成果水處理16章

1、16.4 活性污泥處理系統(tǒng)的運行方式與曝氣池 的工藝參數(shù)16.4.1、傳統(tǒng)活性污泥法處理系統(tǒng) （CAS)又稱普通活性污泥法，是早期開始使用并一直沿用至今的運行方式，1912年。 1、工藝流程： 傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程2、工藝特征： 需氧速度沿池長逐漸降低 供氣量沿池長均勻分布，采用鼓風(fēng)曝氣。 3、工藝參數(shù) 4、優(yōu)缺點： 優(yōu)點：處理效果好，去除率達(dá)90%以上，適于處理要求高而水質(zhì)穩(wěn)定的污水。 缺點：進(jìn)水有機(jī)物負(fù)荷低，曝氣池容積大，占地多，基建費用高。 耗氧速度與供氧速度沿池長難于吻合，曝氣池后半部分供氧速率大于需氧速率。 對水質(zhì)水量變化適應(yīng)性差。 16.4.2漸減曝氣活性污泥法在推流式的傳統(tǒng)曝氣

2、池中，混合液的需氧量在長度方向是逐步下降的，而沿曝氣池長均布供氧，則將導(dǎo)致越接近池末端，供氧與需氧速率之間的差距越大，能量耗費也越大，因此等距離均量地布置擴(kuò)散器是不合理的。為克服這種缺陷，盡可能減少能源消耗，一種使供氧與需氧速率盡量吻合的漸減曝氣活性污泥法被提出。漸減曝氣的目的就是合理地布置擴(kuò)散器，供氧速率沿曝氣池長逐步遞減(圖16-15)，使其接近需氧速率，而總的空氣用量不變，這樣可以提高處理效率，節(jié)約能耗。16.4.3階段曝氣活性污泥法系統(tǒng)(SFAS)1、工藝流程 2、工藝特征 有機(jī)物濃度沿池長均勻分布； 供氣量沿池長均勻分布，采用鼓風(fēng)曝氣。 3、工藝參數(shù) 4、優(yōu)點： 縮小了耗氧速度與供氧

3、速度之間的差距 減輕了二沉池的負(fù)荷 曝氣池對水質(zhì)水量沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力有所提高。 16.4.4 再生曝氣活性污泥法系統(tǒng) 在工藝方面的改進(jìn)：將回流污泥不直接進(jìn)入曝氣池，而是進(jìn)入再生池，進(jìn)行曝氣，使污泥得到充分再生后，在進(jìn)入曝氣池。 1 16.6.4.4.5 5 吸吸附附- -再再生生活活性性污污泥泥法法系系統(tǒng)統(tǒng)( (C CS SA AS)S) 1、工藝流程:如下圖 2、工藝特征：3、優(yōu)缺點:基建投資省、對水質(zhì)水量適應(yīng)性強(qiáng)、處理效率低、剩余污泥量多、不宜處理溶解性有機(jī)多的廢水16.4.6、延時曝氣活性污泥系統(tǒng)（EAAS)1、工藝流程:如圖 2、工藝特征： 3、工藝參數(shù) 4、優(yōu)缺點：曝氣時間長，池容

4、大，基建和運行費用高、占地面積大，剩余污泥量少，適用于處理水質(zhì)要求高且又不宜采用污泥處理技術(shù)的小城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水，規(guī)模在4000m3/d 16.4.7完全混合式活性污泥法特點：特點：1)池液中各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)當(dāng)入流出現(xiàn)沖擊負(fù)荷時，池液的組成變化較小。3)池液里各部分的需氧速率基本相同，動力消耗低于推流式曝氣池。4）出水水質(zhì)不如傳統(tǒng)，易發(fā)生污泥膨脹16.4.7完全混合式活性污泥法16.4.8高負(fù)荷活性污泥法 高負(fù)荷活性污泥法系統(tǒng)又稱短時曝氣活性污泥法，或不完全處理活性污泥法，或短時曝氣、變型曝氣活性污泥法。主要特點是BOD-SS負(fù)荷高，曝氣時間短，約2

5、3h，處理效果較差，一般BOD5的去除率不超過70，因此，稱之為不完全處理活性污泥法。該工藝適用于對出水水質(zhì)要求較低的污水處理廠。 16.4.9克勞斯(Kraus)活性污泥法 當(dāng)廢水中的碳水化合物含量過高時(如來自水果、蔬菜等罐頭工廠)，對活性污泥法城市污水處理廠的運行將造成很大因難，主要是常常會出現(xiàn)污泥膨脹。膨脹的活性污泥不易在二次沉淀池中沉淀，隨水流帶走，不僅降低了出水水質(zhì)，而且造成回流污泥量不足，進(jìn)而降低了曝氣池中混合液懸浮固體濃度。16.4.10深層曝氣活性污泥法(1)深水中層曝氣法深水中層曝氣法是在常規(guī)曝氣池基礎(chǔ)上加大水深的一種曝氣法。水深不超過10m。(2)深水底層曝氣法深水底層曝

6、氣法不同于深水中層曝氣法，主要是曝氣裝置設(shè)于池底，無需設(shè)導(dǎo)流裝置，自然在池內(nèi)形成環(huán)流，如圖16-22所示。(3)深井曝氣法深井曝氣法又稱超水深曝氣法。深井曝氣設(shè)計規(guī)范16.4.11淺層曝氣活性污泥法空氣擴(kuò)散裝置多為由穿孔管制成的曝氣柵風(fēng)壓小、風(fēng)量增加，節(jié)電16.4.12純氧曝氣活性污泥法1)氧利用率可達(dá)80%90，而鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)僅為10左右。2)曝氣池內(nèi)混合液的MLSS值可達(dá)40008000mg/L，提高了曝氣池容積負(fù)荷。3)曝氣池混合液的SVI值較低，一般都低于100，污泥膨脹現(xiàn)象較少發(fā)生。4)產(chǎn)生的剩余污泥量少。5)純氧發(fā)生器易出故障、裝置復(fù)雜，運行管理較麻煩。 1 16.6.5 5 曝曝

7、氣氣的的理理論論基基礎(chǔ)礎(chǔ) 16.5.1 氧轉(zhuǎn)移原理 1、菲克定律： Vd=-DL.dc/dx Vd=dM/dt/A 得出：dM/dt=-Dl.A.dc/dx 2、雙膜理論： u 定義：在曝氣過程中，氧分子通過氣、液界面由氣相轉(zhuǎn)移到液相，在界面兩側(cè)存在著氣膜和液膜，氣體分子通過氣膜和液膜的傳遞理論 u 基本點： 在氣、液兩相接觸的界面兩側(cè)存在著氣膜和液膜 氣體分子從氣相到液相，阻力僅存在于氣、液兩層膜 在氣膜中存在氧分壓梯度，在液膜中存在氧濃度梯度 氧轉(zhuǎn)移決定性阻力又集中在液膜上。u表達(dá)式：-dc/dx=(Cs-C)/Xf 代入菲克定律 dc/dt=KL.A/V.(Cs-C) dc/dt=KLa

8、.(Cs-C)為了提高dc/dt的措施：提高KLa和Cs3、氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)Kla的確定：無氧消耗、有氧消耗16.5.2 氧轉(zhuǎn)移的影響因素 （有關(guān)參數(shù)：溶解氧不飽和值酸、A、Xf)1、污水水質(zhì)： 對Kla的影響：引入修正系數(shù)取0.8-0.85 對Cs的影響：引入修正系數(shù)取0.9-0.97 2、水溫： 對Kla的影響：Kla（T）=Kla(20).1.024(T-20) 對Cs的影響:用Cs（T）表示，查附錄 3、氧分壓：主要對Cs的影響4、湍動 16.5.3 氧轉(zhuǎn)移速率與供氣量的計算1、標(biāo)準(zhǔn)條件下的氧總轉(zhuǎn)移量 （1atm、水溫20、脫氧清水）2、實際條件下的氧總轉(zhuǎn)移量 （水溫T、壓力P,廢水)VC

9、aKdtdCVRsL20b200 VRVCCaKdtdCVORrTsTLb20202024. 1 20b200024. 1TTssbCCRCR%100SRE0A曝氣器供氧量氧轉(zhuǎn)移量sAssGREGGS：28. 0 (kg/h) 28. 0331. 1%21 0式中/h)(m 10028. 0 /h)(m 303AssERG：G供氣量式中3氧轉(zhuǎn)移效率EA（氧的里利用效率）與供氣量Gs（16-71）4、 /h)(m 10028. 0 30AsERG供氣量（16-73） 5、需氧量 2VrVXbQSaO首先要確定曝氣池混合液所需的總氧量R再求出再標(biāo)準(zhǔn)條件下曝氣設(shè)備應(yīng)轉(zhuǎn)移的總氧量R0，這樣才能滿足實際

10、廢水曝氣池混合液所需的總氧量R的要求16.6 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置1、曝氣方式：鼓風(fēng)和機(jī)械鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng) u 組成：由空壓機(jī)、空氣擴(kuò)散裝置和一系列連通管道組成。 u 曝氣過程：空壓機(jī)將空氣通過一系列管道輸送到安裝在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置，經(jīng)過空氣擴(kuò)散裝置，使空氣形成不同尺寸的氣泡，氣泡經(jīng)過上升和隨水循環(huán)流動，最后在液面處破裂，實現(xiàn)氧向混合液的轉(zhuǎn)移。 u 空氣擴(kuò)散裝置：微氣泡、中氣泡、水力剪切、水力沖擊和水下空氣擴(kuò)散裝置機(jī)械曝氣系統(tǒng)16.6.1概述概述2、曝氣作用：、曝氣作用： 1)進(jìn)行充氧，將空氣中的氧(或純氧)轉(zhuǎn)移到混合液中的活性污泥絮凝體上，供微生物呼吸之用。2)攪拌、混合，使曝氣池

11、內(nèi)的混合液處在劇烈混合狀態(tài)，使活性污泥、溶解氧、污水中的有機(jī)污染物三者充分接觸。3、曝氣系統(tǒng)的主要技術(shù)性能指標(biāo)：、曝氣系統(tǒng)的主要技術(shù)性能指標(biāo)： 1)動力效率Ep:每消耗1度電轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量Kg;2)氧的利用率EA :又稱氧轉(zhuǎn)移效率，是指通過鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧量的百分比 3)充氧能力EL:通過機(jī)械曝氣裝置在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量16.6.2鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置 1.(微)小氣泡型曝氣裝置 微孔透氣材料（陶土、氧化鋁、氧化硅或尼龍）制成擴(kuò)散板、盤和管等，氣泡直徑在2mm以下（200微米以下為微孔）優(yōu)點：氧利用率較高10%以上，微孔能夠在15-25%。缺點：

12、阻力大，易堵塞，需過濾。1.(微)小氣泡型曝氣裝置圖16-31固定式平板型微孔空氣擴(kuò)散器1.(微)小氣泡型曝氣裝置圖16-32固定式鐘罩型微孔空氣擴(kuò)散器1.(微)小氣泡型曝氣裝置圖16-33鐘罩式微孔空氣擴(kuò)散器2.中氣泡型曝氣裝置(1) 穿孔管穿孔管是應(yīng)用較為廣泛的中氣泡空氣擴(kuò)散裝置，如圖16-34所示，由管徑為2550mm的鋼管或PVC管制成，在管壁兩側(cè)向下45方向，留有直徑為35mm的孔眼或隙縫，間距50100mm，空氣由孔眼溢出。4-6%(2) WM-180型網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散裝置WM-180型網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散裝置屬于中氣泡空氣擴(kuò)散裝置。12-15%(2) WM-180型網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散裝置WM

13、-180型網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散裝置屬于中氣泡空氣擴(kuò)散裝置。3.水力剪切型空氣擴(kuò)散裝置(1) 倒盆式空氣擴(kuò)散裝置倒盆式空氣擴(kuò)散裝置由盆形塑料殼體、橡膠板、塑料螺桿及壓蓋等組成，其構(gòu)造如圖16-36所示。(2) 固定螺旋空氣擴(kuò)散裝置由圓形外殼和固定在殼體內(nèi)部的螺旋葉片所組成，每個螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)角為180，兩個相鄰葉片的旋轉(zhuǎn)方向相反。(3) 金山型空氣擴(kuò)散裝置金山型空氣擴(kuò)散裝置在外形上呈圓錐形倒蓮花狀，由高壓聚乙烯注塑成型,如圖16-40所示。4.水力沖擊型曝氣器(1) 密集多噴嘴空氣擴(kuò)散裝置圖16-41所示為密集多噴嘴空氣擴(kuò)散裝置。(2) 射流式空氣擴(kuò)散裝置分為自吸式和供氣式，利用水泵吸入的泥、水混合液

14、高速水流的動能，同時吸入大量空氣，泥、水、氣混合液在喉管中強(qiáng)烈5.水下空氣擴(kuò)散裝置圖16-43上流式水下空氣擴(kuò)散裝置16.3 機(jī)械曝氣裝置1、機(jī)械曝氣原理 水躍：曝氣裝置轉(zhuǎn)動，水面上的污水沿曝氣器周邊不斷地以水幕狀拋向四周，形成水躍，液面劇烈攪動，將空氣卷入。 提升：曝氣裝置轉(zhuǎn)動，提升液體，使混合液連續(xù)地上下循環(huán)流動，使池底含氧量小的混合液向上環(huán)流與表面充氧區(qū)發(fā)生交換，不斷地使空氣中氧轉(zhuǎn)移到液體中 負(fù)壓吸氣：曝氣裝置轉(zhuǎn)動，其后側(cè)形成負(fù)壓區(qū)，能吸入部分空氣 2、機(jī)械曝氣裝置 按傳動軸的安裝方向，機(jī)械曝氣器分為豎軸（縱軸）和臥軸（橫軸）兩類。 豎軸式機(jī)械曝氣裝置-葉輪式（泵形、K形、倒傘、平板）臥

15、軸式機(jī)械曝氣裝置-曝氣轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟 16.7 活性污泥反應(yīng)器-曝氣池16.7.1 曝氣池的分類 1、從混合液流動形態(tài)方面：曝氣池分為推流式、完全混合式和循環(huán)混合式三類。 2、從曝氣池平面形狀方面：長方廊道形、圓形、方形和環(huán)狀跑道形四類 3、從采用的曝氣方式：可分為鼓風(fēng)曝氣池、機(jī)械曝氣池和二者聯(lián)合使用的機(jī)械鼓風(fēng)曝氣池 4、從曝氣池與二沉池的關(guān)系：分為分建式和合建式兩種。16.7.2 推流式曝氣池o 1、曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置 當(dāng)采用鼓風(fēng)曝氣時，空氣擴(kuò)散裝置布置的形式：空氣擴(kuò)散裝置安裝在曝氣池廊道底部的一側(cè) 空氣擴(kuò)散裝置安裝在廊道的兩側(cè) 空氣擴(kuò)散裝置按一定形式均衡地布置在整個曝氣池底，池中水流只有沿

16、池長方向的流動 當(dāng)采用表面機(jī)械曝氣裝置時，沿池長在池中線每隔一定距離設(shè)置一臺，其間距取決于每臺曝氣裝置的服務(wù)面積，相鄰2臺曝氣裝置旋轉(zhuǎn)方向相反。 2、曝氣池的數(shù)目及廊道的排列與組合 隨污水廠的規(guī)模而定，一般每座曝氣池由15個廊道組成；當(dāng)廊道數(shù)為單數(shù)時，進(jìn)出水口分別位于曝氣池兩端；為雙數(shù)時，進(jìn)出水口位于曝氣池同側(cè)。3、關(guān)于曝氣池廊道的長、寬、深 長：以5070m為宜，最長可達(dá)100m 寬：L/B510 深：當(dāng)空氣擴(kuò)散裝置安設(shè)在廊道底部一側(cè)時，B/H=12，我國當(dāng)前對推流曝氣池采用深度為35m。 4、關(guān)于在曝氣池內(nèi)設(shè)橫向隔墻分室的問題 設(shè)置方式有兩種： 第一室隔墻一端緊靠池壁，另一端與池壁之間留有一定間距，逐室交替，使水從一室流入另一室 第一室隔墻上端高出水面，下端則與池底之間留有間距，第二室下端緊接池底，上端在水位以下，以后逐室交替，最后一室必