好氧生物處理詳細(xì)介紹比較-精

1、好氧生物處理部分一、 處理說(shuō)明- 1 -二、 好氧降解反應(yīng)過(guò)程匯總- 1 -三、 活性污泥法的基本原理- 1 -四、 去除有機(jī)物過(guò)程- 1 -五、 活性污泥法的運(yùn)行方式- 2 -1 推流式活性污泥法- 2 -2 完全混合式活性污泥法- 2 -3 接觸穩(wěn)定（吸附再生）法- 3 -4 延時(shí)曝氣法(完全氧化活性污泥法）- 4 -5 氧化溝法- 4 -5.1 Carrousel式氧化溝- 5 -5.2 Orbal氧化溝- 5 -5.3 交替工作氧化溝- 6 -5.4 曝氣沉淀一體化氧化溝- 6 -5.5 氧化溝的設(shè)計(jì)參數(shù)- 6 -6 吸附-生物降解活性污泥法（AB法）- 7 -6.1 AB法的工藝流程

2、及特征- 7 -6.2 AB法的主要特點(diǎn)- 7 -6.3 AB法中A段的特征- 7 -6.4 AB法中B段的特征- 8 -6.5 AB法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)- 8 -7 序批式活性污泥法（SBR法）- 8 -7.1 SBR的工作原理- 8 -7.2 SBR的工藝流程- 8 -7.3 SBR工藝的主要特征- 9 -7. 4 SBR工藝的設(shè)計(jì)- 9 -8 膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝-Membrane Biological Reactor- 10 -8.1 膜生物反應(yīng)器的工作原理- 10 -8.2 膜生物反應(yīng)器的主要類(lèi)型- 10 -8.3 一體式膜生物反應(yīng)器- 10 -8.4 分離式膜生物反應(yīng)器- 11

3、-8.5 隔離式膜生物反應(yīng)器- 11 -8.6 膜生物反應(yīng)器的主要特點(diǎn)- 12 -六、 曝氣設(shè)備- 12 -七、 進(jìn)水水質(zhì)要求- 12 -八、 活性污泥降解污水中有機(jī)物過(guò)程及效率說(shuō)明- 13 -九、 好氧生物處理技術(shù)- 14 -5.1 HCR-一種高效好氧生物處理技術(shù)- 14 -1 HCR工藝的主要特點(diǎn)- 14 -2應(yīng)用實(shí)例及其效果- 16 -3HCR工藝在中國(guó)的應(yīng)用前景分析- 19 -4幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)- 19 -5.2 一種好氧生物處理有機(jī)廢水的新工藝設(shè)備-生物曝氣濾池- 20 -1 工藝概述- 20 -2 有機(jī)物去除- 22 -3 填料- 23 -4 污泥產(chǎn)量- 24 -5 反沖洗- 24 -6

4、 氧的利用與需氧量- 25 -7 工程實(shí)例- 26 -1、 處理說(shuō)明利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧氣存在的條件下進(jìn)行生物代謝以降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無(wú)害化的處理方法。微生物利用水中存在的有機(jī)污染物為底物進(jìn)行好氧代謝，經(jīng)過(guò)一系列的生化反應(yīng)，逐級(jí)釋放能量，最終以低能位的無(wú)機(jī)物穩(wěn)定下來(lái)，達(dá)到無(wú)害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進(jìn)一步處理。污水處理工程中，好氧生物處理法有活性污泥法和生物膜法兩大類(lèi)。廢水曝氣一段時(shí)間后，廢水中即形成一種絮凝體，主要由大量微生物群體所構(gòu)成，它易于沉淀分離，并使廢水得到澄清，稱(chēng)之為活性污泥，其含有大量微生物，外觀黃褐色絮絨顆粒狀，有較大的比表面積，含水率達(dá)99%。2、

5、好氧降解反應(yīng)過(guò)程匯總好氧（微需氧）過(guò)程： 傳統(tǒng)好氧工藝：硝化工藝：微需氧或好氧工藝：3、 活性污泥法的基本原理細(xì)菌：主要組成部分，1ml正常污泥中含細(xì)菌個(gè)，是有機(jī)污染物的分解者。真菌：絲狀菌出現(xiàn)異常增殖會(huì)污泥膨脹。原生動(dòng)物：指示性生物，是首次捕食者。后生動(dòng)物：僅在完全氧化型污泥系統(tǒng)出現(xiàn)。菌膠團(tuán)：細(xì)菌及莢膜組成的絮凝體狀團(tuán)粒。4、 去除有機(jī)物過(guò)程（1） 吸附階段污水中的污染物與活性污泥微生物充分接觸過(guò)程中，被具有巨大比表面積（可達(dá)200010000m2/m3)且表面有多糖類(lèi)粘性物質(zhì)的活性污泥微生物所吸附及粘連，從而使污水得到凈化。(2) 氧化階段活性污泥在有氧條件下，以吸附及吸收的一部分有機(jī)物為

6、營(yíng)養(yǎng)，進(jìn)行細(xì)胞合成，以另一部分進(jìn)行分解代謝，并釋放能量。（3） 絮凝體的形成與凝聚沉淀階段氧化階段合成的菌體絮凝形成絮凝體，通過(guò)重力沉淀從水中分離出來(lái)，使水得到凈化。5、 活性污泥法的運(yùn)行方式1 推流式活性污泥法推流式活性污泥曝氣池有若干個(gè)狹長(zhǎng)的流槽，廢水從一端進(jìn)入，在曝氣的作用下，以螺旋方式推進(jìn)，流經(jīng)整個(gè)曝氣池，至池的另一端流出，隨著水流的過(guò)程，污染物被降解。 推流式活性污泥法的特點(diǎn)：（a） 污染物濃度自池首至池尾是逐漸下降，存在濃度梯度，廢水降解反應(yīng)推動(dòng)力較大，效率較高；（b） 推流式曝氣池可采用多種運(yùn)行方式；（c） 不易產(chǎn)生短路，適合較大的流量；（d） 氧的利用率不均勻；2 完全混合式活

7、性污泥法完全混合式曝氣池-是廢水進(jìn)入曝氣池后在攪拌的作用下迅速與池中原有的混合液充分混合，因此混合液的組成、微生物群的量和質(zhì)是完全均勻一致的。完全混合式活性污泥法的特點(diǎn)：（a） 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。（b） 全池需氧要求相同，能節(jié)省動(dòng)力。（c） 不需要單獨(dú)設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，便于運(yùn)行管理。（d） 連續(xù)進(jìn)水出水可能造成短路，引起污泥膨脹。（e） 池子體積不能太大，因此一般用于處理量比較小的情況，處理高濃度的有機(jī)廢水。3 接觸穩(wěn)定（吸附再生）法可提高池容積負(fù)荷，適應(yīng)沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)，最適于處理含懸浮和膠體物質(zhì)較多的廢水。吸附再生法的特點(diǎn)：（a） 適用于處理固體和膠體物質(zhì)；（b） 池容??；（c） 能耗低；

8、（d） 耐沖擊負(fù)荷；（e） 不易發(fā)生污泥膨脹；（f） 出水水質(zhì)較差。4 延時(shí)曝氣法(完全氧化活性污泥法）優(yōu)點(diǎn)：曝氣時(shí)間長(zhǎng)，污泥負(fù)荷低，污泥濃度高。剩余污泥少而穩(wěn)定，無(wú)需消化可直接排放。BOD去除效率7595%。對(duì)氮、磷的要求低，適應(yīng)沖擊的能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：容積大，停留時(shí)間長(zhǎng)，投資和運(yùn)行費(fèi)高；適用：對(duì)處理水質(zhì)要求高，又不宜采用污泥處理的小城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水。5 氧化溝法循環(huán)混合式曝氣池多采用轉(zhuǎn)刷供氧，其平面形狀如環(huán)形跑道；又稱(chēng)氧化渠或氧化溝，是一種簡(jiǎn)易的活性污泥系統(tǒng)，屬于延時(shí)曝氣法。Ø 氧化溝的特點(diǎn)1 池體狹長(zhǎng)，（可達(dá)數(shù)十米甚至上百米）：池深度較淺，一般在2米左右；2 曝氣裝置多采用表面機(jī)

9、械曝氣器，豎軸、橫軸曝氣器都可以；3 進(jìn)、出水裝置簡(jiǎn)單； -構(gòu)造上的特征4 氧化溝呈完全混合-推流式：溝內(nèi)的混合液呈推流式快速流動(dòng)（0.40.5m/s），由于流速高，原廢水很快就與溝內(nèi)混合液相混合，因此圓滑狗又是完全混合的；5 BOD負(fù)荷低，類(lèi)似于活性污泥法的延時(shí)曝氣法，處理出水水質(zhì)良好；6 對(duì)水溫、水質(zhì)和水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性；7 污泥產(chǎn)率低，剩余污泥產(chǎn)量少；8 污泥齡長(zhǎng)，可達(dá)1530d，為傳統(tǒng)活性污泥法的36倍；9 世代時(shí)間很長(zhǎng)的細(xì)菌如硝化細(xì)菌能在反應(yīng)器內(nèi)得以生存 ，從而使氧化溝具有脫氮的功能。Ø 氧化溝的幾種典型的構(gòu)造形式目前主要的氧化溝形式有：Carrousel氧化溝、Or

10、bal氧化溝、交替工作式氧化溝、曝氣-沉淀一體氧化溝等四種。5.1 Carrousel式氧化溝Carrousel式氧化溝又稱(chēng)平行多渠形氧化溝：是60年代末荷蘭DHV公司開(kāi)創(chuàng)的。采用豎軸低速表面曝氣器:水深可達(dá)44.5m，溝內(nèi)流速達(dá)0.30.4m/s；混合液在溝內(nèi)每520min循環(huán)一次；溝內(nèi)混合液總量是流入廢水量的3050倍；去除率可達(dá)95%以上，脫氮率可達(dá)90%，除磷效率可達(dá)50%;應(yīng)用廣泛，最大規(guī)模650000；在國(guó)內(nèi)主要由昆明蘭花溝污水處理廠(chǎng)、上海龍華肉聯(lián)廠(chǎng)、桂林市東區(qū)廢水廠(chǎng)等。5.2 Orbal氧化溝Orbal氧化溝又稱(chēng)同心圓型氧化溝，其主要特點(diǎn)如下：圓形或橢圓形的溝渠，能更好的利用水流

11、慣性，可節(jié)省能耗；多溝串聯(lián)可減少水流短路現(xiàn)象；最外層第一溝的容積為總?cè)莘e的6070%，其中的OD接近于零，為反硝化和磷的釋放創(chuàng)造了條件；第二、三溝的容積分別為總?cè)莘e的2030%，而OD則分別為1和2mg/L；這種溝渠間的DO濃度差，有利于提高充氧效率；Orbal氧化溝在國(guó)內(nèi)的主要工程實(shí)例有：撫順石油二廠(chǎng)廢水處理站（28,800):北京燕山石化公司新建廢水處理廠(chǎng)（6000）；成都市天彭鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)。5.3 交替工作氧化溝交替工作氧化溝由丹麥Kruger公司所開(kāi)發(fā)的，有二溝和三溝式兩種形式；其主要特點(diǎn)是其中的每一條溝均交替用做曝氣池和沉淀池，而無(wú)需二沉池和污泥回流裝置；但其中的曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率較低

12、，D型二溝只有40%，三溝式則提高到了58%；其中的三溝式氧化溝，特點(diǎn)如下： 兩側(cè)的A、C二溝交替地作為曝氣池和沉淀池，而B(niǎo)溝則一直充作曝氣池； 原廢水交替地從A溝和C溝進(jìn)入，而出水則相應(yīng)地從C溝及A溝流出； 曝氣器的利用率較高(58%)； 交替運(yùn)行的方式，為脫氮?jiǎng)?chuàng)造了條件，有良好的BOD去除效果和脫氮效果。 交替工作氧化溝的主要工程實(shí)例： 邯鄲市東污水處理廠(chǎng)(100000m3/d)，三溝； 蘇州市河西污水處理廠(chǎng)(80000m3/d)，三溝； 南通市污水處理廠(chǎng)(25000m3/d)，五溝。5.4 曝氣沉淀一體化氧化溝一體化氧化溝是20世紀(jì)80年代由美國(guó)開(kāi)發(fā)的，主要有：側(cè)溝型、BMTS型、船型5

13、.5 氧化溝的設(shè)計(jì)參數(shù)各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)可參考如下：MLSS(X)-5000mg/L；MLVSS()-20004000mg/L；污泥齡（）-當(dāng)僅要求去除，=58d：當(dāng)要求硝化反應(yīng)時(shí)，=1030d;HRT(t)-20、24、36、48h，應(yīng)根據(jù)對(duì)出水水質(zhì)的要求而定；-0.0030.07；-0.10.2回流比R-50150%V（混合也在溝渠內(nèi)的流速）-0.40.5m/s;V（溝底流速）-0.3m/s。6 吸附-生物降解活性污泥法（AB法）AB法工藝即吸附-生物降解工藝，是由德國(guó)亞琛大學(xué)Bohnke教授于20世紀(jì)70年代中期開(kāi)創(chuàng)的。其特點(diǎn)為A級(jí)以高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行（2.0），B級(jí)以低負(fù)荷運(yùn)行（為0.10

14、.3），A級(jí)曝氣池停留時(shí)間短，3060min，B級(jí)停留時(shí)間24h。6.1 AB法的工藝流程及特征6.2 AB法的主要特點(diǎn)從工藝流程來(lái)看，AB法的主要特點(diǎn)為：在AB法中不設(shè)初沉池，由吸附池和中間沉淀池組成的A段為一級(jí)處理系統(tǒng)；B段則由普通的曝氣池和二沉池組成；因此在AB法中的A、B兩段各自擁有獨(dú)立的 污泥回流系統(tǒng)，從微生物的角度來(lái)看，AB兩段是完全分開(kāi)的，各自擁有獨(dú)特的微生物群體，有利于分別高效發(fā)揮各自的功能，且有利于整個(gè)系統(tǒng)的功能穩(wěn)定。6.3 AB法中A段的特征由于在AB法中未設(shè)初沉池，這樣就可以使原廢水中的微生物全部進(jìn)入吸附池，使A段成為一個(gè)開(kāi)放性的生物反應(yīng)器；這在AB法開(kāi)創(chuàng)之初，研究者認(rèn)為

15、，城市廢水是通過(guò)長(zhǎng)距離的廢水收集管道系統(tǒng)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間后才匯集到污水處理廠(chǎng)的，在這樣的一個(gè)過(guò)程中，一定會(huì)有適應(yīng)很強(qiáng)的細(xì)菌在廢水收集管道系統(tǒng)中成長(zhǎng)起來(lái)，這些細(xì)菌具有很強(qiáng)的適應(yīng)性；因此，A段的負(fù)荷可以很高，有利于增殖速度快、適應(yīng)能力強(qiáng)的微生物生長(zhǎng)；A段對(duì)廢水中的BOD去除率約為4070%，并可使出水的可生化性有所提高，有利于廢水在B段中的繼續(xù)降解；由于負(fù)荷較高，所以在A段中的剩余污泥的產(chǎn)率較高，污泥具有很強(qiáng)的吸附能力：在A段中，微生物對(duì)廢水中有機(jī)物的去除，主要是依靠污泥絮體的吸附作用，其中生物降解作用只占1/3左右。6.4 AB法中B段的特征AB法的中的B段實(shí)際上就是一個(gè)普通的活性污泥系統(tǒng)，單其來(lái)水為經(jīng)

16、過(guò)A段處理后的出水，因此其水質(zhì)和水量均較為穩(wěn)定，有利于活性污泥功能的充分發(fā)揮；一般來(lái)說(shuō)，其所承擔(dān)的負(fù)荷約為全流程總負(fù)荷的3060%：根據(jù)工藝設(shè)計(jì)的不同，在B段中的污泥齡一般較長(zhǎng)，因此有利于硝化反應(yīng)。6.5 AB法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)當(dāng)處理城市廢水時(shí)，AB法的主要工藝參數(shù)如下：A段：污泥負(fù)荷率：2.06.0；水力停留時(shí)間（HRT）：30min;污泥齡（）：0.30.5d；溶解氧（DO）：0.20.7mg/L。B段：污泥負(fù)荷率：0.150.3；水力停留時(shí)間（HRT）:2.03.0h;污泥齡（）：1520d；溶解氧（DO）：1.02.0mg/L。7 序批式活性污泥法（SBR法）7.1 SBR的工作原理在S

17、BR工藝中，主要的反應(yīng)器只有一個(gè)曝氣池，在該曝氣池中循序完成進(jìn)水 、曝氣、沉淀、排水等功能，因此在SBR工藝中反應(yīng)池內(nèi)的運(yùn)行一般可以分為如下的五個(gè)工序 ：進(jìn)水；曝氣反應(yīng)；沉淀：靜止沉淀，效果良好；排水；閑置。7.2 SBR的工藝流程從上述的工藝流程可以看出，與傳統(tǒng)的污泥法工藝相比，SBR工藝的流程更簡(jiǎn)單，主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：在SBR工藝中無(wú)需設(shè)置二沉池，也無(wú)需污泥回流系統(tǒng)；有時(shí)還可以不設(shè)初沉池，因?yàn)樵赟BR工藝中，一般設(shè)計(jì)符合較低，同時(shí)由于SBR反應(yīng)器從時(shí)間上來(lái)看是一種推流式反應(yīng)器，具有相對(duì)較高的基質(zhì)降解速率，所以可以降解進(jìn)水中較多的有機(jī)物；這樣簡(jiǎn)捷的處理流程有利于平面布置，節(jié)省占地。7.

18、3 SBR工藝的主要特征與傳統(tǒng)活性污泥工藝相比，SBR工藝主要具有以下主要特征：無(wú)需設(shè)置二沉池，其曝氣池兼具二沉池的功能；無(wú)需設(shè)置污泥回流設(shè)備；在處理某些工業(yè)廢水時(shí)，一般無(wú)需設(shè)置調(diào)節(jié)池，曝氣池可以兼作調(diào)節(jié)池；由于SBR的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)使得其中的活性污泥交替處在好氧、缺氧狀態(tài)，且反應(yīng)器從時(shí)間上來(lái)看呈典型的推流式，因此其活性污泥的SVI值較低，易于沉淀，一般不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象；易于維護(hù)管理，如運(yùn)行管理得當(dāng)，處理出水水質(zhì)將優(yōu)于連續(xù)式。通過(guò)對(duì)運(yùn)行方式的適當(dāng)調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)可完成脫氮和除磷的效果；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制優(yōu)點(diǎn)：無(wú)二沉池、無(wú)污泥回流、占地少、無(wú)調(diào)節(jié)池、耐沖擊、靈活性強(qiáng)、沉淀性能好、計(jì)算機(jī)輔

19、助設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)。7. 4 SBR工藝的設(shè)計(jì)關(guān)于SBR的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)，目前尚未建立完全適合于自身特點(diǎn)的計(jì)算與設(shè)計(jì)方案，但有眾多的研究者提出了各種的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法：SBR實(shí)際上是傳統(tǒng)活性污泥法的一個(gè)變形，可沿用傳統(tǒng)活性污泥法的計(jì)算公式、設(shè)計(jì)參數(shù)；一般仍用有機(jī)負(fù)荷 來(lái)確定SBR曝氣池容積，即：式中：V-反應(yīng)器的有效容積，； n-在1天內(nèi)運(yùn)行的周期數(shù)； Q-在每一周期內(nèi)進(jìn)入反應(yīng)器的廢水量，； -原廢水的平均值，； -BOD容積負(fù)荷，8 膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝-Membrane Biological Reactor8.1 膜生物反應(yīng)器的工作原理膜生物反應(yīng)器是由膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)器相結(jié)合的生化反應(yīng)

20、系統(tǒng)，即利用分離效果非常好的膜分離系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)好氧生物處理工藝中的二沉池，提高泥水分離效果，可以獲得很高的出水水質(zhì)。實(shí)際上，膜生物反應(yīng)器最早于上世紀(jì)60年代就出現(xiàn)在酶制劑工業(yè)中，在水處理工程中的應(yīng)用開(kāi)始于70年代初期，到80年代中后期，膜生物反應(yīng)器在水處理工程中的應(yīng)用有了很大的進(jìn)展。8.2 膜生物反應(yīng)器的主要類(lèi)型膜生物反應(yīng)器可以有很多種分類(lèi)方法，簡(jiǎn)述如下：在膜生物反應(yīng)器中，所應(yīng)用的生物反應(yīng)器可以有不同的類(lèi)型，如：好氧生物反應(yīng)器、厭氧生物反應(yīng)器等；所應(yīng)用的膜可以有不同的類(lèi)型，如：超濾膜（UF，0.010.04）、微濾膜（MF，0.10.2）、萃取膜（具有選擇性）；膜的材料也可以各不相同，如：陶瓷

21、、醋酸纖維（CA）、聚砜（PS）、聚丙烯晴等；膜的結(jié)構(gòu)也各不相同，如：中空纖維、管式、平板式等；還可以按生物反應(yīng)器與膜單元的結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行劃分，可分為：一體式、分離式、隔離式等三種膜生物反應(yīng)器。8.3 一體式膜生物反應(yīng)器 其主要特點(diǎn)如下： 膜組件浸沒(méi)在生物反應(yīng)器中； 出水需要通過(guò)負(fù)壓抽吸經(jīng)過(guò)膜單元后排出； 主要優(yōu)點(diǎn)有：體積小、整體性強(qiáng)、工作壓力小、節(jié)能、不易堵塞等； 主要缺點(diǎn)為：膜的表面流速小、易污染、出水不連續(xù)等。 8.4 分離式膜生物反應(yīng)器 在分離式膜生物反應(yīng)器中生物反應(yīng)器與膜單元相對(duì)獨(dú)立，通過(guò)混合液循環(huán)泵使得處理水通過(guò)膜組件后外排；其中的生物反應(yīng)器與膜分離裝置之間的相互干擾較小。8.5

22、隔離式膜生物反應(yīng)器在隔離式膜生物反應(yīng)器中所采用的膜是選擇性萃取膜，它能將將廢水與生物反應(yīng)器完全隔離開(kāi)，具有選擇性的萃取模只容許原廢水中的目標(biāo)污染物透過(guò)，并進(jìn)入生物反應(yīng)器而被降解，廢水中其它對(duì)生物具有毒害的物質(zhì)則不能進(jìn)入生物反應(yīng)器，這樣可以提高生物反應(yīng)器的效能；而廢水中的有毒有害物質(zhì)則可以單獨(dú)通過(guò)其它物化的方法進(jìn)行處理。8.6 膜生物反應(yīng)器的主要特點(diǎn) 與傳統(tǒng)生物法相比，膜生物反應(yīng)器具有以下主要特點(diǎn)： 可以使SRT 與HRT完全分開(kāi)，在維持較短的HRT 的同時(shí)，又可保持極長(zhǎng)的SRT； 膜截流的高效性可以使世代時(shí)間長(zhǎng)的如硝化菌等在生物反應(yīng)器內(nèi)生長(zhǎng)，因此脫氮效果較好； 可以維持很高的MLSS； 膜分離

23、可使廢水中的大分子顆粒狀難降解物質(zhì)在反應(yīng)器內(nèi)停留較長(zhǎng)的時(shí)間，最終得以去除； 可溶性大分子化合物也可以被截留下來(lái)，不會(huì)隨出水流出而影響出水水質(zhì)，最終也可以被降解； 膜的高效截留作用可使出水懸浮物濃度極低。6、 曝氣設(shè)備1 曝氣的作用活性污泥法系統(tǒng)中，曝氣的作用是向液相中供給溶解氧，并起攪拌和混合作用。2 曝氣的方法通常采用鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣，以及兩者聯(lián)合使用的混合曝氣，某些情況下也采用射流曝氣。鼓風(fēng)曝氣：講壓縮空氣通過(guò)管道系統(tǒng)送入池內(nèi)的散氣設(shè)備，以氣泡形式分散進(jìn)入混合液。機(jī)械曝氣：利用裝設(shè)在曝氣池內(nèi)的葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，劇烈的攪拌水面，使液體循環(huán)流動(dòng)，不斷更新頁(yè)面并產(chǎn)生強(qiáng)烈水躍，從而使空氣中的氧與水滴或

24、水氣的界面充分接觸，轉(zhuǎn)入液相中去。射流曝氣：利用水射流泵將空氣吸入，使空氣與水充分混合并溶解的曝氣方式。7、 進(jìn)水水質(zhì)要求溫度：水溫在2040之間最為合適PH：需氧微生物處理要求69之間營(yíng)養(yǎng)物要求：好氧生物處理對(duì)營(yíng)養(yǎng)物要求為C：N：P=100:5:1，除此之外，還包括了微量的鉀、鈣、鎂、鐵等和維生素。有毒物質(zhì)：多數(shù)重金屬，如鋅、銅、鉻等均含毒性，不利于微生物的成活。但如逐步提高有毒物質(zhì)的濃度，則可能在一定程度上，使其適應(yīng)新環(huán)境，而提高處理效率（污泥的馴化）。進(jìn)水有機(jī)物濃度：好進(jìn)水濃度一般在100600mg/L廢水的可生化性：廢水的可生化性一般用表示。當(dāng)0.5，采用生物處理效果明顯；0.4，則不

25、宜采用生物法處理。8、 活性污泥降解污水中有機(jī)物過(guò)程及效率說(shuō)明這三條曲線(xiàn)反映出，在曝氣過(guò)程中：污水中有機(jī)物的去除在較短時(shí)間（圖中是5h左右）內(nèi)就基本完成了(見(jiàn)曲線(xiàn)）；污水中的有機(jī)物先是轉(zhuǎn)移到（吸附）污泥上（見(jiàn)曲線(xiàn)），然后逐漸為微生物所利用（見(jiàn)曲線(xiàn)）；吸附作用在相當(dāng)短的時(shí)間（圖中是45min左右）內(nèi)就基本完成了（見(jiàn)曲線(xiàn)）；微生物利用有機(jī)物的過(guò)程比較緩慢（見(jiàn)曲線(xiàn)）。9、 好氧生物處理技術(shù)5.1 HCR-一種高效好氧生物處理技術(shù)1 HCR工藝的主要特點(diǎn)CR工藝(High Performance Compact Reactor)是德國(guó)克勞斯塔爾(Clausthal)工科大學(xué)物相傳遞研究所于80年代發(fā)明

26、的。該工藝的問(wèn)世是好氧生物處理技術(shù)的一個(gè)飛躍，它融合了當(dāng)今的高速射流曝氣、物相強(qiáng)化傳遞、紊流剪切等技術(shù)，并具有深井曝氣和流化污泥床的特點(diǎn)。因此，其空氣氧的轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)器的容積負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，是當(dāng)前為西方國(guó)家所廣泛接受的一種高效好氧生物處理方法。至今，已經(jīng)在德國(guó)、瑞典、加拿大、意大利、法國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家建成了數(shù)十個(gè)HCR系統(tǒng)，并已投產(chǎn)運(yùn)行，污水處理效果普遍良好。HCR系統(tǒng)主要包括：集成反應(yīng)器、兩相噴頭、沉淀池以及配套的管路和水泵等(見(jiàn)圖1)。集成反應(yīng)器為圓形容器，其外筒兩端被封閉，連接著各種管道；內(nèi)筒兩端開(kāi)口，兩相噴頭安裝在反應(yīng)器上部的正中央。循環(huán)水泵提升高壓水流經(jīng)噴頭射入反應(yīng)器，由于負(fù)

27、壓作用同時(shí)吸入大量空氣。水流和氣流的共同作用又使噴頭下方形成高速紊流剪切區(qū)，把吸入的氣體分散成細(xì)小的氣泡。富含溶解氧的混合污水經(jīng)導(dǎo)流筒達(dá)到反應(yīng)器底部后，又向上返流形成環(huán)流，再經(jīng)剪切向下射流，如此循環(huán)往復(fù)運(yùn)行。于是，污水被反復(fù)充氧，氣泡和微生物菌團(tuán)被不斷剪切細(xì)化，并形成致密細(xì)小的絮凝體。由該工藝的工作原理可知，HCR的主要特點(diǎn)是：(1)系統(tǒng)占地少，基建費(fèi)用低。HCR系統(tǒng)占地一般很少，其原因主要有三：一是系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊，結(jié)構(gòu)合理，減少了占地；二是反應(yīng)器高徑比大(為71)，部分被埋在地下，有效地利用了垂向空間，減少了平面上的占地；三是所需水力停留時(shí)間很短，容積負(fù)荷和污泥負(fù)荷都很高，減少了反應(yīng)器的體積。

28、合理集成設(shè)計(jì)、少占地是減少基建投資的主要因素，反應(yīng)器和沉淀池的容積小，又節(jié)省土建投資或設(shè)備制造費(fèi)用。根據(jù)工程預(yù)算結(jié)果對(duì)比表明，采用HCR工藝處理同樣數(shù)量的污水，其基建費(fèi)用比活性污泥法工藝要減少30%以上。(2)空氣氧轉(zhuǎn)化利用率高，容積負(fù)荷和污泥負(fù)荷高。HCR工藝的曝氣方式采用射流擴(kuò)散式，并通過(guò)垂向循環(huán)混合，使溶解氧達(dá)到最大值，這一過(guò)程實(shí)際上吸取了深井曝氣依靠壓頭溶氧的優(yōu)點(diǎn)。高速?lài)娚湫纬晌闪魉羟?，使氣泡高度?xì)化并均勻分散，決定了該方法對(duì)空氣氧的轉(zhuǎn)化利用率高。據(jù)試驗(yàn)測(cè)定，其空氣氧的轉(zhuǎn)化利用率可高達(dá)50%，溶解氧含量易保持在5mg/L以上。足夠的溶解氧是保證好氧生物處理系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行的條件，這也

29、是HCR工藝的優(yōu)勢(shì)所在。一般情況下，HCR系統(tǒng)的污泥濃度在10g/L左右，最高可超過(guò)20g/L。反應(yīng)器中生物量之大，決定了其負(fù)荷值必然高。試驗(yàn)和已有工程的運(yùn)行結(jié)果顯示，HCR的容積負(fù)荷最大可達(dá)70kgBOD5/(m3·d)，小試可達(dá)100 kg BOD5/(m3·d)；其污泥負(fù)荷值可以超過(guò)6 kg BOD5/(kgSS·d)。(3)固液分離效果好，剩余污泥量較少。HCR工藝混合污水中的微生物菌團(tuán)顆粒小，其沉降性能好，這是其顯著特點(diǎn)之一，污泥在沉淀池中的停留時(shí)間一般只需要40min左右。該工藝每降解1kg BOD所產(chǎn)生的剩余污泥量，比其他好氧方法平均減少40%左右，

30、從而大大減少了污泥處理量。剩余污泥量較少的原因主要有兩個(gè)：其一，強(qiáng)烈曝氣使微生物代謝速度快，由此引起的生化反應(yīng)可能加大內(nèi)源消耗，剩余污泥量相對(duì)少；其二，由于反應(yīng)器中混合污水被高速循環(huán)液流剪切，微生物的團(tuán)粒被不斷分割細(xì)化，團(tuán)粒內(nèi)部的氣孔減少，使其密度相對(duì)增加，總的體積減少。(4)抗沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)。HCR為完全混合型運(yùn)行方式，原水先與回流污水合流，然后再進(jìn)入反應(yīng)器，并立即被快速循環(huán)混合。高濃度COD或有毒廢水沖擊系統(tǒng)時(shí)，它們?cè)谶M(jìn)入反應(yīng)器之前實(shí)際上已經(jīng)被稀釋?zhuān)M(jìn)入反應(yīng)器后又被迅速均勻混合，使沖擊液流的濃度大大降低，從而有效地提高了HCR系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷的能力。此外，強(qiáng)烈曝氣使微生物的新陳代謝加快后，

31、也可能減少?zèng)_擊所造成的部分影響。工程實(shí)踐表明，HCR工藝對(duì)甲醛廢水、含酚廢水、糖醛廢水、樹(shù)脂酸廢水都能進(jìn)行有效處理；如已有工程實(shí)例的進(jìn)水COD濃度達(dá)到了20000mg/L；該工藝還有望提高污水脫氮的效果。(5)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便靈活，處理效果有保障。HCR系統(tǒng)的反應(yīng)器循環(huán)水量、補(bǔ)充曝氣量、污泥回流量等都可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，便于選擇最佳的組合效果。正因?yàn)槿绱?，采用HCR工藝容易保證較高的COD去除率。圖2顯示了HCR反應(yīng)器容積負(fù)荷與COD去除率的變化關(guān)系?？梢钥闯?，盡管其容積負(fù)荷變化較大，COD去除率均達(dá)到80%左右。從目前已經(jīng)運(yùn)行的數(shù)十個(gè)工程所反饋的信息表明，HCR系統(tǒng)啟動(dòng)較快，操作管理比較方便，

32、適應(yīng)的環(huán)境條件很寬松，運(yùn)行中很少出現(xiàn)故障，其推廣應(yīng)用正在受到越來(lái)越多的重視。2應(yīng)用實(shí)例及其效果已有HCR工程處理的廢水類(lèi)型有：奶品加工廢水、酵母生產(chǎn)工藝廢水、造紙廠(chǎng)廢水、化工廢水、印刷業(yè)廢水、屠宰廢水、填埋場(chǎng)滲濾液及城市污水等。其中，尤以造紙廢水的處理工程最多，已分別在德國(guó)、挪威、中國(guó)、法國(guó)、加拿大等地建成投入運(yùn)行(表1)。表1HCR典型工程實(shí)例運(yùn)行參數(shù)參數(shù)處理量 (m3/d)廢水COD濃度 (mg/L)反應(yīng)器體積 (m3)水力停留時(shí)間 (h)所在國(guó)家酵母1681100025+104.99德國(guó)玻璃工藝24111000252.49德國(guó)橄欖業(yè)13840005 x 32.62意大利造紙工藝25001

33、40002 x 2504.8挪威造紙工藝1400015002 x 3001.03加拿大造紙工藝1300017202 x 3000.90中國(guó)造紙工藝2200035002 x 11002.37挪威造紙工藝692613503001.14法國(guó)屠宰業(yè)1440017002 x 2501.2韓國(guó)造紙工藝2100030001200+8002.29挪威實(shí)例1拉維克市雀斯科夫銳茲公司(TreschowFritze, Larvik)的半化學(xué)紙漿廢液，其COD濃度高達(dá)20000mg/L，采用HCR工藝處理，其容積負(fù)荷達(dá)80 kg COD/(m3·d)，COD的降解率達(dá)CM(22到了70%。廢水中含有過(guò)氧化漂

34、白污水，但它對(duì)于水處理的效果沒(méi)有任何不良影響，其剩余污泥的產(chǎn)率約為0.2kg SS/kg COD。實(shí)例2在威尼斯拉市的漢斯霍司公司(Hunsfos,Vennesla)，亞硫酸鹽化學(xué)紙漿濃縮液(來(lái)自化學(xué)再生系統(tǒng))COD的變化范圍為5 00010000 mg/L，污水中同時(shí)含有糖醛，因而對(duì)附近納污區(qū)的魚(yú)類(lèi)構(gòu)成危害。用HCR工藝處理，容積負(fù)荷平均達(dá)60 kg COD/(m3·d),COD的降解率為80%，糖醛的去除率達(dá)100%，剩余污泥的產(chǎn)率僅為0.15 kg SS/kg COD。表2列出了某地城市污水采用兩種方法處理的主要效果參數(shù)?？梢钥闯鯤CR工藝相對(duì)于傳統(tǒng)的活性污泥法工藝在充氧速率、

35、容積負(fù)荷、污泥負(fù)荷、二沉池表面負(fù)荷、剩余污泥產(chǎn)率、水力停留時(shí)間等方面，都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。表2HCR工藝處理某城市污水效果對(duì)比參數(shù)活性污泥法HCR工藝充氧速率(kg/(m3·h)0.060.5-3.0能耗(kg/(kW·h)0.7-2.00.5-3.0容積負(fù)荷(kg BOD5/(m3·d)0.75-1.040污泥濃度(kg/m3·d)2.5-3.01-8污泥負(fù)荷(kg BOD5/(kg MLSS·d)0.315去除率(%)958090停留時(shí)間(h)480.5耗能容積率(kW/m3)0.0512污泥指數(shù)(m3/kg)10015070二沉池表面負(fù)荷(

36、m3/(m2·h)1.528剩余污泥產(chǎn)率9kg MLSS/kg BOD51.00.63HCR工藝在中國(guó)的應(yīng)用前景分析根據(jù)HCR所具有的特點(diǎn)，我們認(rèn)為該工藝在中國(guó)有以下幾方面的應(yīng)用前景：(1)普通工業(yè)廢水的處理。中國(guó)工業(yè)企業(yè)的廢水種類(lèi)很多，變化也很復(fù)雜。特別是一些中小型企業(yè)，因其廢水量不大，或因污染物濃度不太高，而且廢水中又不含明顯的有毒物(即普通工業(yè)廢水)，故一直未進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理。根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境保護(hù)要求，這類(lèi)廢水也是非治不可的。然而，原來(lái)廠(chǎng)區(qū)規(guī)劃又大都沒(méi)有考慮廢水處理的場(chǎng)所。鑒于這些廢水的特點(diǎn)及處理場(chǎng)所不足等矛盾，選擇占地少、適應(yīng)性強(qiáng)的HCR工藝，有望解決這類(lèi)廢水的處理。(2)特殊工業(yè)

37、廢水的處理。有一些工業(yè)廢水含有某些毒性物質(zhì)或可能致毒的組份(稱(chēng)特殊工業(yè)廢水)，往往無(wú)法采用常規(guī)好氧或厭氧工藝進(jìn)行處理。如防腐產(chǎn)品工業(yè)和農(nóng)藥產(chǎn)品工業(yè)等產(chǎn)生的廢水中，多含有難降解的有機(jī)物，且對(duì)微生物具有致死的毒性。過(guò)去多采用焚燒方法或固化填埋方法進(jìn)行處理，但是成本很高，并可能產(chǎn)生二次污染。HCR工藝采用快速高效的氧傳遞轉(zhuǎn)輸方式，溶解氧多保持在5mg/L左右，反應(yīng)器中的微生物群落能快速適應(yīng)污染物種類(lèi)和濃度的變化，這對(duì)于特殊工業(yè)廢水的處理十分有利。前面談到的甲醛廢水、苯酚廢水、苯甲醛廢水等，采用HCR工藝處理都獲得了很好的效果，且運(yùn)行狀況良好，就是較好的實(shí)例。(3)城市中水工程中應(yīng)用。城市中水工程所處

38、理的原水具有水量少，變化幅度大，且COD濃度不太高等特點(diǎn)；中水工程對(duì)出水的水質(zhì)要求也不太高(主要用作沖洗水或綠地用水)。要滿(mǎn)足這些條件，HCR工藝是最好的方法之一。首先，它可以根據(jù)不同水量水質(zhì)的變化來(lái)靈活地設(shè)計(jì)工藝系統(tǒng)；其次，因HCR工藝采用封閉式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣用管道收集外排，這種設(shè)計(jì)有利于城市小區(qū)的環(huán)境保護(hù)，工程附近的居民可以免遭惡臭之苦；再者，HCR系統(tǒng)充分利用了地上和地下空間，設(shè)計(jì)別致，造型美觀，容易和小區(qū)的景觀融合在一起。4幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)(1)HCR工藝采用高效的空氣氧傳遞轉(zhuǎn)輸方法，合理利用了射流曝氣技術(shù)，應(yīng)用了壓頭和快速?gòu)?qiáng)制溶氧的原理，并利用紊流剪切擴(kuò)散和均勻分布的作用，使空氣氧的傳

39、遞轉(zhuǎn)輸率高達(dá)50%，是一種高效的好氧生物處理技術(shù)。(2)已經(jīng)運(yùn)行的HCR工程系統(tǒng)表明，該工藝適應(yīng)范圍廣，負(fù)荷率高，COD去除率高，運(yùn)行效果好。其占地面積少，綜合經(jīng)濟(jì)效益好，具有推廣應(yīng)用的價(jià)值。(3)中國(guó)工業(yè)污水的種類(lèi)復(fù)雜多樣，城市中水工程正有待開(kāi)發(fā)，HCR工藝在中國(guó)大有發(fā)展前景。必須提醒注意的是，應(yīng)該以技術(shù)引進(jìn)為主，盡量采用國(guó)產(chǎn)的設(shè)備和附件，使之更加符合本國(guó)的國(guó)情，以獲得最佳的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。(4)HCR工藝存在的問(wèn)題：一是能耗，當(dāng)污水COD去除率在80%及其以下時(shí)，所需能耗低且效益好；如果COD的去除率要求過(guò)高，其能耗就直線(xiàn)升高。因此，在實(shí)際工作中也不能盲目地選用HCR工藝。第二個(gè)問(wèn)題是

40、泡沫，HCR在處理某些廢水時(shí)，也和常規(guī)好氧工藝一樣會(huì)產(chǎn)生泡沫，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮這一因素。5.2 一種好氧生物處理有機(jī)廢水的新工藝設(shè)備-生物曝氣濾池1 工藝概述生物曝氣濾池與傳統(tǒng)的生物濾池不同，它采用人工曝氣供氧，與生物接觸氧化 工藝具有更多的共同點(diǎn)，不過(guò)比傳統(tǒng)的生物接觸氧化池填料的尺寸更小而已。生物曝氣濾池作為污水二級(jí)處理設(shè)施，其進(jìn)水需經(jīng)過(guò)一級(jí)處理。典型的生物曝氣濾池處理污水的工藝流程如圖1所示。圖2 為生物曝氣濾池示意圖。進(jìn)水水流向下，同事空氣從距濾料底部30cm處通入。這樣，空氣流向上，兩者形成逆流。增大了氣水接觸面積，有利于氧的轉(zhuǎn)移。一方面有利于發(fā)揮下層濾料表面生物膜的氧化講解作用，另一方

41、面又有利于提高整個(gè)生物濾池的儲(chǔ)污能力，延長(zhǎng)反沖洗周期。曝氣點(diǎn)以下30cm厚的濾層起到過(guò)濾的作用，進(jìn)一步截留水中懸浮物和脫落的生物膜，完成固液分離的過(guò)程。由于生物膜生長(zhǎng)，固著在比表面積較大的濾料表面上，這就使得池中容納著大量微生物，從而在體現(xiàn)出容積負(fù)荷高、停留時(shí)間短的特點(diǎn)的同時(shí)，又能保證濾池在較低的污泥負(fù)荷下運(yùn)行，為進(jìn)一步降解污水中的有機(jī)污染物提供了可靠的保證，進(jìn)而獲得了優(yōu)良處理效果，保證了出水的穩(wěn)定性。處理水由底部出水系統(tǒng)收集到出水渠進(jìn)入集水池。當(dāng)濾池運(yùn)行到一定時(shí)期，隨著生物量和濾料中截留雜質(zhì)的增加，濾料中水頭損失增大，水位上升，需對(duì)濾料進(jìn)行反沖洗，反沖洗廢水通過(guò)排水管回流到一級(jí)處理設(shè)施。當(dāng)進(jìn)

42、水濃度過(guò)高時(shí)，需進(jìn)行稀釋?zhuān)档陀袡C(jī)物濃度。其優(yōu)點(diǎn)是:(1) 填料的顆粒細(xì)小，因而提供了巨大的比表面積，使濾池單位體積內(nèi)保持較高生物量，而且由于填料上的生物膜較薄，其活性相對(duì)較高，因此，該工藝的有機(jī)物容積負(fù)荷和去除率都較高。(2) 該工藝的處理裝置結(jié)構(gòu)緊湊，生化反應(yīng)和過(guò)濾統(tǒng)一在一個(gè)單元中進(jìn)行，不需要二次沉淀池。這一方面節(jié)省了占地面積。另一方面使處理能力不受生物膜沉降性能的影響，從而有利于發(fā)展高效、快速的處理工藝。(3) 氣水相對(duì)運(yùn)動(dòng)，氣泡接觸面積增大，增加氣水與生物膜的接觸面積，從而提高處理效果。(4) 生物曝氣濾池可和其他傳統(tǒng)工藝組合使用，可對(duì)一些老廠(chǎng)進(jìn)行改造，避免了浪費(fèi)。(5) 生物曝氣濾池

43、具有多種凈化功能，出了用于有機(jī)物去除外，還能夠去除等。2 有機(jī)物去除根據(jù)OTV公司的資料介紹，生物曝氣濾池可以處理生活廢水、含高濃度COD的有機(jī)工業(yè)廢水，也可以用于廢水的深度處理（硝化、脫氮），或飲用水處理。法國(guó)OTV公司經(jīng)過(guò)多年的研究和工廠(chǎng)實(shí)踐，總結(jié)出了生物曝氣濾池的運(yùn)行參數(shù)。生物曝氣濾池進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)表1.法國(guó)OTV公司研究表明，有機(jī)物容積負(fù)荷越高，出水有機(jī)物濃度也越高。所以，為了保證出水水質(zhì)符合要求，有機(jī)物負(fù)荷的提高有一定限制，的去除一定程度上取決于有機(jī)負(fù)荷，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷稍高于310時(shí)，去除受到抑制；當(dāng)有機(jī)負(fù)荷高于410時(shí)，去除收到明顯抑制。因此用生物曝氣濾池去除時(shí)，須降低有機(jī)負(fù)荷，的去除主要

44、決定于TKN的負(fù)荷，當(dāng)TKN符合從0.116增加到0.159時(shí)，去除率明顯降低。溫度對(duì)去除率也有影響，見(jiàn)表2。3 填料填料是生物膜的載體，同時(shí)兼有截留懸浮物質(zhì)的作用。因此，載體填料是氧化池的關(guān)鍵，直接影響著生物接觸氧化池的效能，同時(shí)，載體填料的費(fèi)用在生物接觸氧化處理系統(tǒng)的基建費(fèi)用中又占較大比重，所以填料關(guān)系到交出氧化技術(shù)得合理性。法國(guó)OTV公司最初在生物曝氣濾池中使用的填料為活性炭。此種填料孔隙率大，有利于吸附更多的生物量，且活性炭比重小，有利于氣水反沖洗。但是，活性炭填料價(jià)格昂貴。后來(lái)，法國(guó)OTV公司使用了一種新型填料（陶粒），這種填料為有棱角型，在放置和反沖洗過(guò)程中有一定程度的磨損。陶粒特點(diǎn):（1）質(zhì)輕，松散容重小，表面積大，孔隙率高，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。（2） 不含有害于人體健康和妨礙工業(yè)生產(chǎn)的有害雜質(zhì)，化學(xué)穩(wěn)定性良好。（3） 陶粒水頭損失小，形狀系數(shù)好，吸附能力強(qiáng)，有適宜的水里粗度值。（4） 用陶粒組裝的濾池，同石英砂濾池相比，具有濾速高，工作周期長(zhǎng)，產(chǎn)水量大，產(chǎn)水水