第十四章 污水的好氧生物处理(二) 活性污泥法 第三节 活性污泥法的发展和演变
1 第十四章 污水的好氧生物处理（二） －活性污泥法 第三节 活性污泥法的发展和演变
活性污泥法的多种运行方式 ■传统活性污泥法 有机物去除和 ■渐减曝气 氨氮硝化 分步曝气 完全混合法 高负荷曝气或变型曝气 克芳 法 触稳定法 活性污泥生物滤池(ABF工艺 吸附一生物降解工艺(AB法 序枇式活性污泥法(SBR法 Plug-flow (b] Conventional plug Row 传统推流式 Return. activated sudge Seled waslewater and retum activated sludge(RAS)enler the front en of he aeration lank and are mixed by diffused air or mechanical oerotion. typically, from 3 to 5 channes passes) are used. In eart vever, low DO concentrations usually occured in the initial passes of the tonk In modem designs, the aeration system is designed to match the 09ndmd9而 ngth of the如 onk by tapering the aeration rates. 1.e ing higher rates in the beginning and lower roles near the end k. During the aeration and oxidation of organic motter occur. Activated-sludge solid s are
2 传统活性污泥法 渐 减曝气 分步曝气 完全混合法 浅层曝气 深层曝气 高负荷曝气或变型曝气 克劳斯法 延时曝气 接触稳定法 氧化沟 纯氧曝气 活性污泥生物滤池（ABF工艺） 吸附－生物降解工艺（AB法） 序批式活性污泥法（SBR法） 活性污泥法的多种运行方式 有机物去除和 氨氮硝化 传统推流式
apering Aeration Primery Cermet iuem carlier Ethan Sludge Retum coveted圳 渐减曝气 在推流式的传统曝气池中,混合掖的需氣量在长 度方向是逐步下降的。 实际情况是:前丰段氣远远不够,后半段供氧量 超过需要 渐减曝气的目的就是合理的布置扩散器,使布气 沿程变化,而总的空气量不变,这样可以提高处理 效率
3 Tapering Aeration 在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长 度方向是逐步下降的。 实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧量 超过需要。 渐减曝气的目的就是合理的布置扩散器，使布气 沿程变化，而总的空气量不变，这样可以提高处理 效率。 渐减曝气
渐减曝气 氧率曲线 供氧率 耗氧率曲线 (曝气池中廓道) 图14-23传统曝气池中供氧和需氧率曲线 分步曝气 把入流的一部分从池端引入到池中的中部分点进水。 进水 出水 曝气池 次 沉淀池 回流污泥 剩余污泥 图14-22分布曝气示意图
4 渐减曝气 把入流的一部分从池端引入到池中的中部分点进水。 分步曝气
Plug-flow(Continued) (d) Step feed Aeration tank E田ert Return activated suye Step feed is a modifioation of the conventional plug-flow process in which the settled wastewater is introduced at 3 to 4 feed points in the aeration kank bo equalize the F/M ratio, thus lowering peak oxygen demand Generally, three or more parallel channels are used. Flexibility of operation is one of the importont features of this process because the apportionment of the wastewater feed can be changed to suit operating passes as more infuent feed is added. The step-feed The step feed process can also be operated in the contact stabilization mode by feeding nly the last pass, and high wetweather fows can be bypassed lo the last 完全混合法 完全混合的概念 在分步曝气的基础上 步大大增加进水点,同肘相 应増加回流污泥开使其在曝气池中迅速混合,长条形池子 中也能做到完全混合状态。 进水 出水 回流污泥 图14-24完全混和法
5 完全混合法 在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时相 应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，长条形池子 中也能做到完全混合状态。 完全混合的概念
M x ctivated-sludge (CMAS L. hardier charter Enver Ratum activated sudga Sudo The Cmas process is on application of the Row regime of a continuous- Row stirmec-iank reco Setled wastewaer and rocyded activated side are introduoed typically at several points in the aeration tonk. the organic bad on the aeration tank, MLSS concentration, and oxygen demand ore wniform throughout the tank, An advantage of the CMAs process is dilution of shock bods that occur in the treatment of industrial waslewdlers.The CMAS process is relatively simt lo have low organic subside concentrations (i ., low F/M ratios)that encourage the growth of filamentous baeria, causing sludge bulki 完全混合法 完全混合法的特征 ①池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同,生化 环境也基本相同; ②入流出现冲击负荷肘,池液的组成变化也较小,因为 骤然增加的负荷可为全池混合液所分担,而不是像推流中 仅仅由部分回流污泥来承担。完全混合池从某种意义上来 讲,是一个大的缓冲器和均和池,在工业污水的处理中有 定优点 ③池液里各个部分的需氧量比较均勺
6 ①池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生化 环境也基本相同； ②入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小，因为 骤然增加的负荷可为全池混合液所分担，而不是像推流中 仅仅由部分回流污泥来承担。完全混合池从某种意义上来 讲，是一个大的缓冲器和均和池，在工业污水的处理中有 一定优点； ③池液里各个部分的需氧量比较均匀。 完全混合法的特征 完全混合法
浅层曝气 1953年派斯维尔 Pasveer的研究: 氧在10℃静止水中的传递特征,如下图所示。 特点:气泡形成和破裂騂间的氧传递速率最大的。在水的浅 层处用大量空气进行曝气,就可以获得较高的氣传递速率。 饱和氧值 气泡破裂 空气 气泡上升 气泡形成 图14-25浅层曝气布置原理 浅层曝气 扩散器的深度放置在水面以下0.6~0.8m范图为宜,可以节省 动力费用,动力效率可达1.8-2.6kgO/kWh 可以用一般的离心鼓风机。 浅层曝气与一般曝气相比,空气量增大,但风压仅为一般曝 气的1/4-1/6左右,约10kPa,故电耗略有下降。 曝气池水深一般3-4m,深宽比1.0-1.3,气量比:30 40m3/m3H,Oh 浅层池适用于中小型规模的污水厂 由于布气集统进行维修上的图唯,没有得到推广利用
7 浅层曝气 特点：气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率最大的。在水的浅 层处用大量空气进行曝气，就可以获得较高的氧传递速率。 1953年派斯维尔Pasveer的研究： 氧在10℃静止水中的传递特征，如下图所示。 浅层曝气 扩散器的深度放置在水面以下0.6～0.8m范围为宜，可以节省 动力费用，动力效率可达1.8-2.6kgO2/kWh。 可以用一般的离心鼓风机。 浅层曝气与一般曝气相比，空气量增大，但风压仅为一般曝 气的1/4‾1/6左右，约10kPa，故电耗略有下降。 曝气池水深一般3－4m，深宽比1.0-1.3，气量比：30－ 40m3/m3H2O.h 浅层池适用于中小型规模的污水厂。 由于布气系统进行维修上的困难，没有得到推广利用
口真空泵 深层曝气 入流 井曝气法处理流程 剩余污泥 图14-27深井曝气法处理流程 ①沉砂池②深井曝气池 ③脱气塔④二次沉淀池 脱气槽 气压缩机 起动用空气 上升管 深井曝气池简图 下降管 下降管 上升管 图14-28深井曝气池简图 深层曝气 般曝气池直径约1-6m,水深约10~20m。深井曝气法深 度为50~150m,节省了用地面积。 在深井中可利用空气作为动力,促使液流循环。 深井曝气法中,活性污泥经受压力变化较大,实践表明这肘 微生物的活性和代谢能力并无异常变化,但合成和能量分配 有一定的变化。 深井曝气池内,气液紊流大,液膜更新快,促使Ka值增 大,同肘气液接触时间增长,嵱解氧的饱和度也有深度的增 加而增加。 当井壁腐蚀或受损肘污水可能会通过井壁渗透,污祟地下 水 8
8 深层曝气 深井曝气法处理流程 深井曝气池简图 一般曝气池直径约1－6m，水深约10～20m。深井曝气法深 度为50～150m，节省了用地面积。 在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。 深井曝气法中，活性污泥经受压力变化较大，实践表明这时 微生物的活性和代谢能力并无异常变化，但合成和能量分配 有一定的变化。 深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增 大，同时气液接触时间增长，溶解氧的饱和度也有深度的增 加而增加。 当井壁腐蚀或受损时污水可能会通过井壁渗透，污染地下 水。 深层曝气
高负荷曝气或变型曝气 部分污水厂只需要部分处理,因此产生了高 负荷曝气法。 曝气池中的MLS,约为300~500mg/L,曝 气肘间比较短,约为2~3h,处理效率仅约65% 左右,有别于传统的活性污泥法,故常称变型 (c) High-rate aeration cormie Irem High rate aeration is a prooess modification in which low MLsS concentrations are combined with high wolumetric BOD loadings. The role system is daraderized by short T, high sludge recycle ratio, high F/M looding, and relatively low MLSS concentrotion High-rate systems produce a lesser event quality, in terms of BOd and TSS concentration ed to of the high loading used, more care must be laken to keep a stabl operation.Adequate mixing and aeration ore veryimportant
9 部分污水厂只需要部分处理，因此产生了高 负荷曝气法。 曝气池中的MLSS，约为300～500mg/L，曝 气时间比较短，约为2～3h，处理效率仅约65％ 左右，有别于传统的活性污泥法，故常称变型 曝气。 高负荷曝气或变型曝气
克芳斯法 ■克芳斯工程师把厌氧消化的上清液加到回」 流污泥中一起曝气,然后再进入曝气池,克服 了高碳水化合物的污泥膨胀问题,这个过程称 为克芳斯法 消化池上清液中富有氣氪,可以供应大量 碳水化合物代谢所需的氧。 消化池上清液夹带的消化污泥比重较大 有改善混合液沉淀性能的功效。 (h)K aus process nuona CHUen Aeration bank Aeration tank The Kraus process is a variation of the step aeration process used to treat hitrogen-deficient industrial wastewater. Digester supemahant is added as a food source to a portion of the retum sludge in a separate aeration tank designed to nitrify. The resulting mixed liquor is then added to the mo plug-flow aeration system. Besides providing nitrogen, nitrate is available lo serve as an electron acceptor in the event of oxygen limitation
10 克劳斯工程师把厌氧消化的上清液加到回 流污泥中一起曝气，然后再进入曝气池，克服 了高碳水化合物的污泥膨胀问题，这个过程称 为克劳斯法。 消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量 碳水化合物代谢所需的氧。 消化池上清液夹带的消化污泥比重较大， 有改善混合液沉淀性能的功效。 克劳斯法