城市污水生物處理技術(shù)(課堂PPT)

1、城市污水生物處理技術(shù),內(nèi)容提要,活性污泥法介紹 污水生物處理典型工藝及發(fā)展 脫氮除磷機理,1 活性污泥法介紹,1882年 Angus Smith進行了向污水中鼓入空氣 的實驗 1884年 Dupre和Didbin對污水污泥混合液進行了 震蕩曝氣試驗 1912年 Clarke和Gage在美國馬薩諸塞州勞倫斯 實驗站進行了間歇式曝氣凈化污水的研究 1914年 Ardern和Lockett在英國化學工業(yè)學會發(fā)表 活性污泥法的論文，此年為活性污泥法創(chuàng) 始年,1.1 活性污泥法的歷史沿革,1.2 活性污泥法基本原理,向廢水中連續(xù)通入空氣，經(jīng)一定時間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌

2、膠團為主的微生物類群，具有很強的吸附與氧化有機物的能力。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。,活性污泥法基本過程示意圖,活性污泥系統(tǒng),曝氣池 二次沉淀池 污泥回流系統(tǒng) 剩余污泥排走系統(tǒng),供氧系統(tǒng),1.3 活性污泥系統(tǒng)的主要組成及其功能,曝氣池 1）反應(yīng)的主體，有機物被去除，同時伴隨活性污泥微生物的增殖。 2）基本設(shè)計參數(shù)：（城市污水） 懸浮固體量（X）：2000-3000mg/L; 溶解氧（DO）：1-2mg/L BOD-污泥負荷率：0.30.5kgBOD5/kgMLSSd,二次沉淀池：

3、 1）活性污泥和水分離，保證凈化水的出水水質(zhì)； 2）得到濃縮污泥，一部分保證污泥回流；另一部分作為剩余污泥排出系統(tǒng)。,剩余污泥排走系統(tǒng)： 1） 維持活性污泥系統(tǒng)的正常運行，必須定期排泥; 2） 為了使曝氣池內(nèi)經(jīng)常保持高度活性的活性污泥。 3） 去除有機物的重要途徑之一。,污泥回流系統(tǒng)： 1）維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度，活性污泥需要回流； 2）回流比的改變，可調(diào)整曝氣池的運行工況。 基本運行參數(shù)：（城市污水） 回流污泥濃度（Xr）：8000-12000mg/L,供氧系統(tǒng)： 1）為好氧微生物提供代謝所需的溶解氧 2）使得活性污泥處于懸浮狀態(tài),1.4 活性污泥的性質(zhì),活性污泥微生物性質(zhì),主要微生物： 好

4、氧菌、真菌、原生動物以及后生動物 A好氧菌：活性污泥凈化功能最活躍的成分 曝氣池混合液細菌總數(shù)1108個/mL。 主要菌種有：動膠桿菌屬、假單胞菌屬、微球菌屬、黃桿菌屬、芽胞桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、無色桿菌屬等 特征： 1）絕大多數(shù)是好氧和兼性異養(yǎng)型的原核細菌； 2）在好氧條件下，具有很強的分解有機物的功能； 3）具有很高的增殖速率，其世代時間僅為2030分鐘； 4）動膠桿菌具有將大量細菌結(jié)成為“菌膠團”的功能。,真菌在活性污泥中不占優(yōu)勢,B、原生動物- 在活性污泥中大約為51032104個/ml,肉足蟲 鞭毛蟲 纖毛蟲,纖毛蟲,原生動物中以纖毛蟲居多數(shù)，固著型纖毛蟲可作為指示生物，固著型纖毛蟲如

5、鐘蟲、等枝蟲、蓋纖蟲、獨縮蟲、聚縮蟲等出現(xiàn)且數(shù)量較多時，說明培養(yǎng)成熟且活性良好。,C、后生動物,線蟲,輪蟲,原（后）生動物作為“指示性生物”,數(shù)量,混合液懸浮固體濃度MLSS（Mixed Liquor Suspended Solid),式中：Ma具備活性細胞成分；,Me內(nèi)源代謝殘留的微生物有機體；,Mi未代謝的不可生化的有機懸浮固體；,Mii吸附的無機懸浮固體。,MLSS=Ma+Me+Mi+Mii (mg/L混合液）,1.5 活性污泥的性能指標,按有機性和無機性成分：,污泥沉降比：SV,活性污泥的沉降濃縮性能,取混合液至1000mL或100mL量筒，靜止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的體積

6、，以占混合液體積的比例（%）表示污泥沉降比。,污泥體積指數(shù)：SVI,SV不能確切表示污泥沉降性能，故人們想起用單位干泥形成濕泥時的體積來表示污泥沉降性能，簡稱污泥指數(shù)，單位為mL/g。,SVI值能較好地反映出活性污泥的松散程度和凝聚沉降性能。良好的活性污泥SVI常在50120之間，SVI值過低，說明污泥活性不夠，可能是水體中營養(yǎng)元素缺失導致。SVI過高的污泥,，說明可能發(fā)生污泥膨脹。如因絲狀菌過度繁殖所致，則應(yīng)投加相應(yīng)的消毒劑，必要時要抽干好氧池重新培養(yǎng)好氧污泥。,污泥回流比R,Qr、Xr,曝氣池 V、X,二沉池,Q+Qr,X,Q-Qw,Xe,Q,Qw、Xr,根據(jù)泥量平衡關(guān)系：,如果活性污泥的

7、SVI值增高，它在二次沉淀池內(nèi)的濃縮濃度會降低，即Xr降低，為了使在曝氣池內(nèi)混合液的活性污泥濃度保持一定，就需要加大污泥的回流量。,或,在MLSS一定的條件下，SVI值越高，所應(yīng)采用的污泥回流比也越大。,指曝氣池全部活性污泥平均更新一次所需的時間，活性污泥在曝氣池內(nèi)的平均停留時間，故又稱細胞平均停留時間：曝氣池內(nèi)活性污泥的總量與每日排放污泥量（出水+剩余污泥）之比，單位d。,當Xe0時，,污泥齡是活性污泥系統(tǒng)設(shè)計與運行管理的重要參數(shù)，反映了活性污泥吸附有機物后進行穩(wěn)定氧化的時間長短。污泥齡不能太長，否則污泥會老化，影響處理效果；污泥齡不能短于活性污泥中微生物的世代時間，否則在曝氣池中不能大量增

8、殖。,污泥齡(c),活性污泥在曝氣過程中，對有機物的降解（去除）過程可分為兩個階段：,1.6 活性污泥降解污水中有機物的過程,活性污泥的初期吸附作用,曝氣過程,降解,初期吸附,BOD5,好氧活性污泥法中異養(yǎng)微生物的代謝途徑,內(nèi)源呼吸產(chǎn)物 + 能量 (CO2、H2O、NH3、SO42-),廢水中的可 降解有機物,新細胞物質(zhì) （C5H7NO2）,代謝產(chǎn)物 (CO2、H2O、NH3、SO42-),(1/3),分解代謝,+ 異養(yǎng)微生物, 能量,活性污泥法曝氣過程中污水中有機物的變化分析總結(jié),廢水中的有機物,活性污泥膨脹是活性污泥工藝運行中的主要問題。正常的活性污泥沉降性能良好，其污泥體積指數(shù)SVI在5

9、0150之間；當活性污泥不正常時，污泥不易沉淀，反映在SVI值升高。 混合液在1000mL量筒中沉淀30min后，污泥體積膨脹，上層澄清液減少，這種現(xiàn)象稱為活性污泥膨脹。,活性污泥膨脹可分為,污泥膨脹及其控制,1.7 活性污泥系統(tǒng)運行中的異常情況,絲 狀 菌 性 膨 脹,當污泥中有大量絲狀菌時，大量有一定強度的絲狀體相互支撐、交錯，大大惡化了污泥的沉降、壓縮性能，形成了污泥膨脹。,絲 狀 菌 性 膨 脹 的 主 要 因 素,絲 狀 菌 性 膨 脹 的 主 要 因 素,污水水質(zhì),運行條件,工藝方法,絲 狀 菌 性 膨 脹 的 主 要 因 素,污水水質(zhì),運行條件,工藝方法,非 絲 狀 菌 性 膨

10、脹,非絲狀菌性膨脹主要發(fā)生在污水水溫較低而污泥負荷太高時。 微生物的負荷高，細菌吸收了大量的營養(yǎng)物，但由于溫度低，代謝速度較慢，就積貯起大量高黏性的多糖類物質(zhì)。這些多糖類物質(zhì)的積貯，使活性污泥的表面附著水大大增加，使污泥形成污泥膨脹。,發(fā)生污泥非絲狀菌性膨脹時，處理效率仍很高，上清液也清澈。,在運行中，如發(fā)生污泥膨脹，針對膨脹的類型和絲狀菌的特性，可采取的抑制措施：,(1)控制曝氣量，使曝氣池中保持適量的溶解氧；,(2)調(diào)整pH；,(3)如磷、氮的比例失調(diào)，可適量投加氮化合物和磷化合物；,(4)投加有機或者無機混凝劑或助凝劑，增大活性 污泥的比重，使之在二沉池內(nèi)易于分離,(6)城市污水廠的污水

11、在經(jīng)過沉砂池后，跳躍初沉池，直接進入曝氣池。,(5)投加化學藥劑，滅殺或者抑制絲狀菌。常用的滅菌劑有NaClO,ClO2，Cl2，H2O2和漂白粉等。,污泥上浮是由于曝氣池內(nèi)污泥泥齡過長，硝化進程較高（一般硝酸鹽達5 mg/L以上），因而污泥在二沉池底部產(chǎn)生反硝化，硝酸鹽成為電子受體被還原，產(chǎn)生的氮氣附于污泥上，從而使污泥比重降低，整塊上浮。 另外，曝氣池內(nèi)曝氣過度，使污泥攪拌過于激烈，生成大量小氣泡附聚于絮凝體上，也可能引起污泥上浮。,控制措施,增加污泥回流量或及時排除剩余污泥，在脫氮之前將污泥排除,污泥上浮及其控制,降低混合液污泥濃度，縮短污泥齡和降低DO等,控制措施,化學泡沫：采取水沖或

12、加消泡劑。此外，用風機機械消泡也是有效措施。,泡沫問題及其控制,增大排泥，降低污泥齡，預(yù)防為主,泡沫可分為,2 污水生物處理典型工藝及發(fā)展,漸 減 曝 氣 多點進水法 完全混合法 淺 層 曝 氣 高負荷曝氣 延 時 曝 氣 接觸穩(wěn)定法 氧化溝 純 氧 曝 氣 吸附生物降解工藝（AB法） 序批式活性污泥法（SBR法）,污水生物處理常見工藝形式,漸 減 曝 氣,在推流式的傳統(tǒng)曝氣池中，混合液的需氧量在長度方向是逐步下降的。 實際情況是：前半段氧遠遠不夠，后半段供氧量超過需要。 漸減曝氣的目的就是合理地布置擴散器，沿池長漸減曝氣，而總的空氣量不變，這樣可以提高處理效率。,漸 減 曝 氣,針對普通（推

13、流式）曝氣池進口負荷過大而改進的。廢水沿池長分多點進入（進口為34個），以均衡池內(nèi)有機負荷，克服前段供氧不足，后段供氧過剩的缺點，單位容積的處理能力提高（容積可減小30%）。,多 點 進 水 法,多點進水示意圖,完 全 混 合 法,在階段曝氣的基礎(chǔ)上，進一步大大增加進水點，同時相應(yīng)增加回流污泥并使其在曝氣池中迅速混合，長條形池子中也能做到完全混合狀態(tài)。,完全混合的概念,（1）池液中各個部分的微生物種類和數(shù)量基本相同，生活環(huán)境也基本相同。 （2）入流出現(xiàn)沖擊負荷時，池液的組成變化也較小，因為驟然增加的負荷可為全池混合液所分擔，而不是像推流中僅僅由部分回流污泥來承擔。完全混合池從某種意義上來講，是

14、一個大的緩沖器和均和池，在工業(yè)污水的處理中有一定優(yōu)點。 （3）池液里各個部分的需氧量比較均勻。,完全混合法的特征,完 全 混 合 法,淺 層 曝 氣,特點：氣泡形成和破裂瞬間的氧傳遞速率是最大的。在水的淺層處用大量空氣進行曝氣，就可以獲得較高的氧傳遞速率。,1953年帕斯維爾（Pasveer）的研究：氧在10靜止水中的傳遞特征，如下圖所示。,擴散器的深度以在水面以下0.60.8 m范圍為宜，可以節(jié)省動力費用，動力效率可達1.82.6 kg(O2)/kwh。 可以用一般的離心鼓風機。 淺層曝氣與一般曝氣相比，空氣量增大，但風壓僅為一般 曝氣的1/41/6左右，約10 kPa，故電耗略有下降。 曝

15、氣池水深一般34m，深寬比1.01.3，氣量比3040 m3/(m3 H2O.h)。 淺層池適用于中小型規(guī)模的污水廠。 由于布氣系統(tǒng)進行維修上的困難，沒有得到推廣利用。,部分污水廠只需要部分處理，因此產(chǎn)生了高負荷曝氣法。 主要特點F/M負荷高，曝氣池中的MLSS約為300500 mg/L，曝氣時間比較短，約為23 h，處理效率僅約65左右，有別于傳統(tǒng)的活性污泥法。 高負荷活性污泥法在系統(tǒng)和曝氣池構(gòu)造方面，與傳統(tǒng)活性污泥法相同，即傳統(tǒng)法可以按高負荷活性污泥法系統(tǒng)運行，適用于處理對處理水質(zhì)要求不高的污水。,高負荷曝氣,F/M負荷非常低，曝氣時間很長，達24 h甚至更長，MLSS較高，達到30006

16、000 mg/L； 活性污泥在時間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥少而穩(wěn)定，無需消化，可直接排放； 適用于污水量很小且對處理水質(zhì)要求高的場合，近年來，國內(nèi)小型污水處理系統(tǒng)多有使用。 池容大，基建費和運行費都較高，占用較大的土地面積。,延 時 曝 氣,接 觸 穩(wěn) 定 法,混合液曝氣過程中第一階段BOD5的下降是由于吸附作用造成的，對于溶解的有機物，吸附作用不大或沒有，因此，把這種方法稱為接觸穩(wěn)定法，也叫吸附再生法?；旌弦旱钠貧馔瓿闪宋阶饔?，回流污泥的曝氣完成穩(wěn)定作用。,污水和經(jīng)過在再生池充分再生且活性很強的活性污泥同步進入吸附池，在這里充分接觸3060 min，使大部分呈懸浮、膠體和部分

17、溶解性狀態(tài)的有機物為活性污泥所吸附，使污水中有機物濃度大幅度降低?；旌弦豪^之流入二沉池，進行泥水分離，澄清水排放，污泥則從底部進入再生池，在這里首先進行分解和合成代謝，然后活性污泥微生物進入內(nèi)源呼吸期，活性得到充分恢復(fù)，在其進入吸附池與廢水接觸，充分發(fā)揮其吸附能力。,氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。 曝氣裝置的轉(zhuǎn)動，推動溝內(nèi)液體迅速流動，具有曝氣和攪拌兩個作用，溝中混合液流速約為0.30.6 m/s，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)。,氧 化 溝,氧化溝特點： （a）氧化溝HRT和SRT比一般生物處理法長（1040 h），可以不設(shè)初次沉淀池，污泥也不需要

18、進行厭氧消化； （b）占地面積少。省略了初次沉淀池、污泥消化池，有時還可省略二次沉淀池和污泥回流裝置，使污水廠總占地面積不僅沒有增大，相反還可縮??； （c）氧化溝具有推流特性，溶解氧濃度在沿池長方向形成濃度梯度，形成好氧、缺氧和厭氧條件。通過對系統(tǒng)合理的設(shè)計與控制，可以取得最好的除磷脫氮效果。 （d）氧化溝的曝氣設(shè)備和構(gòu)造形式的多樣化，運行靈活，根據(jù)不同的目的可以設(shè)計多種形式的氧化溝。,氧 化 溝,工作特性分析： 如果著眼于整體，可以認為氧化溝是一個完全混合池，其中的污水水質(zhì)幾近一致，它因此可以處理高濃度有機廢水，能夠承受水量和水質(zhì)的沖擊負荷。 如果著眼于氧化溝中的某一段，就可以發(fā)現(xiàn)某些推流式

19、的特征。這種水流攪動情況和溶解氧濃度沿池長變化的特征，十分有利于活性污泥的生物凝聚作用，且可以利用來進行硝化、反硝化作用以及吸磷、釋磷作用，以達到生物脫氮除磷的效果。,氧 化 溝,曝氣轉(zhuǎn)盤設(shè)備(美國US Filter產(chǎn)品),曝氣轉(zhuǎn)刷設(shè)備(OTV-Gruger產(chǎn)品),荷蘭DHV公司表曝機,潛水攪拌機,水下推進器,Carrousel氧化溝是60年代末由荷蘭DHV公司研制成功的，當時開發(fā)這一工藝的主要目的是尋求一種渠道更深、效率更高和機械性能更好的系統(tǒng)設(shè)備，來改善和彌補當時流行的轉(zhuǎn)刷式氧化溝的技術(shù)弱點。其構(gòu)造如圖所示。,卡魯塞爾氧化溝圖,1一出水堰：2一曝氣器,氧化溝的形式,它是一個多溝串聯(lián)的系統(tǒng)，

20、進水與活性污泥混合后沿箭頭 方向在溝內(nèi)作不停的循環(huán)流動。 Carrousel氧化溝采用垂直安裝的低速表面曝氣器，每 組溝渠安裝一個，均安裝在同一端，因此形成了靠近曝氣器 下游的富氧區(qū)和曝氣器上游以及外環(huán)的缺氧區(qū)。這不僅有利 于生物凝聚，還使活性污泥易于沉淀。其BOD5去除率可達 95%99%，脫氮效率約為90%，除磷效率約為50%。,Carrousel氧化溝技術(shù)特征,Carousel氧化溝的表面曝氣機單機功率大，其水深可達5 m以上，使氧化溝占地面積減少，土建費用降低。 由于曝氣機周圍的局部區(qū)域能量強度比傳統(tǒng)活性污泥曝氣池中的強度高得多，使得氧的轉(zhuǎn)移效率大大提高，平均傳氧效率達到至少2.1 k

21、g/kWh。 因此，Carrousel氧化溝具有極強的混合攪拌耐沖擊能力。當有機負荷較低時，可以停止某些曝氣器的運行，在保證水流攪拌混合循環(huán)流動的前提下，節(jié)約能量消耗。,Carrousel氧化溝技術(shù)特征,交替工作的氧化溝(V-R型) 圖 1沉砂池；2曝氣轉(zhuǎn)刷；3出水堰；4排泥管；5污泥井；6氧化溝,二池交替工作的氧化溝(D型) 圖 1沉砂池；2曝氣轉(zhuǎn)刷；3一出水堰；4一排泥管；5一污泥井,交替式氧化溝,VR型氧化溝是將曝氣溝渠分為A、B兩部分，其間有單向活扳門相連。利用定時改變曝氣轉(zhuǎn)刷的旋轉(zhuǎn)方向，以改變溝渠中的水流方向，使A和B兩部分交替地作為曝氣區(qū)和沉淀區(qū)，因此不需另設(shè)二沉池。當沉淀區(qū)改變?yōu)?/p>

22、曝氣區(qū)運行時，己沉淀的污泥會自動與水相混合，因此不需設(shè)置污泥回流裝置。這種系統(tǒng)簡化了流程，節(jié)省了基建費用和運行費用，管理也很方便。,D型氧化溝由容積相同的A、B兩池組成。串聯(lián)運行，交替地作為曝氣池和沉淀池，一般以8小時為一個運行周期。 該系統(tǒng)可得十分優(yōu)質(zhì)的出水和穩(wěn)定的污泥，同樣不需設(shè)污泥回流裝置。 缺點是曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率僅為37.5%。,為了克服D型系統(tǒng)的缺點，又開發(fā)了三溝式(T型)氧化溝，從而將設(shè)備利用率提高到了58%，而后發(fā)展的動態(tài)順序沉淀(DSS)氧化溝的設(shè)備利用率為70%。,三池交替工作氧化溝系統(tǒng)(T型)圖,1沉砂池：2曝氣轉(zhuǎn)刷：3出水溢流堰： 4排泥井：5污泥井,交替式氧化溝主要是為

23、了去除BOD5。 如果要同時除磷脫氮，對于雙溝式氧化溝就需在氧化溝 前后分別增設(shè)厭氧池和沉淀池(DE型)。 三溝式氧化溝除磷脫氮可在同一反應(yīng)器中完成。 值得一提的是，這些簡單的氧化溝系統(tǒng)沒有單獨設(shè)置反 硝化區(qū)，但由于運行過程中設(shè)置了停曝期來進行反硝化，從 而獲得較高的氮去除率。,該系統(tǒng)由三個相同的氧化溝組建在一起作為一個單元運行，三個氧化溝之間相互雙雙連通。 在運行時，兩側(cè)的A、C兩池交替地用作曝氣池和沉淀池。中間的B池一直維持曝氣，進水交替地引入A池或C池，出水相應(yīng)地從C池或A池引出。這樣做提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率，還有利于生物除磷。 進水的分配和出水調(diào)節(jié)堰完全靠自控裝置控制。 三溝式氧化溝的

24、脫氮是通過雙速電機來實現(xiàn)的，曝氣轉(zhuǎn)刷能起到混合器和曝氣器的雙重功能。,三溝式氧化溝技術(shù)特征,三池交替工作式 氧化溝的運行過 程可分為6個階 段，如圖所示。,整個工作周期為8小時。依靠三池工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，可以免除污泥回流和混合液回流，運用費用可大大節(jié)省。,三溝式氧化溝技術(shù)特征,Orbal氧化溝是一種多渠道的氧化溝系統(tǒng)，溝中有若干 多孔曝氣圓盤的水平旋轉(zhuǎn)裝置，用以進行傳氧和混合。,Obral氧化溝,氧化溝由多個同心的溝渠組成，溝渠呈圓形或橢圓形，進水先引入最外的溝渠，在其中不斷循環(huán)的同時，依次引入下一個溝渠，最后從中心溝渠排出，這相當于一系列完全混合反應(yīng)池串聯(lián)在一起。 Orbal系統(tǒng)中每一圓形溝渠

25、均表現(xiàn)出單個反應(yīng)器的特性。例如，對氧的吸收率進水渠最高，出水渠最低，相應(yīng)溶解氧濃度從外溝到內(nèi)溝依次增高。Orbal這種串聯(lián)形式，可以兼有完全混合式與推流式的優(yōu)點。,Obral氧化溝,ObraI氧化溝技術(shù)特征,曝氣設(shè)備均采用曝氣轉(zhuǎn)盤。由于曝氣盤上有大量的曝氣孔和楔形突出物，增加了推進混合和充氧效率，水深可達3.54.5m，并保持溝底流速0.30.9m/s。同時可以借助配置各溝中不同的曝氣盤數(shù)目，變化輸入每一溝的供氧量。 圓形或橢圓形的平面形狀，比渠道較長的氧化溝更能利用水流慣性，可節(jié)省推動水流的能耗。 多渠串聯(lián)的形式可減少水流短流現(xiàn)象。,純 氧 曝 氣,純氧曝氣的缺點是純氧發(fā)生器容易出現(xiàn)故障，裝

26、置復(fù)雜，運轉(zhuǎn)管理較麻煩。,在密閉的容器中，氧利用率可達8090%，溶解氧的飽和度可提高，氧溶解的推動力也隨著提高，氧傳遞速率增加了，因而處理效果好，能夠縮小曝氣池容，提高曝氣池的容積負荷，污泥的沉淀性也好，污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生較少。,吸附生物降解工藝（AB法）,A級以高負荷或超高負荷運行，B級以低負荷運行，A級曝氣池停留時間短，3060 min，B級停留時間 24h。 該系統(tǒng)不設(shè)初沉池，A級曝氣池是一個開放性的生物系統(tǒng)。A、B兩級各自有獨立的污泥回流系統(tǒng)，兩級的污泥互不相混。 處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負荷和pH變化的能力。該工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟實力進行分期建設(shè)。,73,序批式活性污泥法（SBR法）,

27、SBR工藝的基本運行模式由進水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個周期，在每個周期里上述過程都是在一個設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進行的。,序批式活性污泥法（SBR法）,進水期：反應(yīng)池接納污水的過程。 可采用三種方式：非限制曝氣（邊曝氣邊進水）、限制曝氣（充水完畢后再開始曝氣）、半限制曝氣（充水后期曝氣） 反應(yīng)期：進水期結(jié)束后或SBR反應(yīng)器充滿水后，進行曝氣或攪拌以達到處理的目的（去除BOD、硝化、脫氮除磷）。,沉淀期：該工序相當于傳統(tǒng)活性污泥法的二沉池，活性污泥絮體進行重力沉降和上清液分離。 排水排泥期：排出活性污泥沉淀后的上清液，作為處理出水，一直排放

28、到最低水位。底部沉降的活性污泥大部分作為下個處理周期的回流污泥使用，過剩污泥被引出排放。 閑置期：通過攪拌、曝氣或靜置使微生物恢復(fù)活性，并起到一定的反硝化作用而進行脫氮，為下一個周期創(chuàng)造良好的初始條件。,序批式活性污泥法（SBR法）,主要特點： 1、工藝簡單、造價低 2、時間上具有理想推流式反應(yīng)器的特性。 3、運行方式靈活，脫氮除磷效果好。 4、污泥沉降性能好。 5、對進水水質(zhì)水量的波動具有良好的適應(yīng)性。,(1)工藝系統(tǒng)組成簡單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無污泥回流設(shè)備； (2)耐沖擊負荷，在一般情況下（包括工業(yè)污水處理）無需設(shè)置調(diào)節(jié)池； (3)反應(yīng)推動力大,易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的

29、出水水質(zhì); (4)運行操作靈活，通過適當調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達到脫氮除磷的效果； (5)污泥沉淀性能好,SVI值較低,能有效地防止絲狀菌膨脹; (6)該工藝的各操作階段及各項運行指標可通過計算機加以控制，便于自控運行，易于維護管理。,SBR工藝與連續(xù)流活性污泥工藝相比的優(yōu)點,(1)容積利用率低； (2)水頭損失大； (3)出水不連續(xù)； (4)峰值需氧量高； (5)設(shè)備利用率低； (6)運行控制復(fù)雜； (7)不適用于大水量。,SBR工藝的缺點,UNITANK工藝,UNITANK又稱交替式生物處理池，其基本單元是由三個矩形池組成（A，B，C池）相鄰，通過公共墻開洞或池底渠連通。三個池中都安裝有曝

30、氣系統(tǒng)，可以是微孔曝氣頭、表曝機或潛水曝氣機：外側(cè)兩個池（A和C池）設(shè)有固定式出水堰及剩余污泥排放裝置，他們交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子（B池）只能作為曝氣反應(yīng)池。另外，污水通過閘門控制可以進入任意一個池子，采用連續(xù)進水，周期交替運行。,SBR變形工藝,UNITANK工藝,UNITANK工藝,由于UNITANK工藝是傳統(tǒng)SBR工藝的一種變型，具有SBR工藝運行方式靈活的優(yōu)點，可以通過時間及空間上的控制及曝氣、攪拌的控制，使3個池內(nèi)形成好氧、缺氧或者厭氧環(huán)境，實現(xiàn)多種工藝目的，如：碳源有機物的去除、脫氮或者除磷。根據(jù)具體處理對象的不同，UNITANK系統(tǒng)的運行方式不同，下面是好氧UNITA

31、NK處理系統(tǒng)。,(1)污水進入邊池A，池內(nèi)進行曝氣，池內(nèi)混合液經(jīng)中間池B進入邊池C，C池通過固定出水堰排水；(2)A池停止進水，繼續(xù)曝氣，污水進入B池，C 池繼續(xù)排水； (3)A池停止曝氣，靜沉，污水繼續(xù)進入B池，C 池繼續(xù)排水,UNITANK工藝,(4)污水進入邊池C，池內(nèi)進行曝氣，混合液經(jīng)中間池B進入A池，A池通過固定出水堰排水；(5)C池停止進水，繼續(xù)曝氣，污水進入B池，A池繼續(xù)排水；(6)C池停止曝氣，靜沉，污水繼續(xù)進B池，A池繼續(xù)排水，直至排水完畢，完成一個運行周期。整個周期內(nèi)中間池B始終進行曝氣，其中(1)(3)階段和(4)(6)階段運行方向正好相反。,UNITANK工藝,當脫氮除

32、磷時，UNITANK系統(tǒng)的曝氣池內(nèi)除了設(shè)有曝氣設(shè)備外，還設(shè)有攪拌設(shè)備等，根據(jù)工藝要求，通過對曝氣和攪拌設(shè)備的控制池內(nèi)形成交替的好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)。這些工藝過程的實現(xiàn)依賴于在線溶氧儀、在線氧化還原電位等監(jiān)控設(shè)備和系統(tǒng)。,UNITANK工藝,CASS是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱，是在間歇式活性污泥法(SBR)的基礎(chǔ)上演變而來的。最早產(chǎn)生于美國，90年代初引入中國。目前，由于該工藝的高效和經(jīng)濟性，應(yīng)用勢頭迅猛，受到環(huán)保部門及用戶的廣泛關(guān)注和一致好評。 CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流的過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除的作

33、用，同時還具有較好的脫氮、除磷的功能。,CASS工藝,CASS池的演示圖,CASS池的構(gòu)建,CASS前部設(shè)置了生物選擇區(qū)，后部設(shè)置了可升降的自動潷水裝置。在池的末端設(shè)有潛水泵，污水通過潛水泵不斷從主曝氣區(qū)抽送至生物選擇區(qū)中，污泥的回流量按最大處理量的20考慮。 選擇區(qū)通常在厭氧或兼氧的條件下運行，污泥首先與其中的回流污泥混合，基質(zhì)濃度較高，微生物通過酶的快速轉(zhuǎn)移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進水水質(zhì)、水量、pH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；同時還具有促進磷的進一步釋放和強化反硝化的作用；另外在

34、這個區(qū)的難降解大分子物質(zhì)易發(fā)生水解作用。,CASS操作流程,1 曝氣階段 曝氣裝置充氧，有機污染物被微生物氧化分解，同時污水中的NH3-N通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3-N。 2 沉淀階段 停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進行氧化分解。反應(yīng)池由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，開始進行反硝化反應(yīng)?；钚晕勰嘀饾u沉到池底，上層水變清。 3 潷水階段 沉淀結(jié)束后，反應(yīng)池末端的潷水器開始工作，自上而下逐漸排出上清液。反應(yīng)池逐漸過渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。 4 閑置階段 閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段。,CASS技術(shù)特征,1 連續(xù)進水，間斷排水 2 運行上的時序性 3 運行過程的非穩(wěn)態(tài)性 4 溶解氧周期性

35、變化，濃度梯度高,3 生物脫氮除磷,生物脫氮除磷意義,城市污水經(jīng)傳統(tǒng)的二級處理以后，雖然絕大部分懸浮固體和有機物被去除了，但還殘留微量的懸浮固體和溶解的有害物，如氮和磷等的化合物。氮、磷為植物營養(yǎng)物質(zhì)，能助長藻類和水生生物，引起水體的富營養(yǎng)化，影響飲用水水源。,廢水或污水中的營養(yǎng)元素（N、P）對水體和人類的危害有哪些？,(1) 使水味變得腥臭難聞； (2) 降低水體的透明度； (3) 消耗水體的溶解氧； (4) 向水體釋放有毒物質(zhì)；例如：NO3和NO2可被轉(zhuǎn)化為亞硝胺(三致物質(zhì)) ；水中NO2高，可導致嬰兒患變性血色蛋白癥 “Bluebaby”,同化作用去除的氮依運行條件和水質(zhì)而定，如果微生物

36、細胞中氮含量以12.5%計算，同化氮去除占原污水BOD的2%5%，氮去除率在8%20%。 生物脫氮是在微生物的作用下，將有機氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2和NxO氣體的過程。其中包括硝化和反硝化兩個反應(yīng)過程。,生物脫氮的原理,利用一種被稱為聚磷菌（也稱為除磷菌、磷細菌等）的細菌在厭氧條件下能充分釋放其細胞體內(nèi)的聚合磷酸鹽（厭氧釋磷）；而在好氧條件下，又能超過其生理需要從水中吸收磷（好氧吸磷），并將其轉(zhuǎn)化為細胞體內(nèi)的聚合磷酸鹽，從而形成富含磷的生物污泥，通過沉淀從系統(tǒng)中排出這種富磷污泥，就可實現(xiàn)生物除磷的目的。,生物除磷的原理,生物除磷機理,AP/O工藝 A/O工藝(anaerobic/oxic)是厭氧/

37、好氧工藝，工藝簡單，水不內(nèi)循環(huán)。 厭氧池-釋放P，有機物厭氧分解；曝氣池-吸收P，去除BOD；沉淀池-泥水分離。,厭氧池,曝氣池,沉淀池,進水,出水,剩余污泥,回流污泥,生物除磷工藝,Phostrip工藝 化學除磷與生物除磷相結(jié)合的工藝。,厭 氧 池,曝氣池,沉淀池,進水,出水,剩余污泥,回流污泥,混 合 池,攪 拌 池,沉淀,化學污泥,石灰,Phostrip工藝特點: 除磷效果好, 除磷穩(wěn)定, 一般出水磷濃度達到1mg/L以下, 但是沒有脫氮的功能; 污泥含磷率高, 可以作為肥料使用; 工藝流程復(fù)雜, 管理難度高, 需氧投加石灰, 基建和運行費用較大。,生物脫氮除磷工藝,A2/O工藝,進 氣

38、 管,Bardenpho工藝,工藝特點：各項反應(yīng)都反復(fù)進行兩次以上，各反應(yīng)器均具有各自的首要功能，同時還具有12項輔助功能；對廢水中的有機物、氨氮以及磷的去除效果良好。,UCT工藝,在前述的兩種同步脫氮除磷工藝中，都是將回流污泥直接回流到工藝前端的厭氧池，其中不可避免地會含有一定濃度的硝酸鹽，因此會在第一級厭氧池中引起反硝化作用，反硝化細菌將與除磷菌爭奪廢水中的有機物而影響除磷效果，因此提出UCT工藝,UCT工藝,工藝特點：將二沉池的回流污泥回流到缺氧池，使污泥中的硝酸鹽在缺氧池中進行反硝化脫氮，同時，為彌補厭氧池中污泥的流失及除磷效果的降低，增設(shè)從缺氧池到厭氧池的污泥回流，這樣厭氧池就可以免受回流污泥中硝酸鹽的干擾。,生物脫氮新技術(shù),近年來的許多研究表明，