活性污泥新处理技术讲义

主编：缪应祺(教授）副主编：邹小玲活性污泥处理新工艺活性污泥法(ActivatedSludgeProcess)首先于20世纪初在英国出现,迄今已有近百年历史，是当前应用最广泛的污水处理技术之一，该方法自1914年在英国曼切斯特市建成污水试验厂以来，已有80多年的历史。目前，它已成为有机废水生物处理的主体，但是仍存在一些不容忽视的缺点：对冲击负荷适应能力差，易发生污泥膨胀，处理构筑物占地面积大、基建投资和运行费用高、管理复杂等。近几十年来，国内外学者准对以上这些问题进行了不懈地探索和研究，在供氧方式、运转条件、反应器形式等方面进行了革新、开发了多种活性污泥法新工艺，使得活性污泥法朝着高效、节能的方面发展。

活性污泥法新工艺氧化沟SBR工艺AB法一、氧化沟(OxidationDitch，简称OD)

氧化沟是20世纪60年代初荷兰的pasveer首先研究开发的，第一座氧化沟污水处理厂是pasveer于1954年在荷兰的Voorshoten建造的。氧化沟是将曝气、沉淀和污泥稳定等处理过程集于一体，间歇运行，是活性污泥法的一种变形，经过50年的发展，形成了多种类型的处理系统，已广泛应用于城市污水和工业污水的处理工程中。

1、氧化沟的构造氧化沟系统是由曝气设备、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，端面性状多为矩形或梯形，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，防止活性污泥沉淀及对反应混合液的混合。

常用的曝气设备有水平轴曝气转刷和竖流轴曝气机，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。

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

2、氧化沟的形式Carrousel氧化沟

Carrousel氧化沟在荷兰最为流行，其特点是在沟渠的一端设置垂直轴的表面曝气机，沟渠一般为廊道式，由于表面曝气机有较大的提升作用，使得氧化沟的水深一般可达4.5m，需设沉淀池和回流装置。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。三沟式（ T型）交替氧化沟

此系统由三个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行，三个氧化沟之间相互双双连通，两侧氧化沟可起曝气和沉淀的作用。每个池子配有可供污水和环流（混合）的转刷曝气刷起到混合器和曝气器的功能。当处于反硝化阶段时，转刷低速运转，仅保持池中污泥悬浮，而池内处于缺氧状态，好氧和缺氧状态完全由转刷的转速的改变来控制。二、序批式活性污泥法（SBR）

SBR工艺即序批式活性污泥法（Sequencing

BatchReactorActivatedSludgeProcess，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工艺进行污水处理得论著。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。

随着研究得深入，人们对该工艺的机理和优越性有了全新的认识。1980年在美国国家环保局的资助下，印第安纳州Culver城投建了世界上第一个SBR工艺的污水处理厂。我国在80年代中期也开始了这方面的应用研究,我国第一座应用SBR工艺的污水处理设施——上海市政工程设计院设计的SBR处理系统于1985年投入使用，此后陆续在城市污水及工业废水领域得以推广应用，同时，在全国也掀起了研究SBR的热潮，近年来成为国内外学者研究的热点。目前，SBR主要应用于以下几个领域：城市污水、工业污水（主要有石油、化工、食品、制药等工业污水处理）、有毒有害废水和营养元素的废水。1、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。

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（磷的释放和脱氮等）。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（去除BOD、硝化、脱氮除磷）。

沉淀期(settle)

沉淀期主要是一个固液分离的过程，即经过曝气和搅拌作用后，混合液中的污泥颗粒和絮体在重力的作用下沉降，实现污泥和废水的分离过程。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浴流堰和滗水器排出。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。另外反应器中还会一部分的处理水，可起到循环水和稀释水的作用

闲置期(idle）闲置期是在一个处理周期内从排水结束时刻起到下一个周期开始进水的时刻的中间的一段时间。同时伴随少量的厌氧反应和脱氮过程。在此期间活性污泥中的微生物得到充分的休息，恢复活性。为了尽可能保证污泥活性并防止污泥老化现象，还需定期排放剩余污泥，为新鲜污泥提供足够的空间生长繁殖。2、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。

1、流程奴简单,阵运行费用梳低；SBR法的工艺锦简单,居便于自动家控制,其计主要设备怠就是一个榜具有曝气烧和沉淀功脱能的反应吧器,无诸需连续流搂活性污泥裙法的二沉肉池和污泥邮回流装置同,在大鱼多数情况轮下可以省撞去调节池桐和初沉池务,系统哨构筑物小雾,流程案简单,牛占地面积滑小、管理糖方便,酷投资省,务运行费衣用低。2、固液分离博效果好，侨出水水质趴好；SBR在沉淀时雷属于理想贱的静止沉谜淀，固液事分离效果辫好,容繁易获得澄员清的出水淋。剩余污拼泥含水率叶低,这背为后续污客泥的处置讯提供了良纲好的条件扫。3、运行操作甘灵活，效耍果稳定；SBR在运行操农作过程中使,可以栗根据废水蒙水量水质封的变化、树出水水质城的要求调珍整一个运哨行周期中晴各个工序桃的运行时身间、反应记器内混合蒜液容积的傻变化和运北行状态。4、脱氮除磷充效果好；SBR工艺在时续间序列上辆提供了缺斥氧、厌氧榨和好氧的竞环境条件戴,使缺义氧条件下凯实现反硝悼化,厌索氧条件下帐实现磷的京释放和好乱氧条件下殖的硝化及僵磷的过量跳摄取,冲从而有效的脱氮除磷破。5、有效衫防止污泥爆膨胀；由于SBR具有理始想推流自式特点锯，有机冷物浓度挺存在较亦大的浓底度梯度宅，有利叹于菌胶纠团细菌晌的繁殖拘，抑制竖丝状菌观的生长献，另外牌，反应玩器内缺马氧好氧范的变化排以及较晃短的污品泥龄也妈是抑制竟丝状菌戏的生长虫的因素腥，从而欺有效地取防止污冻泥膨胀嚷。6、耐冲击零负荷；池内有滞站留的处理症水，对污扣水有稀释浮、缓冲作爆用，有效版抵抗水量系和有机污煎物的冲击乏。传统的SBR在应用栽中有一白定的局扬限性，伍如在进赴水流量威较大时遵，对反赴应系统姿需调节界，会增姑大投资杨。为了杯进一步男提高出扒水水质移，出现叫了许多SBR演变工搞艺。CAS溜S工艺ICEA贯S工艺IDE蝇A工艺DAT-丸IAT工艺UNIT偷ANK工艺MSBR工艺CASS透（CAS矮T/CA肯SP)工艺跨（Cycl那icA跃ctiv礼ated向Slu含dge案Syst陪em驾/Te出chno绢logy垦/Pro租cess步）该工艺丈又称为构循环式带活性污笋泥法，接是由美孟国Goro隆nszy教授在ICE骂AS工艺的晒基础上畅研究开束发的，削它是利快用不同耻微生物马在不同榜的负荷慰条件下铲生长速灶率差异漆和污水鸭生物除察磷脱氮佣机理，浆将生物烟选择器瞎与传统SBR反应器相傍结合的产菌物。CAS相S工艺为间赠歇式生物孙反应器，珍在此反应怠器中进行舍交替的曝保气－非曝口气过程的域不断重复民，将生物肝反应过程景和泥水分序离过程结壶合在一个节池子中完赌成。CASS反应器由3个区域组瞧成：生物防选择区、柄兼氧区和逆主反应器间，每个区瞒的容积比暴为1：5：30。污水首过先进入选邮择区，与倦来自主反反应器的混浓合液（20％～30％）混魄合，经湾过厌氧付反应后艰进入主型反应区奖，如下蔬图所示。1生物选择街区2缺秆氧区3主反车应区CASS反应器构麦造图CAS使S工艺操剃作过程CAS而S工艺以推流钳方式运泄行，而伪各反应恰区则以器完全混爆合的方慈式运行贩以实现翠同步碳畏化、硝矿化和反毯硝化功府能。（a）进水、曝例气阶段开颠始；（b）曝气阶段私结束；（c）沉淀阶段艇开始；（d）沉淀阶段毁结束，撇虹水阶段开玻始；（e）撇水阶段掩及排泥结足束；（f）进水、驶闲置阶茎段CAS渗S工艺的主津要优点：可变容闸器的运盐行提高衬了对水俗质、水错量波动的适井应性和运均行操作的邻灵活性；良好的饭沉淀性抖能；良好的费脱氮除螺磷效果层；CAS虑S工艺入口股处设一生令物选择器吴，并进行主污泥回流抬，保证了新活性污泥计不断的在专选择器中屋经历了一装个高絮体过负荷阶段由，从而有早利于絮凝干性细菌的管生长并提终高污泥的丑活性，使股其快速的俊去除废水腿中的溶解鹊性易降解吃基质，进苦一步有效接的抑制丝株状菌的生辞长和繁殖；工艺流去程简单怪，土建兆和投资时低，自编动化程腥度高。应用实例：目前全阀世界已构有300多家污斧水处理办厂采用CAS饭S工艺。歌我国，齐北京航躬天城污确水处理贞厂（处婚理能力720瞧0m3/d），徐州第二坑人民医院，镇江市征蚁润州污水哀处理厂（挽设计水量20万t/d，近期10万t/d）。ICEA继S工艺（Int速erm深itt脚ent旬Cy潜cle激Ex避ten配ded萍Ae浮rat它ion懒Sy盲ste宵m）ICEA呼S工艺为强间歇式敌循环延双时曝气功工艺，筋是澳大算利亚新消南威尔凑士大学贤与美国ABJ公司的Goro昨nszy教授合作称研究开发怀的。19烟76年建馅成了世界冶上第一座ICE篮AS工艺废部水处理澡厂，随寻后在世埋界各国页得到了烤广泛的受应用。第该工艺陕的特点法是在反饲应器的崇进水端哀增加了肯一个预坟反应区镇，运行沙方式为筑连续进奔水、间解歇排水钞，没有魂明显的厕反应阶忠段和闲蛛置阶段赞。经预处理饲的废水连课续不断的户进入反应晨池前部的眉预反应区居，在该区挽内污水中迁的大部分背可溶性BOD5被活性轮污泥微眯生物吸拉附，并桑从主、著预反应巡寿区隔墙恢下部的狼孔眼以怎低速（0.03～0.05m/m料in）进入主索反应区往，在主奸反应区车内按照莲曝气、绕沉淀、啦排水、殃排泥的怪程序周愉期性的推运行，傍使有机警废水在滋交替的颂好氧－屯缺氧－埋厌氧的晚条件下冠完成生刃物降解蚂作用，叔各过程膏的历时滩可由计今算机自兼动控制悲。ICEA皆S运行工序盲图ICEA恋S工艺的优全点：在处理市锡政污水和厚工业污水掉方面比传犁统的SBR工艺费用更节役省、出水着效果更好终。ICE膨AS工艺的缺雁点：进水贯穿滩于整个周视期，沉淀赠期进水在凶主反应区泼底部造成疗水力紊动拴，从而影拖响分离时栋间，因此励水量受到括限制，且则容积利用酒率低，脱内氮效果一阀般。应用实例岂：我国最盘早采用您该工艺谢的是上厅海市第吊三中药禽厂（于纱199春1年投俱产运行如），其足运行结快果表明歇：COD去除率狐为95深.9～台97％免，BOD5去除率舞为99堪.1～丝式99.涝4％，NH3-N去除率为介75.1颤～78.身4%；目顽前我国采艺用ICE擦AS工艺的疤最大规仇模的污叫水处理暂厂是昆欣明市第钩三污水贞处理厂鹊（15～30万m3/d）IDEA工艺（Int先erm兴itt碍ent群ly暮Dec睁ant费ed愉Ext买end绝ed苍Aer牵ati薪on）IDEA工艺为间歇倦排水延精时曝气学工艺，创该工艺绑保持了CASS工艺的优沟点，运行乖方式采用观连续进水碎、间歇曝诸气、周期港排水的形陡式。与CAS算S相比，预碍反应区改坐为与SBR主体构筑羡物分立的帝预混合池仿，部分污渐泥回流进节入预反应蠢池，且采熔用中部进愁水。IDEA工艺流程匆图应用实例悔：国外有澳堤大利亚的伴吉朗（GEEL崇ONG）市新建成醋的IDEA工艺污水框处理厂,悔平均进水圆量为7万m3/d,总投资为研4200绒万澳元,彩约合人民汇币215国亿元。让目前,国绩内应用IDEA技术的绝污水处建理厂尚肠未见报散道。DAT-怖IAT工艺（Dema葵ndA宣erat瘦ion渡Tank缴－Int角ermi辉tten制tAe身rati慨onT毅ank）DAT-句IAT工艺为需氧池叨－间歇曝酿气池工艺果，其反应养机理以及灾污染物去忽除机制与它连续流活浅性污泥法倡相同，是裂依靠活性根污泥微生蔽物的活动轮来净化污近水的。DAT伸-IA裙T工艺的主体构耀筑物反应筑池由隔墙满分为需氧宪池（DAT）和间歇嘱曝气池招（IAT）串连而悔成，一洗般情况宪下，DAT连续进水赤连续曝气购，其出水雨进入IAT池但间葡歇曝气其，在IAT池完成曝戴气、沉淀酬、滗水和值排剩余污戚泥工序。DAT池相当于邀一个传统唉活性污泥谦曝气池，纳池中水呈惨完全混合锐流态。IAT池相当于闻一个传统茧的SBR池，但进烟水为连续娱。DAT禽-IA弊T工艺流会程图优点：该工艺克亦服了ICEA委S工艺进胞水量小冒的缺点印。与CASS工艺相束比，DAT池是一侦种更加耗灵活、蓝完备的贪生物选馒择器，爱能够在DAT池和IAT池内保持衬较长的污惨泥龄和高锣的MLS匀S浓度，对桃有机负荷隔及毒物有吉较强的抗猫冲击负荷授能力，易鱼达到较好喉的脱氮除爷磷效果。应用实例疮：天津经跨济技术踩开发区各污水处稀理厂日斜处理污挽水10段万t,1999年正式投葡产使用。UNIT狸ANK工艺UNI矮TAN举K工艺是宁比利时SEGH密ERS公司提出挥的一种SBR的变形容。20声世纪9袍0年代语初，该淹公司开阵发了一姜种一体政化活性逐污泥法活工艺，单取名为UNIT都ANK工艺，讯类似于体三沟式禾氧化沟亦工艺，减为连续仆进水连凭续出水侮的工艺日。外形誓为矩形夸，里面结分割为暑三个相哪等的矩姻形单元傍池，相婶邻的单番元池之洪间以公杯共壁的枪开孔水惜力连接善，无需生用泵输网送。UNIT愈ANK工艺构抽造图每池配恨有曝气精系统并券配有搅拌，外羞测两池炊有泌水单器并有污泥排壶放装置朽，两池文交替作为曝气锁池和沉呼淀池，保污水可以进入三料池中任意槽一个，系统实现连东续进水连浙续排水。运行操滤作过程私：A池B池C池优点：UNI蚕TAN事K工艺运滴行方式词灵活，跟除保持叮原有的SBR自控以炒外，还办具有滗地水简单谜，池子艳构造简潜化，出票水稳定芽，不需案回流系鉴统，通席过进水轿点的变虎化达到厌回流、鞭脱氮除捷磷的目它的，是性一种高因效、经垫济、灵值活的污匙水处理冰工艺。应用实垂例：目前全床世界有160多个污水崇处理工程锦采用此工虑艺。在我孩国，石家黄庄开发区殊污水处理眨厂、广东或珠江污水宁处理厂等宋均采用了挎该技术。MSB辨R工艺（Modi蹈fied响Seq责uenc第ing轨Bat损chR恐eact肉or）MSBR工艺为改良序宝批式活性蛇污泥法，MSBR工艺是洲80披年代初惕期发展伶起来的桌污水处循理工艺神。该工天艺的实构质是A2/O工艺与SBR工艺串博连而成准。采用厨单池多画格方式颤，省去鉴诸多的案阀门，敏增加污用泥回流艇系统，鹿无需设反置初沉候池、二筝沉池，螺且在恒神水位下洞连续运或行。如哥图所示，图中两合个SBR池功能梳相同，糊均起着锋好氧氧棋化、缺搞氧反硝配化、预穿沉淀和董沉淀的银作用。MSBR系统原理董图1、SBR池2、污泥浓缩艺池3、缺氧池4、厌氧池5、缺氧池6、好氧池7、SBR池优点：结构简闲单紧凑知、占地秆面积小陵、土建吵造价低惭、自动博化程度暴高；良蹲好的除其磷脱氮回和有机排物的降浓解效果但；可以否维持较秒高的污腥泥浓度歌，使污治泥具有酷良好的葬沉降和顿脱水性是能；出线水水质钻好。应用实例介：MSB押R系统主要搂在北美和景南美应用插，韩国汉神城建造了流亚洲第一龄座采用该理工艺的污即水处理厂弯,国内深穷圳市盐田董污水处理略厂首次采鹊用MSBR工艺，限近期污君水处理按规模1室2万m3/d,远期规终模20获万m3/d。三、AB法AB法是吸附划－生物降近解（Adso低rpti烦on-B宫iode既gr株ad寒atio揪n）工艺的菜简称，厕是由德崖国亚琛看工业大踪蝶学（Aac辅hen）宾克（Bohn坛ke）教授于20世纪70年代中期开掀创。该工艺于燃80年叶代初应用炼于工程实笋践,目恢前,国负内已有多两家城市污芦水处理厂妙采用了AB法工艺缘瑞。与传统犯活性污唤泥法相埋比，AB法主要有总下列特征匆：未设初耗沉池，由纤吸附池和奋中间沉淀臭池组成的A段为一背级处理潜系统；B段由曝气示池和二次敲沉淀池组居成；A、B两段各状自拥有助独立的雁污泥回耳流系统栏，两段锁完全分友开，各蚁自由独腔特的微材生物群秧体，有苦利于功企能的稳档定。AB法工艺疑的流程污水由太排水系替统经格背栅和沉雷砂池直惊接进入A段，该竟段为吸附鞠段，负哭荷较高榜，泥龄短束,水竞力停留恳时间很属短,梅约为3沫0min，有利于增杏殖速度较同快的微生残物生长繁壶殖，而且顷在A段存活的垒只是抗冲筋击负荷能赔力强的原逗核细菌，版其他微生出物不能存耀活。废水众经过A段处理后线，BOD去除40％～70％，可寄生化性屋有所提描高，有港利于B段的工萄作；A段污泥饥产率较不高，吸凝附能力打强，重扫金属、浴难降解姻物质以桑及氮、拌磷等植乌物性营米养物质缝等，都粪可能通象过污泥危的吸附苗作用得迅以去除川。AB工艺流程伍图污水从A段流出钥后进入B段，B段为生物号氧化段，房诚属于传统桂活性污泥赠法，一般疾在较低负绕荷下运行鼓，停留时幅间约为2销～6h,泥龄较长刺，为15针～20d。B段发生硝厦化和部分纱的反硝化浆，活性污化泥沉淀效嫌能好，出弹水SS和BOD一般小可于10mg/L。A段对B段的影亏响在AB法工艺瞒中,A段具有高上效和稳定易的特点。A段的存益在无疑笼对B段的运贷行带来进了良好侨的影响烟,主要马有以下瞧几点:可使B段的运久行负荷刻减少4阵0%～村70%亚,因幻玉此在给蛛