生物膜法和活性污泥法综合比较以及典型工艺

1、原理及一般工艺流程 典型工艺分类 优缺点 适用情况及发展前景 活性污泥法和生物膜法的比较 比较内容 活性污泥法：活性污泥法：利用某些微生物在生长繁殖过程中形成表 面积较大的菌胶团来大量絮凝和吸附废水中悬浮的胶体 或溶解的污染物，并将这些物质摄入细胞体内，在氧的 作用下， 将这些物质同化为菌体本身的组分，或将这些 物质完全氧化为二氧化碳、水等物质。 生物膜法：生物膜法：使含有营养物质和接种微生物的污水在滤料 的表面流动，一定时间后，微生物会附着在滤料表面而 增殖和生长，形成一层薄的生物膜。生成的生物膜上繁 殖着大量的微生物，它们吸附和降解水中的有机污染物， 能起到与活性污泥同样的净化污水作用。

2、一般工艺流程：一般工艺流程： 活性污泥法生物膜法 生物膜法和活性污泥法一样，都是利用微生物来去除废水 中有机物的方法，两者是平行发展起来的污水好氧处理工艺。 生 物 膜 法 和 活 性 污 泥 法 的 区 别 活性污泥法中的微生物在曝气池内以活性污 泥的形式呈悬浮状态，属于悬浮生长系统。 生物膜法中的微生物附着生长在填料或载体 上，形成膜状的活性污泥，属于附着生长系统或 固定膜工艺。 活性污泥法 普通活性污泥 法及其变型 普通活性污 泥法 A/O工艺 A2/O工艺 AB法 氧化沟法 卡鲁赛尔氧 化沟 双沟式氧化 沟 奥贝尔氧化 沟 SBR工艺 传统SBR工 艺 UNITANK工 艺 CASS工

3、艺 按空间分按时间分 生物膜法 生物滤池 普通生物滤池普通生物滤池 高负荷生物滤池高负荷生物滤池 塔式生物滤池塔式生物滤池 曝气生物滤池曝气生物滤池 生物转盘 生物接触氧化 活性污泥法活性污泥法生物膜法生物膜法 优优 点点 1.处理能力高 2.出水水质好 3.技术成熟 1.生物膜对污水水质、水量 的变化有较强的适应性，能 够处理低浓度的污水。 2.提高脱氮能力。 3.无需污泥回流，运行管理 容易。 4.无污泥膨胀问题，易于微 生物生存，运行稳定。 5.产生的剩余污泥少。 6.动力费用低，节能，而且 占地面积小。 活性污泥法活性污泥法生物膜法生物膜法 缺缺 点点 1.基建费、运行费高， 能耗大。

4、 2.对水质、水量变化适 应性低，运行效果易受 水质、水量变化的影响。 3.易出现污泥膨胀现象。 4. 产生大量的剩余泥， 需要进行污泥无害化处 理，增加了投资。 1.需要较多的填料和支撑结构，在 多数情况下基建投资超过活性污泥 法。 2.活性生物量较难控制，在运行方 面灵活性差。 3.载体材料的比表面积小，BOD容 积负荷有限，在处理城市污水时处 理效率比活性污泥法低。 4.采用自然通风供氧，在生物膜内 层往往形成厌氧层，从而缩小了具 有净化功能的有效容积。 5. 存在反冲洗问题，操作复杂。 6.存在滤料腐蚀、老化等问题。 活性污 泥法 需要一定的 BOD值 不适合处理低浓度废水 对水质、水

5、量 变化较明显 适用于水质、水量 相对稳定的情况 处理能力高适用于大中型水厂 生物膜法 占地面积小土地资源紧张情况 对水质、水量 适应性较好 可处理低浓度废水 容积利用率不 高 适合用于中小型水厂 适用情况 发 展 前 景 发展空间 活性污泥法发展已经有100多年的 历史了，理论和技术都比较成熟。 生物膜法从20世纪70年代发展起来， 理论核技术都有很大的科研空间。 国内污水 治理行业 新建水厂 现有污水厂 工艺改造 城乡小型污水 厂 活性污泥法 和生物膜法 的合用 生物膜法 1.AAO工艺工艺 脱氮除磷原理：脱氮除磷原理： AAOAAO生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由生物脱氮除磷系统

6、的活性污泥中，菌群主要由 硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化 细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过 生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化 细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用， 转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的； 在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易 降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超

7、量吸收磷，降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷， 并通过剩余污泥的排放，将磷除去。并通过剩余污泥的排放，将磷除去。 工艺优点：工艺优点： (1) 厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和种类微生物菌 群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能 (2) 在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为 简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。 (3) 在厌氧缺氧好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖， SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。 (4)反硝化过程为硝化提供碱度。 缺点：缺点： (1) 回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响。 (2) 脱氮受内回流比影响。 (3) 聚

8、磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物。 该工艺又称为循环式活性污泥法，是由 美国Goronszy教授在ICEAS工艺的基础上研 究开发的，它是利用不同微生物在不同的负 荷条件下生长速率差异和污水生物除磷脱氮 机理，将生物选择器与传统SBR反应器相结 合的产物。CASS工艺为间歇式生物反应器， 在此反应器中进行交替的曝气非曝气过程 的不断重复，将生物反应过程和泥水分离过 程结合在一个池子中完成。 CASS反应器由3个区域组成：生物选择 区、缺氧区和主反应器，每个区的容积比为 1：5：30。污水首先进入选择区，与来自主 反应器的混合液（2030）混合，经过 厌氧反应后进入主反应区，如下图所示 。 1

9、生物选择区 2 缺氧区 3 主反应区 CASS反应器构造图 CASS工艺以推流方式运行，而各反应区则以 完全混合的方式运行以实现同步碳化、硝化和反硝化 功能。 （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，撇水阶段开始； （e）撇水阶段及排泥结束； （f）进水、闲置阶段 1.可变容器的运行提高了对水质、水量 波动的适应性和 运行操作的灵活性； 2.良好的沉淀性能； 3.良好的脱氮除磷效果； 4.CASS工艺入口处设一生物选择器，并进行污泥回流， 保证了活性污泥不断的在选择器中经历了一个高絮体负 荷阶段，从而有利于絮凝性细菌的生长并提高污泥的活 性，

10、使其快速的去除废水中的溶解性易降解基质，进一 步有效的抑制丝状菌的生长和繁殖 ； 5.工艺流程简单，土建和投资低，自动化程度高。 19 21 优点：优点： （1）构造形式多样性； （2）曝气设备多样性； （3）曝气强度可调节； （4）简化了预处理和污泥处理； （5）具有完全混合式和推流式的流态；（6）耐冲击负荷能 力强。 缺点：缺点： （）占地面积大； （）易产生污泥膨胀； （）无除油设施，易产生泡沫； （）能耗较高：曝气时间长，且多采用机械曝气比鼓风曝 气氧的利用率低 曝气生物滤池的结构形式与普通的快滤池类 似，曝气生物滤池其主体由滤池池体、滤料层、承托 层、布水系统、反冲洗系统、出水系统、

11、出水系统、 管道和自控系统组成。 流程说明：在该处理工艺中，第一级为DN反硝化生物 滤池。污水中的氨氮经第二级C/N生物滤池硝化处理后 的硝酸盐，并通过回流泵流至DN反硝化生物滤池，DN 滤池中的反硝化菌将回流水中的硝酸盐并利用原污水 中的有机物作为碳源，最终将硝酸盐转化为氮气而起 到脱氮的目的。 预处理DN池 进水 CN池 排水 反洗排水 反洗进 水 清水池 曝气 硝化回 流 优点：优点： 克服了污泥膨胀，处理效果稳定，运行管理简单。 改变了传统的高负荷生物滤池自然通风的供气方式，人为供 氧，强化处理效果，出水水质提高。 耐冲击负荷能力强，特别适合于工业废水所占比例越来越高 的现代城市污水处

12、理。 生物填料对空气有相互切割作用，可以明显提高氧气利用率。 根据需要可以组合成具有生物除磷脱氮功能的A2/O工艺。 处理设施紧凑，占地面积小。 缺点缺点： 1.对一级处理水质要求较高，尤其是悬浮物要求。 2.对滤料要求严格。 3.由于结构紧凑且是立体罗列，所以施工难度较大。 谢 谢 ！ 发 展 前 景 发展空间 活性污泥法发展已经有100多年的 历史了，理论和技术都比较成熟。 生物膜法从20世纪70年代发展起来， 理论核技术都有很大的科研空间。 国内污水 治理行业 新建水厂 现有污水厂 工艺改造 城乡小型污水 厂 活性污泥法 和生物膜法 的合用 生物膜法 脱氮除磷原理：脱氮除磷原理： AAO

13、AAO生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由 硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化 细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过 生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化 细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用， 转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的； 在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易 降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷， 并通过剩余污泥的排放，将磷除去。并通过剩余污泥的排放，将磷除去。 该工艺又称为循环式活性污泥法，是由 美国Goronszy教授在ICEAS工艺的基础上研 究开发的，它是利用不同微生物在不同的负 荷条件下生长速率差异和污水生物除磷脱氮 机理，将生物选择器与传统SBR反应器相结 合的产物。CASS工艺为间歇式生物反应器， 在此反应器中进行交替的