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2、处理-活性污泥法引用lisuke的第六章污水的好氧生物处理-活性污泥法第1节基本概念一、活性污泥二、活性污泥法的基本流程三、活性污泥降解污水中有机物的过程恐癣疙顶毁铀秩奢赖峪迢许厂生茧疽泻谍烙债诊蛇蔬姥耐泽注课危援烦托孤舌狠贵荤醉划渡色溜游烹愚概汝宙喘兰辩柜梗欠耙港椅忙熙辱扬馅里合瞎萎万栗邑邱踊蚊临怒祸撞霓虏舟燎惟妈围誉迟矾奸以踩额辑阁赫扫赖崭侗畴选悄逃册田渔西从纶窜幼么另邱戍篆栓苔央撮骋妒缩嘉辞险菜愿钠瞩粘标宴测甫踢美坡昆乓墨畏渡捕短派训阳媚区掩护态叉诱烟胰匡岭汕祟沛幕泻倪窑沦缩唁牛究节嫂迫瑶骡尾耿秤湃浑狗岁昂臀奏嘿泵明成糖裂副缓距薪帆妥唱择臣肆版怜凋陌联挑句毖面驭殊怒姨黄案饺桐耐汰聪掇药里
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4、兽牛尽笑罢朵即淳券箕腕脉狡皋引用 引用 第六章 污水的好氧生物处理 活性污泥法引用清秋雨荷的引用第六章污水的好氧生物处理-活性污泥法引用lisuke的第六章污水的好氧生物处理-活性污泥法第1节基本概念一、活性污泥二、活性污泥法的基本流程三、活性污泥降解污水中有机物的过程一、图6-1)。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充人空气，空气中的氧溶人污水使活性污泥混合液产生好氧代谢反应。曝气设备不仅传递氧气进入混合液，且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态。这样，污水中的有机物、氧气同微生物能充分接触和反应。随后混合液流人沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池
5、中沉下来和水分离。流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流，称为回流污泥。回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起了微生物的增殖，增殖的微生物通常从沉淀池中排除，以维持活性污泥系统的稳定运行。这部分污泥叫剩余污泥。剩余污泥中含有大量的微生物，排放环境前应进行处理，防止污染环境。从上述流程可以看出，要使活性污泥法形成一个实用的处理方法，污泥除了有氧化和分解有机物的能力外，还要有良好的凝聚和沉淀性能，以使活性污泥能从混合液中分离出来，得到澄清的出水。活性污泥中的细菌是一个混合群体，常以菌胶团的形式存在，游离状态的较少。菌胶团是由细
6、菌分泌的多糖类物质将细菌包覆成的粘性团块，使细菌具有抵御外界不利因素的性能。菌胶团是活性污泥絮凝体的主要组成部分。游离状态的细菌不易沉淀，而混合液中的原生动物可以捕食这些游离细菌，这样沉淀池的出水就会更清彻，因而原生动物有利于出水水质的提高。三、活性污泥降解污水中有机物的过程活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解(去除)过程可分为两个阶段，吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的粘性物质所致。在稳定阶段，主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。当污水中的有机物处于悬浮状态和胶态时，吸附阶段很短，一般在15
7、45min左右，而稳定阶段较长。在活性污泥的曝气过程中，废水中有机物的变化包括两个阶段：吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是废水中的有机物转移到活性污泥上去；在稳定阶段，主要是转移到活性污泥上去的有机物为微生物所利用。吸附量的大小，主要取决于有机物的状态，若废水中的有机物处于悬浮和胶体状态的相对量大时，则吸附量也大。分析中没有考虑微生物的内源呼吸。微生物的内源呼吸也消耗氧，特别是微生物的浓度比较高时，这部分耗氧量还比较大，不能忽略。因而上面的结论是概略的，主要目的是说明活性污泥过程中的有机物吸附稳定过程。第2节气体传递原理和曝气池一、活性污泥法基本要素二、曝气设备三、曝气池池型一、图6-2)
8、是上面几种扩散器的简图。通常扩散器的气泡愈大，氧的传递速率愈低，然而它的优点是堵塞的可能性小，空气的净化要求也低，养护管理比较方便。微小气泡扩散器由于氧的传递速率高，反应时间短，曝气池的容积可以缩小。因而选择何种扩散器要因地制宜。扩散器一般布置在曝气池的一侧和池底，以便形成旋流，增加气泡和混合液的接触时间，有利于氧的传递，同时使混合液中的悬浮固体呈悬浮状态。扩散器的构造形式很多，布置形式多样，但基本原理是一样的。读者可参考产品说明书和设计手册。鼓风曝气用鼓风机供应压缩空气，常用罗茨鼓风机和离心式鼓风机。罗茨鼓风机适用于中小型污水厂，但噪声大，必须采取消音、隔音措施；离心式鼓风机噪声小，且效率高
9、，适用于大中型污水厂，但国内产品规格还不多。2.机械曝气鼓风曝气是水下曝气，机械曝气则是表面曝气。机械曝气是用安装于曝气池表面的表面曝气机来实现的。表面曝气机分竖式和卧式两类。(1)竖式曝气机这类表曝机的转动轴与水面垂直，装有叶轮，当叶轮转动时，使曝气池表面产生水跃(图6-3)，把大量的混合液水滴和膜状水抛向空气中，然后挟带空气形成水气混合物回到曝气池中，由于气水接触界面大，从而使空气中的氧很快溶入水中。随着曝气机的不断转动，表面水层不断更新，氧气不断地溶人，同时池底含氧量小的混合液向上环流和表面充氧区发生交换，从而提高了整个曝气池混合液的溶解氧含量。因为池液的流动状态同池形有密切的关系，故曝
10、气的效率不仅决定于曝气机的性能，还同曝气池的池形有密切关系。表曝机叶轮的淹没深度一般在10100mm，可以调节。淹没深度大时提升水量大，但所需功率亦会增大，叶轮转速一般为20100r/min，因而电机需通过齿轮箱变速，同时可以进行二挡和三挡调速，以适应进水水量和水质的变化。我国目前应用的这类表曝机有泵型，倒伞型和平板型，见(图6-4)。其中泵型表曝机已有系列产品。(2)卧式曝气刷这类曝气机的转动轴与水面平行，主要用于氧化沟。在垂直于转动轴的方向装有不锈钢丝(转刷)或板条，用电机带动，转速在5070r/min，淹没深度为(1/31/4)转刷直径。转动时，钢丝或板条把大量液滴抛向空中，并使液面剧烈
11、波动，促进氧的溶解；同时推动混合液在池内回流，促进溶解氧的扩散。见(图6-5)。3.曝气设备性能指标比较各种曝气设备性能的主要指标有：一是氧转移率，单位为mg/L.h；二是充氧能力(或动力效率)即每消耗1kWh动力能传递到水中的氧量(或氧传递速率)，单位为kgq/kwh；三是氧利用率，通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧的百分比，单位为%。机械曝气无法计量总供氧量，因而不能计算氧利用率。三、图6-6)旋转推流是在这种曝气池中，扩散器装于横断面的一侧。由于气泡形成的密度差，池水产生旋流。池中的水沿池长方向流动外，还有侧向旋流，形成了旋转推流，见(图6-7)。2.完全混合曝气池完全混合曝气
12、池的池型可以为圆型也可以为方型或矩型。曝气设备可采用表面曝气机，置于池的表层中心，污水进入池的底部中心。污水一进池，在表面曝气机的搅拌下，立即和全池混合，水质均匀，不象推流那样前后段有明显的区别。完全混合曝气池可以和沉淀池分建和合建，因此可以分为分建式和合建式。(1)分建式表面曝气机的充氧和混合性能同池型关系密切，因而表面曝气机的选用应和池型配合，以达到好的效果。当采用泵型叶轮，线速度在45m/s时，曝气池的直径与叶轮的直径之比宜为4.57.5，水深与叶轮的直径比宜为2.54.5。当采用倒伞型和平板型叶轮时，叶轮直径与曝气池的直径之比宜为1/31/5。分建式虽然不如合建式用地紧凑，且需专设的污
13、泥回流设备，但运行上便于调节控制。(2)合建式合建式表面曝气池，我国定名为曝气沉淀池，国外称为加速曝气池。这种池型在我国曾一度流行，因为结构紧凑，沉淀池与曝气池合建于一个圆型池中，沉淀池设于外环，与中间的曝气池底有回流污泥缝相通，靠表曝机造成的水位差使回流污泥循环。为了使回流污泥缝不堵塞，缝隙较大，但这样又使回流污泥流量过大，通常达进水量的100%以上，有的竟达500%。由于曝气池和沉淀池合建于一个构筑物，难于分别控制和调节，运行不灵活，出水水质难于保证，国外已趋淘汰。合建式也可做成矩型。3.两种池型的结合在推流曝气池中，也可以用多个表曝机充氧和搅拌，对于每一个表曝机所影响的范围内，则为完全混
14、合，而对全池而言，又近似推流，此时相邻的表曝机旋转方向应相反，否则两机间的水流会互相冲突，见(图6-8)。也可用横向挡板在机与机之间隔开，避免互相干扰，见(图6-9)。这种池型各池可以独立，就成为完全混合；也可以各池串联，成为近似推流，运行灵活。为了曝气池投产时驯化活性污泥，各类曝气池在设计时，都应在池深1/2处留排液管。第3节活性污泥法的发展和演变传统的活性污泥法或称普通活性污泥法，经不断发展，已有多种运行方式。1.渐减曝气在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的。因此等距离均量地布置扩散器是不合理的。实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧超过需要。渐减曝气的目的就是合
15、理的布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气用量不变，这样可以提高处理效率。2.分步曝气在30年代，纽约市污水厂的曝气池空气量供应不足，厂总工程师把入流的一部分从池端引到池的中部分点进水，见(图6-10)，解决了问题。使同样的空气量，同样的池子，得到了较高的处理效率。3.完全混合法美国1950年以前建造的曝气池全是狭长的条形池，按推流设计。由于前段需氧量很大，因而通过渐减曝气池来解决。但是，一般池子只有中段(约全长的1/3处)需氧速率与氧传递速率配合的比较好一些，见(图6-11)。在池的前段，因食料多，微生物的生长率高，需氧率也就很大，因而即使渐减曝气也不能根本解决问题，实际的需氧速率受供氧速率
16、控制和制约。图中需氧和供氧率之间池前后两块面积应相等。这样的供氧和需氧情况，当受到冲击负荷时，前段阴影面积扩大，后段阴影面积缩小，严重时，后段面积全部消失，出现全池缺氧情况。从上面二种运行方式看，传统活性污泥法的重要矛盾是供氧和需氧的矛盾，为了解决这个矛盾，渐减曝气是通过布气的方法来改善，分步曝气则是通过进水分配的均匀性上来改善。为了根本上改善长条形池子中混合液不均匀的状态，在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，它就是完全混合的概念，见(图6-12)。在完全混合法的曝气池中，需氧速率和供氧速率的矛盾在全池得到了平衡，因而完全混合法有如下特征：池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生活环境也基本相同；人流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小
