第二節(jié)活性污泥法的發(fā)展

4.2活性污泥法的發(fā)展4.2.1活性污泥法曝氣反應(yīng)池的基本形式推流式曝氣池完全混合曝氣池封閉環(huán)流式反應(yīng)池序批式反應(yīng)池

1、傳統(tǒng)活性污泥法

（推流式）

曝氣池內(nèi)污水與污泥混合后呈推流式從池首向池尾流動(dòng)，活性污泥微生物在此過程中連續(xù)完成吸附和代謝過程。曝氣池混合液在二沉池去除活性污泥懸浮固體后，澄清液作為凈化水流出。

沉淀的污泥一部分以回流形式返回曝氣池，再起凈化作用：另一部分作為剩余污泥排出。傳統(tǒng)活性污泥法的BOD負(fù)荷是0.2～

0.4kg/kg·d，一般在0.3左右凈化效果和沉降性能均甚好。4.2.2活性污泥法

的發(fā)展和演變

運(yùn)行水流一端進(jìn)，另一端出，沿途曝氣，推流前進(jìn)。

特點(diǎn)

1.吸附→減速增長(zhǎng)→內(nèi)源呼吸，BOD降解曲線是呈緩慢下降曲線

2.耐沖擊負(fù)荷能力差(尤其對(duì)有毒或高濃度工業(yè)廢水)3.不易污泥膨脹4.供氧與需氧不平衡5.處理效果好3、漸減曝氣法

需氧量

定常供氧速率漸減供氧速率變化曲線供需氧量曝氣過程（曝氣池長(zhǎng)度）

針對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法中由于沿曝氣池池長(zhǎng)均勻供氧，在池末端供氧與需氧量之間的差距較大，嚴(yán)重浪費(fèi)能量，而提出的一種能使供氧量和混合液需氧量相適應(yīng)的運(yùn)行方式。目前的傳統(tǒng)活性污泥法一般都采用這種供氧方式。3、分段進(jìn)水（階段曝氣）活性污泥法

傳統(tǒng)活性污泥法的BOD負(fù)荷在池首過高，需氧率沿池長(zhǎng)逐漸降低，而氧氣卻沿池長(zhǎng)均勻供給，造成了浪費(fèi)。階段曝氣活性污泥法將廢水沿曝氣池長(zhǎng)分?jǐn)?shù)處注入，即形成階段進(jìn)水方法，這種方法除了能平衡曝氣池供氣量外，還能使微生物營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)均勻。另一個(gè)特點(diǎn)是BOD濃度沿池長(zhǎng)是變化的，曝氣池出流混合液濃度降低，對(duì)二沉池工作有利。

型式廊道式

流態(tài)推流式(多點(diǎn)進(jìn)水)

特點(diǎn)：

1.需氧和供氧較平衡

2.耐沖擊負(fù)荷力強(qiáng)

3.處理效果好

4.

BOD降解曲線是呈鋸齒緩慢下降曲線5、延時(shí)曝氣活性污泥法

特點(diǎn)

1.由于負(fù)荷低，延時(shí)曝氣池容積大，占地面積較大

2.對(duì)水質(zhì)水量變動(dòng)性強(qiáng)

3.產(chǎn)污泥量少

4.處理效果好4、高負(fù)荷活性污泥法

特點(diǎn)

1.由于負(fù)荷高，高負(fù)荷活性污泥法曝氣池容積小，占地面積較小。

2.處理效果差，60～70％

3.產(chǎn)污泥量高

4.適合做預(yù)處理6、吸附－再生法

普通活性污泥法把活性污泥對(duì)基質(zhì)的吸附凝聚和氧化分解混在同一曝氣池內(nèi)進(jìn)行，適于處理溶解的BOD。對(duì)含有大量膠體的和懸浮性的混合基質(zhì)的廢水，因初期吸附量大，以及吸附的有機(jī)固體物在生物酶作用下變成可溶性物質(zhì)再向水中擴(kuò)散，遂產(chǎn)生了把吸附凝聚和氧化分解分別在兩個(gè)曝氣池中進(jìn)行的構(gòu)想，從而出現(xiàn)了吸附再生法。

由于再生池僅對(duì)回流污泥進(jìn)行曝氣(剩余污泥不必再生)，故節(jié)約空氣量，且可縮小池容。經(jīng)過再生的活性污泥處于營(yíng)養(yǎng)不足狀態(tài)，因而吸附活性高。再則，再生池的污泥微生物很快在池末端遇到營(yíng)養(yǎng)不足環(huán)境，絲狀菌不適應(yīng)這樣的空曝環(huán)境，所以其繁殖受到限制，有利于防止污泥膨脹。在使用上，吸附再生法具有很大的靈活性。

型式：廊道式(吸附池和再生池可合建)

流態(tài)：中間進(jìn)水，推流

特點(diǎn)：①處理質(zhì)量較差②耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)③適合處理膠體物質(zhì)含量高的工業(yè)廢水④

BOD降解曲線是呈急劇下降、緩慢下降曲線

7、完全混合活性污泥法

完全混合法中的入流廢水進(jìn)入曝氣池后,即與池內(nèi)廢水完全混合，曝氣池內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物和需氧率都是均勻的，微生物接觸的是濃度與出水濃度一樣的廢水，故可承受一定的沖擊負(fù)荷。

完全混合法的，曝氣池與沉淀池有分建與合建兩種類型。

完全混合法的工作點(diǎn)可以處于微生物對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期也可處于衰減增長(zhǎng)期或內(nèi)源呼吸期。

特點(diǎn)1.抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，BOD降解曲線是呈緩慢下降型直線曲線

2.池中各點(diǎn)水質(zhì)相同，各部分有機(jī)物降解工況點(diǎn)相同，便于調(diào)控3.處理效率差于推流式4.易出現(xiàn)污泥膨脹8、深水曝氣和深井曝氣活性污泥法

特點(diǎn)：

氧利用率高、占地面積小，可以處理較高濃度的廢水。9、純氧曝氣活性污泥法

特點(diǎn)：

1.溶解氧Do≥8mg/L2.污泥濃度MlSS很高，高達(dá)4000～70003.剩余污泥量Δx很少

4.污泥指數(shù)SVI低，沉降性能好

缺點(diǎn)：

建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用高4.2.3膜生物反應(yīng)器調(diào)節(jié)池厭氧池膜-生物反應(yīng)器（好氧池）污泥沉降干化池回用或排放水箱格柵風(fēng)機(jī)抽吸泵恒流閥傳統(tǒng)法和MBR流程的差異傳統(tǒng)活性污泥法膜生物反應(yīng)器

(MBR流程)流量調(diào)整池反應(yīng)池流量調(diào)整池反應(yīng)池二沉池污染物去除效率高，處理出水水質(zhì)好污泥濃度高，裝置容積負(fù)荷大，占地面積小有利于增殖緩慢或高效微生物的截留，提高系統(tǒng)的硝化效果和對(duì)難降解有機(jī)物的處理能力剩余污泥產(chǎn)生量低易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作管理方便

經(jīng)處理后排放水可實(shí)現(xiàn)回用特點(diǎn)SMBR型膜元件的名稱膜元件型號(hào)膜面積濾膜孔徑過濾產(chǎn)量SMBR1501.50米20.3μm600升／日SMBR800.80米20.3μm320升／日SMBR250.25米20.3μm100升／日膜通量單位時(shí)間內(nèi)通過單位膜面積的過濾量單位：m3／m2?d或

L／m2?d

濾膜的臨界膜通量在恒流運(yùn)行條件下，過濾壓差(TMP)不隨時(shí)間明顯升高的最大過濾產(chǎn)量。濾膜組件必須控制在臨界過濾通量以下抽吸運(yùn)行，方能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作狀態(tài)。取決于如下因素：濾膜本身的性能(主要)濾膜組件的結(jié)構(gòu)曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)活性污泥的性能膜的運(yùn)行模式與條件運(yùn)行模式：間歇操作有利壓力穩(wěn)定（抽十幾分鐘，停幾分鐘）恒流運(yùn)行模式比恒壓運(yùn)行模式有利于膜污染控制膜通量的控制：臨界膜通量（CriticalFlux）膜面水力條件：膜面切向錯(cuò)流、氣液擾動(dòng)混合液污泥濃度：10~15g/L反應(yīng)器主體

膜材料與組件

附屬裝置與系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)污泥處理設(shè)施自控系統(tǒng)MBR膜生物反應(yīng)器工藝設(shè)計(jì)原則處理效果與影響因素膜相關(guān)參數(shù)膜材料與孔徑操作通量與壓力操作模式膜面水力條件清洗反應(yīng)器相關(guān)參數(shù)

HRT，SRT污泥負(fù)荷容積負(fù)荷處理效果與影響因素混合液性質(zhì)與微生物行為膜污染機(jī)理與控制技術(shù)膜片元件和組件數(shù)量的計(jì)算廢水處理量Q=300m3／d膜片的數(shù)量

=300m3／d÷0.4m3／m2d÷1.5m2／張=500片(SMBR150型)

濾膜組件的數(shù)量

=500片÷50片／組件=10組或500片÷100片／組件=5組關(guān)于SMBR型膜組件的設(shè)置空間A（組件縱向）尺寸：40片膜－1300以上60片膜－1600以上

80片膜－1900以上100片膜－2200以上B（組件短邊向）尺寸：（1000-1200)n+300n－1600以上H（反應(yīng)器水深）尺寸：SMBR80型1500以上SMBR150型2500以上（MBR反應(yīng)器高度應(yīng)為：H+500)反應(yīng)池周邊膜組件膜分離槽(好氧反應(yīng)器)容量的計(jì)算有機(jī)污水處理設(shè)施的場(chǎng)合BOD容積負(fù)荷1.0~1.5kg/(m3?d)。Vm3Q=100m3/dBOD100mg/L10kgBOD/d10kgBOD/d÷1.5kgBOD/(m3?d)=6.7m3以上曝氣量的計(jì)算SMBR150型12L／(min·張)SMBR80型20L／(min·張)膜元件需要的空氣量:PP流入排放流量調(diào)整池膜生物反應(yīng)池膜生物反應(yīng)池中生物處理所需的空氣量，根據(jù)被處理污水的水質(zhì)狀況確定。MBR應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)條件污水類型：市政雜排水污水量：300m3／d

流入BOD：200mg／L設(shè)定值

膜通量：0.4m3／m2dBOD容積負(fù)荷：1.5KG／m3·d計(jì)算值膜元件數(shù)：300m3／d÷0.4m3／m2d=750m2

選用SMBR150型：750m2÷1.5m2／張=500片膜組件數(shù)：500÷50=10(個(gè))或500÷100=5(個(gè))

反應(yīng)池體積：200mg／L×300m3／d÷1.5KG／m3·d=40m3(實(shí)際生物好氧反應(yīng)水量)反應(yīng)池尺寸：參見“關(guān)于膜組件的設(shè)置空間”HRT：24÷(300m3／d÷40m3)=3.2h項(xiàng)目城市污水工業(yè)污水進(jìn)水COD(mg/L)44.2~8001333~68000COD去除率(%)90~9890~99.8污泥濃度(g/L)10~20,最高50>20容積負(fù)荷（kgCOD/(m3?d))1.2~5.780.25~16污泥負(fù)荷(kgCOD/(kgVSS?d))0.03~0.550.012~2.72污泥產(chǎn)率(kgMLSS/kgCOD)0~0.340.05~0.35水力停留時(shí)間(h)2~2414~389污泥齡(d)5~∝6.2~600傳統(tǒng)活性污泥法：容積負(fù)荷：0.6~1.8kgCOD/(m3?d)污泥負(fù)荷：0.4~0.8kgCOD/(kgVSS?d)污泥齡：5～15d好氧膜-生物反應(yīng)器處理城市和工業(yè)廢水A2／MBR脫氮除磷工藝TN去除率：>90%TP去除率：>80%，出水TP<1.0mg/L缺氧反應(yīng)器厭氧反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器

內(nèi)循環(huán)回流污泥原廢水處理水MBR處理市政污水(中試)的效果(1)確定膜的臨界過濾通量：400-450升／米2日容積負(fù)荷：BOD原液171.1mg／L，出水3.5mg／L，日處理69M3，污泥混合液體積8M3：容積負(fù)荷：1.45kgBOD／m3d1一定要先進(jìn)行接種、好氧運(yùn)行；當(dāng)反應(yīng)池內(nèi)的MLSS大于3000mg／L時(shí)，方可開始膜組件的抽吸運(yùn)行。2MLSS的運(yùn)行濃度10000-15000mg／L，不要超過20000mg／L。3活性污泥的粘度不能過高，進(jìn)行污泥過濾性的測(cè)試。4濾膜的過濾通量不要超過給定的膜的臨界過濾通量。5保持濾膜正常的工件差壓，當(dāng)壓差超過40KPa時(shí)進(jìn)行清洗。6定期對(duì)膜組件進(jìn)行加大曝氣量的運(yùn)行；對(duì)散氣管孔也進(jìn)行定期沖洗，保持膜面充分的氣液流動(dòng)，防止出現(xiàn)污泥結(jié)垢。MBR的運(yùn)行管理和維護(hù)濾紙過濾試驗(yàn)法利用孔徑1μm的濾紙判斷活性污泥的性能是否良好1提取50ml污泥混合液2將Φ150的1μm微孔濾膜對(duì)折四次成十六