活性污泥法-课件(PPT 144页).pptx

1、6-1概述 6-2活性污泥法的运行方式及曝气池的构造特点 6-3 曝气和曝气设备 6-4活性污泥系统的工艺设计 6-5 活性污泥法处理系统的运行管理 6-6 活性污泥法的进展 第六章 活性污泥法第1页，共144页。概述6.1.1 基本流程 6.1.2 活性污泥的性能指标 6.1.3 活性污泥法的工艺参数 第2页，共144页。基本流程一、流程简介 二、正常运行的必要条件 第3页，共144页。流程简介 活性污泥法基本流程如图6-1-1所示，包括曝气池、二沉池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统。曝气池：生物反应器，种类、运行方式繁多，构造特点各不相同，但作用相同，均为废水与微生物混合接触、进行生物反应

2、、供氧的场所。二沉池：固液分离，澄清出水；污泥浓缩，保证污泥回流，污泥贮存、调节(动态控制)第4页，共144页。流程简介回流：向曝气池提供大量污泥，满足生物反应之需 废水在曝气池内停留期间，废物的去除所导致的污泥增长量很小，要保证曝气池内有足够的生物量 SRTHRT。通过回流污泥实现。排泥：控制泥龄、污泥浓度(生物量)及某活性。每日增长的污泥称为剩余污泥。曝气：供氧、混合、保持污泥呈悬浮状态净化过程：凝聚、吸附截留、生物氧化、沉淀分离等综合作用的结果。第5页，共144页。第6页，共144页。正常运行的必要条件1、应保持足够的微生物量和活性；2、保证活性污泥、氧气、废水充分混合接触；3、提供足够

3、的氧气供微生物利用；4、悬浮固体应与废水有效分离第7页，共144页。活性污泥的性能指标一、活性污泥的组成 二、活性污泥的性能指标 第8页，共144页。活性污泥的组成按照麦金尼分类，活性污泥由四部分组成：活性微生物 Ma 生物难降解物质，惰性有机物 Mi 微生物自身氧化残余物 Me 无机颗粒 Mii 有效成分Ma:由细菌、真菌、原生动物，后生动物组成的微生物生态系统 第9页，共144页。活性污泥的组成食物链细菌是净化主要承担者，在一定条件下，形成菌胶团具有自身絮凝和沉降性能原生动物：首次捕食者（如肉足虫纲，鞭毛纲和纤毛纲等）后生动物：二次捕食者（如轮虫、线虫等）第10页，共144页。活性污泥的外

4、观n生物活性含有大量的活性微生物(细菌、原生、后生动物)n絮状，具有极大的比表面积和吸附能力细菌在一定生长条件下的细胞分解物(菌胶团)形成n易于凝聚沉降n一般为黄、褐色，依废水特性和培养条件而异 第11页，共144页。净化过程和机理n悬浮生长系统中的净化作用是生物氧化、生物絮体的形成与吸附作用以及有效的固液分离等作用的综合结果。n1、有机物的初期去除絮凝体的吸附作用 n2、微生物的代谢作用(生物氧化作用)n3、生物絮凝体的形成与凝聚沉降性能 第12页，共144页。有机物的初期去除n在实践中发现，如污水与活性污泥接触35分钟后，就产生很高的有机物去除率(可以通过测定经初沉后的废水BOD5和接触混

5、合数分种后的沉淀上清液的BOD5验证)，这种快速去除的现象主要是由于生物絮体的吸附和截留网捕作用，是一个物理过程(可以通过比较BOD的去除量与耗氧量进行分析)。第13页，共144页。有机物的初期去除n生物絮体的表面积大(200010000m2/m3)n主要是悬浮的和胶体的有机物质被迅速去除n当吸附在污泥表面的固体有机物逐渐被细胞外酶水解后，重新回到液相，即有所谓“再扩散”现象n初期吸附去除量受到污水类型和污泥性能影响 第14页，共144页。微生物的代谢作用n微生物的代谢：如5.1.3所述n有机物的去除过程：污泥增长、有机物利用、氧的消耗 第15页，共144页。生物絮凝体的形成与凝聚沉降性能n生

6、物絮体的形成关系到：生物吸附作用好坏、细菌(微生物)与污水的分离效果n生物絮凝体形成机理：n粘液说，细菌聚合物说n 活性污泥生物种群中有些微生物能分泌粘性的胶状物质，促进絮体的形成。可解释极低负荷时出水中悬浮物含量增加的原因。第16页，共144页。活性污泥的性能指标AS的性能好坏从两个方面评判吸附氧化性能:活性好，松散絮状，比表面积大分离性能:易于絮凝、聚结沉降1、污泥浓度Xa间接反映biomass 2、污泥沉降比SV30 3、污泥体积指数SVI(Sludge Volume Index)4、污泥镜检 第17页，共144页。活性污泥的性能指标 常用MLSS表示，一般1.53g/l，有些情况下46

7、g/l。近年来，随着充氧设备效率的提高，污泥浓度有增加的趋势。（测定？）为避免MLSS中无机成份的影响，采用MLVSS表示。特定条件下，VSS/SS的比例相对稳定。对于城市污水，VSS/SS约为0.60.8污泥活性测定:OUR、脱氢酶活性、ATP、DNA等 第18页，共144页。活性污泥的性能指标 取曝气池混合液于1L量筒内静置沉淀30分钟后，沉淀污泥体积与原混合液体积之比，以表示。测定简便易行，常测项目，1530左右较好。第19页，共144页。活性污泥的性能指标 曝气池混合液经30分钟沉降后，一克干污泥所占体积，以ml计(ml/g)（6-1）SV30和SVI都表示污泥的松散程度和絮凝沉降性能

8、，后者受到污泥量的影响，对于城市生活污水，SVI=50150之间 第20页，共144页。活性污泥的性能指标 SVI过低，污泥颗粒细小，紧密，无机成分多，缺乏活性和吸附能力 SVI过高，污泥难以沉降分离，即将膨胀或已经膨胀 曝气池污泥浓度与SVI的关系（Xa的估算）（见图6-1-2）第21页，共144页。活性污泥的性能指标物料衡算：（6-2）（6-3）式中：R回流比，R=QR/Q （6-4）第22页，共144页。第23页，共144页。活性污泥的性能指标 常规项目之一，利用原生、后生动物作为指示生物所定污泥质量和处理效果。活性污泥成熟，处理效果稳定时：固着型纤毛虫有污钟虫、沟钟虫、累枝虫、盖纤虫等

9、；后生动物有轮虫、红斑瓢点虫、线虫等若含有大量自由游泳型纤毛虫、大量鞭毛虫水质不好 第24页，共144页。活性污泥法的工艺参数1、水力停留时间HRT 2、污泥负荷Fw 3、容积负荷Fr(Volumetric loading)4、泥龄(Sludge Age)第25页，共144页。活性污泥法的工艺参数一般采用HRT=V/Q计算当有污泥回流时有无影响：HRT=V/(1+R)Q，实际HRT与出水中有机物的生物降解性有关。第26页，共144页。活性污泥法的工艺参数 F/M（食料比）对生物处理的效果、出水水质和污泥絮凝沉降有重要影响。在实际中，F/M用污泥负荷表示：以去除率为基础：(6-5)以进水为基础：

10、(6-6)实质上反映了微生物的生活条件、能量水平、工作负荷和营养水平。第27页，共144页。活性污泥法的工艺参数 单位反应器容积在单位时间内接受的有机物量，实质上反映了处理设备(构筑物)的效率和处理能力。以去除率为基础：(6-7)以进水为基础：(6-8)第28页，共144页。活性污泥法的工艺参数 控制出水水质、污泥浓度、沉降性能、活性(污泥组成)等，是重要参数新增长的污泥在系统中的平均停留时间。泥龄是比负荷更具动力学意义和易于应用的参数，控制决定曝气池中优势的种群。将动力学方程(5-12)和(5-18b)比较有c=1/，由式可知，c直接与微生物生长状态有关污泥负荷和泥龄均通过排泥控制，常规活性

11、污泥法通常将泥龄控制在37天 第29页，共144页。活性污泥法的运行方式与曝气池构造6.2.1 曝气池池型 6.2.2 活性污泥法的运行方式 第30页，共144页。曝气池池型一、推流式曝气池（见图6-2-1）二、完全混合曝气池（见图6-2-2）三、两种池型的结合 第31页，共144页。推流曝气池1、平面布置：长/宽=510，可设多廊道，通常采用窗口、堰出水；鼓风曝气2、断面布置：宽/深=12，有平移推流和旋转推流 3、曝气管布置：有底层、中层和浅层曝气 第32页，共144页。第33页，共144页。完全混合曝气池1、池型：园型、方型或矩形，可采用鼓风曝气或表面曝气2、分建或合建：曝气池与沉淀池分

12、开为分建式曝气池，需专设污泥回流设备（见图6-2-3）曝气池与沉淀池合建为合建式曝气池（又名曝气沉淀池、加速曝气池），依靠水位差、密度差和曝气设备提升力回流污泥（见图6-2-4）。第34页，共144页。第35页，共144页。第36页，共144页。第37页，共144页。两种池型的结合 多个完全混合曝气池串联，各池内完全混合，各池间为推流（见图6-2-5）。第38页，共144页。第39页，共144页。活性污泥法的运行方式一、普通活性污泥法二、渐减曝气法三、阶段曝气法四、生物吸附法五、完全混合法 六、高负荷法 七、延时曝气法 第40页，共144页。又叫传统活性污泥法(conventional pro

13、cess)如图6-2-6所示。1)生物环境条件沿池长变化，有机物浓度沿池长逐渐降低，入口处污泥负荷高，出口处降低到内源呼吸水平；2)推流运行，在负荷较稳定情况下，很少产生短流，能获得高度净化的出水。3)需氧量沿池长变化，不平衡，入口处耗氧快，氧成为限制因素，渐近出口处供氧过度（见图6-2-7）；普通活性污泥法第41页，共144页。普通活性污泥法4)对水量、水质的变化适应性差，冲击负荷对污泥及处理性能影响大；5)进水有机物浓度不能太高，对有毒、抑制物质敏感；6)容积负荷低(0.30.8kgCOD/m3d)，池体积庞大，占地多；平均污泥浓度一般为15002500mg/l。第42页，共144页。第4

14、3页，共144页。第44页，共144页。渐减曝气法 为适应曝气池中需氧量沿池长方向的变化，逐渐减小供气量的工艺(旨在提高容积负荷和处理效率)，抑制硝化菌的生长，节省能耗。第45页，共144页。阶段曝气法 又名多点进水法(step aeration,multiple-feeding)（见图6-2-8）1)使供气量与需氧量趋于平衡，避免动力浪费；2)曝气池内污泥浓度能维持在较高水平，平均Xa=20003500mg/l，在相同的污泥负荷下，容积负荷提高到0.41.4kg/m3d；第46页，共144页。阶段曝气法 3)曝气池内负荷得到较为合理分配，增强了系统对水量、水质变动的适应性；4)污泥浓度前高后

15、低，减轻了二沉池入流的固体负荷，可以提高沉淀效果(提供了一种控制二沉池负荷的手段)。第47页，共144页。第48页，共144页。生物吸附法又名吸附再生法，接触稳定法（contact stabilization）（见图6-2-9）1)再生池污泥浓度很高，故曝气池平均浓度高，溶积负荷率成倍增加(0.81.4)；2)需氧量均匀，空气用量省；3)对冲击负荷适应能力强，因大部分污泥与水的主流分开。第49页，共144页。第50页，共144页。完全混合法 混合液在池内充分混合，循环流动，污水、回流污泥与曝气池中原有混合液迅速混合，进行吸附和代谢活动。（如图6-2-3所示）1)进入曝气池中的污水得到稀释，使波

16、动的进水水质得到均化，能较好地适应变化的负荷，承受冲击负荷能力强，适应工业废水的处理；第51页，共144页。完全混合法 2)池内各点生物环境条件一致，因而微生物群体的性质和数量基本一致，其工作情况是生长曲线上的一个点，有可能通过控制F/M(污泥负荷)，使微生物处于良好的条件下，得到期望的水质；3)需氧均匀，动力节省，容积负荷率高0.62.4kg/m3.d，污泥浓度36g/l；4)容易产生短流，出水水质不及传统法。第52页，共144页。高负荷法水力停留时间短(0.52h)Fw=0.41.5 kg/kg.d，X a=4 1 0 g/l ；多 为 完 全 混 合 池 形，Fr=1.66KgBOD5/

17、m3.d，c=510天 第53页，共144页。延时曝气法 又 名 完 全 氧 化 法，污 泥 负 荷 率 低(0.030.05kgBOD/kgMLSS)，曝气时间长，泥龄长2030d。其基本出发点是使污泥处于营养不足状态，促进微生物自身氧化，从而达到限制剩余污泥生成的目的。1)出水稳定性高，具有硝化作用，剩余污泥量少，易于脱水；2)池容积大，适应水量、水质变化；3)基建投资高，动力费高，占地大。第54页，共144页。曝气和曝气设备 活性污泥法的曝气是指通过人工的方法将氧气强制溶解到混合液中，为生物代谢过程提供充足的氧，使有机物的生物降解过程得以有效地完成。曝气除充氧外，还起搅拌混合、使活性污泥

18、保持悬浮状态的作用。6.3.1 曝气原理 6.3.2 曝气设备 6.3.3 供气量的计算 第55页，共144页。曝气原理根据双膜理论，可以得到氧转移速率公式:（6-9）式中：dC/dt单位体积氧传递速率（mg/L.h）KLa总传质系数（h-1）Cs清水中氧的溶解度（mg/L）C废水中氧的实际浓度（mg/L）第56页，共144页。曝气原理积分后可得：（6-10）式中：C0t=0时的DO浓度KLa和Cs表示在一定条件下的氧传质性能，受到多种因素影响。第57页，共144页。曝气原理影响氧传质的因素：1、氧分压的影响 2、曝气池中氧的平均溶解度 3、含盐量的影响 4、温度的影响 5、废水特性的影响 6

19、、紊动程度 第58页，共144页。氧分压的影响 水中饱和溶解氧与所在地区的大气压强有关，可用下式定量描述：（6-11）式中：第59页，共144页。曝气池中氧的平均溶解度（6-12）式中：Csm鼓风曝气池中氧的平均溶解度（mg/L）Pb扩散器出口处的绝对压力（kg/cm2）式中：P大气压力（1.033kg/cm2）H扩散器的安装深度（m）水的容重 第60页，共144页。曝气池中氧的平均溶解度Ot气泡离开水面时所含氧的百分浓度（%）式中：EA扩散器的氧转移率（以小数表示，厂家提供）第61页，共144页。含盐量的影响采用修正因子描述，即：（6-13）第62页，共144页。温度的影响 既影响CS，又影

20、响KLa。对KLa的影响可用下式表示：（6-14）第63页，共144页。废水特性的影响采用值描述，即：（6-15）第64页，共144页。紊动程度 影响值 根据上述分析，可得单位时间内通过鼓风曝气转移到曝气池中的氧量：（6-16）式中：V曝气池有效容积（m3）第65页，共144页。曝气设备一、曝气设备的性能指标 二、曝气设备的类型 三、扩散装置的布置 第66页，共144页。曝气设备的性能指标1）氧传递速率Rr：以mgO2/l.h表示，或KgO2/m3.h表示 充氧能力OC(oxygenation capacity)(KgO2/h)，相当于6-16中的R值。厂商提供曝气设备时，其中性能以Ro表示，

21、指在标准状态下的脱氧清水中氧的传递速率，实际条件下需进行修正：（6-17）第67页，共144页。曝气设备的性能指标2）氧传递效率(利用效率)EA氧转移量/提供量100。由此可计算供气量：（6-18）3）动力效率以KgO2/Kw.h表示 第68页，共144页。曝气设备的类型1、鼓风曝气 2、射流曝气 3、机械曝气 第69页，共144页。鼓风曝气包括：加压设备罗茨鼓风机、离心风机，提供风压、风量空气净化设备进口处设空气过滤管道系统阻力扩散装置小气泡、中气泡、大气泡 第70页，共144页。空气扩散装置 小气泡曝气采用合成橡胶制作的扩散板、盘（见图6-3-1）。氧传递效率较高1118，电耗低，不产生堵

22、塞；动力效率高，可达35KgO2/Kw.h 第71页，共144页。第72页，共144页。空气扩散装置中气泡曝气穿孔管（见图6-3-2）EA68动力效率2.33.0 KgO2/Kw.h容易制作、简单、价格便宜 第73页，共144页。第74页，共144页。空气扩散装置 大气泡曝气竖管，构造简单，充堵塞问题，效率低0.751.50第75页，共144页。射流曝气采用文丘里管（见图6-3-3）形成射流：氧传递效率高达25以上，动力效率不理想。第76页，共144页。第77页，共144页。机械曝气 1）叶轮曝气机泵型、倒伞型、平板型叶轮（见图6-3-4、6-3-5），一般装在池面，故称表面曝气机表曝机叶轮的

23、充氧作用:提水和输水，使曝气池内混合液循环流动，不断更新气液界面；形成水跃，产生大量滴状、膜状水；叶片后侧旋转时形成真空，吸入空气。第78页，共144页。机械曝气2）曝气转刷：卧式，氧化沟用（见图6-3-6）第79页，共144页。第80页，共144页。第81页，共144页。第82页，共144页。扩散装置的布置横断面水流：平移推流整个池底布置扩散器(少用)旋转推流设于横断面的一侧，产生旋流前进（见图6-3-7）第83页，共144页。扩散装置的布置高度位置：底层 池底以上1020cm，池深34.5m（见图6-3-8）中层 约1/2水深处，池深68m（见图6-3-9）浅层 风压小，风量大，水面以下0

24、.61.0m(低压)（见图6-3-10）第84页，共144页。第85页，共144页。第86页，共144页。第87页，共144页。第88页，共144页。供气量计算1、由式（5-22a）计算需氧量OD(kgO2/h)2、代入（6-17）式计算R03、根据（6-18）式计算供气量Gs 第89页，共144页。活性污泥系统的工艺设计6.4.1 工艺设计的内容 6.4.2 曝气池容积的计算 6.4.3 曝气设备的设计 6.4.4 二沉池的设计 6.4.5 污泥回流设备 6.4.6 剩余污泥量 第90页，共144页。工艺设计的内容 1、流程的选择：水质不同处理工艺也不同2、曝气池或曝气区容积的计算和曝气池的

25、工艺设计(包括构造)3、需氧量、供气量的计算和曝气设备的选择4、二沉池的设计计算5、回流污泥量、剩余污泥量的计算与回流设备的设计第91页，共144页。曝气池容积的计算常用的有负荷法、泥龄法等1、负荷法 2、泥龄法 第92页，共144页。负荷法由式（6-6）可得：（6-19）设计的关键是正确选择Fw和Xa（混合液污泥浓度）：一般Fw=0.30.5KgBOD5/KgMLSSd第93页，共144页。负荷法 BOD5去除率 90；SVI80150，吸附性能和沉降性较好；易降解污水，主要考虑沉降性能；难降解废水，主要考虑出水水质要求；剩余污泥不便处理的小厂，通常Fw0.1，使污泥自身氧化。第94页，共1

26、44页。泥龄法由式（5-18a）可得：（6-20）若令S0=Se，则污泥停止生长，此时相应的泥龄为最小泥龄，则有：（6-21）设计泥龄一般为最小泥龄的220倍。第95页，共144页。泥龄法由（5-20）式可得：（6-22）将设计泥龄代入上式并选择合适的Xa，即可计算出曝气池容积V。此法的缺点是需确定4个参数，稍微显得复杂。第96页，共144页。泥龄法 另外一种确定设计泥龄的方法为：根据式（5-18a），若已知（dS/dt）u，选择合适的Xa代入式（5-18a）即可计算出设计泥龄；然后根据稳态条件下：（5-21）代入（5-18a）式中可计算出V。第97页，共144页。曝气设备的设计一、设计内容

27、二、设计 第98页，共144页。设计内容 1）曝气方法的选择 2）需气量和供气量计算 3）曝气设备的设计 第99页，共144页。设计1）扩散装置的选择和布置：根据池型和混合、曝气要求进行选择与布置2）供气量计算：详见6.3.3节的内容 3）曝气设备的设计 供气量确定后按下述步骤计算：选择经济流速，计算空气管径，核算压力损失；第100页，共144页。设计 根据压损和安装水深确定鼓风机的风压；确定鼓风机规格和台数：根据空气量和风压选择鼓风机型号，应考虑留一定的贮备能力。鼓风机至少两台，一为工作，一为备用，两台工作风机能够较灵活地适应负荷变化，总台数以三台以上为宜。第101页，共144页。设计 若为

28、机械曝气，则根据氧传递（转移）速率选择合适的曝气机，并考虑直径、转速、功率的影响。伞型、平板叶轮：直径与曝气区直径比宜1/31/5（d/D）泵型叶轮：1/41/7 叶轮直径与水深之比：2/51/4 第102页，共144页。二沉池的设计 按照固体通量理论或利用沉淀过程线设计二次沉淀池，其内容详见高浓度悬浮固体沉淀构筑物的设计一节。现实中常采用表面负荷率与停留时间进行设计。第103页，共144页。污泥回流设备污泥回流量可根据回流比进行计算；回流设备包括提升设备与回流管渠：提升设备空气提升器（见图6-4-1）、溶泥泵、螺旋泵（见图6-4-2），设计时应考虑回流流量在一定幅度内变化，以适应进水负荷变化

29、。第104页，共144页。第105页，共144页。第106页，共144页。剩余污泥量剩余污泥量按式（5-23）计算，剩余污泥根据实际情况可连续排除或间歇排除。第107页，共144页。活性污泥系统的运行管理6.5.1 活性污泥接种 6.5.2 活性污泥的培养与驯化 6.5.3 活性污泥法运行中的异常情况 第108页，共144页。活性污泥接种 污泥接种就是将已正常运转的同类污水处理厂（站）的剩余污泥加入到新建的活性污泥处理系统中。由于污泥接种量受到运输、来源方面的限制，通常接种的污泥量达不到设计要求，此时还需对污泥进行培养，最终使新建系统的活性污泥量达到设计要求。若没有同类污水处理厂的剩余污泥，可

30、接种相近污水厂或城市污水厂的污泥，同时可适当投加一定量的粪便，对其进行培养、驯化，使活性污泥类群达到设计要求。第109页，共144页。活性污泥的培养与驯化一、污泥培养 二、污泥驯化 三、试运行：确定最佳运行条件 第110页，共144页。污泥培养 闷曝:将营养物投加至曝气池中，曝气池和二沉池接通循环不出水，12天。连续换水:生活污水或以生活污水为主的城市污水可采用连续换水的培养方法，进水量由小到大，直至达到设计处理负荷和要求。间歇换水:对于生活污水占比重不大的污水采用间歇换水的方法，使污泥逐步适应该种废水。为了能够使经曝气后的清液能排出曝气池，往往在曝气池的半高处设污泥培养排水管。第111页，共

31、144页。污泥驯化污泥驯化的方法有两种：1、异步培训法:先培养、后驯化（常用于工业废水）活性污泥培养成熟后，进水中逐渐增加工业废水比例，增加量按1020为宜，每增加一次工业废水量，均应曝气至BOD去除率较高（80%）才可进一步增加，一直增加至满负荷为止。第112页，共144页。污泥驯化2、同步培训法:污泥培养的同时就加入少量处理废水，并逐渐增大比重。（适用于城市污水和相近的工业废水）优点：可缩短培养驯化时间缺点：缺乏经验时不够稳妥可靠，出现问题不易区分是培养还是驯化上的问题。第113页，共144页。试运行 通过试运行确定某些运行控制参数的值：如Xa、空气量、运行负荷、营养比、污泥回流比、剩余污

32、泥排放、DO浓度、SV30、SVI等。供氧要求：混合液溶解氧浓度控制在12mg/l左右搅拌作用：测定曝气池表面、中间和池底各点浓度是否均匀。第114页，共144页。活性污泥法运行中的异常情况一、污泥膨胀 二、污泥解体 三、污泥反硝化 四、污泥腐化 五、泡沫问题 第115页，共144页。污泥膨胀 现象：沉淀池上部有较浅的一层清液，可观察到明显的污泥絮体，但污泥的SV高，出水清澈，出水水质良好。随着污泥的进一步膨胀，可能导致二沉池出水中携带大量污泥，曝气池内污泥浓度急剧降低，系统的处理功能逐步丧失。原因：丝状菌和非丝状菌膨胀导致 解决办法：针对导致膨胀的原因采用相应的措施进行控制 第116页，共1

33、44页。污泥解体 现象:出水浑浊、污泥絮体微细，处理效果变差原因：曝气过量：搅动剧烈、氧化分解快，能量高 进水含有毒物：导致微生物死亡，细胞解体 解决办法：控制曝气；控制进水有毒物浓度 第117页，共144页。污泥反硝化现象：二沉池污泥呈块状上浮原因：曝气过度、污泥搅拌剧烈，气泡附在污泥上，可能引起污泥上浮 系统运行泥龄长、产生硝化作用，二沉池中出现反硝化现象，N2气泡与污泥粘附而使污泥上浮解决办法：控制曝气；加大污泥回流量，控制泥龄 第118页，共144页。污泥腐化现象：二沉池中污泥腐败、变黑、发出恶臭(H2S)；污泥上浮原因：污泥厌氧发酵停留时间过长解决办法：加大污泥回流量，及时排泥 第1

34、19页，共144页。泡沫问题 由于废水中可能含有洗涤剂或其它表面活性剂，因而在曝气池曝气过程中往往产生大量泡沫；若采用表面曝气，则过多的泡沫会影响氧的传递。解决办法:提高MLSS；配高压水喷头；投加煤油、机油等除沫剂(0.51.5mg/l)第120页，共144页。活性污泥法的进展上面介绍的活性污泥法存在的问题：1）处理构筑物体积较大，基建费高，占地面积大；2）电耗大，运行成本较高；3）管理复杂，对运行人员的要求高；4）净化功能有待进一步扩大活性污泥法发展的方向：快速、高效、节能、多功能途径：改善供氧条件，增加污泥浓度 第121页，共144页。活性污泥法的进展6.6.1 工艺方面的改进 6.6.

35、2 净化功能方面的进展 第122页，共144页。工艺方面的改进一、纯氧曝气法 二、深井曝气法 三、AB法(Adsorption Biodegration)四、投料活性污泥法 五、氧化沟（Oxidation Ditch）第123页，共144页。纯氧曝气法 纯氧曝气法（见图6-6-1）以O2代替空气曝气，提高氧转移速率，DO可高达610mg/l（空气25mg/L）；污泥沉降性能好，不易膨胀；污泥浓度 可 提 高 到 6 8 g/l，污 泥 负 荷 F w 可 达1.0kgBOD/kg.d，容积负荷Fr=1.63.3 kgBOD/m3.d。构筑物特点：为节省氧气，通常要求曝气池密闭，并设有搅拌装置。

36、曝气池中可达到很高的DO浓度，为提高曝气池中污泥浓度创造了条件；采用纯氧曝气的絮体也易于沉降。第124页，共144页。纯氧曝气法 由于采用密封设备，设备复杂，维护不便；纯氧产生成本较高，动力消耗较大；为防止密封系统内的有毒、有害和易燃易爆气体积累从而影响系统的处理能力，提高运行的安全性，通常需设置自控报警系统（如H2S报警系统、CO2报警系统、CH4报警系统和O2报警系统）。第125页，共144页。第126页，共144页。深井曝气法 深井曝气法（曝气井）（见图6-6-2）直径一般16米，深度可达50100m，井中间设隔墙将井一分为二或在井中间设内井筒，将井分为内、外两部分。在前者的一侧（或后者

37、的外环）设空气提升装置，使混合液上升；而在前者的另一侧（或后者的内井筒）产生降流。这样在井隔墙两侧或井中心筒内外，形成由下而上的流动。由于水深大，氧的利用率很高，有机物降解较为彻底，效果显著。可以节省能耗，降低运行成本；井深大，使占地面积减小；DO高，HRT短。第127页，共144页。深井曝气法 泥水混合与循环以空气为动力，由于水深大，故常采用空压机（鼓风机的提升力不能满足要求）。空气在大的水深下溶解，出水中往往携带有微细气泡，沉淀分离较为困难。故出水应经脱气处理方能进入沉淀池沉淀。深井曝气的污泥合成量较小，剩余污泥少，污泥处理要求较低。第128页，共144页。第129页，共144页。AB法A

38、B法是一种两段活性污泥法（见图6-6-3）。A段：污泥负荷高，26kgBOD5/kgMLSSd，HRT=0.5h，c=0.30.5d。主要生物为原污水中的优势种群，氧化分解能力强、适应性好；污泥吸附性能好；泥龄短，氧化不彻底，节约能耗；但产泥量高，污泥处理费用较大。B段：常规负荷、泥龄，原生动物能很好生长繁殖，由于A段已去除大部分BOD，故B段为精处理。HRT=2hr，总的来看节省了占地面积(省去初沉池)第130页，共144页。第131页，共144页。投料活性污泥法 向曝气池内投加某些物品或药剂，可提高污泥的凝聚沉降性能，还可同步除磷，如粉末活性炭活性污泥法。向曝气池中投入粉炭PAC，利用吸附

39、和生物氧化的综合作用，提高对有毒物、重金属冲击负荷的稳定适应性，能较好地脱色、除臭，可改善污泥的絮凝沉降性能和脱水性能，避免膨胀。第132页，共144页。投料活性污泥法原理：PAC有巨大比表面积和富集作用，将有机物和DO浓缩在周围，为微生物代谢活动创造了良好的条件，加快了去除过程；吸附难降解物质，延长微生物降解时间；PAC作为生物絮体的载体和加重剂，有利于污泥的凝聚沉降。第133页，共144页。氧化沟延时曝气法的一种，采用转刷曝气，混合液在沟内循环。常用的有卡罗塞氧化沟、三槽式氧化沟、船型氧化沟等等（见图6-6-4、6-6-5、6-6-6）。第134页，共144页。第135页，共144页。第1

40、36页，共144页。第137页，共144页。净化功能方面的进展实现硝化，脱氮、除磷一、硝化 二、反硝化脱氮 三、强化生物除磷 四、同时生物脱氮除磷工艺五、间歇活性污泥法 第138页，共144页。硝化NH3-N+O2 NOx-N 按照化学计量式，1gNH3-N完全氧化为NOx-N需氧4.57g。能实现此反应的细菌统称为硝化细菌，包括亚硝化菌和硝化菌。硝化细菌是自养细菌，世代期长，因而实现硝化功能的系统通常采用较长的泥龄。硝化作用受到有机物浓度的抑制，因而硝化反应器的停留时间较普通曝气池的停留时间长。第139页，共144页。硝化影响因素：pH、温度、DO常用工艺：一段法：去除BOD、硝化在一个曝气

41、池内同时进行两段法：BOD去除与硝化反应分别在不同的曝气池内完成，单独固液分离和污泥回流第140页，共144页。反硝化脱氮 原理：缺氧条件下（DO0.5mg/L），废水中的硝态氮被反硝化菌转变为氮气，从而使水中的TN得以去除。反硝化脱氮根据有无外加碳源可分为内源脱氮（靠自身氧化提供能源）和外源脱氮（投加外部碳源作为能源物质）常用工艺：Wuhrmann工艺、LudzackEttinger工艺（A/O）、Bardenpho工艺等 第141页，共144页。强化生物除磷 原理：聚磷菌在厌氧条件下释放磷，好氧条件下过量吸收磷，从而通过排放富磷污泥实现磷的净去除。近年来研究发现，某些聚磷菌在缺氧条件下也能

42、过量吸收磷（DPB除磷），产生了所谓的Dephanox工艺。常用工艺：A-O工艺、Phostrip工艺、Phoredox工艺等。第142页，共144页。同时生物脱氮除磷工艺 将生物脱氮和除磷的机理相结合，在一个工艺系统内同时实现BOD去除和脱氮除磷。常用工艺：A2/O工艺、UCT工艺、VIP工艺、连续流间歇曝气工艺等等。第143页，共144页。间歇活性污泥法 常用的有SBR、CASS、IDEAS、CAST等。通常采用间歇进水间歇出水方式，因此在水流形态上为完全混合，在时间序列上为严格的推流，反应的推动力大，自动化控制要求高。通常由数个间歇(批量)反应器组成，各反应器循序地进行进水、曝气反应(搅拌混合)、沉降分离、排放出水、闲置等操作。不需设二沉池，节省占地。通过控制反应阶段的O2(曝气量)，可实现硝化、反硝化、除磷等多种功能。第144页，共144页。