活性污泥法新工藝

1、13.7 13.7 其他幾種常用的活性污泥法其他幾種常用的活性污泥法工藝技術(shù)工藝技術(shù)201303020125201303020125周率周率13.7.1 氧化溝氧化溝氧化溝：又稱連續(xù)循環(huán)反應(yīng)器，是常規(guī)活性污泥法的一種改型和發(fā)展，是延時曝氣法的一種特殊形式。1.氧化溝的基本構(gòu)造和工藝簡況氧化溝的基本構(gòu)造和工藝簡況（1）基本構(gòu)造基本構(gòu)造一般呈環(huán)形溝渠狀平面多為橢圓形、圓形或馬蹄形總長可達(dá)幾十米甚至上百米進(jìn)水裝置較簡單，一根進(jìn)水管。如果雙池以上平行工作時要考慮均勻配水出水采用溢流堰式，宜于采用可升降式溢流堰。交替工作系統(tǒng)時，溢流堰應(yīng)能自動啟閉，并于進(jìn)水裝置呼應(yīng)以控制溝內(nèi)水流方向。（2 2）工藝優(yōu)點）

2、工藝優(yōu)點流程簡單，構(gòu)筑物上，運行管理方便可不設(shè)初沉池，也可使氧化溝與二次沉淀池合建，省去污泥回流裝置流速為0.30.5m/s，當(dāng)總溝長為100500m時，污水流動完成一個循環(huán)所需時間約420min。可認(rèn)為氧化溝內(nèi)的水質(zhì)是幾乎一致的，從這個方面流態(tài)是完全混合式的，但氧化溝又有推流式的特征。獨特的水流狀態(tài)利于活性污泥的生物凝聚作用，且可分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)，進(jìn)行硝化和反硝化，利于脫氮BOD負(fù)荷低，對水溫水質(zhì)有較強的適應(yīng)性，污泥齡較長，可達(dá)1530d，一般氧化溝能使水中氨氮達(dá)到95%99%的硝化，程度若運行、設(shè)計得當(dāng)氧化溝可具有反硝化作用污泥停留時間很長，排出的污泥已趨于穩(wěn)定，只需濃縮脫水處理（3 3

3、）工藝缺點）工藝缺點占地面積較大采用機(jī)械曝氣，動力效率低，能耗較高2.2.氧化溝曝氣裝置氧化溝曝氣裝置是氧化溝中最主要的機(jī)械設(shè)備，對處理效率、能耗及運行穩(wěn)定性有很大影響主要功能： 供氧； 保證活性污泥呈懸浮狀態(tài)，使污水、空氣和污泥充分混合與接觸； 推動水流以一定流速（不低于0.25m/s）延遲長循環(huán)流動，這對保持氧化溝凈化功能具有重要意義。分類： 橫軸曝氣：轉(zhuǎn)刷曝氣盤、曝氣轉(zhuǎn)盤 縱軸曝氣：表面機(jī)械曝氣器、自吸螺旋曝 氣器、射流曝氣器、提升管式曝氣器3.3.常用的氧化溝系統(tǒng)常用的氧化溝系統(tǒng)卡羅塞爾氧化溝卡羅塞爾氧化溝由多溝串聯(lián)氧化溝及二次沉淀池、污泥回流系統(tǒng)組成。右圖為六廊道并采用縱軸低速表面曝

4、氣器的卡羅塞爾氧化溝。每組溝渠轉(zhuǎn)彎處安裝一臺表面曝氣器?？拷貧馄鞯南掠螢楦谎鯀^(qū)，上游為低氧區(qū)，外環(huán)還可能成為缺氧區(qū)。能夠形 成生物脫氮的環(huán)境條件。在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用，規(guī)模大小從 200650000/d不等，BOD去除率達(dá) 95%99%，脫氮效果可達(dá)90%以上交替工作氧化溝交替工作氧化溝必須安裝自動控制系統(tǒng)，根據(jù)水質(zhì)情況控制進(jìn)、出水的方向，溢流堰的啟閉及曝氣轉(zhuǎn)刷的開動與停止。兩溝型氧化溝兩溝型氧化溝三池交替工作氧化溝三池交替工作氧化溝結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)由容積相同的A、B兩池組成，串聯(lián)運行，交替作為曝氣池和沉淀池，無需設(shè)置污泥回流系統(tǒng)和二沉池。兩側(cè)的A、C池交替的作為曝氣池和沉淀池,原污水交替進(jìn)入。中

5、間的B池則一直為曝氣池優(yōu)點優(yōu)點處理水質(zhì)較好，污泥也比較穩(wěn)定經(jīng)過適當(dāng)?shù)倪\行不但能去除BOD，還能完成脫氮除磷的目的，且無需污泥回流缺點缺點曝氣轉(zhuǎn)刷利用率低設(shè)備利用率較低工藝工藝流程流程圖圖奧貝爾型氧化溝系統(tǒng)奧貝爾型氧化溝系統(tǒng)采用同心圓式的多溝串聯(lián)系統(tǒng)污水和回流污泥首先進(jìn)入最外環(huán)的溝渠，后依次進(jìn)入下一層溝渠，最后由位于中心的溝渠流出進(jìn)入二沉池這種氧化溝系統(tǒng)多采用3層溝渠。外溝的容積最大，占60%70%,主要的生物氧化和脫氮過程在此完成；中溝占20%30%；內(nèi)溝僅占10%左右運行時三層溝渠內(nèi)的混合液的溶解氧保持較大的梯度，目的：外溝道溶解氧濃度接近0，氧傳遞效率高，即可節(jié)約供氧的能耗，也可為反硝化創(chuàng)

6、造條件。曝氣曝氣- -沉淀一體化氧化溝沉淀一體化氧化溝又稱合建式氧化溝，集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體，無需創(chuàng)造單獨的二沉池。將曝氣、沉淀兩種功能集于一體，可減少占地面積，免除污泥回流系統(tǒng)，但構(gòu)造待進(jìn)一步完善，運行經(jīng)驗也待進(jìn)一步研究。是一種采用曝氣與沉淀合建的形式，是美國于80年代初至今一直開發(fā)研究的一種新型污水處理系統(tǒng)，即將船形二沉池設(shè)置于氧化溝內(nèi)。一體化氧化溝設(shè)計的關(guān)鍵在于沉淀船的設(shè)計，其形式應(yīng)該能夠充分利用水力學(xué)原理及溝內(nèi)的水流作用，保證船內(nèi)壓力大于船外壓力，積泥斗的水流方向應(yīng)自上而下，這樣才能使進(jìn)入沉淀船中的活性污泥沉淀后從船底集泥斗順利流回溝內(nèi)被帶走13.7.2 AB法污

7、水處理工藝吸附-生物降解工藝，簡稱AB法污水處理工藝。是為解決傳統(tǒng)的二級生物處理工藝存在的去除難降解有機(jī)物和脫氮除磷效率低及投資費用高等問題，開發(fā)的新型污水生物處理工藝。運行負(fù)荷BOD污泥負(fù)荷Ns/BOD (kgMLSSd) -污泥齡c/d水力停留時間HRT溶解氧濃度DO/mgL-1A段高負(fù)荷或超高負(fù)荷260.30.530min0.20.7B段低負(fù)荷運行0.150.3152023h12A、B段各自擁有獨立的污泥回流系統(tǒng)，兩端完全分開，每段分別能夠培養(yǎng)出適于本段污水水質(zhì)的微生物種群。A段主要依靠活性污泥的吸附作用去除有機(jī)物及氮、磷等，因此對負(fù)荷、溫度、pH以及毒性等作用有一定抵抗力，同時還能去除

8、某些重金屬和難降解有機(jī)物。B段的污泥齡較長，同時有機(jī)物濃度較低，有利于硝化反應(yīng)。B段承受的負(fù)荷為總負(fù)荷的40%70%，較傳統(tǒng)污泥法處理系統(tǒng)，曝氣池的容積可減少40%左右。13.7.3 間歇式活性污泥法（SBR）又稱為序批式活性污泥法處理系統(tǒng)，是近年來國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用的一種污水生物處理技術(shù)1.1.工作原理工作原理SBR的運行工況以間歇操作為主要特征序批間歇式有兩種含義：從空間上講，由于污水大多是連續(xù)排放，且流量波動很大，反應(yīng)池至少為兩個或三個池以上，污水連續(xù)按序列進(jìn)入每個反應(yīng)池，它們運行時的相對關(guān)系也是有次序的，也是間歇的；從時間上講，按運行次序，一個運行周期可分為五個階段，即：進(jìn)水；反應(yīng)；沉淀

9、；排水；閑置進(jìn)水階段進(jìn)水階段污水注入之前，反應(yīng)器內(nèi)殘留著高濃度的活性污泥混合液。污水注滿后在進(jìn)行反應(yīng)（限制性曝氣），起到了水質(zhì)調(diào)節(jié)作用。一邊進(jìn)水一邊曝氣（非限制性曝氣），則對有毒物質(zhì)或高濃度有機(jī)污水具有緩沖作用，表現(xiàn)出耐沖擊負(fù)荷的特性。SBR工藝可根據(jù)開始曝氣的時間與充水過程時序的不同，分成三種曝氣方式：非限制性曝氣一邊沖水一邊曝氣；限制曝氣沖水完畢后再開始曝氣；半限制性曝氣充水階段的后期開始曝氣反應(yīng)階段反應(yīng)階段包括曝氣和攪拌混合。SBR法在時間上靈活控制，為實現(xiàn)脫氮除磷提供了有利條件：容易實現(xiàn)好氧、缺氧與厭氧狀態(tài)交替的環(huán)境條件；容易在好氧條件下增大曝氣量、反應(yīng)時間與污泥齡，來強化有機(jī)物的降解

10、、硝化反應(yīng)和除磷菌過量攝取磷的過程的順利完成；也可以在缺氧條件下方便的投加原污水（或甲醇等）或提高污泥濃度等方式，使反硝化過程更加快的完成；反硝化后還可再進(jìn)行曝氣，以便吹脫產(chǎn)生的氮氣和進(jìn)一步去除投加的有機(jī)物；可以在進(jìn)水階段通過攪拌維持厭氧狀態(tài)，促進(jìn)除磷菌的充分稀釋放磷沉淀階段沉淀階段停止曝氣或攪拌，混合液處于靜止?fàn)顟B(tài)，泥水分離。由于是靜止沉淀，沉淀效果一般良好，1h即足夠排水階段排水階段沉淀后產(chǎn)生的上清液作為處理水出水，一直排放到最低水位。反應(yīng)池底部沉降的活性污泥大部分為下個處理周期使用，排水后還可根據(jù)需要排放剩余污泥閑置階段閑置階段又稱待機(jī)階段，即在處理水排放后，反應(yīng)處于停滯狀態(tài)，等待下一個

11、運行周期的開始。SBR工藝結(jié)構(gòu)形式簡單，運行方式靈活多變，空間上呈理想的完全混合，時間上有機(jī)物降解呈理想推流的活性污泥法2.SBR的工藝特征主要特征主要特征：采用集有機(jī)物降解與混合液沉于一體的反應(yīng)器間歇曝氣池。優(yōu)點：優(yōu)點：不需要污泥回流機(jī)器設(shè)備的動力消耗，不設(shè)二沉池；工藝簡單，基建與運行費用低；生化反應(yīng)推動力大，速度快、效率高，出水水質(zhì)好；通過對運行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能進(jìn)行脫氮和除磷；耐沖擊負(fù)荷能力較強，處理有毒或高濃度有機(jī)廢水能力強，尤其是按非限制性曝氣方式運行時，不易產(chǎn)生污泥膨脹，是防止污泥膨脹的最好工藝；可使本工藝過程實現(xiàn)全部自動化的操作與管理。13.7.4 CASS工藝循環(huán)式

12、活性污泥法整個工藝主體為一間歇式反應(yīng)器，反應(yīng)器中活性污泥法過程按曝氣和非曝氣不斷重復(fù)，將生物反應(yīng)過程和泥水分離過程結(jié)合在一個池中進(jìn)行，廢水按一定的周期和階段得到處理。根據(jù)生物反應(yīng)動力學(xué)原理，使廢水在反應(yīng)器中的流動呈現(xiàn)出整體推流而在不同的區(qū)域內(nèi)完全混合的復(fù)雜流態(tài)，保證了穩(wěn)定的處理效果。CASSCASS工藝分區(qū)：工藝分區(qū)：生物選擇區(qū)生物選擇區(qū) 設(shè)置在反應(yīng)池前端， 從主反應(yīng)區(qū)回流的污泥和進(jìn)水在此混合。HRT一般為0.51h之間，通常在厭氧或兼氧條件下運行。第二區(qū)第二區(qū)具有輔助厭氧或兼氧條件下生物選擇功能，還具有對進(jìn)水水質(zhì)水量變化的緩沖作用主反應(yīng)區(qū)主反應(yīng)區(qū)是最終去除有機(jī)底物的主要場所，在運行過程中，通

13、常對主反應(yīng)區(qū)的曝氣強度加以控制，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)主體混合液處于好氧狀態(tài)，而活性污泥結(jié)構(gòu)內(nèi)部基本處于缺氧狀態(tài)。處理生活污水時，三個區(qū)容積比可選擇為1:2:17，具體數(shù)值可由實驗確定CASS工藝一個循環(huán)過程一般包括四個階段：進(jìn)水曝氣階段、沉淀階段、潷水階段、閑置階段。一般一個運行周期為4h，其中進(jìn)水曝氣2h，沉淀、潷水各1h。運行周期：進(jìn)水曝氣階段，反應(yīng)器水位從設(shè)計最低水位逐漸增加值最高設(shè)計水位（即變?nèi)莘e運行），然后在靜止條件下進(jìn)行絮凝沉淀。神殿結(jié)束后通過表面潷水裝置排出上清水層，使反應(yīng)器中水位恢復(fù)設(shè)計最低水位。重復(fù)運行。需要定時排泥，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)混合液污泥在30005000mg/L時，經(jīng)沉淀后可達(dá)到15

14、000mg/L左右，剩余污泥量比傳統(tǒng)活性污泥處理工藝少得多。CASSCASS工藝的主要特點工藝的主要特點：反應(yīng)器前端設(shè)置生物選擇器，并將主反應(yīng)區(qū)的污泥回流至生物選擇器。為絮狀菌創(chuàng)造合適的生長條件并選擇出絮狀菌，具有防止活性污泥膨脹，增強系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的功能；在生物選擇區(qū)內(nèi)，污泥回流也中含有少量的硝態(tài)氮可進(jìn)行反硝化；充分利用了活性污泥的快速吸附作用加速對溶解性底物的去除；可以使污泥中的磷在厭氧條件下釋放，為后續(xù)主曝氣區(qū)磷的過量攝取創(chuàng)造條件?？勺?nèi)莘e運行提高了系統(tǒng)對水質(zhì)水量變化的適應(yīng)性和操作靈活性CASSCASS工藝的優(yōu)點：工藝的優(yōu)點：工藝流程簡單，布置緊湊，運行靈活，處理效果好；沉淀階段不進(jìn)水，

15、靜止沉淀效果好；采用矩形池結(jié)構(gòu)的模塊式建造，占地面積少，便于系統(tǒng)擴(kuò)建；系統(tǒng)操作自動化，維護(hù)和運行費用較低；系統(tǒng)無需設(shè)施刮泥、攪拌設(shè)備和污泥回流系統(tǒng)，機(jī)械設(shè)備投資低13.7.5 膜生物反應(yīng)器（MBR）膜生物反應(yīng)器由膜分離技術(shù)和活性污泥法相結(jié)合而成。1.1.膜生物反應(yīng)器的組成膜生物反應(yīng)器的組成由膜組件和生物反應(yīng)器兩部分構(gòu)成活性污泥在生物反應(yīng)器內(nèi)與基質(zhì)充分接觸，通過氧化分解作用進(jìn)行新陳代謝維持自身生長繁殖，同時使有機(jī)污染物充分降解。在膜兩側(cè)壓力差的作用下，膜組件通過機(jī)械篩分、截留和過濾等過程對廢水和污泥混合液進(jìn)行固液分離，大分子物質(zhì)等唄濃縮后返回生物反應(yīng)器內(nèi)2.2.生物反應(yīng)器特征生物反應(yīng)器特征與傳統(tǒng)

16、的生物處理方法相比具有更好的處理性能和效果：具有更好的處理性能和效果：對污染物去除效率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定，出水基本沒有懸浮物； 基本實現(xiàn)了污泥齡與水力停留時間的分離，設(shè)計與運行操作更簡單； 膜的截留作用避免了微生物的流失，可以保持較高的污泥濃度，有效提高有機(jī)物的容積負(fù)荷； SRT可很長，允許時代周期長的微生物充分生長，利于某些難降解有機(jī)物的生物降解，也利于培養(yǎng)硝化細(xì)菌，提高硝化能力； 剩余污泥量少，可減少污泥處置費用； 結(jié)構(gòu)緊湊，易于一體化自動控制，運行管理方便缺點：缺點：經(jīng)過一段時間的運行，操作壓力會越來越高，膜的通透性能也會下降，會有堵塞問題。需要較高的膜面流速減輕因濃差極化形成的凝膠層阻力，因此能耗較高膜的制造成本較高3.3.膜生物