環(huán)保工程師專業(yè)知識(shí)精講班課件講義11-20講

1、 保 存 打 印 關(guān) 閉 環(huán)保工程師專業(yè)知識(shí)一精講班第11講講義曝氣池的需氧量與供氧量曝氣池的需氧量與供氧量1、曝氣池的需氧量需氧量是指廢水實(shí)際取得的氧量。吸氧與供氧之間存在著一個(gè)轉(zhuǎn)移效率問(wèn)題。所供給的氧量?jī)H有一部分被混合液吸收。曝氣池中的好氧微生物為了完成有機(jī)物的降解轉(zhuǎn)化作用，必須有足夠量的溶解氧的參與，其需氧量有兩種計(jì)算方法：將好氧微生物所需的氧量分為兩部分，即微生物對(duì)有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分解代謝和微生物本身的內(nèi)源呼吸過(guò)程所需要的氧，這兩部分需氧量之和即為生物處理所需的氧量：從污水中的BOD5和每日排放的剩余污泥量來(lái)進(jìn)行估算。假設(shè)所去除的BOD5最后都轉(zhuǎn)變成最終產(chǎn)物，總需氧量可由BODu來(lái)計(jì)算（B

2、ODu是總碳氧化需氧量），由于部分BOD5轉(zhuǎn)變?yōu)槭Ｓ辔勰嘀械男录?xì)胞，所以剩余污泥中的BODu必須從總需氧量中扣除，需氧量公式為：當(dāng)生物處理去除含碳有機(jī)物時(shí)，需氧量以上述兩種方法計(jì)算即可，而當(dāng)生物處理既要求去除含碳有機(jī)物又要求除氮時(shí)，需氧量應(yīng)加上除氮所需的氧量。2、曝氣池的供氧量單位時(shí)間內(nèi)曝氣設(shè)備供給曝氣池混合液的氧量稱為供氧量。供氧量只有一部分直接轉(zhuǎn)移到廢水中去，稱為吸氧量。在曝氣池中，氧是通過(guò)空氣在混合液中擴(kuò)散轉(zhuǎn)移到水中，成為溶解氧后，才被微生物細(xì)胞利用。氧轉(zhuǎn)移的基本原理根據(jù)氣體傳遞雙膜理論，可以計(jì)算出曝氣池內(nèi)清水中氣泡內(nèi)的氧轉(zhuǎn)移到水中的速率，通過(guò)曝氣，空氣中的氧從氣相傳遞到混合液的液相中，

3、這既是一個(gè)傳質(zhì)過(guò)程，又是一個(gè)物質(zhì)擴(kuò)散過(guò)程，擴(kuò)散的推動(dòng)力是氧在界面兩側(cè)的濃度差，即氧的不足量或飽和差，飽和差越大，氧轉(zhuǎn)移速率就越大。影響氧轉(zhuǎn)移的因素在供氧量和吸氧量之間存在著轉(zhuǎn)移效率。廢水實(shí)際所吸收的氧量有多種影響因素：水溫水溫不僅會(huì)影響飽和溶解氧的濃度，而且還影響流體的黏滯度，從而影響氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)，式中是溫度為T時(shí)氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)，是溫度為20時(shí)氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)，為溫度系數(shù)，其取值范圍為1.0081.047，一般取值1.024。溶液的性質(zhì)及其所含組分對(duì)氧的溶解度和氧的轉(zhuǎn)移都有直接的影響，如污水中的表面活性劑等有機(jī)組分及無(wú)機(jī)組分都會(huì)影響氧的飽和溶解度。分壓力對(duì)氧的飽和溶解度有一定的影響，當(dāng)氧的分壓

4、力降低時(shí)，氧的飽和溶解度也降低，在壓力不是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的地區(qū)，應(yīng)使用修正系數(shù)進(jìn)行修正。曝氣裝置的攪拌混合強(qiáng)度對(duì)氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)有影響，強(qiáng)的混合程度不但會(huì)使液膜的厚度減小從而使氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)增大而且還使氣泡直徑減小，增加了氣液交界的面積，有利于氧的轉(zhuǎn)移，所以攪拌混合強(qiáng)度越大，越大。水深對(duì)溶解氧濃度的影響在鼓風(fēng)曝氣池內(nèi)，增加擴(kuò)散器的裝設(shè)濃度，形成的氣泡中氧的分壓力增大，所以氧的飽和溶解度亦增大，安裝在池底的空氣擴(kuò)散裝置出口處的氧分壓最大，因此氧的飽和溶解濃度也最大。曝氣池中的飽和溶解氧濃度應(yīng)該是擴(kuò)散裝置出口處和混合液表面兩處的飽和溶解氧濃度的平均值。供氧量計(jì)算供氧量計(jì)算實(shí)際曝氣池中的氧轉(zhuǎn)移量的計(jì)算法有

5、以下幾種：氧轉(zhuǎn)移量法供氧量的計(jì)算是為了讓我們更好地選擇和設(shè)計(jì)合適的曝氣系統(tǒng)，以滿足生化反應(yīng)的需氧量，但為了產(chǎn)品的適應(yīng)面，生產(chǎn)廠家提供的空氣擴(kuò)散裝置的氧傳遞參數(shù)是在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定的，所謂標(biāo)準(zhǔn)條件是指一個(gè)大氣壓和20的脫氧清水中測(cè)定試 驗(yàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，曝氣裝置在混合液中的氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)，均與在清水中不同，應(yīng)該用公式將實(shí)際傳氧速率換算成標(biāo)準(zhǔn)傳氧速率。供氧量S0.28GS， 而供氣量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法根據(jù)國(guó)內(nèi)污水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)曝氣池水深為2.53.5m時(shí)，去除1kgBOD5所需的供氧量為： 穿孔管曝氣時(shí)：80140m3(空氣)/kg(BOD5)擴(kuò)散板曝氣時(shí)：4070m3(空氣)/kg(BOD5)空氣利用率

6、計(jì)算法1 m3空氣中含氧209.4L，在100kPa的壓力和溫度為0時(shí)及20時(shí)，1m3空氣質(zhì)量分別為1294g和1221g，含氧量分別為300g 和280g。按去除1kg的BOD5需氧1kg計(jì)算，需空氣量分別為3.33 m3和3.57 m3，氣泡曝氣時(shí)氧的利用率一般為5%10%，（穿孔管取低值，擴(kuò)散板取高值），因此當(dāng)氧的利用率為5%，去除1kg的BOD5需空氣72 m3（20），當(dāng)氧的利用率為10%時(shí)，供空氣量為36m3（20）。例題2：某漂染廢水處理站，有兩座完全混合式曝氣池，每座容積為350 m3，污泥質(zhì)量濃度為4000mg/L。處理廢水量為5000 m3/d，最大時(shí)變化系數(shù)為1.3。進(jìn)水

7、平均BOD5為250 mg/L，水溫為30，要求BOD5去除90%，求需氧量。解：解：求需氧量計(jì)算方法同例題2，將各參數(shù)代入公式可得需氧量為：計(jì)算鼓風(fēng)曝氣池中平均溶解氧值曝氣方法及曝氣設(shè)備的選擇與計(jì)算3、曝氣方法及曝氣設(shè)備的選擇與計(jì)算曝氣方法與曝氣設(shè)備曝氣設(shè)備是活性污泥法污水處理工藝系統(tǒng)中的重要組成部分，通過(guò)曝氣設(shè)備向曝氣池供氧，同時(shí)曝氣設(shè)備還有混合攪拌的功能，以增強(qiáng)污染物在水處理系統(tǒng)中的傳質(zhì)條件，提高處理效果。曝氣方法主要有以下幾種：鼓風(fēng)曝氣鼓風(fēng)曝氣就是利用風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)向曝氣池充入一定壓力的空氣，一方面供應(yīng)生化反應(yīng)所需要的氧量，同時(shí)保持混合液懸浮固體均勻混合。擴(kuò)散器是鼓風(fēng)曝氣的關(guān)鍵部件，其作

8、用是將空氣分散成空氣泡，增大氣液接觸界面，將空氣中的氧溶解于水中。曝氣效率取決于氣泡大小、水的虧氧量、氣液接觸時(shí)間和氣泡的壓力等因素。目前常用的空氣擴(kuò)散器主要有：微孔擴(kuò)散器；b.中氣泡擴(kuò)散器；c.大氣泡擴(kuò)散器；d.射流擴(kuò)散器；E固定螺旋擴(kuò)散器。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)中常用的鼓風(fēng)機(jī)為羅茨鼓風(fēng)機(jī)和離心式風(fēng)機(jī)。羅茨鼓風(fēng)機(jī)在中小型污水廠較為常用，單機(jī)風(fēng)量在80 m3/min以下，缺點(diǎn)是噪聲大，必須采取消音、隔音措施。當(dāng)單機(jī)風(fēng)量大于80 m3/min時(shí)，一般采用離心式鼓風(fēng)機(jī)，噪聲較小，效率較高，適用于大中型污水廠。機(jī)械曝氣機(jī)械曝氣也稱為表面曝氣，機(jī)械曝氣器大多以裝在曝氣池水面的葉輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行表層充氧。按轉(zhuǎn)軸方

9、向不同，可分為立式和臥式兩類。常用的立式表面曝氣機(jī)有平板葉輪、倒傘型葉輪和泵型葉輪等，臥式表面曝氣機(jī)有轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)和轉(zhuǎn)盤曝氣機(jī)等。曝氣葉輪的充氧能力和提升能力同葉輪浸沒(méi)深度、葉輪的轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)，在適宜的浸深和轉(zhuǎn)速下，葉輪的充氧能力最大，并可保證池內(nèi)污泥濃度和溶解氧濃度均勻。一般而言，機(jī)械曝氣常用于曝氣池較小的場(chǎng)合，可減少動(dòng)力消耗，維護(hù)管理也較方便。鼓風(fēng)曝氣供應(yīng)空氣的伸縮性較大， 曝氣效果也較好，一般用于較大的曝氣池。 保 存 打 印 關(guān) 閉 保 存 打 印 關(guān) 閉 環(huán)保工程師專業(yè)知識(shí)一精講班第12講講義鼓風(fēng)曝氣設(shè)備的選擇和計(jì)算鼓風(fēng)曝氣設(shè)備的選擇和計(jì)算鼓風(fēng)曝氣設(shè)備的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：空氣擴(kuò)散器的選擇

10、和布置，空氣管路布置及其計(jì)算，選擇鼓風(fēng)機(jī)并計(jì)算所需的臺(tái)數(shù)。其中擴(kuò)散器按需氧量要求的氧轉(zhuǎn)移量選擇，鼓風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)及管路計(jì)算是根據(jù)供氣量確定的。管路計(jì)算包括：布置管道系統(tǒng)，確定每段最大輸氣量，根據(jù)流量和經(jīng)濟(jì)流速計(jì)算管徑，計(jì)算壓力損失。從鼓風(fēng)機(jī)房到曝氣池上的空氣干管，可按經(jīng)濟(jì)流速為1015m/s計(jì)算管徑。通向擴(kuò)散設(shè)備的支管，可按空氣流速為45m/s計(jì)算管徑?？諝夤?道的壓力損失包括摩擦損失和局部損失兩部分。摩擦損失根據(jù)直管長(zhǎng)度及流速按摩擦損失計(jì)算圖進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時(shí)必須按管內(nèi)溫度和該段管內(nèi)的壓力進(jìn)行修正。局部損失應(yīng)根據(jù)各配件特征，換算成相應(yīng)的折算長(zhǎng)度，再按摩擦損失計(jì)算圖進(jìn)行計(jì)算，不同管材有不同的壓力損失修

11、正系數(shù)。各配件的折算長(zhǎng)度配件名稱 等徑直流三通，式中D為配件的直徑，K為折算系數(shù)，見(jiàn)下表：K值0.33異徑直流三通0.420.67轉(zhuǎn)彎三通彎頭大小頭球閥1.330.40.7 0.10.22.0角閥閘閥0.90.25例題4：已知曝氣池的供氣量 G55040m3/h，鼓風(fēng)機(jī)房至曝氣池干管總長(zhǎng)44m，管段上有彎頭5個(gè)，閘閥2個(gè)，計(jì)算輸氣干管的直徑和壓力損失。解：由于干管上沒(méi)有支管，可采用同一管徑，根據(jù) 5040m3/h以及經(jīng)濟(jì)流速 15m/s，在空氣管管徑計(jì)算簡(jiǎn)圖上，兩點(diǎn)作一條直線，交管徑線于一點(diǎn)，得管徑為350mm。根據(jù)折算公式得配件折長(zhǎng)度為1940.28455.2m所以得到干管的計(jì)算長(zhǎng)度為445

12、5.299.2m，計(jì)算水溫為30,管內(nèi)空氣壓力為60kPa，查摩擦損失計(jì)算圖，可得到摩擦損 失h5.3kPa/1000m，則管道的壓力損失為一般希望管道及擴(kuò)散設(shè)備的總壓力損失不大于15kPa,其中管道損失控制在5kPa以內(nèi)。選擇風(fēng)機(jī)的依據(jù)是風(fēng)量和風(fēng)壓，并考慮必需的儲(chǔ)備量。鼓風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)不少于2臺(tái)，其中一臺(tái)備用，以適應(yīng)負(fù)荷的變化?；钚晕勰喾ǖ墓に嚵鞒毯瓦\(yùn)行方式活性污泥法的工藝流程和運(yùn)行方式在近幾十年來(lái)，活性污泥法處理工藝得到了較快的發(fā)展，出現(xiàn)了多種活性污泥法工藝流程和運(yùn)行方式，如普通曝氣法、階段曝氣法、生物吸附降解法、序批式活性污泥法等。1、傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程傳統(tǒng)活性污泥法的工藝流程是：經(jīng)過(guò)初次

13、沉淀池去除粗大懸浮物的廢水，在曝氣池與污泥混合，呈推流方式從池首向池尾流動(dòng)，活性污泥微生物在此過(guò)程中連續(xù)完成吸附和代謝過(guò)程。曝氣池混合液在二沉池去除活性污泥混合固體后，澄清液作為凈化液出流。沉淀的污泥一部分以回流的形式返回曝氣池，再起到凈化作用，一部分作為剩余污泥排出。曝氣池及曝氣設(shè)備曝氣池為推流式，有單廊道和多廊道形式，當(dāng)廊道為單數(shù)時(shí)，污水進(jìn)出口分別位于曝氣池的兩端；當(dāng)廊道數(shù)為雙數(shù)時(shí)，則位于同側(cè)。曝氣池的進(jìn)水和進(jìn)泥口均采用淹沒(méi)式，由進(jìn)水閘板控制，以免形成短流。出水可采用溢流堰或出水孔，通過(guò)出水孔的流速要小些，以免破壞污泥絮狀體。廊道長(zhǎng)一般在5070m，最長(zhǎng)可達(dá)100m，有效水深多為46m，寬

14、深比12，長(zhǎng) 寬比一般為510。鼓風(fēng)曝氣池中的曝氣設(shè)備，通常安置在曝氣池廊道的一側(cè)。活性污泥法系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的控制參數(shù)主要控制參數(shù)包括：曝氣池內(nèi)的溶解氧、回流污泥量和剩余污泥排放量。溶解氧的濃度；回流污泥量；剩余污泥排放量的確定傳統(tǒng)活性污泥法的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：工藝相對(duì)成熟、積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)多、運(yùn)行穩(wěn)定；有機(jī)物去除效率高，BOD5的去除率通常為90%95%；曝氣池耐沖擊負(fù)荷能力較低；適用于處理進(jìn)水水質(zhì)比較穩(wěn)定而處理程度要求高的大型城市污水處理廠；缺點(diǎn)：需氧與供氧矛大，池首端供氧不足，池末端供氧大于需氧，造成浪費(fèi)；傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池停留時(shí)間較長(zhǎng)，曝氣池容積大、占地面積大、基建費(fèi)用高，電耗大；脫氧除磷效率低，

15、通常只有10%30%。階段曝氣法（多類進(jìn)水法）針對(duì)普通活性污泥法的BOD負(fù)荷在池首過(guò)高的缺點(diǎn)，將廢水沿曝氣池長(zhǎng)分?jǐn)?shù)處注入，即形成階段曝氣法，它與漸減曝氣法類似，只是將進(jìn)水按流程分若干點(diǎn)進(jìn)入曝氣池，使有機(jī)物分配較為均勻，解決曝氣池進(jìn)口端供氧不足的現(xiàn)象，使池內(nèi)需氧與供氧較為平衡。主要特點(diǎn)為：有機(jī)污染物在池內(nèi)分配均勻，縮小了供氧與需氧的矛盾；供氣的利用率高，節(jié)約能源；系統(tǒng)耐負(fù)荷沖擊的能力高于傳統(tǒng)活性污泥法；曝氣池內(nèi)混合液中污泥濃度沿池長(zhǎng)逐步降低，流入二沉池的混合液中的污泥濃度較低，可提高二沉池的固液分離效果，對(duì)二沉池的工作有利。吸附再生活性污泥法（接觸穩(wěn)定法）污水與活性很強(qiáng)（饑餓狀態(tài)）的活性污泥同步

16、進(jìn)入吸附池，并充分接觸3060min，吸附去除水中有機(jī)物后，混合液進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，澄清水排放，污泥則從沉淀池底部排出，一部分作為剩余污泥排出系統(tǒng)，另一部分回流至再生池，停留36小時(shí)，進(jìn)行第二階段的分解與合成代謝，即活性污泥對(duì)所吸附的大量有機(jī)底物進(jìn)行“消化”，活性污泥微生物進(jìn)入內(nèi)源呼吸期，活性污泥的活性得到恢復(fù)。與傳統(tǒng)活性污泥法比較，吸附再生法具有以下特征：優(yōu)點(diǎn)：污水與活性污泥在吸附池內(nèi)停留時(shí)間短，使吸附池的容積減小。再生池接納的是排除了剩余污泥的污泥，因此，再生池的容積也較小。經(jīng)過(guò)再生的活性污泥處于饑餓狀態(tài)，因而吸附活性高。吸附和代謝分開(kāi)進(jìn)行，對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性較強(qiáng)，構(gòu)筑物體積小于傳統(tǒng)

17、的活性污泥法。再生池的污泥微生物處于內(nèi)源呼吸期，絲狀菌不適應(yīng)這樣的環(huán)境，所以繁殖受到抑制，因而有利于防止污泥膨脹。缺點(diǎn)：處理效果低于傳統(tǒng)法，不宜用于處理溶解性有機(jī)物含量為主的污水，處理后的出水水質(zhì)也較傳統(tǒng)活性污泥法的差。完全混合式活性污泥法完全混合法應(yīng)用完全混合式曝氣池，它與推流式的工況截然不同，有機(jī)染污物進(jìn)入完全混合式曝氣池后立即與混合液充分混合，池中的污泥負(fù)荷相同，它的運(yùn)行工況點(diǎn)位于活性污泥的增長(zhǎng)曲線的某一點(diǎn)上，完全混合式活性污泥法系統(tǒng)有曝氣池與沉淀池合建及分建兩種類型，曝氣裝置可以采用鼓風(fēng)曝氣裝置或機(jī)械表面曝氣裝置。本方法的特點(diǎn)如下：進(jìn)入曝氣池的污水很快被池內(nèi)已存在的混合液稀釋、均化，因

18、此，該工藝對(duì)沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，適用于處理工業(yè)廢水，特別是高濃度的工業(yè)廢水。污水和活性污泥在曝氣池中分布均勻，污泥負(fù)荷相同，微生物群體組成和數(shù)量一致，即工況相同。因此，有可能通過(guò)對(duì)污泥負(fù)荷的調(diào)控，將整個(gè)曝氣池工況控制在最佳點(diǎn)，使活性污泥的凈化功能得到充分發(fā)揮，在相同處理效果下，其負(fù)荷率低于推流式曝氣池。池內(nèi)需氧均勻，動(dòng)力消耗低于傳統(tǒng)的活性污泥法。該法比較適合小型的污水處理廠。該工藝較易產(chǎn)生污泥膨脹，其處理的水質(zhì)一般不如推流式。 保 存 打 印 關(guān) 閉 保 存 打 印 關(guān) 閉 環(huán)保工程師專業(yè)知識(shí)一精講班第13講講義生物吸附-降解活性污泥法生物吸附-降解活性污泥法也稱為AB法，不設(shè)初沉池，由

19、A段和B段二級(jí)活性污泥系統(tǒng)串聯(lián)組成，分別有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。 AB法工藝對(duì)BOD、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常規(guī)的活性污泥法，主要用于城市污水處理。系統(tǒng)組成：A段由A段曝氣池與中沉池組成，B段由B段曝氣池及終沉池組成，A、B兩段分別設(shè)立污泥回流系統(tǒng)。AB法的基本原理AB法流程遵循以下兩條基本原理：與單段系統(tǒng)相比，微生物群體完全隔開(kāi)的兩段系統(tǒng)能取得更高效和更穩(wěn)定的處理效果；由于AB法不設(shè)初沉池，為此一個(gè)連續(xù)工作的A段，由于外界連續(xù)不斷地接種具有很強(qiáng)繁殖能力和抗環(huán)境變化能力的短世代原核生物，提高了處理工藝的穩(wěn)定性。AB法的工藝特點(diǎn)： a.不需設(shè)初沉池；A段具有高效和穩(wěn)定的特點(diǎn)；A段

20、和B段運(yùn)行既獨(dú)立又聯(lián)系，可以根據(jù)出水水質(zhì)特點(diǎn)和要求，靈活地調(diào)整運(yùn)行參數(shù)； d.AB法具有一定的脫氮除磷功能；適合某些難降解有機(jī)廢水的處理，在處理過(guò)程中，A段兼氧運(yùn)行，可使長(zhǎng)鏈大分子有機(jī)物變?yōu)槎替溞》肿佑袡C(jī)物，提高污水的可生化性，使B段處理效果提高；AB法的基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，能耗少，處理效果好；易于實(shí)現(xiàn)分期建設(shè)，可先建A段，通過(guò)A段去除大多數(shù)有機(jī)物，部分達(dá)到削減有機(jī)物的環(huán)境質(zhì)量要求，資金到位后，再續(xù) 建B段；AB法的變形工藝A-B（BAF）工藝：用具有高容積負(fù)荷的曝氣生物濾池（BAF）代替AB濾池串聯(lián)工藝。BAF中的活性污泥不僅在濾料表面形成 生物膜，在濾料間形成污泥層，對(duì)污水中的有機(jī)物能

21、起到很好的吸附過(guò)濾作用；A-B（A/O）工藝：污水經(jīng)A段去除部分有機(jī)物后，進(jìn)入A/O的缺氧池，利用水中的有機(jī)物對(duì)來(lái)自好氧池的硝酸鹽進(jìn)行反硝 化；A-B（A/A/O）工藝：將B段改為A/A/O法，這種工藝在A段具有進(jìn)水負(fù)荷高，耐沖擊負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn)，又具有A/A/O法對(duì)含碳有機(jī) 物和氮磷去除效果好的特點(diǎn)；A-B（SBR）工藝：即，將B段改為序批式活性污泥法，使該段可以達(dá)到去除有機(jī)物以及氮磷的目的；A-B（氧化溝）工藝：將AB法的A段與氧化溝相結(jié)合，以節(jié)省B段用地，多用于改建或擴(kuò)建工程，可達(dá)到除磷脫氮、出水水質(zhì)好的目的。序批式活性污泥法另一種活性污泥法是序批式活性污泥法（間歇式活性污泥法）其污水處理機(jī)理

22、與傳統(tǒng)的活性污泥法完全相同，由一個(gè)或多個(gè)SBR池組成目前，隨著自控技術(shù)的進(jìn)步，特別一些在線監(jiān)測(cè)儀 器儀表的使用使本法得到較快的應(yīng)用。典型的工藝流程進(jìn)水經(jīng)過(guò)格柵、沉砂池以及污水貯存池后進(jìn)入SBR池進(jìn)行處理。SBR工藝中的關(guān)鍵及專用設(shè)備是潷水器，它是一種能隨水位變化而調(diào)節(jié)的出水堰，排水口淹沒(méi)在水面下一定深度，可防止浮渣進(jìn)入。由于系統(tǒng)中通常不設(shè)初沉池，為了消除浮渣，SBR 反應(yīng)池應(yīng)該有清除浮渣的裝置。工作原理污水流入工序污水流入曝氣池前，該池處于操作周期的待機(jī)（閑置）工序，此時(shí)沉淀后的上清液已排放，曝氣池內(nèi)留有沉淀下來(lái)的活性污泥。污水流入的方式有單純注水、曝氣和緩速攪拌三種，至于選用哪一種方式，則應(yīng)

23、根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定。曝氣反應(yīng)工序：當(dāng)污水注滿后，即開(kāi)始曝氣操作。沉淀工序：使混合液處于靜止?fàn)顟B(tài)，進(jìn)行泥水分離，沉淀時(shí)間一般為11.5h。排水工序：排除曝氣池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作為下一周期的菌種。閑置工序：曝氣池處于空閑狀態(tài)，等下一個(gè)周期的開(kāi)始。SBR活性污泥法的特點(diǎn)處理效率高，具有耐沖擊負(fù)荷和反應(yīng)推動(dòng)力大等優(yōu)點(diǎn)。SBR的進(jìn)水工序均化了污水逐時(shí)變化的水質(zhì)和水量，一般不需設(shè)調(diào)節(jié)池。不需要設(shè)專門的沉淀池和調(diào)節(jié)池，不需要污泥回流，運(yùn)行費(fèi)用低，與標(biāo)準(zhǔn)的活性污泥法相比，基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用較低， 主要適用于小型污水處理廠。由于底物濃度高，濃度梯度也大，交替出現(xiàn)缺氧、好氧狀態(tài)，能抑制專性好氧菌的過(guò)量繁

24、殖，可同時(shí)具有BOD和有利于生物脫氮除磷的功能。污泥的SVI值較低，一般不易產(chǎn)生污泥膨脹。SBR工藝的活性污泥沉淀，是在靜止或接近靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此處理水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式活性污泥法。SBR的運(yùn)行操作、參數(shù)控制應(yīng)實(shí)施自動(dòng)化管理。運(yùn)行時(shí)的影響因素可生物降解的基質(zhì)濃度硝酸鹽氮對(duì)脫氮除磷的影響運(yùn)行時(shí)間和DO的影響 BOD污泥負(fù)荷與排出比SBR活性污泥法的分類按進(jìn)水方式可以分以分為間歇進(jìn)水式和連續(xù)進(jìn)水式類：間歇進(jìn)水方式：沉淀期和出水期內(nèi)不進(jìn)水，比較容易獲得澄清的處理水。連續(xù)進(jìn)水方式：可利用一個(gè)反應(yīng)池連續(xù)地處理污水，但因沉淀期和排水期時(shí)進(jìn)入污水，會(huì)引起污泥上浮，與處理水相混， 造成出水水質(zhì)欠佳。按有機(jī)負(fù)

25、荷分為以下幾類：高負(fù)荷運(yùn)行方式：適用于處理中等規(guī)模以上的污水。低負(fù)荷運(yùn)行方式：適用于小型污水處理廠。其他幾種序批式活性污泥法工藝改良型SBR（MSBR）工藝該工藝不需設(shè)置初沉池和二沉池，系統(tǒng)連續(xù)出水，兩個(gè)序批池交替充當(dāng)沉淀池使用，周期運(yùn)行。污水首先進(jìn)入?yún)捬醭?，與沉淀池回流的高濃度污泥混合，聚磷菌進(jìn)行磷的釋放，吸收低分子脂肪酸以PHB等形式貯存在體內(nèi)。接著混合液進(jìn)入好氧 池，聚磷菌分解體內(nèi)的PHB，獲得能量，過(guò)量吸收周圍環(huán)境中的正磷酸鹽，并積累在細(xì)胞體內(nèi)，同時(shí)碳化菌完成有機(jī)碳的降解，硝化菌完成氨氮的硝化。剩余污泥的排放在沉淀后期直接從序批池中底部排放。缺氧池和厭氧池分別設(shè)置有攪拌裝 置。MSBR

26、主要具有以下特點(diǎn)：采用連續(xù)進(jìn)、出水；采用恒水位運(yùn)行；提供傳統(tǒng)連續(xù)流、恒水位活性污泥工藝對(duì)生物脫氮除磷所具有的專用缺氧、厭氧和好氧反應(yīng)區(qū)，提高了工藝運(yùn)行的可靠性和靈活性；改善了出水的水質(zhì)；提高了系統(tǒng)對(duì)生物脫氮除磷及有機(jī)物的去除效率。ICEAS工藝是一種連續(xù)進(jìn)水的SBR工藝，其反應(yīng)池前端設(shè)置專門的缺氧選擇器-預(yù)反應(yīng)區(qū)，用以促進(jìn)菌膠團(tuán)的形成和抑制絲狀菌的繁 殖。反應(yīng)池的后部為主反應(yīng)區(qū)。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，污水連續(xù)流入，在反應(yīng)區(qū)通過(guò)隔墻下部的孔洞相連，污水以較慢的速度由預(yù)反應(yīng)區(qū)流入主反應(yīng)區(qū)。CASS活性污泥法工藝CASS即循環(huán)式活性污泥系統(tǒng)，是以序批式曝氣-非曝氣方式間歇運(yùn)行，將生物反應(yīng)過(guò)程和泥水分離結(jié)合在

27、一座池中進(jìn)行，是一種“充水和排水”的活性污泥法系統(tǒng)，廢水按一定的周期和階段得到處理，是間歇式好氧活性污泥反應(yīng)器SBR工藝的一種 更新變形，在氧化溝技術(shù)和SBR的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)而成。CASS的基本原理是：CASS工藝將可變?nèi)莘e活性污泥法過(guò)程和生物選擇器的原理進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，覆蓋包容了各類描述此類工藝所采用的如簡(jiǎn)稱為IDEA的間隙排水延時(shí)曝氣工藝IDAL間隙排水曝氣塘工藝、ICEAS間歇循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法等。CASS工藝的設(shè)計(jì)包括生物選擇區(qū)的設(shè)置，確定污泥回流比，進(jìn)行運(yùn)行時(shí)間的分配以及DO值的控制等方面的內(nèi)容。CASS工藝的運(yùn)行由進(jìn)水-曝氣、沉淀（進(jìn)水）、潷水和充水-閑置四個(gè)基本過(guò)程組成，每個(gè)基本

28、過(guò)程的時(shí)間對(duì)處理效果都有影響。合理的時(shí)間分配應(yīng)為：曝氣時(shí)間占總循環(huán)時(shí)間的5060，沉淀時(shí)間占30，潷水和閑置時(shí)間分別不超過(guò)10和5，但是在實(shí)際應(yīng)用中，必須根據(jù)原水水質(zhì)由試驗(yàn)來(lái)確定最佳值，通?？傃h(huán)時(shí)間可設(shè)置為412h。 保 存 打 印 關(guān) 閉 保 存 打 印 關(guān) 閉 環(huán)保工程師專業(yè)知識(shí)一精講班第14講講義氧化溝7.氧化溝工藝流程與原理氧化溝一般采用機(jī)械充氧和推動(dòng)水流，污水和活性污泥的混合液在環(huán)狀曝氣渠道中循環(huán)流動(dòng)，屬于活性污泥法的一種變 形，實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于延時(shí)曝氣活性污泥系統(tǒng)。由于它運(yùn)行成本低，構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于維護(hù)管理，出水水質(zhì)好，耐沖擊負(fù)荷，運(yùn)行穩(wěn)定，并可脫氮除磷，日益受到關(guān)注與重視?；钚晕勰喾?/p>

29、的特點(diǎn)氧化溝工藝結(jié)合了推流與完全混合兩種流態(tài)氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度在工藝方面，一般不設(shè)初沉池，二次沉淀池可以與氧化溝合建，省去污泥回流，與延時(shí)曝氣系統(tǒng)相同，耐沖擊負(fù)荷，可存活世代時(shí)間長(zhǎng)的微生物。氧化溝的出水水質(zhì)好。氧化溝的整體體積功率密度較低。氧化溝包括以下幾種類型基本型基本型氧化溝的處理規(guī)模小，一般采用臥式轉(zhuǎn)刷曝氣，水深約11.5m，氧化溝內(nèi)污水的水平流速0.30.4m/s?；旌弦和?過(guò)轉(zhuǎn)刷后，溶解氧的濃度被提高，隨后，在渠內(nèi)流動(dòng)過(guò)程中溶解氧又逐漸降低。氧化溝通常采用延時(shí)曝氣的方式運(yùn)行，水力停留時(shí)間為1024h，污泥泥齡為2030d，通過(guò)設(shè)置進(jìn)水和出水的位置、污泥回流的位置、曝氣設(shè)備

30、的位置等可以使氧化溝完成碳化、硝化和反硝化功能?？斎麪柺窖趸瘻鲜且粋€(gè)多溝串聯(lián)系統(tǒng)，進(jìn)水與回流的活性污泥混合后在溝內(nèi)不停的循環(huán)流動(dòng)，采用表面機(jī)械曝氣器，每溝渠的一端各安裝一個(gè)，靠近曝氣器下游的區(qū)段為好氧區(qū)，處于曝氣器上游和外環(huán)的區(qū)段為缺氧區(qū)，混合液交替進(jìn)行好氧和缺氧，這不僅提供了良好的生物脫氮條件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。三溝式氧化溝由三條同容積的溝槽串聯(lián)組成，兩側(cè)的池（稱為A池和C池）交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子（稱為B池）一直為曝氣池。原污水交替地進(jìn)入兩側(cè)的A和C池，處理出水則相應(yīng)地從作為沉淀池的C池或A池流出，這樣提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率（達(dá)59）左右，另外也有利于生

31、物脫氮。三溝式氧化溝基本運(yùn)行方式大體分為6個(gè)階段，工作周期是8h，它由自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)其運(yùn)行程序自動(dòng)控制進(jìn)、出水的方向、溢流堰的升降以及曝氣轉(zhuǎn)刷的開(kāi)動(dòng)和停止。第一個(gè)階段第一個(gè)階段：工作時(shí)間2.5h，污水經(jīng)配水井進(jìn)入第一溝，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷低速運(yùn)轉(zhuǎn)，僅維持溝活性污泥處于懸浮狀態(tài)下環(huán)流，溝內(nèi)處于缺氧反硝化狀態(tài)，反硝化菌將上階段產(chǎn)生的硝酸鹽氮還原為氮?dú)庖莩?。在此過(guò)程中，原污水作為碳源，不必外加碳源。同時(shí)溝內(nèi)出水堰能自動(dòng)調(diào)節(jié)，混合液進(jìn)入第二溝，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷在第一階段均處于高速運(yùn)行，使其溝內(nèi)的混合液保持恒定環(huán)流，其溶解氧的濃度為2mg/L，在此進(jìn)行有機(jī)物的降解和氨氮的硝化。處理后的混合液再進(jìn)入第三溝，此時(shí)第三溝內(nèi)的

32、轉(zhuǎn) 刷處于閑置狀態(tài)，第三溝僅用作沉淀池，使泥水分離，澄清水通過(guò)已降低的出水堰從第三溝流出。第二階段：工作時(shí)間0.5h，污水入流從第一溝到第二溝，此時(shí)第一溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)轉(zhuǎn)，第一溝由缺氧逐步轉(zhuǎn)為富氧狀 態(tài)，第二溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷仍高速運(yùn)轉(zhuǎn)，所以第二個(gè)階段的第一和第二溝均處于好氧狀態(tài)，都進(jìn)行有機(jī)物的降解和氨氮的硝化。經(jīng)第二溝處理過(guò)的混合液再進(jìn)入第三溝，第三溝仍為沉淀池，沉淀后的污水通過(guò)第三溝的出水堰排出。第三階段：工作時(shí)間1.0h，第一溝轉(zhuǎn)刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，開(kāi)始進(jìn)行泥水分離，需要設(shè)過(guò)度段，至該階段末分離過(guò)程結(jié)束。在該階段，入流污水仍進(jìn)入第二溝，處理后的污水仍然通過(guò)第三溝出水堰排出。第四階段：工作時(shí)間2.5h，污水

33、入流從第二溝調(diào)至第三溝，第一溝出水堰降低，第三溝出水堰升高，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷低速運(yùn)轉(zhuǎn)， 使混合液懸浮環(huán)流，處于缺氧狀態(tài)，進(jìn)行反硝化脫氮。然后混合液流入第二溝，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使其處于好氧狀態(tài)， 進(jìn)行有機(jī)物降解和氨氮硝化。經(jīng)處理后再流入第一溝，此時(shí)第一溝作為沉淀池，澄清水通過(guò)第一溝已降低的出水堰排出。該階段與第一階段類似，所不同的是硝化發(fā)生在第三溝，而沉淀發(fā)生在第一溝。第五階段：工作時(shí)間0.5h，污水入流從第三溝轉(zhuǎn)向第二溝，第三溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)轉(zhuǎn)，以保證在該階段末溝內(nèi)有剩余氧。第一溝仍作沉淀池，處理后污水通過(guò)該溝出水堰排出，第二溝轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)轉(zhuǎn)，仍處于有機(jī)物降解和氨氮硝化過(guò)程。該階段與第二個(gè)階段相對(duì)應(yīng)，所

34、不同的是兩個(gè)外溝的功能相反。第六階段：工作時(shí)間1.0h，該階段基本與第三個(gè)階段相同，第三溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，開(kāi)始進(jìn)行泥水分離，入流污水仍然進(jìn)入第二溝，處理后的污水經(jīng)第一溝出水堰排出。三溝式氧化溝流程簡(jiǎn)單，無(wú)需設(shè)置初沉池和二沉池及污泥回流設(shè)備，處理效果穩(wěn)定，管理方便，基建費(fèi)用低，占地少并具有脫氮除磷的功能，在我國(guó)得到了一定應(yīng)用。奧巴勒型氧化溝奧巴勒型氧化溝是由多個(gè)同心的橢圓形或圓形溝渠組成，污水與回流污泥均進(jìn)入最外一條溝渠，在不斷循環(huán)的同時(shí)，依次進(jìn)入下一個(gè)溝渠，最后混合液從內(nèi)溝渠排出，進(jìn)入沉淀池。奧巴勒型氧化溝可根據(jù)需要分設(shè)兩條溝渠、三條溝渠和四條溝渠，常用的為三條溝渠。外溝渠的容積約為總?cè)莘e的6

35、0 70，中溝渠容積約為總?cè)莘e的2030，內(nèi)溝渠容積僅占總?cè)莘e的10左右，運(yùn)行中保持外溝渠、中溝渠和內(nèi)溝渠的溶解氧濃度依次遞增，有利于提高充氧效率，同時(shí)可以達(dá)到除碳、除氮以及節(jié)省能量的作用。曝氣設(shè)備一般采用曝氣轉(zhuǎn)盤。曝氣-沉淀一體化氧化溝將二沉池建在氧化溝中，集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體，無(wú)須建造單獨(dú)的二沉池。在氧化溝的一個(gè)溝渠內(nèi)設(shè)沉淀區(qū)，在沉淀區(qū)的兩側(cè)設(shè)隔墻，并在其底部設(shè)一排三角形導(dǎo)流板，同時(shí)在水面設(shè)穿孔集水管，以收集澄清水。氧化溝內(nèi)的混合液從沉淀區(qū)的底部流過(guò)，部分混合液則從導(dǎo)流板間隙上升進(jìn)入沉淀區(qū)，而沉淀下來(lái)的污泥從導(dǎo)流板間隙下滑回氧化溝，曝氣采用機(jī)械表面曝氣。側(cè)渠形一體氧化

36、溝在氧化溝的側(cè)面設(shè)置兩座側(cè)渠作為二次沉淀池，并交替運(yùn)行和交替回流污泥，澄清水通過(guò)堰口排出，曝氣采用機(jī)械表面曝氣或轉(zhuǎn)刷曝氣。其他氧化溝系統(tǒng)有導(dǎo)管式氧化溝系統(tǒng)和射流曝氣氧化溝系統(tǒng)導(dǎo)管式氧化溝系統(tǒng)中以導(dǎo)管式曝氣器代替轉(zhuǎn)刷等表面曝氣機(jī)，導(dǎo)管式氧化溝由氧化溝（內(nèi)設(shè)阻流墻）、導(dǎo)管式曝氣器設(shè) 備、導(dǎo)流管以及供氧系統(tǒng)四部分組成，污水流速由水力推進(jìn)器維持，供氧由鼓風(fēng)機(jī)提供，氧化溝內(nèi)的混合和供氧分別由兩套裝置獨(dú)立承擔(dān)，水流從氧化溝底部推進(jìn)，可避免底部污泥的淤積。射流式曝氣氧化溝采用射流曝氣器，在氧化溝底設(shè)置射流曝氣裝置，將壓縮空氣與混合液在混合室充分混合，完成水、 泥、氣三相混合和傳質(zhì)，并以挾氣溶氣的狀態(tài)向水流流

37、動(dòng)方向射出，達(dá)到氧化溝要求的曝氣充氧和攪拌推流的雙重功能。氧化溝的構(gòu)造氧化溝的工藝設(shè)施由氧化溝溝體、曝氣設(shè)備、進(jìn)出口設(shè)施、系統(tǒng)設(shè)施等組成。溝體主要分兩種布置形式，即單溝式和多溝式氧化溝。一般呈環(huán)狀溝渠形。其四周壁可以用鋼筋混凝土建造。氧化溝的斷面形式有梯形和矩形等。曝氣設(shè)備具有供氧、充分混合、推動(dòng)混合液不停地循環(huán)流動(dòng)和防止活性污泥沉淀的功能，常用的水平軸曝氣轉(zhuǎn)刷和垂直表面曝氣器。進(jìn)出水裝置污水和回流污泥流入氧化溝的位置應(yīng)與溝內(nèi)混合液流出的位置分開(kāi)。配水井兩個(gè)以上氧化溝并行工作時(shí)，應(yīng)設(shè)配水井以保證均勻配水。出水堰氧化溝的出水應(yīng)設(shè)出水堰，可設(shè)計(jì)成升降的，從而起著調(diào)節(jié)溝內(nèi)水深的作用。導(dǎo)流槽為保持氧化

38、溝內(nèi)具有不淤流速，減少水頭損失，需在氧化溝轉(zhuǎn)折處設(shè)置薄壁結(jié)構(gòu)導(dǎo)流墻，使水流平穩(wěn)轉(zhuǎn)彎，維持一定流速。溶解氧探頭為了經(jīng)濟(jì)有效地運(yùn)行，在氧化溝內(nèi)好氧區(qū)和缺氧區(qū)應(yīng)分別設(shè)置氧探頭?；钚晕勰嘞到y(tǒng)的運(yùn)行管理活性污泥處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備驗(yàn)收活性污泥系統(tǒng)在工程完工后，除了一般的驗(yàn)收外，還應(yīng)該用清水進(jìn)行試運(yùn)行，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程施工和設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，予以修整。同時(shí)，還可作一次脫氧清水的曝氣設(shè)備性能測(cè)定，為運(yùn)行提供資料?；钚晕勰嗟呐囵B(yǎng)和馴化活性污泥法運(yùn)行中常發(fā)生的一些現(xiàn)象及其防止的方法污泥上浮在二次沉淀池中，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生污泥不沉淀，隨水流凝聚或成塊從下面浮起，隨水漂走，影響出水水質(zhì)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生有管理上的原因，也

39、有設(shè)計(jì)考慮不周的原因。從操作管理方面考慮，二次沉淀池污泥上浮的原因主要有污泥膨脹、污泥脫氮和污泥腐化?；钚晕勰嗖辉鲩L(zhǎng)或減少的現(xiàn)象泡沫問(wèn)題 保 存 打 印 關(guān) 閉 保 存 打 印 關(guān) 閉 環(huán)保工程師專業(yè)知識(shí)一精講班第15講講義生物膜法生物膜法生物膜法和活性污泥法一樣，都是利用微生物來(lái)去除廢水中有機(jī)物的方法，為生物膜提供附著生長(zhǎng)固定表面的材料稱為填料，是影響生物膜法的發(fā)展和性能的重要因素。生物膜法的基本原理生物膜的形成及特點(diǎn)生物膜法是通過(guò)附著在載體或介質(zhì)表面上的細(xì)菌等微生物生長(zhǎng)繁殖，形成膜狀活性生物污泥生物膜，利用生物膜降解污水中的有機(jī)物的生物處理方法。生物膜中的微生物以污水中的有機(jī)污染物為營(yíng)養(yǎng)物

40、質(zhì)，在新陳代謝過(guò)程中將有機(jī)物降 解，同時(shí)微生物自身也得到增殖。隨著微生物的不斷繁殖增長(zhǎng)，以及廢水中懸浮物和微生物的不斷沉積，使生物膜的厚度不斷增加，其結(jié)果是使生物膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在生物處理過(guò)程中，生物膜總是在不斷地生長(zhǎng)、更新和脫落的，造成生物膜不斷脫落的原因有：水力沖刷、由于膜增厚造成重的增大、原生動(dòng)物的松動(dòng)、厭氧層和介質(zhì)的粘結(jié)力較弱等。生物膜法適用于中小規(guī)模污水生物處理，污水處理系統(tǒng)可以獨(dú)立建立，也可以與其他污水處理工藝組合應(yīng)用。污水進(jìn)行生物膜法處理前，宜經(jīng)沉淀處理，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)或水量波動(dòng)大時(shí)，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)池。生物膜的結(jié)構(gòu)及其凈化廢水的機(jī)理生物膜是蓬松的絮狀結(jié)構(gòu)，微孔多，表面積大，具有很強(qiáng)的吸

41、附能力。生物膜微生物以吸附和沉積于膜上的有機(jī)物為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，將一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)，進(jìn)行繁殖生長(zhǎng)，成為生物膜中新的活性物質(zhì)，另一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為排泄物，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中放出能量，供應(yīng)微生物生長(zhǎng)的需要。增殖的生物膜脫落后進(jìn)入廢水，在二次沉淀池中被截留下來(lái)，成為污泥。如果有機(jī)物負(fù)荷比較高，生物膜對(duì)吸附的有機(jī)物來(lái)不及氧化分解時(shí)，能形成不穩(wěn)定的污泥，這類污泥需要進(jìn)行再處理。由于生物膜法中的微生物以附著的狀態(tài)存在，所以泥齡長(zhǎng)，使生物膜中既有世代時(shí)間短、比增長(zhǎng)速率大的微生物，雙有世代時(shí)間長(zhǎng)、比增長(zhǎng)速率小的微生物，這使生物膜法中參與代謝的微生物種類多于活性污泥法。生物膜法的主要特征與活性污泥法相比，生物膜法具有

42、以下特征：生物相特征：參與凈化反應(yīng)微生物多樣化生物的食物鏈長(zhǎng)能夠存活世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物分段運(yùn)行與優(yōu)占種屬工藝特征抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)污泥沉降性能良好，宜于固液分離能夠處理低濃度的廢水運(yùn)行簡(jiǎn)單、節(jié)能，易于維護(hù)管理，動(dòng)力費(fèi)用低產(chǎn)生的污泥量少在低水溫條件下，也能保持一定的凈化功能具有較好的硝化與脫氮功能生物膜法的主要影響因素生物膜法的主要影響因素影響生物膜法的因素很多，例如水質(zhì)、溫度、pH值、溶解氧、營(yíng)養(yǎng)平衡、有毒有害物質(zhì)濃度等，這些因素也是影響活性污泥法等的因素，前面已講過(guò)，下面介紹一下生物膜法所特有的影響因素。水力負(fù)荷水力負(fù)荷對(duì)生物膜法的處理效果以及生物膜厚度和傳質(zhì)改善等方面都有一定的影響。生物膜

43、法有多種處理工藝，應(yīng)該選擇合適的水力負(fù)荷。載體表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)載體對(duì)污水處理效果的影響主要反映在載體的表面性質(zhì)，包括載體的比表面積大小、載體表面親水性及表面電荷、表面粗糙度、載體的密度、孔隙率和材料強(qiáng)度等。載體的選擇不僅決定了可供生物膜生長(zhǎng)的面積大小和生物量的多少，還影響反應(yīng)器中的水動(dòng)力學(xué)狀態(tài)。生物膜量及其活性生物膜的厚度反映了生物量的大小，但是生物活性并非總是與生物量成正相關(guān)性。生物膜由好氧膜和厭氧膜組成，好氧膜的厚度通常為1.52.0mm，有機(jī)物的降解主要在好氧層內(nèi)完成。不能單純追求增加反應(yīng)器的生物量，應(yīng)保證反應(yīng)器內(nèi)生物 膜正常脫落更新而不發(fā)生載體間隙被堵塞的現(xiàn)象。 保 存 打 印 關(guān) 閉

44、保 存 打 印 關(guān) 閉 環(huán)保工程師專業(yè)知識(shí)一精講班第16講講義生物膜法的類型及工藝流程生物膜法的類型及工藝流程生物膜法有多種分類，按照微生物附著的載體存在狀態(tài)可分為固定床生物膜法和流動(dòng)床生物膜法。固定床生物膜分為生物濾池和生物接觸氧化法等，流動(dòng)床生物膜法包括生物流化床和移動(dòng)床等。按照生物膜被污水浸沒(méi)的程度生物膜法又可分為浸沒(méi)式生物膜法、半浸沒(méi)式生物膜法和非浸沒(méi)式生物膜法。常見(jiàn)的浸沒(méi)式生物膜法包括生物接觸氧化池、曝氣生物濾池等，常見(jiàn)的半浸沒(méi)式生物膜法有生物轉(zhuǎn)盤，常見(jiàn)的非浸沒(méi)式生物膜法有生物濾池，生物濾池又分為普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池三種類型。普通生物濾池工藝流程普通生物濾池又名

45、滴濾池，是生物濾池早期出現(xiàn)的類型，即第一代的生物濾池。污水先進(jìn)入初沉池，去除可沉的懸浮物， 接著進(jìn)入生物濾池。經(jīng)過(guò)濾池處理的污水和生物濾料上脫落的老化生物膜流入二沉池，經(jīng)過(guò)固液分離后，排出凈化水。構(gòu)造普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)等四部分組成。池體其平面形式多呈方形、矩形或圓形，池壁一般用磚石或鋼筋混凝土筑造而成。濾料濾料表面有生物膜附著，是凈化污水的主體，濾料對(duì)生物濾池的工作效能影響較大。生物濾池一般采用實(shí)心拳狀無(wú)機(jī)濾 料，如碎石、卵石和爐渣等。近年來(lái)，生物濾池多采用塑料濾料，主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等加工成波紋板、蜂窩管、環(huán)狀以及空?qǐng)A柱等復(fù)合式濾料，其特點(diǎn)是質(zhì)輕、強(qiáng)度

46、高、耐腐蝕、比表面積大、孔隙率高，從而大大改善了膜生長(zhǎng)及通風(fēng)條件，使處理能力大大提高。布水裝置普通生物濾池多采用固定式噴嘴布水系統(tǒng)，主要由虹吸裝置、配水池、布水管道和噴嘴等部分組成。排水系統(tǒng)普通生物濾池底部的排水系統(tǒng)，位于濾料層的下面，主要起收集及排出處理后的廢水，保證通風(fēng)和支撐濾料的作用。排水系統(tǒng)通常分為兩層，即包括濾料下的滲水裝置和底板處的集水溝和排水溝。工藝特點(diǎn)普通生物濾池一般適用于處理每日污水量不大于1000m3的小城鎮(zhèn)污水和有機(jī)工業(yè)廢水，凈化效率高，處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。基建投資省，運(yùn)行穩(wěn)定，易于管理，動(dòng)力消耗低，節(jié)省能源。剩余污泥量小。負(fù)荷較低，占地面積大，不適用于處理水量較大

47、的廢水，且其沖刷能力不足，易引起濾料內(nèi)生物膜積累和堵塞，從而影響濾池內(nèi)的通風(fēng)，運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生濾池蠅，且衛(wèi)生條件較差，因此，使用受到限制。高負(fù)荷生物濾池高負(fù)荷生物濾池特征高負(fù)荷生物濾池是繼普通生物濾池之后為解決普通生物濾池在凈化功能和運(yùn)行中存在的實(shí)際弊端而開(kāi)發(fā)出來(lái)的的第二代工藝。與普通生物濾池相比，其負(fù)荷能力大大提高，BOD5容積負(fù)荷一般為普通生物濾池68倍，水力負(fù)荷則為普通生物濾池的10倍，因此，它的池體較小，占地面積較少，衛(wèi)生條件較好，比較適合于濃度和流量變化較大的廢水處理構(gòu)造其構(gòu)造與普通生物濾池的構(gòu)造基本相同，常用的高負(fù)荷生物濾池一般由鋼筋或磚石砌筑而成，池平面有矩形、圓形或多邊形，其中

48、以圓形為多，主要組成部分是濾料、池壁、排水系統(tǒng)和布水系統(tǒng)。與普通生物濾池的不同之處有：濾池表面多呈圓形，濾料一般采用表面光滑的卵石或石英石，濾料總厚度為24m。濾料直徑增大，一般采用40100mm 的濾料，因而孔隙率較高，濾料層亦由底部的承托層和其上的工作層組成。高負(fù)荷生物濾池多采用連續(xù)工作的旋轉(zhuǎn)式布水器，由進(jìn)水豎管和可旋轉(zhuǎn)的布水橫管組成。生物膜經(jīng)常剝落、更新，并連續(xù)地隨廢水排出池外。池內(nèi)不易出現(xiàn)硝化反應(yīng)，出水中沒(méi)有或少有硝酸鹽，BOD5常大于30mg/L。二次沉淀池的污泥呈褐色，沒(méi)有完全氧化，容易腐化。典型工藝流程高負(fù)荷生物濾池采取處理水回流的措施后，具有多種多樣的流程系統(tǒng)。教材167頁(yè)圖2

49、-2-23所示為一級(jí)高負(fù)荷濾池的典型工 藝流程。流程a中將生物濾池出水直接回流至濾池，并且二次沉淀池向初次沉淀池回流生物污泥。該系統(tǒng)有助于生物膜的接種，促進(jìn)生物膜的更新，同時(shí)對(duì)初次沉淀池的沉淀效果將有所提高，但回流的生物膜易堵塞濾料。流程b中處理水回流至濾池前，可避免加大初次沉淀池的容積。流程c中處理水和生物污泥均回流至初次沉淀池，提高了初沉池的效果，加大了濾池的水力負(fù)荷。流程d中不設(shè)二沉池，濾池出水（含生物污泥）直接回流至初次沉淀池，從而使初次沉淀池的效果得到提高， 并兼作二次沉淀池的功能，具有提高初沉池的沉淀效率和節(jié)省二沉池的優(yōu)點(diǎn)，該流程適用于含懸浮固體量較高而溶解性有機(jī)物濃度較低的廢水。

50、流程e中濾池出水回流至初次沉淀前，生物污泥也由二次沉淀池回流至初次沉淀池。當(dāng)原水有機(jī)物濃度較高時(shí)，為了避免單個(gè)生物濾池的深度過(guò)大或者當(dāng)處理后的廢水水質(zhì)要求較高時(shí)，可以將兩個(gè)高負(fù)荷生物濾池串聯(lián)起來(lái)使用，形成二級(jí)生物濾池系統(tǒng)。二級(jí)生物濾池具有多種流程系統(tǒng)，例如教材168頁(yè)三種典型的流程，流程a 中，一級(jí)濾池產(chǎn)生的生物膜和出水一部分進(jìn)入第二級(jí)生物濾池，另一部分回流至初沉池前增加沉淀效果，提高一級(jí)濾池的水力負(fù)荷；流程b中，一部分初沉池出水超越到二級(jí)生物濾池，提高了有機(jī)物負(fù)荷，一級(jí)濾池產(chǎn)生的生物膜和出水一部分進(jìn)入二級(jí)生物濾池，另一部分回流至初沉池前增加沉淀效果，提高一級(jí)濾池的水力負(fù)荷；流程c中，采用二級(jí)

51、生物濾池出水進(jìn)行循環(huán)稀釋進(jìn)水和增加水力負(fù)荷。在這幾個(gè)流程中均不設(shè)中間沉淀池，目的是保持二級(jí)生物濾池的生物量。高負(fù)荷生物濾池的特點(diǎn)高負(fù)荷生物濾池克服了普通生物濾池的缺陷，例如，高負(fù)荷生物濾池的表面水力負(fù)荷與BOD容積負(fù)荷較高，運(yùn)行簡(jiǎn)單，滋生的濾池蠅較少等；運(yùn)行比較穩(wěn)定；剩余污泥量??；占地面積大；工藝中需要較大的水頭跌落，一般超過(guò)3m； 需二次提升。塔式生物濾池塔式生物濾池塔式生物濾池屬第三代生物濾池，是受到污水生物處理工程界重視和應(yīng)用較廣泛的一種濾池。塔式生物濾池在構(gòu)造和凈化功能方面的特征塔式生物濾池水流落差大，紊動(dòng)強(qiáng)烈，使生物膜受到強(qiáng)烈的水力沖刷，從而保持良好的活性。塔式生物濾池的水力負(fù)荷較高

52、，是高負(fù)荷生物濾池的210倍，BOD負(fù)荷也較高，是高負(fù)荷生物濾池的23倍，進(jìn)水BOD濃度可提高到500mg/L。塔式生物濾池內(nèi)部存在著明顯的分層現(xiàn)象，在各層生長(zhǎng)著種屬不同但又適應(yīng)該層廢水性質(zhì)的生物菌群，有助于微生物的增殖、代謝，有助于有機(jī)污染物的降解、去除，所以能承受較大的有機(jī)物和有毒物質(zhì)的沖擊負(fù)荷。占地面積小，經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用較低，但基建投資較大，BOD去除率較低，適用于處理城市污水和各種工業(yè)有機(jī)廢水，但只適宜于少量污水的處理。由于高度大，水力負(fù)荷大，使濾池內(nèi)水流紊動(dòng)強(qiáng)烈，廢水與空氣及生物膜的接觸非常充分。由于BOD負(fù)荷高，使生物膜生長(zhǎng)迅速，同時(shí)由于水力負(fù)荷較高，使生物膜受到強(qiáng)烈的水力沖刷，從而

53、使生物膜不斷脫落， 加快更新，塔內(nèi)的生物膜也能夠經(jīng)常保持較好的活性。不需專設(shè)供氧設(shè)備。對(duì)沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，所以常用于高濃度工業(yè)廢水第二段生物處理的第一段，以大幅度地去除有機(jī)污染物，保證第二段處理經(jīng)常能夠取得高度穩(wěn)定的效果。構(gòu)造塔式生物濾池在平面上多呈圓形，主要由塔身、濾料、布水設(shè)備、通風(fēng)裝置和排水系統(tǒng)所組成。塔身塔身主要起濾料的作用，可用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)或鋼框架與塑料板面的混合結(jié)構(gòu)。塔的高度在一定程度上能夠影響塔式生物濾池對(duì)廢水的處理效果。濾料塔式生物濾池一般都采用質(zhì)輕的濾料，如紙質(zhì)蜂窩濾料、玻璃布蜂窩、塑料蜂窩、和聚氯乙烯斜交錯(cuò)波紋板以及隔膜塑料管等。布水裝置塔式生物濾

54、池的布水裝置與一般生物濾池的基本相同，對(duì)大中型塔式生物濾池多采用旋轉(zhuǎn)式布水器，可用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可以靠水的反作用力驅(qū)動(dòng)，對(duì)小型塔式生物濾池則多采用固定式噴嘴布水系統(tǒng)，也可以使用多孔管和濺水型篩板等布水。通風(fēng)與集水設(shè)備在濾塔的底部設(shè)有一集水池，以收集處理水，并由管渠連續(xù)排入二沉池或氣浮池進(jìn)行泥水分離。集水池水面以上開(kāi)有許多通風(fēng)窗口，為了保證空氣流暢，集水池最高水位與最下層層底面之間的空間高度，一般不應(yīng)小于0.5m，周圍開(kāi)有許多通風(fēng)孔當(dāng)污水中含有易揮發(fā)的有毒物質(zhì)時(shí)，為了防止污染空氣，一般應(yīng)采用機(jī)械通風(fēng)，尾氣應(yīng)經(jīng)過(guò)水洗去除有毒物質(zhì)后才能排入大氣。生物接觸氧化法生物接觸氧化法生物接觸氧化法與前述生物膜法

55、的主要不同點(diǎn)，是濾池內(nèi)充滿污水，濾料淹沒(méi)在水中，并采用與曝氣池相同的曝氣方法， 向微生物供氧，它是一種介于活性污泥法與生物濾池兩者之間的生物處理技術(shù)，凈化污水主要依靠載體上的生物膜作用， 生物接觸氧化池內(nèi)存在一定濃度的活性污泥，因此它兼有活性污泥和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)。工藝流程生物接觸氧化池根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和處理程度主要有一段式或二段式兩種流程。一段式生物接觸氧化法的工藝流程為：污水經(jīng)過(guò)初沉池處理后進(jìn)入接觸氧化池，經(jīng)接觸氧化池處理后進(jìn)入二沉池，從填料上脫落的生物膜在二沉池中形成的沉淀污泥，排出系統(tǒng)，澄清水由二沉池上部排出。二段式生物接觸氧化法將一段生物接觸氧化池分為兩段：第一段微生物處于對(duì)數(shù)增殖期，以低

56、能耗、高負(fù)荷、快速的生物吸附和合成為主，能夠去除污水中7080的有機(jī)物，第二段利用微生物的氧化分解作用，對(duì)污水中殘留的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，以進(jìn)一步改善出水的水質(zhì)。生物接觸氧化法的特征填料上附著的生物膜的生物豐富。能接受較高的有機(jī)負(fù)荷率，處理效率高，減小了池容和占地面積?？箾_擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，不需要污泥回流，不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹。如果設(shè)計(jì)或運(yùn)行不當(dāng)，填料可能堵塞，另外，如果布水和曝氣不均勻也可能在局部部位出現(xiàn)死角。構(gòu)造生物接觸氧化池主要由池體、填料及支架、曝氣裝置組成。池體平面上有圓形、矩形和方形，鋼混結(jié)構(gòu)或鋼板焊制。構(gòu)筑物不應(yīng)少于兩個(gè)池，每池可分為兩室，并且按同時(shí)運(yùn)行考慮。填料目

57、前常用的填料有硬性、軟性和半軟性三種。硬性材料有：玻璃鋼蜂窩、塑料波紋板、塑料多面球等。軟性填料由化學(xué)纖維制成，特點(diǎn)是比表面積大、質(zhì)輕、運(yùn)輸和組裝方便、不宜堵塞，但是當(dāng)氧化池停止工作時(shí)，會(huì)形成纖維束結(jié)塊，清洗較困難。半軟性填料由變性聚乙烯塑料制成，它既有一定剛性，也有一定柔性，能保持一定形狀，又有一定的變形能力，克服了軟性填料易于結(jié)塊成束的缺點(diǎn)。生物接觸氧化法有兩種布置形式：分流式和直流式。布?xì)庠O(shè)備布?xì)夤芸刹贾迷诔刈又行?、?cè)面或全池，全池曝氣時(shí)，在整個(gè)池底安裝穿孔布?xì)夤埽茏酉嗷フ?，形?.3m的方格，氣水比宜為8:1。 保 存 打 印 關(guān) 閉 保 存 打 印 關(guān) 閉 環(huán)保工程師專業(yè)知識(shí)一精

58、講班第17講講義生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤又稱旋轉(zhuǎn)生物接觸器或轉(zhuǎn)盤式生物濾池，是一種生物膜法處理設(shè)備工作原理生物轉(zhuǎn)盤去除廢水中有機(jī)污染物的機(jī)理與生物濾池基本相同，但構(gòu)造形式卻完全不同。在生物濾池中，生物膜為固定式， 但是在生物轉(zhuǎn)盤中，生物膜處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。生物轉(zhuǎn)盤的核心處理裝置是表面附有生物膜的盤片。典型的生物轉(zhuǎn)盤由安裝在水平軸上的一系列間距很小的圓盤或多角盤片組成，約4045的盤片面積浸沒(méi)于半圓形槽的廢水中。生物轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn) 時(shí)，生物膜與廢水及空氣交替接觸。生物轉(zhuǎn)盤可以分為單級(jí)單軸、單級(jí)多軸和多級(jí)多軸等形式，級(jí)數(shù)的多少主要根據(jù)污水的水質(zhì)、水量和處理要求來(lái)確定。生物轉(zhuǎn)盤的工藝特征微生物濃度高。生物相分

59、級(jí)，有利于微生物生長(zhǎng)和有機(jī)物降解。污泥齡長(zhǎng)。耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。生物膜上的微生物的食物鏈較長(zhǎng)，產(chǎn)泥量較少，運(yùn)行時(shí)不需曝氣和污泥回流，而且動(dòng)力消耗和運(yùn)行費(fèi)用低。無(wú)生物量調(diào)節(jié)和污泥膨脹的問(wèn)題，機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單，便于維護(hù)管理生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造生物轉(zhuǎn)盤主要由盤體、氧化槽、轉(zhuǎn)軸以及驅(qū)動(dòng)裝置三部分組成。盤體盤體作為生物膜的載體是生物轉(zhuǎn)盤最重要的部分。它是掛膜介質(zhì)，應(yīng)具有質(zhì)輕、耐腐蝕、易于掛膜、不變形、易于取材、便于加工等性質(zhì)。盤片的形狀有圓形或正多邊形或多棱角形平板。為了提高單位體積盤片的表面積，也可采用正多角形和表面呈同心圓狀波紋或放射狀波紋的盤片。盤片直徑一般為14m。盤片的間距一般為1530mm，這主要考慮不

60、為生物膜增厚所堵塞，并保證良好的通風(fēng)等條件而確定的。氧化槽氧化槽又稱曝氣槽或接觸反應(yīng)槽，可用鋼筋混凝土建成，也可用鋼板或塑料板制作。為了避免水流短路及沉積和產(chǎn)生死角，氧化槽的斷面大多做成與盤片外形基本吻合的半圓形。轉(zhuǎn)動(dòng)軸及驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)軸是用來(lái)固定盤片并帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的裝置，一般采用實(shí)心鋼軸或無(wú)縫鋼管制成，兩端固定安裝在氧化槽兩端的支座上。轉(zhuǎn)動(dòng)軸的中心與氧化槽水面的距離一般不應(yīng)小于150mm，要根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)軸直徑與水力損失而定，并保證轉(zhuǎn)動(dòng)軸在液面之上。生物轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動(dòng)方式分為電力機(jī)械驅(qū)動(dòng)、空氣驅(qū)動(dòng)及水力驅(qū)動(dòng)等。大多數(shù)情況下采用電力機(jī)械驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，盤體的旋轉(zhuǎn)速度對(duì)水中氧的溶