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活性污泥的发展与演变

来源:欧得旅游网
活性污泥的发展和演变

1、传统活性污泥法

工艺特点:污水与回流污泥从池首端流入,呈推流式至池的末端流出。 进口处有机物浓度高,沿池长逐渐降低。处理效率高(BOD5可大于95%),适用与大中型污水处理厂。 优点:处理效果好,不易污泥膨胀。

缺点:容积大,占地面积大,基建费用高,耗氧速率沿池长变化,供氧速度难与之吻合,前半供氧不足,后半供氧过剩,对水质水量变化适应性低。

设计参数:长宽比一般为5~10;进水方式不限;出水用溢流堰池宽和有效水深之比一般为1~2。有效水深4-6m。 污泥负荷0.2-0.4[kgBOD5.(kgMLSS.d)],

泥龄:3-5(d),停留时间:4-8(h),回流比:0.25-0.75,

MLSS:1500-2500(mg.L-1),容积负荷:0.4-0.9[kgBOD5.(m3.d)-1]。

2、渐减曝气法

工艺特点:合理地布置扩散器,使布气沿程变化,而总的空气量不变,这样可以提高处理效率。

优点:合理布置扩散器,使布气沿程变化,总气量不变,处理效果好,不易污泥膨胀。

缺点:容积大,占地面积大,基建费用高,对水质水量变化适应性低。

3、分步曝气法

工艺特点:把入流的一部分从池端引入到池的中部分点进水。

优点:耐水质水量冲击负荷,出流混合液污泥浓度较低,减轻二沉池负荷,处理效果好,不易污泥膨胀。 缺点:容积大,占地面积大,基建费用高。

4、完全混合法

工艺特点:在分步曝气的基础上,进一步大大增加进水点,同时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合。

优点:抗冲击负荷能力强,池中各点水质相同,各部分有机物降解工况相同,便于调控。

缺点:处理效率不如推流式,易出现污泥膨胀。 设计参数:污泥负荷0.25-0.5[kgBOD5.(kgMLSS.d)],

泥龄:3-5(d),停留时间:3-5(h),回流比:0.25-1(分),1-4(合) MLSS:2000-4000(mg.L-1),容积负荷:0.5-1.8[kgBOD5.(m3.d)-1]。

5、高负荷活性污泥法

工艺特点:曝气池中的MLSS约为300~500mg/L,曝气时间比较短,约为2~3h,处理效率仅约65%左右,有别于传统的活性污泥法,故常称变形曝气。

优点:曝气时间短,曝气池容积小,占地面积小。 缺点:处理效果差,60%至70%。

设计参数:污泥负荷1.5-5.0[kgBOD5.(kgMLSS.d)], 泥龄:0.2-0.5(d),停留时间:1.5-3(h),回流比:0.05-0.15, MLSS:200-500(mg.L-1),容积负荷:1.2-1.4[kgBOD5.(m3.d)-1]。

6、延时曝气法

工艺特点:曝气时间很长达24h甚至更长,MLSS较高达到3000~6000mg/L;活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态,剩余污泥少而稳定,无需消化,可直接排放;适用于污水量小的场合,近年来,国内小型污水处理系统多有使用。负荷率低,所需要的池容积大,占地面积大,微生物长期处于内源呼吸期,污泥龄长。 优点:剩余污泥少而稳定,可以直接排放,处理效果好。

缺点:池容大,占地面积较大,污泥龄长,基建费用和动力消耗大。 设计参数:污泥负荷0.05-0.15[kgBOD5.(kgMLSS.d)], 泥龄:20-30(d),停留时间:18-36(h),回流比:0.75-1.5, MLSS:3000-6000(mg.L-1),容积负荷:0.1-0.4[kgBOD5.(m3.d)-1]。

7、浅层曝气法

工艺特点:在水的浅层处用大量空气空气曝气。 优点:风压下降(1.2Mpa以下),风量增加,节能。 缺点:布气系统维修较困难,没有得到推广利用。

8、深层曝气法(10-20m)

工艺特点:水深增加,压力增加,氧传递速率增加。 优点:节省占地,氧传递速率增加,处理效果好。 缺点:水深增加,压力增加。

设计参数:污泥负荷1.0-1.2[kgBOD5.(kgMLSS.d)], 泥龄:5(d),停留时间:>0.5(h),回流比:0.5-1.5,

MLSS:5000-10000(mg.L-1),容积负荷:5-10[kgBOD5.(m3.d)-1]。

9、深井曝气法(20-100m)

优点:充氧能力强,可利用空气作为动力,促使液流循环,动力效率高,占地面积小。

缺点:当井壁腐蚀或受损时,污水可能会通过井壁渗透,污染地下水。 设计参数:污泥负荷1.0-1.2[kgBOD5.(kgMLSS.d)], 泥龄:5(d),停留时间:>0.5(h),回流比:0.5-1.5,

MLSS:5000-10000(mg.L-1),容积负荷:5-10[kgBOD5.(m3.d)-1]。

10、吸附—再生法

工艺特点:混合液曝气过程中第一阶段BOD5的下降是由于吸附作用造成的,对于溶解的有机物,吸附作用不大或没有,因此,把这种方法称为接触稳定法,也叫吸附再生法。混合液的曝气完成了吸附作用,回流污泥的曝气完成稳定作用。

优点:容积小,耐水质水量的冲击负荷,省去初沉池。 缺点:效果低于传统法。

设计参数:污泥负荷0.2-0.4[kgBOD5.(kgMLSS.d)],

泥龄:3-5(d),停留时间:05-1.0(吸附池),3-6(再生池)(h),MLSS:1000-3000(吸附池),4000-80000(再生池)(mg.L-1), 容积负荷:1.0-1.2[kgBOD5.(m3.d)-1],回流比:0.5-1.0。

11、纯氧曝气法

工艺特点:纯氧代替空气。

优点:氧传递速率增加,处理效果好,污泥沉淀性好。 缺点:建设和运行费用高,管理麻烦。

设计参数:污泥负荷0.25-1.0[kgBOD5.(kgMLSS.d)],

泥龄:8-20(d),停留时间:1-3(h),回流比:0.25-0.5, MLSS:6000-8000(mg.L-1),容积负荷:1.6-2.3[kgBOD5.(m3.d)-1]。

12、氧化沟

工艺特点:氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式,它的池体狭长,池深较浅,在沟槽中设有表面曝气装置。曝气装置的转动,推动沟内液体迅速流动,具有曝气和搅拌两个作用,沟中混合液流速约为0.3~0.6m/s,使活性污泥呈悬浮状态。

优点:可省去二沉池,能耗少,处理效果好,抗冲击负荷,污泥产率低且稳定。

缺点:池型大,占地面积大。

设计参数:污泥负荷0.2-0.4[kgBOD5.(kgMLSS.d)], 泥龄:3-5(d),停留时间:4-8(h),回流比:0.25-0.75, MLSS:1500-2500(mg.L-1),容积负荷:0.4-0.9[kgBOD5.(m3.d)-1]。

13、SBR法

工艺特点:SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成,从污水流入到闲置结束构成一个周期,在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。

优点:工艺系统组成简单,不设二沉池,曝气池兼具二沉池的功能,无污泥回流设备;耐冲击负荷,在一般情况下(包括工业污水处理)无需设置调节池;反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质;运行操作灵活,通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷

的效果;污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀;该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制,便于自控运行,易于维护管理。SRT,N出一N都影响总氮的去除,并当进水中CODer浓度为1200一1800n喇L,NH3一N浓度为135一20011娜L,NO一x一N浓度为7一ronlg/L时,提出了最佳操作条件为:缺氧、好氧时间比为1:1.5,一周期为sh;当没有外加碳源时,总氮的去除率为66%,投加乙酸钠后,总氮的去除率可提高到85%。SBR工艺脱氮和除磷的反应条件有相同之处,也有不同之处,有相互的不利影响,也有互促互生的方面,当选择彼此适宜的条件后,是可以达到同时脱氮除磷的效果的。对于需要同时脱氮除磷的场合,SBR反应器可采用闲置、静止充水、搅拌进水、反应曝气、反应混合、吹脱曝气、沉淀、排水的流程。静止进水可以使进水阶段结束后在反应器中形成较高的基质浓度梯度,节省能耗;搅拌进水可以使反应器保持厌氧状态,保证磷的释放;曝气后的反应混合可以进行反硝化反应;随后的曝气可以吹脱污泥释放的氮气,保证沉淀效果,避免磷过早释放;为了防止沉淀阶段发生磷的提前释放问题,让排泥和沉淀同时进行。

缺点:容积利用率低;水头损失大;出水不连续;峰值需氧量高;设备利用率低;运行控制复杂;不适用于大水量。 设计参数:泥龄:15-20(d),MLSS:2000-5000(mg.L-1)。

14、AB法

工艺特点:A级以高负荷或超高负荷运行,B级以低负荷运行,A级曝气池停留时间短,30~60min,B级停留时间2~4h。该系统不设初

沉池,A级曝气池是一个开放性的生物系统。A、B两级各自有独立的污泥回流系统,两级的污泥互不相混。处理效果稳定,具有抗冲击负荷和pH变化的能力。该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。 优点:A、B两级各自有独立的污泥回流系统,两级的污泥互不相混。 处理效果稳定,具有抗冲击负荷和pH变化的能力。该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。

设计参数:A级:污泥负荷2-6[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:0.5-1(d),停留时间:0.5(h),回流比:0.5-0.8,MLSS:2000-3000(mg.L-1)。 B级:污泥负荷0.1-0.3[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:15-20(d),停留时间:2-4(h),回流比:0.5-0.8,MLSS:2000-5000(mg.L-1)。

15、克劳斯法

工艺特点:将厌氧消化富含氨氮的上清液加到回流污泥中一起曝气硝化,然后加入曝气池中。 优点:克服了污泥膨胀问题。

设计参数:污泥负荷0.3-0.8[kgBOD5.(kgMLSS.d)], 泥龄:3-5(d),停留时间:4-8(h),回流比:0.5-1.0,

MLSS:2000-3000(mg.L-1),容积负荷:0.6-1.6[kgBOD5.(m3.d)-1]。

16、MBR法

工艺特点:以超滤膜分离活性污泥,污泥浓度可达10g/l~15g/l,污泥负荷率低,出水水质好,SS去除率可达100%。该系统可不设初沉池,不设沉淀池,一体式MBRA无需污泥回流。容积符合率高,占地面积小。处理效果稳定,具有抗冲击负荷和pH变化的能力。适合

与处理高浓度、难降解工业废水的处理。膜组件投资较高,膜污染是影响MBR推广应用的主要障碍。

优点:以超滤膜分离活性污泥,污泥浓度可达10g/l~15g/l,污泥负荷率低,出水水质好,SS去除率可达100%。该系统可不设初沉池,不设沉淀池,一体式MBRA无需污泥回流。容积符合率高,占地面积小。处理效果稳定,具有抗冲击负荷和pH变化的能力。适合与处理高浓度、难降解工业废水的处理。 缺点:膜组件投资较高,易出现膜污染。

17、LIER-POOLK工艺

工艺特点:LIER-POOLK反应池的外形就是一个矩形池体,由三格矩形池组成。三个池的水力相连通,每个池中均设有供氧设备,采用鼓风曝气。在外边两侧矩形池设有固定出水堰及剩余污泥排放口,该池既可作曝气池,以可作沉淀池,中间矩形池只作曝气池。其脱氮除磷的工艺流程大致可分为八个阶段。

18、脱氮除磷工艺

(1、)传统A2/O或A/O法

传统A2/O或A/O法即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法。污水在流经三个不同功能分区的过程中,在不同微生物菌群作用下,使污水中的有机物、氮和磷得到去除。本工艺在系统上是最简单的同步除磷脱氮工艺。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开,有利于不同微生物菌群的繁殖生长,因此脱氮除磷效果较好。但传统A2/O工艺也存在着本身固有的缺点。脱氮和除磷对外部环境条件的要求是相互矛盾

的,脱氮要求有机负荷较低,污泥龄较长,而除磷要求有机负荷较高,污泥龄较短,往往很难权衡。另外,回流污泥中含有大量的硝酸盐,回流到厌氧池中会影响厌氧环境,对除磷不利。 (2、)UCT工艺

与A2/O法相比,UCT工艺不同之处在于污泥先回流至缺氧池,而不是厌氧池,再将缺氧池部分混合液回流至厌氧池,从而减少了回流污泥中过多的硝酸盐对厌氧放磷的影响。但是UCT 工艺增加了一次回流,多一次提升,运行费用将增加。

(3、)MUCT工艺

为了避免UCT工艺因两套内回流交叉而使缺氧段的停留时间不易控制,以及避免溶解氧自好氧段经缺氧段进入厌氧段,干扰磷的释放,产生了MUCT工艺(改良性UCT工艺)。MUCT工艺的不同之处在于将缺氧段一分为二,形成两套独立的内回流。 (4、)A-A2/O工艺

该工艺是在传统A2/O法的厌氧池之前设置回流污泥反硝化池,来自二沉池的回流污泥和10%左右的进水进入该池(另90%左右的进水直接进入厌氧池),停留时间为20~30分钟,微生物利用10%进水中的有机物作碳源进行反硝化,去除回流污泥带入的硝酸盐,消除硝态氮对厌氧池放磷的不利影响,保证除磷效果。 (5、)倒置A2/O工艺

该工艺是将缺氧池和厌氧池倒置,其特点是二沉池回流污泥和部分污水先进入缺氧池,回流污泥中的硝酸盐在此反硝化,确保后面的

厌氧池处于绝对厌氧状态,对提高除磷效率十分有利;部分污水直接进入后面的厌氧池,为厌氧放磷提供足够的碳源;不需要混合液内回流,使流程更为简捷,节省能耗。 (6、)氧化沟法

氧化沟工艺是20世纪50年代初期发展起来的一种污水处理工艺形式,因其构造简单、易于维护管理,很快得到广泛应用。主要有Passveer单沟型、Orbal同心圆型、Carrousel循环折流型、D型双沟式和T型三沟式等。传统Passveer单沟型和Carrousel型氧化沟不具备脱氮除磷功能,但是在Carrousel氧化沟前增设厌氧池,在沟体内通过曝气装置的合理设置形成缺氧区和好氧区,形成改良型氧化沟,便具备生物脱氮除磷功能。但Carrousel氧化沟缺氧区要求的充足碳源和缺氧区条件不能很好的满足,因此,脱氮除磷效果不是很好。为了提高脱氮效果,在沟内增加了一个预反硝化区,就成了Carrousel2000型氧化沟工艺。氧化沟池型具有独特之处,兼有完全混合和推流的特性,且不需要混合液回流系统,但氧化沟采用机械表面曝气,水深不易过大,充氧动力效率低,能耗较高,占地面积较大。 (7、)Unitank

Unitank工艺又称单池系统,由三个矩形池子组成,三个池水力相通,每个池内均设有供氧设备,在外边两侧矩形池设有固定出水堰和剩余污泥排放口,中间池连续曝气,两侧池内间断曝气,交替作为沉淀池和曝气池。三个池交替地在缺氧、好氧和沉淀的状态下工作,控制曝气器运转和改变进水点可使池中发生硝化和反硝化作用,达到

生物脱氮目的。缺点是除磷效果差。 (8、)MSBR法。

MSBR法是20世纪80年代后期发展起来的技术,其实质是A2/O系统后接SBR,是二级厌氧、缺氧和好氧过程,因此具有A2/O生物除磷脱氮效果好和SBR的一体化、流程简洁、不需二沉池、占地面积小和控制灵活等特点。缺点是需要污泥回流和混合液回流,所需潜污泵较多,总容积利用率仅为73%。

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