排水工程四 精品課件

1、排水工程四 第1頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四廢水生物處理工藝生物處理法天然生物處理人工生物處理生物穩(wěn)定塘土地處理系統(tǒng)好氧生物處理厭氧生物處理活性污泥法生物膜法傳統(tǒng)厭氧消化現(xiàn)代高速厭氧反應器第2頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四4.1 活性污泥法的基本原理 活性污泥法的基本概念向生活污水注人空氣進行曝氣每天保留沉淀物，更換新鮮污水。這樣，在持續(xù)一段時間后，在污水中即將形成一種呈黃褐色的絮凝體。這種絮凝體主要是由大量繁殖的微生物群體所構成，它易于沉淀與水分離，并使污水得到凈化、澄清。這種絮凝體就是稱為“活性污泥”的生物污泥。第3頁，共106頁，

2、2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥法的基本概念預處理后的污水 曝氣池 沉淀池 出水 污泥回流 剩余污泥1 系統(tǒng)由曝氣池、二次沉淀池、污泥回流系統(tǒng)和曝氣與空氣擴散系統(tǒng)組成。2 該系統(tǒng)實質是：自然界水體自凈的人工強化模擬。3 曝氣池中，活性污泥分解有機物所需的氧由空壓機送壓縮空氣并攪拌，使污水中的有機物與微生物充分接觸，得以去除。4 剩余污泥與在曝氣池內增長的污泥，在數(shù)量上應保持平衡。？第4頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四掌握幾個方面的功能1.污泥回流：接種污泥，注意與高負荷生物濾池回流及生物脫氮工藝中混合液回流區(qū)別。2.曝氣池：使污水與活性污泥充分混合

3、接觸，并供給混合液足夠的溶解氧。3.二沉池：泥水分離第5頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四1 定義 由微生物與污水中有機的和無機固體物混凝交織 在一起而形成的絮狀體；并通過微生物的代謝作用， 將有機污染物轉化為穩(wěn)定的無機物質的活性體。2 活性污泥的形態(tài) 色：黃褐色的絮絨顆粒狀 大?。?.020.2mm之間，具有較大的比表面積 含水率：99%左右 比重：略大于水（1.0021.006），可懸浮在水中 特性：有自我凝聚能力和沉降性能 活性污泥形態(tài)及微生物構成第6頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥形態(tài)及微生物構成3 微生物構成1）細菌類 異養(yǎng)

4、型原核細菌為主；一般地，芽孢桿菌多為好氧菌，梭狀芽孢桿菌多為厭氧菌，假單胞菌多為兼性菌。2）真菌類 微小的腐生或寄生絲狀菌，絲狀菌的異常增殖（如絲狀硫磺細菌）可能誘發(fā)活性污泥膨脹。3）原生動物 肉足蟲、鞭毛蟲和纖毛蟲；通過顯微鏡鏡檢帶柄固著型纖毛蟲（如鐘蟲屬、累枝蟲屬、聚縮蟲屬等）的出現(xiàn)，可判斷活性污泥培養(yǎng)成熟程度。4）后生動物 主要為輪蟲，亦是鏡檢的主要生物。第7頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥微生物的增殖生長曲線1 適應期 微生物細胞內各種酶系統(tǒng)對新環(huán)境的適應過程 微生物數(shù)量不增加，但個體增大；為縮短適應期，可將處于對數(shù)期的細菌接種到該培養(yǎng)基上。2 對數(shù)

5、期 營養(yǎng)物質非常充分，微生物以最高速度增殖； 細菌增殖速度與時間呈直線關系。3 減速期 營養(yǎng)物質成為微生物的控制因素，細菌增殖速度減慢，細菌增殖速度約等于死亡速度； 細菌數(shù)量有所增加，但速度明顯減小不成級數(shù)。4 內源呼吸期 培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質嚴重不足，細菌依靠自身體內儲存的物質維持生命活動； 細菌數(shù)量減少。 第8頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四微生物量時間活性污泥的增殖曲線 注意：1）間歇靜態(tài)培養(yǎng)；2）底物是一次投加對數(shù)增殖減速增殖內源呼吸氧利用速率曲線微生物增殖曲線（M）BOD變化曲線（F）適應期第9頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥

6、微生物的增殖生長曲線 因此，活性污泥的能含量F/M（有機物量與微生物量的比值）是影響活性污泥微生物增殖速度的重要因素。通過F/M來控制細菌數(shù)量，達到水處理的最佳狀態(tài)。第10頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥絮凝體的形成 活性污泥絮凝體的形成機制，有多家學說。就活性污泥絮凝體形成的實際工況來看，當在曝氣池內殘存的有機污染物(BOD值)較低，有機物與細菌數(shù)量的比值，即F/M比處于低值，而細菌進入減速增殖期的后段或內源呼吸期時，活性污泥才有可能得到很好的形成。這一事實說明，活性污泥絮凝體的形成與曝氣池內能的含量密切相關。第11頁，共106頁，2022年，5月20日，

7、0點36分，星期四 活性污泥絮凝體的形成1 F/M值因素 F/M值較低，微生物運動性能降低（減速期），動能小于范德華力，碰撞結合形成絮凝體； F/M值較高，微生物運動性能較高（對數(shù)期），動能大于范德華力，菌體不能結合。2 菌體因素 某些細菌本身分泌粘性多糖類膠體物質（如莢膜、粘液層等），促進絮凝體形成。第12頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥凈化反應過程1 初期吸附去除 活性污泥巨大的表面積使與其接觸的有機物在短時間內（30min）被快速吸附。 一般地，內源呼吸期微生物吸附能力、自我凝聚能力較強（F/M值較低）。2 微生物的代謝 有機物被吸附后，經水解吸收進入

8、微生物體內進行代謝。氧化分解：CxHyOz+O2 CO2+H2O-H酶第13頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥凈化反應過程合成代謝： CxHyOz+O2 +NH3 （C5H7NO2）n+ CO2+H2O-H內源代謝：(C5H7NO2)n+O2 CO2+H2O+NH3-H各類微生物細胞物質的實驗分子式分別是：細菌：C5H7NO2；真菌：C16H17NO6；藻類：C5H8NO2； 原生動物：C7H14NO3。酶酶第14頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四廢水好氧生物處理中異養(yǎng)微生物的代謝途徑內源呼吸產物 + 能量(CO2、H2O、NH3、SO

9、42-)污水中的可降解有機物新細胞物質（C5H7NO2）代謝產物 (CO2、H2O、NH3、SO42-)(1/3)分解代謝(2/3)合成代謝+ 異養(yǎng)微生物O2 能量凈增細胞物質內源呼吸80%20%內源呼吸殘留物O2無機代謝產物少量能量剩余污泥第15頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 廢水好氧生物處理中自養(yǎng)微生物的代謝途徑新的細胞物質（C5H7NO2）代謝產物 +（N02、NO3、SO42、Fe3+ ）氧化合成污水中的無機污染物(NH3、NO2、H2S、Fe2+)+ 自養(yǎng)菌O2能量內源呼吸內源呼吸產物 + 能量（CO2、H2O、NH3、SO42）內源呼吸殘留物O2CO2凈

10、增細胞物質無機代謝產物少量能量剩余污泥第16頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四4.2 活性污泥凈化影響因素與主要設計運行參數(shù) 活性污泥凈化反應影響因素1 營養(yǎng)物質平衡 BOD:N:P=100:5:1；微量金屬元素2 溶解氧含量 好氧活性污泥=24mg/L 節(jié)能？3 pH值 6.58.5，實際工程6必須提高pH，10左右問題不大4 水溫 一般控制在1535 之間，小于5時活性很 小。5 有毒物質 重金屬、部分有機物（城市生活污水應從嚴 控制）第17頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥處理系統(tǒng)設計運行參數(shù)1 混合液中活性污泥微生物量的指標1)

11、混合液懸浮固體濃度(MLSS)定義：在曝氣池單位容積混合液內所含有的活性污泥固 體物的總質量（mg/L）。 MLSS=Ma+Me+Mi+Mii其中：Ma具有代謝功能活性的微生物量 Me微生物內源代謝、自身氧化殘留物的量 Mi污水挾入的難為細菌降解有機物之量 Mii污水挾入的無機物之量第18頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥處理系統(tǒng)設計運行參數(shù)2）混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(MLVSS)定義：混合液活性污泥中有機性固體物質的濃度。 MLVSS=Ma+Me+Mi f=MLVSS/MLSS=0.75左右2 活性污泥沉降性能的指標1）污泥沉降比（SV）定義：混合液在量筒

12、內靜置30min后所形成沉淀污泥的容 積占原混合液容積的百分率（%）。第19頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥處理系統(tǒng)設計運行參數(shù)2）污泥容積指數(shù)（SVI）定義：在曝氣池出口水的混合液，在經過30min靜沉后， 每克干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容積（mL）。SVI= =一般地，SVI過低，污泥缺乏活性；過高，污泥沉降性能不佳且可能產生膨脹現(xiàn)象。城市生活污水SVI=70100（推薦采用80120）。第20頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥處理系統(tǒng)設計運行參數(shù)3 生物固體平均停留時間(污泥齡)c定義：曝氣池內活性污泥總量（VX）

13、與每日排放污泥量 之比（d）。 c= X=QwXr+(Q-Qw)Xe即每日排泥量=剩余污泥排放量+處理水中MLSS量；忽略處理水中MLSS量（ (Q-Qw)Xe ），得：c= (Xr)max=第21頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥處理系統(tǒng)設計運行參數(shù)一般地，世代時間大于c的微生物，在曝氣池內不可能繁衍成優(yōu)勢菌種（如，硝化細菌20C世代期為3d,需增大停留時間）。4 BOD負荷（F/M值定量表示）1）BOD-污泥負荷（Ns)定義：曝氣池內，單位重量（kg）活性污泥在單位時間 (1d)內能夠接受，并將其降解到預定程度的有機污 染物的量（BOD）。 Ns= kgB

14、OD/(kgMLSSd)第22頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥處理系統(tǒng)設計運行參數(shù)2）BOD-容積負荷（Nv）定義：單位曝氣池容積（m3），在單位時間(1d)內能夠接受，并將其降解到預定程度的有機污染物量（BOD) Nv= kgBOD/(m3曝氣池d)3）Ns與Nv的關系 Nv=XNs一般地，Ns控制在0.20.5kgBOD/(kgMLSSd)或1.53.0 kgBOD/(kgMLSSd)(高負荷系統(tǒng))兩個范圍內。第23頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥處理系統(tǒng)設計運行參數(shù)5 有機污染物降解與活性污泥增長1）活性污泥的凈增殖

15、量（X）是微生物合成反應和內源代謝二次生理活動的綜合結果，有 X=aSr-bX其中：a-污泥產率(生活污水0.490.73) b-自身氧化率（生活污水0.070.075） Sr=Sa-Se2）以增殖速度表示增殖量，有第24頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥處理系統(tǒng)設計運行參數(shù) = - =Y Y-產率系數(shù) =KdXv Kd-衰減系數(shù)得 =Y -KdXv第25頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 活性污泥處理系統(tǒng)設計運行參數(shù)則每日曝氣池內凈增殖量為X=Y（Sa-Se)Q-KdVXv兩邊同除XvV,得 =Y -Kd 作圖可計算Y、Kd即 =YN

16、rs- Kd=其中,BOD-污泥去除負荷Nrs= kgBOD/(kgMLSSd)6 有機污染物降解與需氧 微生物需氧量亦由自身合成反應和內源代謝兩個生理活動所需氧決定,有第26頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四4.2.2 活性污泥處理系統(tǒng)設計運行參數(shù) O2=aQSr+bVXv從單位重量活性污泥需氧看, = a +b=aNrs+ b 作圖可計算a、b從每降解單位重量BOD需氧看, =a+ b=a+b第27頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四4.3 活性污泥法反應動力學 莫諾(Monod)方程式 或 或其中：-微生物的比增殖速率（t-1）， -有機底物

17、比降解速度（t-1）， S-有機底物濃度， Ks-飽和常數(shù)， X-混合液中活性污泥總量 第28頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 莫諾(Monod)方程式1 反映有機底物降解速度與有機底物濃度，活性污泥微生物量等因素間的關系。2 推論 1）高濃度條件下，SKs，則 =max , 與底物濃度無關，微生物處于 對數(shù)期； 2）低濃度條件下，SKs，則 ， 底物成為控制因素，減速期或 內源呼吸期。第29頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四4.3.1 莫諾(Monod)方程式3 應用完全混合曝氣池中討論1）由有機底物物料平衡，得又對完全混合曝氣池內各質點有：

18、第30頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 莫諾(Monod)方程式 及 ，代入上式得：以污泥去除負荷率（Nrs）為基礎，有以容積去除負荷率（Nrv）為基礎，有第31頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 莫諾(Monod)方程式有機底物降解率2）圖解法常數(shù)K2,max及Ks的確定 形式考慮，并以為 縱坐標，Se值為橫坐標，則斜率即為K2值。 取倒數(shù)得：第32頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 莫諾(Monod)方程式 ，以 為縱坐標， 為橫坐標，則斜率為 ，縱坐標截距為 ，橫坐標截距為第33頁，共106頁，2022年，5月20

19、日，0點36分，星期四 勞倫斯麥卡蒂(LawrenceMc Carty)方程其中:q-單位底物利用率，即單位微生物的底物利用率 -有機底物被微生物利用速度(降解速度)， Xa-反應器內微生物濃度，即活性污泥濃度，mg/L.第34頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 勞倫斯麥卡蒂(LawrenceMc Carty)方程1）處理水有機底物濃度（Se）與生物固體平均停留時間(c)關系:2）反應器內活性污泥濃度Xa與c值之間關系：第35頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四4.3.2 勞倫斯麥卡蒂(LawrenceMc Carty)方程3）污泥回流比R與c值之

20、間的關系：4）按莫諾方程式推論，在低濃度有機底物條件下，有機底物的降解速度遵循一級反應規(guī)律，即 按勞麥氏論點，有機底物的降解速度等于其被微生物的利用速度，即 則第36頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 勞倫斯麥卡蒂(LawrenceMc Carty)方程有在穩(wěn)定條件下，可得對完全混合曝氣池，可得5）活性污泥的兩種產率與c值之間的關系：合成產率（Y）-沒有去除由于微生物內源呼吸作用而使第37頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 勞倫斯麥卡蒂(LawrenceMc Carty)方程其本身質量消亡的那一部分，而得到的微生物增殖總量。表觀產率（Yobs）-

21、去除了由于內源呼吸作用而減少的那一部分微生物質量，即微生物凈增殖量。第38頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四4.4 活性污泥系統(tǒng)的運行方式 傳統(tǒng)推流式活性污泥法1 工藝流程第39頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 傳統(tǒng)推流式活性污泥法 由于有機污染物濃度沿池長逐漸降低，需氧速度也是沿池長逐漸降低，在池首端和前段混合液中的溶解氧濃度較低，甚至可能是不足的，沿池長逐漸增高，在池末端溶解氧含量就已經很充足了，一般都能夠達到規(guī)定的2mgI。第40頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 傳統(tǒng)推流式活性污泥法4 主要問題1）為了避免池首端

22、形成厭氧狀態(tài)，不宜采用過高的有機負荷，因而池容較大，占地面積較大；2）在池末端可能出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的現(xiàn)象，會浪費了動力費用；3）對沖擊負荷的適應性較弱。5 一般所采用的設計參數(shù)(處理城市污水)：見附表 第41頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 完全混合活性污泥法第42頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四第43頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 完全混合活性污泥法1 主要特點1）可以方便地通過對F/M的調節(jié)，使反應器內的有機物降解反應控制在最佳狀態(tài) ；2）進水一進入曝氣池，就立即被大量混合液所稀釋，所以對沖擊負荷有一定

23、的抵抗能力；3）適合于處理較高濃度的有機工業(yè)廢水。 2 主要結構形式1）合建式（曝氣沉淀池）；2）分建式 。 3 主要缺點 連續(xù)進出水時可能產生短流，出水水質不及推流式，活性污泥較易產生膨脹現(xiàn)象。 第44頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 階段曝氣活性污泥法 1 工藝流程(分段進水活性污泥法或多點進水活性污泥法 ) 第45頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 階段曝氣活性污泥法2 主要特點1）廢水沿池長分段注入曝氣池，有機物負荷分布較均衡，改善了供養(yǎng)速率與需氧速率間的矛盾，有利于降低能耗；2）廢水分段注入，提高了曝氣池對沖擊負荷的適應能力。3)混合

24、液中的活性污泥濃度沿池長逐步降低，出流混合液的污泥較低，減輕二次沉淀池的負荷，有利于提高二次沉淀池固、液分離效果。3 主要設計參數(shù)：見附表 第46頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 吸附再生活性污泥法 1 工藝流程(生物吸附法或接觸穩(wěn)定法) 第47頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 吸附再生活性污泥法2 主要特點 將活性污泥法對有機污染物降解的兩個過程吸附、代謝穩(wěn)定，分別在各自的反應器內進行。3 主要優(yōu)點1）廢水與活性污泥在吸附池的接觸時間較短，吸附池容積較小，再生池接納的僅是濃度較高的回流污泥，因此，再生池的容積也較??；2）具有一定的承受沖擊負

25、荷的能力，當吸附池的活性污泥遭到破壞時，可由再生池的污泥予以補充。4 主要缺點 處理效果低于傳統(tǒng)法，特別是對于溶解性有機物含量較高的廢水，處理效果更差。 第48頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 延時曝氣活性污泥法 1 主要特點1）有機負荷率非常低，污泥持續(xù)處于內源代謝狀態(tài)，剩余污泥少且穩(wěn)定，勿需再進行處理；2）處理出水出水水質穩(wěn)定性較好，對廢水沖擊負荷有較強的適應性；3）在某些情況下，可以不設初次沉淀池。2 主要缺點 池容大、曝氣時間長，建設費用和運行費用都較高，而且占地大；一般適用于處理水質要求高的小型城鎮(zhèn)污水和工業(yè)污水，水量一般在1000m3/d以下。 第49頁，

26、共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 高負荷活性污泥法 又稱短時曝氣活性污泥法或不完全處理活性污泥法。1 主要特點1）有機負荷率高，曝氣時間短，處理效果較差，BOD5去除率不超過70一75 ；2）在工藝流程和曝氣池的構造等方面與傳統(tǒng)法基本相同。2 主要設計參數(shù)：見附表 第50頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 純氧曝氣活性污泥法 1 主要特點1）純氧中氧的分壓比空氣約高5倍，純氧曝氣可大大提高氧的轉移效率；2）氧的轉移率可提高到8090%，而一般的鼓風曝氣僅為10%左右；3）可使曝氣池內活性污泥濃度高達40007000mg/L，能夠大大提高曝氣池的容積

27、負荷；4）剩余污泥產量少，SVI值也低，一般無污泥膨脹之慮。 第51頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 純氧曝氣活性污泥法2 曝氣池結構 第52頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 純氧曝氣活性污泥法 改造型圓頂式純氧曝氣池第53頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 淺層低壓曝氣法 1 理論基礎 只有在氣泡形成和破碎的瞬間，氧的轉移率最高。因此，沒有必要延長氣泡在水中的上升距離。2 安裝1）其曝氣裝置一般安裝在水下0.80.9米處，因此可以采用風壓在1米以下的低壓風機，動力效率較高，可達1.802.60kgO2/kw.h；2）

28、其氧轉移率較低，一般只有2.5%；3）池中設有導流板，可使混合液呈循環(huán)流動狀態(tài) 。 第54頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 深水曝氣活性污泥法 1 主要特點1）曝氣池水深在78m以上。由于水壓較大，氧的轉移率可以提高，相應也能加快有機物的降解速率；2）占地面積較小。2 主要形式：見附圖 第55頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 深水曝氣活性污泥法1）深水中層曝氣法第56頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 深水曝氣活性污泥法2）深水深層曝氣法第57頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 深井曝氣活性污泥

29、法 1 工藝流程一般平面呈圓形，直徑約介于16m，深度一般為50150m。 第58頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 深井曝氣活性污泥法2 主要特點1）氧轉移率高，約為常規(guī)法的10倍以上；2）動力效率高，占地少，易于維護運行；3）耐沖擊負荷，產泥量少；4）一般可以不建初次沉淀池，但受地質條件的限制。 第59頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 4.4.11 選擇器活性污泥法剩余污泥 曝氣池沉淀池進水選擇器回流污泥出水 該工藝是在曝氣池前加一個水力停留時間很短的小反應器，全部 污水和部分回流污泥進入選擇器，形成高負壓區(qū)。從而使有機物濃 度高，有利于菌

30、膠團的優(yōu)先生長而抑制絲狀菌的過量生長，改善污 泥的沉降性能。 選擇器可以用好氧選擇器也可用厭氧選擇器第60頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四設計參數(shù) 傳統(tǒng)活性污泥法 完全混合活性污泥法 階段曝氣活性污泥法 BOD5SS負荷(kgBOD5/kgMLSS.d) 0.20.4 0.20.6 0.20.4 容積負荷(kgBOD5/m3.d) 0.30.6 0.82.0 0.61.0 污泥齡(d) 515 515 515 MLSS(mg/L) 15003000 30006000 20003500 MLVSS(mg/L) 12002400 24004800 16002800 回流比

31、(%) 2550 25100 2575 曝氣時間HRT(h) 48 35 38 BOD5去除率(%) 8595 8590 8590 第61頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四設計參數(shù) 吸附再生活性污泥法 延時曝氣活性污泥法 高負荷活性污泥法 BOD5SS負荷(kgBOD5/kgMLSS.d)0.20.6 0.050.15 1.55.0 容積負荷(kgBOD5/m3.d)1.01.2 0.10.4 1.22.4 污泥齡(d)515 2030 0.252.5 MLSS(mg/L)吸附池10003000再生池400010000 30006000 200500 MLVSS(mg/

32、L)吸附池8002400再生池32008000 24004800 160400 回流比(%)25100 75100 515 曝氣時間HRT(h)吸附池0.51.0再生池36 1848 1.53.0 BOD5去除率(%)8090 95 6075 第62頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四設計參數(shù)純氧曝氣活性污泥法 深井曝氣活性污泥法 BOD5SS負荷(kgBOD5/kgMLSS.d)0.41.0 1.01.2 容積負荷(kgBOD5/m3.d)2.03.2 3.03.6 污泥齡(d)515 5 MLSS(mg/L)600010000 30005000 MLVSS(mg/L)

33、40006500 24004000 回流比(%)2550 4080 曝氣時間HRT(h)1.53.0 1.02.0 BOD5去除率(%)7595 8590 第63頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四4.5 活性污泥處理系統(tǒng)的新工藝 氧化溝1 特征1）構造方面：環(huán)形溝渠狀，平面多為圓形或橢圓形，溝 深26m ；2）水流混合方面：介于完全混合與推流之間，可將其分 為富氧區(qū)，缺氧區(qū)，取得脫氮效果；3）工藝方面：可不設初沉池；可不單獨設置二沉池；BOD負荷低，產生如下效益：第64頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 氧化溝適應性強；泥齡長，具有反硝化脫氮效應

34、；污泥產率低，通常無須進行消化處理。 第65頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 氧化溝 氧化溝工藝流程圖第66頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 氧化溝原廢水沉砂池格柵二沉池氧 化 溝出水回流污泥氧化溝工藝流程圖第67頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 氧化溝的技術參數(shù)1.污泥負荷 0.070.4kgBOD5/kgMLSSdd2.容積負荷 0.282.4 kgBOD5/m3d，3.泥齡 530d 4.產泥率 0.61.2kgss/kgBOD55.MLSS 30006000mg/L 6.HRT 424h第68頁，共106頁，

35、2022年，5月20日，0點36分，星期四 氧化溝2 曝氣裝置1）功能：向混合液供氧；使混合液中有機污染物，活性污泥，溶解氧充分接觸；推動水流以一定流速（0.25m/s）沿池長循環(huán)流動。2）類型：橫軸曝氣裝置第69頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 氧化溝A曝氣轉刷第70頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 氧化溝B曝氣轉盤縱軸曝氣裝置 各種表面曝氣器3 常見類型1）Carrousel 氧化溝 由多溝串聯(lián)氧化溝，二沉池及污泥回流系統(tǒng)組成；靠近曝氣器的下游為富氧區(qū)，上游為低氧區(qū)，外環(huán)為缺氧區(qū)，形成生物脫氮環(huán)境條件。第71頁，共106頁，2022年，5

36、月20日，0點36分，星期四 氧化溝Carrousel 氧化溝布置示意圖第72頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 Carrousel 氧化溝第73頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 氧化溝2）Orbal式氧化溝（同心圓型氧化溝） 由多個呈橢圓形同心溝渠組成；三層溝渠內混合液的溶解氧保持較大的梯度，利于提高充氧和脫氮除磷。 第74頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四Orbal式氧化溝 圓形或橢圓形的溝渠，能充分利用水流慣性，節(jié)省能耗；多溝串聯(lián)可減少水流短路現(xiàn)象容積為6070%，DO 約0mg/l，反硝化和磷釋放容積為2030%

37、，DO 約1mg/l容積為10%，DO 約2mg/l進水第75頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四第76頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四第77頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四3）交替工作式氧化溝三溝交替工作的氧化溝 兩側的A、C二溝交替作為曝氣池和沉淀池，而B溝則一直作為曝氣池；原廢水交替地從A溝和C溝進入，而出水則相應地從C溝及A溝流出；曝氣器的利用率較高(58%)；交替運行的方式，為脫氮創(chuàng)造了條件，有良好的BOD去除效果和脫氮效果。第78頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 氧化溝第79頁，共1

38、06頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 氧化溝第80頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 氧化溝第81頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 氧化溝第82頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四4.5.2 序批式活性污泥系統(tǒng)第83頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 序批式活性污泥系統(tǒng)1 特征1）集有機污染物降解與混合液沉淀于一體；2）無需污泥回流設備，不設調節(jié)池和二沉池；3）SVI值低，一般不產生污泥膨脹現(xiàn)象；4）運行方式可調節(jié)，能夠進行脫氮除磷反應；5）工藝過程自動化。 第84頁，共106頁，20

39、22年，5月20日，0點36分，星期四 序批式活性污泥系統(tǒng)2 工藝過程進水曝氣反應沉淀排放待機第85頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 序批式活性污泥系統(tǒng)原廢水格柵沉砂池初沉池SBR池出水 SBR工藝流程圖第86頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 序批式活性污泥系統(tǒng)3 工藝改善1）該工藝的調節(jié)功能主要通過待機和進水工序實施；2）可與水解酸化反應結合，改善污水的可生化性，提高曝氣反應工序的效果；3）待機工序可進行間斷曝氣，提高污泥活性。4 工藝參數(shù)泥齡：515d；污泥濃度：30005000mg/L；BOD-污泥負荷：0.20.3kgBOD/(kgM

40、LSSd)。第87頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 ICEAS工藝4 SBR的發(fā)展及其主要的變形工藝 1.ICEAS的循環(huán)操作 過程 在反應器的進水端增加了一個預反應區(qū)運行方式為連續(xù)進水，間歇排水。2.ICEAS的優(yōu)缺點： 主反應區(qū)處于停曝攪拌狀態(tài)進行反硝化時，連續(xù)進入的污水提供碳源，提高脫氮效率 連續(xù)進水，配水穩(wěn)定，簡化了操作程序。 現(xiàn)有的SBR處理法可較容易的改造成這種運行方式。在沉淀期時，進水在主反應區(qū)底部造成水力紊動影響泥水分離，沖淡了SBR降解有機物的推動力第88頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四3.ICEAS的反應池 反應池由兩部分

41、組成，前一部分為預反應區(qū)，也稱進水曝氣區(qū)，后一部分為主反應區(qū)。主、預反應區(qū)之間的底部有孔洞相連，污水以很低的流速有預反應區(qū)進入主反應區(qū)。第89頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 CASS工藝1.CASS的循環(huán)操作過程第90頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四2.CASS的反應器及原理 CASS池分預反應區(qū)和主反應區(qū)。在預反應區(qū)內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質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；隨后在主反應區(qū)經

42、歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，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作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。 在反應器的前部設置了生物選擇區(qū)，后部設置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀和排水三個階段，周期循環(huán)進行。污水連續(xù)進入預反應區(qū)，經過隔墻底部進入主反應區(qū)，在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解。根據(jù)進水水質可對運行參數(shù)進行調整。 第91頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四3.CASS的優(yōu)勢（1）與SBR相比，CASS法的優(yōu)點是： 其反應池

43、由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成，因此，對難降解有機物的去除效果更好。 進水過程是連續(xù)的，因此，進水管道上無需電磁閥等控制元件，單個池子可獨立運行；而SBR進水過程是間歇的，應用中一般要2個或2個以上池子交替使用。 排水是由可升降的堰式潷水器完成的，隨水面逐漸下降，均勻將處理后的清水排出，最大限度降低了排水時水流對底部沉淀污泥的擾動。 CASS法每個周期的排水量一般不超過池內總水量的1/3，而SBR則為3/4，所以，CASS法比SBR法的抗沖擊能力更好。 （2）與傳統(tǒng)活性污泥法相比，CASS法的優(yōu)點是： 建設費用低： 省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設備；工藝流程短，占地面積少；運轉費用??；管理

44、簡單，運行可靠；污泥產量低，污泥性質穩(wěn)定； 具有脫氮除磷功能。 無異味。 設備安裝簡便，施工周期短，具有較好的耐水、防腐能力，設備使用壽命長； 對原水的水質水量的變化有較強的適應能力，處理效果穩(wěn)定，出水水質好， 第92頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 DATIAT工藝1.DATIAT工藝流程 DAT 池為預反應池，也稱為連續(xù)曝氣區(qū)，池中水流呈完全混合流態(tài)，絕大部分有機物在這個池中降解。IAT相當一個傳統(tǒng)的SBR 池，但進水為連續(xù)流。 DATIAT 系統(tǒng)的主體構筑物由一個連續(xù)曝氣池和一個間歇曝氣池串連而成。一般情況下，DAT連續(xù)進水、連續(xù)曝氣，其出水連續(xù)流入IAT，在I

45、AT 完成反應、沉淀、出水等工序。 DAT池和IAT池串聯(lián)組成，DAT 連續(xù)進水，連續(xù)曝氣（也可間歇曝氣），IAT也是連續(xù)進水，但間歇曝氣，清水和剩余活性污泥均由IAT池排出。和典型的SBR 反應池一樣，IAT 池運行操作由進水、反應、沉淀、出水和待機5個階段組成。第93頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四2.DATIAT工藝的特點 增加了工藝處理的穩(wěn)定性。DAT起到了水力均衡和防止連續(xù)進水對出水水質的影響，特別是在處理高濃度工業(yè)廢水時，DAT連續(xù)曝氣加強了系統(tǒng)對難降解有機物的降解，相對縮短了運行周期。 提高了池容的利用率。由于DAT池連續(xù)曝氣和IAT 間歇曝氣，使該工藝

46、方法的曝氣容積比是最高的。 提高了設備的利用率。由于DAT 池連續(xù)進水，因此不需要增設進水的閘閥及自控裝置；DAT池連續(xù)曝氣，減少了整個系統(tǒng)的曝氣強度，提高了曝氣裝置的利用率，所需鼓風機的額定風量和功率也減小了。 增加了整個系統(tǒng)的靈活性。該系統(tǒng)可以根據(jù)進出水量，水質變化來調整DAT 池與IAT 池的工作狀態(tài)和IAT池的運轉周期，使之處于最佳工況，同時也可以根據(jù)脫氮除磷要求，調整曝氣時間，創(chuàng)造缺氧或厭氧環(huán)境第94頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 UNITANK工藝 UNITANK 的通用形式是采用三個池子的標準系統(tǒng)這三個池子通過共壁上的開孔實現(xiàn)水力連接無需用泵輸送,每個

47、池中都裝有曝氣系統(tǒng)(可以是表曝也可以是鼓風曝氣) 同時邊緣的兩個池子都裝有溢流堰用于排水既可以用作反應區(qū),也可以用作沉淀池每個池子都可以進水,剩余污泥從邊緣兩個作沉淀池的池子排出與傳統(tǒng)活性污泥法一樣,該系統(tǒng)是連續(xù)運行的但是其單個池子是按一定周期運行的第95頁，共106頁，2022年，5月20日，0點36分，星期四 UNITANK 系統(tǒng)可在恒定水位下連續(xù)運行，此時從整個系統(tǒng)來看它已 經不屬于SBR ，而與交替運轉的三溝式氧化溝非常相似，更接近于傳 統(tǒng)的活性污泥法，這是該工藝最為顯著的一個特點 UNITANK 系統(tǒng)可在恒水位下交替運行，出水采用固定堰而不是潷水 器，在任一時刻總有一個池子作為沉淀池, 這個沉淀池相當于平流式 沉淀池，所以