活性污泥法的发展和演变.doc

1、活性污泥法的发展和演变传统的活性污泥法或称普通活性污泥法，经不断发展，已有多种运行方式。1. 渐减曝气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。 因此 等距离均量地布置扩散器是不合理的。 实际情况是：前半段氧远远不够，后半段 供氧超过需要。渐减曝气的目的就是合理的布置扩散器， 使布气沿程变化，而总 的空气用量不变，这样可以提高处理效率。2. 分步曝气在30年代，纽约市污水厂的曝气池空气量供应不足，厂总工程师把入流的 一部分从池端引到池的中部分点进水，见（图6-10），解决了问题。使同样的空 气量，同样的池子，得到了较高的处理效率。3. 完全混合法美国1950年以前建造的曝气

2、池全是狭长的条形池，按推流设计。由于前段 需氧量很大，因而通过渐减曝气池来解决。但是，一般池子只有中段（约全长的 1/3处）需氧速率与氧传递速率配合的比较好一些，见 （图6-11）。在池的前段， 因食料多，微生物的生长率高，需氧率也就很大，因而即使渐减曝气也不能根本 解决问题，实际的需氧速率受供氧速率控制和制约。 图中需氧和供氧率之间池前 后两块面积应相等。这样的供氧和需氧情况，当受到冲击负荷时，前段阴影面积扩大，后段阴影 面积缩小，严重时，后段面积全部消失，出现全池缺氧情况。从上面二种运行方式看，传统活性污泥法的重要矛盾是供氧和需氧的矛盾， 为了解决这个矛盾，渐减曝气是通过布气的方法来改善，

3、 分步曝气则是通过进水 分配的均匀性上来改善。为了根本上改善长条形池子中混合液不均匀的状态，在分步曝气的基础上， 进一步大大增加进水点，同时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，它就是完全混合的概念，见（图6-12）。在完全混合法的曝气池中，需氧速率和供 氧速率的矛盾在全池得到了平衡，因而完全混合法有如下特征： 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； 人流出现冲击负荷时，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，而不是象推流中仅仅由部分回流污泥来承担。 因而完全混合 池从某种意义上来讲，是一个大的缓冲器和均和池。它不仅能缓和有机负荷的冲 击，也

4、减少有毒物质的影响，在工业污水的处理中有一定优点； 池液里各个部分的需氧率比较均匀。为适应完全混和的需要，机械曝气的圆形池子也得到了发展。 机械曝气器很 象搅拌机，而圆形池子便于完全混合。4. 浅层曝气1953 年,派斯维尔（Pasveer）曾计算并测定氧在10C静止水中的传递特性， 如图14-25所示。他发现了气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率最大的特点。在水的浅层处用大量空气进行曝气，就可获得较高的氧传递速率。为了使液流保持一 定的环流速率，将空气扩散器分布在曝气池相当部分的宽度上，并设一条纵墙， 将水池分为二部分，迫使曝气时液体形成环流。根据联邦德国埃姆歇实验站的测定结果，深度与单位能量吸氧

5、率的关系见 （图6-13）。因而扩散器的深度放置在水面以下 0.60.8m范围为宜，此时与常 规深度的曝气池相比，可以节省动力费用。此外，由于风压减小，风量增加，可 以用一般的离心鼓风机。浅层曝气池水深为34m以浅者为好。深宽比在1.0-1.3之间，供气量为 3040 m3/3 （水） h,风压lOkPa左右，动力效率可达1.8-2.6kg02/kW h。浅层曝气与一般曝气相比，空气量是增大，但风压仅为一般曝气的1/31/4，故电耗并不增加而略有下降。浅层池适用于中小型规模的污水厂。但由于 布气系统进行维修上的困难，没有得到推广应用。5. 深层曝气曝气池的经济深度是按基建费和运行费用来决定的。

6、根据长期的经验，并经过多方面的技术经济比较，经济深度一般为 45m但随着城市的发展，普遍感 到用地紧张，为了节约用地，从 60年代开始，研究发展了深层曝气法。一般深层曝气池水深可达1020m 70年代以来，国外又发展了超深层曝气 法，又称竖井或深井曝气，水深竟达 150-300m,大大节省了用地面积。同时由 于水深大幅度增加，可以促进氧传递速率，从而提高了曝气池处理污水的负荷。 但对深层曝气的特性和经济效果，还不能说已十分清楚。深井曝气法的实际装置直径为1.06.0m，深度为50-150m=井中分隔成两 个部分，一面为下降管，另一面为上升管。污水及污泥从下降管导入，由上升管 排出。在深井靠地面

7、的井颈部分，局部扩大，以排除部分气体。经处理后的混合 液，先经真空脱气（也可以加一个小的曝气池代替真空脱气，并充分利用混合液中的溶解氧），再经二次沉淀池固液分离。混合液也可用气浮法进行固液分离。 （图6-14a）为深井曝气法处理流程。在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。采用空气循环的方法是启动 时先在上升管中比较浅的部位输入空气，使液流开始循环，待液流完全循环后， 再在下降管中逐步供给空气。液流在下降管中与输入的空气一起，经过深井底部 流人上升管中，并从井颈顶管排出，并释放部分空气。由于下降管和上升管的气 液混合物存在着密度差，故促使液流保持不断循环。深井曝气池简图见（图6-14b）。深

8、井曝气法中，活性污泥经受压力的变化较大，有时加压，有时减压，实践 表明这时微生物的活性和代谢能力并无异常变化。但合成和能量的分配有一定变 化，运行中发现二氧化碳的量比常规曝气多30%污泥产量低。深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使 KI。值增大，同时气液接 触时间增长，溶解氧的饱和浓度也由深度的增加而增加。 国外已建成了几十个深 井曝气处理厂。国内也正在开展研究。但是，当井壁腐蚀或受损时污水是否会通 过井壁渗透，污染地下水，这个问题必须严肃认真地对待。6. 高负荷曝气或变型曝气有些污水厂只需要部分处理，因此产生了高负荷曝气法。曝气池中的MLSS 约300500mg/L，曝气的时间比较短，

9、约23h，处理效率仅约65流右，有别 于传统的活性污泥法，故常称变型曝气。7. 克劳斯（Kraus）法美国有一酿造厂，污水的碳水化合物含量有时特别高， 给城市污水厂的运行 造成很大困难，常引起污泥膨胀。膨胀的活性污泥不易在二次沉淀池中沉淀， 而 随水流带走，不仅降低了出水水质，而且造成回流污泥量不足，进而降低了曝气 池中混合液悬浮固体浓度。如不及时采取措施加以解决，就会使系统中的活性污 泥愈来愈少，从根本上破坏曝气池的运行。克劳斯工程师把厌氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝气， 然后再进入曝 气池，成功地克服了高碳水化合物的污泥膨胀问题。 这个过程称为克劳斯法。消 化池上清液中富有氨氮，可以供

10、应大量碳水化合物代谢所需的氮。 此外，消化池 上清液挟带的消化污泥比重较大，有改善混合液沉淀性能的功效。8. 延时曝气延时曝气在40年代末到50年代初在美国流行起来。特点是曝气时间很长， 达24h甚至更长，MLSS5高，达到3 000-6 000mg/L,活性污泥在时间和空间上 部分处于内源呼吸状态，剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放。适用于污 水量很小的场合，最先是牛奶场，后来用于村庄和风景区、旅社等。近年来，国 内用于高层建筑生活污水处理。设备可用钢板装配，由厂商供应。对于不是24h连续来水的场合，常常不设沉淀池而采用间歇运行方式，例如20h曝气和进水，2h沉淀，2h放空，再运行。也有

11、曝气池和二沉池合建的。9. 接触稳定法50 年代德克萨斯州奥斯汀（Austin ）城的污水厂由于水量增加，需要扩建。 虽然另有空地，但地价昂贵，因而没有扩建的可能性，不得不另找它法。在实验室里，用活性污泥法处理生活污水时，混合液中液体部分的BOD下降有一定的规律。如果测定BOD寸的取样间隔时间较长，例如每隔1h取样一次， 那么所得的BOD下降曲线是光滑的，如图14-29的实线所示，表明池液中的反 应接近于一级反应。但是，缩短取样间隔时，发现在运行开始后的第一小时内， BOD值有一个迅速下降而后又逐渐回升的现象，见（图6-15）中虚线。而且这个短暂过程中BOD的最低值与曝气数小时后的BOO基本相

12、同，其值相当低。禾U 用这一事实，把曝气时间缩短为 1545win （MLSS为2 000 mg/L），取得了 BOD 相当低的出水。但是，回流污泥丧失了活性，其降低污水中BOD的能力下降了。于是把回流污泥与人流的城市污水汇合之前预先进行充分曝气，这样即可恢复它的活性。在适当改变原曝气池的出人口位置和增添扩散板面积后，只用了原池一半容积，就解决了超负荷问题。但是，每月总有一天出水质量不好，调查研究后发现这一天是城内牛奶场的 清洗日。牛奶场污水BOD很高而SS不高。这启示了 ：混合液曝气过程中第一阶 段BOD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

13、接触稳定法，也叫吸附再生法，混合液的曝气完成了 吸附作用，回流污泥的曝气完成稳定作用（恢复活性）。此外，还发现：这一方法直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流水效 果好，初沉池可以不用；剩余污泥量增加了。结果，在改造曝气池时，只增添 了空气供应设备的污泥处理设备。接触稳定法的流程简图（ 图6-16）如下。实际上，再生池和吸附池可合建，用墙隔开。在接触稳定法中，回流污泥浓 缩（由2000mg/L变成8000mg/L）再曝气稳定，池容积节省了，或者说，同样的 池子增加了处理能力。在50年代开发的氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式（如 图6-17所示）， 它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装

14、置。曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，取得曝气和搅拌两个作用，沟中混合液流速约为0.3-0.6m/s，使活性污泥呈悬浮状态（图6-18）示的是一种典型的氧化沟-卡罗塞 式氧化沟，它是由荷兰DHV公司于60年代开发的使用很广泛的一种氧化沟，如 我国昆明兰花沟污水处理厂，桂林市东区污水处理厂及上海龙华肉联厂的废水处 理都采用这种形式的氧化沟，它不但可以达到95鸠上的BOD去除率，还可同时 达到部分脱氮除磷的目的。80 年代初，美国开发了将二次沉淀池设置在氧化沟中的合建式氧化沟，（图6-19）所示的是一种典型的合建式氧化沟一一 BMTS型,即在沟内截出一个区段作 为沉淀区，两侧设隔板，沉淀区底部

15、设一排呈三角形的导流板，混合液的一部分从导流板间隙上升进入沉淀区，沉淀的污泥也通过导流板回流到氧化沟， 出水由 设于水面的集水管排出。因省去二沉池，故节省占地，更易于管理。11. 纯氧曝气以纯氧代替空气，可以提高生物处理的速度。纯氧曝气采用密闭的池子。曝 气时间较短，约1.53.0h，MLSS较高，约4000-8000mg/L。因而二沉池的运行 要注意。纯氧曝气池的构造见（图6-20）。厂商推广纯氧曝气池的主要论点之一是：氧的纯度达98%在密闭的容器中， 溶解氧饱和浓度可提高，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，污泥的沉淀性能也好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生物的

16、性 质，但使微生物充分发挥了作用。纯氧曝气的缺点主要是纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，运转管理较麻烦。水池顶部必须密闭不漏气，结构要求高，施工要特别小心。如果进水中混入 大量易挥发的碳氢化合物，容易引起爆炸。同时生物代谢中生成的二氧化碳， 将 使气体中的二氧化碳分压上升，溶解于溶液中，会导致pH值的下降，妨碍生物处理的正常运行，影响处理效率。因而要适时排气和进行pH值的调节。12. 活性生物滤池（ABF工艺）（图6-21）为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的，又可以是并联的，但主要是串联。塔式滤池滤料表面 上附着很多活性污泥，因此滤料的材质和构造

17、不同于一般生物滤池。通常用耐腐 蚀的木板条做成栅状板，然后平放重叠起来。栅板与栅板之间留有一定间距，塔 高4-6m。塔的设计负荷率为3.2kg/ m 3 d,去除率约65%冬季处理效果较差， 和水温有关。塔的出流含氧量高达 6-8mg/L （20C），混合液需氧速率也高，随 废水浓度不同，可达 30-300mg/L h左右。这里的滤池也可以看作采用表面曝气特殊形式的曝气池，塔是一个强烈的充氧器。因而ABF可认为是一个复合式活性污泥法。污水流过滤池的时间不到1mi n,但由于滤料污泥层附着水的存在，实际上 污水的逗留时间要长得多。对ABF工艺国内外都作了一些研究，但对它的技术经 济和运行特性的研

18、究还不够充分。13. 吸附-生物降解工艺（AB法）70 年代，德国亚深工业大学的Boehnkg教授提出了吸附-生物降解工艺，简 称AB法，其工艺流程如（图6-22）所示。A级以高负荷或超高负荷运行（污泥负 荷2.0kg BOD/kgMLSSd）， B级以低负荷运行（污泥负荷一般为 0.10.3kg BODkgMLSS- d），A级曝气池停留时间短，3060min, B级停留2-4h。该系统 不设初沉池，A级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。该工艺处理效果稳定，具有抗冲击负荷、pH值变化的能力，在德国以及欧洲有广泛的应用。该工艺还可以根据经济实力进

19、行分期建设。例如，可先建A级，以削减污水中的大量有机物，达到优于一级处理的效果，等条件成熟，再建 B级以满足更高的处理要求。近年来，AB法在我国的青岛海泊河污水处理厂， 淄 博污水处理厂等有应用。14. 序批式活性污泥法（SBR法）序批式活性污泥法简称SBR法，是早期充排式反应器（Fill-Draw ）的一种 改进，比连续流活性污泥法出现得更早，但由于当时运行管理条件限制而被连续 流系统所取代。随着自动控制水平的提高，SBR法又引起人们的重新重视，并对 它进行了更加深入的研究与改进，自1985年我国第一座SBR处理设施在上海市 吴淞肉联厂投产运行以来，SBR工艺在国内已用于屠宰，缫丝，含酚，啤

20、酒，化 工试剂，鱼品加工，制药等工业污水和生活及城市污水的处理。传统活性污泥法的曝气池，在流态上届推流、在有机物降解方面也是沿着空 间而逐渐降解的。而SBR工艺的曝气池，在流态上属完全混合，在有机物降解上， 却是时间上的推流，有机物是随着时间的推移而被降解的。（图6-23）为SBR工艺的基本运行模式，其基本操作流程由进水，反应，沉淀，出水和闲置等五个基 本过程组成，从污水流人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。SBR工艺与连续流活性污泥工艺相比有一些优点，工艺系统组成简单 （图6-24）所示），不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无

21、污泥回流设备；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；反应推动力 大，易于得到优于连续流系统的出水水质； 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；污泥沉淀性能好，SVI值较低，能有效地防止丝状菌膨胀；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。II美文欣赏1、走过春的田野，趟过夏的激流，来到秋天就是安静祥和的世界。秋天，虽 没有玫瑰的芳香，却有秋菊的淡雅，没有繁花似锦，却有硕果累累。秋天，没有 夏日的激情，却有浪漫的温情，没有春的奔放，却有收获的喜悦。清风落叶舞秋 韵，枝头硕果醉秋容。秋天是甘美的酒，秋天是

22、壮丽的诗，秋天是动人的歌。2、人的一生就是一个储蓄的过程，在奋斗的时候储存了希望；在耕耘的时候 储存了一粒种子；在旅行的时候储存了风景；在微笑的时候储存了快乐。聪明的 人善于储蓄，在漫长而短暂的人生旅途中，学会储蓄每一个闪光的瞬间，然后用 它们酿成一杯美好的回忆，在四季的变幻与交替之间，散发浓香，珍藏一生！3、春天来了，我要把心灵放回萦绕柔肠的远方。让心灵长出北归大雁的翅膀，乘着吹动彩云的熏风，捧着湿润江南的霡霂，唱着荡漾晨舟的渔歌，沾着充盈夜 窗的芬芳，回到久别的家乡。我翻开解冻的泥土，挖出埋藏在这里的梦，让她沐 浴灿烂的阳光，.期待她慢慢.长出枝蔓，结下向往已久的真爱的.果实.。4、好好享

23、受生活吧，每个人都是幸福的。人生山一程，水一程，轻握一份懂 得，将牵挂折叠，将幸福尽收，带着明媚，温暖前行，只要心是温润的，再遥远 的路也会走的安然，回眸处，愿阳光时时明媚，愿生活处处晴好。5、漂然月色，时光随风远逝，悄然又到雨季，花，依旧美；心，依旧静。月 的柔情，夜懂；心的清澈，雨懂；你的深情，我懂。人生没有绝美，曾经习惯漂 浮的你我，曾几何时，向往一种平实的安定，风雨共度，淡然在心，凡尘远路， 彼此守护着心的旅程。沧桑不是自然，而是经历；幸福不是状态，而是感受。6、疏疏篱落，酒意消，惆怅多。阑珊灯火，映照旧阁。红粉朱唇，腔板欲与 谁歌？画脸粉色，凝眸着世间因果；未央歌舞，轮回着缘起缘落。

24、舞袖舒广青衣 薄，何似院落寂寞。风起，谁人轻叩我柴扉小门，执我之手，听我戏说？7、经年，未染流殇漠漠清殇。流年为祭。琴瑟曲中倦红妆，霓裳舞中残娇靥。 冗长红尘中，一曲浅吟轻诵描绘半世薄凉寂寞，清殇如水。寂寞琉璃，荒城繁心。 流逝的痕迹深深印骨。如烟流年中，一抹曼妙娇羞舞尽半世清冷傲然，花祭唯美。 邂逅的情劫，淡淡刻心。那些碎时光，用来祭奠流年，可好？8、缘分不是擦肩而过，而是彼此拥抱。你踮起脚尖，彼此的心就会贴得更近。 生活总不完美，总有辛酸的泪，总有失足的悔，总有幽深的怨，总有抱憾的恨。 生活亦很完美，总让我们泪中带笑，悔中顿悟怨中藏喜，恨中生爱。9、海浪在沙滩上一层一层地漫涌上来，又一层一层地徐徐退去。我与你一起 在海水中尽情的戏嬉，海浪翻滚，碧海蓝天，一同感受海的胸怀，一同去领略海 的温情。这无边的海，就如同我们俩无尽的爱，重重的将我们包裹。10、寂寞的严冬里，到处是单调的枯黄色。四处一片萧瑟，连往日明净的小河也失去了光彩，黯然无神地躲在冰面下恹恹欲睡。 有母女俩，在散发着丝丝暖意 的阳光下，母亲在为女儿梳头。她温和的把头发理顺。又轻柔的一缕缕编织着麻 花辫。她脸上写满笑意，似乎满心的慈爱永远装不下，溢到嘴边。流到眼角，纺 织进长长的。麻花辫。阳光亲吻着长