活性污泥法的運行方式及其特點

活性污泥法的運行方式及其特點

1913年，英國曼徹斯特成功進行了一次試驗。在過去的80年里，通過應用和不斷改進生物化學和凈化機械化學方面取得了很大進展，發(fā)表了多種應用方法，并改變了使用經驗數(shù)據(jù)進行工藝設計和運營管理的現(xiàn)象。本文簡要介紹了不同活性污泥的操作方法及其特點，并介紹了活性土壤侵蝕的發(fā)展趨勢。1活性污泥法活性污泥法的運行最早采用的是普通活性污法(又稱習慣活性污泥法或傳統(tǒng)活性污泥法),隨著工業(yè)生產和城市建設的發(fā)展,在普通活性污泥法的基礎上發(fā)展起來了多種運行方式,象多點進水活性污泥法,吸附再生活性污泥法(又稱生生吸附法或接觸穩(wěn)定法),延時曝氣活性泥法和完全混合性污泥法等.1.1污泥濃度控制普通活性污泥法的常用流程見釁1.曝氣池采用長方形,水流是縱向混合的推流式,曝氣池混合液的曝氣時間常采用4～8h,污泥濃度一般控制在2～3g/L,回流污泥量需進水水量的25%～50%,生化需氣量和懸浮物的去除率達90%～95%.優(yōu)點:(1)去除率高;(2)適用于處理水質要求高而水質比較穩(wěn)定的廢水.缺點:(1)不善于適應水質的變化;(2)供氧不能得到充分利用.空氣供應沿池水平均分布.造成前段氧量不足后段氧量過剩;(3)曝氣結構龐大,占地面積大.1.2曝氣方式改變不均勻曝氣法的流程與普通活性污泥法一樣,只不過是對流程的曝氣方式作了改進,把供氣沿池長平均分布的曝氣方式改成在曝氣池前段供給更多的空氣,供氣量沿池長逐漸減少的供氣方式.1.3氧的需要與需要多點進水法是普通活性污泥法的簡單改進,主要用來克服普通法的第二個缺點.可以在一定程度上降低反應器前段的耗氧速度.多點進水法的漢程見圖2.從圖中可以看出,廢水并不是集中在池端進入曝氣池,而是沿池長分段投入,這樣有機物的分配較均勻,因而氧的需要也較均勻.優(yōu)點:(1)有機物分配較均勻,因而氧的需要較均勻,提高了空氣利用效率;(2)全部的曝氣池體積更小.與普通活性污泥法比較,曝氣池容積可以縮小30%左右,生化需氧量去除率一般可達90%;(3)運行上有較大的靈活性,便于處理水質不均勻的狀態(tài).1.4各點水質和水環(huán)境質量完全混合活性污泥法常采用二種曝氣方式,一種是鼓風曝氣,一種是機械曝氣.見圖3和圖4.優(yōu)點:(1)曝氣池內流體混合良好,各點水質幾乎相同;(2)進水負荷的變化對污泥的影響可降到極小程度;(3)池內各點水質比較均勻,各處微生物的性質和數(shù)量基本上相同,池子各部分的工作情況幾乎一致,供氣可以恒定.缺點:(1)連續(xù)進出水時,可能產生短流;(2)在進水水質比較穩(wěn)定及目前常用的負荷下出水水質往往不及普通法(可用延時曝氣池的負荷,獲得好的水質).1.5生物吸附法活性污泥凈化水質的第一階段主要是依靠污泥的吸附作用.良好的活性污泥同生活污水混合后在10～30min的時間內能夠基本完成吸附作用,污水的生經需氧量可被除去85%～90%左右.吸附現(xiàn)生法就是根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)而發(fā)展起來的.圖5所示是吸附再生法的流程,其中(b)圖在構造上把吸附池和再生池合在一起.從圖5可以看出:廢水的吸附和污泥的再生是分別在兩個池子里或一個池子的兩部分進行,這是它的一個特點,其另一個特點是:為了更好地吸附廢水中的污染物質,所用回流污泥量比普通法多,回流比一般在50%～100%.優(yōu)點:(1)只有回流的一部分污泥進行了再生(穩(wěn)定化),所以生物吸附法的吸附池和再生池的總容積大大小于普通法曝池的總容積,且空氣用量不增加;(2)因回流污泥較多,具有一定的調節(jié)平衡能力,適應負荷變化;(3)最適一處理含懸浮和膠體物質較多的廢水.缺點:(1)吸附時間短,處理效率和如普通法,一般在85%～90%;(2)回流污泥多,增加了污泥泵的容量.1.6延遲曝氣法延時曝氣池采用的F/M比特別小(常在0.1～0.25kgBOS5/kg·d之間),曝氣時間長,可以減小污泥量,理論上可以沒有污泥產生,但在反應器的容積不要大得多,且要消耗較多的空氣,所以僅適用于少量的廢水處理.延時曝氣法一般采用完全混合的運行方式.氧化溝池也是延時曝氣操作,其主要特點是受操作工的熟練程度影響很小.流程見圖6.1.7增注mlvss型純氧曝氣法是對伎曝氣方式的革新.利用純氧曝氣,氧的溶解度和氧溶入水中的推動力都得到的提高.優(yōu)點:(1)能滿足較高的氧氣要求;(2)曝氣池中保持較高的MLVSS濃度,因此可減小曝氣池體積;(3)污泥沉淀性能好;(4)對單位BOD原去除而言,最終產污泥量較低;(5)氧的利用率高,節(jié)省能源;(6)處理穩(wěn)定.缺點:設備比較復雜,維修不方便.1.8比加深成氧法提高氧分壓,延長空氣泡上升的距離,使廢水曝氣能更好地進行曝氣這一方法主要是為了減少處理設備的占地面積和提高氧的轉移效率而發(fā)展起來的.由于加深了水深,提高了氧的分壓,延長了空氣泡上升的距離,使廢水的曝氣能更有效地進行.2高能耗工業(yè)設備活性污泥法自問世以來,為了取得良好的運行性能,人們一直對它的運行機理、運行方式,曝氣方式及適用范圍等進行不斷地摸索和總結,發(fā)展起以上所述的各種運行方式.隨著工業(yè)生產特別是化工工業(yè)的發(fā)展,工業(yè)廢水數(shù)量增多,性質復雜,一些人工合成的有機物往往能以被微生物所降解.有的還具有致癌、致畸、致突變的物性;另外,無機性營養(yǎng)物N,P等也會引起污染,它們會引起水生植物包括藻類的過量生長,進而使水中溶解氧含量下降,水質惡化.所有這些都對廢水生物處理提出了嚴峻的挑點.2.1氧化溝下表面曝氣迄今為此,人們對活性污泥運行方式上的改進還沒有取得突破性的進展,許多研究都是對上述運行方式和某些局部的改進,以探索基最佳運和狀態(tài).象Magasaki等人采用3個或多于3個曝氣池的活性污泥法,以便氧化要求改變的情況下確保生物的可降解性.人們對曝氣方式的研究比較突出的成果是日、美等國研制出的一種超微氣泡擴散器(氣泡直徑50μm),氧的吸收率可達90%,ReidEngineeringComanyofFrederickshurg研制的氧化溝下表面曝氣(圖7)也是曝氣方式的一種改進.把沖刷曝氣brushaeration)改成透平曝氣(turbineaeretion)避免了產生氣溶膠、飛濺和結冰等問題.2.2生化強化處理法粉末碳——活性污泥法實質上是一種以活性污泥形式的活性碳吸附、生物氧化的綜合處理法.其特點是:①提高了活性污泥的凈化能力;②提高對有毒物質和重金屬等沖擊負荷的穩(wěn)定;③具有較好的脫色、除臭、消減泡沫的效果.國外已用于合成纖維、化工、印染、煉油、煉焦等工業(yè)生產的污水處理.2.3氧化和分解酚類物質借助于專用細菌,活性污泥法的處理對象不僅僅是一般有機物,還可以處理一些含毒有機廢水及一些無機物,象鐮刀菌、放線菌等微生物能有效地分解劇毒的無機氰化物,含酚極毛桿菌、解酚極毛桿菌等具有強大的氧化分解酚類物質的能力.2.4脫磷、脫氮系統(tǒng)活性污泥脫磷、脫氮系統(tǒng)的生產性實例目前還很少,多數(shù)是半生產性試驗裝置,尚處于積累資料的階段.目前開發(fā)和各種脫磷、脫氮工藝,均屬于A/O系統(tǒng)的修正和改良.脫磷工藝主要包括厭氧(anaerobic)脫磷反應器,需氧(oxic)反應器和沉淀池;脫氮工藝主要包