微污染水源飲用水預(yù)處理技術(shù)-2

1、南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院20122012年年9 9月月水污染控制工程水污染控制工程( (一一) ) Water pollution control engineering吳吳 軍軍 微污染水源飲用水預(yù)處理技術(shù)微污染水源飲用水預(yù)處理技術(shù)-2Polluted surface water pre-treatment for drinking water 第四章第四章 生物預(yù)處理技術(shù)生物預(yù)處理技術(shù) 4.1 生物預(yù)處理技術(shù)的特點(diǎn)生物預(yù)處理技術(shù)的特點(diǎn) 4.2 生物處理的原理及主要工藝計(jì)算方法生物處理的原理及主要工藝計(jì)算方法 4.3 穩(wěn)態(tài)生物膜模型穩(wěn)態(tài)生物膜模型 4.4 生物預(yù)處理技術(shù)生物預(yù)處理技術(shù)

2、4.1 生物預(yù)處理技術(shù)的特點(diǎn)生物預(yù)處理技術(shù)的特點(diǎn) 有效去除原水中可生物降解有機(jī)物有效去除原水中可生物降解有機(jī)物 通常分子量小于通常分子量小于1500的有機(jī)物是生物可降解的；的有機(jī)物是生物可降解的； 可有效控制消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物；可有效控制消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物； 控制飲用水在管網(wǎng)中的可生化性，防止微生物在管網(wǎng)中滋生；控制飲用水在管網(wǎng)中的可生化性，防止微生物在管網(wǎng)中滋生； 提高后續(xù)處理工藝的處理效率；提高后續(xù)處理工藝的處理效率； 使整個(gè)處理工藝出水更安全可靠使整個(gè)處理工藝出水更安全可靠 通常采用的生物活性炭深度處理工藝，由于生物膜脫落及生通常采用的生物活性炭深度處理工藝，由于生物膜脫落及生物絮體流出

3、，嚴(yán)重影響出水的微生物安全性，同時(shí)使致突變物絮體流出，嚴(yán)重影響出水的微生物安全性，同時(shí)使致突變活性升高；而生物預(yù)處理由于設(shè)置在常規(guī)處理工藝前面，在活性升高；而生物預(yù)處理由于設(shè)置在常規(guī)處理工藝前面，在發(fā)揮生物降解作用的同時(shí)，又可利用后續(xù)的混凝沉淀工藝去發(fā)揮生物降解作用的同時(shí)，又可利用后續(xù)的混凝沉淀工藝去除生物固體以及代謝產(chǎn)物，保證整個(gè)工藝出水的安全性；除生物固體以及代謝產(chǎn)物，保證整個(gè)工藝出水的安全性；4.2 生物處理原理及主要工藝計(jì)算方法生物處理原理及主要工藝計(jì)算方法污水生物處理工藝分類污水生物處理工藝分類生物處理法生物處理法天然生物處理天然生物處理人工生物處理人工生物處理生物穩(wěn)定塘生物穩(wěn)定塘土

4、地處理系統(tǒng)土地處理系統(tǒng)好氧生物處理好氧生物處理厭氧生物處理厭氧生物處理活性污泥法活性污泥法生物膜法生物膜法傳統(tǒng)厭氧消化傳統(tǒng)厭氧消化現(xiàn)代高速厭氧反應(yīng)器現(xiàn)代高速厭氧反應(yīng)器1 1、傳統(tǒng)活性污泥工藝、傳統(tǒng)活性污泥工藝3 3、氧化溝、氧化溝以生物法為主體的城市污水處理技術(shù)以生物法為主體的城市污水處理技術(shù)2 2、SBRSBR反應(yīng)器反應(yīng)器4 4、曝氣生物濾池、曝氣生物濾池5 5、水解好氧生物處理工藝、水解好氧生物處理工藝6 6、化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理、化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理總進(jìn)水格柵總進(jìn)水泵房水力篩沉砂池初沉池曝氣池二沉池總出水加氯消毒好氧剩余污泥污泥回流凈剩余污泥集池泥濃縮池污泥脫水機(jī)房泥餅外運(yùn)鼓風(fēng)機(jī)污水管路污泥管路

5、上清、濾出液管路空氣管路一一) 傳統(tǒng)活性污泥生物處理工藝傳統(tǒng)活性污泥生物處理工藝典型的污水處理流程1 1、活性污泥的基本性質(zhì)、活性污泥的基本性質(zhì) 物理性能：物理性能：“菌膠團(tuán)菌膠團(tuán)”、“生物絮凝體生物絮凝體”： 顏色：褐色、（土）黃色、鐵紅色；顏色：褐色、（土）黃色、鐵紅色； 氣味：泥土味（城市污水）；氣味：泥土味（城市污水）； 比重：略大于比重：略大于1，（，（1.002 1.006）；）； 粒徑：粒徑：0.02 0.2 mm； 比表面積：比表面積：20 100cm2/ml。 生化性能：生化性能： 1) 活性污泥的含水率：活性污泥的含水率：99.2 99.8%； 2)固體物質(zhì)的組成：固體物質(zhì)

6、的組成： 活細(xì)胞（活細(xì)胞（Ma）、微生物內(nèi)源代謝的殘留物（）、微生物內(nèi)源代謝的殘留物（Me）、吸附）、吸附的原廢水中難于生物降解的有機(jī)物（的原廢水中難于生物降解的有機(jī)物（Mi）、無(wú)機(jī)物質(zhì)（）、無(wú)機(jī)物質(zhì)（Mii）。）。2 2、活性污泥中的微生物、活性污泥中的微生物 活性污泥中的微生物：活性污泥中的微生物： 細(xì)菌：是活性污泥凈化功能最活躍的成分，細(xì)菌：是活性污泥凈化功能最活躍的成分， 主要菌種有：動(dòng)膠桿菌屬、假單胞菌屬、微球菌屬、黃主要菌種有：動(dòng)膠桿菌屬、假單胞菌屬、微球菌屬、黃桿菌屬、芽胞桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、無(wú)色桿菌屬等；桿菌屬、芽胞桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、無(wú)色桿菌屬等； 基本特征：基本特征： 1)

7、 1) 絕大多數(shù)都是好氧或兼性化能異養(yǎng)型原核細(xì)菌；絕大多數(shù)都是好氧或兼性化能異養(yǎng)型原核細(xì)菌； 2) 2) 在好氧條件下，具有很強(qiáng)的分解有機(jī)物的功能；在好氧條件下，具有很強(qiáng)的分解有機(jī)物的功能； 3) 3) 具有較高的增殖速率，世代時(shí)間僅為具有較高的增殖速率，世代時(shí)間僅為2020 3030分鐘；分鐘； 4) 4) 其中的動(dòng)膠桿菌具有將大量細(xì)菌結(jié)合成為其中的動(dòng)膠桿菌具有將大量細(xì)菌結(jié)合成為“菌膠團(tuán)菌膠團(tuán)”的功能。的功能。 其它微生物其它微生物-原生動(dòng)物、后生動(dòng)物原生動(dòng)物、后生動(dòng)物-在活性在活性污泥中大約為污泥中大約為103103個(gè)個(gè)/ /mlml3 3、活性污泥性能指標(biāo)、活性污泥性能指標(biāo)(1)(1)生

8、物量指標(biāo)生物量指標(biāo) 混合液懸浮固體濃度（混合液懸浮固體濃度（MLSS）（）（Mixed Liquor Suspended Solids）：）： MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 單位：?jiǎn)挝唬?mg/l g/m3 混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）（）（Mixed Liquor Volatile Suspended Solids）：）： MLVSS = Ma + Me + Mi； 在條件一定時(shí)，在條件一定時(shí)，MLVSS/MLSS是較穩(wěn)定的，對(duì)城市污水，一般是是較穩(wěn)定的，對(duì)城市污水，一般是0.750.85 污泥沉降比（污泥沉降比（SV）（）（Slud

9、ge Volume）：）： 是指將曝氣池中的混合液在量筒中靜置是指將曝氣池中的混合液在量筒中靜置30分鐘，其沉淀污泥分鐘，其沉淀污泥與原混合液的體積比，一般以與原混合液的體積比，一般以%表示；表示； 能相對(duì)地反映污泥數(shù)量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以能相對(duì)地反映污泥數(shù)量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期的污泥膨脹；控制排泥量和及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期的污泥膨脹； 正常數(shù)值為正常數(shù)值為20 30%。 污泥體積指數(shù)（污泥體積指數(shù)（SVI）（）（Sludge Volume Index）：）： 曝氣池出口處混合液經(jīng)曝氣池出口處混合液經(jīng)30分鐘靜沉后，分鐘靜沉后，1g干污泥所形成的污干污泥所

10、形成的污泥體積，泥體積， 單位是單位是 ml/g。 能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)污泥的凝聚性能和沉降性能，其值過(guò)低，說(shuō)能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)污泥的凝聚性能和沉降性能，其值過(guò)低，說(shuō)明泥粒小，密實(shí)，無(wú)機(jī)成分多；其值過(guò)高，說(shuō)明其沉降性能明泥粒小，密實(shí)，無(wú)機(jī)成分多；其值過(guò)高，說(shuō)明其沉降性能不好，將要或已經(jīng)發(fā)生膨脹現(xiàn)象；不好，將要或已經(jīng)發(fā)生膨脹現(xiàn)象； 城市污水的城市污水的SVI一般為一般為50 150 ml/g；3 3、活性污泥性能指標(biāo)、活性污泥性能指標(biāo)(2)(2)沉降性能指標(biāo)沉降性能指標(biāo)4 4、活性污泥增殖規(guī)律、活性污泥增殖規(guī)律(1)(1)對(duì)數(shù)增殖對(duì)數(shù)增殖減速增殖減速增殖內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸氧利用速率曲線氧利用速率曲線微生物增

11、殖曲線微生物增殖曲線BOD降解曲線降解曲線時(shí)間時(shí)間Xa0 適應(yīng)期：適應(yīng)期： 是活性污泥微生物對(duì)于新的環(huán)境條件、污水中有機(jī)物是活性污泥微生物對(duì)于新的環(huán)境條件、污水中有機(jī)物污染物的種類等的一個(gè)短暫的適應(yīng)過(guò)程；經(jīng)過(guò)適應(yīng)期污染物的種類等的一個(gè)短暫的適應(yīng)過(guò)程；經(jīng)過(guò)適應(yīng)期后，微生物從數(shù)量上可能沒(méi)有增殖，但發(fā)生了一些質(zhì)后，微生物從數(shù)量上可能沒(méi)有增殖，但發(fā)生了一些質(zhì)的變化：的變化： a.菌體體積有所增大；菌體體積有所增大； b.酶系統(tǒng)也已做了相應(yīng)調(diào)整；酶系統(tǒng)也已做了相應(yīng)調(diào)整； c.產(chǎn)生了一些適應(yīng)新環(huán)境的變異；等等。產(chǎn)生了一些適應(yīng)新環(huán)境的變異；等等。BOD5、COD等各項(xiàng)等各項(xiàng)污染指標(biāo)可能并無(wú)較大變化。污染指標(biāo)

12、可能并無(wú)較大變化。4 4、活性污泥增殖規(guī)律、活性污泥增殖規(guī)律(2)(2) 對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期：對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期： F/M值高值高( 2.2)，所以有機(jī)底物非常豐富，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不，所以有機(jī)底物非常豐富，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不是微生物增殖的控制因素；是微生物增殖的控制因素； 微生物的增長(zhǎng)速率與基質(zhì)濃度無(wú)關(guān)，呈零級(jí)反應(yīng)，它微生物的增長(zhǎng)速率與基質(zhì)濃度無(wú)關(guān)，呈零級(jí)反應(yīng)，它僅由微生物本身所特有的最小世代時(shí)間所控制，即只僅由微生物本身所特有的最小世代時(shí)間所控制，即只受微生物自身的生理機(jī)能的限制；受微生物自身的生理機(jī)能的限制； 微生物以最高速率對(duì)有機(jī)物進(jìn)行攝取，也以最高速率微生物以最高速率對(duì)有機(jī)物進(jìn)行攝取，也以最高速率增殖，而合成新細(xì)胞

13、；增殖，而合成新細(xì)胞； 此時(shí)的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物此時(shí)的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活動(dòng)能力很強(qiáng)，導(dǎo)致污泥質(zhì)地松散，不能形成較好的活動(dòng)能力很強(qiáng)，導(dǎo)致污泥質(zhì)地松散，不能形成較好的絮凝體，污泥的沉淀性能不佳；絮凝體，污泥的沉淀性能不佳； 活性污泥的代謝速率極高，需氧量大；一般不采用此活性污泥的代謝速率極高，需氧量大；一般不采用此階段作為運(yùn)行工況，但也有采用的，如高負(fù)荷活性污階段作為運(yùn)行工況，但也有采用的，如高負(fù)荷活性污泥法。泥法。4 4、活性污泥增殖規(guī)律、活性污泥增殖規(guī)律(3)(3) 減速增長(zhǎng)期：減速增長(zhǎng)期： F/M值下降到一定水平后，有機(jī)底物的濃度成為微生值下降到

14、一定水平后，有機(jī)底物的濃度成為微生物增殖的控制因素；物增殖的控制因素； 微生物的增殖速率與殘存的有機(jī)底物呈正比，為一級(jí)微生物的增殖速率與殘存的有機(jī)底物呈正比，為一級(jí)反應(yīng)；反應(yīng)； 有機(jī)底物的降解速率也開(kāi)始下降；微生物的增殖速率有機(jī)底物的降解速率也開(kāi)始下降；微生物的增殖速率在逐漸下降，直至在本期的最后階段下降為零，但微在逐漸下降，直至在本期的最后階段下降為零，但微生物的量還在增長(zhǎng)；生物的量還在增長(zhǎng)； 活性污泥的能量水平已下降，絮凝體開(kāi)始形成，活性活性污泥的能量水平已下降，絮凝體開(kāi)始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均較好；污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均較好； 由于殘存的有機(jī)物濃度較低，出水水質(zhì)

15、有較大改善，由于殘存的有機(jī)物濃度較低，出水水質(zhì)有較大改善，并且整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)活性污泥并且整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)活性污泥處理廠是將曝氣池的運(yùn)行工況控制在這一范圍內(nèi)的。處理廠是將曝氣池的運(yùn)行工況控制在這一范圍內(nèi)的。4 4、活性污泥增殖規(guī)律、活性污泥增殖規(guī)律(4)(4) 內(nèi)源呼吸期：內(nèi)源呼吸期： 內(nèi)源呼吸的速率在本期之初首次超過(guò)了合成速率，因內(nèi)源呼吸的速率在本期之初首次超過(guò)了合成速率，因此從整體上來(lái)說(shuō)，活性污泥的量在減少，最終所有的此從整體上來(lái)說(shuō)，活性污泥的量在減少，最終所有的活細(xì)胞將消亡，而僅殘留下內(nèi)源呼吸的殘留物，而這活細(xì)胞將消亡，而僅殘留下內(nèi)源呼吸的殘留物，而這

16、些物質(zhì)多是難于降解的細(xì)胞壁等；些物質(zhì)多是難于降解的細(xì)胞壁等； 污泥的無(wú)機(jī)化程度較高，沉降性能良好，但凝聚性較污泥的無(wú)機(jī)化程度較高，沉降性能良好，但凝聚性較差；差； 有機(jī)物基本消耗殆盡，處理水質(zhì)良好；一般不用這一有機(jī)物基本消耗殆盡，處理水質(zhì)良好；一般不用這一階段作為運(yùn)行工況，但也有采用，如階段作為運(yùn)行工況，但也有采用，如延時(shí)曝氣法延時(shí)曝氣法。4 4、活性污泥增殖規(guī)律、活性污泥增殖規(guī)律(4)(4) 活性污泥的增殖狀況，主要是由活性污泥的增殖狀況，主要是由F/M值所控制；值所控制； 處于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水質(zhì)處于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水質(zhì)也不同；也不同； 通過(guò)調(diào)整

17、通過(guò)調(diào)整F/M值，可以調(diào)控曝氣池的運(yùn)行工況，達(dá)到值，可以調(diào)控曝氣池的運(yùn)行工況，達(dá)到不同的出水水質(zhì)和不同性質(zhì)的活性污泥；不同的出水水質(zhì)和不同性質(zhì)的活性污泥； 活性污泥法的運(yùn)行方式不同，其在增值曲線上所處位活性污泥法的運(yùn)行方式不同，其在增值曲線上所處位置也不同。置也不同。5 5、活性污泥增殖規(guī)律的應(yīng)用、活性污泥增殖規(guī)律的應(yīng)用6 6、有機(jī)物降解與微生物增殖：、有機(jī)物降解與微生物增殖：7 7、有機(jī)物降解與需氧量：、有機(jī)物降解與需氧量：8 8、活性污泥凈化廢水的實(shí)際過(guò)程：、活性污泥凈化廢水的實(shí)際過(guò)程：9 9、活性污泥法基本工藝參數(shù)、活性污泥法基本工藝參數(shù)1010、曝氣池類型和構(gòu)造、曝氣池類型和構(gòu)造111

18、1、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(1)(1)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(2)(2)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(3)(3)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(4)(4)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(5)(5)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(6)(6)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理活性污泥法的反應(yīng)

19、動(dòng)力學(xué)原理泥齡與微生物泥齡與微生物比增長(zhǎng)速率的關(guān)系比增長(zhǎng)速率的關(guān)系1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(7)(7)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(8)(8)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(9)(9)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(10)(10)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(11)(11)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力

20、學(xué)原理及其應(yīng)用(12)(12)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(13)(13)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(14)(14)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(15)(15)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(16)(16)1111、 活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用活性污泥法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用(17)(17)項(xiàng)項(xiàng) 目目單單 位位參數(shù)值參數(shù)值BOD5污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷LsKgBOD5/kgMLSSd0

21、.10.2污泥濃度污泥濃度(MLSS) X(MLSS) Xg/L2.54.5污泥齡污泥齡CCd1020污泥產(chǎn)率系數(shù)污泥產(chǎn)率系數(shù)Y YKgVSS/kgBOD50.30.6需氧量需氧量O2O2KgO2/kgBOD51.11.8水力停留時(shí)間水力停留時(shí)間HRTHRTh714其中厭氧其中厭氧12h 缺氧缺氧0.53h污泥回流比污泥回流比 R R%20100混合液回流比混合液回流比 RiRi%200總處理效率總處理效率%8595(BOD5)%5075(TP)%5580(TN)表表6.6.20 厭氧厭氧/缺氧缺氧/好氧法（好氧法（AAO法，又稱法，又稱A2O法）法）生物脫氮除磷的主要設(shè)計(jì)參數(shù)生物脫氮除磷的主

22、要設(shè)計(jì)參數(shù)二）二）SBR工藝及發(fā)展工藝及發(fā)展進(jìn)水曝氣沉淀排水排泥去除碳源的典型的去除碳源的典型的SBR運(yùn)行程序運(yùn)行程序1 1、經(jīng)典、經(jīng)典SBRSBR反應(yīng)器的工作周期反應(yīng)器的工作周期（一）經(jīng)典（一）經(jīng)典SBRSBR工藝工藝2 2、SBRSBR工藝的潷水器工藝的潷水器經(jīng)典經(jīng)典SBR反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)可以歸納如下：反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)可以歸納如下：1) 沉淀效果好；沉淀效果好；2) 可以防止污泥膨脹；可以防止污泥膨脹；3) 反應(yīng)效率高，特別對(duì)難降解有機(jī)物降解性能好；反應(yīng)效率高，特別對(duì)難降解有機(jī)物降解性能好；4) 可以除磷脫氮等等?？梢猿酌摰鹊取?) 工藝簡(jiǎn)單，可省去二沉池，不需污泥回流；工藝簡(jiǎn)單，可省去二沉池

23、，不需污泥回流；3 3、經(jīng)典、經(jīng)典SBRSBR反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)1) 完全混合，時(shí)間推流反應(yīng)器；完全混合，時(shí)間推流反應(yīng)器；2) 理想靜態(tài)沉淀；理想靜態(tài)沉淀；3) 生物選擇器原理；生物選擇器原理；4) 微生物環(huán)境的多樣性；微生物環(huán)境的多樣性；5) 調(diào)節(jié)池、曝氣池和沉淀池一體化的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；調(diào)節(jié)池、曝氣池和沉淀池一體化的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；歸納起來(lái)為：歸納起來(lái)為：流態(tài)優(yōu)勢(shì)；流態(tài)優(yōu)勢(shì)；生態(tài)優(yōu)勢(shì)；生態(tài)優(yōu)勢(shì)；結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)；結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)；4 4、SBRSBR反應(yīng)器的理論分析反應(yīng)器的理論分析不同學(xué)者對(duì)不同學(xué)者對(duì)SBRSBR的不同看法的不同看法名名 稱稱S S B B R R的的 特特 點(diǎn)點(diǎn)可可 能能 的的 原原 因因A

24、A r r o o r r a a 抗抗 沖沖 擊擊 負(fù)負(fù) 荷荷 能能 力力 強(qiáng)強(qiáng) 提提 高高 曝曝 氣氣 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 氧氧 的的 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 移移 效效 率率 工工 藝藝 簡(jiǎn)簡(jiǎn) 單單 ， 運(yùn)運(yùn) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 費(fèi)費(fèi) 用用 低低 變變 容容 積積 進(jìn)進(jìn) 水水 反反 應(yīng)應(yīng) 初初 期期 氧氧 的的 推推 動(dòng)動(dòng) 力力 大大 S S B B R R反反 應(yīng)應(yīng) 器器 本本 身身 特特 點(diǎn)點(diǎn)I I r r v v i i n n e e 可可 以以 抑抑 制制 絲絲 狀狀 菌菌 的的 生生 長(zhǎng)長(zhǎng) 可可 以以 高高 效效 處處 理理 難難 降降 解解 廢廢 水水 S S B B R R系系 統(tǒng)統(tǒng) 中中 微微 生生 物

25、物 的的 活活 性性 高高 除除 磷磷 脫脫 氮氮 效效 果果 好好 ， 無(wú)無(wú) 需需 投投 放放 化化 學(xué)學(xué)藥藥 品品 有有機(jī)機(jī)物物濃濃度度變變化化對(duì)對(duì)微微生生物物有有選選擇擇 性性 ， 厭厭 氧氧 狀狀 態(tài)態(tài) 可可 抑抑 制制 絲絲 狀狀 菌菌 生生長(zhǎng)長(zhǎng) 微微 生生 物物 的的R R N N A A含含 量量 高高 運(yùn)運(yùn) 行行 方方 式式 容容 易易 改改 變變彭彭 永永 臻臻 工工 藝藝 簡(jiǎn)簡(jiǎn) 單單 ， 運(yùn)運(yùn) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 費(fèi)費(fèi) 用用 低低 可可 以以 防防 止止 污污 泥泥 膨膨 脹脹 抗抗 沖沖 擊擊 負(fù)負(fù) 荷荷 能能 力力 強(qiáng)強(qiáng) 省省 去去 了了 二二 沉沉 池池 ， 無(wú)無(wú) 需需 污污 泥泥

26、 回回 流流 底底 物物 濃濃 度度 梯梯 度度 大大 ， 厭厭 氧氧 缺缺 氧氧 狀狀 態(tài)態(tài)并并 存存 流流 態(tài)態(tài) 與與 連連 續(xù)續(xù) 式式 不不 同同劉劉 永永 凇凇 對(duì)對(duì) 活活 性性 污污 泥泥 膨膨 脹脹 有有 抑抑 制制 作作 用用 對(duì)對(duì) 沖沖 擊擊 負(fù)負(fù) 荷荷 有有 抵抵 抗抗 能能 力力 厭厭 氧氧 好好 氧氧 狀狀 態(tài)態(tài) 的的 交交 替替 出出 現(xiàn)現(xiàn) 微微 生生 物物 對(duì)對(duì) 環(huán)環(huán) 境境 條條 件件 變變 化化 的的 適適 應(yīng)應(yīng)張張 志志 仁仁 出出 水水 水水 質(zhì)質(zhì) 好好 對(duì)對(duì) 沖沖 擊擊 負(fù)負(fù) 荷荷 適適 應(yīng)應(yīng) 性性 強(qiáng)強(qiáng) 污污 泥泥 沉沉 降降 性性 能能 好好 污污 泥泥

27、處處 理理 系系 統(tǒng)統(tǒng) 簡(jiǎn)簡(jiǎn) 便便 投投 資資 和和 占占 地地 小小 能能 耗耗 低低 操操 作作 管管 理理 和和 維維 修修 簡(jiǎn)簡(jiǎn) 單單 沉沉 淀淀 性性 能能 好好 ， 可可 以以 脫脫 氮氮 流流 量量 變變 化化 可可 通通 過(guò)過(guò) 周周 期期 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 來(lái)來(lái) 適適 應(yīng)應(yīng) 存存 在在 有有 機(jī)機(jī) 物物 的的 濃濃 度度 梯梯 度度 污污 泥泥 令令 長(zhǎng)長(zhǎng) 可可 穩(wěn)穩(wěn) 定定 化化 減減 少少 初初 沉沉 、 二二 沉沉 池池 和和 污污 泥泥 消消 化化 等等 氧氧 的的 推推 動(dòng)動(dòng) 力力 大大 ， 氧氧 利利 用用 率率 高高 自自 動(dòng)動(dòng) 化化 程程 度度 高高同時(shí)，經(jīng)典的同時(shí)，經(jīng)

28、典的SBR的缺點(diǎn)也要客觀認(rèn)識(shí)：的缺點(diǎn)也要客觀認(rèn)識(shí)：1) 因?yàn)殚g歇反應(yīng)器的緣故，單一因?yàn)殚g歇反應(yīng)器的緣故，單一SBR反應(yīng)器應(yīng)用時(shí)反應(yīng)器應(yīng)用時(shí)需要較大的調(diào)節(jié)池；需要較大的調(diào)節(jié)池；2) 多個(gè)多個(gè)SBR反應(yīng)器進(jìn)水和排水的閥門自動(dòng)切換頻繁；反應(yīng)器進(jìn)水和排水的閥門自動(dòng)切換頻繁；3)無(wú)法解決大型污水處理項(xiàng)目連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水無(wú)法解決大型污水處理項(xiàng)目連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水的處理要求。的處理要求。4)設(shè)備的閑置率較高設(shè)備的閑置率較高5)污水提升水頭損失較大。污水提升水頭損失較大。 正是以上一系列問(wèn)題的存在推動(dòng)了改良正是以上一系列問(wèn)題的存在推動(dòng)了改良SBR技術(shù)的研技術(shù)的研發(fā)。發(fā)。5 5、SBRSBR工藝缺點(diǎn)分析工藝缺

29、點(diǎn)分析1 1、 經(jīng)典經(jīng)典SBRSBR反應(yīng)器反應(yīng)器進(jìn)水曝氣沉淀排水排泥進(jìn)水進(jìn)水進(jìn)水預(yù)反應(yīng)區(qū)主反應(yīng)區(qū)沉淀(停曝)排水出水(停曝、排泥)曝氣潷水器2 2 、ICEASICEAS工藝工藝（二）（二）SBRSBR工藝的發(fā)展工藝的發(fā)展a) 沉淀特性不同；沉淀特性不同；b) 由于連續(xù)進(jìn)水損失理想推流性能和污泥膨脹的控制功由于連續(xù)進(jìn)水損失理想推流性能和污泥膨脹的控制功能；能；c) 連續(xù)進(jìn)水便于較大型污水處理廠；連續(xù)進(jìn)水便于較大型污水處理廠；d) 由于池長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)水平流速會(huì)過(guò)大，這也使得由于池長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)水平流速會(huì)過(guò)大，這也使得ICEAS工藝工藝的單池?zé)o法進(jìn)一步擴(kuò)大；的單池?zé)o法進(jìn)一步擴(kuò)大；e) ICEAS工藝的運(yùn)行周期比

30、較短。工藝的運(yùn)行周期比較短。3 3、ICEASICEAS工藝與經(jīng)典工藝與經(jīng)典SBRSBR工藝的對(duì)比工藝的對(duì)比CASS工藝是工藝是Goronszy教授在教授在ICEAS的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的(1) 生物選擇器生物選擇器 (2) 缺氧區(qū)缺氧區(qū) (3) 好氧區(qū)好氧區(qū) (4) 回流污泥和剩余污泥回流污泥和剩余污泥 (5) 潷水器潷水器圖圖5-45-4循環(huán)式活性污泥法工藝循環(huán)式活性污泥法工藝(CASS)(CASS)的組成的組成4 4、CASSCASS工藝工藝1) 增加了污泥回流；增加了污泥回流； 2) 加大了預(yù)反應(yīng)區(qū)的體積；加大了預(yù)反應(yīng)區(qū)的體積；3) 增加了兼氧區(qū)。增加了兼氧區(qū)。通過(guò)以上三

31、個(gè)措施，通過(guò)以上三個(gè)措施，CASS反應(yīng)器強(qiáng)化了以下的功能：反應(yīng)器強(qiáng)化了以下的功能：1) 加速對(duì)溶解性底物的去除和對(duì)難降解有機(jī)物的水解作用；加速對(duì)溶解性底物的去除和對(duì)難降解有機(jī)物的水解作用；2) 加大兼氧區(qū)強(qiáng)化污泥中磷在厭氧條件下得到有效的釋放；加大兼氧區(qū)強(qiáng)化污泥中磷在厭氧條件下得到有效的釋放；3) 選擇器和兼氧區(qū)中還可發(fā)生比較顯著的反硝化作用；選擇器和兼氧區(qū)中還可發(fā)生比較顯著的反硝化作用；4) 采用多池串聯(lián)運(yùn)行，使廢水在反應(yīng)器的流動(dòng)呈現(xiàn)出整體推流而采用多池串聯(lián)運(yùn)行，使廢水在反應(yīng)器的流動(dòng)呈現(xiàn)出整體推流而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，保證了處理效果；在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合的復(fù)雜流態(tài)，保證了處理

32、效果；5) 改善污泥的沉降性能，防止污泥膨脹問(wèn)題的發(fā)生。改善污泥的沉降性能，防止污泥膨脹問(wèn)題的發(fā)生。5 5、CASSCASS工藝與工藝與ICEASICEAS工藝的對(duì)比工藝的對(duì)比UNITANK系統(tǒng)是系統(tǒng)是90年代初，比利時(shí)年代初，比利時(shí)SEGHERS公司提出公司提出一種一種SBR的變型工藝。的變型工藝。圖圖5-5 UNITANK5-5 UNITANK工藝圖工藝圖6 6、 UNITANKUNITANK系統(tǒng)系統(tǒng)1)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的UNITANK系統(tǒng)是由三個(gè)正方形池所組成，三個(gè)系統(tǒng)是由三個(gè)正方形池所組成，三個(gè)池子之間構(gòu)成了一個(gè)級(jí)串的形式，彌補(bǔ)了單個(gè)反應(yīng)器完池子之間構(gòu)成了一個(gè)級(jí)串的形式，彌補(bǔ)了單個(gè)反應(yīng)器完全

33、混合的缺點(diǎn)；全混合的缺點(diǎn)；2)UNITANK系統(tǒng)在恒定水位下連續(xù)運(yùn)行，出水采用固定系統(tǒng)在恒定水位下連續(xù)運(yùn)行，出水采用固定堰而不是潷水器。堰而不是潷水器。3)從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看，它已經(jīng)不屬于從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看，它已經(jīng)不屬于SBR了，與交替運(yùn)轉(zhuǎn)了，與交替運(yùn)轉(zhuǎn)的三溝氧化溝非常相似，更接近于傳統(tǒng)的活性污泥法。的三溝氧化溝非常相似，更接近于傳統(tǒng)的活性污泥法。這是這是UNITANK工藝最為顯著的一個(gè)特點(diǎn)；工藝最為顯著的一個(gè)特點(diǎn)；7 7、 UNITANKUNITANK系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)與三溝氧化溝的情況相類似，與三溝氧化溝的情況相類似，UNITANK工藝中三池的作用也工藝中三池的作用也是不均等的，存在

34、邊池子污泥濃度高的情況：是不均等的，存在邊池子污泥濃度高的情況：1995 年年1996 年年邊邊溝溝中中溝溝邊邊溝溝邊邊溝溝中中溝溝邊邊溝溝MLSS(g/L)8.34.38.87.13.39.3SV(%)37.417.245.241.915.843.7SVI(mL/g)4540485948478 8、 UNITANKUNITANK系統(tǒng)的缺點(diǎn)系統(tǒng)的缺點(diǎn)UNITANK發(fā)明人在離開(kāi)發(fā)明人在離開(kāi)SEGHERS公司之后，提出新的公司之后，提出新的變型工藝變型工藝-LUCAS工藝工藝圖圖5-6 5-6 采用四個(gè)正方形反應(yīng)器和四個(gè)圓形反應(yīng)的采用四個(gè)正方形反應(yīng)器和四個(gè)圓形反應(yīng)的LUCASLUCAS工藝工藝9

35、9、 UNITANKUNITANK工藝的改進(jìn)工藝的改進(jìn)-LUCAS-LUCAS工藝工藝1010、不同類型、不同類型SBRSBR工藝特點(diǎn)的比較工藝特點(diǎn)的比較1111、UNITANKUNITANK工藝工程實(shí)例工藝工程實(shí)例(1)(1)南京城北污水處理廠，排水體制為截流合流制；南京城北污水處理廠，排水體制為截流合流制；設(shè)計(jì)規(guī)模：旱季設(shè)計(jì)規(guī)模：旱季30萬(wàn)萬(wàn) m3/d，雨季，雨季60萬(wàn)萬(wàn) m3/d；主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：污水處理廠工程投資污水處理廠工程投資3.49億元，噸水投資億元，噸水投資1162 元元/m3；占地占地0.44 元元/m3；經(jīng)營(yíng)成本：經(jīng)營(yíng)成本：0.63 元元/m3 ；121

36、2、UNITANKUNITANK工藝工程實(shí)例工藝工程實(shí)例(2)(2)技術(shù)特點(diǎn)：技術(shù)特點(diǎn)： 采用全封閉的處理構(gòu)筑物形式，臭氣有組織收集后采用采用全封閉的處理構(gòu)筑物形式，臭氣有組織收集后采用化學(xué)除臭集中處理；化學(xué)除臭集中處理；1) 污水處理工藝采用一體化活性污泥法；污水處理工藝采用一體化活性污泥法；設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)1313、UNITANKUNITANK工藝工程實(shí)例工藝工程實(shí)例(3)(3)曝氣沉淀池主要設(shè)計(jì)參數(shù)：曝氣沉淀池主要設(shè)計(jì)參數(shù)：1 1、氧化溝的定義、氧化溝的定義3) 氧化溝結(jié)構(gòu)采用環(huán)形溝渠型式，混合液在氧化溝曝氣器氧化溝結(jié)構(gòu)采用環(huán)形溝渠型式，混合液在氧化溝曝氣器的推動(dòng)下作循環(huán)

37、水平流動(dòng)的推動(dòng)下作循環(huán)水平流動(dòng)(平均流速平均流速0.3m/s)；4 ) 氧 化 溝 采 用 延 時(shí) 曝 氣氧 化 溝 采 用 延 時(shí) 曝 氣 ( 污 泥 負(fù) 荷 在污 泥 負(fù) 荷 在 0 . 0 5 0.10kgBOD5/kgMLSS.d之間之間)，不需初沉池和污泥消化池；，不需初沉池和污泥消化池；1) 氧化溝屬于活性污泥處理工藝的一種變形工藝氧化溝屬于活性污泥處理工藝的一種變形工藝;2) 氧化溝采用轉(zhuǎn)刷等強(qiáng)制循環(huán)、曝氣設(shè)備；氧化溝采用轉(zhuǎn)刷等強(qiáng)制循環(huán)、曝氣設(shè)備；5) 污泥負(fù)荷和污泥齡的選取，要考慮污水硝化和污泥穩(wěn)定污泥負(fù)荷和污泥齡的選取，要考慮污水硝化和污泥穩(wěn)定化兩個(gè)因素，一般污泥齡為化兩個(gè)因

38、素，一般污泥齡為1030d。三三) 氧化溝工藝氧化溝工藝氧化溝工藝在發(fā)展過(guò)程中已形成很多獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)和特氧化溝工藝在發(fā)展過(guò)程中已形成很多獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。點(diǎn)。1) 氧化溝構(gòu)造形式多樣；氧化溝構(gòu)造形式多樣；2) 氧化溝曝氣設(shè)備的多樣性；氧化溝曝氣設(shè)備的多樣性；3) 曝氣強(qiáng)度可調(diào)節(jié)；曝氣強(qiáng)度可調(diào)節(jié)；4)簡(jiǎn)化了預(yù)處理、二沉池和污泥處理單元；簡(jiǎn)化了預(yù)處理、二沉池和污泥處理單元；2 2、氧化溝的特點(diǎn)、氧化溝的特點(diǎn)3 3、氧化溝的類型、氧化溝的類型1) 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)刷曝氣氧化溝；傳統(tǒng)轉(zhuǎn)刷曝氣氧化溝；2) 三溝式氧化溝；三溝式氧化溝；3) 卡魯塞爾氧化溝；卡魯塞爾氧化溝；4) 奧貝爾氧化溝；奧貝爾氧化溝；5) 一體

39、化氧化溝；一體化氧化溝；4 4、氧化溝的命名、氧化溝的命名1)根據(jù)采用的特殊曝氣設(shè)備命名，例如將采用立式表曝根據(jù)采用的特殊曝氣設(shè)備命名，例如將采用立式表曝機(jī)曝氣的氧化溝，命名為表曝氧化溝，將采用射流曝氣機(jī)曝氣的氧化溝，命名為表曝氧化溝，將采用射流曝氣的氧化溝命名為射流曝氣氧化溝等。的氧化溝命名為射流曝氣氧化溝等。2)根據(jù)氧化溝的運(yùn)行方式和氧化溝的主要特點(diǎn)方式命名，根據(jù)氧化溝的運(yùn)行方式和氧化溝的主要特點(diǎn)方式命名，例如將目前的雙溝氧化溝和三溝式氧化溝命名為交替例如將目前的雙溝氧化溝和三溝式氧化溝命名為交替(工作工作)式氧化溝，將沉淀設(shè)備在氧化溝內(nèi)的氧化溝命名式氧化溝，將沉淀設(shè)備在氧化溝內(nèi)的氧化溝命

40、名為一體化氧化溝等。為一體化氧化溝等。3) 在引進(jìn)項(xiàng)目上可以直接采用原名，如奧貝爾氧化溝、在引進(jìn)項(xiàng)目上可以直接采用原名，如奧貝爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝等等。在我們應(yīng)用時(shí)雖然采用同樣的工卡魯塞爾氧化溝等等。在我們應(yīng)用時(shí)雖然采用同樣的工作原理，但在已有注冊(cè)商標(biāo)的情況下不要采用同樣的名作原理，但在已有注冊(cè)商標(biāo)的情況下不要采用同樣的名稱。稱。1) 1) 卡魯塞爾氧化溝卡魯塞爾氧化溝圖圖6-1 6-1 采用立式表曝機(jī)的卡魯塞爾氧化溝采用立式表曝機(jī)的卡魯塞爾氧化溝 (英國(guó)英國(guó)ASH Vale 污水處理廠污水處理廠)5 5、不同類型的氧化溝、不同類型的氧化溝2) 交替工作式氧化溝交替工作式氧化溝圖圖6-2

41、OTV-Gruger6-2 OTV-Gruger的三溝式氧化溝的三溝式氧化溝(Faabborg(Faabborg污水處理廠污水處理廠) )3) Orbal氧化溝氧化溝型型6-3 Orbal6-3 Orbal型氧化溝型氧化溝4) 一體化氧化溝一體化氧化溝圖圖6-4 Simon-Hartley6-4 Simon-Hartley船型氧化溝船型氧化溝 1) 循環(huán)曝氣裝置循環(huán)曝氣裝置轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤曝氣器轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤曝氣器 立式表面曝氣器立式表面曝氣器射流曝氣器射流曝氣器導(dǎo)管式曝氣機(jī)導(dǎo)管式曝氣機(jī)混合曝氣系統(tǒng)混合曝氣系統(tǒng)6 6、氧化溝的裝置、氧化溝的裝置a) 水平軸曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤水平軸曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤圖圖6-7 6

42、-7 曝氣轉(zhuǎn)刷設(shè)備曝氣轉(zhuǎn)刷設(shè)備(OTV-Gruger(OTV-Gruger產(chǎn)品產(chǎn)品) ) b) 水平軸曝氣轉(zhuǎn)盤水平軸曝氣轉(zhuǎn)盤曝氣轉(zhuǎn)盤設(shè)備曝氣轉(zhuǎn)盤設(shè)備(美國(guó)美國(guó)US Filter產(chǎn)品產(chǎn)品) c) 立式低速表曝機(jī)立式低速表曝機(jī)圖圖6-8 6-8 荷蘭荷蘭DHVDHV公司表曝機(jī)公司表曝機(jī)2) 進(jìn)、出水裝置進(jìn)、出水裝置圖圖6-9 6-9 三溝式氧化溝可調(diào)式出水堰三溝式氧化溝可調(diào)式出水堰3) 導(dǎo)流和混合裝置導(dǎo)流和混合裝置圖圖6-10 潛水?dāng)嚢铏C(jī)潛水?dāng)嚢铏C(jī)圖圖6-11 水下推進(jìn)器水下推進(jìn)器4) 4) 附屬構(gòu)筑物附屬構(gòu)筑物如如: :二沉池、刮泥機(jī)、污泥回流泵房等，與傳統(tǒng)活性污二沉池、刮泥機(jī)、污泥回流泵房等，

43、與傳統(tǒng)活性污泥工藝相同。泥工藝相同。7 7、全面認(rèn)識(shí)氧化溝處理技術(shù)、全面認(rèn)識(shí)氧化溝處理技術(shù)1)要考慮污染物的去除目的：對(duì)于不同的污染物的去除，要考慮污染物的去除目的：對(duì)于不同的污染物的去除，設(shè)計(jì)參數(shù)和方法是不同的；設(shè)計(jì)參數(shù)和方法是不同的；2)氧化溝最重要的特點(diǎn)之一是專用的曝氣設(shè)備，不僅僅氧化溝最重要的特點(diǎn)之一是專用的曝氣設(shè)備，不僅僅要求掌握其充氧能力，更重要的是全面了解和掌握氧化要求掌握其充氧能力，更重要的是全面了解和掌握氧化溝的水力學(xué)特性；溝的水力學(xué)特性；3) 由于曝氣設(shè)備的水力學(xué)特性掌握不夠，常常導(dǎo)致設(shè)計(jì)由于曝氣設(shè)備的水力學(xué)特性掌握不夠，常常導(dǎo)致設(shè)計(jì)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果。沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果。8

44、8、設(shè)計(jì)、研究和生產(chǎn)廠家應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、設(shè)計(jì)、研究和生產(chǎn)廠家應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究1) 氧化溝技術(shù)發(fā)展與高效曝氣設(shè)備的發(fā)展是密切相關(guān)的。氧化溝技術(shù)發(fā)展與高效曝氣設(shè)備的發(fā)展是密切相關(guān)的。國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐證明，往往新的曝氣設(shè)備開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，意國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐證明，往往新的曝氣設(shè)備開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，意味著一種新的氧化溝工藝的誕生；味著一種新的氧化溝工藝的誕生；2) 大多數(shù)氧化溝工藝與其擁有的專利和設(shè)備是密切相關(guān)。大多數(shù)氧化溝工藝與其擁有的專利和設(shè)備是密切相關(guān)。并且與各廠商的注冊(cè)商標(biāo)相聯(lián)系。如卡魯塞爾并且與各廠商的注冊(cè)商標(biāo)相聯(lián)系。如卡魯塞爾(CarrouselR)、奧貝爾、奧貝爾(Orbal)和三溝式氧化溝等等，都和三溝式氧

45、化溝等等，都有各自的一些特色。有各自的一些特色。9、奧貝爾、奧貝爾(Obal)氧化溝實(shí)例氧化溝實(shí)例(1)1) Obal氧化溝技術(shù)特點(diǎn)氧化溝技術(shù)特點(diǎn) ： 三個(gè)同心橢圓溝道，采用水平軸轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)，不三個(gè)同心橢圓溝道，采用水平軸轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)，不僅有較高的充氧能力和動(dòng)力效率，還有很強(qiáng)的整流僅有較高的充氧能力和動(dòng)力效率，還有很強(qiáng)的整流和推流能力，有效水深可達(dá)到和推流能力，有效水深可達(dá)到4米以上，減少占地米以上，減少占地面積。工藝參數(shù)范圍較寬，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成普通面積。工藝參數(shù)范圍較寬，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成普通曝氣、延時(shí)曝氣和污泥穩(wěn)定的模式。曝氣、延時(shí)曝氣和污泥穩(wěn)定的模式。9、奧貝爾、奧貝爾(Obal)氧化溝實(shí)

46、例氧化溝實(shí)例(2)2) Obal氧化溝主要技術(shù)參數(shù)氧化溝主要技術(shù)參數(shù) ：9、奧貝爾、奧貝爾(Obal)氧化溝實(shí)例氧化溝實(shí)例(3)3) 工程實(shí)例工程實(shí)例-山東某市污水處理廠山東某市污水處理廠工程規(guī)模：工程規(guī)模：40000m3/d9、奧貝爾、奧貝爾(Obal)氧化溝實(shí)例氧化溝實(shí)例(4)4) 主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù)9、奧貝爾、奧貝爾(Obal)氧化溝實(shí)例氧化溝實(shí)例(5)5) 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1 1、 曝氣生物濾池工藝的優(yōu)點(diǎn)曝氣生物濾池工藝的優(yōu)點(diǎn)a) 負(fù)荷高，出水水質(zhì)好：容積負(fù)荷在負(fù)荷高，出水水質(zhì)好：容積負(fù)荷在6.0kgBOD/m3.d的負(fù)荷下，保持出水的負(fù)荷下，保持出水COD在在2

47、0mg/L，出水可以達(dá)到硝，出水可以達(dá)到硝化，出水達(dá)到或接近生活雜用水水標(biāo)準(zhǔn)；化，出水達(dá)到或接近生活雜用水水標(biāo)準(zhǔn)；b)占地面積少：曝氣生物濾池的占地只是常規(guī)二級(jí)生占地面積少：曝氣生物濾池的占地只是常規(guī)二級(jí)生化處理的化處理的1/5-1/10；c)耐沖擊負(fù)荷；耐沖擊負(fù)荷；d)投資?。和顿Y?。築AF系統(tǒng)總水力停留時(shí)間短，所需基建投系統(tǒng)總水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，同時(shí)該工藝出水水質(zhì)高。資少，同時(shí)該工藝出水水質(zhì)高。四四)曝氣生物濾池工藝曝氣生物濾池工藝1) 生物活性高生物活性高(污泥齡短污泥齡短)；2) 傳質(zhì)條件好；傳質(zhì)條件好；3) 充氧效率高；充氧效率高；4) 有絲狀菌存在；有絲狀菌存在；5)

48、有較高的生物膜濃度。有較高的生物膜濃度。2 2、 曝氣生物濾池工藝的特點(diǎn)曝氣生物濾池工藝的特點(diǎn)3 3、曝氣生物濾池的工藝組成、曝氣生物濾池的工藝組成圖圖7-1 生物曝氣濾池生物曝氣濾池(BAF)的構(gòu)造的構(gòu)造陶粒(生物填料層)卵石(承托層)空氣管反沖氣管(反沖洗系統(tǒng))濾頭(布水系統(tǒng))污水(布水系統(tǒng))沖洗水(反沖洗系統(tǒng))沖洗水泵反沖洗廢水曝氣生物濾池主體可分為布水系統(tǒng)、布?xì)庀到y(tǒng)、承托層、曝氣生物濾池主體可分為布水系統(tǒng)、布?xì)庀到y(tǒng)、承托層、生物填料層、反沖洗等五個(gè)部分。生物填料層、反沖洗等五個(gè)部分。4 4、 曝氣生物濾床曝氣生物濾床1) 曝氣生物濾池的流向曝氣生物濾池的流向生物填料卵石空氣管反沖氣管濾

49、頭污水出水(沖洗水)反沖洗廢水生物填料卵石空氣管反沖氣管污水出水(沖洗水)反沖洗廢水生物填料空氣管污水(反沖洗水)出水濾頭(a) 采用濾頭的下向流濾池采用濾頭的下向流濾池圖圖7-3 升流式和下向流方式的曝氣生物濾池工藝升流式和下向流方式的曝氣生物濾池工藝5 5、 曝氣生物濾池的運(yùn)行方式曝氣生物濾池的運(yùn)行方式(b) 不采用濾頭的下向流濾池不采用濾頭的下向流濾池(c) 上向流的曝氣生物濾池上向流的曝氣生物濾池生物填料空氣管反沖氣管污水出水反沖洗廢水出水二次接觸沉淀池圖圖7-4 帶回流的升流式曝氣生物濾池工藝帶回流的升流式曝氣生物濾池工藝2) 曝氣生物濾床與豎流沉淀池串聯(lián)曝氣生物濾床與豎流沉淀池串聯(lián)

50、3) 曝氣生物濾床的串聯(lián)運(yùn)行曝氣生物濾床的串聯(lián)運(yùn)行反沖洗氣反沖洗水曝氣反沖洗氣反沖洗水曝氣出水回流水3反沖洗水(b) BIOPUR工藝(第一級(jí)采用波紋板填料、第二級(jí)采用陶粒陶粒)4.2 穩(wěn)態(tài)生物膜模型穩(wěn)態(tài)生物膜模型 概念和假設(shè)概念和假設(shè) 穩(wěn)態(tài)生物膜的定義是生物膜量不隨時(shí)間變化即沒(méi)有穩(wěn)態(tài)生物膜的定義是生物膜量不隨時(shí)間變化即沒(méi)有凈增長(zhǎng)也沒(méi)有凈死亡。是將微生物對(duì)基質(zhì)的利用與凈增長(zhǎng)也沒(méi)有凈死亡。是將微生物對(duì)基質(zhì)的利用與生物膜生長(zhǎng)相結(jié)合的數(shù)學(xué)模型；生物膜生長(zhǎng)相結(jié)合的數(shù)學(xué)模型； 假設(shè)假設(shè)1：理想生物膜假設(shè)，即認(rèn)為生物膜具有相同：理想生物膜假設(shè)，即認(rèn)為生物膜具有相同的生物密度和相同的生物膜厚度；的生物密度和

51、相同的生物膜厚度； 假設(shè)假設(shè)2：生物膜內(nèi)僅有沿生物膜垂直方向有基質(zhì)濃：生物膜內(nèi)僅有沿生物膜垂直方向有基質(zhì)濃度的變化；度的變化； 假設(shè)假設(shè)3：微生物生長(zhǎng)只有一種基質(zhì)是限制性基質(zhì)，：微生物生長(zhǎng)只有一種基質(zhì)是限制性基質(zhì)，其他基質(zhì)成份均能滿足微生物正常生長(zhǎng)需要；其他基質(zhì)成份均能滿足微生物正常生長(zhǎng)需要；u穩(wěn)態(tài)生物膜模型示意圖及三種特征基質(zhì)濃度曲線穩(wěn)態(tài)生物膜模型示意圖及三種特征基質(zhì)濃度曲線u生物膜內(nèi)任意一點(diǎn)基質(zhì)利用速率生物膜內(nèi)任意一點(diǎn)基質(zhì)利用速率u生物膜內(nèi)任意一點(diǎn)基質(zhì)傳質(zhì)速率生物膜內(nèi)任意一點(diǎn)基質(zhì)傳質(zhì)速率u生物膜內(nèi)關(guān)于基質(zhì)濃度的常微分方程生物膜內(nèi)關(guān)于基質(zhì)濃度的常微分方程u使用有效擴(kuò)散層表示從液相到生物膜表面

52、的阻力使用有效擴(kuò)散層表示從液相到生物膜表面的阻力 假設(shè)傳質(zhì)的全部阻力集中在有效擴(kuò)散層假設(shè)傳質(zhì)的全部阻力集中在有效擴(kuò)散層L中：中：u微分單元內(nèi)微生物的凈增長(zhǎng)量微分單元內(nèi)微生物的凈增長(zhǎng)量u穩(wěn)態(tài)生物膜厚度穩(wěn)態(tài)生物膜厚度u最小基質(zhì)濃度計(jì)算最小基質(zhì)濃度計(jì)算通過(guò)穩(wěn)態(tài)模型求最小基質(zhì)濃度，當(dāng)溶液中基質(zhì)濃度小于此值不會(huì)有通過(guò)穩(wěn)態(tài)模型求最小基質(zhì)濃度，當(dāng)溶液中基質(zhì)濃度小于此值不會(huì)有基質(zhì)通量和穩(wěn)態(tài)生物膜存在。基質(zhì)通量和穩(wěn)態(tài)生物膜存在。無(wú)量綱變量轉(zhuǎn)化無(wú)量綱變量轉(zhuǎn)化u無(wú)量綱轉(zhuǎn)化的結(jié)果及薄生物膜最小基質(zhì)濃度無(wú)量綱轉(zhuǎn)化的結(jié)果及薄生物膜最小基質(zhì)濃度u厚生物膜厚度厚生物膜厚度4.3 生物預(yù)處理技術(shù)生物預(yù)處理技術(shù) 生物濾池生物濾池

53、 生物接觸氧化生物接觸氧化 生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤 生物流化床生物流化床 土地滲濾系統(tǒng)土地滲濾系統(tǒng)u生物濾池對(duì)有機(jī)物的去除生物濾池對(duì)有機(jī)物的去除u生物濾池對(duì)氨氮的降解生物濾池對(duì)氨氮的降解u生物接觸氧化生物接觸氧化p著名的東深供水工程是著名的東深供水工程是19651965年在周恩來(lái)總理的關(guān)懷下，年在周恩來(lái)總理的關(guān)懷下，由中央人民政府投資興建的，主要目的是解決香港長(zhǎng)期由中央人民政府投資興建的，主要目的是解決香港長(zhǎng)期缺水問(wèn)題的重要政治及民生工程缺水問(wèn)題的重要政治及民生工程u東深供水工程深圳水庫(kù)東深供水工程深圳水庫(kù)u東深供水工程采用接觸氧化生物預(yù)處理工藝東深供水工程采用接觸氧化生物預(yù)處理工藝u主要工藝參數(shù)（

54、主要工藝參數(shù)（1/2）u主要工藝參數(shù)（主要工藝參數(shù)（2/2）u運(yùn)行效果（運(yùn)行效果（1/3）u運(yùn)行效果（運(yùn)行效果（2/3）u運(yùn)行效果（運(yùn)行效果（3/3）u生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤工藝示意圖生物轉(zhuǎn)盤工藝示意圖u生物流化床原理圖生物流化床原理圖u生物流化床處理效果生物流化床處理效果u土地處理系統(tǒng)示意土地處理系統(tǒng)示意u土地處理系統(tǒng)效果土地處理系統(tǒng)效果生物預(yù)處理影響因素生物預(yù)處理影響因素u停留時(shí)間停留時(shí)間？1010分鐘達(dá)到最大比降解速率分鐘達(dá)到最大比降解速率u溫度溫度溫度越高，達(dá)到最大比降解速率的時(shí)間越短；溫度越高，達(dá)到最大比降解速率的時(shí)間越短；停留時(shí)間停留時(shí)間15-2015-20分鐘以后，溫度對(duì)比降解

55、速率影響較??；分鐘以后，溫度對(duì)比降解速率影響較??；upHpHpH在在7-8.57-8.5的中性條件下的中性條件下TOCTOC的比降解速率最高；的比降解速率最高；uDO溶解氧溶解氧DODO濃度越高，去除效率越高；濃度越高，去除效率越高；u水力負(fù)荷水力負(fù)荷水力負(fù)荷變化對(duì)去除率影響不明顯；水力負(fù)荷變化對(duì)去除率影響不明顯；第五章第五章 生物接觸氧化工藝生物接觸氧化工藝5.1 三種生物接觸氧化方式的比較研究三種生物接觸氧化方式的比較研究5.2 穩(wěn)態(tài)非穩(wěn)態(tài)生物接觸氧化處理法穩(wěn)態(tài)非穩(wěn)態(tài)生物接觸氧化處理法5.3 接觸氧化生物反應(yīng)器處理效果的影響因素接觸氧化生物反應(yīng)器處理效果的影響因素5.1 三種生物接觸氧化方

56、式的比較研究三種生物接觸氧化方式的比較研究p 淹沒(méi)式曝氣生物濾池；淹沒(méi)式曝氣生物濾池；p中心導(dǎo)流筒曝氣循環(huán)式接觸氧化池；中心導(dǎo)流筒曝氣循環(huán)式接觸氧化池；p直接微孔曝氣接觸氧化池；直接微孔曝氣接觸氧化池；u淹沒(méi)式曝氣生物濾池淹沒(méi)式曝氣生物濾池u中心導(dǎo)流筒曝氣接觸氧化池中心導(dǎo)流筒曝氣接觸氧化池u微孔曝氣接觸氧化池微孔曝氣接觸氧化池u清水充氧試驗(yàn)結(jié)果與討論清水充氧試驗(yàn)結(jié)果與討論u啟動(dòng)掛膜比較啟動(dòng)掛膜比較u常規(guī)指標(biāo)處理效果常規(guī)指標(biāo)處理效果u特殊指標(biāo)處理效果特殊指標(biāo)處理效果u對(duì)藻類去除機(jī)理對(duì)藻類去除機(jī)理生物膜越厚，對(duì)藻類的附著能力越大；生物膜越厚，對(duì)藻類的附著能力越大；表面積越大，附著藻類的量越大；表面

57、積越大，附著藻類的量越大；u藻類的去除效果藻類的去除效果u生物膜特性研究生物膜特性研究 生物膜厚度是由液體擾動(dòng)情況和溶液基質(zhì)濃度處理的；生物膜厚度是由液體擾動(dòng)情況和溶液基質(zhì)濃度處理的； 要區(qū)分膜的總厚度和活性厚度；厚度在要區(qū)分膜的總厚度和活性厚度；厚度在0.07-4mm之間之間 厚生物膜并不比薄生物膜的降解速率快，原因是膜當(dāng)厚生物膜并不比薄生物膜的降解速率快，原因是膜當(dāng)中的擴(kuò)散阻力妨礙了降解速率的提高；中的擴(kuò)散阻力妨礙了降解速率的提高； 基質(zhì)降解速率達(dá)到最大的生物膜厚度為活性厚度，對(duì)基質(zhì)降解速率達(dá)到最大的生物膜厚度為活性厚度，對(duì)應(yīng)的生物量為活性生物膜；應(yīng)的生物量為活性生物膜；u生物膜厚度生物膜

58、厚度u生物相生物相u主要生物群落主要生物群落u生物池內(nèi)生物相分布生物池內(nèi)生物相分布u生物群落的形成及負(fù)面影響生物群落的形成及負(fù)面影響通常認(rèn)為在污水好氧處理生物膜體系中，復(fù)雜的生物相和較長(zhǎng)的食通常認(rèn)為在污水好氧處理生物膜體系中，復(fù)雜的生物相和較長(zhǎng)的食物鏈構(gòu)成的動(dòng)態(tài)平衡生態(tài)系統(tǒng)，有利于處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和凈化物鏈構(gòu)成的動(dòng)態(tài)平衡生態(tài)系統(tǒng)，有利于處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和凈化效果的提高；效果的提高；但對(duì)于貧營(yíng)養(yǎng)的原水生物預(yù)處理體系，附著性微型動(dòng)物與構(gòu)成生物但對(duì)于貧營(yíng)養(yǎng)的原水生物預(yù)處理體系，附著性微型動(dòng)物與構(gòu)成生物膜主體的微生物有明顯的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，它們不僅減少了生物膜的有效膜主體的微生物有明顯的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，它們不

59、僅減少了生物膜的有效接觸面積，同時(shí)會(huì)造成生物膜大面積脫落，因此應(yīng)采取有效措施抑接觸面積，同時(shí)會(huì)造成生物膜大面積脫落，因此應(yīng)采取有效措施抑制附著性微型動(dòng)物的蔓延；制附著性微型動(dòng)物的蔓延；u優(yōu)勢(shì)菌種優(yōu)勢(shì)菌種u生物量分布規(guī)律生物量分布規(guī)律生物量測(cè)定方法：生物量測(cè)定方法：1 1）彈性立體填料采用先洗脫再過(guò)濾烘干的方法，分別測(cè)定總懸?。椥粤Ⅲw填料采用先洗脫再過(guò)濾烘干的方法，分別測(cè)定總懸浮固體（固體（TSSTSS）和揮發(fā)性懸浮固體（）和揮發(fā)性懸浮固體（VSSVSS）；）；2 2）陶粒填料直接烘干測(cè)定生物量）陶粒填料直接烘干測(cè)定生物量TSSTSS和和VSSVSSI I型生物池生物量分布規(guī)律型生物池生物量分

60、布規(guī)律I I型生物池不同濾床深度水質(zhì)變化情況型生物池不同濾床深度水質(zhì)變化情況IIII、IIIIII型生物池生物量分布規(guī)律型生物池生物量分布規(guī)律IIII、IIIIII型生物池串聯(lián)單元對(duì)氨氮去除效果型生物池串聯(lián)單元對(duì)氨氮去除效果u生物膜活性評(píng)價(jià)生物膜活性評(píng)價(jià)生物膜量和生物活性決定生物接觸氧化法的凈化效率；生物膜量和生物活性決定生物接觸氧化法的凈化效率；利用耗氧速率和脫氫酶活性來(lái)評(píng)價(jià)生物膜活性；利用耗氧速率和脫氫酶活性來(lái)評(píng)價(jià)生物膜活性；影響生物膜活性的因素很多：影響生物膜活性的因素很多：微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)因素：基質(zhì)負(fù)荷、微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)因素：基質(zhì)負(fù)荷、DODO、pHpH、溫度；、溫度；環(huán)境流體動(dòng)力學(xué)因