西安建筑科技大学：《环境工程学》第三章（3-2） 活性污泥法

第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 第七讲活性污泥法2 活性污泥法的基本工艺参数 1、容积负荷( Volumetric0 r ganic Loading rate): ( kgCOD/m3·d):4m=9. (kgBOD5/md) 2、污泥负荷( Sludge0 r ganic Loading rate) MLSS y kgCOD/kgMLSSd B Mlss y kg BODs/kg.d 3、水力停留时间( Hydrau/ ic Retention Time) HRT=V/Q 4、污泥龄或污泥停留时间(S/ udge Retention Time): SRr·X gX,(h或d) R= 5、回流比: 活性污泥法的主要运行方式 各种活性污泥法工艺 迄今为止,在活性污泥法工程领域,应用着多种各具特色的运行方式。主要有以下几种: ①传统推流式活性污泥法:②完全混合活性污泥法;③阶段曝气活性污泥法;④吸附一 再生活性污泥法:⑤延时曝气活性污泥法:⑥高负荷活性污泥法:⑦纯氧曝气活性污泥 去:⑧浅层低压曝气活性污泥法:⑨深水曝气活性污泥法;⑩深井曝气活性污泥法。 1、传统推流式活性污泥法: ①工艺流程: ②供需氧曲线: ③主要优点:1)处理效果好:BOD;的去除率可达90-95%:2)对废水的处理程度比 较灵活,可根据要求进行调节。 ④主要问题:1)为了避免池首端形成厌氧状态,不宜采用过高的有机负荷,因而池容 较大,占地面积较大:2)在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象,会浪费了动力 第1页

第 1 页 第七讲 活性污泥法 2 活性污泥法的基本工艺参数 1、容积负荷（Volumetric Organic Loading Rate）： V Q C L i vCOD  = ( ) 3 kgCOD m  d ; V Q B L i vBOD  = 5 ( ) 3 kgBOD5 m  d 2、污泥负荷（Sludge Organic Loading Rate）： MLSS V Q C L i sCOD   = kgCOD kgMLSS  d ; MLSS V Q B L i sBOD   = 5 kgBOD5 kgMLSS  d 3 、 水 力 停 留 时 间 （ Hydraulic Retention Time ）： HRT =V Q （h） 4、污泥龄或污泥停留时间（Sludge Retention Time）： Qw X r V X SRT   = （h 或 d） 5、回流比： Qr Q R = 活性污泥法的主要运行方式 一、各种活性污泥法工艺 迄今为止，在活性污泥法工程领域，应用着多种各具特色的运行方式。主要有以下几种： ① 传统推流式活性污泥法；② 完全混合活性污泥法；③ 阶段曝气活性污泥法；④ 吸附— 再生活性污泥法；⑤ 延时曝气活性污泥法；⑥ 高负荷活性污泥法；⑦ 纯氧曝气活性污泥 法；⑧ 浅层低压曝气活性污泥法；⑨ 深水曝气活性污泥法；⑩ 深井曝气活性污泥法。 1、传统推流式活性污泥法： ① 工艺流程： ② 供需氧曲线： ③ 主要优点：1) 处理效果好：BOD5 的去除率可达 90-95%；2) 对废水的处理程度比 较灵活，可根据要求进行调节。 ④ 主要问题：1) 为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷，因而池容 较大，占地面积较大；2) 在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，会浪费了动力

第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 费用;3)对冲击负荷的适应性较弱。 ⑤一般所采用的设计参数(处理城市污水) 2、完全混合活性污泥法 ①主要特点:a可以方便地通过对FM的调节,使反应器内的有机物降解反应控制在 最佳状态;b.进水一进入曝气池,就立即被大量混合液所稀释,所以对冲击负荷有一定的抵 抗能力:c适合于处理较高浓度的有机工业废水。 ②主要结构形式:a合建式(曝气沉淀池):b.分建式 3、阶段曝气活性污泥法—一又称分段进水活性污泥法或多点进水活性污泥法 ①工艺流程: ②主要特点:a废水沿池长分段注入曝气池,有机物负荷分布较均衡,改善了供养速 率与需氧速率间的矛盾,有利于降低能耗;b.废水分段注入,提高了曝气池对冲击负荷的适 应能力 ③主要设计参数 4、吸附再生活性污泥法——又称生物吸附法或接触稳定法。 主要特点是将活性污泥法对有机污染物降解的两个过程一一吸附、代谢稳定,分别在各 自的反应器内进行 ①工艺流程: ②主要优点: a.废水与活性污泥在吸附池的接触时间较短,吸附池容积较小,再生池接纳的仅是浓 度较高的回流污泥,因此,再生池的容积也较小。吸附池与再生池容积之和低于传统法曝气 池的容积,基建费用较低 b.具有一定的承受冲击负荷的能力,当吸附池的活性污泥遭到破坏时,可由再生池的 污泥予以补充 ③主要缺点:处理效果低于传统法,特别是对于溶解性有机物含量较高的废水,处理 效果更差 ④主要设计参数 5、延时曝气活性污泥法一一完全氧化活性污泥法 ①主要特点: a.有机负荷率非常低,污泥持续处于内源代谢状态,剩余污泥少且稳定,勿需再进行 处理 b.处理出水出水水质稳定性较好,对废水冲击负荷有较强的适应性 c在某些情况下,可以不设初次沉淀池 ②主要缺点: 池容大、曝气时间长,建设费用和运行费用都较高,而且占地大;一般适用于处理水 质要求高的小型城镇污水和工业污水,水量一般在1000m3d以下。 ③主要设计参数: 6、高负荷活性污泥法——又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法 ①主要特点:有机负荷率高,曝气时间短,处理效果较差:而在工艺流程和曝气池的 构造等方面与传统法基本相同。 第2页

第 2 页 费用；3) 对冲击负荷的适应性较弱。 ⑤ 一般所采用的设计参数(处理城市污水)： 2、完全混合活性污泥法 ① 主要特点：a.可以方便地通过对 F/M 的调节，使反应器内的有机物降解反应控制在 最佳状态；b.进水一进入曝气池，就立即被大量混合液所稀释，所以对冲击负荷有一定的抵 抗能力；c.适合于处理较高浓度的有机工业废水。 ② 主要结构形式：a.合建式（曝气沉淀池）：b.分建式 3、阶段曝气活性污泥法——又称分段进水活性污泥法或多点进水活性污泥法 ① 工艺流程： ② 主要特点：a.废水沿池长分段注入曝气池，有机物负荷分布较均衡，改善了供养速 率与需氧速率间的矛盾，有利于降低能耗；b.废水分段注入，提高了曝气池对冲击负荷的适 应能力； ③ 主要设计参数： 4、吸附再生活性污泥法——又称生物吸附法或接触稳定法。 主要特点是将活性污泥法对有机污染物降解的两个过程——吸附、代谢稳定，分别在各 自的反应器内进行。 ① 工艺流程： ② 主要优点： a.废水与活性污泥在吸附池的接触时间较短，吸附池容积较小，再生池接纳的仅是浓 度较高的回流污泥，因此，再生池的容积也较小。吸附池与再生池容积之和低于传统法曝气 池的容积，基建费用较低； b.具有一定的承受冲击负荷的能力，当吸附池的活性污泥遭到破坏时，可由再生池的 污泥予以补充。 ③ 主要缺点：处理效果低于传统法，特别是对于溶解性有机物含量较高的废水，处理 效果更差。 ④ 主要设计参数： 5、延时曝气活性污泥法——完全氧化活性污泥法 ① 主要特点： a.有机负荷率非常低，污泥持续处于内源代谢状态，剩余污泥少且稳定，勿需再进行 处理； b.处理出水出水水质稳定性较好，对废水冲击负荷有较强的适应性； c.在某些情况下，可以不设初次沉淀池。 ② 主要缺点： 池容大、曝气时间长，建设费用和运行费用都较高，而且占地大；一般适用于处理水 质要求高的小型城镇污水和工业污水，水量一般在 1000m3 /d 以下。 ③ 主要设计参数： 6、高负荷活性污泥法——又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法 ① 主要特点：有机负荷率高，曝气时间短，处理效果较差；而在工艺流程和曝气池的 构造等方面与传统法基本相同

第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 ②主要设计参数 7、纯氧曝气活性污泥法 ①主要特点 a纯氧中氧的分压比空气约高5倍,纯氧曝气可大大提高氧的转移效率; b.氧的转移率可提高到80~90%,而一般的鼓风曝气仅为10%左右 c.可使曝气池内活性污泥浓度高达4000~7000mg/,能够大大提高曝气池的容积负荷 d剩余污泥产量少,SⅥ值也低,一般无污泥膨胀之虑 ②曝气池结构 ③主要设计参数 8、浅层低压曝气法 ①理论基础:只有在气泡形成和破碎的瞬间,氧的转移率最高,因此,没有必要延长 气泡在水中的上升距离 ②其曝气装置一般安装在水下08-09米处,因此可以采用风压在1米以下的低压风机 动力效率较高,可达1.80-2.60kgO2/kwh ③其氧转移率较低,一般只有2.5%; ④池中设有导流板,可使混合液呈循环流动状态 9、深水曝气活性污泥法 ①主要特点:a曝气池水深在7~8m以上,b由于水压较大,洋的转移率可以提高,相 应也能加快有机物的降解速率;c占地面积较小 ②一般有两种形式:a深水中层曝气法:b.深水深层曝气法 10、深井曝气活性污泥法—一又称超深水曝气法 ①工艺流程:一般平面呈圆形,直径约介于1-6m,深度一般为50~150ma ②主要特点:a氧转移率高,约为常规法的10倍以上:b动力效率高,占地少,易于 维护运行:c耐冲击负荷,产泥量少:d一般可以不建初次沉淀池:e.但受地质条件的限制。 ③主要设计参数 各种活性污泥法的设计参数(处理城市污水,仅为参考值) 设计参数 传统活性污泥法完全混合活性污泥法阶段曝气活性污泥法 BOD3SS负荷 0.2~0.4 0.2~0.6 0.2~0.4 (kg BODs/kg MLSS. d) 容积负荷( kgBOD/m3d) 0.3~0.6 08~2.0 污泥龄(d) MLSS(mg/l) 1500~3000 3000~6000 2000~3500 MLVSS(mg/l) 1200~2400 2400~4800 1600~2800 25~50 25~100 25~75 暴气时间HRIh) BODs去除率(%) 85~95 85~90 85~90 设计参数 吸附再生活性污泥法延时曝气活性污泥法高负荷活性污泥法 BOD-SS负荷 0.2~0.6 0.05~0.15 5~5.0 第3页

第 3 页 ② 主要设计参数： 7、纯氧曝气活性污泥法 ① 主要特点： a.纯氧中氧的分压比空气约高 5 倍，纯氧曝气可大大提高氧的转移效率； b.氧的转移率可提高到 80~90%，而一般的鼓风曝气仅为 10%左右； c.可使曝气池内活性污泥浓度高达 40007000mg/l，能够大大提高曝气池的容积负荷； d.剩余污泥产量少，SVI 值也低，一般无污泥膨胀之虑。 ② 曝气池结构： ③ 主要设计参数： 8、浅层低压曝气法 ① 理论基础：只有在气泡形成和破碎的瞬间，氧的转移率最高，因此，没有必要延长 气泡在水中的上升距离； ② 其曝气装置一般安装在水下0.80.9米处，因此可以采用风压在1米以下的低压风机， 动力效率较高，可达 1.802.60kgO2/kw.h； ③ 其氧转移率较低，一般只有 2.5%； ④ 池中设有导流板，可使混合液呈循环流动状态。 9、深水曝气活性污泥法 ① 主要特点：a.曝气池水深在 78m 以上，b.由于水压较大，洋的转移率可以提高，相 应也能加快有机物的降解速率；c.占地面积较小。 ② 一般有两种形式：a.深水中层曝气法：b.深水深层曝气法： 10、深井曝气活性污泥法——又称超深水曝气法 ① 工艺流程：一般平面呈圆形，直径约介于 16m，深度一般为 50150m。 ② 主要特点：a.氧转移率高，约为常规法的 10 倍以上；b.动力效率高，占地少，易于 维护运行；c.耐冲击负荷，产泥量少；d.一般可以不建初次沉淀池；e.但受地质条件的限制。 ③ 主要设计参数 各种活性污泥法的设计参数(处理城市污水，仅为参考值) 设计参数 传统活性污泥法 完全混合活性污泥法 阶段曝气活性污泥法 BOD5—SS 负荷 (kgBOD5/kgMLSS.d) 0.20.4 0.20.6 0.20.4 容积负荷(kgBOD5/m3 .d) 0.30.6 082.0 0.61.0 污泥龄(d) 515 515 515 MLSS(mg/l) 15003000 30006000 20003500 MLVSS(mg/l) 12002400 24004800 16002800 回流比(%) 2550 25100 2575 曝气时间 HRT(h) 48 35 38 BOD5 去除率(%) 8595 8590 8590 设计参数 吸附再生活性污泥法 延时曝气活性污泥法 高负荷活性污泥法 BOD5—SS 负荷 0.20.6 0.050.15 1.55.0

第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 (kg BODs/kgMLSS. d) 容积负荷( kgbod /m3d) 0.1~0.4 污泥龄(d) 20~30 0.25~2.5 MLSS(mg/l) 吸附池1000~3000 000~6000 200~500 再生池4000~10000 MLVSS(mg/) 吸附池800~2400 2400~4800 160~400 再生池3200~8000 回流比(%) 25~100 75~100 曝气时间HRI(h) 吸附池0.5~1.0 1.5~3.0 再生池3~6 BOD5去除率(%) 0~90 0~75 设计参数 纯氧曝气活性污泥法深井曝气活性污泥法 BOD-SS负荷 0.41.0 (kg BOD5/kgMLSS d) 容积负荷( koBO/m.d) 2.0~3.2 3.0~3.6 污泥龄(d) 5~15 MLSS(mg/ 6000~10000 MLVSS(mg/l) 4000~6500 2400~4000 回流比(%) 25~50 40~80 曝气时间HRT(h 1.5~3.0 溶解氧浓度DO(mg/) SVi(ml/g) 30~50 BODs去除率(%) 75~95 85~90 二、曝气池的型式与构造 1、曝气池的类型 ①根据混合液在曝气池内的流态,可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种; ②根据曝气方式,可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械 鼓风曝气池 ③根据曝气池的形状,可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种 ④根据曝气池与二沉池之间的关系,可分为合建式(即曝气沉淀池)和分建式两 种。 2、曝气池的流态 ①推流式曝气池 ②完全混合式曝气池 ③循环混合式曝气池:一氧化沟 3、曝气池的构造 曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合的要求,因此,曝气池的构造首先取决于曝 气方式和所采用的曝气装置 第4页

第 4 页 (kgBOD5/kgMLSS.d) 容积负荷(kgBOD5/m3 .d) 1.01.2 0.10.4 1.22.4 污泥龄(d) 515 2030 0.252.5 MLSS(mg/l) 吸附池 10003000 再生池 400010000 30006000 200500 MLVSS(mg/l) 吸附池 8002400 再生池 32008000 24004800 160400 回流比(%) 25100 75100 515 曝气时间 HRT(h) 吸附池 0.51.0 再生池 36 1848 1.53.0 BOD5 去除率(%) 8090 95 6075 设计参数 纯氧曝气活性污泥法 深井曝气活性污泥法 BOD5—SS 负荷 (kgBOD5/kgMLSS.d) 0.41.0 1.01.2 容积负荷(kgBOD5/m3 .d) 2.03.2 3.03.6 污泥龄(d) 515 5 MLSS(mg/l) 600010000 30005000 MLVSS(mg/l) 40006500 24004000 回流比(%) 2550 4080 曝气时间 HRT(h) 1.53.0 1.02.0 溶解氧浓度 DO(mg/l) 610 SVI(ml/g) 3050 BOD5 去除率(%) 7595 8590 二、曝气池的型式与构造 1、曝气池的类型 ① 根据混合液在曝气池内的流态，可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种； ② 根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械⎯⎯ 鼓风曝气池； ③ 根据曝气池的形状，可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种； ④ 根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建式（即曝气沉淀池）和分建式两 种。 2、曝气池的流态 ① 推流式曝气池 ② 完全混合式曝气池 ③ 循环混合式曝气池：⎯⎯氧化沟 3、曝气池的构造 曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合的要求，因此，曝气池的构造首先取决于曝 气方式和所采用的曝气装置