污水處理活性污泥法知識(shí)培訓(xùn),設(shè)備部王樂樂,活性污泥法,第一基本概念,第二曝氣池及曝氣設(shè)備,第三活性污泥法若干工藝,第四活性污泥法系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)和運(yùn)行中的一些重要問題,第一基本概念,什么是活性污泥？,由細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物群體及吸附的污水中有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。,活性污泥的性質(zhì),活性污泥按有機(jī)性和無機(jī)性成分：,污泥沉降比：SV,活性污泥的沉降濃縮性能,取混合液至1000mL或100mL量筒，靜止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的體積，以占混合液體積的比例（%）表示污泥沉降比。,污泥體積指數(shù)：SVI,SV不能確切表示污泥沉降性能，故人們想起用單位干泥形成濕泥時(shí)的體積來表示污泥沉降性能，簡(jiǎn)稱污泥指數(shù)，單位為mL/g。,活性污泥降解污水中有機(jī)物的過程,活性污泥在曝氣過程中，對(duì)有機(jī)物的降解（去除）過程可分為兩個(gè)階段：,吸附階段,穩(wěn)定階段,由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類的黏性物質(zhì)，導(dǎo)致污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去。,主要是轉(zhuǎn)移到活性污泥上的有機(jī)物為微生物所利用。,對(duì)活性污泥法曝氣過程中污水中有機(jī)物的變化分析得到結(jié)論：,廢水中的有機(jī)物,殘留在廢水中的有機(jī)物,從廢水中去除的有機(jī)物,微生物不能利用的有機(jī)物,微生物能利用的有機(jī)物,微生物能利用而尚未利用的有機(jī)物,微生物不能利用的有機(jī)物,微生物已利用的有機(jī)物（氧化和合成）,（吸附量）,增殖的微生物體,氧化產(chǎn)物,第二曝氣池及曝氣設(shè)備,曝氣池,一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；,二是廢水中的有機(jī)物，它是處理對(duì)象，也是微生物的食料；,三是溶解氧，沒有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能發(fā)揮氧化分解作用。,高速單級(jí)鼓風(fēng)機(jī)曝氣系統(tǒng)的組成,從常用污水處理流程看曝氣系統(tǒng),曝氣的作用與曝氣方式,1.好氧微生物的需氧代謝2.兼性微生物酶的好氧合成3.混合液的攪拌作用（厭氧、缺氧池另加攪拌器）曝氣方式：1.鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)2.機(jī)械曝氣裝置：縱軸表面曝氣機(jī)、橫軸表面曝氣器3.鼓風(fēng)+機(jī)械曝氣系統(tǒng)4.其他：富氧曝氣、純氧曝氣,曝氣設(shè)備,鼓風(fēng)曝氣,機(jī)械曝氣,空氣凈化器,鼓風(fēng)機(jī),空氣輸配管系統(tǒng),擴(kuò)散器,豎式曝氣機(jī),表面曝氣機(jī),臥式曝氣機(jī),鼓風(fēng)曝氣,空氣凈化器,鼓風(fēng)機(jī),空氣輸配管系統(tǒng),擴(kuò)散器,鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)壓縮空氣,風(fēng)量要滿足生化反應(yīng)所需的氧量和能保持混合液懸浮固體呈懸浮狀態(tài)。,風(fēng)壓要滿足克服管道系統(tǒng)和擴(kuò)散器的摩阻損耗以及擴(kuò)散器上部的靜水壓。,羅茨鼓風(fēng)機(jī)：適用于中小型污水廠，噪聲大，必須采取消音、隔音措施,離心式鼓風(fēng)機(jī)：噪聲小，效率高，適用于大中型污水廠,三葉式羅茨鼓風(fēng)機(jī)外型,微孔曝氣設(shè)備,水下微孔曝氣盤,曝氣設(shè)備性能指標(biāo),氧轉(zhuǎn)移率：?jiǎn)挝粸閙g（O2）/（Lh）。,充氧能力（或動(dòng)力效率）：即每消耗1kWh動(dòng)力能傳遞到水中的氧量（或氧傳遞速率）,單位為kg（O2）/（kWh）。,氧利用率：通過鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧的比例，單位為。,機(jī)械曝氣完全混合曝氣池,鼓風(fēng)曝氣完全混合曝氣池,局部完全混合推流式曝氣池,第三活性污泥法的若干工藝,活性污泥生物濾池（ABF工藝）,上圖為ABF的流程，在通常的活性污泥過程之前設(shè)置一個(gè)塔式濾池，它同曝氣池可以是串聯(lián)或并聯(lián)的。,塔式濾池濾料表面附著很多的活性污泥，因此濾料的材質(zhì)和構(gòu)造不同于一般生物濾池。濾池也可以看作采用表面曝氣特殊形式的曝氣池，塔是一外置的強(qiáng)烈充氧器。因而ABF可以認(rèn)為是一種復(fù)合式活性污泥法。,活性污泥生物濾池（ABF工藝）,吸附生物降解工藝（AB法）,A級(jí)以高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行，B級(jí)以低負(fù)荷運(yùn)行，A級(jí)曝氣池停留時(shí)間短，3060min，B級(jí)停留時(shí)間24h。該系統(tǒng)不設(shè)初沉池，A級(jí)曝氣池是一個(gè)開放性的生物系統(tǒng)。A、B兩級(jí)各自有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，兩級(jí)的污泥互不相混。處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負(fù)荷和pH變化的能力。該工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)行分期建設(shè)。,吸附生物降解工藝（AB法）,(1)工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，曝氣池兼具二沉池的功能，無污泥回流設(shè)備；(2)耐沖擊負(fù)荷，在一般情況下（包括工業(yè)污水處理）無需設(shè)置調(diào)節(jié)池；(3)反應(yīng)推動(dòng)力大,易于得到優(yōu)于連續(xù)流系統(tǒng)的出水水質(zhì);(4)運(yùn)行操作靈活，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)各單元操作的狀態(tài)可達(dá)到脫氮除磷的效果；(5)污泥沉淀性能好,SVI值較低,能有效地防止絲狀菌膨脹;(6)該工藝的各操作階段及各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)可通過計(jì)算機(jī)加以控制，便于自控運(yùn)行，易于維護(hù)管理。,序批式活性污泥法（SBR法）,SBR工藝與連續(xù)流活性污泥工藝相比的優(yōu)點(diǎn),(1)容積利用率低；(2)水頭損失大；(3)出水不連續(xù)；(4)峰值需氧量高；(5)設(shè)備利用率低；(6)運(yùn)行控制復(fù)雜；(7)不適用于大水量。,序批式活性污泥法（SBR法）,SBR工藝的缺點(diǎn),第六活性污泥法系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)和運(yùn)行中的一些重要問題,水力負(fù)荷有機(jī)負(fù)荷微生物濃度曝氣時(shí)間微生物平均停留時(shí)間（MCRT）氧傳遞速率回流污泥濃度回流污泥率曝氣池的構(gòu)造十、pH和堿度十一、溶解氧濃度十二、污泥膨脹及其控制,流向污水廠的流量變化,一、水力負(fù)荷,水力負(fù)荷的變化影響活性污泥法系統(tǒng)的曝氣池和二次沉淀池。當(dāng)流量增大時(shí)，污水在曝氣池內(nèi)的停留時(shí)間縮短，影響出水質(zhì)量，同時(shí)影響曝氣池的水位。若為機(jī)械表面曝氣機(jī)，由于水面的變化，它的運(yùn)行就變得不穩(wěn)定。對(duì)二次沉淀池為水力影響。,一、水力負(fù)荷,二、有機(jī)負(fù)荷率N,污泥負(fù)荷率N和MLSS的設(shè)計(jì)值采用得大一些，曝氣池所需的體積可以小一些。但出水水質(zhì)要降低，而且使剩余污泥量增多，增加了污泥處置的費(fèi)用和困難，同時(shí)，整個(gè)處理系統(tǒng)較不耐沖擊，造成運(yùn)行中的困難。為避免剩余污泥處置上的困難和保持污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，可以采用低的污泥負(fù)荷率（0.1），把曝氣池建得很大，這就是延時(shí)曝氣法。,曝氣區(qū)容積的計(jì)算，設(shè)計(jì)中要考慮的主要問題是如何確定污泥負(fù)荷率N和MLSS的設(shè)計(jì)值。,三、微生物濃度,在設(shè)計(jì)中采用高的MLSS并不能提高效益，原因如下：,四、曝氣時(shí)間,在通常情況下，城市污水的最短曝氣時(shí)間為3h或更長(zhǎng)些，這和滿足曝氣池需氧速率有關(guān)。,五、微生物平均停留時(shí)間(MCRT)(又稱泥齡),微生物平均停留時(shí)間至少等于水力停留時(shí)間，此時(shí)，曝氣池內(nèi)的微生物濃度很低，大部分微生物是充分分散的。,微生物的停留時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng)，促使微生物能很好地絮凝，以便重力分離，但不能過長(zhǎng)，過長(zhǎng)反而會(huì)使絮凝條件變差。,微生物平均停留時(shí)間還有助于說明活性污泥中微生物的組成。世代時(shí)間長(zhǎng)于微生物平均停留時(shí)間的那些微生物幾乎不可能在該活性污泥中繁殖。,六、氧傳遞速率,氧傳遞速率要考慮二個(gè)過程,要提高氧的傳遞速率,衡量活性污泥的沉降濃縮特性的指標(biāo)，它是指曝氣池混合液沉淀30min后，每單位質(zhì)量干泥形成的濕泥的體積，常用單位是mL/g。,（1）在曝氣池出口處取混合液試樣；（2）測(cè)定MLSS（g/L）；（3）把試樣放在一個(gè)1000mL的量筒中沉淀30min，讀出活性污泥的體積（mL）；（4）按下式計(jì)算：,活性污泥體積指數(shù)SVI,SVI的測(cè)定,七、回流污泥濃度,八、污泥回流率,高的污泥回流率增大了進(jìn)入沉淀池的污泥流量，增加了二沉池的負(fù)荷，縮短了沉淀池的沉淀時(shí)間，降低了沉淀效率，使未被沉淀的固體隨出流帶走。,活性污泥回流率的設(shè)計(jì)應(yīng)有彈性，并應(yīng)操作在可能的最低流量。這為沉淀池提供了最大穩(wěn)定性。,九、曝氣池的構(gòu)造,推流式曝氣池,完全混合式曝氣池,十、pH和堿度,十一、溶解氧濃度,通常溶解氧濃度不是一個(gè)關(guān)鍵因素，除非溶解氧濃度跌落到接近于零。只要細(xì)菌能獲得所需要的溶解氧來進(jìn)行代謝，其代謝速率就不受溶解氧的影響。,一般認(rèn)為混合液中溶解氧濃度應(yīng)保持在0.52mg/L，以保證活性污泥系統(tǒng)的正常運(yùn)行。,過分的曝氣使氧濃度得到提高，但由于紊動(dòng)過于劇烈，導(dǎo)致絮狀體破裂，使出水濁度升高。特別是對(duì)于好氧速度不快而泥齡偏長(zhǎng)的系統(tǒng)，強(qiáng)烈混合使破碎的絮狀體不能很好地再凝聚。,十二、污泥膨脹及其控制,正常的活性污泥沉降性能良好，其污泥體積指數(shù)SVI在50150之間；當(dāng)活性污泥不正常時(shí)，污泥不易沉淀，反映在SVI值升高。混合液在1000mL量筒中沉淀30min后，污泥體積膨脹，上層澄清液減少，這種現(xiàn)象稱為活性污泥膨脹。,活性污泥膨脹可分為,絲狀菌性膨脹,當(dāng)污泥中有大量絲狀菌時(shí)，大量有一定強(qiáng)度的絲狀體相互支撐、交錯(cuò)，大大惡化了污泥的沉降、壓縮性能，形成了污泥膨脹。,絲狀菌性膨脹的主要因素,絲狀菌性膨脹的主要因素,污水水質(zhì),運(yùn)行條件,工藝方法,絲狀菌性膨脹的主要因素,污水水質(zhì),運(yùn)行條件,工藝方法,非絲狀菌性