活性污泥处理新工艺

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、流程简单,运行费用低；

SBR法的工艺简单,便于自动控制,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。

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。

5、有效防止污泥膨胀；

由于SBR具有理想推流式特点，有机物浓度存在较大的浓度梯度，有利于菌胶团细菌的繁殖，抑制丝状菌的生长，另外，反应器内缺氧好氧的变化以及较短的污泥龄也是抑制丝状菌的生长的因素，从而有效地防止污泥膨胀。

6、耐冲击负荷；池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。

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

CASS（CAST/CASP)工艺（CyclicActivatedSludgeSystem/Technology/Process）该工艺又称为循环式活性污泥法，是由美国Goronszy教授在ICEAS工艺的基础上研究开发的，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。

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（20％～30％）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缺氧区3主反应区CASS反应器构造图

CASS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

CASS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，进一步有效的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。

应用实例：目前全世界已有300多家污水处理厂采用CASS工艺。我国，北京航天城污水处理厂（处理能力7200m3/d），徐州第二人民医院，镇江市征润州污水处理厂（设计水量20万t/d，近期10万t/d）。ICEAS工艺（IntermittentCycleExtendedAerationSystem）

ICEAS工艺为间歇式循环延时曝气工艺，是澳大利亚新南威尔士大学与美国ABJ公司的Goronszy教授合作研究开发的。1976年建成了世界上第一座ICEAS工艺废水处理厂，随后在世界各国得到了广泛的应用。该工艺的特点是在反应器的进水端增加了一个预反应区，运行方式为连续进水、间歇排水，没有明显的反应阶段和闲置阶段。

经预处理的废水连续不断的进入反应池前部的预反应区，在该区内污水中的大部分可溶性BOD5被活性污泥微生物吸附，并从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低速（0.03～0.05m/min）进入主反应区，在主反应区内按照曝气、沉淀、排水、排泥的程序周期性的运行，使有机废水在交替的好氧－缺氧－厌氧的条件下完成生物降解作用，各过程的历时可由计算机自动控制。ICEAS运行工序图ICEAS工艺的优点：在处理市政污水和工业污水方面比传统的SBR工艺