活性污泥法綜述

活性污泥法摘要：活性污泥法在廢水中的應(yīng)用，外界條件對活性污泥的影響及活性污泥在各類污水處理中的作用，并提到了活性污泥工藝的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢及活性污泥新工藝。序言廢水是當(dāng)前環(huán)境重要污染物之一，對其進(jìn)行處理是很重要也是很有必要的。廢水處理方法主要有物理處理法、化學(xué)處理法、物化處理法和生化處理法。其中比較優(yōu)越的是生化處理法，它也是廢水處理系統(tǒng)中最重要的過程之一。在廢水生化處理過程中起主力軍作用的是活性污泥微生物。廢水生物處理中微生物(micro-organism)懸浮在水中的各種方法的統(tǒng)稱。因懸浮的微生物群體呈泥花狀態(tài)(floc)，故名。一般指需氧活性污泥過程(AerobicWastewaterProcess)?；钚晕勰喾ㄊ且曰钚晕勰酁橹黧w的廢水生物處理的主要方法。通過對活性污泥法的研究提出新的活性污泥工藝并使其在污水處理這一重要領(lǐng)域發(fā)揮更大作用，甚至擴(kuò)大其應(yīng)用范圍?；钚晕勰喾ㄒ言谒幚砉に囍械玫綇V泛使用，對其處理過程所出現(xiàn)的問題也能較好的控制和解決，并且能使剩余活性污泥的到資源化利用。本文包括了活性污泥法工藝概況，活性污泥法在廢水處理中的應(yīng)用，外部因素對活性污泥的影響，余活性污泥處理技術(shù)及活性污泥新工藝。活性污泥法工藝概況國內(nèi)對活性污泥工藝的設(shè)計(jì)通常采用中等負(fù)荷(O.3KgBOD5/(kgMLSS?d))，而在實(shí)際中人們從經(jīng)濟(jì)角度考慮總是采用較高的負(fù)荷，所以高負(fù)荷下的污泥膨脹在中國具體較為廣泛的意義。低負(fù)荷活性污泥工藝曝氣池內(nèi)基質(zhì)濃度較低，絲狀菌容易獲得較高的增長效率，所以是最容易產(chǎn)生污泥膨脹□。絲狀菌大量繁殖引起污泥膨脹產(chǎn)生生物泡沫是活性污泥處理法中普遍存在的嚴(yán)重問題。生物泡沫的存在使得污水處理廠的操作、運(yùn)行和控制都產(chǎn)生了一定的困難，嚴(yán)重影響了出水水質(zhì)。生物泡沫主要是由絲狀微生物過度生長所致，影響生物泡沫的形成因素主要有pH、溫度、溶解氧、污泥停留時間、污泥負(fù)荷、曝氣方式等。控制方法主要包括物理、化學(xué)、生化等三種途徑。其中加入化學(xué)藥劑來控制生物泡沫的方法雖然常用但存在一定的負(fù)作用?？傊刂粕锱菽漠a(chǎn)生還缺乏精確有效的方法和途徑，還需要通過更深入的研究，尋找一種更合理有效、更經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法來控制絲狀微生物的生長和泡沫的形成，以保證活性污泥正常高效的運(yùn)行【2］。活性污泥法工藝基本組成有曝氣池、二沉池、回流系統(tǒng)、剩余污泥排放系統(tǒng)、供養(yǎng)系統(tǒng)。其影響因素包括BOD負(fù)荷率、水溫、pH值、溶解氧、營養(yǎng)平衡、有毒物質(zhì)?；钚晕勰喾ㄔ趶U水處理中的應(yīng)用活性污泥工藝是污水生物處理的一種方法。該法是在人工充氧條件下，對污水和各種微生物群體進(jìn)行連續(xù)混合培養(yǎng)，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機(jī)污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。影響活性污泥過程工作效率（處理效率和經(jīng)濟(jì)效益）的主要因素是處理方法的選擇與曝氣池和沉淀池的設(shè)計(jì)及運(yùn)行【4］?；钚晕勰喾ㄊ遣捎萌斯て貧獾氖侄危够钚晕勰嗑鶆蚍稚⒉腋∮诜磻?yīng)器（曝氣池）中，和污水充分接觸，并在有溶解氧的情況下，對污水中所含的有機(jī)物進(jìn)行分解代謝活動。在這一活動過程中，有機(jī)物質(zhì)被微生物所利用，得以降解、去除?；钚晕勰喾ǖ膽?yīng)用：（1） 有機(jī)廢水的處理活性污泥在曝氣過程中，對有機(jī)物的降解過程可分為兩個階段，即吸附階段和穩(wěn)定階段。如：活性污泥法去除焦化廢水中芳香族有機(jī)物及雜環(huán)化合物［5］。（2） 重金屬廢水的處理活性污泥法處理重金屬廢水主要是利用活性污泥中的細(xì)菌、原生動物等微生物與懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)混雜形成的具有很強(qiáng)吸附分解能力的污泥顆粒來完成的。Adsorptionofheavymetalsonsonicatedactivatedsludge.，afterasonicationof15minandstorageofthreedaysafterirradiation,theequilibriumcapacityisincreasedabout45%.Therestructurationofsludgeduringthestorageseemstoincreasetheaccessibilitytoactivebindingsites.［Copyright2009Elsevier］CopyrightofUltrasonicsSonochemistryisthepropertyofElsevierSciencePublishingCompany,Inc［6］.（3） 印染廢水的處理運(yùn)用活性污泥法處理印染廢水，，既能分解其中大量的有機(jī)物質(zhì)，又能去除部分色素，還可以小量調(diào)節(jié)pH值，運(yùn)轉(zhuǎn)效率高而費(fèi)用低，出水水質(zhì)好。高效活性污泥可降解黃原膠廢水［7］，從黃原膠廢水中分離篩選出高效降解菌株J,將其以不同培養(yǎng)量添加到活性污泥中,研究其CODcr降解能力。實(shí)驗(yàn)表明:將菌株J以150mL添入活性污泥中，在污泥沉降比二30%、V（黃原膠廢水）=500mL時搖床培養(yǎng)（t=37°C、n=110r/min），與對照活性污泥比較，12h降解效率提高60.2%;當(dāng)將KH2PO4以80mg添入高效活性污泥中，在V（黃原膠廢水）=700mL,其余實(shí)驗(yàn)條件相同時，與對照高效活性污泥比較，12h內(nèi)降解效率提高9.2%以上。各種因素對活性污泥法性能的影響在活性污泥法中，有許多物質(zhì)都會影響它的性能，不同水質(zhì)對其處理過程也會有影響。BOD/N對活性污泥法性能的影響（不同進(jìn)水BOD/N對污泥沉降性能（SVI）的影響［8］，不同進(jìn)水BOD/N對污泥濃度（MLSS）的影響，不同進(jìn)水BOD/N對COD去除率的影響，不同進(jìn)水BOD/N對TN去除率的影響)磁效應(yīng)對活性污泥法處理污水有影響[9]應(yīng)用磁效應(yīng)能使活性污泥的結(jié)構(gòu)得到改善,污泥的沉降性能、污泥中微生物活性及抗污染物沖擊負(fù)荷能力都優(yōu)于普通活性污泥。煉油污水可生化性對活性污泥法處理效能的影響[io]采用CODBN值對煉油污水的可生化性進(jìn)行評價,CODcr與BOD5的去除率隨CODBN的增大而降低。由此說明CODBN越高，煉油污水的可生化性越差，采用活性污泥法必須控制CODBNoInthepresentstudy,weappliedrhamnolipid-containingcell-freeculturebrothtoenhancethebiodegradationofcrudeoilandlubricatingoilinaconventionalaerobically-activatedsludgesystem[11].硅藻土顆粒在處理煤氣廢水活性污泥系統(tǒng)中的作用[12](TheRoleofDiatomiteParticlesintheActivatedSludgeSystemforTreatingCoalGasificationWastewater)Diatomiteisakindofnaturallow-costmineralmaterial.Ithasanumberofuniquephysicalpropertiesandhasbeenwidelyusedasanadsorbentinwastewatertreatment.Thisstudywasconductedtoinvestigatetheaerobicbiodegradationofcoalgasificationwastewaterwithandwithoutdiatomiteaddition.Experimentalresultsindicatedthatdiatomiteaddedintheactivatedsludgesystemcouldpromotethebiomassandalsoenhancetheperformanceofthesludgesettling.三氯化鐵對活性污泥系統(tǒng)的影響[13]投加三氯化鐵輔助除磷效果較好,但對去除COD和氮無明顯的強(qiáng)化作用,且隨投加期延長,還出現(xiàn)不利影響。PLFAs法測定結(jié)果說明:污泥微生物群落的總生物量有所減少,但微生物群落結(jié)構(gòu)基本沒變化。超聲可使連續(xù)流活性污泥系統(tǒng)污泥減量[14在聲能密度0.8W/mL、超聲作用時間60s,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后,出水CODCr質(zhì)量濃度為46mg/L,單位MLSS的SVI為82.6mL/g。此時，系統(tǒng)出水達(dá)到GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級排放標(biāo)準(zhǔn),污泥沉降性良好,污泥減量效果明顯。重金屬對活性污泥微生物具有毒性[15]重金屬抑制發(fā)光菌的發(fā)光率，對活性污泥脫氫酶也有毒性結(jié)對活性污泥的硝化速率影響尤為明顯腐殖土是改善普通活性污泥系統(tǒng)脫氮除磷效果的有效方法[16]腐殖土強(qiáng)化活性污泥系統(tǒng)對NH一N、TN和TP的平均去除率分別為71．50％、54．83％和62．67％，比普通活性污泥系統(tǒng)分別高出8．67％、8．16％和33．84％。由上可知，活性污泥除污效果與很多因素有關(guān)，不斷探索研究以求達(dá)到更高的去除率?；钚晕勰喾ㄗ鳛槲鬯幚淼囊环N主要的凈化方法，而活性污泥處理工藝也成為普遍運(yùn)用的的工藝之一，其處理過程在不斷地改進(jìn)優(yōu)化，也取得了顯著的成就。活性污泥新工藝氧化溝（Oxidationditch）（循環(huán)式曝氣池）主要特點(diǎn)：運(yùn)行成本低，構(gòu)造簡單，易于維護(hù)、管理，出水水質(zhì)好，運(yùn)行穩(wěn)定，并可以脫氮除磷。它的作原理與特征在構(gòu)造方面：池型為環(huán)形溝渠，進(jìn)水簡單、出水采用溢流堰形式，水流為完全混合，溶解氧有梯度，V平均=0.4m/s，單循環(huán)時間4-20min，循環(huán)次數(shù)72-360，有機(jī)物濃度和污泥濃度均勻，DO有梯度。在工藝方面的特征：工藝流程簡單，運(yùn)行管理方便，可不設(shè)初沉池；可與二沉池合建，不需污泥回流設(shè)備；剩余污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定（一般不需污泥消化池）；負(fù)荷低（0.05-0.15kgB0D/kg.d）,屬于延時曝氣（10-24h）；污泥齡長（20-30天）；耐沖擊負(fù)荷；處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好（BOD小于15mg/L）；基建和運(yùn)行費(fèi)用低出（基建費(fèi)用比傳統(tǒng)法低40-60%；運(yùn)行費(fèi)用低30-50%）。根據(jù)流體湍流條件的變化調(diào)整攪拌槳在序批式反應(yīng)器也可優(yōu)化活性污泥系統(tǒng)；生物膜與活性污泥結(jié)合工藝將常規(guī)生物脫氮除磷工藝中存在的相互影響和制約的因素分解，能夠同時有效地從污水中去除氮、磷和有機(jī)物；在城市污水處理廠運(yùn)行中,通過提高污泥回流比實(shí)現(xiàn)提高污泥濃度是有限的，分點(diǎn)進(jìn)水高效脫氮除磷（ECOSUN-IDE）工藝改變了傳統(tǒng)的進(jìn)水方式［17,在活性污泥系統(tǒng)中進(jìn)行分點(diǎn)進(jìn)水，大幅度提高了污泥濃度,從而改進(jìn)了城市污水處理廠脫氮除磷效率；用活性污泥法處理污水的同時也產(chǎn)生了大量的剩余污泥，用臭氧，超聲波和引入原生動物減少污泥及使剩余污泥資源化也成了一門新工藝?？偨Y(jié)近幾十年來，活性污泥法在生物學(xué)、反映動力學(xué)的理論方面以及在工藝變形方面都獲得了長足的發(fā)展，出現(xiàn)了多種能夠適應(yīng)各種條件的工藝流程，使得它的適用性，有效性更加完善。它在城市污水和一些工業(yè)廢水的處理中，特別是在規(guī)模較大的場合，已占有極大的優(yōu)勢，成為主體處理工藝?；钚晕勰喾ㄊ悄壳皯?yīng)用最廣泛的污水好氧生物處理技術(shù)，它由曝氣池，沉淀池，污泥回流和剩余污泥排除系統(tǒng)組成，程序簡單，設(shè)備要求不高，污水中的可溶性有機(jī)污染物為活性污泥所吸附，并為存活在活性污泥上的微生物群體所分解，使污水得到凈化。毫無疑問，活性污泥法在未來會得到跟大程度的完善和發(fā)展，而活性污泥工藝未來兩個大的方向是膜分離技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)訂活性污泥工藝概述中國污水處理工程網(wǎng)2009.11［2］賈海亮，閔峰，李曉哲，劉云峰，賀小偉好氧活性污泥法處理過程中生物泡沫的產(chǎn)生與控制廣東化工2010，37［3活性污泥工藝概述中國污水處理工程網(wǎng)2009.11［4］趙長林活性污泥技術(shù)的優(yōu)化與污水處理工藝中國知網(wǎng)2009年02期b］何苗張曉健瞿福平顧夏聲焦化廢水中芳香族有機(jī)物及雜環(huán)化合物在活性污泥法處理中的去除特性中國給排水1996Vo1．12No．6Commenges-Bernole,N.;Marguerie,J.UltrasonicSonochemistry2009No.1Vol.16臧立華，劉順明,董維芳高效活性污泥對黃原膠廢水的降解濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版JOURNALOFUNIVERSITYOFJINAN(Sci.&Tech1)2010年1月“]孫天然，等不同B0D/N對活性污泥沉降性能的影響環(huán)境科學(xué)與技術(shù)EnvironmentalScience&TechnologyVol.32No.1Jan.2009[9]代科林;賀玉龍;楊立中;鄧俊;蔡焱;磁效應(yīng)對活性污泥法處理污水的作用機(jī)理及其應(yīng)用資源節(jié)約與環(huán)保,ResourcesEconomization&EnvironmentProtection,2010年02期[10]陳鍇煉油污水可生化性對活性污泥法處理效能的影響科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),ScienceandTechnologyInnovationHerald,2009年24期[11]Hong-ziZHANG1;Xu-weiLONG1;Ru-yiSHA1;Guo-liangZHANG2;QinMENG;1(1DepartmentofChemicalEngineeringandBiochemicalEngineering;ZhejiangUniversity;Hangzhou310027;China)(2DepartmentofEnvironmentalEngineeringandBiochemicalEngineering;ZhejiangUniversityofTechnology;Hangzhou310014;China);BiotreatmentofoilywastewaterbyrhamnolipidsinaeratedactivesludgesystemJournalofZhejiangUniversity(ScienceB:AnInternationalBiomedicine，Biochemistry&BiotechnologyJournal),浙江大學(xué)學(xué)報(bào)B(生物醫(yī)學(xué)與生物技術(shù))，2009年11期[12]ZHANGWenqi;RAOPinhua;ZHANGHuiandXUJingliSchoolofChemi