成果水处理16章

1、16.4 活性污泥处理系统的运行方式与曝气池 的工艺参数16.4.1、传统活性污泥法处理系统 （CAS)又称普通活性污泥法，是早期开始使用并一直沿用至今的运行方式，1912年。 1、工艺流程： 传统活性污泥法工艺流程2、工艺特征： 需氧速度沿池长逐渐降低 供气量沿池长均匀分布，采用鼓风曝气。 3、工艺参数 4、优缺点： 优点：处理效果好，去除率达90%以上，适于处理要求高而水质稳定的污水。 缺点：进水有机物负荷低，曝气池容积大，占地多，基建费用高。 耗氧速度与供氧速度沿池长难于吻合，曝气池后半部分供氧速率大于需氧速率。 对水质水量变化适应性差。 16.4.2渐减曝气活性污泥法在推流式的传统曝气

2、池中，混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的，而沿曝气池长均布供氧，则将导致越接近池末端，供氧与需氧速率之间的差距越大，能量耗费也越大，因此等距离均量地布置扩散器是不合理的。为克服这种缺陷，尽可能减少能源消耗，一种使供氧与需氧速率尽量吻合的渐减曝气活性污泥法被提出。渐减曝气的目的就是合理地布置扩散器，供氧速率沿曝气池长逐步递减(图16-15)，使其接近需氧速率，而总的空气用量不变，这样可以提高处理效率，节约能耗。16.4.3阶段曝气活性污泥法系统(SFAS)1、工艺流程 2、工艺特征 有机物浓度沿池长均匀分布； 供气量沿池长均匀分布，采用鼓风曝气。 3、工艺参数 4、优点： 缩小了耗氧速度与供氧

3、速度之间的差距 减轻了二沉池的负荷 曝气池对水质水量冲击负荷的适应能力有所提高。 16.4.4 再生曝气活性污泥法系统 在工艺方面的改进：将回流污泥不直接进入曝气池，而是进入再生池，进行曝气，使污泥得到充分再生后，在进入曝气池。 1 16.6.4.4.5 5 吸吸附附- -再再生生活活性性污污泥泥法法系系统统( (C CS SA AS)S) 1、工艺流程:如下图 2、工艺特征：3、优缺点:基建投资省、对水质水量适应性强、处理效率低、剩余污泥量多、不宜处理溶解性有机多的废水16.4.6、延时曝气活性污泥系统（EAAS)1、工艺流程:如图 2、工艺特征： 3、工艺参数 4、优缺点：曝气时间长，池容

4、大，基建和运行费用高、占地面积大，剩余污泥量少，适用于处理水质要求高且又不宜采用污泥处理技术的小城镇污水和工业废水，规模在4000m3/d 16.4.7完全混合式活性污泥法特点：特点：1)池液中各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)当入流出现冲击负荷时，池液的组成变化较小。3)池液里各部分的需氧速率基本相同，动力消耗低于推流式曝气池。4）出水水质不如传统，易发生污泥膨胀16.4.7完全混合式活性污泥法16.4.8高负荷活性污泥法 高负荷活性污泥法系统又称短时曝气活性污泥法，或不完全处理活性污泥法，或短时曝气、变型曝气活性污泥法。主要特点是BOD-SS负荷高，曝气时间短，约2

5、3h，处理效果较差，一般BOD5的去除率不超过70，因此，称之为不完全处理活性污泥法。该工艺适用于对出水水质要求较低的污水处理厂。 16.4.9克劳斯(Kraus)活性污泥法 当废水中的碳水化合物含量过高时(如来自水果、蔬菜等罐头工厂)，对活性污泥法城市污水处理厂的运行将造成很大因难，主要是常常会出现污泥膨胀。膨胀的活性污泥不易在二次沉淀池中沉淀，随水流带走，不仅降低了出水水质，而且造成回流污泥量不足，进而降低了曝气池中混合液悬浮固体浓度。16.4.10深层曝气活性污泥法(1)深水中层曝气法深水中层曝气法是在常规曝气池基础上加大水深的一种曝气法。水深不超过10m。(2)深水底层曝气法深水底层曝

6、气法不同于深水中层曝气法，主要是曝气装置设于池底，无需设导流装置，自然在池内形成环流，如图16-22所示。(3)深井曝气法深井曝气法又称超水深曝气法。深井曝气设计规范16.4.11浅层曝气活性污泥法空气扩散装置多为由穿孔管制成的曝气栅风压小、风量增加，节电16.4.12纯氧曝气活性污泥法1)氧利用率可达80%90，而鼓风曝气系统仅为10左右。2)曝气池内混合液的MLSS值可达40008000mg/L，提高了曝气池容积负荷。3)曝气池混合液的SVI值较低，一般都低于100，污泥膨胀现象较少发生。4)产生的剩余污泥量少。5)纯氧发生器易出故障、装置复杂，运行管理较麻烦。 1 16.6.5 5 曝曝

7、气气的的理理论论基基础础 16.5.1 氧转移原理 1、菲克定律： Vd=-DL.dc/dx Vd=dM/dt/A 得出：dM/dt=-Dl.A.dc/dx 2、双膜理论： u 定义：在曝气过程中，氧分子通过气、液界面由气相转移到液相，在界面两侧存在着气膜和液膜，气体分子通过气膜和液膜的传递理论 u 基本点： 在气、液两相接触的界面两侧存在着气膜和液膜 气体分子从气相到液相，阻力仅存在于气、液两层膜 在气膜中存在氧分压梯度，在液膜中存在氧浓度梯度 氧转移决定性阻力又集中在液膜上。u表达式：-dc/dx=(Cs-C)/Xf 代入菲克定律 dc/dt=KL.A/V.(Cs-C) dc/dt=KLa

8、.(Cs-C)为了提高dc/dt的措施：提高KLa和Cs3、氧总转移系数Kla的确定：无氧消耗、有氧消耗16.5.2 氧转移的影响因素 （有关参数：溶解氧不饱和值酸、A、Xf)1、污水水质： 对Kla的影响：引入修正系数取0.8-0.85 对Cs的影响：引入修正系数取0.9-0.97 2、水温： 对Kla的影响：Kla（T）=Kla(20).1.024(T-20) 对Cs的影响:用Cs（T）表示，查附录 3、氧分压：主要对Cs的影响4、湍动 16.5.3 氧转移速率与供气量的计算1、标准条件下的氧总转移量 （1atm、水温20、脱氧清水）2、实际条件下的氧总转移量 （水温T、压力P,废水)VC

9、aKdtdCVRsL20b200 VRVCCaKdtdCVORrTsTLb20202024. 1 20b200024. 1TTssbCCRCR%100SRE0A曝气器供氧量氧转移量sAssGREGGS：28. 0 (kg/h) 28. 0331. 1%21 0式中/h)(m 10028. 0 /h)(m 303AssERG：G供气量式中3氧转移效率EA（氧的里利用效率）与供气量Gs（16-71）4、 /h)(m 10028. 0 30AsERG供气量（16-73） 5、需氧量 2VrVXbQSaO首先要确定曝气池混合液所需的总氧量R再求出再标准条件下曝气设备应转移的总氧量R0，这样才能满足实际

10、废水曝气池混合液所需的总氧量R的要求16.6 鼓风曝气系统与空气扩散装置1、曝气方式：鼓风和机械鼓风曝气系统 u 组成：由空压机、空气扩散装置和一系列连通管道组成。 u 曝气过程：空压机将空气通过一系列管道输送到安装在曝气池底部的空气扩散装置，经过空气扩散装置，使空气形成不同尺寸的气泡，气泡经过上升和随水循环流动，最后在液面处破裂，实现氧向混合液的转移。 u 空气扩散装置：微气泡、中气泡、水力剪切、水力冲击和水下空气扩散装置机械曝气系统16.6.1概述概述2、曝气作用：、曝气作用： 1)进行充氧，将空气中的氧(或纯氧)转移到混合液中的活性污泥絮凝体上，供微生物呼吸之用。2)搅拌、混合，使曝气池

11、内的混合液处在剧烈混合状态，使活性污泥、溶解氧、污水中的有机污染物三者充分接触。3、曝气系统的主要技术性能指标：、曝气系统的主要技术性能指标： 1)动力效率Ep:每消耗1度电转移到混合液中的氧量Kg;2)氧的利用率EA :又称氧转移效率，是指通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比 3)充氧能力EL:通过机械曝气装置在单位时间内转移到混合液中的氧量16.6.2鼓风曝气系统与空气扩散装置 1.(微)小气泡型曝气装置 微孔透气材料（陶土、氧化铝、氧化硅或尼龙）制成扩散板、盘和管等，气泡直径在2mm以下（200微米以下为微孔）优点：氧利用率较高10%以上，微孔能够在15-25%。缺点：

12、阻力大，易堵塞，需过滤。1.(微)小气泡型曝气装置图16-31固定式平板型微孔空气扩散器1.(微)小气泡型曝气装置图16-32固定式钟罩型微孔空气扩散器1.(微)小气泡型曝气装置图16-33钟罩式微孔空气扩散器2.中气泡型曝气装置(1) 穿孔管穿孔管是应用较为广泛的中气泡空气扩散装置，如图16-34所示，由管径为2550mm的钢管或PVC管制成，在管壁两侧向下45方向，留有直径为35mm的孔眼或隙缝，间距50100mm，空气由孔眼溢出。4-6%(2) WM-180型网状膜空气扩散装置WM-180型网状膜空气扩散装置属于中气泡空气扩散装置。12-15%(2) WM-180型网状膜空气扩散装置WM

13、-180型网状膜空气扩散装置属于中气泡空气扩散装置。3.水力剪切型空气扩散装置(1) 倒盆式空气扩散装置倒盆式空气扩散装置由盆形塑料壳体、橡胶板、塑料螺杆及压盖等组成，其构造如图16-36所示。(2) 固定螺旋空气扩散装置由圆形外壳和固定在壳体内部的螺旋叶片所组成，每个螺旋叶片的旋转角为180，两个相邻叶片的旋转方向相反。(3) 金山型空气扩散装置金山型空气扩散装置在外形上呈圆锥形倒莲花状，由高压聚乙烯注塑成型,如图16-40所示。4.水力冲击型曝气器(1) 密集多喷嘴空气扩散装置图16-41所示为密集多喷嘴空气扩散装置。(2) 射流式空气扩散装置分为自吸式和供气式，利用水泵吸入的泥、水混合液

14、高速水流的动能，同时吸入大量空气，泥、水、气混合液在喉管中强烈5.水下空气扩散装置图16-43上流式水下空气扩散装置16.3 机械曝气装置1、机械曝气原理 水跃：曝气装置转动，水面上的污水沿曝气器周边不断地以水幕状抛向四周，形成水跃，液面剧烈搅动，将空气卷入。 提升：曝气装置转动，提升液体，使混合液连续地上下循环流动，使池底含氧量小的混合液向上环流与表面充氧区发生交换，不断地使空气中氧转移到液体中 负压吸气：曝气装置转动，其后侧形成负压区，能吸入部分空气 2、机械曝气装置 按传动轴的安装方向，机械曝气器分为竖轴（纵轴）和卧轴（横轴）两类。 竖轴式机械曝气装置-叶轮式（泵形、K形、倒伞、平板）卧

15、轴式机械曝气装置-曝气转刷、转碟 16.7 活性污泥反应器-曝气池16.7.1 曝气池的分类 1、从混合液流动形态方面：曝气池分为推流式、完全混合式和循环混合式三类。 2、从曝气池平面形状方面：长方廊道形、圆形、方形和环状跑道形四类 3、从采用的曝气方式：可分为鼓风曝气池、机械曝气池和二者联合使用的机械鼓风曝气池 4、从曝气池与二沉池的关系：分为分建式和合建式两种。16.7.2 推流式曝气池o 1、曝气系统与空气扩散装置 当采用鼓风曝气时，空气扩散装置布置的形式：空气扩散装置安装在曝气池廊道底部的一侧 空气扩散装置安装在廊道的两侧 空气扩散装置按一定形式均衡地布置在整个曝气池底，池中水流只有沿

16、池长方向的流动 当采用表面机械曝气装置时，沿池长在池中线每隔一定距离设置一台，其间距取决于每台曝气装置的服务面积，相邻2台曝气装置旋转方向相反。 2、曝气池的数目及廊道的排列与组合 随污水厂的规模而定，一般每座曝气池由15个廊道组成；当廊道数为单数时，进出水口分别位于曝气池两端；为双数时，进出水口位于曝气池同侧。3、关于曝气池廊道的长、宽、深 长：以5070m为宜，最长可达100m 宽：L/B510 深：当空气扩散装置安设在廊道底部一侧时，B/H=12，我国当前对推流曝气池采用深度为35m。 4、关于在曝气池内设横向隔墙分室的问题 设置方式有两种： 第一室隔墙一端紧靠池壁，另一端与池壁之间留有一定间距，逐室交替，使水从一室流入另一室 第一室隔墙上端高出水面，下端则与池底之间留有间距，第二室下端紧接池底，上端在水位以下，以后逐室交替，最后一室必