第八講投料活性污泥法

1、1第八講第八講 改良的活性污泥法改良的活性污泥法投料活性污泥法投料活性污泥法2一、概述一、概述 活性污泥法是當前世界上應用最廣泛的廢水活性污泥法是當前世界上應用最廣泛的廢水處理工藝技術，具有處理能力強，出水水質處理工藝技術，具有處理能力強，出水水質優(yōu)良等特點。但是多年來實踐證明，傳統(tǒng)的優(yōu)良等特點。但是多年來實踐證明，傳統(tǒng)的活性污泥法也有許多不足之處，除了基本建活性污泥法也有許多不足之處，除了基本建設費用高及能耗高的缺點外，在工藝技術上設費用高及能耗高的缺點外，在工藝技術上也有許多需要改進和革新之處：也有許多需要改進和革新之處： 3有機負荷還不夠高，一般僅有機負荷還不夠高，一般僅1kgCOD/(

2、m1kgCOD/(m3 3d)d)；池容大，占地面積大，基本建設費用高；池容大，占地面積大，基本建設費用高；曝氣池中生物量還是比較低的；曝氣池中生物量還是比較低的；耐沖擊負荷的能力（無論是進水水量或水質耐沖擊負荷的能力（無論是進水水量或水質的波動）較弱；的波動）較弱；易出現(xiàn)污泥膨脹，受其影響的廢水處理廠占易出現(xiàn)污泥膨脹，受其影響的廢水處理廠占20%20%30%30%或更多；或更多；剩余污泥產(chǎn)生量大；剩余污泥產(chǎn)生量大；能耗高，運行管理費也高；能耗高，運行管理費也高；對廢水中的氮、磷去除能力低；對廢水中的氮、磷去除能力低；運行管理也較復雜。運行管理也較復雜。4 因此，旨在克服上述不足之處的科學研究

3、大因此，旨在克服上述不足之處的科學研究大量開展，而投料活性污泥法是改革傳統(tǒng)活性量開展，而投料活性污泥法是改革傳統(tǒng)活性污泥法以提高其凈化能力的措施之一，由于污泥法以提高其凈化能力的措施之一，由于該方法簡易可行，既可施行于新建廢水處理該方法簡易可行，既可施行于新建廢水處理廠，又極易推行于老的廢水處理廠的擴建和廠，又極易推行于老的廢水處理廠的擴建和改造，故頗受同行們的青睞。概括起來，投改造，故頗受同行們的青睞。概括起來，投料活性污泥法擬克服傳統(tǒng)活性污泥法的若干料活性污泥法擬克服傳統(tǒng)活性污泥法的若干不足之處。不足之處。5改進的方向改進的方向使出水水質更好，包括使出水水質更好，包括BOD5、SS及及N、

4、P的去除，要求活性污泥法凈化能力更強、的去除，要求活性污泥法凈化能力更強、更全面；更全面；使其運行更加穩(wěn)定、可靠，防止污泥膨脹使其運行更加穩(wěn)定、可靠，防止污泥膨脹或污泥上浮等現(xiàn)象的出現(xiàn)，使運行操作更或污泥上浮等現(xiàn)象的出現(xiàn)，使運行操作更簡便可行；簡便可行；降低能耗，節(jié)省運行管理費用；降低能耗，節(jié)省運行管理費用；降低污泥的產(chǎn)生量，改善污泥性質，改善降低污泥的產(chǎn)生量，改善污泥性質，改善其脫水性能，簡化污泥的后續(xù)處理。其脫水性能，簡化污泥的后續(xù)處理。6投料活性污泥法的解釋和所產(chǎn)生的影響投料活性污泥法的解釋和所產(chǎn)生的影響所謂投料活性污泥法，顧名思義，即在傳統(tǒng)的活性污泥法系統(tǒng)中，投所謂投料活性污泥法，顧名

5、思義，即在傳統(tǒng)的活性污泥法系統(tǒng)中，投加某些物質，它們可以對活性污泥產(chǎn)生以下種種顯著影響：加某些物質，它們可以對活性污泥產(chǎn)生以下種種顯著影響：投加的物料能改變系統(tǒng)內生物相以及微生物的存在方式，例如投加載投加的物料能改變系統(tǒng)內生物相以及微生物的存在方式，例如投加載體介質就能使原先的活性污泥系統(tǒng)內不僅有懸浮的活性污泥存在，而體介質就能使原先的活性污泥系統(tǒng)內不僅有懸浮的活性污泥存在，而且還附著生長型的微生物出現(xiàn)和存在，如是，使系統(tǒng)內生物多樣性變且還附著生長型的微生物出現(xiàn)和存在，如是，使系統(tǒng)內生物多樣性變得更加豐富。而原本常在活性污泥法系統(tǒng)內出現(xiàn)能導致污泥膨脹與流得更加豐富。而原本常在活性污泥法系統(tǒng)內出

6、現(xiàn)能導致污泥膨脹與流失的絲狀菌找到了可以附著、棲息的介質（物料表面及孔隙），這樣失的絲狀菌找到了可以附著、棲息的介質（物料表面及孔隙），這樣既可克服其膨脹、流失的弊端又能充分利用其強大的凈化能力，改善既可克服其膨脹、流失的弊端又能充分利用其強大的凈化能力，改善系統(tǒng)的運行操作，提高出水水質。系統(tǒng)的運行操作，提高出水水質。改變基質的分配與傳質狀況，由于附著型與懸浮型生物系統(tǒng)的存在，改變基質的分配與傳質狀況，由于附著型與懸浮型生物系統(tǒng)的存在，基質在不同型生物系統(tǒng)間進行不同的分配與傳質反應。基質在不同型生物系統(tǒng)間進行不同的分配與傳質反應。增加了系統(tǒng)的生物固體總量。增加了系統(tǒng)的生物固體總量。污泥齡延長，

7、使污泥繁殖特性改變。污泥齡延長，使污泥繁殖特性改變。系統(tǒng)綜合凈化能力得到提高。系統(tǒng)綜合凈化能力得到提高。1. 系統(tǒng)氧吸收速率降低，減少了供氧，降低了能耗。系統(tǒng)氧吸收速率降低，減少了供氧，降低了能耗。7投加填料的種類投加填料的種類投加多孔懸浮載體，如聚氨酯泡沫塊。利用大量具有一投加多孔懸浮載體，如聚氨酯泡沫塊。利用大量具有一定尺寸、孔隙率較大的多孔泡沫塊作為生物載體，用篩定尺寸、孔隙率較大的多孔泡沫塊作為生物載體，用篩網(wǎng)將泡沫塊截留在曝氣池中。網(wǎng)將泡沫塊截留在曝氣池中。投加絮凝劑及助凝劑。又可分為無機化學絮凝劑、合成投加絮凝劑及助凝劑。又可分為無機化學絮凝劑、合成有機高分子絮凝劑及微生物絮凝劑三

8、種。其中使用較多有機高分子絮凝劑及微生物絮凝劑三種。其中使用較多的為三氯化鐵（的為三氯化鐵（FeClFeCl3 3）、硫化鋁）、硫化鋁(Al(Al2 2(SO4)(SO4)3 3，次之為石，次之為石灰（灰（CaOCaO）。近年來開發(fā)的微生物絮凝劑顯示了其獨特功）。近年來開發(fā)的微生物絮凝劑顯示了其獨特功能，與活性污泥系統(tǒng)組成具有特殊絮凝性能的活性污泥能，與活性污泥系統(tǒng)組成具有特殊絮凝性能的活性污泥系統(tǒng)。系統(tǒng)。投加各類小的固體介質，諸如粉末活性炭（投加各類小的固體介質，諸如粉末活性炭（PACPAC）、陶粒、）、陶粒、黏土、粉煤灰、焦炭等。黏土、粉煤灰、焦炭等。 8注意一點的是注意一點的是 在研發(fā)過

9、程中，有的將填裝纖維填料或其他填料的在研發(fā)過程中，有的將填裝纖維填料或其他填料的如今名為如今名為“生物接觸氧化反應池生物接觸氧化反應池”的工藝也劃歸為的工藝也劃歸為投料活性污泥工藝，這是不恰當?shù)?。因生物接觸氧投料活性污泥工藝，這是不恰當?shù)摹Ｒ蛏锝佑|氧化反應池以生物膜（固著型微生物）作為生物凈化化反應池以生物膜（固著型微生物）作為生物凈化的主要機制，填料也是固置的，而投料活性污泥法的主要機制，填料也是固置的，而投料活性污泥法以懸浮型活性污泥為生物凈化的主要機制，故兩者以懸浮型活性污泥為生物凈化的主要機制，故兩者是有嚴格區(qū)別的，不能混淆。是有嚴格區(qū)別的，不能混淆。 其次，好氧生物流化床雖也填裝有

10、細小固體顆粒介其次，好氧生物流化床雖也填裝有細小固體顆粒介質，其本質上仍屬于生物膜法，不能歸屬于投料活質，其本質上仍屬于生物膜法，不能歸屬于投料活性污泥法。性污泥法。9二、多孔懸浮載體活性污泥法二、多孔懸浮載體活性污泥法 工藝原理工藝原理 向曝氣池中投加數(shù)量眾多的多孔泡沫塊（或球），使其在曝向曝氣池中投加數(shù)量眾多的多孔泡沫塊（或球），使其在曝氣池體積約氣池體積約15%15%50%50%，有的甚至達，有的甚至達75%75%。這些多孔泡沫塊為。這些多孔泡沫塊為曝氣池中的微生物提供了大量可供棲息的表面積，在較短時曝氣池中的微生物提供了大量可供棲息的表面積，在較短時間里許多微生物就附著于其表面及孔隙中

11、。有的泡沫塊的生間里許多微生物就附著于其表面及孔隙中。有的泡沫塊的生物量可達物量可達100100150mg/150mg/塊，使池內生物量大為增加。塊，使池內生物量大為增加。 據(jù)資料介紹，附著于多孔塑料泡沫塊的生物量可達據(jù)資料介紹，附著于多孔塑料泡沫塊的生物量可達101018g/L18g/L，最大達，最大達30 g/L30 g/L；呈懸浮狀的生物量達；呈懸浮狀的生物量達4 47g/L7g/L。由于。由于泡沫塊僅占部分曝氣池的體積，故整個系統(tǒng)仍屬活性污泥法泡沫塊僅占部分曝氣池的體積，故整個系統(tǒng)仍屬活性污泥法系統(tǒng)。由于系統(tǒng)內總的生物量劇增，因此，改變了系統(tǒng)內的系統(tǒng)。由于系統(tǒng)內總的生物量劇增，因此，改

12、變了系統(tǒng)內的微生物種類、存在方式及基質的分配與傳質方式，大大提高微生物種類、存在方式及基質的分配與傳質方式，大大提高了耐受負荷的能力，提高了凈化效率，延長了污泥齡，完善了耐受負荷的能力，提高了凈化效率，延長了污泥齡，完善了凈化過程，使出水水質變得更好。了凈化過程，使出水水質變得更好。 10發(fā)展與分類發(fā)展與分類 從從2020世紀世紀7070年代末，先后開發(fā)了三種比較年代末，先后開發(fā)了三種比較成熟的多孔懸浮載體系統(tǒng)。成熟的多孔懸浮載體系統(tǒng)。 CaptorCaptor工藝；工藝； LinporLinpor工藝；工藝； 多孔球形載體工藝。多孔球形載體工藝。11CaptorCaptor工藝工藝 該工藝由

13、英國該工藝由英國B.AtkinsonB.Atkinson等人（曼徹斯特科技研究所）于等人（曼徹斯特科技研究所）于19791979年開始研究，英國年開始研究，英國Simon-HartleySimon-Hartley公司及美國公司及美國Ashbrook-Simon-HartleyAshbrook-Simon-Hartley公司實行生產(chǎn)化。公司實行生產(chǎn)化。 該工藝采用的載體為多孔泡沫塊，含孔隙尺寸該工藝采用的載體為多孔泡沫塊，含孔隙尺寸850850m m，向，向曝所池投加量約曝所池投加量約20000200007000070000個個/m/m3 3，約占曝氣池體積的，約占曝氣池體積的15%15%75%

14、75%，每個泡沫塊的生物量可達，每個泡沫塊的生物量可達100100150mg150mg，池內附，池內附著型微生物濃度可達著型微生物濃度可達7 79g/L9g/L。運行過程中不斷將泡沫塊利。運行過程中不斷將泡沫塊利用空氣提升至專用設備，用壓力滾筒擠壓泡沫塊，將過量用空氣提升至專用設備，用壓力滾筒擠壓泡沫塊，將過量污泥擠出并排出系統(tǒng)，故不必設二沉地池與污泥回流系統(tǒng)。污泥擠出并排出系統(tǒng)，故不必設二沉地池與污泥回流系統(tǒng)。 試驗及應用結果表明，試驗及應用結果表明，CaptorCaptor系統(tǒng)并不十分成功，出水中系統(tǒng)并不十分成功，出水中SSSS含量高，含量高，SSSS及及BODBOD5 5去除率不高，一般

15、不能達到預期出水水去除率不高，一般不能達到預期出水水質要求，除非后置砂濾裝置，方可以提高出水水質。質要求，除非后置砂濾裝置，方可以提高出水水質。 12LinporLinpor工藝工藝 LinporLinpor工藝是德國工藝是德國LindeLinde公司的公司的M.R.MorperM.R.Morper（又說是（又說是A.G.LindeA.G.Linde）研究開發(fā)出的活性污泥法改進工藝，它）研究開發(fā)出的活性污泥法改進工藝，它與與CaptorCaptor工藝有相似之處，采用多孔懸浮泡沫塊作工藝有相似之處，采用多孔懸浮泡沫塊作為載體。該工藝按其不同功能可分為：為載體。該工藝按其不同功能可分為： Lin

16、porLinpor工藝，又分為工藝，又分為Linpor-CLinpor-C工藝、工藝、Linpor-C/NLinpor-C/N工工藝和藝和Linpor-NLinpor-N工藝；工藝； LindoxLindox工藝（多段純氧曝氣生物反應器工藝）；工藝（多段純氧曝氣生物反應器工藝）； LaranLaran工藝（厭氧固定床循環(huán)反應器工藝）；工藝（厭氧固定床循環(huán)反應器工藝）；1.1.MetexMetex工藝（生物吸附法去除重金屬離子的處理工工藝（生物吸附法去除重金屬離子的處理工藝）。藝）。13LinporLinpor工藝與工藝與CaptorCaptor工藝的區(qū)別工藝的區(qū)別 系統(tǒng)中不設二沉池及污泥回流系

17、統(tǒng)；系統(tǒng)中不設二沉池及污泥回流系統(tǒng)； 載體采用尺寸為載體采用尺寸為12mm12mm12mm12mm12mm12mm的多孔的多孔泡沫塊，利用池內水流的紊動作用產(chǎn)生的泡沫塊，利用池內水流的紊動作用產(chǎn)生的水力剪切以及回流量來調控生物量，無泡水力剪切以及回流量來調控生物量，無泡沫擠壓裝置。沫擠壓裝置。14Linpor-CLinpor-C型工藝流程型工藝流程15Linpor-C/NLinpor-C/N型工藝流程型工藝流程16我國的多孔懸浮載體活性污泥工藝我國的多孔懸浮載體活性污泥工藝 清華大學環(huán)境科學與工程系曾于清華大學環(huán)境科學與工程系曾于2020世紀世紀9090年代研究年代研究多孔懸浮載體活性污泥工藝

18、，采用聚氨酯泡沫載體，多孔懸浮載體活性污泥工藝，采用聚氨酯泡沫載體，技術參數(shù)如下：密度技術參數(shù)如下：密度202030kg/m30kg/m3 3，孔隙率，孔隙率90%90%，尺，尺寸寸5mm5mm5mm5mm5mm5mm，孔徑，孔徑1 11.5mm1.5mm，另一尺寸，另一尺寸15mm15mm15mm15mm15mm15mm，以資相比較。試驗時投加不同，以資相比較。試驗時投加不同量的載體進行對比，考察總生物量及附著相生物濃量的載體進行對比，考察總生物量及附著相生物濃度。度。 除清華大學外，還有其它環(huán)保公司采用多孔塑料球，除清華大學外，還有其它環(huán)保公司采用多孔塑料球，內空填充塑料細條纏繞體，以增加

19、附著相生物濃度。內空填充塑料細條纏繞體，以增加附著相生物濃度。曾在小型廢水廠及舊廠改造時應用。曾在小型廢水廠及舊廠改造時應用。17工藝特點與運行特點工藝特點與運行特點 國內外的科學研究與生產(chǎn)實踐表明，多孔懸浮載體能使活國內外的科學研究與生產(chǎn)實踐表明，多孔懸浮載體能使活性污泥法工藝性狀大大改善，具體表現(xiàn)于以下諸方面：性污泥法工藝性狀大大改善，具體表現(xiàn)于以下諸方面： 投加多孔懸浮載體可以提高活性污泥法反應器內的總生投加多孔懸浮載體可以提高活性污泥法反應器內的總生物量和附著相生物濃度，與此同時懸浮相生物濃度相對降物量和附著相生物濃度，與此同時懸浮相生物濃度相對降低。低。 LinporLinpor工藝

20、池內生物量狀況是：附著于多孔懸浮載體的生工藝池內生物量狀況是：附著于多孔懸浮載體的生物濃度高達物濃度高達101018 g/L18 g/L，最大曾達，最大曾達30 g/L30 g/L，懸浮相生物濃，懸浮相生物濃度為度為4 47g/L7g/L，池內總生物量大大增加，這樣改變了系統(tǒng)內，池內總生物量大大增加，這樣改變了系統(tǒng)內微生物的存在方式，附著型生長的微生物的大量出現(xiàn)，使微生物的存在方式，附著型生長的微生物的大量出現(xiàn)，使生物相系統(tǒng)有著巨大變化。傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)較易孳生生物相系統(tǒng)有著巨大變化。傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)較易孳生的絲狀菌可被載體吸附于其孔隙內或表面，載體的孔隙及的絲狀菌可被載體吸附于其孔隙內或

21、表面，載體的孔隙及其表面的粗糙狀況決定了其對絲狀菌的捕獲能力。這樣，其表面的粗糙狀況決定了其對絲狀菌的捕獲能力。這樣，既能發(fā)揮絲狀菌的強大凈化能力，又能控制污泥膨脹及污既能發(fā)揮絲狀菌的強大凈化能力，又能控制污泥膨脹及污泥上浮、流失給系統(tǒng)正常運行帶來的巨大危害。泥上浮、流失給系統(tǒng)正常運行帶來的巨大危害。18載體投加量與載體上的附著生物量有緊密關系。載體投加量越大，載體投加量與載體上的附著生物量有緊密關系。載體投加量越大，系統(tǒng)中附著生物量越高，但單個載體附著生物量則下降。系統(tǒng)中附著生物量越高，但單個載體附著生物量則下降。有機負荷對兩種生物相濃度影響頗大。有機負荷增高，系統(tǒng)內總附有機負荷對兩種生物相

22、濃度影響頗大。有機負荷增高，系統(tǒng)內總附著型生物量及單位載體上附著的生物量均增加，而懸浮相生物則相對著型生物量及單位載體上附著的生物量均增加，而懸浮相生物則相對減少。減少。改變了系統(tǒng)內基質的分配及傳質狀況，附著型生物與懸浮型生物的改變了系統(tǒng)內基質的分配及傳質狀況，附著型生物與懸浮型生物的傳質與生物降解作用是有所不同的。傳質與生物降解作用是有所不同的。投加載體能防止活性污泥法系統(tǒng)的污泥沉降性能的惡化，反應器的投加載體能防止活性污泥法系統(tǒng)的污泥沉降性能的惡化，反應器的生物濃度及出水水質不像傳統(tǒng)活性污泥法對二沉池工況那樣具有較大生物濃度及出水水質不像傳統(tǒng)活性污泥法對二沉池工況那樣具有較大敏感性與依賴性

23、。敏感性與依賴性。系統(tǒng)內懸浮型生物相的吸氧速率有所降低。系統(tǒng)內懸浮型生物相的吸氧速率有所降低。延長了系統(tǒng)內微生物的滯留時間，即污泥齡得到延長，有助于硝化延長了系統(tǒng)內微生物的滯留時間，即污泥齡得到延長，有助于硝化反應及氨氮的去除率。反應及氨氮的去除率。19帶來的兩個關鍵的改進帶來的兩個關鍵的改進 載體投加法的活性污泥系統(tǒng)的處理能力顯載體投加法的活性污泥系統(tǒng)的處理能力顯著提高，抗沖擊負荷（水量、水質的波動）著提高，抗沖擊負荷（水量、水質的波動）的能力也顯著提高。的能力也顯著提高。 載體投加法不僅能應用于新的廢水處理廠載體投加法不僅能應用于新的廢水處理廠的建設，而且也適宜于老廢水處理廠的擴的建設，而

24、且也適宜于老廢水處理廠的擴建改造，工程量小，投資省，卻能大大擴建改造，工程量小，投資省，卻能大大擴展處理能力。展處理能力。 20工程應用實例工程應用實例 多孔懸浮泡沫塊載體應用于活性污泥系統(tǒng)，以多孔懸浮泡沫塊載體應用于活性污泥系統(tǒng)，以LinporLinpor工藝最為成熟，應用甚廣；工藝最為成熟，應用甚廣； 此外，芬蘭的此外，芬蘭的ValmetValmet公司也開發(fā)、應用了此類技公司也開發(fā)、應用了此類技術，其填料的比表面積高達術，其填料的比表面積高達380m380m2 2/(m/(m3 3填料）。填填料）。填料由特殊塑料制成，使用壽命為料由特殊塑料制成，使用壽命為2020年，不需更換，年，不需更

25、換，不需反沖洗，具有明顯優(yōu)越性。不需反沖洗，具有明顯優(yōu)越性。 在歐洲已建在歐洲已建120120多座采用該工藝技術的廢水處理廠。多座采用該工藝技術的廢水處理廠。21LinporLinpor工藝處理各類廢水的推廣應工藝處理各類廢水的推廣應用用22三、投加混凝劑（或助凝劑）的活性污泥法工藝三、投加混凝劑（或助凝劑）的活性污泥法工藝 工藝原理 向活性污泥系統(tǒng)中投加化學藥劑（無機混凝劑或高分子合成混凝劑），均能改變活性污泥的結構，增大絮體密度，改善污泥沉降性能與脫水性能，提高二沉池固液分離條件，縮小二沉池容積及占地面積，提高污泥處理能力，抑制污泥膨脹及上浮的不良現(xiàn)象。同時，與廢水中磷酸鹽結合生成不溶性鹽

26、，有利于磷從廢水中去除而進入污泥，并隨污泥外排，其作用機理如下： 由于廢水中含一定量堿度（一般為100150mg/L），于是： 因此，投加混凝劑是增強脫磷的重要對策之一。過程中生成的不溶性磷酸鹽隨Al（OH）3或Fe(OH)3絮凝體一起沉降去除。 24434342322)(SOAlPOPOSOAlClFePOPOFeCl3434323332243334233)(363)(2)(6)(COClOHFeHCOFeClCOSOOHAlHCOSOAl23處理工藝處理工藝 混凝劑在活性污泥系統(tǒng)中投加的位置，對處理混凝劑在活性污泥系統(tǒng)中投加的位置，對處理過程及處理效率有重要影響作用，見圖過程及處理效率有重

27、要影響作用，見圖 245 5種可能的投加位置種可能的投加位置在初沉池出水，回流污泥流入之前；在初沉池出水，回流污泥流入之前；在初沉池出水，回流污泥流入之后；在初沉池出水，回流污泥流入之后；在初沉池出水流入曝氣池內附近的地方；在初沉池出水流入曝氣池內附近的地方；在曝氣池流出口附近；在曝氣池流出口附近；在曝氣池出水流入終沉池的明渠中。在曝氣池出水流入終沉池的明渠中?；炷齽┑姆N類與最適宜添加的位置有密切關系。一般來說，硫酸混凝劑的種類與最適宜添加的位置有密切關系。一般來說，硫酸鋁的最適宜投加位置為曝氣池的流出口附近（鋁的最適宜投加位置為曝氣池的流出口附近（4 4），而三氯化），而三氯化鐵則在初沉池流

28、入曝氣池內的附近地方（鐵則在初沉池流入曝氣池內的附近地方（3 3）。這是因為硫酸）。這是因為硫酸鋁投入曝氣池入口附近，對磷的吸收較其他處更為有利。選擇鋁投入曝氣池入口附近，對磷的吸收較其他處更為有利。選擇合適的位置投加混凝劑，要考慮形成的絮體不致被破壞而使出合適的位置投加混凝劑，要考慮形成的絮體不致被破壞而使出水渾濁，同時合適的位置也能使混凝劑投藥量節(jié)省，而功效顯水渾濁，同時合適的位置也能使混凝劑投藥量節(jié)省，而功效顯著。著。25混凝劑的種類與選用及投配量混凝劑的種類與選用及投配量 混凝劑的種類很多，一般分為無機化學藥劑及高分混凝劑的種類很多，一般分為無機化學藥劑及高分子有機合成絮凝劑。在投藥活

29、性污泥系統(tǒng)中最常用子有機合成絮凝劑。在投藥活性污泥系統(tǒng)中最常用的為硫酸鋁的為硫酸鋁AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3及三氯化鐵及三氯化鐵(FeCl(FeCl3 3) )，次之則，次之則為石灰（為石灰（CaOCaO）等。）等。 混凝劑投加量對除磷、改善污泥沉降性和脫水性以混凝劑投加量對除磷、改善污泥沉降性和脫水性以及活性污泥法的處理效率有重要影響。一般都應經(jīng)及活性污泥法的處理效率有重要影響。一般都應經(jīng)過實驗室試驗（過實驗室試驗（batch testbatch test）來確定投加量，并經(jīng)）來確定投加量，并經(jīng)生產(chǎn)實踐驗證。應控制生產(chǎn)實踐驗證。應控制AlAl與與P P摩爾比摩爾比220 0

30、，F(xiàn)eFe與與P P摩爾比摩爾比220 0。通常廢水中含。通常廢水中含1mgP1mgP需需0.87mgAl0.87mgAl3+3+離離子，或子，或1.8mgFe1.8mgFe3+3+離子，離子，1mgAl1mgAl3+3+能生成能生成2.9mgAl(0H)2.9mgAl(0H)3 3 或或1.9mgFe(0H)1.9mgFe(0H)3 3。這些數(shù)據(jù)可在計。這些數(shù)據(jù)可在計算時參考使用。算時參考使用。26凈化效果與污泥特性凈化效果與污泥特性 日本學者曾對投加化學藥劑的活性污泥法做過系列試驗日本學者曾對投加化學藥劑的活性污泥法做過系列試驗研究。研究。 試驗對象為生活污水，水質為試驗對象為生活污水，水

31、質為BODBOD5 5109mg/L109mg/L，TP2.91mg/L,TP2.91mg/L,透明度透明度10.6CM10.6CM。曝氣池。曝氣池BODBOD5 5 負荷為負荷為0.21kg 0.21kg BODBOD5 5/(kgMLSSd)/(kgMLSSd)時時 ，不投加絮凝劑，出水，不投加絮凝劑，出水BODBOD5 510.3mg/L,TP2.06mg/L 10.3mg/L,TP2.06mg/L ，透明度，透明度79cm79cm。 投加投加Al100mg/LAl100mg/L時，時，TPTP降至降至0.06mg/L0.06mg/L；投加；投加Fe100mg/LFe100mg/L，TP

32、0.01mg/L,TP0.01mg/L,透明度透明度27cm;27cm;投加投加Al50mg/LAl50mg/L，出水，出水TP0.25mg/LTP0.25mg/L，而透明度大于，而透明度大于100cm100cm。 由此可見，投加不同混凝劑及投配量，對由此可見，投加不同混凝劑及投配量，對TPTP的去除以鐵的去除以鐵鹽為最佳，但出水澄清則以鋁鹽為最佳，而且并不是投鹽為最佳，但出水澄清則以鋁鹽為最佳，而且并不是投加量越大出水就越澄清。投加混凝劑的活性污泥法出水加量越大出水就越澄清。投加混凝劑的活性污泥法出水BODBOD5 5并不比對照組（不投加藥劑）的好。并不比對照組（不投加藥劑）的好。27 清華

33、大學環(huán)境系也曾對投加混凝劑對污染物清華大學環(huán)境系也曾對投加混凝劑對污染物的去除做過實驗室試驗，采用的藥劑有鈣鹽的去除做過實驗室試驗，采用的藥劑有鈣鹽（CaOCaO）及鐵鹽）及鐵鹽(FeCl(FeCl3 3) )。 投藥法與不投藥法相比，投藥法與不投藥法相比，CODCOD去除率略有提高，去除率略有提高，HRTHRT略可縮短（略可縮短（1 11 11 19h9h），耐沖擊負荷），耐沖擊負荷能力有所提高。而且，由于能力有所提高。而且，由于FePOFePO4 4和和CaCa1010(PO(PO4 4) )6 6(OH)(OH)2 2 等沉淀晶體的存在，在曝氣等沉淀晶體的存在，在曝氣池內出現(xiàn)了懸浮顆粒中

34、附著型生物的生長，池內出現(xiàn)了懸浮顆粒中附著型生物的生長，使凈化能力及系統(tǒng)的穩(wěn)定性有所提高。使凈化能力及系統(tǒng)的穩(wěn)定性有所提高。 28 投藥法活性污泥工藝，對系統(tǒng)活性污泥生物的種類與數(shù)量投藥法活性污泥工藝，對系統(tǒng)活性污泥生物的種類與數(shù)量均有明顯影響。均有明顯影響。 據(jù)日本研究，活性污泥生物總數(shù)：鋁鹽法（據(jù)日本研究，活性污泥生物總數(shù)：鋁鹽法（50mg/L50mg/L）為）為801801種；鋁鹽法（種；鋁鹽法（100mg/L100mg/L）為）為468468種，鐵鹽法（種，鐵鹽法（50mg/L50mg/L）為為154154種，鐵鹽法（種，鐵鹽法（100mg/L100mg/L）為）為613613種；不投

35、加藥劑的活種；不投加藥劑的活性污泥生物總數(shù)為性污泥生物總數(shù)為25672567種。種。 由此可見，投加藥劑對活性污泥生物數(shù)具有削減作用，其由此可見，投加藥劑對活性污泥生物數(shù)具有削減作用，其中鐵鹽（中鐵鹽（50mg/L50mg/L）影響最大。投加藥劑，一方面對廢水中）影響最大。投加藥劑，一方面對廢水中污染物，特別對污染物，特別對TPTP，有良好凈化作用，另一方面促使了生，有良好凈化作用，另一方面促使了生物種類的銳減，削弱了生物凈化作用，這樣一增一減，就物種類的銳減，削弱了生物凈化作用，這樣一增一減，就使投藥法在使投藥法在BODBOD5 5的去除上作用并不太顯著，僅對的去除上作用并不太顯著，僅對TP

36、TP的去除的去除有顯著作用。有顯著作用。 這可歸結為：投藥法活性污泥工藝削弱了系統(tǒng)的生化反應這可歸結為：投藥法活性污泥工藝削弱了系統(tǒng)的生化反應而加強了物化反應，此消彼長，應視廢水性質及凈化要求而加強了物化反應，此消彼長，應視廢水性質及凈化要求而選用。而選用。29投入絮凝劑活性污泥法對產(chǎn)沼氣的影響投入絮凝劑活性污泥法對產(chǎn)沼氣的影響30 鋁鹽投加量為50mg/L 及100mg/L ，鐵鹽投加量為50mg/L 及100mg/L 。 投加鋁鹽及鐵鹽對活性污泥厭氧消化時的沼氣產(chǎn)生量有削減作用，不投加藥劑的活性污泥的產(chǎn)氣量最高，而Al50mg/L 次之，Al100mg/L 又次之，F(xiàn)e 50mg/L及Fe

37、100mg/L 最次之。 其削減影響在于對污泥厭氧消化過程中有機酸的蓄積有不良影響，因而導致沼氣量的削減。31工程實例工程實例 德國巴伐利亞州博登湖畔的德國巴伐利亞州博登湖畔的Dallars RoadDallars Road廢水處理廠；廢水處理廠； 日本名古屋市西山廢水處理廠。日本名古屋市西山廢水處理廠。32投加微生物絮凝劑的活性污泥工藝投加微生物絮凝劑的活性污泥工藝 利用現(xiàn)代生物技術，采用能分泌絮凝物質的微生物，從其利用現(xiàn)代生物技術，采用能分泌絮凝物質的微生物，從其本身或分泌物中提取的絮凝劑，稱為微生物絮凝劑。該種本身或分泌物中提取的絮凝劑，稱為微生物絮凝劑。該種新型絮凝劑與無機絮凝劑、無機

38、高分子絮凝劑以及合成有新型絮凝劑與無機絮凝劑、無機高分子絮凝劑以及合成有機高分子絮凝劑不同，它是可以生物降解的，無二次污染機高分子絮凝劑不同，它是可以生物降解的，無二次污染（而（而AlAl3+3+、FeFe3+3+等金屬產(chǎn)生二次污染），因此，是安全、等金屬產(chǎn)生二次污染），因此，是安全、可靠的?？煽康摹?據(jù)國內外研究發(fā)現(xiàn)的具有絮凝性的微生物種類有據(jù)國內外研究發(fā)現(xiàn)的具有絮凝性的微生物種類有2020余種。余種。33具有絮凝性微生物種類具有絮凝性微生物種類34 擬表霉屬菌擬表霉屬菌PaecilomycesPaecilomyces sp.I.1 sp.I.1型微生物，它所產(chǎn)型微生物，它所產(chǎn)生的微生物絮凝

39、劑對枯草桿菌、大腸桿菌、啤酒酵生的微生物絮凝劑對枯草桿菌、大腸桿菌、啤酒酵母、血紅細胞、活性污泥、硅藻土、纖維素、活性母、血紅細胞、活性污泥、硅藻土、纖維素、活性炭、氧化鋁等均有良好的絮凝效果。炭、氧化鋁等均有良好的絮凝效果。 而紅平紅球菌而紅平紅球菌Rhodococcus erythropolisRhodococcus erythropolis，科學家，科學家認為它所生產(chǎn)的微生物絮凝劑，對大腸桿菌、酵母、認為它所生產(chǎn)的微生物絮凝劑，對大腸桿菌、酵母、泥漿水、河水、粉煤灰水、活性炭粉水、紙漿造紙泥漿水、河水、粉煤灰水、活性炭粉水、紙漿造紙廢水、膨脹污泥等均具有極好的絮凝性與脫色效果。廢水、膨脹

40、污泥等均具有極好的絮凝性與脫色效果。 微生物絮凝劑也同其它絮凝劑一樣，既能單獨使用，微生物絮凝劑也同其它絮凝劑一樣，既能單獨使用，用于廢水及污泥處理，也能投入活性污泥系統(tǒng)，強用于廢水及污泥處理，也能投入活性污泥系統(tǒng)，強化系統(tǒng)的處理效果，改善污泥性能，控制污泥膨脹。化系統(tǒng)的處理效果，改善污泥性能，控制污泥膨脹。所以說，它是一種有寬廣應用前途的藥劑與工藝技所以說，它是一種有寬廣應用前途的藥劑與工藝技術。術。35微生物絮凝劑的特點和作用機制微生物絮凝劑的特點和作用機制微生物產(chǎn)生的絮凝劑的相對分子質量多在微生物產(chǎn)生的絮凝劑的相對分子質量多在101010104 4以上，有的達以上，有的達20020010

41、104 4，因此，也可說是一種天然的高分子絮凝劑。因此，也可說是一種天然的高分子絮凝劑。在反應過程中，絮凝劑的大分子通過離子鍵、氫鍵與范德華力，將水中的在反應過程中，絮凝劑的大分子通過離子鍵、氫鍵與范德華力，將水中的膠體顆粒吸附，顆粒被絮凝劑吸附、連接在一起，形成膠體顆粒吸附，顆粒被絮凝劑吸附、連接在一起，形成“架橋架橋”現(xiàn)象。這現(xiàn)象。這是對微生物絮凝劑的絮凝機制最常解釋的一種理論。這種被架橋而凝集在是對微生物絮凝劑的絮凝機制最常解釋的一種理論。這種被架橋而凝集在一起的膠體顆粒與絮凝劑在一起形成網(wǎng)狀結構，質量不斷增加，藉重力而一起的膠體顆粒與絮凝劑在一起形成網(wǎng)狀結構，質量不斷增加，藉重力而下沉

42、，進行固液分離。有的科學家利用電子顯微鏡顯示出微生物絮凝的圖下沉，進行固液分離。有的科學家利用電子顯微鏡顯示出微生物絮凝的圖像：聚合細菌間由細胞外聚合物搭橋相連接，在其失穩(wěn)情況下形成絮凝體像：聚合細菌間由細胞外聚合物搭橋相連接，在其失穩(wěn)情況下形成絮凝體從水中沉降而分離。一般來說，微生物絮凝劑的分子質量越大，則絮凝活從水中沉降而分離。一般來說，微生物絮凝劑的分子質量越大，則絮凝活性越高，絮凝效果越佳。性越高，絮凝效果越佳。如今，微生物絮凝劑正處于開發(fā)階段，其實際應用實例及數(shù)據(jù)并不太多，如今，微生物絮凝劑正處于開發(fā)階段，其實際應用實例及數(shù)據(jù)并不太多，而將其作為投料，將微生物絮凝劑投加入活性污泥系統(tǒng)

43、中去，則剛剛開始。而將其作為投料，將微生物絮凝劑投加入活性污泥系統(tǒng)中去，則剛剛開始。36微生物絮凝劑的應用微生物絮凝劑的應用 在傳統(tǒng)的活性污泥工藝處理廢水的過程中，常會發(fā)在傳統(tǒng)的活性污泥工藝處理廢水的過程中，常會發(fā)生污泥膨脹，從而影響處理效率及過程的正常運行，生污泥膨脹，從而影響處理效率及過程的正常運行，嚴重時可能導致工藝的失敗，投加微生物絮凝劑可嚴重時可能導致工藝的失敗，投加微生物絮凝劑可以降低沉降系數(shù)，消除污泥膨脹危害；以降低沉降系數(shù)，消除污泥膨脹危害； 傳統(tǒng)的活性污泥法對色度高的廢水難于脫色，特別傳統(tǒng)的活性污泥法對色度高的廢水難于脫色，特別是對那些可溶性色素更是甚難脫色，使出水色度高，是

44、對那些可溶性色素更是甚難脫色，使出水色度高，投加微生物絮凝劑可以高效的脫色；投加微生物絮凝劑可以高效的脫色； 通過分子生物學技術，微生物絮凝劑將會得到很快通過分子生物學技術，微生物絮凝劑將會得到很快的發(fā)展和更多的應用。的發(fā)展和更多的應用。37四、投加細顆粒流動載體的活性污泥工藝四、投加細顆粒流動載體的活性污泥工藝 向活性污泥系統(tǒng)投加細顆粒流動載體，具有向活性污泥系統(tǒng)投加細顆粒流動載體，具有流動性好、不堵塞、傳質效果好等優(yōu)點。該流動性好、不堵塞、傳質效果好等優(yōu)點。該類載體有：類載體有： 粉末活性炭；粉末活性炭； 砂粒；砂粒； 粉煤灰；粉煤灰； 陶粒；陶粒； 細小塑料顆粒等。細小塑料顆粒等。38

45、清華大學環(huán)境系曾進行載體選擇研究，對載體的掛膜難易、清華大學環(huán)境系曾進行載體選擇研究，對載體的掛膜難易、膜厚、流化難易等指標進行了試驗比較。膜厚、流化難易等指標進行了試驗比較。 采用陶粒，粒徑采用陶粒，粒徑0.20.20.5mm0.5mm，流化較難，投加，流化較難，投加28d28d開始掛開始掛膜，最大膜厚膜，最大膜厚90m90m，載體無流失狀況；粒徑，載體無流失狀況；粒徑0.70.71.0mm1.0mm，流化極難，投加流化極難，投加22d22d開始掛膜，載體不流失。開始掛膜，載體不流失。 當采用粉煤灰時，粒徑當采用粉煤灰時，粒徑0.20.20.5mm0.5mm，流化容易，投加，流化容易，投加2

46、5d25d開始掛膜，最大膜厚開始掛膜，最大膜厚112m112m，載體易流失。，載體易流失。 載體的密度和粒徑對流化狀態(tài)影響頗大，試驗結果表明，載體的密度和粒徑對流化狀態(tài)影響頗大，試驗結果表明，粉煤灰及陶粒皆不適宜用作向活性污泥系統(tǒng)投料的載體。粉煤灰及陶粒皆不適宜用作向活性污泥系統(tǒng)投料的載體。39投加粉末活性炭的活性污泥工藝投加粉末活性炭的活性污泥工藝 工藝的先進性工藝的先進性 2020世紀世紀60607070年代國外開發(fā)出粉末活性炭（年代國外開發(fā)出粉末活性炭（PACPAC）投加到活）投加到活性污泥系統(tǒng)的（曝氣池中）混合液中去的工藝，顯示出許性污泥系統(tǒng)的（曝氣池中）混合液中去的工藝，顯示出許多優(yōu)

47、點：多優(yōu)點：利用粉末活性炭的吸附作用，提高利用粉末活性炭的吸附作用，提高BODBOD5 5和和CODCOD（TOCTOC）的去除）的去除率，改善污泥沉降性能；率，改善污泥沉降性能；提高對色素、難生物降解污染物和多類毒物的去除率；提高對色素、難生物降解污染物和多類毒物的去除率；能吸附去除廢水中的洗滌劑，減少了曝氣池液面上的泡沫及能吸附去除廢水中的洗滌劑，減少了曝氣池液面上的泡沫及其危害；其危害；提高曝氣池抗擊有機污染物負荷及水力負荷波動變化的適應提高曝氣池抗擊有機污染物負荷及水力負荷波動變化的適應能力，使運行穩(wěn)定安全，出水水質均勻；能力，使運行穩(wěn)定安全，出水水質均勻；能降低能降低SVISVI，消

48、除污泥膨脹，污泥沉降性能改善；，消除污泥膨脹，污泥沉降性能改善；能延長活性污泥系統(tǒng)的污泥齡，使硝化作用更完善；能延長活性污泥系統(tǒng)的污泥齡，使硝化作用更完善；粉末活性炭加活性污泥在沉淀地的沉降速率比單純活性污泥粉末活性炭加活性污泥在沉淀地的沉降速率比單純活性污泥要大，這樣提高了固液分離效率，使出水水質更佳。要大，這樣提高了固液分離效率，使出水水質更佳。40粉末活性炭的投加方法粉末活性炭的投加方法干式投加干式投加 將干粉狀的粉末活性炭投加到將干粉狀的粉末活性炭投加到活性污泥曝氣池中去?；钚晕勰嗥貧獬刂腥?。漿式投加漿式投加 將粉末活性炭制成漿狀，然后將粉末活性炭制成漿狀，然后投加到曝氣池中去。投加到

49、曝氣池中去。 兩種投加方式的效果是基本一樣的。兩種投加方式的效果是基本一樣的。41粉末活性炭投加方法示意圖粉末活性炭投加方法示意圖42投加步驟投加步驟 第一周內，投加足夠的活性炭粉末，使系統(tǒng)內第一周內，投加足夠的活性炭粉末，使系統(tǒng)內MLVSSMLVSS增加增加25%25%（炭也以（炭也以VSSVSS計量）；計量）； 在第在第2 2周內，繼續(xù)保持此平，而活性炭粉末投加量僅周內，繼續(xù)保持此平，而活性炭粉末投加量僅能彌補排放剩作活性污泥時流失的炭量即可；能彌補排放剩作活性污泥時流失的炭量即可； 這樣連續(xù)運行，以這樣連續(xù)運行，以2 2周為一周期，重復運行，直到出周為一周期，重復運行，直到出水水質達到預

50、期目標為止。水水質達到預期目標為止。MLVSSMLVSS增加量多寡，是決增加量多寡，是決定出水水質的重要影響因素，如增加定出水水質的重要影響因素，如增加25%25%，不足以達，不足以達到預期目的的要求，則應繼續(xù)加大投炭量。到預期目的的要求，則應繼續(xù)加大投炭量。 美國杜邦公司曾用粉末活性炭投加活性污泥法系統(tǒng)美國杜邦公司曾用粉末活性炭投加活性污泥法系統(tǒng)做過試驗研究，后用于新澤西州悌普懷特市廢水處做過試驗研究，后用于新澤西州悌普懷特市廢水處理廠（流量理廠（流量113500m113500m3 3/d/d）處理工業(yè)廢水。）處理工業(yè)廢水。43PAC-AS工藝流程與設計及運行參數(shù)44PAC-ASPAC-AS

51、工藝系統(tǒng)的若干工藝設計與運行參數(shù)工藝系統(tǒng)的若干工藝設計與運行參數(shù) SRT 5SRT 520 d;20 d; MLSS 15000MLSS 1500020000 mg/L;20000 mg/L; PACPAC投加量投加量 505030000 mg/L30000 mg/L 事實上事實上PACPAC的投加量與欲處理的廢水性質有密切關系，的投加量與欲處理的廢水性質有密切關系，例如向有機化工廢水投加例如向有機化工廢水投加PAC250 mg/LPAC250 mg/L，進水溶解性，進水溶解性BODBOD5 5460 mg/L460 mg/L，出水為，出水為26 mg/L26 mg/L，去除率達，去除率達94

52、.3%94.3%。但。但是，對溶解性是，對溶解性TOCTOC，進水，進水380 mg/L380 mg/L，即使投加，即使投加PAC1000 mg/LPAC1000 mg/L，出水仍高達，出水仍高達70mg/L70mg/L，去除率僅，去除率僅81.6%81.6%。 W.W.EckenfelderW.W.Eckenfelder等人曾用等人曾用PACPAC對染料廢水進行脫色對染料廢水進行脫色處理，對有機化學工業(yè)廢水進行去除重金屬處理，用處理，對有機化學工業(yè)廢水進行去除重金屬處理，用PACPAC降低有機化學工業(yè)廢水的毒性，并用降低有機化學工業(yè)廢水的毒性，并用PACPAC處理廢水處理廢水中的氨氮。中的氨

53、氮。45粉末活性炭的再生回用粉末活性炭的再生回用 PAC-ASPAC-AS系統(tǒng)的系統(tǒng)的PACPAC，是一種含有有機物的廢炭濕污泥，它可通過有效的措施，是一種含有有機物的廢炭濕污泥，它可通過有效的措施再生后回用。再生后回用。ZimproZimpro公司開發(fā)的濕式氧化法，即為其中的一種方法。廢炭漿含公司開發(fā)的濕式氧化法，即為其中的一種方法。廢炭漿含TSTS約約6%6%8%8%，用泵將漿液與空氣一起先通過熱交換器，送入反應器，在一定的工作溫度與用泵將漿液與空氣一起先通過熱交換器，送入反應器，在一定的工作溫度與壓力下，被壓力下，被PACPAC吸收的有機物被氧化，從吸收的有機物被氧化，從PACPAC上除

54、去，上除去，PACPAC得到再生。再生的得到再生。再生的PACPAC通過熱交換器將熱傳輸給新進漿液，以回收熱能，每個再生周期通過熱交換器將熱傳輸給新進漿液，以回收熱能，每個再生周期PACPAC的損的損耗估計為耗估計為5%5%。另一種再生方法為威特斯特法柯公司開發(fā)的方法（美國專利另一種再生方法為威特斯特法柯公司開發(fā)的方法（美國專利36477163647716），在），在2020世紀世紀7070年代用于美國弗吉尼亞州考文垂的玉米糖漿煉制廠。采用年代用于美國弗吉尼亞州考文垂的玉米糖漿煉制廠。采用PAC-ASPAC-AS法，法，每日需再生的每日需再生的PACPAC為為10t10t。該再生系統(tǒng)的示意圖如圖。該再生系統(tǒng)的示意圖如圖9-139-13所示。炭受氧化空氣所示。炭受氧化空氣（或蒸汽）氣流作用呈分散、懸浮狀態(tài)，進入再生爐，在高溫下使有機物或（或蒸汽）氣流作用呈分散、懸浮狀態(tài)，進入再生爐，在高溫下使有機物或揮發(fā)或燃燒，使揮發(fā)或燃燒，使PACPAC活化。活化。46采用濕式空氣氧化的粉炭生物物理法采用濕式空氣氧化的粉炭生物物理法47威特斯特法柯公司炭再生系統(tǒng)示意威特斯特法柯公司炭再生系統(tǒng)示意48投加其它小顆粒介質載體的活性污泥工藝投加其它小顆粒