环保设备原理与设计—7 活性污泥法

1、2 一、曝气池的类型一、曝气池的类型L 二、推流式曝气池结构二、推流式曝气池结构L 三、完全混合式曝气池结构三、完全混合式曝气池结构L 四、四、曝气池曝气池的运行管理的运行管理L一、曝气池的类型一、曝气池的类型（一）按废水和回流污泥的进入方式及其在（一）按废水和回流污泥的进入方式及其在曝气池中的混合方式分曝气池中的混合方式分L 推流式推流式和和完全混合式完全混合式L两大类。两大类。（1 1）推流式曝气池）推流式曝气池 活性污泥曝气池有若干个狭长的流槽，活性污泥曝气池有若干个狭长的流槽，废水从一端进入，在曝气的作用下，以螺旋废水从一端进入，在曝气的作用下，以螺旋方式推进，流经整个曝气池，至池的另

2、一端方式推进，流经整个曝气池，至池的另一端流出，随着水流的过程，污染物被降解。流出，随着水流的过程，污染物被降解。 此类曝气池又可分为此类曝气池又可分为平行水流平行水流( (并联并联) )式式和和转折水流转折水流( (串联串联) )式两种。式两种。曝气池曝气池推流式曝气池流程示意图推流式曝气池流程示意图（平行水流式）（平行水流式） 出水出水剩余污泥剩余污泥进水进水回流污泥回流污泥空气空气二次沉二次沉淀池淀池曝曝气气池池推流式曝气池流程示意图推流式曝气池流程示意图 （转折水流式）（转折水流式） 剩余污泥剩余污泥进水进水回流污泥回流污泥空气空气二次沉二次沉淀池淀池出水出水曝曝气气池池6推流式推流式

3、曝气池曝气池的特点的特点（1 1）废水中污染物浓度自池首至池尾是逐渐下降）废水中污染物浓度自池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气池内存在这种浓度梯度，废水降的，由于在曝气池内存在这种浓度梯度，废水降解反应的推动力较大，效率较高；解反应的推动力较大，效率较高；（2 2）推流式曝气池可采用多种运行方式；）推流式曝气池可采用多种运行方式；（3 3）曝气池可以做的比较大，不易产生短路，适）曝气池可以做的比较大，不易产生短路，适合于处理量比较大的情况；合于处理量比较大的情况；（4 4）氧的利用率不均匀，入流端利用率高，出流）氧的利用率不均匀，入流端利用率高，出流端利用率低，会出现池尾供气过量的现象，增加端

4、利用率低，会出现池尾供气过量的现象，增加动力费用。动力费用。（2 2）完全混合式）完全混合式曝气池曝气池 是废水进入曝气池后在搅拌的作用下迅是废水进入曝气池后在搅拌的作用下迅速与池中原有的混合液充分混合，因此混合液速与池中原有的混合液充分混合，因此混合液的组成、微生物群的量和质是完全均匀一致的。的组成、微生物群的量和质是完全均匀一致的。 曝气池中所有部位的生物反应都是同样的，曝气池中所有部位的生物反应都是同样的，氧吸收率都是相同的。氧吸收率都是相同的。 L曝气池进水进水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥出水出水二沉池二沉池完全混合式曝气池的特点完全混合式曝气池的特点（1 1）抗冲击负荷的能力强，

5、池内混合液能对废水起）抗冲击负荷的能力强，池内混合液能对废水起稀释作用。稀释作用。（2 2）由于全池需氧要求相同，能节省动力；）由于全池需氧要求相同，能节省动力；（3 3）有时曝气池和沉淀池可合建，不需要单独设置）有时曝气池和沉淀池可合建，不需要单独设置污泥回流系统，便于运行管理；污泥回流系统，便于运行管理；（4 4）连续进水、出水可能造成短路，易引起污泥膨）连续进水、出水可能造成短路，易引起污泥膨胀。胀。（5 5）池子体积不能太大，因此一般用于）池子体积不能太大，因此一般用于处理量比较处理量比较小小的情况，比较适宜处理的情况，比较适宜处理高浓度高浓度的有机废水的有机废水。（二）按供氧方式，曝

6、气池分为（二）按供氧方式，曝气池分为（1 1）鼓风曝气式）鼓风曝气式L L 采用空气采用空气( (或纯氧或纯氧) )作氧源，以气泡形式鼓入作氧源，以气泡形式鼓入废水中。它适合于长方形曝气池，布气设备装在废水中。它适合于长方形曝气池，布气设备装在曝气池的一侧或池底。气泡在形成、上升和破坏曝气池的一侧或池底。气泡在形成、上升和破坏时向水中传氧并搅动水流。时向水中传氧并搅动水流。 适用于大型曝气池适用于大型曝气池（2 2）机械曝气式）机械曝气式L L 用专门的曝气机械，剧烈地搅动水面，使空用专门的曝气机械，剧烈地搅动水面，使空气中的氧溶解于水中。通常，曝气机兼有搅拌和气中的氧溶解于水中。通常，曝气机

7、兼有搅拌和充氧作用，使系统接近完全混合型。充氧作用，使系统接近完全混合型。 适用于小型曝气池适用于小型曝气池（3 3）联合曝气）联合曝气1011机械曝气机械曝气 叶轮叶轮L 机械曝气机械曝气 转刷转刷L 表面曝气具有构造简单，动力消表面曝气具有构造简单，动力消耗小，运行管理方便，氧吸收率高的耗小，运行管理方便，氧吸收率高的优点，故应用较多。优点，故应用较多。通常安装在池面，称通常安装在池面，称“表面曝气器表面曝气器”12几种叶轮曝气器L13倒伞表面曝气机倒伞表面曝气机 用途：用途： 倒伞叶轮表倒伞叶轮表面曝气机适用于工面曝气机适用于工业废水及城市生活业废水及城市生活污水的生化处理。污水的生化处

8、理。具有构造简单，运具有构造简单，运行管理方便，充氧行管理方便，充氧效率高等特点，因效率高等特点，因此近几年来在国内此近几年来在国内得到广泛使用得到广泛使用 。14管式曝气管式曝气 L 用途：适用于同时用途：适用于同时需要曝气和搅拌的需要曝气和搅拌的场合，比如平衡池、场合，比如平衡池、沉砂曝气池、污泥沉砂曝气池、污泥好 氧 池 ， 回 流 沟好 氧 池 ， 回 流 沟（渠）、航道，以（渠）、航道，以及一般的活性污泥及一般的活性污泥生物池等。可提供生物池等。可提供可提升式系统。可提升式系统。 15盘式曝气器盘式曝气器 用途：适用于同时用途：适用于同时需要曝气和搅拌的需要曝气和搅拌的场合，比如平衡

9、池、场合，比如平衡池、沉砂曝气池、污泥沉砂曝气池、污泥好 氧 池 ， 回 流 沟好 氧 池 ， 回 流 沟（渠）、航道，以（渠）、航道，以及一般的活性污泥及一般的活性污泥生物池等。可提供生物池等。可提供可提升式系统。可提升式系统。 16转刷曝气机转刷曝气机 用途：整套机组的特点是重用途：整套机组的特点是重量轻、强度好、运转平衡、量轻、强度好、运转平衡、充氧效率高、安装操作方便，充氧效率高、安装操作方便，可连续或间断运行，广泛应可连续或间断运行，广泛应用于城市污水处理，也可用用于城市污水处理，也可用于印染、石油化工、食品加于印染、石油化工、食品加工及造纸、制革等工业废水工及造纸、制革等工业废水的

10、处理。的处理。17（三）曝气设备性能指标（三）曝气设备性能指标1 1、衡量曝气设备效能的指标、衡量曝气设备效能的指标（1 1）动力效率）动力效率E EA A 指消耗指消耗1kWh1kWh电能所转移到液体中去的氧量，电能所转移到液体中去的氧量，单位为单位为kg/kWhkg/kWh。（2 2）氧转移效率）氧转移效率（氧利用率）（氧利用率） 指指鼓风曝气鼓风曝气转移到液体中的氧占供给氧的百分转移到液体中的氧占供给氧的百分数：数：E EA A=(R=(Ro o/W)/W)100100。 其中：其中：W W供氧量，供氧量，kg/hkg/h；R Ro o吸氧量，吸氧量，kg/hkg/h。 一般为一般为5

11、51515左右。左右。（3 3）充氧能力）充氧能力 指指叶轮叶轮或或转刷转刷在单位时间内转移到液体中的在单位时间内转移到液体中的氧量氧量kg/hkg/h。（四）曝气器的选择原则（四）曝气器的选择原则1、对于较小的曝气池，采用机械曝气器能减少动力、对于较小的曝气池，采用机械曝气器能减少动力费用，并省去鼓风曝气所需的管道系统和鼓风机费用，并省去鼓风曝气所需的管道系统和鼓风机等设备，维护管理也比较方便。等设备，维护管理也比较方便。 这类曝气器的缺点是，转速高，其动力消耗随曝这类曝气器的缺点是，转速高，其动力消耗随曝气池的增大而迅速增大，所以曝气池不能太大。气池的增大而迅速增大，所以曝气池不能太大。

12、这种曝气器需要较大的表面积，因此曝气池的深这种曝气器需要较大的表面积，因此曝气池的深度也受到限制。还有，如果曝气池中产生泡沫，度也受到限制。还有，如果曝气池中产生泡沫，将严重降低充氧能力将严重降低充氧能力。2 2、较大的曝气池，一般用鼓风曝气。供应空气的伸、较大的曝气池，一般用鼓风曝气。供应空气的伸缩性较大，曝气效果也较好。缩性较大，曝气效果也较好。 鼓风曝气的缺点是需要鼓风机和管道系统。曝气鼓风曝气的缺点是需要鼓风机和管道系统。曝气头易堵塞。头易堵塞。193 3、良好的曝气设备除应当具有较高的动力效率和氧、良好的曝气设备除应当具有较高的动力效率和氧转移效率外，还应尽可能满足下列要求：转移效率

13、外，还应尽可能满足下列要求： （1 1）搅拌均匀；）搅拌均匀； （2 2）构造简单；）构造简单； （3 3）能耗少；）能耗少； （4 4）价格低；）价格低； （5 5）性能稳定，故障少；）性能稳定，故障少； （6 6）不产生噪音及其它公害；）不产生噪音及其它公害； （7 7）对某些工业废水耐腐蚀性强。）对某些工业废水耐腐蚀性强。201 1、推流式曝气池结构示意图、推流式曝气池结构示意图曝气装置曝气装置曝气总管曝气总管曝气池壁曝气池壁曝气池壁曝气池壁21膜片膜片微孔微孔暴气暴气器排器排列图列图222 2、推流式曝气池结构特点、推流式曝气池结构特点1 1）推流式曝气池为长方廊道形池子，常采用鼓风）

14、推流式曝气池为长方廊道形池子，常采用鼓风曝气，扩散装置排放在池子的一侧。这样布置曝气，扩散装置排放在池子的一侧。这样布置可使水流在池中呈螺旋状前进，增加气泡和水可使水流在池中呈螺旋状前进，增加气泡和水的接触时间。的接触时间。2 2）曝气池的数目随污水厂大小和流量而定，在结）曝气池的数目随污水厂大小和流量而定，在结构上可以分成若干单元，每个单元包括几个池构上可以分成若干单元，每个单元包括几个池子，每个池子常由一至四个折流的廊道组成。子，每个池子常由一至四个折流的廊道组成。3 3）曝气池的池长可达）曝气池的池长可达100m100m。为了防止短流，廊道。为了防止短流，廊道长度长度/ /宽度宽度5 5

15、，甚至大于，甚至大于1010。234 4）为了使水流更好的旋转前进，）为了使水流更好的旋转前进，宽宽/ /深深22，常在，常在1.51.52 2之间；池深常在之间；池深常在3 35m5m。5 5）曝气池进水口一般淹没在水面以下，以免污水）曝气池进水口一般淹没在水面以下，以免污水进入曝气池后沿水面扩散，造成短流，影响处进入曝气池后沿水面扩散，造成短流，影响处理效果。理效果。6 6）曝气池出水设备可用溢流堰或出水孔。通过出）曝气池出水设备可用溢流堰或出水孔。通过出水孔的水流流速一般较小水孔的水流流速一般较小(0.1(0.10.2m/s)0.2m/s)，以免，以免污泥受到破坏。污泥受到破坏。2425

16、1 1、完全混合式曝气池结构特点、完全混合式曝气池结构特点1 1）完全混合式曝气池常采用叶轮供氧，多以圆形、）完全混合式曝气池常采用叶轮供氧，多以圆形、方形或多边形池子作单元，主要是因为需要和叶轮方形或多边形池子作单元，主要是因为需要和叶轮所能作用的范围相适应。所能作用的范围相适应。2 2）改变叶轮的直径可以适应不同直径）改变叶轮的直径可以适应不同直径( (边长边长) )、不同、不同深度的池子需要。长方形曝气池可以分成一系列相深度的池子需要。长方形曝气池可以分成一系列相互衔接的方形单元，每个单元设置一个叶轮。互衔接的方形单元，每个单元设置一个叶轮。3 3）使用完全混合式曝气池时，为了节约占地面

17、积，）使用完全混合式曝气池时，为了节约占地面积，常常是把曝气池和沉淀池合建常常是把曝气池和沉淀池合建。2 2、圆形曝气沉淀池、圆形曝气沉淀池L L3 3、方形曝气沉淀池、方形曝气沉淀池4 4、长方形曝气沉淀池、长方形曝气沉淀池4 4、分建式完全混合系统、分建式完全混合系统5 5、循环混合式曝气池、循环混合式曝气池 循环混合式曝气池其平面形状如环形跑道，多循环混合式曝气池其平面形状如环形跑道，多采用转刷供氧，转刷采用转刷供氧，转刷L L设置在氧化渠的直段上。转设置在氧化渠的直段上。转刷旋转时混合液在池内循环流动，流速保持在刷旋转时混合液在池内循环流动，流速保持在0.3m/s0.3m/s以上，使活

18、性污泥呈悬浮状态以上，使活性污泥呈悬浮状态。 循环混合式曝气池也称循环混合式曝气池也称氧化渠氧化渠或或氧化沟氧化沟。32氧化渠的典型布置氧化渠的典型布置L L3435氧化沟厂氧化沟厂氧化沟的特点：氧化沟的特点：1 1、简化了预处理，氧化沟水力停留时间和污泥、简化了预处理，氧化沟水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法长，悬浮有机物可与溶解龄比一般生物处理法长，悬浮有机物可与溶解性有机物同时得到较彻底的去除，排出的剩余性有机物同时得到较彻底的去除，排出的剩余污泥已得到高度稳定，因此氧化沟可以不设初污泥已得到高度稳定，因此氧化沟可以不设初次沉淀池，污泥也不需要进行厌氧消化；次沉淀池，污泥也不需要进行厌

19、氧消化；2 2、占地面积少，因在流程中省略了初次沉淀池、占地面积少，因在流程中省略了初次沉淀池、污泥消化池，有时还可省略二次沉淀池和污泥污泥消化池，有时还可省略二次沉淀池和污泥回流装置，使污水厂总占地面积不仅没有增大，回流装置，使污水厂总占地面积不仅没有增大，相反还可缩小；相反还可缩小；3 3、从溶解氧的分布看，氧化沟具有推流特性，溶、从溶解氧的分布看，氧化沟具有推流特性，溶解氧浓度在沿池长方向形成浓度梯度，形成好氧、解氧浓度在沿池长方向形成浓度梯度，形成好氧、缺氧和厌氧条件。通过对系统合理的设计与控制，缺氧和厌氧条件。通过对系统合理的设计与控制，可以取得最好的除磷脱氮效果。可以取得最好的除磷

20、脱氮效果。4 4、另外，氧化沟的曝气方式也不限于转刷一种，、另外，氧化沟的曝气方式也不限于转刷一种，也可以用其它方法曝气。氧化沟的构造形式也是也可以用其它方法曝气。氧化沟的构造形式也是多种多样的，根据不同的目的可以设计多种形式多种多样的，根据不同的目的可以设计多种形式的氧化沟。的氧化沟。氧化沟技术是近年来发展较快的生物水氧化沟技术是近年来发展较快的生物水处理技术之一。处理技术之一。3839404142434445464748495051525354555657四、四、曝气池曝气池的运行管理的运行管理（一）活性污泥系统的启动与试运行（一）活性污泥系统的启动与试运行1 1、活性污泥的培养与驯化、活

21、性污泥的培养与驯化（1 1）活性污泥的驯化）活性污泥的驯化异步培驯法；异步培驯法；同步培驯法同步培驯法接种培训法接种培训法（2 2）培养方法）培养方法全流量连续直接培养法；全流量连续直接培养法；流量分阶段直接培养法；流量分阶段直接培养法；间歇培养法；间歇培养法；接种污泥：接种污泥：同类污水厂的剩余污泥同类污水厂的剩余污泥粪便污水等。粪便污水等。目的是为补充营养和目的是为补充营养和排除代谢产物，而需排除代谢产物，而需要及时换水。要及时换水。58活性污泥示意图活性污泥示意图592 2、活性污泥系统的试运行、活性污泥系统的试运行（1 1）试运行的目的试运行的目的 确定最佳的运行条件；确定最佳的运行条

22、件；（2 2）作为变数考虑的因素）作为变数考虑的因素MLSSMLSS、空气量、污水注入方式；、空气量、污水注入方式；如是吸附再生法，则吸附与再生的时间比；如是吸附再生法，则吸附与再生的时间比；N N、P P的投加。的投加。根据上述各种参数的组合运行结果，根据上述各种参数的组合运行结果，找出最佳运行条件。找出最佳运行条件。60( (二二) )曝气池中重要运行参数的曝气池中重要运行参数的调节与观测调节与观测 1 1、活性污泥状况的镜检观察活性污泥状况的镜检观察 2 2、曝气时间（曝气时间（HRTHRT）的调节）的调节 3 3、供气量的调节供气量的调节 1)1)保证充氧保证充氧: :出口处的出口处的

23、DO DO 2mg/L 2mg/L；其次要保证混其次要保证混合搅拌的要求；合搅拌的要求； 2)2)对于水质、水量相对稳定的大型废水处理厂，每对于水质、水量相对稳定的大型废水处理厂，每年春秋各调节一次。年春秋各调节一次。 4 4、SVSV的测定与调节的测定与调节 5 5、剩余污泥排放量的调节剩余污泥排放量的调节 6 6、回流污泥量的调节回流污泥量的调节61( (三三) )曝气池的水质管理曝气池的水质管理1 1、水质管理监测项目、水质管理监测项目（1 1）反映处理效果的项目）反映处理效果的项目 进出水的进出水的BODBOD5 5、CODCOD、SSSS 、有毒物质有毒物质 （2 2）反映污泥情况的

24、项目）反映污泥情况的项目 MLSSMLSS、MLVSSMLVSS、SVSV 、SVISVI 、DODO 、微生物、微生物 （3 3）反映污泥营养和环境条件的项目）反映污泥营养和环境条件的项目 NN、P P、pH pH 、水温水温 622 2、生物相镜检观察、生物相镜检观察 管理中的指示生物管理中的指示生物 1 1）纤毛虫类）纤毛虫类 2 2）鞭毛虫类）鞭毛虫类 3 3）肉足类）肉足类 4 4）分裂菌类）分裂菌类原生动物和后生动物出现的顺序：原生动物和后生动物出现的顺序：细菌植物型鞭毛虫肉足类动物型鞭毛虫细菌植物型鞭毛虫肉足类动物型鞭毛虫游泳性纤毛虫、吸管虫固着性纤毛虫轮虫游泳性纤毛虫、吸管虫固

25、着性纤毛虫轮虫63活性污泥生长正常、净化功能强，出水水质良好活性污泥生长正常、净化功能强，出水水质良好时，主要是时，主要是有柄着生型的纤毛虫有柄着生型的纤毛虫，如钟虫，如钟虫L L等；等；活性污泥生长不好、有机负荷高，活性污泥生长不好、有机负荷高，DODO含量低，细含量低，细菌多以游离状态存在时，出现的原生动物则主要菌多以游离状态存在时，出现的原生动物则主要是是游泳型的纤毛虫游泳型的纤毛虫，如草履虫，如草履虫L L 、肾形虫等；、肾形虫等；DODO不足时，可能出现的原生动物数量较少，主要不足时，可能出现的原生动物数量较少，主要有有扭头虫扭头虫L L等，它们的出现说明已出现厌氧反应，等，它们的出

26、现说明已出现厌氧反应，产生了产生了H H2 2S S气体；气体；曝气过度时，活性污泥絮体呈细小分散状，出现曝气过度时，活性污泥絮体呈细小分散状，出现的原生动物主要是一些的原生动物主要是一些小型变形虫小型变形虫L L 。64曝气过度出现的微生物曝气过度出现的微生物优势菌属：优势菌属：轮虫轮虫和大量的肉足类和大量的肉足类微生物微生物现象：现象：在沉淀后的上清在沉淀后的上清液中含有大量的液中含有大量的悬浮微小絮体，悬浮微小絮体，出水透明度下降。出水透明度下降。解决方案：解决方案：减少曝气，减少曝气，增大增大负荷量负荷量 。轮虫轮虫溶解氧浓溶解氧浓度度5mg/L5mg/L65肉足类微生物肉足类微生物

27、L L66优势菌属：优势菌属：贝日阿托氏菌、新贝日阿托氏菌、新态虫菌。态虫菌。现象：现象：活性污泥呈灰黑色、活性污泥呈灰黑色、并出现腐败的气味。并出现腐败的气味。解决方法：解决方法：增加供氧量。增加供氧量。 LDODO不足出现的微生物不足出现的微生物扭头虫扭头虫67优势菌属：优势菌属：快速游动的微生物快速游动的微生物现象：现象：絮 体 细 小絮 体 细 小 0 . 10 . 1 0.2mm0.2mm，泥水界面，泥水界面不明显。不明显。解决方法：解决方法：减少减少BODBOD负荷、增负荷、增加溶解氧、增大回加溶解氧、增大回流量。流量。L 草履虫草履虫高浓度有机废水出现的微生物高浓度有机废水出现的微生物 68活性污泥生长正常、净化功能强，出水水质良好活性污泥生长正常、净化功能强，出水水质良好时出现的微生物时出现的微生物L 优势菌属：优势菌属： 有柄着生型的纤毛虫有柄着生型的纤毛虫钟虫钟虫693 3、污泥膨胀的主要对策、污泥膨胀的主要对策 1 1）活性污泥膨胀类型）活性污泥膨胀类型 丝状菌性污泥膨胀丝状菌性污泥膨胀L 高粘性污泥膨胀高粘性污泥膨胀污泥膨胀污泥膨胀主要是由于丝状菌异常增殖主要是由于丝状菌异常增殖而引起的。而引起的。粘性物质大量积累而导致微生物表粘性物质大量积累而导致微生物表面为凝胶