活性污泥法工艺课件

1、序批式活性污泥法（SBR） SBR工艺即序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，简写为SBR），又称为间歇式活性污泥法，由于在运行中采用间接操作的形式，每一个反应池是一批批地处理废水，因此而得名。 70年代末期美国教授R.L.Irvine等人为解决连续污水处理法存在的一些问题首次提出，并于1979年发表了第一篇关于采用SBR 工艺进行污水处理的论著。继后, 日本、美国、澳大利亚等国的技术人员陆续进行了大量的研究。 11、SBR工艺的工作原理 SBR是活性污泥法的一种变形，它的反应机理和污染物去除机制和传统活性污泥法相

2、同，只是在运行操作不同。SBR是在单一的反应器内, 在时间上进行各种目的的不同操作, 故称之为时间序列上的废水处理工艺，它集调节池、曝气池、沉淀池为一体, 不需设污泥回流系统。 2 SBR工艺的一个完整操作周期有五个阶段: 进水期(fill)、反应期(react)、沉淀期(settle)、排水期(draw) 和闲置期(idle) 进水 反应 沉淀 排水 闲置SBR 运行工序图3进水期(fill) 进水期是反应器接受废水的过程，这个过程不仅仅是废水的流入与反应器水位的升高的过程，而且伴随一定的生化反应（磷的释放）。4反应期(react) 当进水达到设定的液位后，开始曝气和搅拌，以达到反应目的（去

3、除BOD、硝化、脱氮除磷）。 5排水期(draw) 排水期是排除反应器中的上清液的过程，上清液由反应器上部的滗水器排出。该期间的水位是处理周期内的最低水位。反应器底部沉降的活性污泥大部分作为下一周期使用，而过剩的剩余污泥则从排泥管引出排放。另外反应器中还会留有一部分的处理水，可起到循环水和稀释水的作用 7 82、SBR工艺的特点 SBR法最显著的一个特点是将反应和沉淀两道工序放在同一反应器中进行，扩大了反应器的功能，SBR 是一个间歇运行的污水处理工艺, 运行时期的有序性, 使它具有不同于传统连续流活性污泥法的一些特性。 10 优 点1)、流程简单, 运行费用低； SBR法的工艺简单, 便于自

4、动控制,其主要设备就是一个具有曝气和沉淀功能的反应器, 无需连续流活性污泥法的二沉池和污泥回流装置, 在大多数情况下可以省去调节池和初沉池, 系统构筑物小, 流程简单, 占地面积小、管理方便, 投资省, 运行费用低。2)、固液分离效果好，出水水质好； SBR 在沉淀时属于理想的静止沉淀，固液分离效果好, 容易获得澄清的出水。剩余污泥含水率低, 这为后续污泥的处置提供了良好的条件。 11 3)、运行操作灵活，效果稳定； SBR 在运行操作过程中, 可以根据废水水量水质的变化、出水水质的要求调整一个运行周期中各个工序的运行时间、反应器内混合液容积的变化和运行状态。 4)、脱氮除磷效果好； SBR

5、工艺在时间序列上提供了缺氧、厌氧和好氧的环境条件, 使缺氧条件下实现反硝化, 厌氧条件下实现磷的释放和好氧条件下的硝化及磷的过量摄取, 从而有效的脱氮除磷。 12 缺 点1).自动化控制要求高：如进水、排水、排泥的自控；2).对排水设备要求高：由于排水时间短(间歇排水时)，并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备(滗水器)，且对滗水器的要求很高；3).后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大；4).总扬程增加：滗水深度一般为12m，这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程；5).由于不设初沉淀，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决；143SBR法的分

6、类 （1） 按进水方式分 按进水方式可分为间歇进水式和连续进水式，如图所示。 间歇进水 连续进水 15 4.传统的SBR的演变工艺 传统的SBR在应用中有一定的局限性，如在进水流量较大时，对反应系统需调节，会增大投资。为了进一步提高出水水质，出现了许多SBR演变工艺。 CASS 工艺ICEAS工艺 IDEA工艺 DAT-IAT工艺 UNITANK工艺 MSBR工艺 17CASS（CAST/CASP)工艺 （Cyclic Activated Sludge System /Technology/Process） 该工艺又称为循环式活性污泥法，它是利用不同微生物在不同的负荷条件下生长速率差异和污水生

7、物除磷脱氮机理，将生物选择器与传统SBR反应器相结合的产物。CASS工艺为间歇式或连续式生物反应器，在此反应器中进行交替的曝气非曝气过程的不断重复，将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中完成。 18 CASS反应器由3个区域组成：生物选择区、兼氧区和主反应器，每个区的容积比为1:5:30。污水首先进入选择区，与来自主反应器的混合液（2030）混合，经过厌氧反应后进入主反应区，如下图所示 。1 生物选择区 2 厌氧区3 主反应区CASS反应器构造图 19CASS工艺操作过程 CASS工艺以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的方式运行以实现同步碳化、硝化和反硝化功能。（a）进水、曝气阶段开

8、始； （b）曝气阶段结束；（c）沉淀阶段开始； （d）沉淀阶段结束，撇水阶段开始；（e）撇水阶段及排泥结束； （f）进水、闲置阶段 20CASS工艺的主要优点 ：可变容器的运行提高了对水质、水量 波动的适应性和运行操作的灵活性；良好的沉淀性能； 良好的脱氮除磷效果； CASS工艺入口处设一生物选择器，并进行污泥回流，保证了活性污泥不断的在选择器中经历了一个高絮体负荷阶段，从而有利于絮凝性细菌的生长并提高污泥的活性，使其快速的去除废水中的溶解性易降解基质，进一步有效地抑制丝状菌的生长和繁殖 ；工艺流程简单，土建和投资低，自动化程度高。 21好氧生物选择器的作用： 在好氧生物选择器(又称预反应区)

9、内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的底物快速积累过程，对丝状菌的增殖起抑制作用，可有效防止污泥膨胀，同时对水质水量变化起缓冲作用。反应池每周期运行工序如下： 1） 曝气期 由曝气系统向反应池供氧，有机污染物被微生物氧化分解，同时 NH3-N通过硝化细菌转化为N03-N。 2） 沉淀期 停止曝气，进行泥水分离，同时，微生物利用水中的剩余溶解氧进行氧化分解，反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。 3） 滗水期 沉淀结束后进行滗水排出上清液，池中水位逐步下降，此时反应池逐步过度到厌氧状态，继续进行反硝化 4）闲置期 闲置期内池中水位由最

10、低水位上升到最高水位。22 循环式活性污泥法（CAST）（1） 工艺流程 CAST是循环式活性污泥法（Cyctic Activated Sludge Technology）的英文缩写。CAST法是SBR法的最新发展，它是利用不同微生物在不同负荷条件下增殖速度差异和废水生物脱氮除磷机理，将生物选择器与传统SBR反应器相结合的产物。24CAST的运行方式：2527 CASS法与CAST法的异同点：a.相同点：CASS法与CAST法相同之处是系统都由选择器和反应池组成； CASS反应器内微生物处于好氧一缺氧一厌氧周期性变化之中，因此CASS工艺与CAST工艺一样，它具有较好的除磷脱氮效果。b.不同点

11、： CASS为连续或间歇进水而CAST为间歇进水； CASS法污泥不回流，无污泥回流系统。28氧化沟1） 氧化沟技术的发展 氧化沟(Oxidation ditch)是平面呈椭圆环形或环形“跑道”式的活性污泥处理构筑物，因其构筑物呈封闭的沟渠而得名。 第一座氧化沟污水处理厂于1954年在荷兰建成，是服务人口仅360人的小规模的间歇运行的氧化沟。曝气、沉淀和污泥稳定等过程在一个构筑物内完成。它以设计者而被命名Pasveer型氧化沟。 近20年来，由于氧化沟技术不断发展与改进，从最初小规模间歇运行的Pasvee氧化沟到目前可大规模、连续运行并有更高处理能力的不同类型的氧化沟。如奥贝尔(Orbal)型

12、氧化沟、卡鲁塞尔(Carrousel)式氧化沟、交替工作型氧化沟(包括三沟式氧化沟)、DE型氧化沟、一体化氧化沟、VLR型氧化沟、鼓风曝气氧化沟等。292）氧化沟的主要类型 氧化沟按其构造和运行特征可分下列类型：(1) 普通氧化沟 属低负荷延时活性污泥法。能较适应水质和水量的变化，水温接近5的低温也可得到稳定的处理效果。剩余活性污泥经好氧分解，稳定程度高，剩余污泥量少，适于小规模污水的处理，常用曝气转刷充氧和推动水流，保持污泥处于悬浮状态。(2) 奥贝尔(Orbal)氧化沟 为多反应器系统，通常由三个同心的椭圆形沟道组成。废水由外沟道（或内沟道）进入，从内沟道（或外沟道）流出。采用曝气转碟作为

13、充氧、混合与推动的设备。(3) 卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟 是20世纪60年代后期由荷兰DHV公司开发的，因其曝气器型式而得名。除沟型特点外，其曝气设备通常采用立轴式表曝机。30(4) 交替工作型氧化沟 其中三沟式氧化沟为丹麦克鲁格公司开发。由于省掉了二沉池，使处理流程更加简单，维护管理更方便。该工艺处理效果好，具有脱氮功能，如马鞍山一污。313）氧化沟的构造 氧化沟系统是由氧化沟、曝气设备、出水堰和自动控制设备组成。氧化沟的平面形状呈环状沟渠形，断面型状多为矩形或梯形，水深与所采用的曝气设备有关，一般为2 6m。曝气设备是氧化沟的主要装置，它的作用是供氧及推动水流作循环流动，防止活

14、性污泥沉淀及对反应混合液的混合。 32 常用的曝气设备有水平轴曝气转刷和竖轴曝气机，此外还有射流曝气机和导管式曝气机等。单池进水时一根管即可，如果有两个以上氧化沟平行工作时，则应用配水井，当采用交替工作的氧化沟时，配水井内还需设自动控制装置。氧化沟的出水一般采用溢流堰，溢流堰可设计成升降式的，通过调节溢流堰的高度。可调节池内的水深。 氧化沟兼有完全混合式和推流式的特点，在控制适宜的条件下，沟内同时具有好氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化反应，取得脱氮效果，同时使得活性污泥具有良好的沉降性能。 33 氧化沟以其流程简单、管理方便和良好的处理效果等优点正在我国不少工程项目中采用，近几十年来，随着技

15、术的不断发展，氧化沟已经突破只适用于小型污水处理厂的局限。概括的讲氧化沟有单沟、双沟、三沟、多沟同心和多沟串连等多种布置形式；有将二沉池与氧化沟分建或合建的；有连续进水或交替进水；有转刷曝气机、转盘曝气机或泵型、倒伞型表面曝气机进行充氧搅拌的氧化沟等等 。 氧化沟的形式344）普通氧化沟（1）工艺流程 35帕斯维尔氧化沟结构图l进水管；2导流墙 3曝气转刷装置 4出水井 5出水管 6出水堰36（2）工艺特点 a由于氧化沟在低污泥负荷下运行，因此即使水量和水质变化，水温接近5的低温也可以得到稳定的处理效果； b氨氮的去除率在70%左右； c氧化沟内的混合特性，混合液溶解氧浓度，自曝气设备开始，沿

16、水流方向逐渐减少，而MLSS浓度、BOD、SS、碱度等在沟内各点几乎相等。 d剩余污泥量大致为进水SS量的75左右，比普通活性污泥少。 e剩余污泥由于经好氧分解，所以比普通活性污泥法稳定程度高。 f由于水力停留时间长和水深浅，占地面积较大。37（3）普通氧化沟工艺设计 a. 设计参数 普通氧化沟的主要设计参数见规范中表6.6.3。BOD-SS负荷0.050.1kgBOD/(kgMLSSd)、BOD容积负荷0.150.3kgBOD/(m3d)、混合液悬浮固体浓度X=25005000mg/L。水力停留时间2468h、污泥回流比60200、生物固体停留时间850d。 b. 形状、构造和沟个数 氧化沟

17、形状采用无终端沟渠形，有效水深1.03.0m，沟宽2.06.0m。在氧化沟转弯处，外周流速高，内周流速低，为防止低流速处发生沉淀，减少氧化沟有效容积，需在氧化沟转弯处设导流墙来增大内侧的流速。导流墙的设置如图所示。 38导流墙示意图3940c. 曝气装置 1) 考虑到曝气装置发生故障，原则上设2台以上，但处理废水量少而且出水水质能保证时可设1台曝气装置。 2) 应确保供氧、混合液搅拌和流速。氧化沟内流速，底部最低流速(距池底100mm处)在0.1m/s以上，平均流速0.25m/s左右。 3) 运行方式应灵活，可间歇运行或连续运行，曝气装置的工作台数、转速及浸没深度可以控制。有机物氧化、硝化、脱

18、氮和池内溶解氧浓度有关。供氧量应随进水水质和水量、水温、MLSS浓度来控制。供氧量的调节可通过改变运行方式(间歇运行)、调整台数、改变曝气装置的转速、浸没深度等综合确定。415）Orbal氧化沟 Orbal氧化沟是一种多渠道的氧化沟，氧化沟由多个同心的沟渠组成，沟渠呈圆形和椭圆形，进水先引入最外的沟渠，在不断循环同时，依次引入下一沟渠，最后从中心沟渠排出，这相当于一系列完全混合反应池串连在一起，每个沟渠表现出单个反应器的性质， Orbal氧化沟兼有完全混合式与推流式的特点，能够快速去除有机物和氨氮。42(1) 工艺流程43(2) 工艺特点 1) 氧化沟为圆形或椭圆形的平面形状； 2) 采用多沟串联的型式,通常采用3个沟渠。3个沟渠的容积占总容积的百分比分别为：外沟占5060，中沟3035，内沟1520，多采用50、33、17。 3) 曝气设备多采用曝气转碟，水深可达3.6m并保持沟底流速为0.30.9m/s。三沟渠的溶解氧呈0-1-2mg/L(外沟-中沟-内沟)的梯度分布。典型的设计是将含碳有机物氧化、反硝化及大部分硝化设定在第一沟(外沟)内进行，控制第一沟的溶解氧浓度在00.5mg/L范围内。第二沟(中沟)的溶解氧浓度控制在0.51.5mg/L。进一步去除剩余的BOD或继续完成硝化。第三沟(内沟)的溶解氧控制在22.