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1、水污染控制工程,唐玉朝 安徽建筑工业学院环境科学与工程系E-mail:Department of Environmental Science and Engineering,Anhui University of Architecture,污水生物处理类型,1.微生物生长状态活性污泥：微生物悬浮生长生物膜：微生物附着在载体上生长稳定塘：微生物处于自然状态2.代谢类型好氧厌氧兼性,第一节,活性污泥概述,活性污泥概述,1.1 活性污泥工艺概念1.2 活性污泥组成成分1.3 活性污泥处理的基本过程1.4 活性污泥性质参数1.5 活性污泥工艺的影响因素1.6 活性污泥工艺的特点,Water Pollu
2、tion Control Engineering,活性污泥概述,活性污泥概述,11 活性污泥工艺概念悬浮生长的好氧污水处理工艺,在曝气池中微生物增殖,具有活性的微生物形成菌胶团聚集为颗粒或絮体,正常呈灰褐色,这种像泥状的微生物颗粒或絮体,称为活性污泥.活性污泥一般直径0.02-0.2mm,MLSS比重1.003,沉淀后污泥的含水通常99%.用悬浮生长的活性污泥进行污水处理的工艺称为活性污泥工艺.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,活性污泥的形态1）外观形态：活性污泥（生物絮凝体）为黄褐色,絮凝体颗粒：2）特点：(1)颗粒大小：=0.020.2
3、 mm(2)表面积：20100 cm2/mL(3)(200010000)m2/m3污泥(4)含水率一般在99%以上.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,显微镜下观察活性污泥,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,现场观察活性污泥,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,现场观察活性污泥,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,1.2 活性污泥的组成 1.2.1 活性污泥的物质组成:M=Ma+Me+Mi+M
4、ii 1）Ma具有代谢功能的活性微生物群体 好氧细菌（异养型原核细菌）,真菌、放线菌、酵母菌,原生动物,后生动物 2）Me微生物自身氧化的残留物 3）Mi活性污泥吸附的污水中不能降解的惰性有机物 有机物 4）Mii活性污泥吸附污水中的无机物 无机物（由原污水带入的）挥发性活性污泥 Ma+Me+Mi,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,1.2.2 活性污泥的微生物组成（Ma）1）细菌：异养型原核细菌（107108个/mL）特征：世代时间=2030min，结合成菌胶团的絮凝体状具有较强的分解有机物（转化为无机物）的能力.种类：动胶杆菌属，假单胞菌属
5、（在含糖类、烃类污水中占优势），产碱杆菌属（在含蛋白质多的污水中占优势），黄杆菌属，大肠埃希式杆菌,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,2）真菌：微小的腐生或寄生丝状菌 丝状菌：污泥絮凝体的骨架，并使污泥具有高的沉淀性能。但过多，会引起污泥膨胀，降低沉降性能，影响出水水质。3）原生动物：肉足虫,鞭毛虫,纤毛虫等,通过辨认原生物的种类,能够判断处理水质的优劣,它是一种指示性生物.原生物摄食水中的游离细菌,是细菌的首次捕 食者，可以改善出水水质。,Water Pollution Control Engineering,4）后生动物：主要是轮虫,它在
6、活性污泥中的不经常出现,轮虫 的出现是水质稳定的标志.后生动物是细菌的第二 捕食者,活性污泥概述,Water Pollution Control Engineering,钟虫,轮虫,菌胶团：部分细菌形成的絮凝体状团粒-活性污泥絮凝体的主要成分。作用：具有很强的吸附氧化分解有机物的能力，防止其内的细菌被微生物吞噬和免受毒物的危害。凝聚性能。,活性污泥概述,Water Pollution Control Engineering,菌酵团形态,活性污泥概述,1.3 活性污泥处理污水的基本过程污泥驯化:“菌胶团”的形成,要求细菌处于静止期，所以F/M要求低,生物活性降低,在布朗运动的作用下碰撞形成,某些
7、细菌分泌的粘性物质有利于絮体形成.活性污泥的核心菌胶团是很多细菌相互粘附形成的生物絮体,微生物其在对数增长期,个体处于旺盛生长,其运动活性大于范得华力，菌体不能结合;但到了静止衰亡期,动能低,菌体相互粘附,形成生物絮体,因此静止期与衰亡期个体是活性污泥的重要微生物净化反应过程:吸附阶段与稳定阶段,在反应的初期,有机物主要是吸附在活性污泥,(作用是巨大的比表面和具有粘性),后期被微生物氧化和利用.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,吸附阶段与稳定阶段:有机物首先被吸附到活性污泥表面,随后由于吸附的有机物发生水解等反应形成可溶性有机物释放到水中,
8、BOD出现上升,最后稳定阶段,有机物浓度逐渐降低.,Water Pollution Control Engineering,图.有机物在活性污泥中的浓度变化,活性污泥概述,微生物的代谢被吸附的有机物粘附在絮体表面，与微生物细胞接触，在渗透膜的作用下，进入细胞体内，并在酶的作用下或被降解，或被同化成细胞本身。a、分解代谢：CXHYOZ(X0.25Y0.5Z）O2 酶 XCO2 0.5H2OQb、合成代谢：nCXHYOZnNH3n(X0.25Y0.5Z）O2酶(C5H7NO2)n n(X5)CO2 0.5n(Y4)H2O,Water Pollution Control Engineering,活性
9、污泥概述,活性污泥中微生物的代谢产物模式图：,有机污染物CxHyOz,代谢产物CO2,H2O,合成细胞物质C5H7NO2,+O2 微生物,+能量,+O2内源呼吸,内源呼吸产物CO2,H2O,内源呼吸残留物,合成代谢,分解代谢,+能量,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,具体代谢产物的数量关系如下图：即33%被氧化分解，802/3=54%左右通过内源呼吸降解，13%左右变成了残物。从上述结果可以看出，污染物的降解主要是通过静止期、衰亡期微生物的内源呼吸进行，并非直接的生物氧化(仅33)。,有机污染物,1/3,2/3,无机物+能,细胞物质,20%,
10、80%,无机物+能,残留物质,Water Pollution Control Engineering,活性污泥微生物增殖分为以下四个阶段（期）:延迟期，对数增殖期，稳定期，衰亡期。,活性污泥概述,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,基本的活性污泥工艺流程 初沉淀池:去除悬浮物质,部分BOD;曝气池:主体部分,曝气,好氧,悬浮,菌胶团,BOD;二次沉淀池:泥水分离,清水出流;污泥回流:剩余污泥排放,保持活性生物量.,Water Pollution Control Engineering,初沉池,曝气池,进水,出水,曝气,污泥回流,二沉池,污泥,活
11、性污泥工艺流程,活性污泥概述,1.4 活性污泥性质参数(1)生物量指标(对曝气池污泥)MLSS:混合液悬浮固体浓度(Mixed Liquor Suspended Solids),污泥浓度,表示曝气池内混合液的悬浮固体物质的质量,单位g/L,一般在3000-6000mg/L,反映了污泥的多少,一定程度反映了微生物的多少,测定简单。包括Ma活性细胞,Me生物残体,Mi有机悬浮固体,Mii无机悬浮固体。MLSSMa+Me+Mi+Mii。,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,MLVSS:单位g/L,混合液挥发性悬浮固体浓度(Mixed Liquor V
12、olatile Suspended Solids),包含Ma,Me,Mi,灼烧质量损失部分认为是有机物。f 值:f=MLVSS/MLSS,在正常的处理系统,f 基本稳定(0.7左右),但延时曝气可能低到0.1。f 值一定程度反映了污泥有机成分(活性成分)多少。,Water Pollution Control Engineering,Ma,Mii,Me,Mi,微生物,MLVSS,MLSS,活性污泥概述,(2)污泥沉降性能指标(对二沉池污泥)SV:污泥沉降比,曝气池混合液静止30min时,沉降的污泥与原混合液的体积比,单位%或mL/L,一般在15-30%左右是合适的,过小说明污泥量不足,过多可能污
13、泥量太多或是污泥沉降性能差。污泥在静止属于成层沉淀,所以有明显的泥水界面.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,SVI：污泥容积指数,混合液经过30min沉淀,每g干污泥所沉淀污泥的容积,单位mL/g。SVI=,SV:mL/L；MLSS:g/L。SVI反映污泥沉降性能，数值在50150之间，SVI高，则沉降性能差，SVI低则沉降性能好，或者是污泥无机成分太多，或者污泥量太多形成压缩沉淀。如SV30，300mL/L，MLSS3000mg/L3g/L，SVI=300mL/L3g/L=100 mL/g。,Water Pollution Control
14、 Engineering,活性污泥概述,(3)活性污泥工艺参数 MCRT,污泥龄(c):生物固体平均停留时间，污泥龄，是反应系统中微生物更新一次需要的时间，或反应系统中微生物总量与每日排放的微生物量的比值。污泥负荷和容积负荷。水力停留时间。Qt=V 污泥回流比。,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,c=VX表示曝气池污泥体积乘微生物浓度，即微生物总量；qwXr表示排放剩余污泥量；(q-qvw)Xe表示出水带走的污泥量，出水量与出水污泥浓度。,Water Pollution Control Engineering,可简化为：c=，等于曝气池污泥总
15、量/每日剩余污泥排放量。,活性污泥概述,(4)污泥生物活性的评价指标 SOUR(或OUR):比耗氧速率(Specific Oxygen Uptake Rate).衡量活性污泥生物活性的指标,单位重量的活性污泥单位时间内消耗的DO。SOUR与污泥浓度关系小,与DO,底物浓度,污泥龄,有机物种类性质,温度等都有关系。一般在8-20mg O2/(gMLVSS h)。SOUR在运行管理中的重要作用在于指示入流污水是否有太多的难降解物质，以及活性污泥是否中毒。,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,1.5 活性污泥工艺的影响因素(1).营养物质：碳源:BO
16、D,城市污水满足,工业废水随性质而异。氮源:有机氮(易分解),无机氮(氨氮),亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。磷源:有机和无机磷。BOD:N:P100:5:1。生活污水满足特点,但工业废水可能缺乏营养物质,需要补充。此外城市,生活污水预处理后容易N,P过多,需要进一步处理。,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,(2)水力负荷与有机负荷：活性污泥要求很稳定的环境，水力或有机负荷变化大影响其运行。水力负荷影响曝气池和沉淀池,流量大停留时间缩短影响出水水质,二沉淀池沉淀效果.机械曝气还影响曝气装置的稳定性.污泥负荷过高,曝气池容积小,但运行不稳定,出水水质差,
17、剩余污泥多;过低负荷则曝气池体积大,出水水质优,剩余污泥少.污泥负荷大小对污泥沉淀性能有影响,SVI与污泥负荷有一定的关系.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,SVI在高负荷,中等负荷和低负荷区分别有较低的SVI值,相对污泥沉降性能好,在0.5-1.5左右有高SVI区.,Water Pollution Control Engineering,高负荷,低负荷,中负荷,活性污泥概述,(3).曝气时间与DO：最小时间满足处理的需要,长时间曝气得到硝化过程和低的剩余污泥量,但池体积庞大,考虑曝气设备氧的供应。DO：对单个微生物或污泥DO达到0.1-0
18、.3mg/L即满足,实际反应器内在2-3mg/L合适,不宜0.5 mg/L,长时间DO过少,容易厌氧环境,破坏好氧微生物功能;DO过多,搅拌过分,絮体松散不容易絮凝,而且充氧效率低下,能耗增加。,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,(4)温度：1035之间适宜，低温活性低，随温度增加活性增加，但过高微生物会死亡，丧失活性。温度过低需要考虑加温。工业废水高温则要考虑厌氧微生物处理。(5)pH值碱度：中性或弱碱性。不同微生物要求有差异,细菌表面带负电荷,有等电点，pH也影响酶活性。pH影响真菌,容易引发污泥膨胀等。考虑到脱氮则对碱度有要求。,Wat
19、er Pollution Control Engineering,活性污泥概述,(6)微生物浓度与生物停留时间生物固体平均停留时间MCRT:泥龄c,每天流失污泥量1/c,曝气池内微生物形成到排除的平均停留时间。微生物的世代时间T：泥龄大于微生物的世代时间，否则生物流失。水力停留时间HRT：t=V/Q，微生物停留时间c=XV/Xrqw，通常活性污泥c会大于水力时间t。若无回流,t=c,有回流,则tc。不考虑二次沉淀池内污泥流失,那么水力时间与泥龄c和世代时间无关,但影响污水处理效果。,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,MCRT对微生物的组成有重
20、要的影响,世代时间短的微生物容易在系统中积累,世代时间长的将逐渐流失.如亚硝化单胞菌的生长情况见表,当20,若MCRT为2d,亚硝化单胞菌世代时间为3d,则亚硝化单胞菌的浓度不断降低.,Water Pollution Control Engineering,亚硝化单胞菌生长率和世代时间表:,活性污泥概述,(7)有毒物：部分有毒物质规定了允许浓度，但微生物经过驯化可以承受较大的毒物浓度，如酚类，规定100mg/L，毒物的作用与环境条件等有关.(8).氧的传递:既要满足微生物对氧的需要,还要满足搅拌和混合,氧传递到水和溶解氧传递到污泥同样重要.曝气池DO浓度,曝气方式,曝气设备的布置等都影响.,W
21、ater Pollution Control Engineering,活性污泥概述,(9)污泥的回流及回流污泥的浓度：回流污泥的浓度,曝气池污泥完全来自回流。回流比r,污水流量Q,回流污泥的浓度Xr,曝气池污泥浓度X：r Q Xr=(Q+Qr)X，同除以Q:r Xr=(1+r)X 则X=r/(1+r)Xr。,Water Pollution Control Engineering,活性污泥概述,回流污泥的浓度:SVXr=MLSS SVI=SVI Xr=1 Xr=1/SVI(单位g/mL)Xr=106/SVI(单位mg/L)或Xr=,R修正系数与二次沉淀池的池深度,时间有关。,Water Poll
22、ution Control Engineering,活性污泥概述,1.6 活性污泥工艺特点 微生物菌胶团小,表面积大,曝气池内三相传质快,反应速率高,容积负荷较高；处理水质好；构筑物结构简单,造价低，运行成本低；适应范围广,大中小污水厂均可；污泥含水率大,沉淀较困难；不耐冲击负荷,容易发生污泥膨胀,上浮,恶化,死亡等问题,所以处理工业废水效果受废水性质影响大.,Water Pollution Control Engineering,第二节,活性污泥的发展,活性污泥发展1.曝气池形式2.曝气系统改进3.活性污泥新工艺,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineer
23、ing,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,传统活性污泥工艺(推流曝气)出水水质好,不耐冲击负荷,运行不稳定,基建费用高,前端有机物浓度大后段小,曝气与需氧不平衡.无脱N除P的功能.,曝气池,二沉池,出水,剩余污泥,进水,污泥回流,初沉池,传统活性污泥工艺流程图,1.曝气池形式(1)推流曝气池污水从曝气池首端进入池内，与由二沉池回流的污泥同步注入。污水与回流污泥形成的混合液在池内呈推流形式流动至池的末端，然后进入二次沉淀池在二沉池处理后的污水与活性污泥分离，剩余污泥排出系统，回流污泥回流至曝气池。,活性污泥发展,Water Pollution
24、Control Engineering,处理效果好，BOD5去除率可达90%以上，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水；对污水的处理程度比较灵活，根据需要可适当调整。曝气池首端有机物负荷高，耗氧速率也高，因此，为了避免溶解氧不足的问题，进水有机物负荷不宜过高；耗氧速率沿池长是变化的，而供氧速率难于与其相吻合、适应，在池前段可能出现供氧不足的现象，池后段又可能出现溶解氧过剩的现象；曝气池容积大，占用的土地较多，基建费用高；对进水水质、水量变化的适应性较低。,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,(2)完全混合曝气池污水进入池内在搅拌的作用下，迅
25、速达到完全混合的程度，池内各点有机物浓度、氧浓度、污泥浓度都相同。,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,由于进入曝气池的污水很快即被池内已存在的混合液所稀释和均化，原污水在水质、水量方面的变化，对活性污泥产生的影响将降到极小的程度，因此，这种工艺对冲击负荷有较强的适应能力，适用于处理工业废水，特别是浓度较高的有机废水。在曝气池混合液内，各部位的有机物浓度相同，活性污泥微生物质与量相同，在这种情况下，微生物对有机物降解的推动力低，由于这个原因活性污泥易于产生污泥膨胀。此外，在相同F/M的情况下，其处理出水有机物浓度大于采用推流式曝气池的活性污泥法
26、系统。,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,(3)封闭环流曝气池结合推流和完全混合的特点，具有强大的缓冲稀释能力，DO浓度在池内起伏波动，有利于脱氮除磷。,3,4,1,2,5,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,SBR法运行方式,(4)SBR曝气池,活性污泥发展,2.曝气系统改进前端有机物浓度大，进水BOD不宜大，否则形成厌氧.耗氧与供氧不平衡，不耐水质水量冲击变化，运行效果不稳定.曝气效率提高,曝气设备技术提
27、高.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,(1):曝气与进水位置(解决需氧与供氧矛盾)a.渐减曝气:合理布置曝气装置,供气量渐减,与有机物浓度对应.曝气池后半段效率低,出水水质好.,Water Pollution Control Engineering,b.分步曝气:阶段曝气,多点进水,均衡负荷.c.完全混合:较耐冲击,动力消耗低,容易膨胀,出水差.三种(传统、渐减、阶段)方法的需氧与供氧.,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,阶段曝气流程,活性污泥发展,(2):曝气效率(提高氧利用率或动力效率
28、)d.浅层曝气：由于气泡形成和破裂瞬间氧传递速率最高原理设计的,需要形成环流,曝气量增大,压力小,故能耗降低.,Water Pollution Control Engineering,曝气头的维护简单,方便，不需停产放空,不影响生产.,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,曝气链在水中做蛇形摆动,无曝气死区,e.深(层)井曝气压力大,提高曝气效率,面积小,剩余污泥少,水分隔为上升、下降部分,需要注意并非曝气器深入到水底.H达到50100m，16m 特征：1)氧的利用效率高达90，动力效率高达6kgO2/KWh；占地少（传统活性污泥法氧的利用效率1
29、0，动力效率23）2)适用于各种气候条件，可不设初沉池3)适用于处理高浓度有机废水,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,深(层)井曝气示意图,f.纯氧曝气：密闭池,氧利用率达到80%以上,MLSS高,污泥膨胀少,剩余污泥少,缺点：构造复杂,运管麻烦故障多,需排气和pH调节.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,活性污泥发展,3 活性污泥新工艺3.1 接触稳定工艺(吸附再生工艺)：工艺的原理.吸附和稳定阶段,吸附
30、阶段有机物吸附到污泥上,吸附的有机物水解后成为小分子,BOD上升,再降解.工艺流程:可分建或合建.,Water Pollution Control Engineering,吸附池,再生池,沉淀池,出水,剩余污泥,进水,污泥回流,接触稳定工艺流程图(分建),活性污泥发展,接触稳定工艺特点:吸附池接触时间短,再生池仅有污泥,所以总容积小,基建运行费用较低;污泥浓度大,较耐冲击负荷,系统稳定,再生池污泥可以补救;但剩余污泥多,出水水质差于传统法,且不宜处理溶解性有机物较多的污水.,Water Pollution Control Engineering,吸附池,再生池,沉淀池,出水,剩余污泥,进水,污
31、泥回流,接触稳定工艺流程图(合建),活性污泥发展,3.2 SBR(Sequencing Batch Reactor间歇活性污泥、序批活性污泥)早期出现的工艺,由于曝气装置容易堵塞,操作麻烦而未重视.污染物降解由空间推流-时间推流.近年来随着自动控制技术的发展和对其技术性能的优势的认识而重新发展起来.水流态为完全混合式。五个阶段：流入-反应-沉淀-排放-闲置,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,工艺流程:,Water Pollution Control Engineering,隔删,SBR池,沉砂池,出水,剩余污泥,进水,沉淀池,活性污泥发展,流
32、入-反应-沉淀-排放-闲置：A.流入:时间宜短,可以配合其他过程操作,如预(限制)曝气,或者脱NP可以搅拌等,对水质调节作用.B反应:曝气,根据要求确定曝气时间,BOD降解,硝化,反硝化过程.C.沉淀:时间比一般沉淀池少,静止沉淀故效果好.D.排放:排水和排泥,出水在水面滗水器排出,泥在底部排.E.闲置:剩污泥,厌氧状态,可以根据流量情况或有或无.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,特点：系统简单,构筑物少,不需二沉淀池和污泥回流；曝气池体积小,建设与运行费用低;反应池有调节的功能,可以匀化水质,耐冲击负荷;静止沉淀,反应过程属于时间推流反应
33、,所以出水水质好,沉淀的污泥含水率低;运行灵活,各反应阶段可以灵活控制,以时间控制;可以具有厌氧和好氧交替过程,具有脱N除P功能;SVI低,污泥不容易膨胀,污泥沉降性能好;容易自动控制,管理运行方便.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,SBR工艺,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,SBR工艺,活性污泥发展,SBR工艺的新发展：1.CASS(CAST,CASP)工艺：将反应器分隔为3个区域：第一区(生物选择),第二区(厌氧
34、或兼氧,可以生物选择),第三区(主反应区).特点:通过设置污泥回流进行生物选择,可以选择出具有适应性能的微生物种群,提高效率并抑制丝状菌的繁殖,避免污泥膨胀;有利形成厌氧环境,提高脱N除去P效果;,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,2.UNITANK工艺:第一阶段:污水首先进入A池,该池曝气状态,因上个阶段进行沉淀操作,积累了大量活性污泥,且浓度较高,进水与活性污泥混合,有机物被吸附,部分被降解,混合液继续流入B池,该池通常连续曝气,有机物得到进一步的降解,同时在推流过程中,A池的活性污泥进入中间池,再进入C池,实现污泥在各池的重新分配.最后
35、,混合液进入处于沉淀状态的C池,进行泥水分离,处理后的出水通过出水堰排放，剩余污泥由该池排出.第二阶段:段污水先进入C池，污水及混合液的流动方向与第一阶段相反.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,特点:(1)构筑物结构紧凑,一体化；(2)系统不设独立的沉淀池及污泥回流系统；(3)简化了出水堰构造且系统在恒水位下运行,避免了水头损失,连续进水,水力负荷稳定且可以降低对管道,阀门和水泵等水力设施或设备的要求,有助于降低系统的成本；(4)交替改变进水点,可以相应改善系统各段的污泥负荷,Water Pollution Control Engineer
36、ing,A B C,A B C,改善污泥的沉降性能,同时由于浓度梯度的形成，利于防止污泥膨胀;(5)耐冲击负荷.,活性污泥发展,3.3 AB法(Adsorption-Biodegradation吸附生物降解),工艺流程.系统无初沉淀池,预处理为隔栅,沉砂.,Water Pollution Control Engineering,格栅,吸附,出水,剩余污泥,进水,污泥回流,沉砂池,沉淀,吸附,沉淀,污泥回流,剩余污泥,-A级-,-B级-,活性污泥发展,A级以高负荷运行,水力时间短,污水、微生物、悬浮物进入系统,微生物经过适应、驯化、增殖,不适应则淘汰,作用主是吸附;A级生物处于对数期,繁殖快;使
37、污水均化,水质稳定.B级以低负荷,曝气,水力时间长;B级生物处于内源代谢期,BOD降解,两级污泥不混合.特点:耐冲击负荷,净化效果好,投资运行费用低,具有一定脱N除P效果；污泥量大,进水微生物宜多,故处理生活污水.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,3.4 ABF(活性生物滤池)生物滤池与活性污泥的混合,含污泥的废水流经塔式生物滤池,再进入曝气池短暂曝气,污泥从生物滤池-曝气池-沉淀池,混合.生物滤池：污泥来自曝气池和自身生长,负荷高,供氧强.曝气池：污泥部分来自生物膜,污水DO高.特点：具有生物膜和活性污泥的优点,曝气量小,耐冲击负荷,出水
38、水质好,但是构筑物多.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,3.5 延时曝气：曝气时间长,水力停留时间在24h以上,F/M低,MLSS较大,BOD负荷小.1)Ns非常小,只有0.050.10 kgBOD/kgMLSSd2)曝气时间t长(24h以上),污泥处于内源呼吸期,剩余污泥量 少且稳定,池容大,较耐冲击.3)出水水质好,对原污水有较强的适应能力,无需设初沉池,只适合于小城镇污水处理(Q1000m3/d),污泥不需进行厌氧 消化处理.4)基建费和运行费较高.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展
39、,3.6 氧化沟(Oxidation Ditch)：循环曝气,沟体狭长池身较浅,循环封闭环形沟,是延时曝气的变形形式,氧化沟介于推流和完全混合之间,污水在沟内以一定流速多次循环,存在缺氧区,富氧区，可以达到脱N除P的效果,水力停留时间较长,BOD负荷低,剩余污泥少,较耐冲击负荷.占地面积大,动力效率低,能耗大.曝气：表面曝气,有供氧、混合、推动水流动作用。,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,氧化沟的构造:平面为圆形或环形等,长度几十到几百米,沟深度与曝气设备有关系,转刷2.5-3.5m,转碟3.0-4.5m,表面曝气机4.0-5.0m,若增加
40、搅拌设备,还可增加深度.进水简单,无需均匀布水设施.出水用出水堰,构造简单.转弯处为了改善水流,设置导流隔墙.一体化氧化沟在沟的一段(直线段)设置沉淀区,污水从底部流过,部分污水从导流板间隙进入进入沉淀槽,处理水上部流出.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,氧化沟的工艺:1.工艺简单,构筑物少,无初沉淀池,无污泥消化池;曝气设备简单,容易维护管理;2.BOD负荷低,水力停留时间长,20h左右;污泥龄长,可达15-30d;3.处理效果好,出水水质好,能够脱N和除P;介于完全混合和推流之间,耐冲击负荷(巨大的稀释能力),运行稳定;4.建设费用低,
41、运行费用较低(考虑除NP);5.污泥量少且稳定,污泥沉降性能好,污泥处理简化;6.占地面积稍大,如与二次沉淀池合建,可减小面积;,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,氧化沟工艺流程:(1).卡罗塞尔(Carrousel)氧化沟多沟串联氧化沟,设置二次沉淀池和污泥回流系统,靠近曝气器下游为富氧区,上游为低氧区,外环廊道为缺氧区.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,卡罗塞尔氧化沟(4廊道)：1.污水泵房;2.污泥泵房;3.二沉池;4.氧化沟;5.曝气装置(横轴),Water Pollution C
42、ontrol Engineering,3,4,1,2,5,活性污泥发展,卡罗塞尔氧化沟(6廊道):1.污水泵房;2.污泥泵房;3.二沉池;4.氧化沟;5.曝气装置(纵轴),Water Pollution Control Engineering,3,4,1,2,5,活性污泥发展,(2).交替工作氧化沟.(图示为三沟交替氧化沟),B沟一直曝气,而AC沟间隔作为曝气池和沉淀池用.,Water Pollution Control Engineering,A B C,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,卡罗塞尔氧化沟,交替工作式氧化沟,活性污泥发展,Wa
43、ter Pollution Control Engineering,活性污泥发展,(3).奥巴尔氧化沟:也是多沟串连氧化沟,但分隔开,污水从外沟-中沟-内沟 排到沉淀池.主要的特征是三沟的溶解氧浓度维持梯度,0-1-2mg/L,外沟DO几乎是0,氧传递效率高,保证脱N和除P的效果;而内沟DO达到2,可以保证硝化的完成.工艺:单沟更倾向是完全混合,而整体属于推流工艺,出水水质好;曝气设备是转碟,曝气转盘.,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,奥巴尔氧化沟:水流阻力较小,转盘推力大,所以能耗较小.,Water Pollution Control E
44、ngineering,进水,沉淀池,中央岛,1,2,3,1.污水泵房;2.污泥泵房;3.曝气转盘,Orbal型氧化沟,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,活性污泥发展,(4).一体化氧化沟:在沟的一段(直线段)设置沉淀区,污水从底部流过,部分污水从导流板间隙进入进入沉淀槽,处理水上部流出.节省沉淀池.,Water Pollution Control Engineering,1,1.污水泵房,2.沉淀区,3.转碟,4.隔板,5.导流板,进水,3,出水,4,5,活性污泥发展,3.8 活性生物碳：对普通活性污泥工艺曝气池内定期加粉末活性碳，污泥附着在
45、碳表面，含碳污泥回流。特点：有机物、DO、微生物聚集在碳表面，传质快，反应快；活性碳可以吸附能力，溶解有机物(氨氮)、难降解有机物(提高COD去除)、有毒害及重金属去除，出水水质好；污泥比重大，沉降性能好，无膨胀；不需要改造，直接投加碳即可；运行成本大。,Water Pollution Control Engineering,3.9 膜生物反应器(MBR)：超滤膜代替二沉池。污泥浓度大，容积负荷高；污泥龄长，污泥发生内源代谢；处理水质好，可以回用的程度；无所谓污泥膨胀的问题；节省二沉池；溶解氧浓度低，具有硝化反硝化功能，脱氮。容易污染，膜组件寿命，运行费用等问题。,活性污泥发展,Water Pollution Control Engineering,作业,某普通活性污泥工艺曝气池内MLSS为2820mg/L，曝气池内水力停留时间为5.0 h，二次沉淀池内水力停留时间为1.5 h，若实验得到污泥的SV为260mL/L,计算污泥回流比,求回流污泥的浓度和SVI。,水污染控制工程,谢谢!,Water Pollution Control Engineering,
