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1、会计学1活性污泥法处理废水活性污泥法处理废水什么是活性污泥？由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。一、活性污泥一、活性污泥一、活性污泥一、活性污泥第1页/共203页3 一组活性污泥图片第2页/共203页活性污泥法的基本组成活性污泥法的基本组成 曝气池：反应主体。曝气池：反应主体。二二沉沉池池：a a）进进行行泥泥水水分分离离，保保证证出出水水水水质质；b b）保保证证回回流流污污泥，维持曝气池内的污泥浓度。泥，维持曝气池内的污泥浓度。回回流流系系统统：a a）维维持持曝曝气气池池的的污污泥泥浓浓度度；
2、b b）改改变变回回流流比比，改改变曝气池的运行工况。变曝气池的运行工况。剩剩余余污污泥泥排排放放系系统统：a a）是是去去除除有有机机物物的的途途径径之之一一；b b）维维持持系统的稳定运行。系统的稳定运行。供氧系统：供氧系统：提供足够的溶解氧提供足够的溶解氧 。第3页/共203页活性污泥法有效运行的基本条件活性污泥法有效运行的基本条件 废水中含有足够的废水中含有足够的可溶性易降解有机物可溶性易降解有机物；混合液含有足够的混合液含有足够的溶解氧溶解氧；活活性性污污泥泥连连续续回回流流，使使混混合合液液保保持持一一定定浓浓度度的的活活性污泥性污泥，及时排除剩余污泥；，及时排除剩余污泥；活性污泥
3、活性污泥在池内在池内呈悬浮状态呈悬浮状态；无有毒有害的物质流入。无有毒有害的物质流入。第4页/共203页 1、栖息着的微生物（一）活性污泥的组成大量的细菌真菌原生动物后生动物细菌细菌自养型自养型异养型异养型 必须依赖必须依赖 水中的碳源水中的碳源真菌真菌有菌丝有菌丝 (霉菌等霉菌等)无菌丝无菌丝 (酵母菌等酵母菌等)大量的细菌真菌原生动物大量的细菌真菌第5页/共203页2、按有机性和无机性成分：MLSSMLVSS:70%MLNVSS:30%MLSS混合液悬浮固体浓度，指曝气池中单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量，也叫污泥浓度（g/L)。MLVSS混合液挥发性悬浮固体浓度，表示混合液悬浮固体
4、中有机物含量，但不仅是微生物的量，由于测定方便，目前还是近似用于表示污泥。MLNVSS灼烧残量，表示无机物含量。MLVSS:一般范围为5575，即MLVSS/MLSS=0.70.8，第6页/共203页（二）曝气池活性污泥的性状颜色黄褐色、茶褐色状态似矾花絮绒颗粒味道土腥味，有霉臭味相对密度曝气池混合液：1.0021.003回流污泥：1.0041.006粒径0.020.2mm20100cm2/mL比表面积 1、正常pH略显酸性第7页/共203页9（二）活性污泥的性状供氧不足或厌氧黑色灰白色供养过多或营养不足 1、不正常第8页/共203页10曝气池第9页/共203页11第10页/共203页12曝气
5、池出水堰第11页/共203页13曝气池混合液配水进入二沉池第12页/共203页曝气池中的曝气头的布置曝气池中的曝气头的布置曝气池中的曝气头的布置曝气池中的曝气头的布置第13页/共203页（三）活性污泥的评价方法1、生物相观察光学显微镜或电子显微镜2、混合液悬浮固体浓度（MLSS）和混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）。第14页/共203页3、污泥沉降比：SV（三）活性污泥的评价方法取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例（%）表示污泥沉降比。可反映污泥的沉降性能。污泥沉淀30min后密度接近最大，故SV可反映沉降性能。能反映污
6、泥膨胀等异常情况，可控制剩余污泥的排放量。城市污水正常值为15%30%左右。简单易行但SV不能确切表示污泥沉降性能。第15页/共203页SVSV的测定的测定的测定的测定0min15min30minSV=40%第16页/共203页4、污泥体积指数：SVI(污泥指数、污泥容积指数）曝气池出口处出混合液，经30分钟静沉后，每单位质量干泥所形成的湿污泥的体积，简称污泥指数，单位为mL/g。1L混合液沉淀30min的活性污泥体积（mL）SV(mL/L)SVI=1升混合液中悬浮固体干重（g）MLSS(g/L)反映污泥的凝聚、沉降性能。SVI应在100150。影响SVI的最重要的因素是微生物群体所在的增殖期
7、。太高，沉降性能差，可能膨胀；太低，可能处在内源呼吸期，泥粒细小而紧密，易沉降，活性差，无机物多。实际运行中，一般用SV了解SVI，因为曝气池MLSS变化不大。=第17页/共203页习题：习题：n n1、若曝气池中的污泥浓度为2200mg/L，混合液在100mL量筒内经30min沉淀的污泥量为18mL，计算污泥体积指数SVI。第18页/共203页影响好氧处理的主要因素溶解氧溶解氧(DO)水温水温pH值值营养平衡营养平衡有毒物质有毒物质pDO=24mg/l DO=24mg/l 为宜为宜;pDODO保保持持一一定定水水平平，使使好好氧氧微微生生物物正正常常生生长长，维维持持较较好好的的出出水水水水
8、质质，使使活活性性污污泥泥和和生生物物膜膜结结构构正正常常，沉沉降降和和絮絮凝凝性能良好。性能良好。第19页/共203页影响好氧处理的主要因素溶解氧溶解氧(DO)水温水温pH值值营养平衡营养平衡有毒物质有毒物质中温性细菌为主，最适中温性细菌为主，最适温度：温度：20203535。第20页/共203页影响好氧处理的主要因素溶解氧溶解氧(DO)水温水温pH值值营养平衡营养平衡有毒物质有毒物质p最佳：最佳：6.56.58.58.5p维维持持适适宜宜的的pHpH值值,可可以以使使微微生生物物生生长长繁繁殖殖良良好好，使使菌菌胶胶团团产产生生较较好好的的粘粘性性物物质质，形形成成较较好好的的絮絮状状物物
9、，取取得得良良好好的处理效果。的处理效果。p pHpH9 9：生生化化反反应应即即受受到到抑制，抑制，p pHpH6.56.5：丝丝状状菌菌生生长长，易易发生污泥膨胀。发生污泥膨胀。第21页/共203页影响好氧处理的主要因素溶解氧溶解氧(DO)水温水温pH值值营养平衡营养平衡有毒物质有毒物质pBODBOD5 5:N:P=100:5:1:N:P=100:5:1p废废水水生生物物处处理理时时要要考考虑虑C C、N N、P P的的配配比比。当当N N、P P 不不足足时时，应应投投加加氮氮源源和和磷磷源。源。p生生活活污污水水：营营养养丰丰富富，是是最佳营养源，最佳营养源，p工工业业废废水水：宜宜与
10、与生生活活污污水水合并后处理。合并后处理。第22页/共203页影响好氧处理的主要因素溶解氧溶解氧(DO)水温水温pH值值营养平衡营养平衡有毒物质有毒物质p废废水水中中含含有有一一些些物物质质如如重重金金属属离离子子、酚酚等等对对微微生生物物有毒害作用或抑制作用。有毒害作用或抑制作用。p它它们们对对微微生生物物的的毒毒害害作作用用是是相相对对而而言言的的，在在一一定定浓浓度度范范围围内内是是没没有有影影响响的的。若若微微生生物物经经驯驯化化后后，可可能能承受较高浓度的有毒物质。承受较高浓度的有毒物质。第23页/共203页n n目目目目前前前前，活活活活性性性性污污污污泥泥泥泥法法法法是是是是废废
11、废废水水水水生生生生物物物物处处处处理理理理应应应应用用用用最最最最为为为为广广广广泛泛泛泛的的的的一一一一种方法，该法已成为污水处理的主体技术。种方法，该法已成为污水处理的主体技术。种方法，该法已成为污水处理的主体技术。种方法，该法已成为污水处理的主体技术。n n1912191219121912年，英国人克拉克和盖奇的废水曝气试验。年，英国人克拉克和盖奇的废水曝气试验。年，英国人克拉克和盖奇的废水曝气试验。年，英国人克拉克和盖奇的废水曝气试验。n n1914191419141914年年年年，英英英英国国国国曼曼曼曼切切切切斯斯斯斯特特特特建建建建成成成成了了了了第第第第一一一一座座座座活活活
12、活性性性性污污污污泥泥泥泥水水水水处处处处理厂。理厂。理厂。理厂。n n特特特特别别别别在在在在近近近近2020202030303030年年年年，对对对对生生生生物物物物反反反反应应应应的的的的净净净净化化化化机机机机理理理理进进进进行行行行了了了了深入研究，出现了多种工艺流程。深入研究，出现了多种工艺流程。深入研究，出现了多种工艺流程。深入研究，出现了多种工艺流程。第24页/共203页工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程回流污泥以保证曝气池内有足够的活性污泥（微生物）回流污泥以保证曝气池内有足够的活性污泥（微生物）排放剩余污泥以保证系统的正常运行排放剩余污泥以保证系统的正常运行运行条件运行条件运
13、行条件运行条件良好的活性污泥良好的活性污泥充足的氧充足的氧二沉池二沉池二.活性污泥法的基本流程 第25页/共203页活性污泥系统有效运行的基本条件是：活性污泥系统有效运行的基本条件是：活性污泥系统有效运行的基本条件是：活性污泥系统有效运行的基本条件是：废水中含有足够的可溶性废水中含有足够的可溶性废水中含有足够的可溶性废水中含有足够的可溶性易降解有机物易降解有机物易降解有机物易降解有机物；混合液含有足够的混合液含有足够的混合液含有足够的混合液含有足够的溶解氧溶解氧溶解氧溶解氧；活性污泥在池内呈活性污泥在池内呈活性污泥在池内呈活性污泥在池内呈悬浮悬浮悬浮悬浮状态；状态；状态；状态；活性污泥连续活性
14、污泥连续活性污泥连续活性污泥连续回流回流回流回流，剩余污泥剩余污泥剩余污泥剩余污泥及时排放，及时排放，及时排放，及时排放，维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；进水中不含有进水中不含有进水中不含有进水中不含有对微生物对微生物对微生物对微生物有毒有害有毒有害有毒有害有毒有害的物质的物质的物质的物质第26页/共203页28二.活性污泥法的基本流程 第27页/共203页n n初沉池：去除悬浮固体，减轻生物处理负荷；初沉池：去除悬浮固体，减轻生物处理负荷；初沉池：去除悬浮固体，减轻生物处理负荷；初沉池：去除悬浮固
15、体，减轻生物处理负荷；n n曝气池：废水、微生物和氧气在此充分混合和反应；曝气池：废水、微生物和氧气在此充分混合和反应；曝气池：废水、微生物和氧气在此充分混合和反应；曝气池：废水、微生物和氧气在此充分混合和反应；n n二沉池：使泥水分离，去除剩余污泥；二沉池：使泥水分离，去除剩余污泥；二沉池：使泥水分离，去除剩余污泥；二沉池：使泥水分离，去除剩余污泥；n n回流系统：保持曝气池中一定的污泥浓度；回流系统：保持曝气池中一定的污泥浓度；回流系统：保持曝气池中一定的污泥浓度；回流系统：保持曝气池中一定的污泥浓度；n n曝气系统：供氧，使污泥呈悬浮态。曝气系统：供氧，使污泥呈悬浮态。曝气系统：供氧，使
16、污泥呈悬浮态。曝气系统：供氧，使污泥呈悬浮态。第28页/共203页 2 2 活性污泥的性能指标活性污泥的性能指标 混合液悬浮固混合液悬浮固体浓度体浓度(MLSS)组组成成污泥沉降污泥沉降比比(SV)形形态态污泥体积污泥体积指数指数(SVI)p外观呈黄褐色的絮绒颗粒状外观呈黄褐色的絮绒颗粒状;p粒经：粒经：0.20.21.0mm1.0mm；p表面积较大：表面积较大：2020100cm2/ml100cm2/ml;p含水率在含水率在99%99%以上以上;p密度：密度：1.0021.0021.006g/ml1.006g/ml。污泥污泥龄龄(SRT)水力停留时水力停留时间间(HRT)第29页/共203页
17、 2 2 活性污泥的性能指标活性污泥的性能指标 混合液悬浮固混合液悬浮固体浓度体浓度(MLSS)组组成成污泥沉降污泥沉降比比(SV)形形态态污泥体积污泥体积指数指数(SVI)污泥污泥龄龄(SRT)水力停留时水力停留时间间(HRT)p活性微生物群体活性微生物群体(Ma)(Ma)p微生物自身代谢残留物微生物自身代谢残留物(Me)(Me)p污泥吸附的惰性有机物污泥吸附的惰性有机物(Mi)(Mi)p污水中的无机物污水中的无机物(Mii)(Mii)第30页/共203页 2 2 活性污泥的性能指标活性污泥的性能指标 混合液悬浮固混合液悬浮固体浓度体浓度(MLSS)组成组成污泥沉降污泥沉降比比(SV)形形态
18、态污泥体积污泥体积指数指数(SVI)污泥污泥龄龄(SRT)水力停留时水力停留时间间(HRT)p混混合合液液悬悬浮浮固固体体浓浓度度(MLSS)(MLSS)指指曝曝气气池池中中单单位位体体积积 混混合合液液中中活性污泥悬浮固体的质量，即污泥浓度。其组成为：活性污泥悬浮固体的质量，即污泥浓度。其组成为：MLSS=Ma+Me+Mi+MiiMLSS=Ma+Me+Mi+Miip混混合合液液挥挥发发性性悬悬浮浮固固体体浓浓度度（MLVSS)MLVSS)指指混混合合液液悬悬浮浮固固体体中中有机物的质量，较准确的表示其中活性成分。其组成为：有机物的质量，较准确的表示其中活性成分。其组成为：MLVSS=Ma+M
19、e+MiMLVSS=Ma+Me+Mi第31页/共203页 2 2 活性污泥的性能指标活性污泥的性能指标 混合液悬浮固混合液悬浮固体浓度体浓度(MLSS)组组成成污泥沉降污泥沉降比比(SV)形形态态污泥体积污泥体积指数指数(SVI)污泥污泥龄龄(SRT)水力停留时水力停留时间间(HRT)p曝曝气气池池混混合合液液沉沉淀淀30min30min后后，形形成成的的沉沉淀淀污污泥泥和和原原混混合液体积之比。合液体积之比。p城市污水：城市污水：SV=15SV=1530%30%。p可可反反映映曝曝气气池池运运行行时时的的污污泥泥量量，用用于于控控制制剩剩余余污污泥泥的的排放，还可及早发现污泥膨胀等异常现象的
20、发生。排放，还可及早发现污泥膨胀等异常现象的发生。第32页/共203页 2 2 活性污泥的性能指标活性污泥的性能指标 混合液悬浮固混合液悬浮固体浓度体浓度(MLSS)组组成成污泥沉降污泥沉降比比(SV)形态形态污泥体积污泥体积指数指数(SVI)污泥污泥龄龄(SRT)水力停留时水力停留时间间(HRT)p曝曝气气池池混混合合液液经经30min30min沉沉淀淀后后，每每质质量量干干污污泥泥形形成成的的湿湿污泥的体积。该数值反映活性污泥沉降浓缩性能；污泥的体积。该数值反映活性污泥沉降浓缩性能；pSVISVI100100150150：污泥沉降性能良好；：污泥沉降性能良好；pSVI200SVI200：污
21、泥沉降性能差；：污泥沉降性能差；pSVISVI过过低低时时，污污泥泥絮絮体体细细小小紧紧密密，含含无无机机物物较较多多，污污泥泥活性差。活性差。第33页/共203页 2 2 活性污泥的性能指标活性污泥的性能指标 混合液悬浮固混合液悬浮固体浓度体浓度(MLSS)组组成成污泥沉降污泥沉降比比(SV)形态形态污泥体积污泥体积指数指数(SVI)污泥污泥龄龄(SRT)水力停留时水力停留时间间(HRT)第34页/共203页 2 2 活性污泥的性能指标活性污泥的性能指标 混合液悬浮固混合液悬浮固体浓度体浓度(MLSS)组组成成污泥沉降污泥沉降比比(SV)形形态态污泥体积污泥体积指数指数(SVI)污泥污泥龄龄
22、(SRT)水力停留时水力停留时间间(HRT)又称为：又称为：“新增细胞在反应器中的平均停留时间新增细胞在反应器中的平均停留时间”“反反应应器器中中全全部部微微生生物物更更新新一一次次所所需需要要的的时时间间”“生物固体平均停留时间生物固体平均停留时间”等等第35页/共203页 2 2 活性污泥的性能指标活性污泥的性能指标 混合液悬浮固混合液悬浮固体浓度体浓度(MLSS)组组成成污泥沉降污泥沉降比比(SV)形形态态污泥体积污泥体积指数指数(SVI)污泥污泥龄龄(SRT)水力停留时水力停留时间间(HRT)第36页/共203页 2 2 活性污泥的性能指标活性污泥的性能指标 混合液悬浮固混合液悬浮固体
23、浓度体浓度(MLSS)组成组成污泥沉降污泥沉降比比(SV)形形态态污泥体积污泥体积指数指数(SVI)污泥污泥龄龄(SRT)水力停留时水力停留时间间(HRT)HRT=V/QHRT=V/Q式中：式中：V:V:曝气池容积曝气池容积 Q:Q:污水流量污水流量 第37页/共203页适应期适应期对数期对数期静止期静止期衰老期衰老期微生物生长曲线微生物生长曲线时间时间细细菌菌对对数数3 3 活性污泥增长规律活性污泥增长规律活性污泥活性污泥活性污泥活性污泥中微生物中微生物中微生物中微生物是多菌种是多菌种是多菌种是多菌种的混合群的混合群的混合群的混合群体，仍可体，仍可体，仍可体，仍可用纯菌种用纯菌种用纯菌种用纯
24、菌种的生长曲的生长曲的生长曲的生长曲线表示。线表示。线表示。线表示。第38页/共203页n n活活活活 性性性性 污污污污 泥泥泥泥 增增增增 长长长长 受受受受 营营营营 养养养养 物物物物 质质质质(food)(food)和和和和 微微微微 生生生生 物物物物 量量量量(microorganism)(microorganism)的影响，即的影响，即的影响，即的影响，即F/MF/M值。值。值。值。F/M=QSF/M=QS0 0/XV/XV 式中：式中：式中：式中：Q:Q:污水流量污水流量污水流量污水流量 S S0 0:污水起始浓度污水起始浓度污水起始浓度污水起始浓度 X:MLSSX:MLSS
25、浓度浓度浓度浓度 V:V:反应器体积反应器体积反应器体积反应器体积第39页/共203页对数增长期对数增长期静止静止期期内源呼吸期（衰老内源呼吸期（衰老期）期）pF/MF/M值较大（值较大（2.2)2.2)；p污泥增长不受食物限制；污泥增长不受食物限制；p污污泥泥活活性性强强，具具有有很很高高的的能能量水平；量水平；p凝凝聚聚性性能能差差，松松散散，不不易易沉沉降；降；p出水水质差。出水水质差。第40页/共203页对数增长期对数增长期静止静止期期内源呼吸期（衰老内源呼吸期（衰老期）期）p F/MF/M值一般值一般(0.3(0.30.6)0.6)；p 污泥增长受食物的限制，增长污泥增长受食物的限制
26、，增长 速率下降；速率下降；p 污泥活性较强，能量水平一般；污泥活性较强，能量水平一般；p 污泥凝聚性能和沉降性能好；污泥凝聚性能和沉降性能好；p 出水水质好；出水水质好；p 活性污泥的工作阶段。活性污泥的工作阶段。第41页/共203页对数增长期对数增长期静止静止期期内源呼吸期（衰老内源呼吸期（衰老期）期）p F/M值最低值最低(0.1)；p 营养物质很少，微生物开始分营养物质很少，微生物开始分 解，代谢自身的细胞物质，污解，代谢自身的细胞物质，污 泥减少；泥减少；p 污泥活性弱；污泥活性弱；p 污泥凝聚性能差，沉降性能污泥凝聚性能差，沉降性能 好；好；p 出水水质好。出水水质好。第42页/共
27、203页三、活性污泥降解污水中有机物的过程 活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段：吸附阶段吸附阶段稳定阶段稳定阶段由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的黏性物质，导致污水中的有机物转移到活性污泥上去。主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。第43页/共203页对活性污泥法曝气过程中污水中有机物的变化分析得到结论：废水中的有机物残留在废水中的有机物从废水中去除的有机物微生物不能利用的有机物微生物能利用的有机物微生物能利用而尚未利用的有机物微生物不能利用的有机物微生物已利用的有机物（氧化和合成）（吸附量）增殖的微生物体氧化产物第44页/共203页46 曲
28、线表示曝气池中有机物的的去除量，反映去除规律；曲线表示微生物已经氧化和合成的量，反映活性污泥利用有机物的规律；曲线表示活性污泥的吸附量反映了活性污泥吸附有机物的规律。这三条曲线反映出，在曝气过程中：u污水中有机物的去除在较短时间(图中是5h左右)内就基本完成了(见曲线)；u污水中的有机物先是吸附到污泥上(见曲线),然后逐渐为微生物所利用(见曲线)；u吸附作用在相当短的时间(图中是45min左右)内就基本完成了(见曲线)；u微生物利用有机物的过程比较缓慢(见曲线)。第45页/共203页第二节 活性污泥法的发展第46页/共203页封闭环流式序批式曝气池的四种池型推流式曝气池完全混合式曝气池一、活性
29、污泥法曝气反应池的基本形式其他曝气池基本上是这四种池型的组合或变形第47页/共203页1、推流式曝气池 推流式曝气池的长宽比一般为510；进水方式不限；出水用溢流堰。1.平面布置 推流式曝气池的池宽和有效水深之比一般为12。2.横断面布置工艺流程：见工艺流程：见工艺流程：见工艺流程：见p107p107水流：推流型底物浓度分布：进口最高，沿池长逐渐降低，出口端最低。理想推流：横断面上浓度均匀，纵向无掺混第48页/共203页根据横断面上的水流情况，可分为平流推移式平流推移式平流推移式平流推移式旋转推移式旋转推移式旋转推移式旋转推移式第49页/共203页第50页/共203页推流式曝气池第51页/共2
30、03页推流式曝气池第52页/共203页2.完全混合曝气池 池 形 根据和沉淀池的关系 圆 形 方 形 矩 形 分建式合建式第53页/共203页第54页/共203页第55页/共203页第56页/共203页 污水与回流污泥在进入曝气池后，立即与池中的污水与回流污泥在进入曝气池后，立即与池中的混合液完全混合混合液完全混合 池中微生物的种类和浓度、底物浓度需氧速率各池中微生物的种类和浓度、底物浓度需氧速率各点相同点相同与推流式不同；与推流式不同；对冲击负荷有较强的适应能力；对冲击负荷有较强的适应能力；出水水质不及推流式。出水水质不及推流式。完全混合法的特征 完 全 混 合 法 第57页/共203页59
31、机械曝气完全混合曝气池第58页/共203页60鼓风曝气完全混合曝气池第59页/共203页61局部完全混合推流式曝气池第60页/共203页思考：思考：n n比较推流式曝气池和完全混合式曝气池的优缺点第61页/共203页633.封闭环流式反应池结合了推流和完全混合两种流态结合了推流和完全混合两种流态结合了推流和完全混合两种流态结合了推流和完全混合两种流态与推流式的区别与推流式的区别与推流式的区别与推流式的区别:污水有污水有污水有污水有4040300300次循环次循环次循环次循环第62页/共203页4.序批式反应池（SBR）SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污
32、水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。第63页/共203页传统推流式活性污泥法 渐 减 曝 气分 步 曝 气完全混合法浅 层 曝 气深 层 曝 气高负荷曝气或变形曝气克 劳 斯 法延 时 曝 气接触稳定法氧 化 沟纯 氧 曝 气活性污泥生物滤池（ABF工艺）吸附生物降解工艺（AB法）序批式活性污泥法（SBR法）二、活性污泥法的发展和演变有机物去除和氨氮硝化第64页/共203页66一般采用35条廊道。充氧设备沿池长均匀分布。在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的。前半段氧远远不够，后半段供氧量超过需要，而充氧设备
33、沿池长均匀分布。易受冲击负荷的影响，适应水质水量变化的能力差：污泥进入池后不能立即与混合液充分混合。1、传统推流式 第65页/共203页1.传统推流式传统推流式曝曝 气气 池池狭长方形狭长方形供供O2进水进水出水出水回流污泥回流污泥第66页/共203页传统推流式活性污泥法系统传统推流式活性污泥法系统曝气池曝气池曝气池曝气池二沉池二沉池污泥回流系统污泥回流系统处理水处理水 预处理水预处理水第67页/共203页2、渐 减 曝 气：特征：充氧设备沿池长布置与需氧量匹配。节能第68页/共203页在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的。实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧量超过
34、需要。渐减曝气的目的就是合理地布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气量不变，这样可以提高处理效率。渐 减 曝 气 第69页/共203页二二.渐减曝气活性污泥法渐减曝气活性污泥法（Tapered Aeration activated sludge）渐减曝气池供氧曲线渐减曝气池供氧曲线曝气过程（曝气池长度）曝气过程（曝气池长度）需需氧氧量量定常供氧速率定常供氧速率第70页/共203页特征:把入流的一部分从池端引入到池的中部分点进水。优点：均衡了污染负荷和需氧率 提高了耐冲击负荷的能力3、阶段曝气（分步曝气）曝气池曝气池曝气池曝气池二沉池二沉池污泥回流系统污泥回流系统处理水处理水进水进水第71页/共
35、203页部分污水厂只需要部分处理，因此产生了高负荷曝气法。曝气池构造与传统推流式相同。曝气时间比较短，约为1.53h，BOD5处理效率仅约70%75左右。活性污泥处于旺盛生长期。4.高负荷曝气（改良曝气）第72页/共203页 延时曝气的特点：曝气时间很长，达24h甚至更长，MLSS较高，达到30006000mg/L；活性污泥处于生长曲线的内源呼吸期污泥泥龄长，SRT在20-30d剩余污泥主要是一些难于生物降解的微生物内源代谢残留物，少而稳定，无需消化，可直接排放；适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污水处理系统多有使用。耐冲击负荷，无需初沉池，缺点：池体积大，基建费运行费高 5、延 时 曝
36、 气 第73页/共203页75第74页/共203页 6.接 触 稳 定 法（吸附再生法）混合液曝气过程中第一阶段BOD5的下降是由于吸附作用造成的，对于溶解的有机物，吸附作用不大或没有，因此，把这种方法称为接触稳定法，也叫吸附再生法。间隔较短时间测得的曲线，间隔较短时间测得的曲线，间隔较短时间测得的曲线，间隔较短时间测得的曲线，下降由吸附引起下降由吸附引起下降由吸附引起下降由吸附引起间隔较长时间测得的曲线间隔较长时间测得的曲线间隔较长时间测得的曲线间隔较长时间测得的曲线第75页/共203页吸附吸附-再生活性污泥法再生活性污泥法(Contact stabilization activated s
37、ludge，简写，简写CSAS)吸附池吸附池二沉池二沉池再生池再生池进水进水出水出水再生段再生段 吸附段吸附段二沉池二沉池进水进水出水出水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥分分 建建 式式合合 建建 式式第76页/共203页直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流处理效果好；可省去初沉池；此方法接触时间短，氨氮难硝化，不适于处理溶解性有机污染物较多废水，剩余污泥量多。吸附再生法 回流污泥的曝气使污泥再生回流污泥的曝气使污泥再生曝气的同时吸附曝气的同时吸附第77页/共203页 7.完 全 混 合 法 长条形池子的完全混合法：在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同
38、时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，长条形池子中也能做到完全混合状态。第78页/共203页 进水进水进水进水二次沉淀池二次沉淀池二次沉淀池二次沉淀池回流污泥回流污泥回流污泥回流污泥剩余污泥排放剩余污泥排放剩余污泥排放剩余污泥排放处理水处理水处理水处理水空气空气空气空气完全混合式曝气池完全混合式曝气池完全混合式曝气池完全混合式曝气池鼓风曝气完全混合式曝气池鼓风曝气完全混合式曝气池鼓风曝气完全混合式曝气池鼓风曝气完全混合式曝气池 7.完 全 混 合 法 第79页/共203页曝气池曝气池剩余污泥剩余污泥Qw 空气空气回流污泥回流污泥出水出水二沉池二沉池进水进水鼓风曝气完全混合式曝气池鼓风曝气
39、完全混合式曝气池鼓风曝气完全混合式曝气池鼓风曝气完全混合式曝气池第80页/共203页进水进水进水进水二次沉淀池二次沉淀池二次沉淀池二次沉淀池回流污泥回流污泥回流污泥回流污泥剩余污泥排放剩余污泥排放剩余污泥排放剩余污泥排放处理水处理水处理水处理水完全混合式曝气池完全混合式曝气池完全混合式曝气池完全混合式曝气池机械曝气完全混合式曝气池机械曝气完全混合式曝气池机械曝气完全混合式曝气池机械曝气完全混合式曝气池第81页/共203页83 （1）池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生活环境也基本相同。（2）入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小，因为骤然增加的负荷可为全池混合液所分担，而不是像推流中
40、仅仅由部分回流污泥来承担。完全混合池从某种意义上来讲，是一个大的缓冲器和均和池，在工业污水的处理中有一定优点。（3）池液里各个部分的需氧量比较均匀。易产生污泥膨胀。完全混合法的特征 完 全 混 合 法 第82页/共203页一般深层曝气池直径约16m，水深约1020m。但深井曝气法深度可达150300m，节省了用地面积。在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。深井曝气法中，活性污泥经受压力变化较大，实践表明这时微生物的活性和代谢能力并无异常变化，但合成和能量分配有一定的变化。深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也随深度的增加而增加。需解决
41、的问题：当井壁腐蚀或受损时，污水可能会通过井壁渗透，污染地下水。8.深 层 曝 气 普通曝气池经济深度：56m，占地面积大。第83页/共203页85 8.深 层 曝 气 深井曝气法处理流程深井曝气池简图第84页/共203页 纯氧代替空气，可以提高生物处理的速度。纯氧曝气池的构造见右图。9.纯 氧 曝 气 缺点：纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，运转管理较麻烦。在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推动力也随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好，污泥的沉淀性也好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生物的性质，但使微生物充分发挥了作用。采用密闭池采用密闭池采用密闭池采用密闭池第85页/共2
42、03页 纯氧曝气曝气池构造图(有盖密闭式）废气气体循环搅拌用空压机搅拌用电机原污水回流污泥混合液流向沉淀池搅拌叶轮喷气管阻流板纯纯氧氧曝曝气气曝曝气气池池目目前前多多为为有有盖盖密密闭闭式式，以以防防氧氧气气外外溢溢和和可可燃燃性性气气体体进进入入。池池内内分分成成若若干干个个小小室室，各各室室串串联联运运行行，每每室室流流态态均均为为完完全全混混合合。池池内内气气压压应应略略高高于于池池外外以以防防池池外外空空气气渗渗入入，同同时时，池池内内产产生生的的废气如废气如CO2CO2等得以排出。等得以排出。曝气池盖氧第86页/共203页第87页/共203页 改造型圆顶式纯氧曝气池喷气扩散器循环污泥
43、供氧沉淀水蒸发器剩余污泥循环用空压机空气扩散器盖循环气体液氧排气二沉池处理水这种曝气池主要用于原设备的改造，设有圆顶式池盖。气态氧经新安设这种曝气池主要用于原设备的改造，设有圆顶式池盖。气态氧经新安设的喷气扩散器进行曝气，同时设循环空压机，抽出盖内的气态氧，送入的喷气扩散器进行曝气，同时设循环空压机，抽出盖内的气态氧，送入原设的空气扩散装置进行气态氧的循环。这种设备的优点是投资少，但原设的空气扩散装置进行气态氧的循环。这种设备的优点是投资少，但由于装置内不分室，氧分压较有盖密闭式纯氧曝气池低。由于装置内不分室，氧分压较有盖密闭式纯氧曝气池低。第88页/共203页 克劳斯工程师把厌氧消化的上清液
44、加到回流污泥中一起曝气，然后再进入曝气池，克服了高碳水化合物的污泥膨胀问题，这个方法称为克劳斯法。消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量碳水化合物代谢所需的氮。消化池上清液夹带的消化污泥相对密度较大，有改善混合液沉淀性能的功效。10.克 劳 斯 法 第89页/共203页第90页/共203页11.吸附生物降解工艺（AB法）第91页/共203页特征：u分为预处理段、A级和B级三段，无初沉池uA级以高负荷或超高负荷运行，B级以低负荷运行，A级曝气池停留时间短，3060min，B级停留时间24h。u该系统不设初沉池，A级曝气池是一个开放性的生物系统。A、B两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混
45、。u处理效果稳定，具有抗冲击负荷和pH变化的能力。该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。11.吸附生物降解工艺（AB法）第92页/共203页u氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。u曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作用，沟中混合液流速约为0.30.6m/s，使活性污泥呈悬浮状态。5 15min完成一次循环。u廊道水流呈推流式，但总体接近完全混合反应器 12.氧 化 沟 第93页/共203页第94页/共203页 13.浅 层 曝 气 特点：气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。在水的浅层处用大量空气进行曝气，就可以获得较高的
46、氧传递速率。1953年派斯维尔（Pasveer）的研究：氧在10静止水中的传递特征，如下图所示。第95页/共203页 浅 层 曝 气 扩散器的深度以在水面以下0.60.8m范围为宜，可以节省动力费用，动力效率可达1.82.6kg（O2）/kWh。可以用一般的离心鼓风机。浅层曝气与一般曝气相比，空气量增大，但风压仅为一般曝气的1/41/6左右，约10kPa，故电耗略有下降。曝气池水深一般34m，深宽比1.01.3，气量比3040m3/（m3 H2O.h）。浅层池适用于中小型规模的污水厂。由于布气系统进行维修上的困难，没有得到推广利用。第96页/共203页14.活性污泥生物滤池（ABF工艺）上图为
47、ABF的流程，在通常的活性污泥过程之前设置一个塔式滤池，它同曝气池可以是串联或并联的。第97页/共203页塔式滤池滤料表面附着很多的活性污泥，因此滤料的材质和构造不同于一般生物滤池。滤池也可以看作采用表面曝气特殊形式的曝气池，塔是一外置的强烈充氧器。因而ABF可以认为是一种复合式活性污泥法。活性污泥生物滤池（ABF工艺）第98页/共203页15.序批式活性污泥法（SBR法）SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。第99页/共203页 (1)工艺系统组成简单，不
48、设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；(2)耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；(3)反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质;(4)运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；(5)污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀;(6)该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。序批式活性污泥法（SBR法）SBR工艺与连续流活性污泥工艺相比的优点第100页/共203页 (1)容积利用率低；(2)水头损失大；(3)出水不连续；(4)峰值需氧量高；(5)设备利用率低；(6)运行控制复杂；(7
49、)不适用于大水量。序批式活性污泥法（SBR法）SBR工艺的缺点第101页/共203页四、膜生物反应器（四、膜生物反应器（MBR）反应原理）反应原理 膜生物反应器是常规活性污泥法的进一步发展。它主要由膜组件和生物膜生物反应器是常规活性污泥法的进一步发展。它主要由膜组件和生物反应器两部分组成，大量的微生物反应器两部分组成，大量的微生物(活性污泥活性污泥)在膜生物反应器内与基质在膜生物反应器内与基质(废水废水中的可降解有机物等中的可降解有机物等)充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖，同时使有机污染物降解。膜组件通过机械筛分、截留等
50、作用对生长、繁殖，同时使有机污染物降解。膜组件通过机械筛分、截留等作用对废水和污泥混合液进行固液分离。生物处理系统和膜组件的有机结合，不仅废水和污泥混合液进行固液分离。生物处理系统和膜组件的有机结合，不仅提高了系统的出水水质和运行的稳定性，还延长了大分子物质在生物反应器提高了系统的出水水质和运行的稳定性，还延长了大分子物质在生物反应器中的水力停留时间，使之得到最大限度的降解。中的水力停留时间，使之得到最大限度的降解。第102页/共203页内置式膜生物反应器（内置式膜生物反应器（MBR）第103页/共203页外置式膜生物反应器（外置式膜生物反应器（MBR）第104页/共203页以Mitsubis