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1、七、 活性污泥法的工艺类型 传统活性污泥法 渐 减 曝 气分 步 曝 气接触稳定法完全混合法延 时 曝 气纯 氧 曝 气浅 层 曝 气深 层 曝 气高负荷曝气或变形曝气克 劳 斯 法氧 化 沟吸附生物降解工艺（AB法）序批式活性污泥法（SBR法）活性污泥法的多种运行方式曝气方式和运行方式（一）传统活性污泥法曝气池内污水与污泥混合后呈推流式从池首向池尾流动，活性污 泥微生物在此过程中连续完成吸附和代谢过程。曝气池混合液在二 沉池去除活性污泥悬浮固体后，澄清液作为净化水流出。 沉淀的污泥一部分以回流形式返回曝气池，再起净化作用：另一 部分作为剩余污泥排出。传统活性污泥法的BOD负荷是0.2 0.4
2、kg/kgd，一般在0.3d左右净化效果和沉降性能均甚好。 运行运行 水流一端进，另一端出， 沿途曝气，推流前进。 特点特点（1）BOD降解曲线是呈缓慢下降曲线 （2）耐冲击负荷能力差(尤其对有毒或高浓度工业废水) （3）污泥不易膨胀 （4）处理效果好（5）供氧与需氧不平衡 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。实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧量超过需要。渐减曝气的目的就是合理地布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气量不变，这样可以提高处理效率。 （二）渐 减 曝 气 把入流的一部分从池端引入到池的中部分点进水。 （三）分 步 曝 气 分布曝气示意图 （四）接
3、触 稳 定 法 混合液曝气过程中第一阶段BOD5的下降是由于吸附作用造成的，对于溶解的有机物，吸附作用不大或没有，因此，把这种方法称为接触稳定法，也叫吸附再生法。混合液的曝气完成了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳定作用。直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流处理效果好；可省去初沉池；此方法剩余污泥量增加。 （五）完 全 混 合 法 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，长条形池子中也能做到完全混合状态。完全混合的概念 （1）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。 （2）入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小，因为骤然增加
4、的负荷可为全池混合液所分担，而不是像推流中仅仅由部分回流污泥来承担。完全混合池从某种意义上来讲，是一个大的缓冲器和均和池，在工业污水的处理中有一定优点。（3）池液里各个部分的需氧量比较均匀。 完全混合法的特征 延时曝气的特点：曝气时间很长，达24h甚至更长，MLSS较高，达到30006000mg/L；活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放；适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污水处理系统多有使用。 （六）延 时 曝 气 纯氧代替空气，可以提高生物处理的速度。纯氧曝气池的构造见右图。 （七）纯 氧 曝 气 纯氧曝气的缺点是纯氧发生器容易出现故障，装
5、置复杂，运转管理较麻烦。 在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推动力也随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好，污泥的沉淀性也好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生物的性质，但使微生物充分发挥了作用。（八）浅 层 曝 气 特点：气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。在水的浅层处用大量空气进行曝气，就可以获得较高的氧传递速率。 1953年派斯维尔（Pasveer）的研究：氧在10静止水中的传递特征，如下图所示。扩散器的深度以在水面以下0.60.8m范围为宜，可以节省动力费用，动力效率可达1.82.6kg（O2） / kWh。可以用一般的离心鼓风机。浅层曝气与一般曝气相比，空气量增大，
6、但风压仅为一般曝气的1/41/6左右，约10kPa，故电耗略有下降。曝气池水深一般34m，深宽比1.01.3，气量比3040m3/（m3 H2O.h）。浅层池适用于中小型规模的污水厂。由于布气系统维修上的困难，没有得到推广利用。 （九）深 层 曝 气 深井曝气法处理流程深井曝气池简图一般曝气池直径约16m，水深约1020m。深井曝气法深度为50150m，节省了用地面积。在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。深井曝气法中，活性污泥经受压力变化较大，实践表明这时微生物的活性和代谢能力并无异常变化，但合成和能量分配有一定的变化。深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，同时气液接触
7、时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而增加。当井壁腐蚀或受损时，污水可能会通过井壁渗透，污染地下水。 部分污水厂只需要部分处理，因此产生了高负荷曝气法。 曝气池中的MLSS约为300500mg/L，曝气时间比较短，约为23h，处理效率仅约65左右，有别于传统的活性污泥法，故常称短时曝气。 （十）高负荷曝气或短时曝气 克劳斯工程师把厌氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝气，然后再进入曝气池，克服了高碳水化合物的污泥膨胀问题，这个方法称为克劳斯法。 消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量碳水化合物代谢所需的氮。 消化池上清液夹带的消化污泥相对密度较大，有改善混合液沉淀性能的功效。 （十一）克 劳 斯
8、 法 氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作用，沟中混合液流速约为0.30.6m/s，使活性污泥呈悬浮状态。（十二）氧 化 沟 （十三）吸附生物降解工艺（AB法）A级以高负荷或超高负荷运行，B级以低负荷运行，A级曝气池停留时间短，3060min，B级停留时间24h。该系统不设初沉池，A级曝气池是一个开放性的生物系统。A、B两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混。处理效果稳定，具有抗冲击负荷和pH变化的能力。该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。吸附生物降解工艺（AB法）特点（十四）
9、序批式活性污泥法（SBR法） SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。 (1)工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备； (2)耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池； (3)反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质; (4)运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果； (5)污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀; (6)该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控
10、制，便于自控运行，易于维护管理。 SBR工艺与连续流活性污泥工艺相比的优点 (1)容积利用率低； (2)水头损失大； (3)出水不连续； (4)峰值需氧量高； (5)设备利用率低； (6)运行控制复杂； (7)不适用于大水量。 SBR工艺的缺点八、 活性污泥法的设计 1.工艺设计的主要内容工艺设计的主要内容 选定工艺流程及构筑物形式选定工艺流程及构筑物形式 曝气池容积的计算及曝气池的工艺设计曝气池容积的计算及曝气池的工艺设计 计算需氧量，供气量以及曝气系统的计算与设计计算需氧量，供气量以及曝气系统的计算与设计 计算回流污泥量、剩余污泥量与污泥回流系统的计算回流污泥量、剩余污泥量与污泥回流系统的
11、设计设计 二次沉淀池型的选定与工艺计算、设计二次沉淀池型的选定与工艺计算、设计（一）设计内容2 2原始资料与数据原始资料与数据 1 1） 曝气时间曝气时间t t6h6h，曝气池设计流量为曝气池设计流量为QQ平均日平均日 2 2） 曝气时间曝气时间t t 2h 2h，曝气池设计流量为，曝气池设计流量为KzKz QQ平均日平均日 3 3） 曝气时间曝气时间t t3 36h6h，曝气池设计流量为曝气池设计流量为K Kd d QQ平均日平均日（最大（最大平均日）平均日）3 3应确定的主要参数应确定的主要参数 1 1） Ns MLSSNs MLSS（MLVSSMLVSS） R SVI SVR SVI S
12、V 2 2） KzKz Y Y K Kd d ； a ba b4 4处理工艺流程的确定处理工艺流程的确定（二）曝气区容积的计算（二）曝气区容积的计算1.BOD污泥负荷率污泥负荷率 2.2.容积负荷率容积负荷率 3. 3. 的确定的确定 式中：式中：K K2 20.01680.01680.02810.0281对于城市污水：对于城市污水： N Ns s0.30.30.50.5（kgBODkgBOD5 5/kgMLSS/kgMLSS d d） 则则 9090 r r表示相关系数，一般取表示相关系数，一般取1.21.2。 一般一般SVISVI取取100100120120，回流污泥浓度，回流污泥浓度X
13、Xr r一般一般8000800012000mg/L.12000mg/L.4.混合液污泥浓度的确定混合液污泥浓度的确定（三）需氧量与供气量计算（三）需氧量与供气量计算1.需氧量的计算需氧量的计算 2.供气量计算供气量计算对机械曝气：对机械曝气： 叶轮在标准条件下的充氧量，叶轮在标准条件下的充氧量，kg/L； v 叶轮线速度，叶轮线速度，m/s； D 叶轮直径，叶轮直径，m； K 修正系数。修正系数。1.空气扩散装置的选定与布置空气扩散装置的选定与布置2.空气管道布置与计算空气管道布置与计算 根据空气量查资料求管径根据空气量查资料求管径: :空气量为直线上的一点选择管径使之在流速空气量为直线上的一
14、点选择管径使之在流速 范围内范围内(一般干管一般干管1015m/s，支管支管35m/s)1.根据供气量和风压选择鼓风机根据供气量和风压选择鼓风机2.风压扩散装置水头损失扩散装风压扩散装置水头损失扩散装 置的出口压力管道水头损置的出口压力管道水头损 失（沿程和局部）鼓风机失（沿程和局部）鼓风机 进出管道水头损失安全值进出管道水头损失安全值（四）空气管道的布置计算（四）空气管道的布置计算 鼓风机选择鼓风机选择鼓风机的选择鼓风机的选择: :同型号：同型号：3 3台台 备用备用1 1台；台； 4 4台台 备用备用2 2台台（五）污泥回流系统（五）污泥回流系统1.污泥回流量的计算污泥回流量的计算 2.污
15、泥回流装置污泥回流装置（1）螺旋泵）螺旋泵（2）离心泵）离心泵（3）气提装置）气提装置返回返回1、某普通曝气池混合液的污泥浓度MLSS为4000mg/L，曝气池有效容积V=3000m3，若污泥龄c=10天，求每日的干污泥增长量。2、曝气池有效容积为4000m3，混合液浓度2000mg/L（其中挥发性污泥浓度为1500mg/L），半小时沉降比为30%，当进水BOD5为220mg/L，每日处理10000m3/d生活污水时，处理后水的溶解性BOD5为20mg/L，试验测得污泥产率系数为0.65g/g，自身氧化率为0.05/d。计算污泥负荷率、污泥指数、剩余污泥量、污泥龄、回流污泥浓度及污泥回流比。作
16、业：九、活性污泥法污水处理系统的过程控制与运行管理1. 1. 异步培养法：异步培养法：先培养再驯化先培养再驯化2. 2. 同步培养法：同步培养法：培养驯化同时进行培养驯化同时进行3. 3. 接种培养法：接种培养法：将其他污水厂污泥作为种泥将其他污水厂污泥作为种泥（一）（一） 活性污泥的培养驯化活性污泥的培养驯化（二）（二） 活性污泥系统的主要控制方法与控制参数活性污泥系统的主要控制方法与控制参数 试运行试运行 确定最佳的运行条件确定最佳的运行条件 正常运行正常运行 1. 1. 对供气量（曝气量）的调节对供气量（曝气量）的调节 每天早晚各调节一次供气，大型的废水处理厂每周调节一次。每天早晚各调节
17、一次供气，大型的废水处理厂每周调节一次。 2. 2. 回流污泥量的调节回流污泥量的调节 使曝气池内的悬浮固体浓度保持相对稳定使曝气池内的悬浮固体浓度保持相对稳定 3.3.剩余污泥排放量的调节剩余污泥排放量的调节 排放的剩余污泥应大致等于污泥增长量。排放的剩余污泥应大致等于污泥增长量。 活性污泥处理系统检测活性污泥处理系统检测 处理效果指标处理效果指标 COD ，BOD， TOD， TOC， SS 有毒物质有毒物质 污泥营养及环境指标污泥营养及环境指标 pH ，温度，温度， N ，P， DO 污泥沉降性污泥沉降性 SV%， MLSS， MLVSS， SVI， 生物相生物相 生物相观察生物相观察（
18、三）（三） 活性污泥系统运行中的异常情况活性污泥系统运行中的异常情况 污泥膨胀污泥膨胀 活性污泥系统中的污泥沉降性质发生改变，不易沉降的现象。污泥变质时，活性污泥系统中的污泥沉降性质发生改变，不易沉降的现象。污泥变质时，不易沉淀，不易沉淀，SVI增高，污泥结构松散，体积膨胀增高，污泥结构松散，体积膨胀（1）危害）危害 a.污泥不易沉降，污泥流失，反应器中处理的污泥浓度不够污泥不易沉降，污泥流失，反应器中处理的污泥浓度不够 b.污泥浓度不足，处理率下降污泥浓度不足，处理率下降 c.排入水体，生物污染排入水体，生物污染 （2）分类）分类： a.丝状菌膨胀丝状菌膨胀 b.结合水膨胀结合水膨胀 （3）
19、原因）原因: 丝状菌膨胀丝状菌膨胀: a.C/N过高，缺少营养过高，缺少营养 b.DO不足不足 c.水温高水温高 d.pH过低过低 结合水膨胀结合水膨胀 : 排泥不通畅排泥不通畅, 高负荷运转高负荷运转 污泥解体污泥解体 出现的絮凝体细小，沉淀水浑浊等污泥絮凝体解体的现象出现的絮凝体细小，沉淀水浑浊等污泥絮凝体解体的现象 原因：曝气过量：紊动过分剧烈，使絮状体破裂原因：曝气过量：紊动过分剧烈，使絮状体破裂 中毒：微生物活性抑制或死亡中毒：微生物活性抑制或死亡 污泥腐化污泥腐化 二沉池污泥长期滞留而产生厌氧发酵产生二沉池污泥长期滞留而产生厌氧发酵产生H2S，CH4等气体而上升等气体而上升 污泥上
20、浮污泥上浮 缺氧状态下，污泥反硝化，产生缺氧状态下，污泥反硝化，产生 的气体促使污泥上浮。的气体促使污泥上浮。 泡沫问题泡沫问题 表面活性物质造成。表面活性物质造成。 处理方法有消泡剂、消泡水管。处理方法有消泡剂、消泡水管。例题：已知例题：已知Q=30000m3/d，Kh=1.4，原水，原水BOD5=225mg/L，要求出水，要求出水BOD5=25mg/L，一级处理的一级处理的BOD5=25%要求：要求： 计算确定曝气池工艺尺寸计算确定曝气池工艺尺寸 计算设计鼓风曝气系统计算设计鼓风曝气系统 设设 计计 举举 例例2 2出水中非溶解性出水中非溶解性BODBOD5 5=7.1bX=7.1bXa
21、aS Se e解：解：一、曝气池各主要部位尺寸的计算与确定一、曝气池各主要部位尺寸的计算与确定1 1处理程度处理程度 的确定的确定1 1进入曝气池污水进入曝气池污水 mg/Lmg/L mg/L处理水：处理水：BODBOD5 5（总）总） S Se e + + BOD BOD5 5 = S= Se e + 7.1bX + 7.1bXa aC Ce e 溶解性溶解性 非溶解性非溶解性 25mg/L 18.6 mg/L + 6.4 mg/L25mg/L 18.6 mg/L + 6.4 mg/L3 34 4 2 2运行方式运行方式 传统活性污泥法传统活性污泥法、阶段曝气活性污泥法阶段曝气活性污泥法、吸
22、附再生活性污泥法吸附再生活性污泥法 集中从池首进水集中从池首进水 沿曝气池多点进水沿曝气池多点进水 沿曝气池某点进水沿曝气池某点进水 和进回流污泥和进回流污泥 从池首进回流污泥从池首进回流污泥 从池首进回流污泥从池首进回流污泥3 3曝气池计算与设计曝气池计算与设计1 1NsNs的确定的确定 首先拟定首先拟定NsNs0.30.3，然后用下列公式校核然后用下列公式校核2 2确定确定X X 由由NsNs查图得出查图得出SVISVI值为值为100100120120，取，取120120，并取，并取R R5050，计算，计算 X X 取整取整X X3300 mg/L3300 mg/L 3 3确定曝气池容积
23、确定曝气池容积V V4 4确定曝气池各部位尺寸确定曝气池各部位尺寸 取超高取超高0.5m0.5m，池总高水深池总高水深+ +超高超高4.2+0.54.2+0.54.7m4.7m具体布置见下图具体布置见下图二、曝气系统的计算与设计二、曝气系统的计算与设计2 2最大时需氧量最大时需氧量(O(O2 2)max)max每日去除的每日去除的BODBOD5 5值：值：1平均需氧量平均需氧量O2去除每千克去除每千克BODBOD5 5的需氧量的需氧量O O2 23 3供气量供气量GsGs 确定用网状膜中微孔空气扩散器，其确定用网状膜中微孔空气扩散器，其E EA A1212，距池底距池底0.2m0.2m，淹没水
24、深淹没水深4.0m4.0m，查表得出：，查表得出：CsCs（2020）9.17 mg/L9.17 mg/L，CsCs（3030）7.63 mg/L7.63 mg/L，设计设计水温定为水温定为3030（最不利温度！）。（最不利温度！）。 平均供气量平均供气量GsGs 最大时供气量最大时供气量(Gs)max(Gs)max 去除每千克去除每千克BODBOD5 5的供气量为：的供气量为： 每每m m3 3污水供气量为：污水供气量为： 提升污泥的空气量：提升污泥的空气量： 总需气量总需气量G GsTsT8418+50008418+500013418m13418m3 3/h/h4 4空气管路计算空气管路计
25、算 曝气池面积曝气池面积F F272745451215m1215m2 2 选择最远最长的管路作为计算管路，列空气管路计算表进行选择最远最长的管路作为计算管路，列空气管路计算表进行 计算，得出管道系统的总压力损失：计算，得出管道系统的总压力损失： 网状膜扩散器的压力损失为网状膜扩散器的压力损失为 5.88 5.88 KPaKPa，则总压力损失取，则总压力损失取9.8 9.8 KPaKPa 空气管的布置：空气管的布置：5 5空气机的选择空气机的选择所需压力所需压力P P（4.2-0.24.2-0.2）9.8+9.89.8+9.849 49 KPaKPa空气流量：空气流量：最大时：最大时：8418+
26、37508418+375012168m12168m3 3/h/h202.8m202.8m3 3/min/min平均时：平均时：6946+37506946+375010696m10696m3 3/h/h118.3m118.3m3 3/min/min选选LG60LG60，5 5台，台，P P50KPa50KPa，QQ60 m60 m3 3/min/min。正常正常3 3用用2 2备；高负荷备；高负荷4 4用用1 1备备3.某城市每天污水的平均流量某城市每天污水的平均流量Q平均平均=40000m3/d，污水总变化，污水总变化系数系数KZ=1.382 ，进入曝气池污水的，进入曝气池污水的 BOD5值值Sa 220 mg/L ，处理水中溶解性处理水中溶解性 BOD5 值为值为30 mg/L，拟采用活性污泥法处理，拟采用活性污泥法处理，（1）计算确定曝气池主要部位尺寸（）计算确定曝气池主要部位尺寸（2）计算设计鼓风曝气）计算设计鼓风曝气系统。系统。
