水污染控制工程1-5(18)

1、1第十二章 活性污泥法水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章2水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章312.2 12.2 活性污泥法的发展活性污泥法的发展 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章4活性污泥系统有效运行的基本条件是：活性污泥系统有效运行的基本条件是：水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章5l传统推流式传统推流式l渐渐 减减 曝曝 气气l阶段阶段 曝曝 气气l延延 时时 曝曝 气气l完全混合法完全混合法l深深 层层 曝曝 气气l高负荷曝气高负荷曝气l克克 劳劳 斯斯 法法l吸附再生法吸附再生法l纯纯 氧氧 曝曝 气气l吸附生物降解工艺（吸附生物降解工

2、艺（ABAB法）法）l序批式活性污泥法（序批式活性污泥法（SBRSBR法）、法）、CASSCASS水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章12.2.2 12.2.2 活性污泥法的发展和演变活性污泥法的发展和演变6水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章 传统推流式 7主要优点：主要优点：a. 处理效果好：处理效果好：BOD5的去除率可达的去除率可达90-95%；b. 对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。 主要问题：主要问题：为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷，为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷，

3、 因而池容较大，占地面积较大；因而池容较大，占地面积较大；b. b. 实际情况是：前半段氧远远不够，在池末端可能出现供氧速实际情况是：前半段氧远远不够，在池末端可能出现供氧速 率高于需氧速率的现象，浪费了动力费用；率高于需氧速率的现象，浪费了动力费用；c. c. 对冲击负荷的适应性较弱。对冲击负荷的适应性较弱。 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章 传统推流式 8水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章 传统推流式 9主要优点：主要优点：a. 处理效果好：处理效果好：BOD5的去除率可达的去除率可达90-95%；b. 对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。对废水的处理程

4、度比较灵活，可根据要求进行调节。 主要问题：主要问题：为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷，为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷， 因而池容较大，占地面积较大；因而池容较大，占地面积较大；b. b. 实际情况是：前半段氧远远不够，在池末端可能出现供氧速实际情况是：前半段氧远远不够，在池末端可能出现供氧速 率高于需氧速率的现象，浪费了动力费用；率高于需氧速率的现象，浪费了动力费用；c. c. 对冲击负荷的适应性较弱。对冲击负荷的适应性较弱。 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章 传统推流式 10主要优点：主要优点：a. 处理效果好：处理效果好：BOD5的去除

5、率可达的去除率可达90-95%；b. 对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。 主要问题：主要问题：为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷，为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷， 因而池容较大，占地面积较大；因而池容较大，占地面积较大；b. b. 实际情况是：前半段氧远远不够，在池末端可能出现供氧速实际情况是：前半段氧远远不够，在池末端可能出现供氧速 率高于需氧速率的现象，浪费了动力费用率高于需氧速率的现象，浪费了动力费用；c. c. 对冲击负荷的适应性较弱。对冲击负荷的适应性较弱。 水污染控制工程水污染控制工程 第

6、十二章第十二章 传统推流式 11 传统推流式 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章12水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章渐减曝气活性污泥法的曝气过程渐减曝气活性污泥法的曝气过程 渐 减 曝 气 13渐减曝气的目的就是合理地布置扩散器，使布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，这样可以提气沿程变化，而总的空气量不变，这样可以提高处理效率。高处理效率。 渐 减 曝 气 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章14又称分段进水活性污泥法或多点进水活性污泥法，把入流又称分段进水活性污泥法或多点进水活性污泥法，把入流的一部分从池端引入到池的中部

7、分点进水。的一部分从池端引入到池的中部分点进水。 阶 段 曝 气 阶段曝气示意图水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章15 阶 段 曝 气 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章16主要特点：主要特点：a. 废水沿池长分段注入曝气池，有机物负荷分布较均废水沿池长分段注入曝气池，有机物负荷分布较均 衡，改善了供养速率与需氧速率间的矛盾，有利于衡，改善了供养速率与需氧速率间的矛盾，有利于 降低能耗；降低能耗；b. 废水分段注入，提高了曝气池对冲击负荷的适应能力废水分段注入，提高了曝气池对冲击负荷的适应能力 阶 段 曝 气 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章17 阶 段

8、曝 气 18 部分污水厂只需要部分处理，因此产生了高负荷曝气法。又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法。 曝气池中的MLSS约为300500mg/L，有机负荷率高，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。在系统和曝气池的构造等方面与传统法相同。高负荷活性污泥法水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章19水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章高负荷活性污泥法20主要特点：曝气时间很长，达24h甚至更长，MLSS较高，达到30006000mg/L；有机负荷率低，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；处理出水

9、水质稳定性较好，对废水冲击负荷有较强的适应性；在某些情况下，可以不设初次沉淀池；延延 时时 曝曝 气气 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章21主要特点（续）：池体容积大，曝气时间长，基建、运行费用高；适用于处理水质要求高的小型城镇污水和工业污水，水量一般在1000m3/d以下。近年来，国内小型污水处理系统多有使用。延延 时时 曝曝 气气 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章22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。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

10、速流动，具有曝气和搅拌两个作用，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沟中混合液流速约为0.250.250.3m/s0.3m/s，使活性污泥呈悬浮状态。，使活性污泥呈悬浮状态。氧氧 化化 沟沟 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章23氧氧 化化 沟沟 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章24延延 时时 曝曝 气气 25吸附再生法吸附再生法混合液曝气过程中第一阶段混合液曝气过程中第一阶段BOD5BOD5的下降是由于吸附作用造成的下降是由于吸附作用造成的，这一过程中最低值与曝气数小时后的的，这一过程中最低值与曝气数小时后的BOD5BOD

11、5基本相同。因基本相同。因此，若将曝气时间缩短为此，若将曝气时间缩短为1545min1545min，可取得，可取得BOD5BOD5相当低的出相当低的出水。但是，回流污泥丧失了活性？水。但是，回流污泥丧失了活性？吸附再生法吸附再生法水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章26吸附再生法也称生物吸附法或接触稳定法吸附再生法也称生物吸附法或接触稳定法吸附再生法吸附再生法水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章短时间曝气吸附短时间曝气吸附充分曝气充分曝气恢复活性恢复活性27吸附再生法吸附再生法分分建建式式合合建建式式28主要特点：主要特点：l 直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流处理效果

12、好；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；可省去初沉池；l 废水与活性污泥在吸附池的接触时间较短，吸附池容积废水与活性污泥在吸附池的接触时间较短，吸附池容积较小，再生池接纳的仅是浓度较高的回流污泥，因此，再较小，再生池接纳的仅是浓度较高的回流污泥，因此，再生池的容积也是小的。吸附池与再生池容积之和仍低于传生池的容积也是小的。吸附池与再生池容积之和仍低于传统法曝气池的容积，建筑费用较低；统法曝气池的容积，建筑费用较低；l 具有一定的承受冲击负荷的能力，当吸附池的活性污泥具有一定的承受冲击负荷的能力，当吸附池的活性污泥遭到破坏时，可由再生池的污泥予以补充；遭到破坏时，可由

13、再生池的污泥予以补充；吸附再生法吸附再生法水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章29主要特点（续）：主要特点（续）：l 此方法剩余污泥量增加；此方法剩余污泥量增加；l 接触时间短，限制了有机物降解和氨氮的硝化；接触时间短，限制了有机物降解和氨氮的硝化；l 对废水的处理效果低于传统法；对废水的处理效果低于传统法；l 对溶解性有机物含量较高的废水，处理效果更差。对溶解性有机物含量较高的废水，处理效果更差。 吸附再生法吸附再生法水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章30水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章吸附再生法吸附再生法31水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章

14、 完 全 混 合 法 在阶段曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时在阶段曝气的基础上，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。子中也能做到完全混合状态。完全混合的概念32 （1 1）池液中水质均匀，各个部分的微生物种类和数量）池液中水质均匀，各个部分的微生物种类和数量基本相同，基本相同，F/MF/M值均等，各个部位有机污染物降解工况相值均等，各个部位有机污染物降解工况相同。有可能通过多同。有可能通过多F/MF/M值的调整，将整个曝气池的工况控值的调整，将整个曝气池的工况控制在最佳条

15、件，以更好地发挥活性污泥的功能。制在最佳条件，以更好地发挥活性污泥的功能。 （2 2）入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小，）入流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小，因为骤然增加的负荷可为全池混合液所分担，而不是像推因为骤然增加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。中有一定优点。（3 3）池液里各个部分的需氧量比较均匀。）池液里各个部分的需氧量比较均匀。 完全混合法的特征完全混

16、合法的特征 完 全 混 合 法 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章33 完 全 混 合 法 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章34水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章 深 层 曝 气 深井曝气法处理流程深井曝气法处理流程深井曝气池简图深井曝气池简图35一般曝气池直径约一般曝气池直径约16m16m，水深约，水深约101020m20m。深井曝气法深。深井曝气法深度为度为5050150m150m，节省了用地面积。，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。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，实践表明这时深

17、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。有一定的变化。深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使K KLaLa值增大，值增大，同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而增加。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。水。 深 层 曝 气 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章36 深 层

18、 曝 气 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章37 纯氧代替空气，可纯氧代替空气，可以提高生物处理的速以提高生物处理的速度。纯氧曝气池的构度。纯氧曝气池的构造见右图。造见右图。纯纯 氧氧 曝曝 气气 纯氧曝气的缺点是纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，纯氧曝气的缺点是纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，运转管理较麻烦。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。剩余污泥产量少。纯氧曝气并没有改变活性

19、的沉淀性也好。剩余污泥产量少。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。污泥或微生物的性质，但使微生物充分发挥了作用。水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章38纯纯 氧氧 曝曝 气气 39 克劳斯工程师把厌氧消化的上清液加到回流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高碳水化合物的污泥膨胀问题，这个方法称为，这个方法称为克劳斯法。克劳斯法。 消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量碳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。水化合物代谢所需的氮

20、。 消化池上清液夹带的消化污泥相对密度较大，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。有改善混合液沉淀性能的功效。 克克 劳劳 斯斯 法法 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章40水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章消化上清液 克克 劳劳 斯斯 法法 41吸附生物降解工艺（AB法）水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章42A A级以高负荷或超高负荷运行，级以高负荷或超高负荷运行，由吸附池和中间沉淀池由吸附池和中间沉淀池构成；构成；B B级以低负荷运行级以低负荷运行，由曝气池和二沉池组成。，由曝气池和二沉池组成。A A级级曝气池停留时间短，曝

21、气池停留时间短，303060min60min，B B级停留时间级停留时间2 24h4h。该系统不设初沉池，该系统不设初沉池，A A级曝气池是一个开放性的生物系级曝气池是一个开放性的生物系统。统。A A、B B两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混。互不相混。每级能够培育出各自独特的、适合本级水质特每级能够培育出各自独特的、适合本级水质特征的微生物种群。征的微生物种群。处理效果稳定，具有抗冲击负荷和处理效果稳定，具有抗冲击负荷和pHpH变化的能力。该变化的能力。该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。工艺还可以根据经济实力进行分期建设。吸附生物降解

22、工艺（AB法）水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章43 (1) (1)工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；能，无污泥回流设备； (2)(2)耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；置调节池； (3)(3)反应推动力大反应推动力大, ,易于得到优于连续流系统的出水水质易于得到优于连续流系统的出水水质; ; (4) (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；氮

23、除磷的效果； (5)(5)污泥沉淀性能好污泥沉淀性能好,SVI,SVI值较低值较低, ,能有效地防止丝状菌膨胀能有效地防止丝状菌膨胀; ; (6) (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制，便于自控运行，易于维护管理。制，便于自控运行，易于维护管理。 SBRSBR工艺与连续流活性污泥工艺与连续流活性污泥工艺相比的优点工艺相比的优点水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章序批式活性污泥法（SBR法）44SBRSBR工艺的缺点工艺的缺点水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章序批式活性污泥法（SBR法） (1) (1)

24、 水头损失大；水头损失大； (2)(2)出水不连续；出水不连续； (3)(3)峰值需氧量高；峰值需氧量高； (4)(4)设备利用率低；设备利用率低； (5)(5)运行控制复杂；运行控制复杂； (6)(6)不适用于大水量。不适用于大水量。 45循环活性污泥法循环活性污泥法(Cyclic Activated Sludge System，简称，简称CASS)。美国川森维柔废水处理公司。美国川森维柔废水处理公司1975年研究成功，是年研究成功，是SBR工艺的一种新的形式工艺的一种新的形式 。循环活性污泥法循环活性污泥法 （CASS工艺）工艺） 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章46循环活性

25、污泥法循环活性污泥法 （CASS工艺）工艺） 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章空气空气连续进水连续进水反应曝气反应曝气 出水出水（批次排放）（批次排放）混合液回流混合液回流生物选择区生物选择区兼性区兼性区主反应区主反应区 47与与SBRSBR不同之处：不同之处： 实现了连续进水实现了连续进水( (沉淀期、排水期仍连续进水沉淀期、排水期仍连续进水) )，间歇排水，间歇排水 。 在反应器进水端增设生物选择区，利于创造适合微生物在反应器进水端增设生物选择区，利于创造适合微生物并选择絮凝性微生物，可以保持污泥良好性能，提高抗冲击并选择絮凝性微生物，可以保持污泥良好性能，提高抗冲击能力。能

26、力。 CASSCASS工艺的主要优点工艺的主要优点 工艺流程简单，占地面积小，投资较低；生化反应推动力大工艺流程简单，占地面积小，投资较低；生化反应推动力大 ；沉淀效果好沉淀效果好 ；运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目；运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标标 ；不易发生污泥膨胀；不易发生污泥膨胀 ；适用范围广，适合分期建设；适用范围广，适合分期建设 ；剩余；剩余污泥量小，性质稳定污泥量小，性质稳定 （1.0kgBOD1.0kgBOD产生产生0.20.20.3kg0.3kg剩余污泥剩余污泥 ）循环活性污泥法循环活性污泥法 （CASS工艺）工艺） 水污染控制工程水污染控制工程 第十

27、二章第十二章48l传统推流式传统推流式l渐渐 减减 曝曝 气气l阶段阶段 曝曝 气气l延延 时时 曝曝 气气l完全混合法完全混合法l深深 层层 曝曝 气气l高负荷曝气高负荷曝气l克克 劳劳 斯斯 法法l吸附再生法吸附再生法l纯纯 氧氧 曝曝 气气l吸附生物降解工艺（吸附生物降解工艺（ABAB法）法）l序批式活性污泥法（序批式活性污泥法（SBRSBR法）、法）、CASSCASS水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章12.2.2 12.2.2 活性污泥法的发展和演变活性污泥法的发展和演变4912.2 12.2 活性污泥法的发展活性污泥法的发展 水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章

28、50水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章活性污泥法的基本流程活性污泥法的基本流程MBR膜组件膜组件51 膜生物反应器（膜生物反应器（MBRMBR）是一种由膜分离单元与生物处）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。 MBRMBR主要包括：主要包括：膜组件；泵；生物反应器膜组件；泵；生物反应器三个部分。三个部分。 MBRMBR具有以下主

29、要特点：具有以下主要特点： 对污染物的去除效率高，出对污染物的去除效率高，出水水质好。水水质好。 具有较大的灵活性和实用性，工艺参数易具有较大的灵活性和实用性，工艺参数易于控制。紧凑，占地少。易于自动控制管理。解决了于控制。紧凑，占地少。易于自动控制管理。解决了剩余污泥处置难的问题剩余污泥处置难的问题 。 膜生物反应器膜生物反应器水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章52外置式膜生物反应器外置式膜生物反应器 膜生物反应器膜生物反应器水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章内置浸没式膜生物反应器内置浸没式膜生物反应器53现在全世界已经有超过现在全世界已经有超过10001000个个MBRMBR在运行中在运行中我国于我国于19831983年才开始尝试将年才开始尝试将MBRMBR应用到废水处理领域中。应用到废水处理领域中。 膜生物反应器膜生物反应器水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章54 膜生物反应器膜生物反应器水污染控制工程水污染控制工程 第十二章第十二章优点：优点：化学稳定性好，能耐酸、化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂，耐高耐碱、耐有机溶剂，耐高温，机械强度大，