第二節(jié) 活性污泥法的發(fā)展

1、4.2 活性污泥法的發(fā)展活性污泥法的發(fā)展4.2.1 活性污泥法曝氣反應(yīng)池的基本形式活性污泥法曝氣反應(yīng)池的基本形式推流式曝氣池推流式曝氣池完全混合曝氣池完全混合曝氣池封閉環(huán)流式反應(yīng)池封閉環(huán)流式反應(yīng)池序批式反應(yīng)池序批式反應(yīng)池1、傳統(tǒng)活性污泥法、傳統(tǒng)活性污泥法 （推流式）（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(guò)程中連續(xù)完成吸附和代謝過(guò)程。曝氣池混合液在二泥微生物在此過(guò)程中連續(xù)完成吸附和代謝過(guò)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。沉池去除活性污泥懸浮固體后，澄清液作為凈化

2、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)活性污泥法的部分作為剩余污泥排出。傳統(tǒng)活性污泥法的BOD負(fù)荷是負(fù)荷是0.2 0.4kg/kgd，一般在，一般在0.3左右凈化效果和沉降性能均甚好。左右凈化效果和沉降性能均甚好。4.2.2 活性污泥法活性污泥法 的發(fā)展和演變的發(fā)展和演變 運(yùn)行運(yùn)行 水流一端進(jìn)，另一端出，水流一端進(jìn)，另一端出， 沿途曝氣，推流前進(jìn)沿途曝氣，推流前進(jìn)。 特點(diǎn)特點(diǎn) 1.1.吸附吸附減速增長(zhǎng)減速增長(zhǎng)內(nèi)源呼吸，內(nèi)源呼吸，BODBOD降解曲線是呈緩慢下降曲線降解曲線是呈緩慢下降

3、曲線 2.2.耐沖擊負(fù)荷能力差耐沖擊負(fù)荷能力差( (尤其對(duì)有毒或高濃度工業(yè)廢水尤其對(duì)有毒或高濃度工業(yè)廢水) ) 3. 3.不易污泥膨脹不易污泥膨脹 4.4.供氧與需氧不平衡供氧與需氧不平衡 5.5.處理效果好處理效果好3、漸減曝氣法、漸減曝氣法 需氧量需氧量 定常供氧速率定常供氧速率漸減供氧速率變化曲線漸減供氧速率變化曲線供需氧量供需氧量曝氣過(guò)程（曝氣池長(zhǎng)度）曝氣過(guò)程（曝氣池長(zhǎng)度） 針對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法針對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法中由于沿曝氣池池長(zhǎng)均中由于沿曝氣池池長(zhǎng)均勻供氧，在池末端供氧勻供氧，在池末端供氧與需氧量之間的差距較與需氧量之間的差距較大，嚴(yán)重浪費(fèi)能量，而大，嚴(yán)重浪費(fèi)能量，而提出的一種能使供氧

4、量提出的一種能使供氧量和混合液需氧量相適應(yīng)和混合液需氧量相適應(yīng)的運(yùn)行方式。目前的傳的運(yùn)行方式。目前的傳統(tǒng)活性污泥法一般都采統(tǒng)活性污泥法一般都采用這種供氧方式。用這種供氧方式。3、分段進(jìn)水（階段曝氣）活性污泥法、分段進(jìn)水（階段曝氣）活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法的傳統(tǒng)活性污泥法的BOD負(fù)荷在池首過(guò)高，需氧率沿池長(zhǎng)逐漸降低，負(fù)荷在池首過(guò)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，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即形成階段進(jìn)水方法，這種方法除了能平衡

5、 曝氣池供氣量外，還能使微生物營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)均勻。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。低，對(duì)二沉池工作有利。 型式型式 廊道式廊道式 流態(tài)流態(tài) 推流式推流式( (多點(diǎn)進(jìn)水多點(diǎn)進(jìn)水) ) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1.需氧和供氧較平衡需氧和供氧較平衡 2.耐沖擊負(fù)荷力強(qiáng)耐沖擊負(fù)荷力強(qiáng) 3.處理效果好處理效果好 4. BOD降解曲線是呈降解曲線是呈 鋸齒緩慢下降曲線鋸齒緩慢下降曲線5、延時(shí)曝氣活性污泥法、延時(shí)曝氣活性污泥法 特點(diǎn)特點(diǎn) 1.1.由于負(fù)荷低，延時(shí)曝氣池容積大，

6、占地面積較大由于負(fù)荷低，延時(shí)曝氣池容積大，占地面積較大 2.2.對(duì)水質(zhì)水量變動(dòng)性強(qiáng)對(duì)水質(zhì)水量變動(dòng)性強(qiáng) 3.3.產(chǎn)污泥量少產(chǎn)污泥量少 4.4.處理效果好處理效果好4、高負(fù)荷活性污泥法、高負(fù)荷活性污泥法 特點(diǎn)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。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，處理效果差，6070 3.產(chǎn)污泥量高產(chǎn)污泥量高 4.適合做預(yù)處理適合做預(yù)處理6、吸附再生法、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，適于處理溶解的氣池

7、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。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。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(剩余污泥不必再生剩余污泥不必再生)，故節(jié)約空氣，故節(jié)約空氣 量，且可縮小池容。經(jīng)過(guò)再生的活性污泥處

8、于營(yíng)養(yǎng)不足狀態(tài)，因而吸附量，且可縮小池容。經(jīng)過(guò)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，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。膨脹。在使用上，吸附再生法具有很大的靈活性。 型式：型式： 廊道式廊道式(吸附池和再生池可合建吸附池和再生池可合建) 流態(tài)流態(tài)：中間進(jìn)水，推流中間進(jìn)水，推流 特點(diǎn)特點(diǎn)： 處理質(zhì)量較差處理質(zhì)量較差 耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)耐沖擊負(fù)

9、荷強(qiáng) 適合處適合處 理膠體物質(zhì)含量高的工業(yè)廢水理膠體物質(zhì)含量高的工業(yè)廢水 BOD降解曲降解曲 線是呈急劇下降、緩慢下降曲線線是呈急劇下降、緩慢下降曲線 7、完全混合活性污泥法、完全混合活性污泥法 完全混合法中的入流廢水進(jìn)完全混合法中的入流廢水進(jìn) 入曝氣池后入曝氣池后,即與池內(nèi)廢水完即與池內(nèi)廢水完 全混合，曝氣池內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物和全混合，曝氣池內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物和 需氧率都是均勻的，微生物需氧率都是均勻的，微生物 接觸的是濃度與出水濃度一接觸的是濃度與出水濃度一 樣的廢水，故可承受一定的樣的廢水，故可承受一定的 沖擊負(fù)荷。沖擊負(fù)荷。 完全混合法的，曝氣池與沉完全混合法的，曝氣池與沉淀池有分建與合建兩種類(lèi)型。淀池有

10、分建與合建兩種類(lèi)型。 完全混合法的工作點(diǎn)可以處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。衰減增長(zhǎng)期或內(nèi)源呼吸期。 特點(diǎn)特點(diǎn)1.1.抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，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降解曲線是呈緩慢下降型直線曲線 2.2.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3.3.處理效率差于推流式處理效率差于推流式4.4.易出現(xiàn)污泥膨脹易出現(xiàn)污泥膨脹8、深水曝氣和深井曝氣活性污泥法、深水曝氣和深井曝氣活性污泥法 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 氧利用率高、占地面積小，可以處理較

11、高氧利用率高、占地面積小，可以處理較高 濃度的廢水。濃度的廢水。9、純氧曝氣活性污泥法、純氧曝氣活性污泥法 特點(diǎn)特點(diǎn)： 1.1.溶解氧溶解氧Do8mg/LDo8mg/L 2. 2.污泥濃度污泥濃度MlSSMlSS很高，高達(dá)很高，高達(dá)4000400070007000 3. 3.剩余污泥量剩余污泥量xx很少很少 4.4.污泥指數(shù)污泥指數(shù)SVISVI低，沉降性能好低，沉降性能好 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用高建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用高4.2.3 膜生物反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池厭氧池厭氧池膜膜-生物反應(yīng)器生物反應(yīng)器 （好氧池）（好氧池）污泥沉降污泥沉降 干化池干化池回用或排放回用或排放水箱水箱格柵格柵風(fēng)機(jī)

12、風(fēng)機(jī)抽抽吸吸泵泵恒恒流流閥閥傳統(tǒng)法和MBR流程的差異 傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法膜生物反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器 (MBR流程流程)流量調(diào)整池流量調(diào)整池反應(yīng)池反應(yīng)池流量調(diào)整池流量調(diào)整池反應(yīng)池反應(yīng)池二沉池二沉池1污染物去除效率高，處理出水水質(zhì)好污染物去除效率高，處理出水水質(zhì)好 1污泥濃度高，裝置容積負(fù)荷大，占地面積小污泥濃度高，裝置容積負(fù)荷大，占地面積小 1有利于增殖緩慢或高效微生物的截留，提高系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)物的處理能力統(tǒng)的硝化效果和對(duì)難降解有機(jī)物的處理能力 1剩余污泥產(chǎn)生量低剩余污泥產(chǎn)生量低 1易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作管理方便易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作

13、管理方便 1經(jīng)處理后排放水可實(shí)現(xiàn)回用SMBR型膜元件的名稱膜元件型號(hào)膜元件型號(hào) 膜面積膜面積 濾膜孔徑濾膜孔徑 過(guò)濾產(chǎn)量過(guò)濾產(chǎn)量SMBR150 1.50米米2 0.3m 600升日升日SMBR80 0.80米米2 0.3m 320升日升日SMBR25 0.25米米2 0.3m 100升日升日 膜通量N單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位膜面積的過(guò)濾量單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位膜面積的過(guò)濾量 N單位：?jiǎn)挝唬簃3m2d 或或 Lm2d 濾膜的臨界膜通量濾膜的臨界膜通量在恒流運(yùn)行條件下，過(guò)濾壓差(TMP)不隨時(shí)間明顯升高的最大過(guò)濾產(chǎn)量。濾膜組件必須控制在臨界過(guò)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)。 濾膜本身的性能(

14、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)行模式與條件臨界膜通量（Critical Flux）膜面切向錯(cuò)流、氣液擾動(dòng) 1015 g/L 反應(yīng)器主體反應(yīng)器主體 膜材料與組件膜材料與組件 附屬裝置與系統(tǒng)附屬裝置與系統(tǒng) 預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)污泥處理設(shè)施污泥處理設(shè)施自控系統(tǒng)自控系統(tǒng)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) & 膜材料與孔徑膜材料與孔徑& 操作通量與壓力操作通量與壓力& 操作模式操作模式& 膜面水力條件膜面水力條件& 清洗清洗 反應(yīng)器相關(guān)參數(shù) HRTHRT，SRTSRT污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷容積負(fù)荷容積負(fù)荷 處理效果與影響因素處理

15、效果與影響因素 混合液性質(zhì)與混合液性質(zhì)與微生物行為微生物行為膜污染機(jī)理膜污染機(jī)理與控制技術(shù)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 = 300m3d = 300 m3d0.4 m3m2d1.5 m2張 = 500片 (SMBR150型) = 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 A（組件縱向）尺寸：（組件縱向）尺寸：4040片膜片膜13001300以上以上 6060片膜片膜16001600以上以上 8080片膜片膜19001900以上以上 100100片膜片膜22002200以上以上B B（組件短邊向）尺寸：（組件短邊向）尺寸：（1

16、000-1200)1000-1200)n+300 +300 n16001600以上以上H H（反應(yīng)器水深）尺寸：（反應(yīng)器水深）尺寸：SMBR80型型 15001500以上以上 SMBR150型型 2 2500以以上上 （MBR反應(yīng)器高度應(yīng)為：反應(yīng)器高度應(yīng)為：H+500) )反應(yīng)池周邊反應(yīng)池周邊 膜組件膜組件膜分離槽(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)合有機(jī)污水處理設(shè)施的場(chǎng)合 BOD BOD容積負(fù)荷容積負(fù)荷1.01.01.5kg/(m1.5kg/(m3 3d)d)。V m3Q= 100m3/dBOD 100mg/L10kg BOD/d10kg BOD/d1.5kg BOD/(m

17、3d) = 6.7m3以上以上曝氣量的計(jì)算PP流入排放流量調(diào)整池流量調(diào)整池膜生物反應(yīng)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。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)條件設(shè)計(jì)條件 污水類(lèi)型：污水類(lèi)型： 市政雜排水市政雜排水 污水量：污水量： 300m3d 流入流入BOD： 200mgL設(shè)定值設(shè)定值 膜通量：膜通量： 0.4m3m2d BOD容積負(fù)荷：容積負(fù)荷： 1.5KGm3d計(jì)算值計(jì)算值 膜元件數(shù)：膜元件數(shù)： 300m3d 0.4m3m2d=750 m2 選用選用SMBR150型：型： 750 m21.5

18、 m2張張=500片片 膜組件數(shù)：膜組件數(shù)： 50050=10 (個(gè)個(gè))或或500100=5 (個(gè)個(gè)) 反應(yīng)池體積：反應(yīng)池體積： 200mgL300m3d 1.5KGm3d =40 m3(實(shí)際生物好氧反應(yīng)水量實(shí)際生物好氧反應(yīng)水量) 反應(yīng)池尺寸：參見(jiàn)反應(yīng)池尺寸：參見(jiàn)“關(guān)于膜組件的設(shè)置空間關(guān)于膜組件的設(shè)置空間” HRT： 24(300m3d40 m3)=3.2h項(xiàng)目項(xiàng)目城市污水城市污水工業(yè)污水工業(yè)污水進(jìn)水進(jìn)水COD(mg/L)COD(mg/L)44.244.2800800133313336800068000CODCOD去除率去除率(%)(%)90909898909099.899.8污泥濃度污泥濃度

19、(g/L)(g/L)101020,20,最高最高50502020容積負(fù)荷（容積負(fù)荷（kg COD/(mkg COD/(m3 3d)d)1.21.25.785.780.250.251616污泥負(fù)荷污泥負(fù)荷(kg COD/(kg VSS(kg COD/(kg VSSd)d)0.030.030.550.550.0120.0122.722.72污泥產(chǎn)率污泥產(chǎn)率(kg MLSS/kg COD)(kg MLSS/kg COD)0 00.340.340.050.050.350.35水力停留時(shí)間水力停留時(shí)間(h)(h)2 224241414389389污泥齡污泥齡(d)(d)5 56.26.2600600傳統(tǒng)

20、活性污泥法：傳統(tǒng)活性污泥法：容積負(fù)荷：容積負(fù)荷：0.60.61.8 kg COD/(m1.8 kg COD/(m3 3d)d)污泥負(fù)荷：污泥負(fù)荷：0.40.40.8kg COD/(kg VSS0.8kg COD/(kg VSSd)d)污泥齡：污泥齡： 5 515d15d好氧膜-生物反應(yīng)器處理城市和工業(yè)廢水A2MBR脫氮除磷工藝TNTN去除率：去除率：90%90%TPTP去除率：去除率：80%80%，出水，出水TP1.0mg/LTP1.0mg/L缺氧反應(yīng)器缺氧反應(yīng)器厭氧反應(yīng)器厭氧反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器 內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)回流污泥回流污泥原廢水原廢水處理水處理水MBR處理市政污水(中試)的效果(1)確定膜的臨界過(guò)濾通量：確定膜的臨界過(guò)濾通量：400-450升升米米2日日容積負(fù)荷：容積負(fù)荷：BOD原液原液171.1mgL，出水出水3.5mgL，日處理，日處理69M3，污泥混合液體積污泥混合液體積8M3：容積負(fù)荷：容積負(fù)荷：1.45k