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1、4 污水的生物处理（一） 活性污泥法 Activated Sludge Processes 4 污水的生物处理（一） 活性污泥法 活 性 污 泥 法 处 理 新 工 艺 活 性 污 泥 法 处 理 系 统 活 性 污 泥 法 的 影 响 因 素 活 性 污 泥 法 的 基 本 原 理 概 述 活 性 污 泥 法 曝 气 系 统 曝 气 池 活 性 污 泥 法 系 统 工 艺 设 计 活 性 污 泥 法 系 统 维 护 管 理 4.4 活性污泥处理系统 n系统 n一种运行体系，对于活性污泥处理系统 ，在不同的运行方式下，具有不同的运 行体系； n该系统的主体是曝气池，不同的运行方 式具有不同的运
2、行参数； n依据 n活性污泥系统有效运行的控制指标。 活性污泥系统有效运行的控制指标 n系统运行正常 n污水的水质、水量适应处理系统的要求； n活性污泥的质、量稳定 n保持数量一定、相对稳定且具活性的活性污泥量 ； n溶解氧充足 n充分接触 n在曝气池内，活性污泥、有机污染物、溶解氧三 者能充分接触，以强化传质过程。 活性 污泥法 系统 传统法 阶段 曝气 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混合 多级 串联 深水 曝气 深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 活性 污泥法 系统 传统法 阶段 曝气 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混合 多级 串联 深水 曝气
3、深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 传统活性污泥法系统 污水 曝气池 混合液 二沉池 处理水 曝气系统 回流污泥 污泥泵站 剩余污泥 供气系统 4.4.1 传统活性污泥法系统 n工艺与参数 n主要优点 n处理效果好：BOD5的去除率可达90-95%； n对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。 n主要问题 n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； n在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，会浪费动力费 用； n对冲击负荷的适应性较弱。 活性 污泥法 系统 传统法 阶段 曝气 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混合 多级 串
4、联 深水 曝气 深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 回流污泥 污水曝气池 曝气系统 混合液 二沉池 处理水 污泥泵站 剩余污泥 供气系统 阶段曝气活性污泥法系统 4.4.2 阶段曝气活性污泥法系统 n工艺与参数 n主要特点 n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； n废水分段注入，提高了曝气池对冲击负荷的适应能力； n混合液中的活性污泥浓度沿池长逐步降低，出流混合液的 污泥较低，减轻二次沉淀池的负荷，有利于提高二次沉淀 池固、液分离效果。 活性 污泥法 系统 传统法 阶段 曝气 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混
5、合 多级 串联 深水 曝气 深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 污水 污水渠道 再生池曝气池 供气系统 回流污泥渠道 混合液渠道 混合液 回流污泥 再生曝气活性污泥法系统 4.4.3 再生曝气活性污泥系统 n工艺与参数 n主要特点 n回流污泥先进再生池（2），以恢复活性； n恢复活性的污泥与污水进入曝气池，对有机物进行降解； n再生池可单设，也可将曝气池的一部分作为再生池；其比 例可在运行中调整 n活性污泥经再生后，活性恢复，在曝气池内作用良好，BOD 去除率可达90%以上 活性 污泥法 系统 传统法 阶段 曝气 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混合 多级 串联 深水 曝气
6、 深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 4.4.4 吸附-再生活性污泥系统 n工艺与参数 n主要优点 n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 也是小的。吸附池与再生池容积之和仍低于传统法曝气池的容 积，建筑费用较低； n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。 n主要缺点 n对废水的处理效果低于传统法，此外，对溶解性有机物含量较 高的废水，处理效果更差。 活性 污泥法 系统 传统法 阶段 曝气 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混合 多级 串联 深水 曝气
7、深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 4.4.5 延时曝气活性污泥法系统 n又叫：完全氧化活性污泥法 n工艺与参数 n一般采用流态为完全混合式的曝气池 n即，污水与回流污泥沿池长方向全程給入或充分搅拌給入。 n主要特点 n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； n处理出水水质稳定性较好，对废水冲击负荷有较强的适应性； n在某些情况下，可以不设初次沉淀池。 n主要缺点 n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 ； n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。 活性 污泥法 系统 传统法 阶段 曝气
8、 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混合 多级 串联 深水 曝气 深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 4.4.6 高负荷活性污泥系统 n又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法 n系统和曝气池的构造等方面与传统法相同， 采用高负荷运行方式 n工艺与参数 n主要特点 n有机负荷率高，曝气时间短，对废水的处理效果 较低（BOD5的去除率不超过7075%）； n适用于处理对处理水水质要求不高的污水。 活性 污泥法 系统 传统法 阶段 曝气 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混合 多级 串联 深水 曝气 深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 污水 曝气池混合液 回流污泥
9、曝气系统 供气系统 鼓风曝气系统 机械曝气系统 完全混合法活性污泥法系统（合建式） 完全混合曝气池（分建式） 出水槽 进泥槽 进水槽 二次沉淀池 曝气池 进水槽 出水槽 进泥槽 4.4.7 完全混合法活性污泥系统 n工艺与参数 n主要特点 n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； n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； n适合于处理较高浓度的有机工业废水 n问题：微生物对有机物的降解动力低，易产生污泥膨胀； 处理水水质较差。 n主要结构形式 n合建式（曝气与沉淀为同一池） n分建式（曝气池与沉淀池各自分建） 活性 污
10、泥法 系统 传统法 阶段 曝气 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混合 多级 串联 深水 曝气 深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 污水 曝气系统 曝气池 混合液 二沉池 回流污泥 供气系统 多级活性污泥法系统 4.4.8 多级活性污泥法系统 n多级系统实际上是2个或2个以上活性污泥系统的串 联系统； n适用于高浓度有机污水，可得到高质量处理水； n建设费和运行费高； n剩余污泥可分别排放，也可集中于最后一级排放。 活性 污泥法 系统 传统法 阶段 曝气 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混合 多级 串联 深水 曝气 深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 深水
11、曝气活性污泥法系统 4.4.9 深水曝气活性污泥系统 n主要特点 n曝气池水深在78m以上（普通曝气池3 5m）； n由于水压较大，氧的转移率可以提高，相应也能加 快有机物的降解速率； n占地面积较小。 n一般有两种形式 n深水中层曝气法：空气扩散装置设在深4m左右处； n深水深层曝气法：空气扩散装置仍设于池底部。 活性 污泥法 系统 传统法 阶段 曝气 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混合 多级 串联 深水 曝气 深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 4.4.10 深井曝气活性污泥法 n结构特点 n一般平面呈圆形，直径约介于 16m，深度一般为50150m。 n工艺特点 n
12、氧转移率高，约为常规法的10 倍以上；有机物降解速度快。 n动力效率高，占地少，易于维 护运行； n耐冲击负荷，产泥量少； n一般可以不建初沉池； n受地质条件的限制。 活性 污泥法 系统 传统法 阶段 曝气 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混合 多级 串联 深水 曝气 深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 4.4.11 浅层曝气活性污泥法 n理论基础与工艺特点 n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； n其曝气装置一般安装在水下 0.80.9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1.802.60k
13、gO2/kw.h ； n氧转移率较低，一般只有2.5%； n池中设有导流板，可使混合液呈 循环流动状态。 活性 污泥法 系统 传统法 阶段 曝气 再生 曝气 吸附- 再生 延时 曝气 高负荷 完全 混合 多级 串联 深水 曝气 深井 曝气 浅层 曝气 纯氧 曝气 纯氧曝气活性污泥法系统 4.4.12 纯氧曝气活性污泥系统 n主要特点 n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； n氧的转移率可提高到80-90%，而一般的鼓风曝气仅 为10%左右； n可使曝气池内活性污泥浓度高达40007000mg/l；能 够大大提高曝气池的容积负荷； n剩余污泥产量少，SVI值也低，一般无污泥膨胀之虑 。 n改进型圆顶式纯氧曝气池 改进型圆顶纯氧曝气池 n曝气池内溢出的气体进入循环空压机，返回利用； n相对于分室建造，设备投资低； n因为不分室，池内的氧分压较低。 思考题及习题 n简述传统活性污泥法的主要优点及问题。 n延时曝气活性污泥法系统采用什么曝气池，其主要优点和缺点 有哪些？ n高负荷活性污泥法的主要特点是什么？
