生物处理新技术-间歇性活性污泥法.ppt

间歇性活性污泥法,中国市政工程东北设计研究总院 杨红 2010年11月23日,主要内容,间歇式活性污泥法工艺原理及应用 间歇活性污泥法（SBR) CAST（CASS、CASP）工艺 IDEA工艺 ICEAS 工艺 DAT-IAT工艺 MSBR工艺 UNITANK工艺,间歇性活性污泥法工艺原理及应用,间歇性活性污泥工艺的发展（国外1） 1898年英国Sir Thomas Wardle-世界上第一个间歇式运转的工艺 工艺：化学沉淀+曝气（进水期、曝气期、沉淀区、排水区） 没有活性污泥 1914年化学工业国际会议Ardern and Lockkett 发表研究成果（活性污泥） 1914年英国Salford ,世界第一座间歇性活性污泥设施 1915年美国Milmaukee也建了一座间歇性活性污泥设施。 20世纪50年代Hoover和Proges及Pasveer,连续进水 20世纪70年代后期，自控技术的逐渐成熟，间歇活性污泥法得以大范围推广。 1976年世界第一座ICEAS工艺污水处理厂-澳大利亚威尔大学与美国ABJ公司合作。 1978年Goronszy教授开发CASS、CAST工艺;1984年和1989年在美国和加拿大取得专利。,间歇性活性污泥法工艺原理及应用,间歇性活性污泥工艺的发展（国外2） 80年代初美国Natre Dame大学Irvine教授教授及其同事-SBR-间歇进水、间歇排水。 20世纪80年代后期美国、加拿大、日本对污水处理厂评价、公布了工艺技术报告书。 1990年日本出版了序批式活性污泥法设计指南，美国、德国出版间歇式活性污泥工艺法手册。 1997年德国发布设计规范。 1996年澳大利亚有600多座SBR污水处理厂，美国仅一家ARUA AEROBIC SYSTEMS公司就设计了350座SBR污水处理厂。 间歇性活性污泥工艺的发展（国内） 1985年，上海市政设计院为上海吴淞肉联厂设计投产了我国第一座SBR污水处理站，设计处理水量为2400t/d。 2010年10月环境保护部发布了序批式活性污泥法污水处理工程技术规范（HJ577-2010）,间歇性活性污泥法工艺原理及应用,间歇式运转中存在的问题 泵、搅拌机和曝气器不停的开停转换；当时自动化水平低，运转不便； 受监测和自控水平限制，运行管理繁琐； 上清液夹带污泥，出水水质恶化； 曝气所用的空气扩散器很容易被沉淀于池底的污泥堵塞。 20世纪50年代被后来发展的连续流活性污泥法替代 连续流活性污泥法运转中存在的问题 设置污泥调节池和污泥回流，增加设备及运行费； 水质变化的情况下运转不好、污泥回流的控制不方便 二沉池不是理想的静态，与间歇性活性污泥工艺静沉相比，静沉效果受异重流的影响。 丝状菌污泥膨胀。,返回,间歇式活性污泥法（SBR法）,SBR工艺的定义、特点 SBR工艺的工作原理 SBR工艺的基本流程 SBR工艺的主要优点 SBR工艺的适用范围及主要工艺形式 SBR工艺的影响因素 SBR工艺设计 SBR调试程序及注意事项,返回,SBR工艺的定义及特点,SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。 SBR工艺是按时间顺序进行进水，反应（曝气）、沉淀、出水、排泥等五个程序进行操作，从污水的进入开始到排泥结束称为一个操作周期，这种操作通过微机程序控制周而复始反复进行，从而达到污水处理之目的。 SBR工艺最显著的工艺特点是不需要设置二沉池和污水，污泥回流系统；通过程序控制合理调节运行周期使运行稳定，并实现除磷脱氮；不设二沉淀池及省却回流系统，占地少，投资省，基建和运行费低，适合于中小水量污水处理的工艺； 由于该工艺是稳定状态下运行的活性污泥工艺，工业化运用时间较短，尚无十分成熟的设计、运行、管理经验，因此SBR工艺是一种尚处于发展、完善阶段的技术。,SBR工艺的定义及特点,返回,与传统工艺比较 SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式； 非稳定生化反应替代稳态生化反应； 静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。 主要特征 在运行上的有序和间歇操作； SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池; 无污泥回流系统。 SBR艺主要应用领域 城市污水 工业废水，主要有味精、啤酒、制药、焦化、餐饮、造纸、印染、洗涤、屠宰等工业的污水处理。,SBR工艺的工作原理,SBR是活性污泥法的一个变型，它的反应机理以及污染物质的去除机制与传统活性污泥基本相同，仅运行操作不同，操作模式由进水反应沉淀排水排泥5个程序，在一个周期均在一个设有曝气和搅拌装置的反应器（池）中进行，这种操作周而复始进行，以达到不断进行污水处理的目的，省却二沉池和污水、污泥回流系统。 传统SBR工艺在工程应用中存在一定的局限性，首先是在进水流量较大的情况下，需对反应系统进行调节，如果处理出水要求同时除磷脱氮，则更需对工艺流程进行必要的改造，因而在实际应用中SBR逐渐发展了各种新形式。,返回,SBR处理工艺基本流程,SBR艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。SBR艺的一个完整的操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括如下5个阶段：进水期；反应期；沉淀期；排水排泥期；闲置期。SBR的运行工况以间歇操作为特征。其中自进水、反应、沉淀、排水排泥至闲置期结束为一个运行周期。在一个运行周期中，各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活掌握。,图2 SBR工艺的典型运行工序,返回,SBR工艺的主要优点,理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。 运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。,返回,SBR工艺的适用范围及主要工艺形式,SBR-适用范围 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。 用地紧张的地方。 对已建连续流污水处理厂的改造等。 非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。 主要工艺形式 间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEASIntermittentCyclicExtendedSystem） 好氧间歇曝气系统（DAT-IATDemandAerationTank-IntermittentTank） 循环式活性污泥法(CASSCyclicActivatedSludgeSystem) UNITANK单元水池活性污泥处理系统 改良式序列间歇反应器（MSBRModifiedSequencingBatchReactor） SBR工艺与调节、水解酸化工艺的结合SBR工艺,返回,SBR工艺影响因素,有机物浓度 在厌氧状态下，聚磷菌释磷越多，则聚磷菌在好氧段摄取磷量越大，因此如何设法提高厌氧状态下聚磷菌的释磷是达到高效除磷的重要条件。 在厌氧条件下，有机物BOD则由兼性异养菌转化为低分子脂肪酸（如甲、乙、丙酸、乳酸等）之后，才能被聚磷菌所利用，而这种转化对聚磷菌的释磷起着诱导作用，如果这种转化速率高，则聚磷菌的释磷速率就越大，从而有利于磷的去除。 所以污水易被生物降解的有机物浓度越大，则除磷越高，通常以BOD5/总P的比值作为评价指标，一般认为BOD5/TP20,则磷的去除效果较稳定，实验得出BOD5/TP的一般关系： 进水慢速搅拌，可提前进入厌氧状态，利于磷的释放，并缩短厌氧反应时间。,SBR工艺影响因素,NO3-N对脱氮除磷的影响 当进水处于厌氧状态时，进水带来了极少量的NO3-N，但主要是好氧停止曝气后至沉淀及排水工序的缺氧段的反硝化作用不完全而留下的NO3-N。 由于NO3-N的存在会发生反硝化反应，反硝化消耗生物降解的有机物（BOD），因为反硝化速率比聚磷菌的磷释放速率快，所以反硝化菌与聚磷菌争夺有机碳源，当厌氧池混合液中NO3-N浓度大于1.5mg/L时，会使聚磷菌释放时间滞后，释磷速率减缓，释磷量少，最终导致好氧状态下聚磷菌摄磷能力下降，影响除磷效果，所以应尽量降低曝气池内进水前留于池内的NO3-N浓度，主要*好氧池曝气停止后沉淀，排水段的缺氧运行。 如反硝化彻底，残留的NO3-N浓度小，同时也提高了氮的去除率。对此应对曝气好氧反应阶段以灵活的运行控制. 如:采取曝气（去除BOD、硝化、摄磷）停止曝气缺氧（投加少量碳源，进行反硝化脱氧）再曝气（去除剩余有机物）的运行方式，提高脱氮效率，减少下一周期进水工序厌氧状态时NO3-N浓度。,SBR工艺影响因素,运行时间和DO的影响 运行时间和DO是SBR取得良好脱氮除磷效果的两个重要参数。 进水工序的厌氧状态DO应控制在0.30.5mg/L，以满足释磷要求，有机物BOD浓度高则释磷速率快，当释磷速率为910mg/(gMLSSh)，水力停留时间大于1h，则聚磷菌体内的磷已充分释放。所以一般城市污水经2h厌氧状态释磷，可基本达到释磷效果。 好氧曝气工序DO应控制在2.5mg/L以上，曝气时间4h为宜。主要满足BOD降解和硝化需氧以及聚磷菌摄磷过程的高氧环境。由于聚磷菌的好氧摄磷速率低于硝化速率，因此，应以摄磷来考虑曝气时间较合适，但总的说曝气时间也不要过长，以免使聚磷菌进入内源呼吸菌体衰亡，导致磷的释放。 好氧曝气之后，沉淀、排放工序均为缺氧状态，DO不高于0.7mg/L，时间为2h左右为宜。在此条件下，反硝化菌将好氧曝气工序时贮存体内的碳源释放，进行SBR所特有的贮存性反硝化作用，使NO3-N转化为分子态氮而达到脱氮之目的。,SBR工艺影响因素,表1 各工序运行时间分配对处理效果影响,返回,SBR工艺设计要点： （1）污泥溶剂负荷率NV=0.5KgBOD5/（m3d） （2）MLSS为3000mg/L 操作周期为68h：进水2h，曝气4h，沉淀1h，排水与待机各0.5h（8h） （3）总需氧量的计算与普通活性污泥法相同，当要求脱氮时，应考虑硝花需氧量。 （4）剩余污泥量的计算与普通活性污泥法相同。 （5）反应池排水采用伸缩式浮动排水口，其排水口距池底应保证沉淀污泥不会排走。 （6）反应池超高为：0.5m。,SBR工艺设计,运行周期（T）的确定 SBR的运行周期由充水时间、反应时间、沉淀时间、排水排泥时间和闲置时间来确定 。 充水时间（tv）应有一个最优值。如上所述，充水时间应根据具体的水质及运行过程中所采用的曝气方式来确定。当采用限量曝气方式及进水中污染物的浓度较高时，充水时间应适当取长一些；当采用非限量曝气方式及进水中污染物的浓度较低时，充水时间可适当取短一些。充水时间一般取14。 反应时间（tR）是确定SBR反应器容积的一个非常主要的工艺设计参数，其数值的确定同样取决于运行过程中污水的性质、反应器中污泥的浓度及曝气方式等因素。对于生活污水类易处理废水，反应时间可以取短一些，反之对含有难降解物质或有毒物质的废水，反应时间可适当取长一些。一般在28h。 沉淀排水时间（tS+D ）是确定SBR反应器容积的一个非常主要的工艺设计参数，其数值的确定同样取决于运行过程中污水的性质、反应器中污泥的浓度及曝气方式等因。对于生活污水类易处理废水，反应时间可以取短一些，反之对含有难降解物质或有毒物质的废水，反应时间可适当取长一些。一般在28h。 ）一般按24h设计。 闲置时间（tE）一般按2h设计。,SBR工艺设计,反应池容积的计算,（1）计算周期进水量QO(m3),式中：Q平均日污水量（m3/d） T工作周期（h） N反应池池数（N2） （2）反应池有效容积V有效(m3),式中：n一日内的周期数 c进入反应池污水BOD5平均浓度（g BOD5/ m3)） V有效VminQO 式中：Vmin最小水量，指沉淀、排水工序之后，反应池内污泥界面所对应的容积，同时污泥界面的高度应低于排水口高度。 （3）反应池最小水量Vmin,式中：SVI污泥指数(ml/g) 106ml与m3的关系 MLSS混合液污泥浓度（g/m3） （4）校核周期进水量和有效容积,V有效VminQO （5）确定单座反应池的工艺尺寸 池水深一般为3.54.5m，确定LB,超高取0.5m,SBR工艺设计,（6）计算总需氧量O2和需氧速率R a. 总需氧量O2 当只考虑有机物氧化，则 O2=aQLr +bVXv(Kg O2/d) 公式中：Q平均日污水量（m3/d） LrCoCe, Co 、Ce分别为进、出水BOD5浓度，g/m3 V反应池总有效容积（m3） Xv反应池MLSS浓度，等于0.75MLSS浓度（g/ m3） a、b分别为0.5, 0.11 当考虑有机物氧化和NO3N硝化时，则应考虑二部分的需氧量。 b. 需要速率R氧气/一日内曝气时间（h） （7）根据需氧量O2求出标准状态下曝气池设备的供氧量和供气量。其计算与普通活性污泥法相同。 （8）排水口距反应池底高度h（m） 最佳排水深度控制：,H可取0.1m 由于浮筒的浮力，使滗水器的进水头可随水面的变化而变化，开始排水时，通入压缩空气至气缸，由于气缸中的气动活塞 带动曲面轴打开闸门，浮动进水头开始排水。 停止排水时，只需将输气软管中空气排出，通过曲轴将闸门关闭。滗水器不工作时闸门处于常闭状态,式中：H反应池有效水深（m） QO周期内进水量（m3/周期） V有效反应池有效容积（m3） N池的座数 L.B单池反应池的长宽（m） （9）剩余污泥量W(Kg/d) W=aQLrbVXv（Kg/d） 式中：Q平均日污水量（m3/d） Lr、V、Xv均同上 a、b分别为0.50.65、0.050.1,SBR工艺设计,曝气系统 序批式活性污泥法中，曝气装置的能力应是在规定的曝气时间内能供给的需氧量，在设计中，高负荷运行时每单位进水BOD为0.51.5kgO2/kgBOD，低负荷运行时为1.52.5kgO2/kgBOD。 在序批式活性污泥法中，由于在同一反应池内进行活性污泥的曝气和沉淀，曝气装置必须是不易堵塞的，同时考虑反应池的搅拌性能。常用的曝气系统有气液混合喷射式、机械搅拌式、穿孔曝气管、微孔曝气器，一般选射流曝气，因其在不曝气时尚有混合作用，同时避免堵塞。,SBR工艺设计,排水系统 上清液排除出装置应能在设定的排水时间内，活性污泥不发生上浮的情况下排出上清液，排出方式有重力排出和水泵排出。 为预防上清液排出装置的故障，应设置事故用排水装置。 在上清液排出装置中，应设有防浮渣流出的机构。 序批式活性污泥的排出装置在沉淀排水期，应排出与活性污泥分离的上清液，并且具备以下的特征： 应能既不扰动沉淀的污泥，又不会使污泥上浮，按规定的流量排出上清液。（定量排水） 为获得分离后清澄的处理水，集水机构应尽量靠近水面，并可随上清液排出后的水位变化而进行排水。（追随水位的性能） 排水及停止排水的动作应平稳进行，动作准确，持久可靠。（可靠性） 排水装置的结构形式，根据升降的方式的不同，有浮子式、机械式和不作升降的固定式。,SBR工艺设计,SBR工艺设计,排泥设备 设计污泥干固体量=设计污水量设计进水SS浓度污泥产率1000 在高负荷运行（0.10.4 kg-BOD/kg-ssd)时污泥产量以每流入1 kgSS产生1 kg计算，在低负荷运行（0.030.1 kg-BOD/kg-ssd)时以每流入1 kgSS产生0.75 kg计算。 在反应池中设置简易的污泥浓缩槽，能够获得23%的浓缩污泥。由于序批式活性污泥法不设初沉池，易流入较多的杂物，污泥泵应采用不易堵塞的泵型。,SBR工艺设计,SBR设计需特别注意的问题 1、设施的组成 本法原则上不设初次沉淀池，本法应用于小型污水处理厂的主要原因是设施较简单和维护管理较为集中 为适应流量的变化，反应池的容积应留有余量或采用设定运行周期等方法。但是，对于游览地等流量变化很大的场合，应根据维护管理和经济条件，研究流量调节池的设置。 2、反应池 反应池的形式为完全混合型，反应池十分紧凑，占地很少。形状以矩形为准，池宽与池长之比大约为1：11：2，水深46米。 反应池水深过深，基于以下理由是不经济的：如果反应池的水深大，排出水的深度相应增大，则固液分离所需的沉淀时间就会增加。专用的上清液排出装置受到结构上的限制，上清液排出水的深度不能过深。 反应池水深过浅，基于以下理由是不希望的：在排水期间，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排出的深度不能过深。与其他相同BODSS负荷的处理方式相比，其优点是用地面积较少。 反应池的数量，考虑清洗和检修等情况，原则上设2个以上。在规模较小或投产初期污水量较小时，也可建一个池。,SBR工艺设计,SBR设计需特别注意的问题 3、排水装置 排水系统是SBR处理工艺设计的重要内容，也是其设计中最具特色和关系到系统运行成败的关键部分。目前，国内外报道的SBR排水装置大致可归纳为以下几种： 潜水泵单点或多点排水。这种方式电耗大且容易吸出沉淀污泥； 池端（侧）多点固定阀门排水，由上自下开启阀门。缺点操作不方便，排水容易带泥； 专用设备滗水器。 滗水器是是一种能随水位变化而调节的出水堰，排水口淹没在水面下一定深度，可防止浮渣进入。 理想的排水装置应满足以下几个条件： 单位时间内出水量大，流速小，不会使沉淀污泥重新翻起； 集水口随水位下降，排水期间始终保持反应当中的静止沉淀状态； 排水设备坚固耐用且排水量可无级调控，自动化程度高。 在设定一个周期的排水时间时，必须注意以下项目： 上清液排出装置的溢流负荷确定需要的设备数量； 活性污泥界面上的最小水深主要是为了防止污泥上浮，由上清液排出装置和溢流负荷确定，性能方面，水深要尽可能小； 随着上清液排出装置的溢流负荷的增加，单位时间的处理水排出量增大，可缩短排水时间，相应的后续处理构筑物容量须扩大； 在排水期，沉淀的活性污泥上浮是发生在排水即将结束的时候，从沉淀工序的中期就开始排水符合SBR法的运行原理。,SBR工艺设计,SBR工艺的需氧与供氧 SBR工艺有机物的降解规律与推流式曝气池类似，推流式曝气池是空间（长度）上的推流，而SBR反应池是时间意义上的推流。 由于SBR工艺有机物浓度是逐渐变化的，在反应初期，池内有机物浓度较高，如果供氧速率小于耗氧速率，则混合液中的溶解氧为零，对单一的微生物而言，氧气的得到可能是间断的，供氧速率决定了有机物的降解速率。 随着好氧进程的深入，有机物浓度降低，供氧速率开始大于耗氧速率，溶解氧开始出现，微生物开始可以得到充足的氧气供应，有机物浓度的高低成为影响有机物降解速率的一个重要因素。 从耗氧与供氧的关系来看，在反应初期SBR反应池保持充足的供氧，可以提高有机物的降解速度，随着溶解氧的出现，逐渐减少供氧量，可以节约运行费用，缩短反应时间。 SBR反应池通过曝气系统的设计，采用渐减曝气更经济、合理一些。,SBR工艺设计,SBR工艺排出比（1/m）的选择 SBR工艺排出比（1/m）的大小决定了SBR工艺反应初期有机物浓度的高低。排出比小，初始有机物浓度低，反之则高。 根据微生物降解有机物的规律，当有机物浓度高时，有机物降解速率大，曝气时间可以减少。 当有机物浓度高时，耗氧速率也大，供氧与耗氧的矛盾可能更大。 不同的废水活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能好，沉淀后上清液就多，宜选用较小的排出比，反之则宜采用较大的排出比。 排出比的选择还与设计选用的污泥负荷率、混合液污泥浓度等有关。,SBR工艺设计,SBR反应池混合液污泥浓度 根据活性污泥法的基本原理，混合液污泥浓度的大小决定了生化反应器容积的大小。SBR工艺也同样如此，当混合液污泥浓度高时，所需曝气反应时间就短，SBR反应池池容就小，反之SBR反应池池容则大。 当混合液污泥浓度高时，生化反应初期耗氧速率增大，供氧与耗氧的矛盾更大。 池内混合液污泥浓度的大小还决定了沉淀时间。污泥浓度高需要的沉淀时间长，反之则短。 当污泥的沉降性能好，排出比小，有机物浓度低，供氧速率高，可以选用较大的数值，反之则宜选用较小的数值。 SBR工艺混合液污泥浓度的选择应综合多方面的因素来考虑。,SBR工艺设计,关于污泥负荷率的选择 污泥负荷率是影响曝气反应时间的主要参数，污泥负荷率的大小关系到SBR反应池最终出水有机物浓度的高低。 当要求的出水有机物浓度低时，污泥负荷率宜选用低值；当废水易于生物降解时，污泥负荷率随着增大。 污泥负荷率的选择应根据废水的可生化性以及要求的出水水质来确定。,SBR工艺设计,SBR工艺与调节、水解酸化工艺的结合 SBR工艺采用间歇进水、间歇排水，SBR反应池有一定的调节功能，可以在一定程度上起到均衡水质、水量的作用。通过供气系统、搅拌系统的设计，自动控制方式的设计，闲置期时间的选择，可以将SBR工艺与调节、水解酸化工艺结合起来，使三者合建在一起，从而节约投资与运行管理费用。 在进水期采用水下搅拌器进行搅拌，进水电动阀的关闭采用液位控制，根据水解酸化需要的时间确定开始曝气时刻，将调节、水解酸化工艺与SBR工艺有机的结合在一起。反应池进水开始作为闲置期的结束则可以使整个系统能正常运行。具体操作方式： 进水开始既为闲置结束，通过上一组SBR池进水结束时间来控制； 进水结束通过液位控制，整个进水时间可能是变化的。 水解酸化时间由进水开始至曝气反应开始，包括进水期，这段时间可以根据水量的变化情况与需要的水解酸化时间来确定，不小于在最小流量下充满SBR反应池所需的时间。 曝气反应开始既为水解酸化搅拌结束，曝气反应时间可根据计算得出。 沉淀时间根据污泥沉降性能及混合液污泥浓度决定，它的开始即为曝气反应的结束。 排水时间由滗水器的性能决定，滗水结束可以通过液位控制。 闲置期的时间选择是调节、水解酸化及SBR工艺结合好坏的关键。闲置时间的长短应根据废水的变化情况来确定，实际运行中，闲置时间经常变动。通过闲置期间的调整，将SBR反应池的进水合理安排，使整个系统能正常运转，避免整个运行过程的紊乱。,返回,SBR调试程序及注意事项,活性污泥的培养驯化 SBR反应池去除有机物的机理与普通活性污泥法基本相同，主要大量繁殖的微生物群体降解污水中的有机物。 活性污泥处理系统在正式投产之前的首要工作是培养和驯化活性污泥。活性污泥的培养驯化可归纳为异步培驯法、同步培驯法和接种培驯法，异步法为先培养后驯化，同步法则培养和驯化同时进行或交替进行，接种法系利用其他污水处理厂的剩余污泥，再进行适当的培驯。 培养活性污泥需要有菌种和菌种所需要的营养物。对于城市污水，其中的菌种和营养都具备，可以直接进行培养。对于工业废水，由于其中缺乏专性菌种和足够的营养，因此在投产时除用一般的菌种和所需要营养培养足够的活性污泥外，还应对所培养的活性污泥进行驯化，使活性污泥微生物群体逐渐形成具有代谢特定工业废水的酶系统，具有某种专性。,SBR调试程序及注意事项,试运行 活性污泥培养驯化成熟后，就开始试运行。试运行的目的使确定最佳的运行条件。 在活性污泥系统的运行中，影响因素很多，混合液污泥浓度、空气量、污水量、污水的营养情况等。活性污泥法要求在曝气池内保持适宜的营养物与微生物的比值，供给所需要的氧，使微生物很好的和有机物相接触，全体均匀的保持适当的接触时间。 对SBR处理工艺而言，运行周期的确定还与沉淀、排水排泥时间及闲置时间有关，还和处理工艺中所设计的SBR反应器数量有关。运行周期的确定除了要保证处理过程中运行的稳定性和处理效果外，还要保证每个池充水的顺序连续性，即合理的运行周期应满足运行过程中避免两个或两个以上的池子同时进水或第一个池子和最后一个池子进水脱节的现象。同时通过改变曝气时间和排水时间，对污水进行不同的反应测试，确定最佳的运行模式，达到最佳的出水水质、最经济的运行方式。,SBR调试程序及注意事项,污泥沉降性能的控制 活性污泥的良好沉降性能是保证活性污泥处理系统正常运行的前提条件之一。如果污泥的沉降性能不好，在SBR的反应期结束后，污泥难以沉淀，污泥的压密性差，上层清液的排除就受到限制，水泥比下降，导致每个运行周期处理污水量下降。如果污泥的絮凝性能差，则出水中的悬浮固体（SS）含量将升高，COD上升，导致处理出水水质的下降。 导致污泥沉降性能恶化的原因是多方面的，但都表现在污泥容积指数（SVI）的升高。SBR工艺中由于反复出现高浓度基质，在菌胶团菌和丝状菌共存的生态环境中，丝状菌一般是不容易繁殖的，因而发生污泥丝状菌膨胀的可能性是非常低的。SBR较容易出现高粘性膨胀问题。这可能是由于SBR法是一个瞬态过程，混合液内基质逐步降解，液相中基质浓度下降了，但并不完全说明基质已被氧化去除，加之许多污水的污染物容易被活性污泥吸附和吸收，在很短的时间内，混合液中的基质浓度可降至很低的水平，从污水处理的角度看，已经达到了处理效果，但这仅仅是一种相的转移，混合液中基质的浓度的降低仅是一种表面现象。可以认为，在污水处理过程中，菌胶团之所以形成和有所增长，就要求系统中有一定数量的有机基质的积累，在胞外形成多糖聚合物（否则菌胶团不增长甚至出现细菌分散生长现象，出水浑浊）。在实际操作过程中往往会因充水时间或曝气方式选择的不适当或操作不当而使基质的积累过量，致使发生污泥的高粘性膨胀。 污染物在混合液内的积累是逐步的，在一个周期内一般难以马上表现出来，需通过观察各运行周期间的污泥沉降性能的变化才能体现出来。为使污泥具有良好的沉降性能，应注意每个运行周期内污泥的SVI变化趋势，及时调整运行方式以确保良好的处理效果。,返回,CAST（CASS,CASP）工艺,定义 工艺构造 运行工序 工艺特点,返回,循环式CAST（CASS，CASP）系统定义,CASS（Cyclic Actiavated Sludge System）或 CAST（-Technology）或CASP（-Process）工艺是一种循环式活性污泥法。该工艺的前身为ICEAS工艺，由Goronszy开发并在美国和加拿大获得专利。 与ICEAS工艺相比，预反应区容积较小，是设计更加优化合理的生物反应器。该工艺将主反应区中部分剩余污泥回流至选择器中，在运作方式上沉淀阶段不进水，使排水的稳定性得到保障。 CASS艺适用于含有较多工业废水的城市污水及要求脱氮除磷的处理。 它分为主反应区和预反应区，运行方式为连续进水（沉淀期和排水期保持进水），间歇排水，并将主反应区部分污泥回流至预反应区，运行时沉淀阶段不进水，使排水的稳定性得到保障。 CAST实际分为三个反应区：一区为生物选择器又称为预反应区；二区为缺氧区；三区为好氧区，各区容积之比为1：5：30。,返回,循环式CAST（CASS）系统工艺构造,图3 CASS反应器的工艺构造,返回,CAST运行工序,CAST预反应区（生物选择器）的设置保证了活性污泥不断地在选择器中以历一个高絮体负荷的阶段，从而有利于系统中絮凝性细菌的生长，并提高污泥活性，使其快速地去除废水中溶解性易降解的有机物，能抑制丝状菌的生长和繁殖。 沉淀阶段不进水保证了污泥沉降无水力干扰，使系统运行不受进水水力因素影响，使反应器在完全混合条件下运行而不产生污泥膨胀。,返回,CAST运行工序,图4 CASS 工艺的循环操作过程,(a)进水，曝气阶段开始； (b)曝气阶段结束； (c)沉淀阶段开始 (d)沉淀阶段结束； (e)撇水阶段及排泥结束； (f)进水、闲置阶段,返回,CAST工艺特点,CAST优点 工艺流程简单，土建和设备投资低 耐水力冲击，运行灵活 在进行生物除磷脱氮操作时，整个工艺的运行得到良好控制，处理效果优于传统活性污泥法 运行简单，无需进行大量的污泥回流，水回流,返回,IDEA工艺,间歇排水延时曝气工艺（IDEA）基本保持了CAST艺的优点，运行方式采用连续进水、间歇曝气、周期排水的形式。 与CAST相比，预反应区（生物选择器）改为与SBR主体构筑物分立的预混合池，部分剩余污泥回流入预混合池，且采用反应器中部进水。 预混合池的设立可以使污水在高絮体负荷下有较长的停留时间，保证高絮凝性细菌的选择。,返回,ICEAS 工艺,ICEAS 工艺特点 ICEAS 工艺构造 ICEAS 工艺过程,返回,ICEAS 工艺特点,ICEAS（Intermittent Cyclic Extended AeratlonSystem）工艺的全称为间歇循环延时曝气活性污泥工艺。它于20世纪80年代初在澳大利亚兴起，是变形的SBR工艺。 在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS与传统SBR相比，最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。 ICEAS与传统的SBR相比，最大的特点是： 在反应器的进水端增加了一个预反应区，运行方式为连续进水（沉淀期和排水期仍保持进水），间歇排水，没有明显的反应阶段和闲置阶段。 这种系统在处理市政污水和工业废水方面比传统的SBR系统费用更省、管理更方便。 由于进水贯穿于整个运行周期的每个阶段，沉淀期进水在主反应区底部造成水力紊动而影响泥水分离时间，因而，进水量受到了一定限制。通常水力停留时间较长。,返回,ICEAS 工艺构造,简化的CASS连续进水周期排水的SBR工艺 这是在CASS基础上的改进，使之变得运行更简单。,1主反应区 2滗水器 3污泥泵 4水下搅拌器 5微孔曝气器 6大气泡扩散器,图4 ICEAS 反应池构造简图,返回,ICEAS 工艺工作过程,前一部分为预反应区，也称为进水曝气区，后一部分为主反应区。在预反应区内，污水连续进入，并进行连续曝气；在主反应区依次进行曝气、搅拌、沉淀、滗水、排泥等过程，并周期循环。 主反应区与预反应区之间没有隔墙，底部有较大的涵孔，污水以较低流速由预反应区连续进入主反应区。当主反应区排泥时，先排放剩余污泥，然后将部分污泥回流至预反应区，这种运行方式具有以下优点 1）当主反应区处于停止曝气进行反硝化时，连续进入的污水可提供反硝化所需的碳源，从而提高了脱氮效率。 2）当主反应区处于沉淀或滗水阶段，连续进入的污水可进入厌氧污泥层，为聚磷菌释放磷提供所必须的碳源，因而可提高系统的除磷效率。 3）由于污水的连续进入，曝气鼓风机可在恒压下运行，提高了工作的稳定性。,返回,DAT-IAT工艺,DAT-IAT工艺定义 DAT-IAT工艺流程 运行过程 工艺特点,返回,DAT-IAT工艺定义,好氧间歇曝气系统（DAT-IATDemandAerationTank-IntermittentTank）是由天津市政工程设计研究院提出的一种SBR新工艺。 DAT-IAT艺是利用单SBR池实现连续运行的新型工艺，介于传统活性污泥法与典型的SBR工艺之间，既有传统活性污泥法的连续性和高效性，又具有SBR的法灵活性，适用于水质水量大的情况。 主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成，DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，在此可完成曝气、沉淀。 IAT池连续进水间歇排水。其出水进入IAT，浇水和排出剩余污泥工序，是SBR的又一变型。 IAT池污泥回流DAT池。它具有抗冲击能力强的特点，并有除磷脱氮功能。,返回,DAT-IAT工艺流程,该工艺是连续进水、连续间歇曝气工艺，它是利用单一SBR反应池实现连续运行的新型SBR工艺。 该工艺由DAT和IAT双池串联组成，DAT池连续进水、连续曝气（也可间歇曝气）；IAT池连续进水、间歇曝气，排水和排泥均从IAT排出，其平面布置见下图。,返回,DAT-IAT工艺运行过程,1. 进水阶段 不象常规SBR工艺间歇进水，而DATIAT工艺，污水连续进入DAT，然后连续流入IAT，进水操作控制简单，DATIAT双池系统也避免了水流短路。 2. 反应阶段 污水首先在DAT池中连续曝气，池中水流呈完全混合流态，绝大部分有机物在此得到降解。经DAT处理后的混合液，通过两池间的二道导流墙组成的导流区，连续不断地进入IAT池，IAT间歇曝气以进一步去除有机物，使处理出水达到排放标准。,表21-3 DATIAT反应池周期运行过程,注：DAT池为连续曝气，也可间歇曝气，使之处于缺氧、厌氧状态，以增强该工艺的脱氮除磷能力。,DAT-IAT工艺运行过程,3. 沉淀阶段 沉淀阶段仅发生在IAT池。当IAT停止曝气后，活性污泥絮体静态沉淀，与上清液分离。DAT流入IAT的混合液流速很低，不会对IAT的污泥产生扰动，所以沉淀效率显著高于一般沉淀池的动态沉淀。 4. 排水阶段 排水阶段只发生在IAT池。当池内水位上升到最高水位时，沉淀阶段结束，设置在IAT末端的滗水器开动，将上清液缓慢地排出池外，当池内水位降到最低水位时停止滗水。 5. 待机阶段 在IAT池滗水后，便完成了一个运行周期，两周期间的间歇时间就是待机阶段。该时段时间的长短或取消，可根据污水的性质和处理要求来定。,返回,DAT-IAT工艺特点,1. 连续进水，IAT池又具有常规SBR池间歇曝气、沉淀与排水操作过程，不但进水操作控制简单，还可以根据污水的水质水量的变化调整IAT的运行周期和曝气时间，使之处于最佳工况，造成缺氧或厌氧环境，达到脱氮除磷目的。 2. 在保证沉淀分离效果的前提下，对于曝气池与二沉池合建式构筑物，应尽可能提高曝气容积比，以减少池容和降低基建投资。DATIAT工艺的曝气容积比为66.7%，高于常规SBR反应池的（5060）%，更大于三沟式氧化沟的（4050）%，所以DATIAT工艺的基建投资较省。 3. 采用虹吸式滗水器运行可靠、结构简单、易于操作，并且价格低廉，但它滗水深度调节范围小，不能在滗水深度变化大的情况下使用。同时与其它类型滗水器一样需要水位差，增加了污水处理厂的总水头损失。,返回,MSBR工艺,工艺概述 工艺组成 工艺原理 工艺运行方式 主要设计参数 工艺特点,返回,MSBR工艺概述,改良式序列间歇反应器（MSBRModifiedSequencingBatchReactor）是80年代初期C,Y.Yang等人根据SBR技术特点结合A2-O工艺，研究开发的一种更为理想的污水处理系统。目前主要在北美和南美应用，而在韩国汉城和我国深圳盐田污水处理厂也采用该工艺。 MSBR工艺被认为是目前最新的一体化工艺流程，它是由A2/O系统与常规SBR系统串联组成，具有二者的全部优点。因而它具有同时高效去除有机物与氮、磷污染物的功能，出水水质稳定。 采用单池多方格方式，在恒定水位下连续运行。通常MSBR池分为主曝气池、序批池1、序批池2、厌氧池A、厌氧池B、缺氧池、泥水分离池。每个周期分为6个时段，每3个时段为一个半周期。一个半周期的运行状况：污水首先进入厌氧池A脱氮，再进入厌氧池B除磷，进入主曝气池好氧处理，然后进入序批池，两个序批池交替运行（缺氧好氧/沉淀出水）。脱氮除磷能力更强。,返回,MSBR工艺组成,MSBR工艺系统由三个主要部分组成其平面布置如上图所示。 1. A2/O：由厌氧区缺氧区好氧区组成。 2. 污泥回流浓缩：由浓缩池缺氧区组成。 3. 二个交替进行搅拌、曝气、沉淀的SBR池。在SBR池前段设置底部穿孔挡板，使得SBR池后段的水流状态是由下而上，而不是平流状态，这样SBR池后段对水流起到了悬浮污泥床的过滤作用，而非一般的沉淀作用。,返回,MSBR工艺原理,原污水和回流污泥同时进入厌氧池搅拌混合，回流污泥中的聚磷菌利用原污水中的快速降解有机物在此进行充分释磷，然后其混合液由厌氧池进入缺氧池，与好氧池来的含大量NOXN的回流混合液搅拌混合，进行反硝化脱氮，反硝化后的混合液流入好氧池，在此进行硝化、有机物降解和聚磷菌超量吸磷。 经好氧池处理后，一部分混合液至缺氧池，另一部分混合液进入SBR2池，经沉淀后上清液排放。此时另一边的SBR1池进行搅拌、曝气、预沉，起着反硝化、硝化、有机物降解的作用，沉下的污泥作为回流污泥，首先进入浓缩池浓缩，其上清液直接进入好氧池，而浓缩污泥进入缺氧池，减少污泥中的溶解氧，同时对回流污泥中硝酸盐进行反硝化，降低回流污泥中的硝酸盐浓度，使由缺氧池进入厌氧池的回流污泥中溶解氧和硝酸盐浓度都很低，为厌氧池中厌氧释磷提供了更为有利的条件。,返回,MSBR工艺运行方式,MSBR由6个时段组成一个运行周期，而每个运行周期由二个半运行周期组成，前3个时段（120min）组成第一个半运行周期，后3个时段（120min）组成第二个半运行周期，在两个相邻的半周期内，除二个SBR池的运行方式不同外，其余各个单元的运行方式完全一样。 原污水由单元厌氧区进入，流经单元缺氧区、单元好氧区，在第一个半周期内从单元 SBR2出水。而在第二个半周期内原污水同样由单元进入，流经单元、，出水则从单元 SBR1出水。第一个半周期内，单元 SBR2起沉淀作用，并从SBR-2出水；而在第二个半周期内则是单元 SBR1起沉淀作用，并从SBR-1池出水。 MSBR系统的回流由污泥回流和混合液回流二部分组成，而污泥回流有浓缩污