活性污泥运行方式

活性污泥处理系统的运行方式活性污泥处理系统的运行方式活性污泥法新工艺活性污泥处理系统的维护管理内容提要传统活性污泥法（普通活性污泥法）阶段曝气活性污泥法吸附-再生活性污泥法系统延时曝气活性污泥法高负荷活性污泥法完全混合活性污泥法多级活性污泥法系统深水曝气活性污泥法系统深井曝气活性污泥法系统浅层曝气活性污泥法系统纯氧曝气活性污泥法系统活性污泥处理系统的运行方式传统活性污泥法工艺特点形式上是一个长廊，整体是推流式流态；经历了生物增长的全过程，从起端到末端污泥负荷逐渐降低；出水水质较好，BOD5去除率一般大于90%；污泥产率较低。存在问题：起端的曝气量不足，容易缺氧；末端曝气量过剩，效率较低；曝气池容积较大，占用的土地较多，基建费用较高；对水质、水量变化的适应行较低。阶段曝气活性污泥法工艺特点：分段进水，又称分段进水活性污泥法；推流式流态，污水分段进入曝气池，有机物负荷相对均匀；均匀供氧，利用率较高；抗冲击能力强，出水水质好；可控制在微生物增长的某一阶段进行反应吸附-再生曝气活性污泥系统工艺特点：吸附池的容积一般较小，吸附接触时间较短；吸附池再生池的容积之和仍低于传统活性污泥法曝气池的容积，基建费用较低；对水质、水量的冲击负荷具有一定承受能力；处理效果低于传统活性污泥法，不宜处理溶解性有机物含量较高的污水污水与活性污泥混合曝气后BOD值的变化情况延时曝气活性污泥法工艺特点：有机物负荷非常低，曝气时间长，一般多在24h以上，污泥量少且稳定；出水效果好，运行稳定；二沉池内泥水分离速度较快；停留时间太长，池容太大，适合小水量。高负荷活性污泥法又称短时曝气活性污泥法或不完全处理活性污泥法，其工艺流程与传统活性污泥相同；曝气时间短，有机物负荷较高，处理效果较差，一般BOD5的去除率不超过70%~80%；一般用于对处理水水质要求不高的污水或作为前处理工艺使用。完全混合活性污泥法工艺特点：进入曝气池的污水很快被池内已存在的混合液所稀释和均化，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；曝气池内各部位微生物群里的组成和数量几乎一致，各部位有机物降解工况相同；浓度梯度小，有机物降解、传递动力小，降解速度慢；污泥容易膨胀，出水水质一般多级活性污泥处理系统工艺特点：将两个或者两个以上独立的活性污泥处理系统串联起来；第一级活性污泥处理系统的负荷最高，负荷逐级降低；适用于处理有机污染物浓度很高的污水；各级系统的污泥产量不同，微生物种群各异；投资与运行费用高，管理麻烦，设备较多。深水曝气活性污泥法工艺特点：曝气池内的混合液的深度大，一般在7m以上；提高了溶解氧浓度、降低气泡直径并提高气泡的表面积；提高了氧的传递速率，利于微生物的增殖与有机污染物的降解；节省占地。深水曝气活性污泥法工艺特点：井深50-100m，又名超水深曝气活性污泥法；有利于微生物的增殖与有机污染物的降解；施工难度大，对地质条件和防渗要求高浅层曝气活性污泥法系统工艺特点：气泡只是在形成与破碎瞬间，有着最高的氧转移率，而与水深无关；当空气由穿孔管通入池内向上流动时,由于空气提升作用,使导流板两侧形成环流,混合液和空气得到充分接触,池底亦不会发生沉积；曝气器安装深度0.6～0.8m，适宜低压风机曝气，节省电耗。纯氧曝气活性污泥法工艺特点：氧传递速率快，活性污泥浓度高因此可提高有机物去除率，使曝气池容积大大缩小；剩余污泥量少，污泥具有良好沉降性，不易发生污泥膨胀；曝气池中能保持高浓度的溶解氧，有较好的耐冲击负荷能力；要密闭运行，运行管理复杂，需要配备制氧设备氧化沟工艺A2O工艺吸附-生物降解工艺（AB）序批式活性污泥法（SBR）膜生物反应器（MBR）活性污泥法新工艺氧化沟工艺氧化沟工艺也称氧化渠或循环曝气池工艺特点：工艺流程简单，构筑物少，运行管理方便，可不设初沉池；氧化沟采用环形沟渠形式，污水在沟内的流速为0.3~0.5m/s；氧化沟一般采用转刷等表面曝气设备；氧化沟采用延时曝气（污泥负荷在0.05~0.10kgBOD5/kgMLSS.d之间），不采用污泥消化处理；占地面积大，能耗较大常用氧化沟系统卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟交替工作氧化沟系统奥贝尔（Orbal）氧化沟曝气-沉淀一体化氧化沟卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟荷兰DHV公司所开发，在我国应用广泛工艺特点：应用广泛，最大规模为650000m3/d；采用竖轴低速表面曝气器；水深可达4∼4.5m，沟内流速达0.3∼0.4m/s；混合液在沟内每5∼20min循环一次；沟内混合液总量是入流废水量的30∼50倍；BOD5去除率可达95%以上，脱氮率可达90%，除磷效率可达50%。英国ASHVale污水处理厂双沟系统三沟系统交替工作氧化沟系统丹麦克鲁格公司开发，有双沟和三沟两种系统；没有污泥回流系统，出水水质较好，污泥稳定；对于双沟式氧化沟而言，A、B两池串联运行，交替作为曝气池和沉淀池；对于三沟式氧化沟两侧的A、C池交替地作为曝气池和沉淀池，中间B池一直为曝气池；必须安装自动控制系统Orbal氧化沟由南非国家水研究所开发研制，现在在我国应用较广泛；曝气设备均采用曝气转盘，充氧效率高；多采用三层沟渠，外沟容积最大，占总容积的60%~70%，主要完成氧化和脱氮过程；中沟占20%~30%，内沟仅占10%；外、中、内三层沟渠混合液的溶解氧保持较大的梯度，分别为0、1、2mg/L。曝气-沉淀一体化氧化沟系统将曝气、沉淀、泥水分离功能集于一体，又称合建式氧化沟，80年代初在美国开发；没有污泥回流系统，占地面积小，系统控制较复杂；与前面几种氧化沟相比出水水质较差。A2O工艺最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺；在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的情况下，不易发生污泥膨胀；运行中勿需投药，厌氧池和缺氧池只用轻微搅拌，运行费用低。吸附-生物降解工艺(Adsorption-Biodegration)，简称AB法污水处理工艺；系统不设初沉池。A级是一个开放性的生物系统；A级以高负荷或超高负荷运行，污泥负荷>2.0kgBOD5／kgMLSS.d，A级曝气池停留时间短，30～60min；B级以低负荷运行,污泥负荷一般为0.1～0.3kgBOD5／kgMLSS.d，B级停留时间为2～4h；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；工艺处理效果稳定，具有抗冲击负荷、pH值变化的能力。序批式活性污泥法(SequencingBatchReactor)，简称SBR工艺，又称间歇式活性污泥法；工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；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。耐冲击负荷的能力强，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。传统SBR法SBR工艺的发展及主要变形工艺间歇式循环延时限气活性污泥工艺(IntermittentCyclicExtendedActivatedSludge，简称ICEAS)；循环式活性污泥工艺（CyclicActivatedSludgeTechnology，简称CAST工艺）；由需氧池（DemandAerationTank）为主体处理构筑物的预反应区和以间歇曝气池(IntermitentAerationTank)为主体的主反应区组成的连续进水、间歇徘水的工艺系统。英文略写为DAT—IAT工艺；此外还有：IDAL、IDEA、CASS、UNITANK等。Unitank法（组合交替式活性污泥法）ICEAS工艺（间歇循环延时曝气系统）CASS工艺膜生物反应器（MBR）（MembraneBioreactor），综合了膜分离技术与生物处理技术的优点，以超滤、微滤膜组件代替传统生物处理系统的二沉池以实现泥水分离；去除效率高，出水水质好。出水可直接回用；水力停留时间和污停留时间完全分离有利于增殖缓慢的微生物，如硝化细菌的截留和生长，系统硝化效率得以提高；微生物浓度高，装置处理容积负荷大，设备占地少；污泥产量低（由于相对较小的F/M值），易于实现自动控制，操作管理方便；能耗及运行费用高。运行过程中膜易受到污染，使产水量降低，膜组件制造成本较高。根据膜组件设置的位置可分为分置式和一体式2种：活性污泥的培养与驯化试运行活性污泥处理系统运行效果的检测活性污泥处理系统运行中的异常情况活性污泥处理系统的维护管理活性污泥的培养与驯化活性污泥的培养和驯化方法可归纳为以下三种：

异步培驯法同步培驯法接种培驯法对城市污水一般都采用同步培驯法，其中菌种和营养物都具备，因此可直接进行培养，其方法如下：先将污水引入曝气池进行充分曝气，并开动污泥回流设备，使曝气池和二次沉淀池接通循环；经1~2d曝气后，曝气池内就会出现模糊不清的絮凝体；为补充营养和排除对微生物增长有害的代谢产物，要及时换水，即从曝气池通过二次沉淀池排出50%~70%的污水，同时引入新鲜污水；换水可间歇进行，也可以连续进行：间歇换水一般适用于生活污水所占比重不太大的城市污水处理厂，每天换水1~2次；连续换水适用于以生活污水为主要的城市污水或纯生活污水。持续到SVI达到15%～20%为止（在15℃以上的条件下，经过7～10d可达到）；当进水浓度很低时，为使培养期不致过长，可将初次沉淀池的污泥引入曝气池或不经初次沉淀池将污水直接引入曝气池。对于工业废水或以工业废水为主的城市污水，由于其中缺乏专性菌种和足够的营养，一般采用异步培驯法，使活性污泥微生物群体逐渐形成具有代谢特定工业废水的酶系统，具有某种专性，具体方法如下：先可用粪便水或生活污水培养活性污泥，易于细菌繁殖：先将浓粪便水过滤后投入曝气池，再用自水稀释，使BOD5浓度控制在500mg/L左右，进行静态（闷曝）培养；经过1~2d后，为补充营养和排除代谢产物，需及时换水。当缺乏这类污水时，可用化粪池和排泥沟的污泥、初次沉淀池或消化池的污泥等；当活性污泥培养成熟，即可在进水中加入并逐渐增加工业废水的比重，使微生物在逐渐适应新的生活条件下得到驯化：开始时，工业废水可按设计流量的10%~20%投入，达到较好的处理效果后，再继续增加其比重；每次增加的百分比以设计流量的10%~20%为宜，并待微生物适应巩固后再继续增加，直至满负荷为止。工业废水中活性污泥的培养和驯化为了缩短培养和驯化的时间，也可以采用同步培驯法：在培养开始就加入少量工业废水，并在培养过程中逐渐增加比重，使活性污泥在增长的过程中，逐渐适应工业废水并具有处理它的能力。存在问题：在缺乏经验的情况下不够稳妥可靠，出现问题时不易确定是培养上的问题还是驯化上问题。在有条件的地方，也可采用接种培驯法：直接从附近污水处理厂引入剩余污泥，作为种泥进行曝气培养，缩短培养时间；如能从性质类似的工作废水处理站引来剩余污泥，这更能提高驯化效果，缩短培驯时间。试运行活性污泥培驯成熟后，就开始运行。试运行的目的是确定最佳的运行条件。在活性污泥系统的运行中，作为变数考虑的因素有：混合液污泥浓度（MLSS）空气量污水注入的方式采用生物吸附法时，污泥再生时间和吸附时间之比值工业废水养料不足时，氮、磷的用量活性污泥处理系统运行效果的检测反映处理效果的项目：进出水总的和溶解性的BOD、COD，进出水总的和挥发性的SS，进出水的有毒物质（对应工业废水）；反映污泥情况的项目：污泥沉降比（SV%）、MLSS、MLVSS、SVI、溶解氧、微生物观察等。反映污泥营养和环境条件的项目：氮、磷、pH、水温等。活性污泥处理系统运行中的异常情况污泥膨胀污泥解体污泥腐化污泥上浮泡沫问题污泥膨胀定义：污泥不易沉降，SVI值增高，污泥的结构松散和体积膨胀，含水率上升，澄清液稀少（但较清澈），颜色也有异变；原因：丝状菌大量繁殖；污泥中结合水异常增多；缺乏氮、磷、铁等养料；溶解氧不足；水温高；pH值较低等都容易引起丝状菌大量繁殖，导致污泥膨胀；超负荷运行；污泥龄过长或有机物浓度梯度小等，也会引起污泥膨胀；排泥不通畅易引起结合水性污泥膨胀。污泥膨胀解决措施：缺氧、水温高等可加大曝气量，或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS值，使需氧量减少；污泥负荷率过高，可适当提高MLSS值，以调整负荷。必要时还要停止进水，“闷曝”一段时间；缺氮、磷、铁养料，可投加硝化污泥液或氮、磷等成分。pH过低，可投加石灰等调节pH；污泥大量流失，可投加5~10mg/L氯化铁，帮助凝聚，刺激菌胶团生长污泥解体定义：处理水质浑浊，污泥絮凝体微细化，处理效果变坏等则是污泥解体现象。原因：运行不当，如曝气过量，会使活性污泥生物-营养的平衡遭到破坏，使微生物量减少而失去活性，吸附能力降低，絮凝体缩小质密，一部分而成为不易沉淀的羽毛状污泥，处理水质浑浊，SVI值降低等；当污水中存在有毒物物质时，微生物会受到抑制或伤害，净化功能下降或完全停