污水的好氧生物处理-活性污泥法

第一节基本概念第二节气体传递原理和曝气池第三节活性污泥法的发展和演变第四节设计和运行中的重要问题第五节二次沉淀池

活性污泥法第一页第二页，共73页。第一节基本概念

第二页第三页，共73页。曝气池曝气池出水堰第三页第四页，共73页。活性污泥混合液第四页第五页，共73页。1.活性污泥的形态颜色黄褐色状态似矾花絮绒颗粒味道土腥味相对密度1.002～1.006kg/L粒径0.02～0.2mm20～100cm2/mL比表面积99%以上含水率第五页第六页，共73页。2.活性污泥的微生物组成细菌、真菌、原生动物、后生动物等。第六页第七页，共73页。一组活性污泥图片（细菌）菌胶团污泥细碎菌胶团菌胶团第七页第八页，共73页。肉足虫（变形虫）游泳型纤毛虫固着型纤毛虫（累枝虫）一组活性污泥图片（原生动物）游泳型纤毛虫（草履虫）第八页第九页，共73页。轮虫轮虫一组活性污泥图片（后生动物）第九页第十页，共73页。原生动物和后生动物可以作为指示微生物第十页第十一页，共73页。Ma——具备活性细胞成分；Me——内源代谢残留的微生物有机体；Mi——难为细菌降解的有机悬浮固体；Mii——吸附的无机悬浮固体。活性污泥的组成按有机性和无机性成分第十一页第十二页，共73页。二、活性污泥法的基本流程第十二页第十三页，共73页。活性污泥系统组成曝气池剩余污泥排放系统污泥回流系统二沉池扩散系统——生物反应器——泥水分离——供氧，搅拌——保持曝气池微生物浓度——排放增殖污泥，保持系统稳定第十三页第十四页，共73页。活性污泥法是水体自净人工强化的模拟

曝气污泥回流菌胶团的作用：促进活性污泥絮凝体的形成第十四页第十五页，共73页。污水与污泥混合曝气后BOD的变化曲线第十五页第十六页，共73页。1.污泥吸附吸附过程进行的较快，可以在30min内完成，BOD去除率70％。一般，处于饥饿状态的内源呼吸期的微生物吸附活性最强。初期吸附去除的有机物数量有一定限度第十六页第十七页，共73页。1〉氧化分解2〉合成代谢（合成新细胞）3〉内源代谢2.微生物代谢第十七页第十八页，共73页。微生物对有机物的分解代谢及合成代谢及其产物的模式图对活性污泥必须进行妥善处理，否则可能造成二次污染。第十八页第十九页，共73页。1.混合液中活性污泥微生物量的指标混合液悬浮固体浓度（mixedliquorsuspendedsolids,MLSS)表示悬浮固体物质总量MLSS=Ma+Me+Mi+Mii混合液挥发性悬浮固体浓度（mixedliquorvolatilesuspendedsolids,MLVSS)表示有机性固体物质含量MLVSS=Ma+Me+Mi一般情况下，生活污水f值为0.75左右。四、主要设计运行参数第十九页第二十页，共73页。污泥沉降比：SV(settingvelocity)取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例（%）表示污泥沉降比。城市污水：SV取15%--30%.污泥体积指数：SVI(sludgevolumeindex)

1L混合液沉淀30min的活性污泥体积（mL）SV(mL/L)SVI==1升混合液中悬浮固体干重（g）

MLSS(g/L)SVI=70～100其活性污泥凝聚沉淀性能很好SVI值过低，活性污泥颗粒细小，无机物含量高，缺乏活性。SVI值过高，沉淀性能不好，可能产生污泥膨胀。2.活性污泥的沉降性能及其评定指标第二十页第二十一页，共73页。第二节气体传递和曝气池

第二十一页第二十二页，共73页。一、气体传递原理‘！双膜理论气液界面存在着处于层流状态的气膜和液膜；推动力：气膜中的氧分压梯度，液膜中的氧浓度梯度。氧难溶于水，阻力主要来自液膜。第二十二页第二十三页，共73页。二、曝气设备曝气方式1.鼓风曝气系统2.机械曝气装置3.鼓风+机械曝气系统曝气作用1.充氧2.搅拌、混合第二十三页第二十四页，共73页。鼓风曝气：将空压机送出的压缩空气通过一系列管道系统送到安装在曝气池底的空气扩散装置，以微小气泡形式逸出，转移到混合液中，同时混合液搅拌、混合。机械曝气：利用安装在水面上、下的叶轮高速转动，剧烈搅动水面，产生水跃，液面与空气接触表面不断更新，使空气中的氧转移到混合液中。第二十四页第二十五页，共73页。1.鼓风曝气空气净化器鼓风机空气输配管系统扩散器空气净化器的目的是改善整个曝气系统的运行状态和防止扩散器阻塞。第二十五页第二十六页，共73页。鼓风曝气空气净化器鼓风机空气输配管系统扩散器鼓风机供应压缩空气风量要满足生化反应所需的氧量和能保持混合液悬浮固体呈悬浮状态。风压要满足克服管道系统和扩散器的摩阻损耗以及扩散器上部的静水压。罗茨鼓风机：适用于中小型污水厂，噪声大，必须采取消音、隔音措施离心式鼓风机：噪声小，效率高，适用于大中型污水厂第二十六页第二十七页，共73页。三叶式罗茨鼓风机常用鼓风机形式多极离心风机多级风机第二十七页第二十八页，共73页。鼓风曝气空气净化器鼓风机扩散器空气输配管系统负责将空气输送到空气扩散器。要求沿程阻力损失小,曝气设备各点压力均衡,空气干管和支管流速符合设计要求，配备必要的手动阀和电动调节阀门。第二十八页第二十九页，共73页。鼓风曝气空气净化器鼓风机扩散器扩散器的作用是将空气分散成小气泡,增大空气和混合液之间的接触界面，把空气中的氧溶解于水中。空气输配管系统小气泡扩散器中气泡扩散器大气泡扩散器微气泡扩散器扩散器的类型第二十九页第三十页，共73页。（1）小气泡扩散装置：微孔材料制成的扩散板和扩散管等，其特点是气泡小（直径在1.5mm以下），氧利用率15%-20%，但阻力大，易阻塞；（2）中气泡扩散装置：常用穿孔管，孔直径为2～3mm，孔眼气体流速不小于10m/s,以防堵塞，其特点是氧利用率8%-12%，但空气压力损失较小；（3）大气泡扩散装置：常用曝气竖管，直径为15mm左右，底口敞开，其特点是气泡大（直径3mm以上），分布不匀，氧利用率4%-6%，不易堵塞；竖管，气泡直径15mm。（4）微气泡扩散装置：气泡直径100um左右，与混合液充分接触混合，促进氧的传递，氧利用率20%-30%，气压损失较大，易堵塞。扩散器第三十页第三十一页，共73页。微孔曝气盘微孔曝气管第三十一页第三十二页，共73页。ZDB型振动曝气器膜片式微孔曝气器KBB型可变微孔曝气器第三十二页第三十三页，共73页。微孔曝气设备安装第三十三页第三十四页，共73页。微孔曝气设备的清水检验第三十四页第三十五页，共73页。微孔曝气设备的运行状况第三十五页第三十六页，共73页。穿孔曝气管第三十六页第三十七页，共73页。机械曝气竖式曝气机卧式曝气刷2.机械曝气表曝机的转动轴和水面垂直，装有叶轮。曝气机的转动轴与水面平行,主要用于氧化沟。第三十七页第三十八页，共73页。充氧原理：(1)曝气设备的提水和输水作用，使曝气池内液体不断循环流动,从而不断更新气液接触面,不断吸氧；(2)曝气设备旋转时在周围形成水跃，并把液体抛向空中，剧烈搅动而卷进空气；(3)曝气设备高速旋转时，在后侧形成负压区而吸入空气。竖式表面曝气机第三十八页第三十九页，共73页。沉水曝气机表面曝气机第三十九页第四十页，共73页。倒伞形机械曝气器第四十页第四十一页，共73页。倒伞形机械曝气器第四十一页第四十二页，共73页。平板形机械曝气器第四十二页第四十三页，共73页。卧式曝气刷充氧原理：在垂直于转动轴的方向装有不锈钢丝（转刷）或板条，转动时，钢丝或板条把大量液滴抛向空中，并使液面剧烈波动，促进氧的溶解；同时推动混合液在池内回流，促进溶解氧的扩散。第四十三页第四十四页，共73页。曝气转刷曝气转碟第四十四页第四十五页，共73页。测试中的曝气转刷第四十五页第四十六页，共73页。氧化沟曝气转刷曝气转刷第四十六页第四十七页，共73页。比较各种曝气设备性能的主要指标氧转移率：单位为mg（O2）/（L·h）。充氧能力（或动力效率）：即每消耗1kW·h动力能传递到水中的氧量（或氧传递速率）,单位为kg（O2）/（kW·h）。氧利用率：通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧的比例，单位为％。3.曝气设备性能指标第四十七页第四十八页，共73页。三、曝气池的类型（1）根据混合液流动形态，可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种；（2）根据采用曝气方法，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械鼓风曝气池；（3）根据平面形状，可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种；（4）根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建式（即曝气沉淀池）和分建式两种。第四十八页第四十九页，共73页。1.推流式曝气池推流式曝气池的长宽比一般为5～10；进水方式不限；出水用溢流堰。（1）平面布置（2）横断面布置推流式曝气池的池宽和有效水深之比一般为1～2。第四十九页第五十页，共73页。推流式曝气池第五十页第五十一页，共73页。推流式曝气池第五十一页第五十二页，共73页。池形根据和沉淀池的关系圆形方形矩形分建式合建式完全混合曝气池第五十二页第五十三页，共73页。鼓风曝气完全混合曝气池第五十三页第五十四页，共73页。特点①负荷低，延时曝气时间长，池容积大，占地面积较大；②产生的污泥量少，无需消化处理；③对水质水量的变动抗冲击性强；④处理效果好。延时曝气活性污泥法污水、污泥综合处理设备，适用于污水量很小的场合。第五十四页第五十五页，共73页。构造特征：池体狭长，环形沟渠状，平面多椭圆或圆形。池深较浅，设有表面曝气装置。曝气装置作用：1、充氧2、搅拌3、推动水流流态特征：介于推流式和完全混合式之间。氧化沟（oxidationditch）

第五十五页第五十六页，共73页。氧化沟种类第五十六页第五十七页，共73页。氧化沟种类第五十七页第五十八页，共73页。氧化沟处理厂俯视图第五十八页第五十九页，共73页。采用曝气转刷的氧化沟第五十九页第六十页，共73页。采用曝气转碟的氧化沟第六十页第六十一页，共73页。采用表曝机的氧化沟第六十一页第六十二页，共73页。吸附－生物降解工艺（AB法）Adsorption-BiodegrationA，B段各拥有自己的回流系统，有各自的微生物群体第六十二页第六十三页，共73页。A段：①无初沉池，开放性生物系统；②A段以高负荷或超高负荷运行，停留时间短，30～60min③A段主要依靠微生物吸附作用；④BOD去除40～70％，可生化性改善。AB法特点B段：①水质、水量稳定，净化功能充分发挥；②以低负荷运行，停留时间2～4h。处理效果稳定，具有抗冲击负荷和pH变化的能力。可以分期建设，条件成熟时候建设二级处理设备。第六十三页第六十四页，共73页。SBR工艺操作过程1.进水2.反应3.沉淀4.排放5.待机序批式活性污泥法（SBR法）SequencingBatchReactor第六十四页第六十五页，共73页。SBR池第六十五页第六十六页，共73页。(1)容积利用率低；(2)出水不连续；(3)运行控制复杂；(4)不适用于大水量。SBR法缺点第六十六页第六十七页，共73页。十三、克劳斯法污泥膨胀消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量碳