污水的好氧生物处理-活性污泥法98166.ppt

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1、第十四章 污水的好氧生物处理活性污泥法 筑龙给排水栏目所有资料都免费下载了！14-1 概述概述 活性污泥法活性污泥法是水体自净的是水体自净的人工强化人工强化方方法，是一种依靠在曝气池内呈悬浮、流法，是一种依靠在曝气池内呈悬浮、流动状态的微生物群体的凝聚、吸附、氧动状态的微生物群体的凝聚、吸附、氧化分解等作用来去除污水中有机物的方化分解等作用来去除污水中有机物的方法。法。概概 念念活性污泥法的提出活性污泥法的提出 1912年英国的Clark和Gage Arden和Lockett对这一现象进行了研究。1914年建成第一个活性污泥厂。二、活性污泥法基本流程 活性污泥工艺主要由曝气池、曝气装置、二沉池

2、、污泥回流系统和剩余污泥排放系统组成。曝气池是由微生物组成的活性污泥与污水中的有机污染物质充分混合接触，进而将其吸收并分解的场所，是活性污泥工艺的核心。曝气装置的作用:曝气系统总体上可分为鼓风曝气和机械曝气2大类。v向曝气池向曝气池供供给微生物增长及分解给微生物增长及分解有机污染物所必有机污染物所必需需的氧气的氧气v进行进行混合搅拌混合搅拌，使活性污泥与有，使活性污泥与有机污染物质充分接触机污染物质充分接触 二沉池的作用是使活性污泥与处理完的污水分离，井使污泥得到一定程度的浓缩。回流污泥系统把二沉池中沉淀下来的绝大部分活性污泥再回流到曝气池，以保证曝气池有足够的微生物浓度。随着有机污染物质被分

3、解，曝气池每天都净增一部分活性污泥，这部分活性污泥称之为剩余活性污泥，应通过剩余污泥排放系统排出。三、活性污泥降解污水中有机物的过程 BOD吸附 降解曝气过程 一般将这整个净化反应过程分为三个阶段：初期吸附；微生物代谢；活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩。三、活性污泥降解污水中有机物的过程 BOD吸附 降解曝气过程 所谓所谓“初期吸附初期吸附”是指：在活性是指：在活性污泥系统内，在污水开始与活性污泥污泥系统内，在污水开始与活性污泥接触后的较短时间接触后的较短时间(10(10 30min)30min)内，内，由于活性污泥具有很大的表面积因而由于活性污泥具有很大的表面积因而具有很强的吸附能力，因此在这很短

4、具有很强的吸附能力，因此在这很短的时间内，就能够的时间内，就能够去除废水中大量的去除废水中大量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物呈悬浮和胶体状态的有机污染物，使，使废水的废水的BODBOD5 5值值(或或CODCOD值值)大幅度下降。大幅度下降。但这但这并不是真正的降解并不是真正的降解，随着时间的，随着时间的推移，混合液的推移，混合液的BODBOD5 5值会回升值会回升(这是这是由于固体有机物被吸附并经微生物酶由于固体有机物被吸附并经微生物酶作用后，变成可溶性物质而扩散到液作用后，变成可溶性物质而扩散到液体中去的缘故；对于溶解性的有机物体中去的缘故；对于溶解性的有机物则没有扩散现象则没有扩散现象)

5、，再之后，再之后，BODBOD5 5值值才会逐渐下降。才会逐渐下降。(1)具有活性的微生物(好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)(2)微生物自身氧化的残留物(3)吸附在活性污泥上不能降解的有机物和无机固体物 2、活性污泥的组成、活性污泥的组成 颜色：褐色、颜色：褐色、(土土)黄色、铁红色；黄色、铁红色；气味：泥土味（城市污水）；气味：泥土味（城市污水）；比比重重：略略大大于于1，(1.002 1.006)，混混合合液液污污泥泥1.002 1.003，回回流流污污泥泥1.004 1.006；颗粒直径：颗粒直径：0.02 0.2 mm；比表面积：比表面积：20 100cm2/mL。3

6、、好氧活性污泥的性质、好氧活性污泥的性质 14-2 气体传递原理和曝气池气体传递原理和曝气池 本节重点本节重点v双膜理论双膜理论v影响影响K KLaLa的因素的因素v机械曝气与鼓风曝气机械曝气与鼓风曝气 构成活性污泥法有3个基本要素:一是一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是也就是活性污泥活性污泥；二是二是废水中的废水中的有机物有机物，它是处理对象，它是处理对象，也是微生物的食料也是微生物的食料；三是三是DODO，没有充足的，没有充足的DODO，好氧微生物既，好氧微生物既不能生存，也不能发挥氧化分解作用不能生存，也不能发挥氧化分解作用。1924年Lewis和

7、Whitman提出一、气体传递原理 双膜理论双膜理论0膜厚层层 流流紊流pPisOO气体气体液体液体紊流内表面气膜气膜液膜液膜分压或浓度图14-3 气体传递双膜理论简图0膜厚层层 流流紊流pPisOO气体气体液体液体紊流内表面气膜气膜液膜液膜分压或浓度图14-3 气体传递双膜理论简图 (1)(1)在在气气、液液两两相相接接触触的的界界面面两两侧侧存存在在着着处处于于层层流流状状态态的的气气膜膜和和液液膜膜，在在其其外外侧侧则则分分别别为为气气相相主主体体和和液液相相主主体体，两两个个主主体体均处于紊流状态。均处于紊流状态。气体分子以分子气体分子以分子扩散方式从气相主体扩散方式从气相主体通过气膜

8、与液膜而进通过气膜与液膜而进入液相主体。入液相主体。基本点基本点 (2)(2)由由于于气气液液两两相相的的主主体体均均处处于于紊紊流流状状态态，其其中中物物质质浓浓度度基基本本上上是是均均匀匀的的，不不存存在在浓浓度度差差，也也不不存存在在传传质质阻阻力力，气气体体分分子子从从气气相相主主体体传传递递到到液液相相主主体体，阻阻力力仅仅存存在在于于气气、液液两两层层层层流流膜膜中中。0膜厚层层 流流紊流pPisOO气体气体液体液体紊流内表面气膜气膜液膜液膜分压或浓度图14-3 气体传递双膜理论简图 (3)(3)在在气气膜膜中中存存在在着着氧氧的的分分压压梯梯度度，在在液液膜膜中中存存在在着着氧氧

9、的的浓浓度度梯梯度度，它它们们是是氧氧转转移移的推动力。的推动力。0膜厚层层 流流紊流pPisOO气体气体液体液体紊流内表面气膜气膜液膜液膜分压或浓度图14-3 气体传递双膜理论简图 (4)(4)氧氧难难溶溶于于水水，并并且且氧氧转转移移决决定定性性的的阻阻力力又又集集中中在在液液膜膜上上，因因此此，氧氧分分子子通通过过液液膜膜的的转转移移速速度度是是氧氧转转移移过过程程的控制速度。的控制速度。0膜厚层层 流流紊流pPisOO气体气体液体液体紊流内表面气膜气膜液膜液膜分压或浓度图14-3 气体传递双膜理论简图 在气膜中，氧分子的传递动力很小，在气膜中，氧分子的传递动力很小，气气相主体与界面之间

10、的氧的分压差值相主体与界面之间的氧的分压差值p pp pi i很很低，一般认为低，一般认为ppppi i。这样，这样，界面处的溶解界面处的溶解氧浓度值氧浓度值soso，是在氧分压为，是在氧分压为p p条件下的溶解条件下的溶解氧的饱和浓度值氧的饱和浓度值。如果气相主如果气相主体中的分压为一体中的分压为一个大气压，则个大气压，则p p就就是大气压中的氧是大气压中的氧分压分压(约为约为1 1个大个大气压的气压的1/5)1/5)。0膜厚层层 流流紊流pPisOO气体气体液体液体紊流内表面气膜气膜液膜液膜分压或浓度图14-3 气体传递双膜理论简图 气体传递速率为气体传递速率为 式中：式中：氧的传递速率，

11、氧的传递速率，g/hg/h；K Kg g液膜部分氧的扩散系数，液膜部分氧的扩散系数，m/hm/h；A A气液界面接触面积，气液界面接触面积，m m2 2；sOsO液相中氧的饱和浓度，液相中氧的饱和浓度，mg/Lmg/L；O O液相内氧的实际浓度，液相内氧的实际浓度，mg/Lmg/L。由于由于dmVdO (V为液体的体为液体的体积积)，则前式可改写为：，则前式可改写为：令 ，则：式中：式中：液相中氧的变化速率，液相中氧的变化速率，mg/(Lh)；KLa 总总的的传传质质系系数数，1/h，是是总总阻阻力力的的倒倒数数。当当氧氧转移阻力较大时，转移阻力较大时，K KLaLa较小，而阻力较小时，则较小

12、，而阻力较小时，则K KLaLa较大较大。sO液相内氧的饱和浓度，液相内氧的饱和浓度，mg/L；O液相内氧的实际浓度，液相内氧的实际浓度，mg/L。将上式进行积分，可求得总的传质系数：影响影响KLa的因素的因素(1)(1)水质水质(2)(2)水温水温 (3)(3)氧分压氧分压 (4)(4)其他其他 由于由于污水中存在着溶解性有机物污水中存在着溶解性有机物，特别是某些表面活，特别是某些表面活性剂，如短链脂肪酸和乙醇等，这类物质的分子属两性性剂，如短链脂肪酸和乙醇等，这类物质的分子属两性分子，它们将分子，它们将聚集在气、液界面上聚集在气、液界面上，阻碍氧分子的扩散阻碍氧分子的扩散转移转移。由于它们

13、增加了氧转移过程的阻力，因此由于它们增加了氧转移过程的阻力，因此，造成造成了了K KLaLa值的下降值的下降。因此，引入小于因此，引入小于1 1的的修正系数：修正系数：(1)(1)水质水质 氧在水中的饱和度氧在水中的饱和度也受水质的影响，主要是含盐量的影响含盐量的影响，因此引入小于1的系数以修正污水中含盐量对氧饱和度的影响：(2)(2)水温水温 水温高，液体粘滞度降低，扩散度增加，水温高，液体粘滞度降低，扩散度增加，氧转移系数增加，其关系为氧转移系数增加，其关系为:KLa(t)KLa(20)1.02t20 式中：式中：KLa(t)温度为温度为t时的氧转移系数；时的氧转移系数；KLa(20)温度

14、为温度为20时的氧转移系数；时的氧转移系数；t计算温度，计算温度，；1.02温度系数。温度系数。氧饱和度也受温度影响。氧饱和度也受温度影响。水温升，水温升，sOsO下降。这时下降。这时K KLaLa值值虽增大，但液相中氧的浓度梯虽增大，但液相中氧的浓度梯度却减小，因此，水温对氧的度却减小，因此，水温对氧的转移有转移有2 2种相反的影响，但并种相反的影响，但并不完全抵消，而是不完全抵消，而是水温低将有水温低将有利于氧的转移利于氧的转移。O O值还受氧分压或气压的影响。当值还受氧分压或气压的影响。当气压降低时，气压降低时，O O也降低；反之则增大。也降低；反之则增大。因此，在气压不是因此，在气压不

15、是1.0131.01310105 5PaPa的地区，的地区，O O值应乘以如下的压力修正系数：值应乘以如下的压力修正系数：(3)(3)氧分压氧分压 (4)(4)其他其他 氧的转移系数，还与氧的转移系数，还与气泡的大小、液气泡的大小、液体的紊动程度体的紊动程度和和气泡与液体的接触时间气泡与液体的接触时间有关。有关。气泡尺寸小，则接触界面气泡尺寸小，则接触界面A A较大，将较大，将提高提高K KLaLa值，有利于氧的转移；但气泡小，值，有利于氧的转移；但气泡小，则不利于紊动，对氧转移也有不利影响。则不利于紊动，对氧转移也有不利影响。紊动程度大，接触时间长紊动程度大，接触时间长(水层深水层深)，则，

16、则K KLaLa值大，反之则小。值大，反之则小。二、曝气设备二、曝气设备 1、曝气的作用、曝气的作用 活性污泥法系统中，活性污泥法系统中，曝气的作用是向液相中曝气的作用是向液相中供供给溶解给溶解氧氧，并起，并起搅拌和混搅拌和混合合作用。作用。2、曝气的方法、曝气的方法 通常采用通常采用鼓风曝气鼓风曝气、机械曝机械曝气气，以及，以及两者联合使用两者联合使用的混合曝的混合曝气，某些情况下也采用气，某些情况下也采用射流曝气射流曝气。鼓风曝气鼓风曝气机械曝气机械曝气射流曝气射流曝气 将压缩空气通过将压缩空气通过管道系统送入池内的管道系统送入池内的散气设备，以气泡形散气设备，以气泡形式分散进入混合液。式

17、分散进入混合液。鼓风曝气鼓风曝气机械曝气机械曝气射流曝气射流曝气 利用装设在曝气池内的利用装设在曝气池内的叶轮的转动，剧烈地搅动水叶轮的转动，剧烈地搅动水面，使液体循环流动，不断面，使液体循环流动，不断更新液面并产生强烈水跃，更新液面并产生强烈水跃，从而使空气中的氧与水滴或从而使空气中的氧与水滴或水气的界面充分接触，转入水气的界面充分接触，转入液相中去。液相中去。鼓风曝气鼓风曝气机械曝气机械曝气射流曝气射流曝气 利用水射流泵将空气吸利用水射流泵将空气吸入，使空气与水充分混合入，使空气与水充分混合并溶解的曝气方式。并溶解的曝气方式。3 3、鼓风曝气、鼓风曝气 鼓风曝气由鼓风曝气由空气净化器空气净

18、化器，鼓鼓风机风机，空气输配管系统空气输配管系统和浸没和浸没于混合液中的于混合液中的扩散器扩散器组成。组成。其中关键部件是扩散器。其中关键部件是扩散器。（1 1）扩散器）扩散器作用作用：将空气分散成空气泡，增将空气分散成空气泡，增大空气和混合液之间的接触界面，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把空气中的氧溶解于水中。（1 1）扩散器）扩散器 根据分散气泡的根据分散气泡的大小，扩散器可分大小，扩散器可分成几种类型：成几种类型：小气泡扩散器小气泡扩散器 中气泡扩散器中气泡扩散器 大气泡扩散器大气泡扩散器 微气泡扩散器微气泡扩散器 小气泡扩散器小气泡扩散器 微孔材料微孔材料：陶瓷、

19、砂粒、塑料陶瓷、砂粒、塑料特点：特点：气泡小气泡小(直径在直径在1.5mm以下以下)，氧利用率氧利用率高高(在在11左右左右)，但，但阻力大，易堵塞阻力大，易堵塞。中气泡扩散器中气泡扩散器 穿穿孔孔管管的的孔孔眼眼直直径径为为2 23mm3mm，孔孔口口气气体体流流速速不不小小于于10m/s10m/s，以以防防堵堵塞塞，其其特特点点是是氧氧利利用用率率低低，但但空空气气压压力力损损失失较小较小；莎纶管莎纶管以多孔金属以多孔金属管为骨架，管外缠绕莎管为骨架，管外缠绕莎纶绳。金属管上开有许纶绳。金属管上开有许多小孔，压缩空气从小多小孔，压缩空气从小孔溢出后，从绳缝中以孔溢出后，从绳缝中以气泡形式挤

20、入混合液。气泡形式挤入混合液。大气泡扩散器大气泡扩散器 常用的是曝气竖管，直径为常用的是曝气竖管，直径为15mm左右，底口敞开左右，底口敞开;特点特点:气泡大气泡大(直径直径3mm以上以上)，分布不匀，分布不匀，氧利用率氧利用率低低，不易堵塞。，不易堵塞。微气泡扩散器微气泡扩散器 常称为射流曝气器，气泡直径在常称为射流曝气器，气泡直径在100m100m左右，左右，射流曝气器通过混合液的高速射流，将鼓风机射流曝气器通过混合液的高速射流，将鼓风机引入的空气切割粉碎为微细气泡，与混合液充引入的空气切割粉碎为微细气泡，与混合液充分接触混合，分接触混合，促进氧的传递促进氧的传递。一般布置在一般布置在曝气

21、池的一侧和曝气池的一侧和池底池底，以便形成漩流，增加气泡，以便形成漩流，增加气泡和混合液的接触时间，有利于氧和混合液的接触时间，有利于氧的传递，同时使混合液中的悬浮的传递，同时使混合液中的悬浮固体呈悬浮状态。固体呈悬浮状态。扩散器安装位置扩散器安装位置(2)(2)鼓风机鼓风机 常用的有：常用的有：罗茨鼓风机罗茨鼓风机和和离心式离心式鼓风机鼓风机。离心式鼓风机离心式鼓风机罗茨鼓风机罗茨鼓风机适适用用于于中中小小型型污污水水厂厂，最最常常用用单单机机风风量量80m80m3 3/min/min左左右右；风风压压0.5Mpa0.5Mpa的的最最稳稳定定，采采用用较多。较多。但但噪噪声声大大，必必须须采

22、采取取消消音音、隔音措施。隔音措施。噪音小，效率高，适噪音小，效率高，适用于大中型污水厂。这是用于大中型污水厂。这是一种叶片式气体压缩机。一种叶片式气体压缩机。罗茨鼓风机罗茨鼓风机离心式鼓风机离心式鼓风机4 4、机械曝气、机械曝气 机械曝气是用安装于曝气池表面机械曝气是用安装于曝气池表面的的表面曝气机表面曝气机来实现的。来实现的。表面曝气机分为竖式和卧式表面曝气机分为竖式和卧式2 2类。类。（1）竖式）竖式(立轴式立轴式)表面曝气机表面曝气机 竖式竖式(立轴式立轴式)表面曝气机械（表面曝气机械（mechanical mechanical surface aeratorsurface aerat

23、or）的）的成套设备成套设备有多种形式，有多种形式，其机械传动结构大致相同，主要区别在于曝气其机械传动结构大致相同，主要区别在于曝气叶轮的结构形式上，有泵（叶轮的结构形式上，有泵（E E）型叶轮、倒伞）型叶轮、倒伞型、型、K3K3型叶轮、平板型叶轮等。型叶轮、平板型叶轮等。（2）卧式（）卧式（水平轴式）表面曝气机水平轴式）表面曝气机 卧式（水平轴式）表面曝气机有多种卧式（水平轴式）表面曝气机有多种型式，机械传动结构大致相同，总体布型式，机械传动结构大致相同，总体布置有异，主要区别在于水平轴上的工作置有异，主要区别在于水平轴上的工作载体载体转刷或转盘转刷或转盘。国内设计应用最。国内设计应用最广泛

24、的是转刷曝气机和转盘曝气机。广泛的是转刷曝气机和转盘曝气机。图14-14 转刷曝气机 图14-15 转盘曝气机 5 5、曝气设备性能指标、曝气设备性能指标 氧传递速率氧传递速率 氧吸收率氧吸收率E EA A 动力效率动力效率E EP P 式式中中：R R0 0温温度度2020，大大气气压压力力101.325kPa101.325kPa条条件件下下，单单位位时时间间转转移移到到无无氧氧清清水水中中的的总总氧氧量量（kgOkgO2 2/h/h）；）；S S供供 氧氧 量量(kg/h)(kg/h)，S S G GS S21211.331.330.28G0.28GS S；G GS S供空气量，（供空气量

25、，（m m3 3/h/h）；）；21%21%氧在空气中所占的体积百分数；氧在空气中所占的体积百分数；1.331.332020时氧的密度（时氧的密度（kg/mkg/m3 3）；）；氧传递速率氧传递速率 氧吸收率氧吸收率E EA A 动力效率动力效率E EP P (单位：mgO2/(Lh)氧传递速率氧传递速率 氧吸收率氧吸收率E EA A 动力效率动力效率E EP P 动力效率是曝气机或曝气动力效率是曝气机或曝气器的性能参数之一，指器的性能参数之一，指单位单位输出功率使氧气转移到水中输出功率使氧气转移到水中的量的量，单位为，单位为kgOkgO2 2/(kW/(kWh)h)。动力效率越高，曝气机或动

26、力效率越高，曝气机或曝气器的性能越好，提供一曝气器的性能越好，提供一定量氧气所消耗的动力越少。定量氧气所消耗的动力越少。三、曝气池池型 曝气池分类曝气池分类 从从混混合合液液在在曝曝气气池池中中的的流流态态可可分分为为推推流流式式、完完全全混合式混合式和和循环混合式循环混合式三种三种；从从平平面面几几何何形形状状可可分分为为长长方方形形、廊廊道道形形、圆圆形形或或方形方形、环形跑道形环形跑道形三种；三种；从从采采用用的的曝曝气气方方法法可可分分为为鼓鼓风风曝曝气气式式、机机械械曝曝气气式式以及以及两者联合使用的联合式两者联合使用的联合式三种；三种；从曝气池与二次沉淀池的关系可分为从曝气池与二次

27、沉淀池的关系可分为分建式分建式和和合合建式建式两种两种。1 1、推流式曝气池、推流式曝气池 多多为为狭狭长长形形或或折折流流式式的的池池子子，一一端端进进水水，另另一一端端出出水水。曝曝气气装装置置常常用用鼓鼓风风曝气。曝气。根据断面上的水流情况，根据断面上的水流情况，可分为可分为平移推流平移推流和和旋转推旋转推流流。平平移移推推流流是是曝曝气气池池底底铺铺满满扩扩散散器器，池池中的水流只有沿池长方向的流动。中的水流只有沿池长方向的流动。旋旋转转推推流流：较较常常用用，曝曝气气装装置置放放在在池池底底一一侧侧，废废水水和和回回流流污污泥泥一一起起从从池池端端进进入入后后，在在上上升升气气流流的

28、的作作用用下下，在在池池子子的的横横向向产产生生旋旋流流，混混合合液液水流以螺旋状打滚前进，逐步推流至池子出口。水流以螺旋状打滚前进，逐步推流至池子出口。2 2、完全混合式、完全混合式曝气池曝气池 曝气设备多用曝气设备多用表面曝气表面曝气机机，置于池中心。污水进，置于池中心。污水进入搅拌中心，立即和全池入搅拌中心，立即和全池水混合。完全混合曝气池水混合。完全混合曝气池可以和沉淀池分建和合建，可以和沉淀池分建和合建，因此，可分为分建式和合因此，可分为分建式和合建式。建式。分分建建式式曝曝气气池池在在运运行行上上便便于于调调节节控控制制，应应用用较较多。多。合建式合建式曝气池，称为曝气沉淀池，结构

29、紧凑，曝气池，称为曝气沉淀池，结构紧凑，可省去污泥回流设备，适用于中小型污水厂。但可省去污泥回流设备，适用于中小型污水厂。但是施工复杂、难度大；运行时难以分别控制和调是施工复杂、难度大；运行时难以分别控制和调节，运行不灵活，出水水质难于保证，节，运行不灵活，出水水质难于保证，已经基本已经基本淘汰淘汰。3 3、两种池型的结合、两种池型的结合 推流曝气池中，可以用多推流曝气池中，可以用多个表曝机充氧和搅拌。对于每个表曝机充氧和搅拌。对于每一个表曝机所影响的范围内，一个表曝机所影响的范围内，则为完全混合，而对全池而言，则为完全混合，而对全池而言，又近似推流。此时，相邻的表又近似推流。此时，相邻的表曝

30、机旋转方向应相反，否则两曝机旋转方向应相反，否则两机间的水流会互相冲突，也可机间的水流会互相冲突，也可用横向挡板在机与机之间隔开。用横向挡板在机与机之间隔开。4 4、循环混合式循环混合式 循环混合式曝气池，循环混合式曝气池，又名又名氧化沟氧化沟，多采用转，多采用转刷曝气，其平面形状如刷曝气，其平面形状如环形跑道。环形跑道。四、曝气设备的性能测试 1 1、完完全全混混合合式式曝曝气气池池的的曝曝气气设设备备充充氧氧能能力力测测定定见见“环境工程专业实验环境工程专业实验”。2 2、推推流流式式曝曝气气池池的的曝曝气气设设备备充充氧氧能能力力测测定定麦金尼法麦金尼法 P153 P153 14-3 活

31、性污泥法的发展和活性污泥法的发展和演变演变 活性污泥法活性污泥法(Activated Sludge Process)(Activated Sludge Process)首先首先于于2020世纪初在英国出现世纪初在英国出现,迄今已有近百年历史，是当迄今已有近百年历史，是当前应用最广泛的污水处理技术之一，该方法自前应用最广泛的污水处理技术之一，该方法自19141914年在英国曼切斯特市建成污水试验厂以来，已有年在英国曼切斯特市建成污水试验厂以来，已有8080多年的历史。多年的历史。目前，它已成为有机废水生物处理的主体，但是目前，它已成为有机废水生物处理的主体，但是仍存在一些不容忽视的缺点：对冲击负

32、荷适应能力仍存在一些不容忽视的缺点：对冲击负荷适应能力差，易发生污泥膨胀，处理构筑物占地面积大、基差，易发生污泥膨胀，处理构筑物占地面积大、基建投资和运行费用高、管理复杂等。近几十年来，建投资和运行费用高、管理复杂等。近几十年来，国内外学者准对以上这些问题进行了不懈地探索和国内外学者准对以上这些问题进行了不懈地探索和研究，在供氧方式、运转条件、反应器形式等方面研究，在供氧方式、运转条件、反应器形式等方面进行了革新、开发了多种活性污泥法新工艺，使得进行了革新、开发了多种活性污泥法新工艺，使得活性污泥法朝着高效、节能的方面发展。活性污泥法朝着高效、节能的方面发展。1 1、普通活性污泥法、普通活性污

33、泥法 普通活性污泥法，又称习惯曝气或传统活性普通活性污泥法，又称习惯曝气或传统活性污泥法，是污泥法，是最早使用的一种活性污泥法最早使用的一种活性污泥法。剩余活性污泥回流污泥二次沉淀池废水曝 气池初次沉淀池出水空气 曝气池中曝气池中水流是纵向混合的推流式水流是纵向混合的推流式。在曝气池前端，。在曝气池前端，活性污泥同刚进入的废水相接触，有机物浓度相对较高，活性污泥同刚进入的废水相接触，有机物浓度相对较高，即供给活性污泥微生物的食料较多，所以微生物生长一般即供给活性污泥微生物的食料较多，所以微生物生长一般处于生长曲线的处于生长曲线的对数生长期对数生长期后期或后期或稳定期稳定期。由于普通活性。由于普

34、通活性污泥法污泥法曝气时间比较长曝气时间比较长，当活性污泥继续向前推进到曝气，当活性污泥继续向前推进到曝气池末端时，废水中有机物已几乎被耗尽，污泥微生物进入池末端时，废水中有机物已几乎被耗尽，污泥微生物进入内源代谢期，它的活动能力也相应减弱，因此在沉淀池中内源代谢期，它的活动能力也相应减弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中残剩的有机物数量少。处于饥饿状态的容易沉淀，出水中残剩的有机物数量少。处于饥饿状态的污泥回流入曝气池后又能够强烈吸附和氧化有机物，所以污泥回流入曝气池后又能够强烈吸附和氧化有机物，所以普通活性污泥法的普通活性污泥法的BODBOD和悬浮物去除率都很高，达到和悬浮物去除率都很高，达

35、到909095%95%左右。左右。普通活性污泥法也有它的不足之处，主要普通活性污泥法也有它的不足之处，主要是：是：对水质变化的适应能力不强；对水质变化的适应能力不强；所供所供的氧不能充分利用，因为在曝气池前端废水的氧不能充分利用，因为在曝气池前端废水水质浓度高、污泥负荷高、需氧量大，而后水质浓度高、污泥负荷高、需氧量大，而后端则相反，但空气往往沿池长均匀分布，这端则相反，但空气往往沿池长均匀分布，这就造成前端供氧量不足、后端供氧量过剩的就造成前端供氧量不足、后端供氧量过剩的情况。因此，在处理同样水量时，同其它类情况。因此，在处理同样水量时，同其它类型的活性污泥法相比，型的活性污泥法相比，曝气池

36、相对庞大、占曝气池相对庞大、占地多、能耗费用高地多、能耗费用高。2 2、渐减曝气活性污泥法、渐减曝气活性污泥法 为为了了解解决决普普通通活活性性污污泥泥法法供供氧氧与与需需氧氧之之间间的的矛矛盾盾，可可沿沿曝曝气气池池长长的的供供氧氧按按需需氧氧量量的的要要求求分分几几段段提提供供，即即前前段段多多供供氧氧，后后段段少少供供氧氧，可可使使供供氧氧与与需需氧氧基基本本一一致致。如如左左图所示。图所示。渐减曝气池由于解决了供渐减曝气池由于解决了供氧与需氧的矛盾，改善了运氧与需氧的矛盾，改善了运行条件，在供氧相同的条件行条件，在供氧相同的条件下，改善了曝气池中溶解氧下，改善了曝气池中溶解氧的分布，提

37、高了氧的利用率，的分布，提高了氧的利用率，从而可节省运行费用，提高从而可节省运行费用，提高处理效率。处理效率。3 3、多点进水活性污泥法、多点进水活性污泥法 又称阶段曝气法或逐步曝气法。又称阶段曝气法或逐步曝气法。废废水水沿沿池池长长多多点点进进入入，这这样样使使有有机机物物在在曝曝气气池池中中的的分分配配较较为为均均匀匀，从从而而避避免免了了前前端端缺缺氧氧、后后端端氧氧过过剩剩的的弊弊病病，提提高高了了空空气气的的利利用用效效率率和和曝曝气气池池的的工工作作能能力力，并并且且由由于于容容易易改改变变各各个个进进水水口口的的水水量量，在运行上也有较大的灵活性。在运行上也有较大的灵活性。经实践

38、证明，曝气池容积同普通活性经实践证明，曝气池容积同普通活性污泥法比较可以缩小污泥法比较可以缩小30%30%左右，但其出水左右，但其出水差于普通活性污泥法。差于普通活性污泥法。4 4、吸附再生活性污泥法吸附再生活性污泥法/接触稳定法接触稳定法 曝曝气气池池被被一一隔隔为为二二，废废水水在在曝曝气气池池的的一一部部分分吸吸附附池池内内停停留留数数十十分分钟钟，活活性性污污泥泥同同废废水水充充分分接接触触，废废水水中中有有机机物物被被污污泥泥所所吸吸附附，随随后后进进入入二二沉沉池池，此此时时出出水水已已达达很很高高的的净净化化程程度。度。泥水分离后的回流污泥再进入曝气池的另一部分泥水分离后的回流污

39、泥再进入曝气池的另一部分再再生池生池，池中曝气但不进废水，使污泥中吸附的有机物进一步，池中曝气但不进废水，使污泥中吸附的有机物进一步氧化分解。恢复了活性的污泥随后再次进入吸附池同新进入氧化分解。恢复了活性的污泥随后再次进入吸附池同新进入的废水接触，并重复以上过程。的废水接触，并重复以上过程。5 5、完全混合活性污泥法、完全混合活性污泥法 完全混合活性污泥法的流程和普通活性污泥法完全混合活性污泥法的流程和普通活性污泥法相同，但废水和回流污泥进入曝气池时，立即与池相同，但废水和回流污泥进入曝气池时，立即与池内原先存在的混合液充分混合。依构筑物的曝气池内原先存在的混合液充分混合。依构筑物的曝气池和沉

40、淀池合建或分建的不同可分成两种类型。和沉淀池合建或分建的不同可分成两种类型。6 6、延时曝气活性污泥法延时曝气活性污泥法 延延时时曝曝气气活活性性污污泥泥法法是是曝曝气气时时间间很很长长，一一般般为为24h24h左左右右，微微生生物物生生长长处处在在内内源源代代谢谢阶阶段段，不不但但能能几几乎乎完完全全氧氧化化去去除除废废水水中中的的有有机机物物，出出水水水水质质很很好好，而而且且还还能能氧氧化化合合成成的的细细胞胞物物质质，剩剩余余污污泥泥量量很很少少，甚甚至至可可长长期期不不排排泥泥，排排出出的的污污泥泥的的稳稳定定性性很很好好，不不必必再再进进行行厌厌氧氧处处理理(即厌氧消化即厌氧消化)

41、。由由于于延延时时曝曝气气的的曝曝气气时时间间很很长长，所所以以曝曝气气池池的的体体积积很很大大，曝曝气气池池的的建建造造费费用用和和用用于于曝曝气气的的电电耗耗很很高高。在在国国外外，延延时时曝曝气气法法一一般般适适用用于于规规模模较较小小的的污污水水处处理理系系统统，其其优优点点是是管管理理十十分分方方便便，正正常常情情况况下下平平时时不不需需要要人人去去管管理理，只只要要定定期期巡巡视视即即可可；而而且且出出水水水水质质较较好好；污污泥泥也也不不必专门处理。必专门处理。7 7、氧化沟氧化沟 连连续续环环式式反反应应池池通通常常简简称称为为氧氧化化沟沟，它它是是由由荷荷兰兰卫卫生生工工程程

42、研研究究所所在在5050年年代代研研制制成成功功的的。这这是是活活性性污污泥泥法法的的一一种种改改型型，属属延延时时曝曝气气的的一一种种特特殊殊形形式式。它它把把连连续续环环式式反反应应池池用用作作生生物物反反应应池池，污污泥泥混混合合液液在在该该反反应应池池中以一条闭合式曝气渠道进行连续循环。中以一条闭合式曝气渠道进行连续循环。氧化沟通常在延时曝气条件下使用，污水停留时间氧化沟通常在延时曝气条件下使用，污水停留时间较长，污泥负荷较低。污水在氧化沟渠道内循环流动，较长，污泥负荷较低。污水在氧化沟渠道内循环流动，水平流速约水平流速约0.3m/s0.3m/s。目前常用的卡罗塞尔。目前常用的卡罗塞尔

43、（CarrouselCarrousel）氧化沟系统。）氧化沟系统。8 8、浅层曝气浅层曝气 19531953年年PasveerPasveer发发现现，气气泡泡形形成成和和破破裂裂瞬瞬间间的的氧氧传传递递速速率率最最大大。在在水水的的浅浅层层处处用用大大量量空空气气进进行行曝曝气气，就就可可获获得得较较高高的的氧氧传传递递速速率率。为为了了使使液液流流保保持持在在一一定定的的环环流流速速率率，将将空空气气扩扩散散器器分分布布在在曝曝气气池池相相当当部部分分的的宽宽度度上上，并并设设一一条条纵纵墙墙，将将水水池池分分为为2 2部部分分，迫迫使使曝曝气气时时液体形成环流。液体形成环流。浅浅层层曝曝气

44、气与与一一般般曝曝气气相相比比，空空气气量量增增大大，但但风风压压仅仅为一般曝气的为一般曝气的1/31/41/31/4，故电耗并不增加而略有下降。，故电耗并不增加而略有下降。浅层池适用于中小型规模的污水厂。但由于布气系浅层池适用于中小型规模的污水厂。但由于布气系统维修困难，没有得到推广应用。统维修困难，没有得到推广应用。9 9、深井深井/层曝气层曝气 深井曝气又名深井曝气又名“超深水曝气超深水曝气”，是英国在，是英国在2020世纪世纪7070年代开发的新技术。年代开发的新技术。19741974年英国帝年英国帝国化学公司在国化学公司在BillinghamBillingham污水处理厂建造了污水处

45、理厂建造了深井曝气试验性工程。自此在欧洲、北美和深井曝气试验性工程。自此在欧洲、北美和日本引起极大兴趣，在国内，深井曝气也已日本引起极大兴趣，在国内，深井曝气也已进入发展和应用阶段。进入发展和应用阶段。深井曝气是以一口地下深竖井作为曝气深井曝气是以一口地下深竖井作为曝气池的高效活性污泥工艺，深井被分隔为下降池的高效活性污泥工艺，深井被分隔为下降管和上升管管和上升管2 2部分，废水与回流污泥引入下降部分，废水与回流污泥引入下降管，在井内循环，空气注入下降管或同时注管，在井内循环，空气注入下降管或同时注入下降管与上升管，混合液由上升管中排至入下降管与上升管，混合液由上升管中排至固液分离装置。固液分

46、离装置。1010、吸附吸附-生物降解工艺生物降解工艺(AB(AB法法)ABAB法是吸附生物降解（法是吸附生物降解（Adsorption-Adsorption-BiodegradationBiodegradation）工艺的简称，是由德国亚琛工业大学）工艺的简称，是由德国亚琛工业大学（AachenAachen）宾克（）宾克（BohnkeBohnke）教授于）教授于2020世纪世纪7070年代中期开年代中期开创。该工艺于创。该工艺于80 80 年代初应用于工程实践年代初应用于工程实践,目前目前,国内国内已有多家城市污水处理厂采用了已有多家城市污水处理厂采用了AB AB 法工艺。法工艺。与传统活性污

47、泥法相比，与传统活性污泥法相比，ABAB法主要有下列特法主要有下列特征：未设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成的征：未设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成的A A段为一级处理系统；段为一级处理系统；B B段由曝气池和二次沉淀池段由曝气池和二次沉淀池组成；组成；A A、B B两段各自拥有独立的污泥回流系统，两段各自拥有独立的污泥回流系统，两段完全分开，各自由独特的微生物群体，有利两段完全分开，各自由独特的微生物群体，有利于功能的稳定于功能的稳定。目前全世界有目前全世界有60 60 多座采用多座采用ABAB工艺的污水厂在工艺的污水厂在运行、设计和规划之中。南斯拉夫修建了目前世运行、设计和规划之中。南斯

48、拉夫修建了目前世界最大的界最大的ABAB工艺的污水处理厂。在我国上海、山工艺的污水处理厂。在我国上海、山东等地都有采用东等地都有采用AB AB 工艺的污水处理厂，如山东泰工艺的污水处理厂，如山东泰安污水处理厂（处理污水量安污水处理厂（处理污水量1000010000m3/d/d），山东青），山东青岛海泊河污水处理厂（处理污水量岛海泊河污水处理厂（处理污水量8 8万万m3/d/d）。）。1111、SBRSBR法法 SBR SBR工艺即序批式活性污泥法工艺即序批式活性污泥法 （Sequencing Batch Reactor Activated Sequencing Batch Reactor Ac

49、tivated Sludge ProcessSludge Process，简写为，简写为SBRSBR），又称为间歇式），又称为间歇式活性污泥法，由于在运行中采用间歇操作的形式，活性污泥法，由于在运行中采用间歇操作的形式，每一个反应池是一批批地处理废水，因此而得名。每一个反应池是一批批地处理废水，因此而得名。7070年代末期美国教授年代末期美国教授R.L.IrvineR.L.Irvine等人为解决等人为解决连续污水处理法存在的一些问题首次提出，并于连续污水处理法存在的一些问题首次提出，并于19791979年发表了第一篇关于采用年发表了第一篇关于采用SBR SBR 工艺进行污水工艺进行污水处理得论

50、著。继后处理得论著。继后,日本、美国、澳大利亚等国日本、美国、澳大利亚等国的技术人员陆续进行了大量的研究。的技术人员陆续进行了大量的研究。随着研究得深入，人们对该工艺的机理和优越性有了全随着研究得深入，人们对该工艺的机理和优越性有了全新的认识。新的认识。19801980年在美国国家环保局的资助下，印第安纳州年在美国国家环保局的资助下，印第安纳州CulverCulver城投建了世界上第一个城投建了世界上第一个SBRSBR工艺的污水处理厂。我国工艺的污水处理厂。我国在在8080年代中期也开始了这方面的应用研究年代中期也开始了这方面的应用研究,我国第一座应用我国第一座应用SBR工艺的污水处理设施工艺