第八讲投料活性污泥法

1、1第八讲第八讲 改良的活性污泥法改良的活性污泥法投料活性污泥法投料活性污泥法2一、概述一、概述 活性污泥法是当前世界上应用最广泛的废水活性污泥法是当前世界上应用最广泛的废水处理工艺技术，具有处理能力强，出水水质处理工艺技术，具有处理能力强，出水水质优良等特点。但是多年来实践证明，传统的优良等特点。但是多年来实践证明，传统的活性污泥法也有许多不足之处，除了基本建活性污泥法也有许多不足之处，除了基本建设费用高及能耗高的缺点外，在工艺技术上设费用高及能耗高的缺点外，在工艺技术上也有许多需要改进和革新之处：也有许多需要改进和革新之处： 3有机负荷还不够高，一般仅有机负荷还不够高，一般仅1kgCOD/(

2、m1kgCOD/(m3 3d)d)；池容大，占地面积大，基本建设费用高；池容大，占地面积大，基本建设费用高；曝气池中生物量还是比较低的；曝气池中生物量还是比较低的；耐冲击负荷的能力（无论是进水水量或水质耐冲击负荷的能力（无论是进水水量或水质的波动）较弱；的波动）较弱；易出现污泥膨胀，受其影响的废水处理厂占易出现污泥膨胀，受其影响的废水处理厂占20%20%30%30%或更多；或更多；剩余污泥产生量大；剩余污泥产生量大；能耗高，运行管理费也高；能耗高，运行管理费也高；对废水中的氮、磷去除能力低；对废水中的氮、磷去除能力低；运行管理也较复杂。运行管理也较复杂。4 因此，旨在克服上述不足之处的科学研究

3、大因此，旨在克服上述不足之处的科学研究大量开展，而投料活性污泥法是改革传统活性量开展，而投料活性污泥法是改革传统活性污泥法以提高其净化能力的措施之一，由于污泥法以提高其净化能力的措施之一，由于该方法简易可行，既可施行于新建废水处理该方法简易可行，既可施行于新建废水处理厂，又极易推行于老的废水处理厂的扩建和厂，又极易推行于老的废水处理厂的扩建和改造，故颇受同行们的青睐。概括起来，投改造，故颇受同行们的青睐。概括起来，投料活性污泥法拟克服传统活性污泥法的若干料活性污泥法拟克服传统活性污泥法的若干不足之处。不足之处。5改进的方向改进的方向使出水水质更好，包括使出水水质更好，包括BOD5、SS及及N、

4、P的去除，要求活性污泥法净化能力更强、的去除，要求活性污泥法净化能力更强、更全面；更全面；使其运行更加稳定、可靠，防止污泥膨胀使其运行更加稳定、可靠，防止污泥膨胀或污泥上浮等现象的出现，使运行操作更或污泥上浮等现象的出现，使运行操作更简便可行；简便可行；降低能耗，节省运行管理费用；降低能耗，节省运行管理费用；降低污泥的产生量，改善污泥性质，改善降低污泥的产生量，改善污泥性质，改善其脱水性能，简化污泥的后续处理。其脱水性能，简化污泥的后续处理。6投料活性污泥法的解释和所产生的影响投料活性污泥法的解释和所产生的影响所谓投料活性污泥法，顾名思义，即在传统的活性污泥法系统中，投所谓投料活性污泥法，顾名

5、思义，即在传统的活性污泥法系统中，投加某些物质，它们可以对活性污泥产生以下种种显著影响：加某些物质，它们可以对活性污泥产生以下种种显著影响：投加的物料能改变系统内生物相以及微生物的存在方式，例如投加载投加的物料能改变系统内生物相以及微生物的存在方式，例如投加载体介质就能使原先的活性污泥系统内不仅有悬浮的活性污泥存在，而体介质就能使原先的活性污泥系统内不仅有悬浮的活性污泥存在，而且还附着生长型的微生物出现和存在，如是，使系统内生物多样性变且还附着生长型的微生物出现和存在，如是，使系统内生物多样性变得更加丰富。而原本常在活性污泥法系统内出现能导致污泥膨胀与流得更加丰富。而原本常在活性污泥法系统内出

6、现能导致污泥膨胀与流失的丝状菌找到了可以附着、栖息的介质（物料表面及孔隙），这样失的丝状菌找到了可以附着、栖息的介质（物料表面及孔隙），这样既可克服其膨胀、流失的弊端又能充分利用其强大的净化能力，改善既可克服其膨胀、流失的弊端又能充分利用其强大的净化能力，改善系统的运行操作，提高出水水质。系统的运行操作，提高出水水质。改变基质的分配与传质状况，由于附着型与悬浮型生物系统的存在，改变基质的分配与传质状况，由于附着型与悬浮型生物系统的存在，基质在不同型生物系统间进行不同的分配与传质反应。基质在不同型生物系统间进行不同的分配与传质反应。增加了系统的生物固体总量。增加了系统的生物固体总量。污泥龄延长，

7、使污泥繁殖特性改变。污泥龄延长，使污泥繁殖特性改变。系统综合净化能力得到提高。系统综合净化能力得到提高。1. 系统氧吸收速率降低，减少了供氧，降低了能耗。系统氧吸收速率降低，减少了供氧，降低了能耗。7投加填料的种类投加填料的种类投加多孔悬浮载体，如聚氨酯泡沫块。利用大量具有一投加多孔悬浮载体，如聚氨酯泡沫块。利用大量具有一定尺寸、孔隙率较大的多孔泡沫块作为生物载体，用筛定尺寸、孔隙率较大的多孔泡沫块作为生物载体，用筛网将泡沫块截留在曝气池中。网将泡沫块截留在曝气池中。投加絮凝剂及助凝剂。又可分为无机化学絮凝剂、合成投加絮凝剂及助凝剂。又可分为无机化学絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂及微生物絮凝剂三

8、种。其中使用较多有机高分子絮凝剂及微生物絮凝剂三种。其中使用较多的为三氯化铁（的为三氯化铁（FeClFeCl3 3）、硫化铝）、硫化铝(Al(Al2 2(SO4)(SO4)3 3，次之为石，次之为石灰（灰（CaOCaO）。近年来开发的微生物絮凝剂显示了其独特功）。近年来开发的微生物絮凝剂显示了其独特功能，与活性污泥系统组成具有特殊絮凝性能的活性污泥能，与活性污泥系统组成具有特殊絮凝性能的活性污泥系统。系统。投加各类小的固体介质，诸如粉末活性炭（投加各类小的固体介质，诸如粉末活性炭（PACPAC）、陶粒、）、陶粒、黏土、粉煤灰、焦炭等。黏土、粉煤灰、焦炭等。 8注意一点的是注意一点的是 在研发过

9、程中，有的将填装纤维填料或其他填料的在研发过程中，有的将填装纤维填料或其他填料的如今名为如今名为“生物接触氧化反应池生物接触氧化反应池”的工艺也划归为的工艺也划归为投料活性污泥工艺，这是不恰当的。因生物接触氧投料活性污泥工艺，这是不恰当的。因生物接触氧化反应池以生物膜（固着型微生物）作为生物净化化反应池以生物膜（固着型微生物）作为生物净化的主要机制，填料也是固置的，而投料活性污泥法的主要机制，填料也是固置的，而投料活性污泥法以悬浮型活性污泥为生物净化的主要机制，故两者以悬浮型活性污泥为生物净化的主要机制，故两者是有严格区别的，不能混淆。是有严格区别的，不能混淆。 其次，好氧生物流化床虽也填装有

10、细小固体颗粒介其次，好氧生物流化床虽也填装有细小固体颗粒介质，其本质上仍属于生物膜法，不能归属于投料活质，其本质上仍属于生物膜法，不能归属于投料活性污泥法。性污泥法。9二、多孔悬浮载体活性污泥法二、多孔悬浮载体活性污泥法 工艺原理工艺原理 向曝气池中投加数量众多的多孔泡沫块（或球），使其在曝向曝气池中投加数量众多的多孔泡沫块（或球），使其在曝气池体积约气池体积约15%15%50%50%，有的甚至达，有的甚至达75%75%。这些多孔泡沫块为。这些多孔泡沫块为曝气池中的微生物提供了大量可供栖息的表面积，在较短时曝气池中的微生物提供了大量可供栖息的表面积，在较短时间里许多微生物就附着于其表面及孔隙中

11、。有的泡沫块的生间里许多微生物就附着于其表面及孔隙中。有的泡沫块的生物量可达物量可达100100150mg/150mg/块，使池内生物量大为增加。块，使池内生物量大为增加。 据资料介绍，附着于多孔塑料泡沫块的生物量可达据资料介绍，附着于多孔塑料泡沫块的生物量可达101018g/L18g/L，最大达，最大达30 g/L30 g/L；呈悬浮状的生物量达；呈悬浮状的生物量达4 47g/L7g/L。由于。由于泡沫块仅占部分曝气池的体积，故整个系统仍属活性污泥法泡沫块仅占部分曝气池的体积，故整个系统仍属活性污泥法系统。由于系统内总的生物量剧增，因此，改变了系统内的系统。由于系统内总的生物量剧增，因此，改

12、变了系统内的微生物种类、存在方式及基质的分配与传质方式，大大提高微生物种类、存在方式及基质的分配与传质方式，大大提高了耐受负荷的能力，提高了净化效率，延长了污泥龄，完善了耐受负荷的能力，提高了净化效率，延长了污泥龄，完善了净化过程，使出水水质变得更好。了净化过程，使出水水质变得更好。 10发展与分类发展与分类 从从2020世纪世纪7070年代末，先后开发了三种比较年代末，先后开发了三种比较成熟的多孔悬浮载体系统。成熟的多孔悬浮载体系统。 CaptorCaptor工艺；工艺； LinporLinpor工艺；工艺； 多孔球形载体工艺。多孔球形载体工艺。11CaptorCaptor工艺工艺 该工艺由

13、英国该工艺由英国B.AtkinsonB.Atkinson等人（曼彻斯特科技研究所）于等人（曼彻斯特科技研究所）于19791979年开始研究，英国年开始研究，英国Simon-HartleySimon-Hartley公司及美国公司及美国Ashbrook-Simon-HartleyAshbrook-Simon-Hartley公司实行生产化。公司实行生产化。 该工艺采用的载体为多孔泡沫块，含孔隙尺寸该工艺采用的载体为多孔泡沫块，含孔隙尺寸850850m m，向，向曝所池投加量约曝所池投加量约20000200007000070000个个/m/m3 3，约占曝气池体积的，约占曝气池体积的15%15%75%

14、75%，每个泡沫块的生物量可达，每个泡沫块的生物量可达100100150mg150mg，池内附，池内附着型微生物浓度可达着型微生物浓度可达7 79g/L9g/L。运行过程中不断将泡沫块利。运行过程中不断将泡沫块利用空气提升至专用设备，用压力滚筒挤压泡沫块，将过量用空气提升至专用设备，用压力滚筒挤压泡沫块，将过量污泥挤出并排出系统，故不必设二沉地池与污泥回流系统。污泥挤出并排出系统，故不必设二沉地池与污泥回流系统。 试验及应用结果表明，试验及应用结果表明，CaptorCaptor系统并不十分成功，出水中系统并不十分成功，出水中SSSS含量高，含量高，SSSS及及BODBOD5 5去除率不高，一般

15、不能达到预期出水水去除率不高，一般不能达到预期出水水质要求，除非后置砂滤装置，方可以提高出水水质。质要求，除非后置砂滤装置，方可以提高出水水质。 12LinporLinpor工艺工艺 LinporLinpor工艺是德国工艺是德国LindeLinde公司的公司的M.R.MorperM.R.Morper（又说是（又说是A.G.LindeA.G.Linde）研究开发出的活性污泥法改进工艺，它）研究开发出的活性污泥法改进工艺，它与与CaptorCaptor工艺有相似之处，采用多孔悬浮泡沫块作工艺有相似之处，采用多孔悬浮泡沫块作为载体。该工艺按其不同功能可分为：为载体。该工艺按其不同功能可分为： Lin

16、porLinpor工艺，又分为工艺，又分为Linpor-CLinpor-C工艺、工艺、Linpor-C/NLinpor-C/N工工艺和艺和Linpor-NLinpor-N工艺；工艺； LindoxLindox工艺（多段纯氧曝气生物反应器工艺）；工艺（多段纯氧曝气生物反应器工艺）； LaranLaran工艺（厌氧固定床循环反应器工艺）；工艺（厌氧固定床循环反应器工艺）；1.1.MetexMetex工艺（生物吸附法去除重金属离子的处理工工艺（生物吸附法去除重金属离子的处理工艺）。艺）。13LinporLinpor工艺与工艺与CaptorCaptor工艺的区别工艺的区别 系统中不设二沉池及污泥回流系

17、统；系统中不设二沉池及污泥回流系统； 载体采用尺寸为载体采用尺寸为12mm12mm12mm12mm12mm12mm的多孔的多孔泡沫块，利用池内水流的紊动作用产生的泡沫块，利用池内水流的紊动作用产生的水力剪切以及回流量来调控生物量，无泡水力剪切以及回流量来调控生物量，无泡沫挤压装置。沫挤压装置。14Linpor-CLinpor-C型工艺流程型工艺流程15Linpor-C/NLinpor-C/N型工艺流程型工艺流程16我国的多孔悬浮载体活性污泥工艺我国的多孔悬浮载体活性污泥工艺 清华大学环境科学与工程系曾于清华大学环境科学与工程系曾于2020世纪世纪9090年代研究年代研究多孔悬浮载体活性污泥工艺

18、，采用聚氨酯泡沫载体，多孔悬浮载体活性污泥工艺，采用聚氨酯泡沫载体，技术参数如下：密度技术参数如下：密度202030kg/m30kg/m3 3，孔隙率，孔隙率90%90%，尺，尺寸寸5mm5mm5mm5mm5mm5mm，孔径，孔径1 11.5mm1.5mm，另一尺寸，另一尺寸15mm15mm15mm15mm15mm15mm，以资相比较。试验时投加不同，以资相比较。试验时投加不同量的载体进行对比，考察总生物量及附着相生物浓量的载体进行对比，考察总生物量及附着相生物浓度。度。 除清华大学外，还有其它环保公司采用多孔塑料球，除清华大学外，还有其它环保公司采用多孔塑料球，内空填充塑料细条缠绕体，以增加

19、附着相生物浓度。内空填充塑料细条缠绕体，以增加附着相生物浓度。曾在小型废水厂及旧厂改造时应用。曾在小型废水厂及旧厂改造时应用。17工艺特点与运行特点工艺特点与运行特点 国内外的科学研究与生产实践表明，多孔悬浮载体能使活国内外的科学研究与生产实践表明，多孔悬浮载体能使活性污泥法工艺性状大大改善，具体表现于以下诸方面：性污泥法工艺性状大大改善，具体表现于以下诸方面： 投加多孔悬浮载体可以提高活性污泥法反应器内的总生投加多孔悬浮载体可以提高活性污泥法反应器内的总生物量和附着相生物浓度，与此同时悬浮相生物浓度相对降物量和附着相生物浓度，与此同时悬浮相生物浓度相对降低。低。 LinporLinpor工艺

20、池内生物量状况是：附着于多孔悬浮载体的生工艺池内生物量状况是：附着于多孔悬浮载体的生物浓度高达物浓度高达101018 g/L18 g/L，最大曾达，最大曾达30 g/L30 g/L，悬浮相生物浓，悬浮相生物浓度为度为4 47g/L7g/L，池内总生物量大大增加，这样改变了系统内，池内总生物量大大增加，这样改变了系统内微生物的存在方式，附着型生长的微生物的大量出现，使微生物的存在方式，附着型生长的微生物的大量出现，使生物相系统有着巨大变化。传统活性污泥法系统较易孳生生物相系统有着巨大变化。传统活性污泥法系统较易孳生的丝状菌可被载体吸附于其孔隙内或表面，载体的孔隙及的丝状菌可被载体吸附于其孔隙内或

21、表面，载体的孔隙及其表面的粗糙状况决定了其对丝状菌的捕获能力。这样，其表面的粗糙状况决定了其对丝状菌的捕获能力。这样，既能发挥丝状菌的强大净化能力，又能控制污泥膨胀及污既能发挥丝状菌的强大净化能力，又能控制污泥膨胀及污泥上浮、流失给系统正常运行带来的巨大危害。泥上浮、流失给系统正常运行带来的巨大危害。18载体投加量与载体上的附着生物量有紧密关系。载体投加量越大，载体投加量与载体上的附着生物量有紧密关系。载体投加量越大，系统中附着生物量越高，但单个载体附着生物量则下降。系统中附着生物量越高，但单个载体附着生物量则下降。有机负荷对两种生物相浓度影响颇大。有机负荷增高，系统内总附有机负荷对两种生物相

22、浓度影响颇大。有机负荷增高，系统内总附着型生物量及单位载体上附着的生物量均增加，而悬浮相生物则相对着型生物量及单位载体上附着的生物量均增加，而悬浮相生物则相对减少。减少。改变了系统内基质的分配及传质状况，附着型生物与悬浮型生物的改变了系统内基质的分配及传质状况，附着型生物与悬浮型生物的传质与生物降解作用是有所不同的。传质与生物降解作用是有所不同的。投加载体能防止活性污泥法系统的污泥沉降性能的恶化，反应器的投加载体能防止活性污泥法系统的污泥沉降性能的恶化，反应器的生物浓度及出水水质不像传统活性污泥法对二沉池工况那样具有较大生物浓度及出水水质不像传统活性污泥法对二沉池工况那样具有较大敏感性与依赖性

23、。敏感性与依赖性。系统内悬浮型生物相的吸氧速率有所降低。系统内悬浮型生物相的吸氧速率有所降低。延长了系统内微生物的滞留时间，即污泥龄得到延长，有助于硝化延长了系统内微生物的滞留时间，即污泥龄得到延长，有助于硝化反应及氨氮的去除率。反应及氨氮的去除率。19带来的两个关键的改进带来的两个关键的改进 载体投加法的活性污泥系统的处理能力显载体投加法的活性污泥系统的处理能力显著提高，抗冲击负荷（水量、水质的波动）著提高，抗冲击负荷（水量、水质的波动）的能力也显著提高。的能力也显著提高。 载体投加法不仅能应用于新的废水处理厂载体投加法不仅能应用于新的废水处理厂的建设，而且也适宜于老废水处理厂的扩的建设，而

24、且也适宜于老废水处理厂的扩建改造，工程量小，投资省，却能大大扩建改造，工程量小，投资省，却能大大扩展处理能力。展处理能力。 20工程应用实例工程应用实例 多孔悬浮泡沫块载体应用于活性污泥系统，以多孔悬浮泡沫块载体应用于活性污泥系统，以LinporLinpor工艺最为成熟，应用甚广；工艺最为成熟，应用甚广； 此外，芬兰的此外，芬兰的ValmetValmet公司也开发、应用了此类技公司也开发、应用了此类技术，其填料的比表面积高达术，其填料的比表面积高达380m380m2 2/(m/(m3 3填料）。填填料）。填料由特殊塑料制成，使用寿命为料由特殊塑料制成，使用寿命为2020年，不需更换，年，不需更

25、换，不需反冲洗，具有明显优越性。不需反冲洗，具有明显优越性。 在欧洲已建在欧洲已建120120多座采用该工艺技术的废水处理厂。多座采用该工艺技术的废水处理厂。21LinporLinpor工艺处理各类废水的推广应工艺处理各类废水的推广应用用22三、投加混凝剂（或助凝剂）的活性污泥法工艺三、投加混凝剂（或助凝剂）的活性污泥法工艺 工艺原理 向活性污泥系统中投加化学药剂（无机混凝剂或高分子合成混凝剂），均能改变活性污泥的结构，增大絮体密度，改善污泥沉降性能与脱水性能，提高二沉池固液分离条件，缩小二沉池容积及占地面积，提高污泥处理能力，抑制污泥膨胀及上浮的不良现象。同时，与废水中磷酸盐结合生成不溶性盐

26、，有利于磷从废水中去除而进入污泥，并随污泥外排，其作用机理如下： 由于废水中含一定量碱度（一般为100150mg/L），于是： 因此，投加混凝剂是增强脱磷的重要对策之一。过程中生成的不溶性磷酸盐随Al（OH）3或Fe(OH)3絮凝体一起沉降去除。 24434342322)(SOAlPOPOSOAlClFePOPOFeCl3434323332243334233)(363)(2)(6)(COClOHFeHCOFeClCOSOOHAlHCOSOAl23处理工艺处理工艺 混凝剂在活性污泥系统中投加的位置，对处理混凝剂在活性污泥系统中投加的位置，对处理过程及处理效率有重要影响作用，见图过程及处理效率有重

27、要影响作用，见图 245 5种可能的投加位置种可能的投加位置在初沉池出水，回流污泥流入之前；在初沉池出水，回流污泥流入之前；在初沉池出水，回流污泥流入之后；在初沉池出水，回流污泥流入之后；在初沉池出水流入曝气池内附近的地方；在初沉池出水流入曝气池内附近的地方；在曝气池流出口附近；在曝气池流出口附近；在曝气池出水流入终沉池的明渠中。在曝气池出水流入终沉池的明渠中。混凝剂的种类与最适宜添加的位置有密切关系。一般来说，硫酸混凝剂的种类与最适宜添加的位置有密切关系。一般来说，硫酸铝的最适宜投加位置为曝气池的流出口附近（铝的最适宜投加位置为曝气池的流出口附近（4 4），而三氯化），而三氯化铁则在初沉池流

28、入曝气池内的附近地方（铁则在初沉池流入曝气池内的附近地方（3 3）。这是因为硫酸）。这是因为硫酸铝投入曝气池入口附近，对磷的吸收较其他处更为有利。选择铝投入曝气池入口附近，对磷的吸收较其他处更为有利。选择合适的位置投加混凝剂，要考虑形成的絮体不致被破坏而使出合适的位置投加混凝剂，要考虑形成的絮体不致被破坏而使出水浑浊，同时合适的位置也能使混凝剂投药量节省，而功效显水浑浊，同时合适的位置也能使混凝剂投药量节省，而功效显著。著。25混凝剂的种类与选用及投配量混凝剂的种类与选用及投配量 混凝剂的种类很多，一般分为无机化学药剂及高分混凝剂的种类很多，一般分为无机化学药剂及高分子有机合成絮凝剂。在投药活

29、性污泥系统中最常用子有机合成絮凝剂。在投药活性污泥系统中最常用的为硫酸铝的为硫酸铝AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3及三氯化铁及三氯化铁(FeCl(FeCl3 3) )，次之则，次之则为石灰（为石灰（CaOCaO）等。）等。 混凝剂投加量对除磷、改善污泥沉降性和脱水性以混凝剂投加量对除磷、改善污泥沉降性和脱水性以及活性污泥法的处理效率有重要影响。一般都应经及活性污泥法的处理效率有重要影响。一般都应经过实验室试验（过实验室试验（batch testbatch test）来确定投加量，并经）来确定投加量，并经生产实践验证。应控制生产实践验证。应控制AlAl与与P P摩尔比摩尔比220 0

30、，FeFe与与P P摩尔比摩尔比220 0。通常废水中含。通常废水中含1mgP1mgP需需0.87mgAl0.87mgAl3+3+离离子，或子，或1.8mgFe1.8mgFe3+3+离子，离子，1mgAl1mgAl3+3+能生成能生成2.9mgAl(0H)2.9mgAl(0H)3 3 或或1.9mgFe(0H)1.9mgFe(0H)3 3。这些数据可在计。这些数据可在计算时参考使用。算时参考使用。26净化效果与污泥特性净化效果与污泥特性 日本学者曾对投加化学药剂的活性污泥法做过系列试验日本学者曾对投加化学药剂的活性污泥法做过系列试验研究。研究。 试验对象为生活污水，水质为试验对象为生活污水，水

31、质为BODBOD5 5109mg/L109mg/L，TP2.91mg/L,TP2.91mg/L,透明度透明度10.6CM10.6CM。曝气池。曝气池BODBOD5 5 负荷为负荷为0.21kg 0.21kg BODBOD5 5/(kgMLSSd)/(kgMLSSd)时时 ，不投加絮凝剂，出水，不投加絮凝剂，出水BODBOD5 510.3mg/L,TP2.06mg/L 10.3mg/L,TP2.06mg/L ，透明度，透明度79cm79cm。 投加投加Al100mg/LAl100mg/L时，时，TPTP降至降至0.06mg/L0.06mg/L；投加；投加Fe100mg/LFe100mg/L，TP

32、0.01mg/L,TP0.01mg/L,透明度透明度27cm;27cm;投加投加Al50mg/LAl50mg/L，出水，出水TP0.25mg/LTP0.25mg/L，而透明度大于，而透明度大于100cm100cm。 由此可见，投加不同混凝剂及投配量，对由此可见，投加不同混凝剂及投配量，对TPTP的去除以铁的去除以铁盐为最佳，但出水澄清则以铝盐为最佳，而且并不是投盐为最佳，但出水澄清则以铝盐为最佳，而且并不是投加量越大出水就越澄清。投加混凝剂的活性污泥法出水加量越大出水就越澄清。投加混凝剂的活性污泥法出水BODBOD5 5并不比对照组（不投加药剂）的好。并不比对照组（不投加药剂）的好。27 清华

33、大学环境系也曾对投加混凝剂对污染物清华大学环境系也曾对投加混凝剂对污染物的去除做过实验室试验，采用的药剂有钙盐的去除做过实验室试验，采用的药剂有钙盐（CaOCaO）及铁盐）及铁盐(FeCl(FeCl3 3) )。 投药法与不投药法相比，投药法与不投药法相比，CODCOD去除率略有提高，去除率略有提高，HRTHRT略可缩短（略可缩短（1 11 11 19h9h），耐冲击负荷），耐冲击负荷能力有所提高。而且，由于能力有所提高。而且，由于FePOFePO4 4和和CaCa1010(PO(PO4 4) )6 6(OH)(OH)2 2 等沉淀晶体的存在，在曝气等沉淀晶体的存在，在曝气池内出现了悬浮颗粒中

34、附着型生物的生长，池内出现了悬浮颗粒中附着型生物的生长，使净化能力及系统的稳定性有所提高。使净化能力及系统的稳定性有所提高。 28 投药法活性污泥工艺，对系统活性污泥生物的种类与数量投药法活性污泥工艺，对系统活性污泥生物的种类与数量均有明显影响。均有明显影响。 据日本研究，活性污泥生物总数：铝盐法（据日本研究，活性污泥生物总数：铝盐法（50mg/L50mg/L）为）为801801种；铝盐法（种；铝盐法（100mg/L100mg/L）为）为468468种，铁盐法（种，铁盐法（50mg/L50mg/L）为为154154种，铁盐法（种，铁盐法（100mg/L100mg/L）为）为613613种；不投

35、加药剂的活种；不投加药剂的活性污泥生物总数为性污泥生物总数为25672567种。种。 由此可见，投加药剂对活性污泥生物数具有削减作用，其由此可见，投加药剂对活性污泥生物数具有削减作用，其中铁盐（中铁盐（50mg/L50mg/L）影响最大。投加药剂，一方面对废水中）影响最大。投加药剂，一方面对废水中污染物，特别对污染物，特别对TPTP，有良好净化作用，另一方面促使了生，有良好净化作用，另一方面促使了生物种类的锐减，削弱了生物净化作用，这样一增一减，就物种类的锐减，削弱了生物净化作用，这样一增一减，就使投药法在使投药法在BODBOD5 5的去除上作用并不太显著，仅对的去除上作用并不太显著，仅对TP

36、TP的去除的去除有显著作用。有显著作用。 这可归结为：投药法活性污泥工艺削弱了系统的生化反应这可归结为：投药法活性污泥工艺削弱了系统的生化反应而加强了物化反应，此消彼长，应视废水性质及净化要求而加强了物化反应，此消彼长，应视废水性质及净化要求而选用。而选用。29投入絮凝剂活性污泥法对产沼气的影响投入絮凝剂活性污泥法对产沼气的影响30 铝盐投加量为50mg/L 及100mg/L ，铁盐投加量为50mg/L 及100mg/L 。 投加铝盐及铁盐对活性污泥厌氧消化时的沼气产生量有削减作用，不投加药剂的活性污泥的产气量最高，而Al50mg/L 次之，Al100mg/L 又次之，Fe 50mg/L及Fe

37、100mg/L 最次之。 其削减影响在于对污泥厌氧消化过程中有机酸的蓄积有不良影响，因而导致沼气量的削减。31工程实例工程实例 德国巴伐利亚州博登湖畔的德国巴伐利亚州博登湖畔的Dallars RoadDallars Road废水处理厂；废水处理厂； 日本名古屋市西山废水处理厂。日本名古屋市西山废水处理厂。32投加微生物絮凝剂的活性污泥工艺投加微生物絮凝剂的活性污泥工艺 利用现代生物技术，采用能分泌絮凝物质的微生物，从其利用现代生物技术，采用能分泌絮凝物质的微生物，从其本身或分泌物中提取的絮凝剂，称为微生物絮凝剂。该种本身或分泌物中提取的絮凝剂，称为微生物絮凝剂。该种新型絮凝剂与无机絮凝剂、无机

38、高分子絮凝剂以及合成有新型絮凝剂与无机絮凝剂、无机高分子絮凝剂以及合成有机高分子絮凝剂不同，它是可以生物降解的，无二次污染机高分子絮凝剂不同，它是可以生物降解的，无二次污染（而（而AlAl3+3+、FeFe3+3+等金属产生二次污染），因此，是安全、等金属产生二次污染），因此，是安全、可靠的。可靠的。 据国内外研究发现的具有絮凝性的微生物种类有据国内外研究发现的具有絮凝性的微生物种类有2020余种。余种。33具有絮凝性微生物种类具有絮凝性微生物种类34 拟表霉属菌拟表霉属菌PaecilomycesPaecilomyces sp.I.1 sp.I.1型微生物，它所产型微生物，它所产生的微生物絮凝

39、剂对枯草杆菌、大肠杆菌、啤酒酵生的微生物絮凝剂对枯草杆菌、大肠杆菌、啤酒酵母、血红细胞、活性污泥、硅藻土、纤维素、活性母、血红细胞、活性污泥、硅藻土、纤维素、活性炭、氧化铝等均有良好的絮凝效果。炭、氧化铝等均有良好的絮凝效果。 而红平红球菌而红平红球菌Rhodococcus erythropolisRhodococcus erythropolis，科学家，科学家认为它所生产的微生物絮凝剂，对大肠杆菌、酵母、认为它所生产的微生物絮凝剂，对大肠杆菌、酵母、泥浆水、河水、粉煤灰水、活性炭粉水、纸浆造纸泥浆水、河水、粉煤灰水、活性炭粉水、纸浆造纸废水、膨胀污泥等均具有极好的絮凝性与脱色效果。废水、膨胀

40、污泥等均具有极好的絮凝性与脱色效果。 微生物絮凝剂也同其它絮凝剂一样，既能单独使用，微生物絮凝剂也同其它絮凝剂一样，既能单独使用，用于废水及污泥处理，也能投入活性污泥系统，强用于废水及污泥处理，也能投入活性污泥系统，强化系统的处理效果，改善污泥性能，控制污泥膨胀。化系统的处理效果，改善污泥性能，控制污泥膨胀。所以说，它是一种有宽广应用前途的药剂与工艺技所以说，它是一种有宽广应用前途的药剂与工艺技术。术。35微生物絮凝剂的特点和作用机制微生物絮凝剂的特点和作用机制微生物产生的絮凝剂的相对分子质量多在微生物产生的絮凝剂的相对分子质量多在101010104 4以上，有的达以上，有的达20020010

41、104 4，因此，也可说是一种天然的高分子絮凝剂。因此，也可说是一种天然的高分子絮凝剂。在反应过程中，絮凝剂的大分子通过离子键、氢键与范德华力，将水中的在反应过程中，絮凝剂的大分子通过离子键、氢键与范德华力，将水中的胶体颗粒吸附，颗粒被絮凝剂吸附、连接在一起，形成胶体颗粒吸附，颗粒被絮凝剂吸附、连接在一起，形成“架桥架桥”现象。这现象。这是对微生物絮凝剂的絮凝机制最常解释的一种理论。这种被架桥而凝集在是对微生物絮凝剂的絮凝机制最常解释的一种理论。这种被架桥而凝集在一起的胶体颗粒与絮凝剂在一起形成网状结构，质量不断增加，藉重力而一起的胶体颗粒与絮凝剂在一起形成网状结构，质量不断增加，藉重力而下沉

42、，进行固液分离。有的科学家利用电子显微镜显示出微生物絮凝的图下沉，进行固液分离。有的科学家利用电子显微镜显示出微生物絮凝的图像：聚合细菌间由细胞外聚合物搭桥相连接，在其失稳情况下形成絮凝体像：聚合细菌间由细胞外聚合物搭桥相连接，在其失稳情况下形成絮凝体从水中沉降而分离。一般来说，微生物絮凝剂的分子质量越大，则絮凝活从水中沉降而分离。一般来说，微生物絮凝剂的分子质量越大，则絮凝活性越高，絮凝效果越佳。性越高，絮凝效果越佳。如今，微生物絮凝剂正处于开发阶段，其实际应用实例及数据并不太多，如今，微生物絮凝剂正处于开发阶段，其实际应用实例及数据并不太多，而将其作为投料，将微生物絮凝剂投加入活性污泥系统

43、中去，则刚刚开始。而将其作为投料，将微生物絮凝剂投加入活性污泥系统中去，则刚刚开始。36微生物絮凝剂的应用微生物絮凝剂的应用 在传统的活性污泥工艺处理废水的过程中，常会发在传统的活性污泥工艺处理废水的过程中，常会发生污泥膨胀，从而影响处理效率及过程的正常运行，生污泥膨胀，从而影响处理效率及过程的正常运行，严重时可能导致工艺的失败，投加微生物絮凝剂可严重时可能导致工艺的失败，投加微生物絮凝剂可以降低沉降系数，消除污泥膨胀危害；以降低沉降系数，消除污泥膨胀危害； 传统的活性污泥法对色度高的废水难于脱色，特别传统的活性污泥法对色度高的废水难于脱色，特别是对那些可溶性色素更是甚难脱色，使出水色度高，是

44、对那些可溶性色素更是甚难脱色，使出水色度高，投加微生物絮凝剂可以高效的脱色；投加微生物絮凝剂可以高效的脱色； 通过分子生物学技术，微生物絮凝剂将会得到很快通过分子生物学技术，微生物絮凝剂将会得到很快的发展和更多的应用。的发展和更多的应用。37四、投加细颗粒流动载体的活性污泥工艺四、投加细颗粒流动载体的活性污泥工艺 向活性污泥系统投加细颗粒流动载体，具有向活性污泥系统投加细颗粒流动载体，具有流动性好、不堵塞、传质效果好等优点。该流动性好、不堵塞、传质效果好等优点。该类载体有：类载体有： 粉末活性炭；粉末活性炭； 砂粒；砂粒； 粉煤灰；粉煤灰； 陶粒；陶粒； 细小塑料颗粒等。细小塑料颗粒等。38

45、清华大学环境系曾进行载体选择研究，对载体的挂膜难易、清华大学环境系曾进行载体选择研究，对载体的挂膜难易、膜厚、流化难易等指标进行了试验比较。膜厚、流化难易等指标进行了试验比较。 采用陶粒，粒径采用陶粒，粒径0.20.20.5mm0.5mm，流化较难，投加，流化较难，投加28d28d开始挂开始挂膜，最大膜厚膜，最大膜厚90m90m，载体无流失状况；粒径，载体无流失状况；粒径0.70.71.0mm1.0mm，流化极难，投加流化极难，投加22d22d开始挂膜，载体不流失。开始挂膜，载体不流失。 当采用粉煤灰时，粒径当采用粉煤灰时，粒径0.20.20.5mm0.5mm，流化容易，投加，流化容易，投加2

46、5d25d开始挂膜，最大膜厚开始挂膜，最大膜厚112m112m，载体易流失。，载体易流失。 载体的密度和粒径对流化状态影响颇大，试验结果表明，载体的密度和粒径对流化状态影响颇大，试验结果表明，粉煤灰及陶粒皆不适宜用作向活性污泥系统投料的载体。粉煤灰及陶粒皆不适宜用作向活性污泥系统投料的载体。39投加粉末活性炭的活性污泥工艺投加粉末活性炭的活性污泥工艺 工艺的先进性工艺的先进性 2020世纪世纪60607070年代国外开发出粉末活性炭（年代国外开发出粉末活性炭（PACPAC）投加到活）投加到活性污泥系统的（曝气池中）混合液中去的工艺，显示出许性污泥系统的（曝气池中）混合液中去的工艺，显示出许多优

47、点：多优点：利用粉末活性炭的吸附作用，提高利用粉末活性炭的吸附作用，提高BODBOD5 5和和CODCOD（TOCTOC）的去除）的去除率，改善污泥沉降性能；率，改善污泥沉降性能；提高对色素、难生物降解污染物和多类毒物的去除率；提高对色素、难生物降解污染物和多类毒物的去除率；能吸附去除废水中的洗涤剂，减少了曝气池液面上的泡沫及能吸附去除废水中的洗涤剂，减少了曝气池液面上的泡沫及其危害；其危害；提高曝气池抗击有机污染物负荷及水力负荷波动变化的适应提高曝气池抗击有机污染物负荷及水力负荷波动变化的适应能力，使运行稳定安全，出水水质均匀；能力，使运行稳定安全，出水水质均匀；能降低能降低SVISVI，消

48、除污泥膨胀，污泥沉降性能改善；，消除污泥膨胀，污泥沉降性能改善；能延长活性污泥系统的污泥龄，使硝化作用更完善；能延长活性污泥系统的污泥龄，使硝化作用更完善；粉末活性炭加活性污泥在沉淀地的沉降速率比单纯活性污泥粉末活性炭加活性污泥在沉淀地的沉降速率比单纯活性污泥要大，这样提高了固液分离效率，使出水水质更佳。要大，这样提高了固液分离效率，使出水水质更佳。40粉末活性炭的投加方法粉末活性炭的投加方法干式投加干式投加 将干粉状的粉末活性炭投加到将干粉状的粉末活性炭投加到活性污泥曝气池中去。活性污泥曝气池中去。浆式投加浆式投加 将粉末活性炭制成浆状，然后将粉末活性炭制成浆状，然后投加到曝气池中去。投加到

49、曝气池中去。 两种投加方式的效果是基本一样的。两种投加方式的效果是基本一样的。41粉末活性炭投加方法示意图粉末活性炭投加方法示意图42投加步骤投加步骤 第一周内，投加足够的活性炭粉末，使系统内第一周内，投加足够的活性炭粉末，使系统内MLVSSMLVSS增加增加25%25%（炭也以（炭也以VSSVSS计量）；计量）； 在第在第2 2周内，继续保持此平，而活性炭粉末投加量仅周内，继续保持此平，而活性炭粉末投加量仅能弥补排放剩作活性污泥时流失的炭量即可；能弥补排放剩作活性污泥时流失的炭量即可； 这样连续运行，以这样连续运行，以2 2周为一周期，重复运行，直到出周为一周期，重复运行，直到出水水质达到预

50、期目标为止。水水质达到预期目标为止。MLVSSMLVSS增加量多寡，是决增加量多寡，是决定出水水质的重要影响因素，如增加定出水水质的重要影响因素，如增加25%25%，不足以达，不足以达到预期目的的要求，则应继续加大投炭量。到预期目的的要求，则应继续加大投炭量。 美国杜邦公司曾用粉末活性炭投加活性污泥法系统美国杜邦公司曾用粉末活性炭投加活性污泥法系统做过试验研究，后用于新泽西州悌普怀特市废水处做过试验研究，后用于新泽西州悌普怀特市废水处理厂（流量理厂（流量113500m113500m3 3/d/d）处理工业废水。）处理工业废水。43PAC-AS工艺流程与设计及运行参数44PAC-ASPAC-AS

51、工艺系统的若干工艺设计与运行参数工艺系统的若干工艺设计与运行参数 SRT 5SRT 520 d;20 d; MLSS 15000MLSS 1500020000 mg/L;20000 mg/L; PACPAC投加量投加量 505030000 mg/L30000 mg/L 事实上事实上PACPAC的投加量与欲处理的废水性质有密切关系，的投加量与欲处理的废水性质有密切关系，例如向有机化工废水投加例如向有机化工废水投加PAC250 mg/LPAC250 mg/L，进水溶解性，进水溶解性BODBOD5 5460 mg/L460 mg/L，出水为，出水为26 mg/L26 mg/L，去除率达，去除率达94

52、.3%94.3%。但。但是，对溶解性是，对溶解性TOCTOC，进水，进水380 mg/L380 mg/L，即使投加，即使投加PAC1000 mg/LPAC1000 mg/L，出水仍高达，出水仍高达70mg/L70mg/L，去除率仅，去除率仅81.6%81.6%。 W.W.EckenfelderW.W.Eckenfelder等人曾用等人曾用PACPAC对染料废水进行脱色对染料废水进行脱色处理，对有机化学工业废水进行去除重金属处理，用处理，对有机化学工业废水进行去除重金属处理，用PACPAC降低有机化学工业废水的毒性，并用降低有机化学工业废水的毒性，并用PACPAC处理废水处理废水中的氨氮。中的氨

53、氮。45粉末活性炭的再生回用粉末活性炭的再生回用 PAC-ASPAC-AS系统的系统的PACPAC，是一种含有有机物的废炭湿污泥，它可通过有效的措施，是一种含有有机物的废炭湿污泥，它可通过有效的措施再生后回用。再生后回用。ZimproZimpro公司开发的湿式氧化法，即为其中的一种方法。废炭浆含公司开发的湿式氧化法，即为其中的一种方法。废炭浆含TSTS约约6%6%8%8%，用泵将浆液与空气一起先通过热交换器，送入反应器，在一定的工作温度与用泵将浆液与空气一起先通过热交换器，送入反应器，在一定的工作温度与压力下，被压力下，被PACPAC吸收的有机物被氧化，从吸收的有机物被氧化，从PACPAC上除

54、去，上除去，PACPAC得到再生。再生的得到再生。再生的PACPAC通过热交换器将热传输给新进浆液，以回收热能，每个再生周期通过热交换器将热传输给新进浆液，以回收热能，每个再生周期PACPAC的损的损耗估计为耗估计为5%5%。另一种再生方法为威特斯特法柯公司开发的方法（美国专利另一种再生方法为威特斯特法柯公司开发的方法（美国专利36477163647716），在），在2020世纪世纪7070年代用于美国弗吉尼亚州考文垂的玉米糖浆炼制厂。采用年代用于美国弗吉尼亚州考文垂的玉米糖浆炼制厂。采用PAC-ASPAC-AS法，法，每日需再生的每日需再生的PACPAC为为10t10t。该再生系统的示意图如图。该再生系统的示意图如图9-139-13所示。炭受氧化空气所示。炭受氧化空气（或蒸汽）气流作用呈分散、悬浮状态，进入再生炉，在高温下使有机物或（或蒸汽）气流作用呈分散、悬浮状态，进入再生炉，在高温下使有机物或挥发或燃烧，使挥发或燃烧，使PACPAC活化。活化。46采用湿式空气氧化的粉炭生物物理法采用湿式空气氧化的粉炭生物物理法47威特斯特法柯公司炭再生系统示意威特斯特法柯公司炭再生系统示意48投加其它小颗粒介质载体的活性污泥工艺投加其它小颗粒