活性污泥法运行方式

水处理工程技术活性污泥法运行方式苏少林副教授知识点主要内容一、传统活性污泥法二、渐减曝气法三、阶段曝气法四、吸附—再生活性污泥法五、延时曝气活性污泥法六、完全混合活性污泥法七、AB法污水处理工艺八、氧化沟九、序批式活性污泥法十、浅层曝气活性污泥法十一、深水曝气活性污泥法十二、深井曝气活性污泥法十三、纯氧曝气活性污泥法

活性污泥法运行方式一、传统活性污泥法

活性污泥法运行方式传统活性污泥法

活性污泥法自从开创以来已有近百年的历史，在长期的工程实践过程中，根据水质的变化、微生物代谢活动的特点、运行管理、技术经济和排放要求等方面的情况，又发展成多种行之有效的运行方式和工艺流程。

活性污泥法运行方式传统活性污泥法

传统活性污泥法，又称普通活性污泥法，是早期开始使用并沿用至今的运行方式。其运行方式如下图：曝气池二次沉淀池经预处理的污水处理水空气回流污泥剩余污泥图4.2.4活性污泥法的基本流程

活性污泥法运行方式

活性污泥法运行方式图4.2.17曝气池内需氧量的变化示意图传统活性污泥法

在曝气池内，有机污染物的降解经历了第一阶段的吸附和第二阶段的微生物代谢的完整过程。有机污染物浓度沿池长逐渐降低，需氧速度也沿池长逐渐降低（见图4.2.17），活性污泥也经历了一个从池首端的对数增长，经减速增长到池末端的内源呼吸的完整生长周期。传统活性污泥法系统处理效果好，BOD去除率可达90％以上，适用于处理净化程度高而水质较稳定的污水。

活性污泥法运行方式传统活性污泥法传统活性污泥法系统存在下列各项问题：（1）曝气池首端有机污染物负荷高，需氧量也高，为了避免池首端由于缺氧而引起厌氧状态，进水有机物负荷不宜过高，因此，曝气池容积大，占地面积大、基建投资高。（2）需氧量沿池长变化，而供氧速度难于与其吻合、适应，在池前段可能出现供氧不足，后段溶解氧过剩的现象，对此，采用渐减供氧方式（见图4.2.18），可在一定程度上解决这一问题。图4.2.18渐减曝气法活性污泥法（3）对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质、水量变化的影响。

活性污泥法运行方式二、渐减曝气活性污泥法

活性污泥法运行方式渐减曝气活性污泥法

渐减曝气活性污泥法是针对传统活性污泥法有机物浓度和需氧量沿池长减小的特点而改进的。通过合理布置曝气装置，使供气量沿池长逐渐减小，与池内有机污染物浓度变化相对应。这种曝气方式比均匀供气的曝气方式更为经济。

图4.2.18渐减曝气法活性污泥法

活性污泥法运行方式三、阶段曝气活性污泥法

活性污泥法运行方式阶段曝气活性污泥法

阶段曝气活性污泥法又称分段进水活性污泥法或多段进水活性污泥法。阶段曝气活性污泥法处理系统是针对传统活性污泥法系统存在问题而改进的。污水沿曝气池长分多点进入，以均衡池内有机负荷，克服了传统活性污泥法系统供氧弊病（见图4.2.17），有助于能耗的降低，活性污泥的降解功能也得以充分发挥。此外，由于分散进水，污水在池内稀释程度较高，混合液活性污泥浓度也沿池长降低，从而有利于二次沉淀池的泥水分离。与传统活性污泥法系统相比，处理相同的污水时，所需池容积可减小30％，BOD去除率一般可达90％。

活性污泥法运行方式阶段曝气活性污泥法图4.2.19阶段曝气活性污泥法

活性污泥法运行方式四、吸附—再生活性污泥法

活性污泥法运行方式吸附—再生活性污泥法

吸附—再生活性污泥法又称生物吸附活性污泥法或接触稳定法。这种运行方式是将活性污泥降解有机污染物的吸附和代谢过程分别在各自的反应池中进行，其工艺流程见图4.2.20。图4.2.20吸附—再生活性污泥法污泥再生池吸附池二沉池剩余污泥回流污泥出水进水

活性污泥法运行方式吸附—再生活性污泥法

污水和经过在再生池中充分再生，活性很强的活性污泥同步进入吸附池，两者在吸附池中充分接触，污水中有机污染物被活性污泥所吸附，污水得到净化。由二次沉淀池分离出的污泥进入再生池，活性污泥微生物在这里将所吸附的有机物代谢，并进入内源呼吸期，使其活性和吸附功能得到充分恢复，然后再与污水一起进入吸附池。在吸附—再生活性污泥法系统中，污水与活性污泥在吸附池的接触时间较短，吸附池容积较小，由于再生池接纳的仅是浓度较高的回流污泥，再生池的容积亦小，因此，吸附池与再生池容积之和仍低于传统法曝气池容积。本方法能够承受一定的冲击负荷，当吸附池的活性污泥遭到破坏时，可由再生池的污泥予以补救。本方法的处理效率，低于传统活性污泥法。此外，对溶解性有机物高的污水，处理效果差。

活性污泥法运行方式五、延时曝气活性污泥法

活性污泥法运行方式延时曝气活性污泥法

本工艺又称完全氧化活性污泥法，其主要特点是有机负荷低，污泥持续处于内源呼吸状态，剩余污泥少且稳定，不需在进行消化处理，这种工艺可称为污水、污泥综合处理工艺。本工艺还具有处理水质稳定性高，对污水冲击负荷有较强适应性和不需设初次沉淀池等优点。主要缺点是曝气时间长，池容大，建设费和运行费都较高，而且占地面积大。延时曝气活性污泥法一般都采用流态为完全混合式的曝气池，适用于处理水质要求高，又不宜采用活性污泥处理技术的小型城镇污水和工业废水。

活性污泥法运行方式六、完全混合活性污泥法

活性污泥法运行方式完全混合活性污泥法

在完全混合活性污泥法系统内，污水与回流污泥进入曝气池后，立即与池内混合液充分混合。可以认为池内混合液是已经处理而未经泥水分离的处理水。因此，池内混合液的组成、F/M值、微生物群体和数量是完全均匀一致的。整个处理过程在污泥增长曲线上的位置仅是一个点，这意味着在曝气池内各部位有机污染物降解的生化反应是相同的，氧吸收率也都相同。

活性污泥法运行方式完全混合活性污泥法二次沉淀池进水出水回流污泥剩余污泥图4.33完全混合活性污泥法完全混合曝气池

活性污泥法运行方式完全混合活性污泥法

完全混合曝气池内混合液对污水起稀释作用，能较好地承受冲击负荷；由于全池需氧要求相同，能节省动力；曝气池和沉淀池也可合建，不单独设置污泥回流系统，便于运行管理。本工艺的主要缺点是连续进出水，可能产生短流，出水水质不如传统法，易发生污泥膨胀。

活性污泥法运行方式七、AB法污水处理工艺

活性污泥法运行方式AB法污水处理工艺AB法污水处理工艺，是吸附-生物降解的工艺的简称。工艺系统共分3段，即预处理段、A段和B段。

活性污泥法运行方式AB法污水处理工艺

由于不设初次沉淀池，A段在直接接受城市排水系统中污水的同时，也接种和充分利用了经偌大的排水系统所优选的适应原污水的微生物种群；由于A段负荷高，能够成活的微生物种群只能是抗冲击负荷能力强的原核细菌，而原生动物和后生动物不能存活；A段对污染物的去除主要依靠活性污泥的吸附作用，这样，某些重金属、难降解有机物和氮、磷等都能通过A段得到一定程度的去除。

A段的污泥负荷一般为2～6kgBOD/kgMLSS·d；污泥龄0.3～0.5d；水力停留时间30min；池内溶解氧浓度0.2～0.7mg/L；BOD去除率大致为40％～70％。经A段处理后的污水，可生化性得到改善，有利于后续B段的生物降解作用。

活性污泥法运行方式

活性污泥法运行方式AB法污水处理工艺

B段接受A段的处理水，负荷较低，水质、水量也较稳定，许多原生动物可以很好地生长繁殖，由于不受冲击负荷影响，其净化功能得以充分发挥，较传统活性污泥处理系统，曝气池的容积可减少40％左右。

B段的污泥负荷一般为0.15～0.3kgBOD/kgMLSS·d；污泥龄15～20d；水力停留时间2～3h；池内溶解氧浓度1～2mg/L

活性污泥法运行方式

活性污泥法运行方式八、氧化沟

活性污泥法运行方式氧化沟

活性污泥法运行方式（1）氧化沟的工作原理与特征构造方面的特征

1)氧化沟一般呈环形沟渠状，平面多为环形或椭圆形，总长可达几十米，甚至百米以上。沟深取决于曝气装置，一般2～6m。

2)单池进水装置比较简单，采用管道进水即可，如双池以上工作时，则应设配水井，采用交替工作系统时，配水井内还应设自动控制装置，以变换水流方向。

活性污泥法运行方式在水流混合方面的特征在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。污水在沟内的平均流速一般为0.4m/s，如氧化沟的总长为100～500m时，污水完成一个循环所需的时间为4～20min，如水力停留时间定为24h，则在整个停留时间内要作72～360个循环。因此，氧化沟内混合液的水质是一致的，流态是完全混合式。又有某些推流式的特征，如曝气装置的下游溶解氧沿池长从高向低变动，甚至可能出现缺氧段。氧化沟的这种水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以形成好氧区、缺氧区。通过对系统的合理设计与控制，能够取得良好的脱氮效果。

活性污泥法运行方式在工艺方面的特征1)氧化沟不设初次沉淀池，污泥不需要厌氧消化；2)可不用二次沉淀池和污泥回流系统，使处理流程更为简化；3)污泥龄一般为15～30d，可以存活、繁殖世代时间长、增殖速度慢的的微生物，如硝化菌，在氧化沟内产生硝化反应；4)对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，能够承受冲击负荷，不致于影响处理性能。

活性污泥法运行方式（2）常用的氧化沟系统卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟

活性污泥法运行方式

图为六廊道并采用垂直安装的低速表面曝气器的卡鲁塞尔氧化沟，每组沟渠的转弯处安装一台表面曝气器，靠近曝气器下游为富氧区，而曝气器上游则为低氧区，外环还可能成为缺氧区，这样，在氧化沟内能够形成生物脱氮的环境条件。

活性污泥法运行方式交替工作氧化沟

2池交替氧化沟，由容积相同的A、B两池组成，串联运行，交替地作为曝气池和沉淀池，不需设置污泥回流系统。该系统可获得优良的处理水和稳定的污泥。

活性污泥法运行方式

3池交替工作氧化沟，两侧的A池和C池交替地作为曝气池和沉淀池，中间的B池则一直作为曝气池，原污水交替地进入A池或C池，处理水则相应地从作为沉淀池的A池或C池流出。

3池交替工作氧化沟能够完成BOD去除和硝化、反硝化过程，取得优异的BOD去除和脱氮效果，同样不需要污泥回流系统。

图4.2.263池交替工作氧化沟1—沉砂池；2—曝气转刷；3—出水堰；4—排泥井；5—污泥井

活性污泥法运行方式奥贝尔（Orbal）氧化沟奥贝尔氧化沟由多个呈椭圆形的同心沟渠组成，沟渠中安装有水平旋转的曝气转盘，用来充氧和混合。污水首先进入最外环的沟渠，在其中不断循环的同时，依次进入下一个沟渠，最后从中心沟渠流出进入二次沉淀池。V外沟＝60～70％V总；V中沟＝20～30％V总；V内沟＝10％V总在运行时，应保持外、中、内3层沟渠混合液的溶解氧分别为0、1、2mg／L，即三沟溶解氧的0-1-2梯度分布，这样既有利于提高充氧效果，又有可能使沟渠具有脱氮除磷的功能。

活性污泥法运行方式

活性污泥法运行方式

活性污泥法运行方式九、序批式活性污泥法

活性污泥法运行方式序批式活性污泥法

序批式活性污泥法又称间歇式活性污泥法工艺，简称SBR工艺。

（1）SBR工艺的工作原理和运行操作

SBR工艺采用间歇运行方式，污水间歇进入系统并间歇排出。系统内只设一个处理单元，该单元在不同的时间发挥不同的作用，污水进入该单元后，按顺序进行不同的处理。

活性污泥法运行方式

SBR工艺的一个运行周期是由流入、反应、沉淀、排放、待机（闲置）等5个工序组成SBR工艺的典型运行工序

活性污泥法运行方式流入工序

流入工序是反应池接纳污水的过程。在污水流入之前是前一周期的排水或待机状态，反应池内剩有高浓度的活性污泥混合液，相当于传统活性污泥法的回流污泥此时反应池水位最低。流入工序中反应池对水质、水量的变动有一定的适应性。本工序所用时间，则根据实际排水情况和设备条件确定，从工艺效果上要求，一般污水注入时间以短促为宜，瞬间最好。

活性污泥法运行方式反应工序

污水注入达到预定容积后，即开始反应操作。根据污水处理的目的，如BOD去除，硝化和磷的吸收，采取的相应措施为曝气，反硝化脱氮则为缓速搅拌，并根据需要达到的程度来决定反应的延续时间。为保证沉淀工序的效果，在反应工序后期，沉淀工序之前，还需进行暂短的微量曝气，吹脱附着在污泥上的氮气。如需排泥，也在本工序后期进行。

活性污泥法运行方式沉淀工序

本工序相当于传统活性污泥法的二次沉淀池，停止曝气和搅拌，使活性污泥与水在静止状态分离，因而有更高的沉淀效率。沉淀工序采取的时间与二次沉淀池相同，一般为1.5～2.0h。

活性污泥法运行方式排放工序

经过沉淀后产生的上清液，作为处理水排放至最低水位，反应池底部沉淀的活性污泥大部分作为下个处理周期的回流污泥使用，排出剩余污泥。

活性污泥法运行方式待机工序

也称闲置工序，即在处理水排放后，等待下一个工作周期的阶段。此工序时间，根据现场具体情况确定。

活性污泥法运行方式（2）SBR工艺的特点①处理构筑物的构成简单，设备费、运行管理费较连续式少；②SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀现象；③大多数情况下，不需要流量调节池，曝气池容积较连续式小；④通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应；⑤运行管理得当，可获得比连续式更好的处理水水质。

活性污泥法运行方式序批式活性污泥法缺点：1、自动化控制要求高。2、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、滗水深度一般为1~2m，这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程。5、由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。

活性污泥法运行方式序批式活性污泥法适用范围：

SBR一般应用于小型城市污水处理厂，根据《城市污水处理及污染防治技术政策》，“日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施，可选用氧化沟法、SBR法、水解好氧法、AB法和生物滤池法等技术，也可选用常规活性污泥法。”但实际应用，一般规模都小于5万立方米/天可采用SBR工艺。

活性污泥法运行方式（3）SBR工艺的形式间歇式循环曝气活性污泥工艺（ICEAS）循环式活性污泥工艺（CAST）DAT-IAT工艺序批式活性污泥法

活性污泥法运行方式间歇式循环曝气活性污泥工艺（ICEAS）

本工艺的进水方式为连续进水，间歇排水。在反应阶段，污水多次反复地经受“曝气好氧”和“闲置缺氧”状态，从而产生有机物降解、硝化、反硝化、吸收磷、释放磷等反应，能够取得比较彻底的BOD去除、脱氮和除磷的效果。本工艺无污泥回流和混合液的内循环，能耗低；污泥龄长，沉降性能好，剩余污泥少。

活性污泥法运行方式循环式活性污泥工艺（CAST）

本工艺在进水区设置一生物选择器。活性污泥由反应池回流，在生物选择器内与进入的污水混合、接触，创造微生物种群在高负荷、高浓度环境下的竞争生存条件，选择出适应该系统生存的独特微生物菌群，并有效地抑制丝状菌的过分增殖，避免污泥膨胀，提高系统的稳定性。

活性污泥法运行方式CAST池

活性污泥法运行方式德国进口细格栅

活性污泥法运行方式滗水器

活性污泥法运行方式DAT-IAT工艺需氧池间歇式曝气池

DAT-IAT工艺主体构筑物由需氧池（DAT）和间歇式曝气池（IAT）组成。

活性污泥法运行方式序批式活性污泥法

在DAT，污水与从IAT回流的活性污泥同时连续流入，通过高强度的连续曝气，强化活性污泥的生物吸附作用，充分发挥活性污泥的初期降解功能，去除大部分有机物。在IAT，由于DAT的初步生化、调节、均衡作用，进水水质稳定、负荷低，提高了对水质变化的适应性。由于C/N较低，能够发生硝化反应。又由于进行间歇曝气和搅拌，能够形成缺氧-好氧-厌氧-好氧的交替环境，在去除BOD的同时，获得脱氮除磷的效果。本工艺的沉淀和排放工序也连续进水。与CAST和ICEAS相比，DAT-IAT能够保持较长的污泥龄和很高的混合液浓度，对有机负荷及毒物有较强的抗冲击