活性污泥法運行方式

水處理工程技術(shù)活性污泥法運行方式蘇少林副教授知識點主要內(nèi)容一、傳統(tǒng)活性污泥法二、漸減曝氣法三、階段曝氣法四、吸附—再生活性污泥法五、延時曝氣活性污泥法六、完全混合活性污泥法七、AB法污水處理工藝八、氧化溝九、序批式活性污泥法十、淺層曝氣活性污泥法十一、深水曝氣活性污泥法十二、深井曝氣活性污泥法十三、純氧曝氣活性污泥法

活性污泥法運行方式一、傳統(tǒng)活性污泥法

活性污泥法運行方式傳統(tǒng)活性污泥法

活性污泥法自從開創(chuàng)以來已有近百年的歷史，在長期的工程實踐過程中，根據(jù)水質(zhì)的變化、微生物代謝活動的特點、運行管理、技術(shù)經(jīng)濟和排放要求等方面的情況，又發(fā)展成多種行之有效的運行方式和工藝流程。

活性污泥法運行方式傳統(tǒng)活性污泥法

傳統(tǒng)活性污泥法，又稱普通活性污泥法，是早期開始使用并沿用至今的運行方式。其運行方式如下圖：曝氣池二次沉淀池經(jīng)預(yù)處理的污水處理水空氣回流污泥剩余污泥圖4.2.4活性污泥法的基本流程

活性污泥法運行方式

活性污泥法運行方式圖4.2.17曝氣池內(nèi)需氧量的變化示意圖傳統(tǒng)活性污泥法

在曝氣池內(nèi)，有機污染物的降解經(jīng)歷了第一階段的吸附和第二階段的微生物代謝的完整過程。有機污染物濃度沿池長逐漸降低，需氧速度也沿池長逐漸降低（見圖4.2.17），活性污泥也經(jīng)歷了一個從池首端的對數(shù)增長，經(jīng)減速增長到池末端的內(nèi)源呼吸的完整生長周期。傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)處理效果好，BOD去除率可達90％以上，適用于處理凈化程度高而水質(zhì)較穩(wěn)定的污水。

活性污泥法運行方式傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)存在下列各項問題：（1）曝氣池首端有機污染物負荷高，需氧量也高，為了避免池首端由于缺氧而引起厭氧狀態(tài)，進水有機物負荷不宜過高，因此，曝氣池容積大，占地面積大、基建投資高。（2）需氧量沿池長變化，而供氧速度難于與其吻合、適應(yīng)，在池前段可能出現(xiàn)供氧不足，后段溶解氧過剩的現(xiàn)象，對此，采用漸減供氧方式（見圖4.2.18），可在一定程度上解決這一問題。圖4.2.18漸減曝氣法活性污泥法（3）對進水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較低，運行效果易受水質(zhì)、水量變化的影響。

活性污泥法運行方式二、漸減曝氣活性污泥法

活性污泥法運行方式漸減曝氣活性污泥法

漸減曝氣活性污泥法是針對傳統(tǒng)活性污泥法有機物濃度和需氧量沿池長減小的特點而改進的。通過合理布置曝氣裝置，使供氣量沿池長逐漸減小，與池內(nèi)有機污染物濃度變化相對應(yīng)。這種曝氣方式比均勻供氣的曝氣方式更為經(jīng)濟。

圖4.2.18漸減曝氣法活性污泥法

活性污泥法運行方式三、階段曝氣活性污泥法

活性污泥法運行方式階段曝氣活性污泥法

階段曝氣活性污泥法又稱分段進水活性污泥法或多段進水活性污泥法。階段曝氣活性污泥法處理系統(tǒng)是針對傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)存在問題而改進的。污水沿曝氣池長分多點進入，以均衡池內(nèi)有機負荷，克服了傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)供氧弊?。ㄒ妶D4.2.17），有助于能耗的降低，活性污泥的降解功能也得以充分發(fā)揮。此外，由于分散進水，污水在池內(nèi)稀釋程度較高，混合液活性污泥濃度也沿池長降低，從而有利于二次沉淀池的泥水分離。與傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)相比，處理相同的污水時，所需池容積可減小30％，BOD去除率一般可達90％。

活性污泥法運行方式階段曝氣活性污泥法圖4.2.19階段曝氣活性污泥法

活性污泥法運行方式四、吸附—再生活性污泥法

活性污泥法運行方式吸附—再生活性污泥法

吸附—再生活性污泥法又稱生物吸附活性污泥法或接觸穩(wěn)定法。這種運行方式是將活性污泥降解有機污染物的吸附和代謝過程分別在各自的反應(yīng)池中進行，其工藝流程見圖4.2.20。圖4.2.20吸附—再生活性污泥法污泥再生池吸附池二沉池剩余污泥回流污泥出水進水

活性污泥法運行方式吸附—再生活性污泥法

污水和經(jīng)過在再生池中充分再生，活性很強的活性污泥同步進入吸附池，兩者在吸附池中充分接觸，污水中有機污染物被活性污泥所吸附，污水得到凈化。由二次沉淀池分離出的污泥進入再生池，活性污泥微生物在這里將所吸附的有機物代謝，并進入內(nèi)源呼吸期，使其活性和吸附功能得到充分恢復(fù)，然后再與污水一起進入吸附池。在吸附—再生活性污泥法系統(tǒng)中，污水與活性污泥在吸附池的接觸時間較短，吸附池容積較小，由于再生池接納的僅是濃度較高的回流污泥，再生池的容積亦小，因此，吸附池與再生池容積之和仍低于傳統(tǒng)法曝氣池容積。本方法能夠承受一定的沖擊負荷，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救。本方法的處理效率，低于傳統(tǒng)活性污泥法。此外，對溶解性有機物高的污水，處理效果差。

活性污泥法運行方式五、延時曝氣活性污泥法

活性污泥法運行方式延時曝氣活性污泥法

本工藝又稱完全氧化活性污泥法，其主要特點是有機負荷低，污泥持續(xù)處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥少且穩(wěn)定，不需在進行消化處理，這種工藝可稱為污水、污泥綜合處理工藝。本工藝還具有處理水質(zhì)穩(wěn)定性高，對污水沖擊負荷有較強適應(yīng)性和不需設(shè)初次沉淀池等優(yōu)點。主要缺點是曝氣時間長，池容大，建設(shè)費和運行費都較高，而且占地面積大。延時曝氣活性污泥法一般都采用流態(tài)為完全混合式的曝氣池，適用于處理水質(zhì)要求高，又不宜采用活性污泥處理技術(shù)的小型城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水。

活性污泥法運行方式六、完全混合活性污泥法

活性污泥法運行方式完全混合活性污泥法

在完全混合活性污泥法系統(tǒng)內(nèi)，污水與回流污泥進入曝氣池后，立即與池內(nèi)混合液充分混合?？梢哉J為池內(nèi)混合液是已經(jīng)處理而未經(jīng)泥水分離的處理水。因此，池內(nèi)混合液的組成、F/M值、微生物群體和數(shù)量是完全均勻一致的。整個處理過程在污泥增長曲線上的位置僅是一個點，這意味著在曝氣池內(nèi)各部位有機污染物降解的生化反應(yīng)是相同的，氧吸收率也都相同。

活性污泥法運行方式完全混合活性污泥法二次沉淀池進水出水回流污泥剩余污泥圖4.33完全混合活性污泥法完全混合曝氣池

活性污泥法運行方式完全混合活性污泥法

完全混合曝氣池內(nèi)混合液對污水起稀釋作用，能較好地承受沖擊負荷；由于全池需氧要求相同，能節(jié)省動力；曝氣池和沉淀池也可合建，不單獨設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，便于運行管理。本工藝的主要缺點是連續(xù)進出水，可能產(chǎn)生短流，出水水質(zhì)不如傳統(tǒng)法，易發(fā)生污泥膨脹。

活性污泥法運行方式七、AB法污水處理工藝

活性污泥法運行方式AB法污水處理工藝AB法污水處理工藝，是吸附-生物降解的工藝的簡稱。工藝系統(tǒng)共分3段，即預(yù)處理段、A段和B段。

活性污泥法運行方式AB法污水處理工藝

由于不設(shè)初次沉淀池，A段在直接接受城市排水系統(tǒng)中污水的同時，也接種和充分利用了經(jīng)偌大的排水系統(tǒng)所優(yōu)選的適應(yīng)原污水的微生物種群；由于A段負荷高，能夠成活的微生物種群只能是抗沖擊負荷能力強的原核細菌，而原生動物和后生動物不能存活；A段對污染物的去除主要依靠活性污泥的吸附作用，這樣，某些重金屬、難降解有機物和氮、磷等都能通過A段得到一定程度的去除。

A段的污泥負荷一般為2～6kgBOD/kgMLSS·d；污泥齡0.3～0.5d；水力停留時間30min；池內(nèi)溶解氧濃度0.2～0.7mg/L；BOD去除率大致為40％～70％。經(jīng)A段處理后的污水，可生化性得到改善，有利于后續(xù)B段的生物降解作用。

活性污泥法運行方式

活性污泥法運行方式AB法污水處理工藝

B段接受A段的處理水，負荷較低，水質(zhì)、水量也較穩(wěn)定，許多原生動物可以很好地生長繁殖，由于不受沖擊負荷影響，其凈化功能得以充分發(fā)揮，較傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)，曝氣池的容積可減少40％左右。

B段的污泥負荷一般為0.15～0.3kgBOD/kgMLSS·d；污泥齡15～20d；水力停留時間2～3h；池內(nèi)溶解氧濃度1～2mg/L

活性污泥法運行方式

活性污泥法運行方式八、氧化溝

活性污泥法運行方式氧化溝

活性污泥法運行方式（1）氧化溝的工作原理與特征構(gòu)造方面的特征

1)氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀，平面多為環(huán)形或橢圓形，總長可達幾十米，甚至百米以上。溝深取決于曝氣裝置，一般2～6m。

2)單池進水裝置比較簡單，采用管道進水即可，如雙池以上工作時，則應(yīng)設(shè)配水井，采用交替工作系統(tǒng)時，配水井內(nèi)還應(yīng)設(shè)自動控制裝置，以變換水流方向。

活性污泥法運行方式在水流混合方面的特征在流態(tài)上，氧化溝介于完全混合與推流之間。污水在溝內(nèi)的平均流速一般為0.4m/s，如氧化溝的總長為100～500m時，污水完成一個循環(huán)所需的時間為4～20min，如水力停留時間定為24h，則在整個停留時間內(nèi)要作72～360個循環(huán)。因此，氧化溝內(nèi)混合液的水質(zhì)是一致的，流態(tài)是完全混合式。又有某些推流式的特征，如曝氣裝置的下游溶解氧沿池長從高向低變動，甚至可能出現(xiàn)缺氧段。氧化溝的這種水流狀態(tài)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以形成好氧區(qū)、缺氧區(qū)。通過對系統(tǒng)的合理設(shè)計與控制，能夠取得良好的脫氮效果。

活性污泥法運行方式在工藝方面的特征1)氧化溝不設(shè)初次沉淀池，污泥不需要厭氧消化；2)可不用二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)，使處理流程更為簡化；3)污泥齡一般為15～30d，可以存活、繁殖世代時間長、增殖速度慢的的微生物，如硝化菌，在氧化溝內(nèi)產(chǎn)生硝化反應(yīng)；4)對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強的適應(yīng)性，能夠承受沖擊負荷，不致于影響處理性能。

活性污泥法運行方式（2）常用的氧化溝系統(tǒng)卡魯塞爾（Carrousel）氧化溝

活性污泥法運行方式

圖為六廊道并采用垂直安裝的低速表面曝氣器的卡魯塞爾氧化溝，每組溝渠的轉(zhuǎn)彎處安裝一臺表面曝氣器，靠近曝氣器下游為富氧區(qū)，而曝氣器上游則為低氧區(qū)，外環(huán)還可能成為缺氧區(qū)，這樣，在氧化溝內(nèi)能夠形成生物脫氮的環(huán)境條件。

活性污泥法運行方式交替工作氧化溝

2池交替氧化溝，由容積相同的A、B兩池組成，串聯(lián)運行，交替地作為曝氣池和沉淀池，不需設(shè)置污泥回流系統(tǒng)。該系統(tǒng)可獲得優(yōu)良的處理水和穩(wěn)定的污泥。

活性污泥法運行方式

3池交替工作氧化溝，兩側(cè)的A池和C池交替地作為曝氣池和沉淀池，中間的B池則一直作為曝氣池，原污水交替地進入A池或C池，處理水則相應(yīng)地從作為沉淀池的A池或C池流出。

3池交替工作氧化溝能夠完成BOD去除和硝化、反硝化過程，取得優(yōu)異的BOD去除和脫氮效果，同樣不需要污泥回流系統(tǒng)。

圖4.2.263池交替工作氧化溝1—沉砂池；2—曝氣轉(zhuǎn)刷；3—出水堰；4—排泥井；5—污泥井

活性污泥法運行方式奧貝爾（Orbal）氧化溝奧貝爾氧化溝由多個呈橢圓形的同心溝渠組成，溝渠中安裝有水平旋轉(zhuǎn)的曝氣轉(zhuǎn)盤，用來充氧和混合。污水首先進入最外環(huán)的溝渠，在其中不斷循環(huán)的同時，依次進入下一個溝渠，最后從中心溝渠流出進入二次沉淀池。V外溝＝60～70％V總；V中溝＝20～30％V總；V內(nèi)溝＝10％V總在運行時，應(yīng)保持外、中、內(nèi)3層溝渠混合液的溶解氧分別為0、1、2mg／L，即三溝溶解氧的0-1-2梯度分布，這樣既有利于提高充氧效果，又有可能使溝渠具有脫氮除磷的功能。

活性污泥法運行方式

活性污泥法運行方式

活性污泥法運行方式九、序批式活性污泥法

活性污泥法運行方式序批式活性污泥法

序批式活性污泥法又稱間歇式活性污泥法工藝，簡稱SBR工藝。

（1）SBR工藝的工作原理和運行操作

SBR工藝采用間歇運行方式，污水間歇進入系統(tǒng)并間歇排出。系統(tǒng)內(nèi)只設(shè)一個處理單元，該單元在不同的時間發(fā)揮不同的作用，污水進入該單元后，按順序進行不同的處理。

活性污泥法運行方式

SBR工藝的一個運行周期是由流入、反應(yīng)、沉淀、排放、待機（閑置）等5個工序組成SBR工藝的典型運行工序

活性污泥法運行方式流入工序

流入工序是反應(yīng)池接納污水的過程。在污水流入之前是前一周期的排水或待機狀態(tài)，反應(yīng)池內(nèi)剩有高濃度的活性污泥混合液，相當于傳統(tǒng)活性污泥法的回流污泥此時反應(yīng)池水位最低。流入工序中反應(yīng)池對水質(zhì)、水量的變動有一定的適應(yīng)性。本工序所用時間，則根據(jù)實際排水情況和設(shè)備條件確定，從工藝效果上要求，一般污水注入時間以短促為宜，瞬間最好。

活性污泥法運行方式反應(yīng)工序

污水注入達到預(yù)定容積后，即開始反應(yīng)操作。根據(jù)污水處理的目的，如BOD去除，硝化和磷的吸收，采取的相應(yīng)措施為曝氣，反硝化脫氮則為緩速攪拌，并根據(jù)需要達到的程度來決定反應(yīng)的延續(xù)時間。為保證沉淀工序的效果，在反應(yīng)工序后期，沉淀工序之前，還需進行暫短的微量曝氣，吹脫附著在污泥上的氮氣。如需排泥，也在本工序后期進行。

活性污泥法運行方式沉淀工序

本工序相當于傳統(tǒng)活性污泥法的二次沉淀池，停止曝氣和攪拌，使活性污泥與水在靜止狀態(tài)分離，因而有更高的沉淀效率。沉淀工序采取的時間與二次沉淀池相同，一般為1.5～2.0h。

活性污泥法運行方式排放工序

經(jīng)過沉淀后產(chǎn)生的上清液，作為處理水排放至最低水位，反應(yīng)池底部沉淀的活性污泥大部分作為下個處理周期的回流污泥使用，排出剩余污泥。

活性污泥法運行方式待機工序

也稱閑置工序，即在處理水排放后，等待下一個工作周期的階段。此工序時間，根據(jù)現(xiàn)場具體情況確定。

活性污泥法運行方式（2）SBR工藝的特點①處理構(gòu)筑物的構(gòu)成簡單，設(shè)備費、運行管理費較連續(xù)式少；②SVI值較低，污泥易于沉淀，一般情況下，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象；③大多數(shù)情況下，不需要流量調(diào)節(jié)池，曝氣池容積較連續(xù)式??；④通過對運行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進行脫氮和除磷反應(yīng)；⑤運行管理得當，可獲得比連續(xù)式更好的處理水水質(zhì)。

活性污泥法運行方式序批式活性污泥法缺點：1、自動化控制要求高。2、排水時間短（間歇排水時），并且排水時要求不攪動沉淀污泥層，因而需要專門的排水設(shè)備（潷水器），且對潷水器的要求很高。3、后處理設(shè)備要求大：如消毒設(shè)備很大，接觸池容積也很大，排水設(shè)施如排水管道也很大。4、潷水深度一般為1~2m，這部分水頭損失被白白浪費，增加了總揚程。5、由于不設(shè)初沉池，易產(chǎn)生浮渣，浮渣問題尚未妥善解決。

活性污泥法運行方式序批式活性污泥法適用范圍：

SBR一般應(yīng)用于小型城市污水處理廠，根據(jù)《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》，“日處理能力在10萬立方米以下的污水處理設(shè)施，可選用氧化溝法、SBR法、水解好氧法、AB法和生物濾池法等技術(shù)，也可選用常規(guī)活性污泥法。”但實際應(yīng)用，一般規(guī)模都小于5萬立方米/天可采用SBR工藝。

活性污泥法運行方式（3）SBR工藝的形式間歇式循環(huán)曝氣活性污泥工藝（ICEAS）循環(huán)式活性污泥工藝（CAST）DAT-IAT工藝序批式活性污泥法

活性污泥法運行方式間歇式循環(huán)曝氣活性污泥工藝（ICEAS）

本工藝的進水方式為連續(xù)進水，間歇排水。在反應(yīng)階段，污水多次反復(fù)地經(jīng)受“曝氣好氧”和“閑置缺氧”狀態(tài)，從而產(chǎn)生有機物降解、硝化、反硝化、吸收磷、釋放磷等反應(yīng)，能夠取得比較徹底的BOD去除、脫氮和除磷的效果。本工藝無污泥回流和混合液的內(nèi)循環(huán)，能耗低；污泥齡長，沉降性能好，剩余污泥少。

活性污泥法運行方式循環(huán)式活性污泥工藝（CAST）

本工藝在進水區(qū)設(shè)置一生物選擇器?；钚晕勰嘤煞磻?yīng)池回流，在生物選擇器內(nèi)與進入的污水混合、接觸，創(chuàng)造微生物種群在高負荷、高濃度環(huán)境下的競爭生存條件，選擇出適應(yīng)該系統(tǒng)生存的獨特微生物菌群，并有效地抑制絲狀菌的過分增殖，避免污泥膨脹，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

活性污泥法運行方式CAST池

活性污泥法運行方式德國進口細格柵

活性污泥法運行方式潷水器

活性污泥法運行方式DAT-IAT工藝需氧池間歇式曝氣池

DAT-IAT工藝主體構(gòu)筑物由需氧池（DAT）和間歇式曝氣池（IAT）組成。

活性污泥法運行方式序批式活性污泥法

在DAT，污水與從IAT回流的活性污泥同時連續(xù)流入，通過高強度的連續(xù)曝氣，強化活性污泥的生物吸附作用，充分發(fā)揮活性污泥的初期降解功能，去除大部分有機物。在IAT，由于DAT的初步生化、調(diào)節(jié)、均衡作用，進水水質(zhì)穩(wěn)定、負荷低，提高了對水質(zhì)變化的適應(yīng)性。由于C/N較低，能夠發(fā)生硝化反應(yīng)。又由于進行間歇曝氣和攪拌，能夠形成缺氧-好氧-厭氧-好氧的交替環(huán)境，在去除BOD的同時，獲得脫氮除磷的效果。本工藝的沉淀和排放工序也連續(xù)進水。與CAST和ICEAS相比，DAT-IAT能夠保持較長的污泥齡和很高的混合液濃度，對有機負荷及毒物有較強的抗沖擊