水处理工程技术第四章活性污泥法的发展工艺

任务五活性污泥法的发展工艺氧化沟吸附-生物降解法污水处理工艺3.间歇式活性污泥法4.间歇式循环延时曝气活性污泥法5.循环式活性污泥法6.周期性循环活性污泥法7.DAT-IAT法8.MSBR法9.UNITANK系统任务五活性污泥法的发展工艺一、氧化沟氧化沟又称为连续循环反应器、循环混合式曝气池，是20世纪50年代由荷兰开发出来的，属活性污泥法的一种改型和发展。氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，其曝气设备多采用转刷曝气器和曝气转盘。反应器一般呈封闭的环状沟渠形，池体狭长，池深较浅。通过曝气装置的转动，混合液在池内循环流动，完成曝气和搅拌作用。氧化沟水力停留时间较长，一般为10~40h。一、氧化沟氧化沟工艺流程较简单，运行管理方便。整个流程的处理构筑物少，有时可以考虑不设初沉池，二沉池也可不单设，氧化沟与二沉池合建，可省去污泥回流装置。氧化沟是延时曝气池的一种改良，BOD负荷较低，一般为0.05~0.11kgBOD5/（kgMLSS·d）。在氧化沟内可以生长污泥龄较长的细菌，有时污泥龄可达15~30d。有利于硝化反应，有益于污水中氮的去除。一、氧化沟（一）氧化沟的构造氧化沟一般是环形沟渠状，平面形状多为椭圆形、圆形或马蹄形，沟渠长度可达几十米，甚至百米以上。沟深取决于曝气装置，一般为2~6m。氧化沟的构造形式多样，运行较灵活。氧化沟既可采用单沟系统，也可采用多沟系统。通过调节出水溢流堰的高度可以改变氧化沟的水深，进而改变曝气装置的淹没深度，使其充氧量适应运行的需要，并可对水的流速起一定的调节作用。由于氧化沟内微生物的污泥龄长，污泥负荷率低，排出的剩余污泥已高度稳定，剩余污泥量较少，因此不需要进行厌氧硝化，只需进行浓缩脱水处理。一、氧化沟曝气转刷氧化沟出水溢流堰运行负荷低，处理深度大；距曝气机不同距离处形成好氧缺氧以及厌氧区段，故可具有反硝化脱氮的功能。动力消耗低，在用转刷曝气时噪声极小。污泥沉降性能好；耐冲击负荷，适应性大;污泥产量少；

氧化沟通常在延时曝气条件下使用，污水停留时间较长，污泥负荷较低，经运行表明，氧化沟有如下特点：一、氧化沟虽然氧化沟工艺具有构造简单、处理效果好、剩余污泥量少、有生物脱氮功能等优点，但是，氧化沟工艺也存在下列缺点：（1）占地面积大于活性污泥法；（2）机械曝气动力效率低；（3）能耗较高。氧化沟的类型卡罗塞（Carrousel）氧化沟交替工作氧化沟系统奥贝尔（Orbal）氧化沟曝气－沉淀一体化氧化沟船形一体化氧化沟二沉池交替运行的氧化沟一、氧化沟（二）常用的氧化沟系统1.卡罗塞（Carrousel)氧化沟多沟串联氧化沟目标：需求一种渠道更深、效率更高、机械性能更好的系统设备。一、氧化沟如下图所示为六廊道并采用纵轴低速表面曝气器的卡罗塞氧化沟。在每组沟渠的转弯处安装一台表面曝气器，该表面曝气器单机功率大，其水深可达5m以上。靠近曝气器的下游为富氧区，上游为低氧区，外环还可能成为缺氧区，这样的氧化沟能够形成生物脱氮的环境条件。卡罗塞氧化沟在国外得到广泛应用。处理规模为200~650000m3/d，BOD去除率达95%~99%，脱氮效果可达90%以上。一、氧化沟2.交替工作氧化沟系统交替工作氧化沟系统有两沟和三沟两种交替工作氧化沟系统。两沟交替工作氧化沟由容积相同的A、B两池组成，串联运行，交替作为曝气池和沉淀池，无须设污泥回流系统。该系统处理水质较好，污泥也比较稳定。缺点是设备闲置率高，一般大于50%，曝气转刷的利用率低。一、氧化沟2.交替工作氧化沟系统三沟交替工作氧化沟应用较广，提高了设备利用率。两侧A、C两池交替地作为曝气池和沉淀池。中间池B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C池和A池流出。经过适当运行，三沟交替工作氧化沟不但能够去除BOD，还能够达到脱氮和除磷的目的。这种系统无须污泥回流系统。一、氧化沟3.奥贝尔（Orbal）氧化沟系统奥贝尔氧化沟是由若干圆形或椭圆形同心沟渠组成的多沟串联系统。污水和回流污泥首先进入最外环的沟渠，然后依次进入下一层沟渠，最后由位于中心的沟渠流出进入二沉池。在运行时，外、中、内三层沟渠内混合液的溶解氧保持较大的梯度，分别为0、1、2mg/L，这样既有利于提高充氧效果，也可使沟渠具有脱氮、除磷功能。

本世纪70年代提出该工艺,具有总池容小、造价低、耐冲击负荷性好、出水水质稳定等优点。在运行控制与工艺流程方面主要有如下特点：AB法为两段活性污泥法，即分为A段（吸附段）和B段（生物氧化段）。A段由曝气池和中间沉淀池组成，B段由曝气池及二沉池组成。。A、B池的回流污泥截然分开,各级具有组成和功能完全不同的微生物种群。A段繁殖快、世代时间短微生物占优势；B段泥龄长，可生化性、硝化性好。二、吸附—生物降解法污水处理工艺A段B段隔栅吸附曝气沉淀沉淀出水回流污泥回流污泥剩余污泥AB法工艺流程A级为高负荷运行，污泥负荷达2-6kgBOD/kgMLSSd,平均泥龄较短（0.3-0.5d），HRT=30min，对不同进水水质，A级可选用好氧或缺氧方式运行。对有机物的去除率可达50%~70%，便进入中间沉淀池进行泥水分离。B级则以低负荷运行，污泥负荷率小于0.3kgBOD/kgMLSSd，泥龄为15-20d，HRT=2-3h。二、吸附—生物降解法污水处理工艺三、间歇式活性污泥法(SBR)间歇式活性污泥法简称SBR法，又称序批式（间歇）活性污泥法处理系统，是近年来国内外广泛应用的一种污水生物处理技术。SBR法是活性污泥法初创时期充排式反应器的一种改进工艺。由于当时的曝气器易堵塞，自动控制技术水平低，工程运行操作管理较为复杂等，这种原始的序批式污水处理法逐渐演变成了现今的连续式传统活性污泥法。20世纪70年代，计算机和自动控制技术的飞速发展，以及各种新型不堵塞曝气器、新型浮动式出水堰和自动监测控制设备和软件技术的发展，解决了活性污泥法开发初期间歇操作复杂的问题，使该工艺的优势得到了充分的发挥。三、间歇式活性污泥法(SBR)（一）间歇式活性污泥法工作原理以间歇操作为主要特征。序批间歇式有两种含义：一是运行操作在空间上是按序列、间歇的方式进行的，由于污水大多是连续排放且流量的波动很大，间歇反应器至少为两个或三个池以上，污水连续按序列进入每个反应池，它们运行时的相对关系是有次序的，也是间歇的；二是每个SBR法反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的、间歇运行的。按运行次序，一个运行周期可分为五个阶段，即：①进水；②反应；③沉淀；④排水；⑤闲置。进水期反应期沉降期排水期闲置期间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactor,简称SBR）的特点是曝气池和沉降池合二为一，分批处理废水。基本工作周期如下所示有5个阶段。

三、间歇式活性污泥法(SBR)（二）工艺特征结构简单、无需另建二沉池，无污泥回流设备；耐冲击负荷，可不设调节池；控制灵活、可满足多种处理要求，可达到脱氮除磷的效果；活性污泥性状好、沉降效率高、污泥产率低（尤其有充分的闲置期时，内源呼吸将减少污泥量）；运行操作繁琐，需设自动控制装置三、间歇式活性污泥法(SBR)四、间歇式循环延时曝气活性污泥法(ICEAS)（一）工艺流程ICEAS是间歇式循环延时曝气活性污泥法，该工艺是一种变形的SBR工艺。运行方式采用连续进水、间歇曝气、周期排水的形式。反应器由预反应池（区）（生物选择器）和主反应池（区）组成。两部分可分建或合建，污泥回流到预反应池（区），剩余污泥间歇排放。预反应池（区）的设立可以使废水在高负荷下运行，保证菌胶团细菌的生长，抑制丝状菌生长，控制污泥膨胀。滗水器是SBR工艺采用的定期排除澄清水的设备，它具有能从静止的池表面将澄清水滗出，而不搅动沉淀，确保出水水质的作用。四、间歇式循环延时曝气活性污泥法(ICEAS)（二）ICEAS的特点ICEAS与传统的SBR法相比，最大特点是在反应池的进水端增设一个预反应区（池），运行方式为连续进水（沉淀期和排水期仍进水）、间歇排水。由于连续进水，沉淀期也进水，在主反应池（区）底部会造成紊动而影响泥水分离，因此出水水质受到一定限制。ICEAS在处理城市污水和工业废水方面比传统的SBR法费用更省，管理更方便。五、循环式活性污泥法（CAST）主要处理构筑物包括进水泵房、细格栅及沉砂池、CAST反应池（包括厌氧生物选择器）、污泥浓缩池、脱水机房和鼓风机房。与传统活性污泥法相比，省去了初沉池和二沉池。与传统的SBR法相比，它的主要特点是在SBR反应器前设厌氧生物选择器和具有污泥回流系统。选择器的最基本功能是调节活性污泥的絮体负荷，防止产生污泥膨胀。循环式活性污泥工艺（CAST）-SBR的变形工艺特点：进水区设置生物选择器，水力停留时间为1h；活性污泥回流到反应器，回流率一般取20%；反应后顺序经沉淀、排放工序；工艺运行覆盖了SBR及多种变形工艺五、循环式活性污泥法（CAST）六、周期循环活性污泥法（CASS）（一）工艺流程CASS是周期循环活性污泥法的英文CyclicActivatedSludgeSystem的缩写，是将好氧生物选择器与传统的连续进水SBR反应器相结合的产物。CASS与CAST的相同之处是系统都由选择器和反应池组成；不同之处是CASS为连续进水，而CAST为间歇进水，CASS污泥不回流，无污泥回流系统。CASS反应器内微生物处于好氧—缺氧—厌氧周期性变化之中，因此与CAST工艺一样，CASS工艺具有较好的除磷、脱氮效果。六、周期循环活性污泥法（CASS）（二）CASS运行工序（p132）七、DAT-IAT法DAT-IAT是序批式活性污泥法（SBR法）的一种变形工艺。DAT池连续进水、连续曝气，IAT池连续进水，但间歇曝气，处理水和剩余污泥均由IAT池排出。IAT按传统SBR反应器运行方式进行周期运转，按工作周期分为曝气期、沉淀期、滗水期和闲置期四个工序运行。IAT向DAT的回流比可视水质和MLSS浓度控制在100%~450%。DAT与IAT池容比可根据曝气时间、污泥沉淀性能、滗水装置能力控制在1∶1左右。DAT与IAT需氧量之比为65%~35%。八、MSBR法改良型序批式活性污泥法（Modified