单击此处编辑母版标题样式,,,*,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,第五章 废水好氧生物处理工艺,(3) ——,其它工艺,氧化沟工艺,,,A—B,（,吸附,—,生物降解）法工艺,,,序批式间歇活性污泥法,(SBR),工艺,,膜生物反应器,(MBR),工艺,,曝气生物滤池,(ABF),工艺,,第一节 氧化沟,(Oxidation Ditch),工艺,又称氧化渠或循环曝气池，是活性污泥法的一种变形；,,,50,年代，荷兰，,Pasveer,；,,,早期：适用于,5000m,3,/d,以下，城市污水；,,目前：各种规模的城市生活污水或工业废水,,一、氧化沟的工作原理与特征,,1,、氧化沟的工艺流程,,1,、氧化沟的工艺流程,原废水,沉砂池,格栅,二沉池,氧 化 沟,出水,回流污泥,,正在运行的氧化沟,隔墙,曝气转刷,,2,、氧化沟的特征,构造上的特征,,,,①,池体狭长；池深较浅，一般在,2~5,m,左右；,,,②,曝气装置多用,表面机械曝气器,，,,竖轴曝气器，如：低速曝气叶轮；,,横轴曝气器，如：曝气转刷、曝气转盘；,,,③,进、出水装置简单。
2,、氧化沟的特征,工艺,上的特征,,,,①,氧化沟内的流态呈,循环混合态,；,,沟内混合液呈推流式快速流动（,0.4,,0.5m/s,）；,,进水流量与沟内流量相比很小，完全混合的；,,,②,有机负荷很低,，相当于延时曝气法，出水水质好；,,,③,抗冲击负荷能力强,，,对水温、水质、水量等的变动有适应性；,,,④,污泥产率低,，剩余污泥产量少；,污泥龄长,，可达,15,,30,d,；,,,⑤,具有,生物脱氮,的功能二、典型的氧化沟工艺,,Carrousel,氧化沟,,,,Orbal,氧化,沟,,,交替工作式氧化沟,,,曝气,—,沉淀一体化氧化沟,,1,、,,Carrousel,氧化,沟,平行多渠形氧化沟；,,60,年代末，荷兰,DHV,公司；,,采用,竖轴低速表面曝气器,；,,水深,4,,4.5m,，,沟内流速,0.3,,0.4m/s,；,,混合液在沟内每,5,,20min,循环一次；,,沟内混合液总量是进水量的,30,,50,倍；,,BOD,5,去除率可达,95%,以上；,,总氮去除率可达,90%,；,,总磷去除率可达,50%,；,,1,、,,Carrousel,氧化沟,,1,、,,Carrousel,氧化,沟,,1,、,,Carrousel,氧化沟,应用广泛，最大规模为,650000m,3,/d,；,,昆明兰花沟污水处理厂,,上海龙华肉联厂,,桂林市东区废水厂等。
2,、,Orbal,式氧化,沟,,又称同心圆型氧化沟,,圆形,或,椭圆形,的沟渠，能充分利用水流惯性，节省能耗；,多沟串联,可减少水流短路现象；,容积为,60,,70%,，,DO,,约,0mg/l,，,反硝化和磷释放,容积为,20,,30%,，,DO,,约,1mg/l,容积为,10%,，,DO,,约,2mg/l,进水,,2,、,Orbal,氧化沟,工艺流程,,2,、,Orbal,氧化沟,曝气转碟,,2,、,Orbal,氧化沟,直径：,1400mm,；,比重：,0.95t/m,3,,单碟重量：,10kg,,单碟最大供氧能力：,1.45kgO,2,/h,,最大动力效率：,2.11kgO,2,/kw.h,,浸没水深：,230~530mm,（,500mm,）,,转速：,30~60rpm,（,50rpm,）,,2,、,Orbal,氧化沟,防护罩,,2,、,Orbal,氧化沟,主要实例：,,,,,1),抚顺石油二厂废水处理站,(28,800,m,3,/d,),；,,,,2),燕山石化公司,新建废水处理厂,(60000,m,3,/d,),；,,,,,3),成都市天彭镇污水处理厂2,、,Orbal,氧化沟,燕山石化公司,第四期废水处理厂,(60000,m,3,/d,),；,,3,、交替工作式氧化沟,由丹麦,Kruger,公司所开发的，有二沟和三沟式两种形式；,,,交替,用做曝气池和沉淀池，无需二沉池和污泥回流装置；,,,曝气转刷的利用率,较低，,D,型二沟只有,40%,，三沟式则提高到了,58%,；,,3,、交替工作式氧化,沟,VR,型氧化沟,D,型氧化沟,,,3,、交替工作式氧化沟,三沟交替工作的氧化沟,,两侧的,A,、,C,二沟交替作为曝气池和沉淀池，而,B,沟则一直作为曝气池；,,原废水交替地从,A,沟和,C,沟进入，而出水则相应地从,C,沟及,A,沟流出；,,曝气器的利用率较高,(58%),；,,交替运行的方式，为脱氮创造了条件，有良好的,BOD,去除效果和脱氮效果。
3,、交替工作式氧化,沟,,主要实例：,,,,,1),邯郸,市东污水处理厂,(100000m,3,/d),，,三沟；,,,,2),苏州市河西污水处理厂,(80000m,3,/d),，,三沟；,,,,,3),南通市污水处理厂,(25000m,3,/d),，,五沟4,、曝气沉淀一体化氧化沟,,将沉淀池与氧化沟合建，,,上世纪,80,年代由美国公司开发，主要有三种型式：,,4,、曝气沉淀一体化氧化沟,侧沟型,,,4,、曝气沉淀一体化氧化沟,沉淀池内置式氧化沟,,一体化氧化沟工艺原理,进水,固 液 分 离 器,,出水,,固液分离器,(,关键技术,),污泥悬浮层,主,,沟,混合液,污泥,出水,,一体化氧化沟全景,沉淀区,主沟,水下推进器,水下推进器,厌氧区,,4,、曝气沉淀一体化氧化沟,内置船型沉淀池的氧化沟,,三、氧化沟的设计参数,当处理对象为城市废水时，各项,设计参数,可参考如下：,,,MLSS(X),,5000mg/l,；,MLVSS(X,v,),,2000,,4000mg/l,；,,污泥龄,(,,c,),,1),当仅要求,BOD,5,去除，,,c,=5,,8d,；,,,,2),当要求硝化反应时，,,c,=10,,30d,；,,HRT(t),,20,、,24,、,36,、,48h,，,根据对出水水质的要求而定；,,污泥负荷,,,0.03,,0.07kgBOD/kgMLSS.d,；,,容积负荷,,,0.1,,0.2kgBOD/m,3,.d,；,,回流比,R,,50,,150%,,v,(,混合液的,沟内流速,),,0.4,,0.5m/s,；,,v’,(,沟底流速,),,0.3m/s,。
要求反硝化时，应考虑反硝化所需的容积四、氧化沟实例,,昆明兰花沟废水处理厂,,工艺流程图,,四、氧化沟实例,,昆明兰花沟废水处理厂,兰花沟废水处理厂平面布置图,,,四、氧化沟实例,,昆明兰花沟废水处理厂,1),废水组成： 生活污水,50%,,,以食品、化工为主的工业废水,50%,,2),流量： 旱季为,55000m,3,/d,，,雨季为,165000m,3,/d,；,,3),进出水水质：,,项目,,pH,,BOD,5,,COD,,TN,,TP,,SS,,NH,3,-N,,TKN,,单位,,,,(mg/l),,(mg/l),,(mg/l),,(mg/l),,(mg/l),,(mg/l),,(mg/l),,,原,,废,,水,,旱季,,6.5-9.0,,180,,350-400,,30,,2-4,,200,,--,,--,,雨季,,--,,120,,250-300,,20,,--,,150,,--,,--,,处理出水,,7.0-8.0,,<15,,<50,,<10,,<1.0,,<15,,<1.0,,<6.0,,,四、氧化沟实例,,昆明兰花沟废水处理厂,4),主要设计参数：,,,BOD,5,污泥负荷,,0.05,,kgBOD/kgMLSS.d,；,,,BOD,5,容积负荷,,0.2,kgBOD/m,3,.d,；,,,MLSS,4000,mg/l,；,,,污泥龄,,>30d,；,,,污泥回流比,100%,。
DO,值：,,厌氧池,0 mg/l,回流污泥中磷的释放；,,,氧化沟,I 0.5~1.0mg/l,降解,BOD,、,硝化反应；,,氧化沟,II 0~0.5mg/l,硝化、反硝化反应；,,富氧池,>2.0mg/l,磷的吸收第二节,A,－,B,法工艺,,吸附,—,生物,降解（,A,dsorption--,B,iodegradation,）,工艺，,,,德国亚琛大学，,Bohnke,教授，,70,年代中期一、,AB,法的工艺流程及特征,1,、工艺流程,吸附池,曝气池,沉砂池,格栅,废水,回流污泥,回流污泥,剩余污泥,剩余污泥,出水,中间沉淀池,二次沉淀池,A,段,B,段,,2,、,AB,法的主要特点,①,未设初沉池,，由吸附池和中间沉淀池组成的,A,段为一级处理系统；,,,②,B,段由曝气池和二沉池组成；,,,③,A,、,B,两段各自拥有,独立的污泥回流,系统，两段完全分开，各自有独特的微生物群体，有利于功能稳定A,段的特征,不设初沉池，原废水中的微生物全部进入吸附池,，,A,段是一个开放性的生物反应器；,,,负荷很高，有利于增殖速度快、适应能力强的微生物生长；,,,BOD,去除率为,40,,70%,，出水可生化性有所提高，有利于,B,段的继续降解；,,,污泥产率较高，吸附能力强；,,,对有机物的去除，吸附作用为主，生物降解占,1/3,左右。
B,段的特征,,来水,为,A,段出水，水质、水量较稳定；,,,负荷率为总负荷率的,30,,60%,；,,,污泥龄较长，有利于硝化反应二、主要设计参数,1,）,A,段：,,,①,污泥负荷率,,,2.0,,6.0kgBOD/kgMLSS.d,；,,②,水力停留时间（,HRT,）,,,30min,；,,,,③,污泥龄（,,c,）,,,0.3,,0.5d,；,,④,溶解氧（,DO,）,,,0.2,,0.7mg/l,2,）,B,段：,,,①,污泥负荷率,,,0.15,,0.3kgBOD/kgMLSS.d,；,,,②,水力停留时间（,HRT,）,,2.0,,3.0h,；,,,③,污泥龄（,,c,）,,15,,20d,；,,,④,溶解氧（,DO,）,,1.0,,2.0mg/l,三、工程实例,,青岛海泊河废水处理厂,,,1,、原废水状况：,,,设计规模为,8~12,万,m,3,/d,，,其中工业废水约占,2/3,，主要是纺织、机械、轻工等工业废水，其汇水面积为,24km,2,，,服务人口,53,万人，污水量占全市的,40%,，工程总投资,1.39,亿元。
原废水中有机物浓度很高，是一般城市废水的,3,,4,倍，且其,BOD,5,中的约,50%,为悬浮固体，适于采用,AB,法三、工程实例,,2,、工艺流程,,三、工程实例,,3,、原废水与处理出水水质（,mg/l,）,,,,BOD,5,,,COD,,,NH,3,-N,,,TP,,,SS,,,原废水,,,800,,,1500,,,100,,,8,,,1100,,,处理水,,,40,,,150,,,,,3,,,40,,,三、工程实例,,4,、主要设计参数,,①,A,段曝气池：水力停留时间（,t,）,0.8h,,,污泥负荷,4.0kgBOD,5,/kgMLSS.d,,DO 0.5mg/l,,,平均耗氧率,0.38kgO,2,/kgBOD,5,,②,中间沉淀池：表面水力负荷,2.0m,3,/m,2,.d,,,停留时间,1.3h,③,B,段曝气池：水力停留时间（,t,）,4.2h,,,污泥负荷,0.37kgBOD,5,/kgMLSS.d,,DO 1.5mg/l,,,平均耗氧率,0.93kgO,2,/kgBOD,5,,④,二次沉淀池：表面水力负荷,1.1m,3,/m,2,.d,,,停留时间,3.9h,,青岛海泊河污水处理厂全景,吸附池,中间沉淀池,曝气池,二次沉淀池,污泥浓缩池,污泥消化池,沼气池,A,级,B,级,,第三节、间歇式活性污泥法,(SBR),工艺,序批式间歇反应器,,,S,equence,B,atch,R,eactor——,SBR,,一、,SBR,的工作原理,SBR,的主要反应器只有一个曝气池，同时完成曝气沉淀等的功能，其运行可以分为五个工序：,进水,曝气反应,沉淀,排水,等待,,进水,出水,停止进水,,曝气反应,静止沉淀,典型序批反应,(SBR),活性污泥法工艺示意图,进水,出水,排泥,操作步骤,,滗水器,滗水器,浮筒,堰口,伸缩杆,出水管,,滗水器,,二、,SBR,的工艺流程与特征,,1,、工艺流程,原废水,格栅,沉砂池,初沉池,SBR,池,出水,,二、,SBR,的工艺流程与特征,1,）主要特征：,,从时间角度来看，是一种较理想的推流式曝气池；,,不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能；,,不设污泥回流设备；,,在多数情况下，无需设置调节池；,,SVI,值较低，污泥易沉淀，污泥膨胀现象较少；,,易于维护管理，出水水质优于连续式；,,通过调节，可在单一曝气池内完成脱氮和除磷；,,易于实现自动化控制。
三、运行实例,,三、运行实例,,三、运行实例,,,,,,第四节 膜生物反应器,Membrane Biological Reactor,,,一、膜生物反应器的工作原理,膜生物反应器是由膜分离技术与生物反应器相结合的生化反应系统；,,最早出现在酶制剂工业中（,60,年代）；,,在水处理中应用膜生物反应器技术开始于,70,年代初期；,,80,年代中期膜生物反应器应用于水处理有了很大的进展原废水,生物反应器,膜分离组件,出水,,二、膜生物反应器的主要类型,,生物反应器有不同的类型：好氧、厌氧；,,,膜有不同的类型：超滤膜（,UF,，,0.01,,0.04,,m,）、,微滤膜（,MF,，,0.1,,0.2,,m,）、,萃取膜（具有选择性）；,,,膜材料各不相同：陶瓷、醋酸纤维（,CA,）、,聚砜（,PS,）、,聚丙烯晴等；,,,膜结构也各不相同：中空纤维、管式、平板式等；,,,按生物反应器与膜单元结合方式：,一体式、分离式、隔离式,等二、膜生物反应器的主要类型,①,一体式系统,,,,二、膜生物反应器的主要类型,①,一体式系统,,膜组件浸没在生物反应器中；,,出水通过负压抽吸经过膜单元后排出；,,优点：体积小、整体性强、工作压力小、节能、不易堵塞等；,,缺点：膜表面流速小、易污染、出水不连续等。
二、膜生物反应器的主要类型,②,分离式系统,,生物反应器与膜单元相对独立；,,生物反应器与膜分离装置相互干扰小二、膜生物反应器的主要类型,③,隔离式系统,,选择性萃取膜将污水与生物反应器隔开；,,膜只容许目标污染物透过，进入生物反应器而被降解；,,有毒有害物质不能进入生物反应器膜组件,混合液循环,萃取膜,进水,,萃取膜生物反应器的示意图,生物反应器,出水,循环泵,,无泡曝气膜生物反应器,,DO,DO,纯氧,进水,出水,膜组件,生物反应器,,无泡曝气膜生物反应器示意图,,三、膜生物反应器的主要特点,①,SRT,与,HRT,完全分开，在维持较短,HRT,的同时，又可保持极长的,SRT,；,,②,膜截流的高效性可使世代时间长的硝化菌等在生物反应器内生长，因此脱氮效果较好；,,③,可维持很高的,MLSS,；,,④,膜分离可使大分子颗粒状难降解物质在反应器内停留较长时间，最终得以去除；,,⑤,可溶性大分子化合物也可被截留下来，不会影响出水水质，最终也可被降解；,,⑥,膜的高效截留作用可使出水悬浮物浓度极低曝气系统,空气反冲,水反冲,原废水,粒状填料,处理水,反冲,,水池,曝气生物滤池示意图,第五节 曝气生物滤池工艺,,大连马栏河污水处理厂（模型）,,强化预处理,粗细格栅 ＋ 沉砂 ＋,气浮,＋ 斜管沉淀,,强化预处理,粗细格栅 ＋ 沉砂 ＋ 气浮 ＋,斜管沉淀,,两级曝气生物滤池,,两级生物曝气滤池的内部结构,,作业,5,、请简述,Orbal,氧化沟的基本概念。
21,、吸附再生法中的吸附池与,A-B,法中的,A,段都是利用微生物的吸附功能，试分析比较其异同之处1,、以葡萄糖为碳源和能源，氨氮为氮源，计算在,厌氧条件,下每去除,1kgCOD,能产生多少标准状态下的甲烷气体？会产生多少,kg,细胞物质？,,如果假设在厌氧产甲烷过程中无细胞物质的合成，所有葡萄糖都被用于产生甲烷，请计算此时每去除,1kgCOD,能产生多少标准状态下的甲烷气体？,,,2,、有一从大豆中提取蛋白后的工业废水，,COD,浓度为,5000mg/l,左右，氨氮浓度约为,50mg/l,，但限于测试条件，未能对原废水中的总氮浓度进行测定；处理工艺流程为“厌氧＋好氧”串联工艺运行过程中发现，在厌氧工艺中，废水的,COD,浓度有大幅度下降，去除率高达,95%,，已接近排放标准（,150mg/l,）；,,但其出水进入好氧工艺后，却出现了有些“奇怪”的现象：废水,COD,浓度不但没有下降，反而还有上升，且在,一定范围内,增加曝气或提高污泥浓度后，,COD,浓度升高的现象更严重，最高时能接近,400mg/l,请合理分析上述现象发生的原因，并给出合适的解决策略。