三)工藝升級與規范更新

A²/O工藝拓展

在A/O基礎上增加厭氧池實現脫氮除磷，厭氧池需控制DO≤0.2mg/L，水力停留時間1-2h，聚磷菌在此釋磷后，在好氧池超量吸磷(污泥含磷量達干重5%-6%)。

2025年規范新增要求

《水污染防治工程技術規范》(HJ574-2025修訂版)明確：城鎮污水處理廠脫氮系統需安裝在線硝態氮監測設備，缺氧池出口NO₃⁻-N應≤5mg/L，否則需自動調整回流比。

三、工藝對比與備考應試技巧

(一)活性污泥法與生物膜法核心差異

兩者的對比在基礎考試中頻繁出現，需抓住本質區別：

微生物存在形式：活性污泥法微生物懸浮于水中，生物膜法固定于填料表面(如生物轉盤、曝氣生物濾池)。

污泥產量：生物膜法剩余污泥量比活性污泥法低30%-50%，因微生物代謝能耗更低。

抗沖擊能力：生物膜法更強，適用于水質波動大的工業廢水;活性污泥法對操作穩定性要求更高。

(二)應試答題規范

案例題步驟完整性

解答工藝計算類題目需遵循“已知條件→公式引用→參數代入→結果驗證”四步，例如計算曝氣池容積時，需注明MLSS取值依據(如根據《室外排水設計標準》GB50014)。

規范條款精準引用

涉及排放標準時，需明確標準編號及具體條款，如“出水NH₄⁺-N≤5mg/L(GB18918-2002一級A標準)”，避免籠統表述。

四、配套高頻真題示例

基礎考試選擇題

【題目】活性污泥法中，污泥體積指數(SVI)的正常范圍是()

A.10-50mL/gB.50-150mL/gC.150-200mL/gD.200-300mL/g

【答案】B【解析】SVI是衡量污泥沉降性能的指標，理想范圍50-150mL/g，超過200mL/g為污泥膨脹。

專業案例計算題

【題目】某A/O脫氮系統，處理水量1000m³/d，進水TN=35mg/L，要求出水TN≤10mg/L，混合液回流比300%，計算每日反硝化脫氮量。

【解析】

反硝化脫氮量=處理水量×(進水TN-出水TN)=1000×(35-10)×10⁻³=25kg/d

(注：回流比影響缺氧池NO₃⁻濃度，但脫氮總量由進出水濃度差決定)

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