活性汙泥法是利用好氧微生物(包括兼(jiān)性微生物)處理城市汙水和工業廢水的(de)有效方法,其能夠(gòu)從廢水中去除溶(róng)解和膠(jiāo)體類可生物降解(jiě)的有機物質,經過多年的(de)發展,活(huó)性汙泥技術已經有了(le)很(hěn)大的(de)進步,本文總結了傳統技術和最新前沿的技術,化工人,你都懂嗎?
傳統活性汙(wū)泥法
一、漸減曝(pù)氣
在(zài)推流(liú)式的傳統曝(pù)氣池中,混合液的(de)需氧量在長度方向是逐步下(xià)降的。實際情況是:前(qián)半段氧遠遠不夠,後半段供氧量超過需要。漸(jiàn)減曝氣的目的就是合理地布置擴散器,使布氣沿程變化,而總的空氣量不變,這樣可以提高處理效率。
1優(yōu)點:
吸附與氧化同在一個曝氣池完成,有機物(wù)濃度和需氧量沿池長逐漸降(jiàng)低,對(duì)BOD和SS的去除率可達85%-95%。
2缺點:
(1)不能適應衝擊負荷;
(2)前段氧量不(bú)足(zú),後段氧量(liàng)過剩;
(3)體積大,占地麵(miàn)積和基建費較大。
二、分步曝氣
把入流的一部分從池端引(yǐn)入到(dào)池的中部分點進水。
1優點:
(1)有機物分配均勻,需氧量均勻。
(2)活性汙泥濃(nóng)度不均勻,前端濃,後端稀,有利(lì)於提高曝氣(qì)池利用率(lǜ),出流混合(hé)液濃度降低。
(3)在相同的BOD負荷(hé)條件下,逐步曝氣法的BOD容積負荷可明顯增大,去除(chú)一定量的BOD,曝氣池(chí)容積僅為普通法的一半,減少占地麵積。
2缺點:
(1)工藝複雜,運行管理(lǐ)要求高。
(2)漸減曝氣或多點進水管線,閥門增多。
三、完全混合法
在分步曝氣的基礎上,進一步大大增加進水點,同時相應增(zēng)加回流汙泥(ní)並使其在曝氣池中迅(xùn)速混合,長條(tiáo)形(xíng)池子中也能做到完全混合狀態。
1優點:
(1)池液中各個(gè)部分的微生物種類和數量基本相(xiàng)同(tóng),生活環境也基本相同。
(2)入流出現衝擊負荷時,池液的組成變化也較小,因(yīn)為驟然增加的負荷可(kě)為(wéi)全池混合液所分擔,而不是(shì)像推流中僅僅(jǐn)由(yóu)部分回流汙(wū)泥來承擔。完全混合池從某種意義上來講,是一個大的緩衝器和均和池,在工業汙(wū)水的處理中有一定優點。
(3)池(chí)液裏各個部分的需氧量比較均勻。
2缺點
(1)池結構複雜(zá),管理要求高;
(2)池合建一體,進出水(shuǐ)、排泥、回流係統複(fù)雜,工藝(yì)難度大(dà)。
四、延時曝氣
曝氣時(shí)間很長,達24h甚(shèn)至更長,MLSS較高,達到3000~6000mg/L;
活性汙泥在時間和空(kōng)間上部(bù)分處於內源呼吸(xī)狀(zhuàng)態,剩餘汙泥少而(ér)穩定,無需消化,可直接(jiē)排放(fàng)。
1優點
適用於(yú)汙水量很小的場合,近年來(lái),國內小(xiǎo)型汙水處理係統多有使用。
2缺點(diǎn):
1.池容大
2.爆氣時間(jiān)長
3.基建和運行費用高
五、淺層曝(pù)氣
1953年派斯維爾(Pasveer)的(de)研究:氧在(zài)10℃靜止水中的傳遞特征,如上圖所示(shì)。
氣泡形成和破(pò)裂瞬間的氧傳遞速率是最大的。在水(shuǐ)的淺層處用大量空氣(qì)進行曝氣,就可以獲(huò)得較高的氧傳遞速率。
1優點
(1)擴散器的深(shēn)度以在水麵以下0.6~0.8m範圍(wéi)為宜,可以節省動力費用,動力效(xiào)率可達1.8~2.6kg(O2)/ kW·h。
(2)可以用一般的低壓離心鼓風機。
(3)淺層曝氣與一般曝氣相比,空氣(qì)量增大,但風壓僅為一般(bān)曝氣的1/4-1/6左右(yòu),約10kPa,故電耗略(luè)有下降(jiàng)。
(4)淺層池適用於中小型(xíng)規模的汙(wū)水廠。
2缺點
由於布(bù)氣係(xì)統進行維修上(shàng)的困難,沒有得(dé)到推(tuī)廣利用。
六、深層曝氣
1優點
(1)一般曝氣池直徑約1-6m,水深約10~20m。深井曝氣(qì)法深度為50~150m。
(2)建造投資省:尤其規模較大的廢水處理工程,其運行設施和設備等建(jiàn)造投資的節省更為明顯。
(3)占(zhàn)地麵積小:深(shēn)井處理工段占地麵(miàn)積不足常規(guī)法所需麵積的1/20,全流程建、構築物占地麵積約為常規法的60%,有利於緩解(jiě)新建和已建汙水處理廠用地緊張問題,節省用地投資(zī)。
(4)運行費用低(dī):因運(yùn)行總耗能低、維修間隔周期長(深井投(tóu)運20~30年內基本無需(xū)維修,且維修簡單),故運行(háng)費用為常規法的70%左右(工(gōng)業廢水)或40%左右(城鎮汙水)。
(5)使用(yòng)壽命長:深井安全使用壽命在50年(nián)以上(shàng)。
2缺點
當井壁腐蝕或受損時,汙水會(huì)通過井壁滲透,汙染地下水。
七、克勞斯法
克勞斯工程師把厭氧(yǎng)消(xiāo)化的上清液加(jiā)到回流汙泥中一起曝氣,然(rán)後再進入曝氣池,克服了高碳水化合物的汙泥膨脹問題,這個方法稱(chēng)為克勞斯法(fǎ)。
消化(huà)池上清液中富有氨氮,可以供應大量碳水化合物代謝所需的氮。
消化池上清液夾帶的消化汙泥相對密度較大,有改善混合液沉澱性能的(de)功效。
八、接觸穩(wěn)定法(fǎ)
直接用於原汙水的處理比用於初沉池的出流處理效果好;可省去初沉池(chí);吸附時間短,處理效率(lǜ)低85—90%;汙泥回流量多,增加回流汙泥泵的容量。
混合液曝氣過程中第一階(jiē)段BOD5的下降(jiàng)是由於吸附作用造成的,對於溶(róng)解的(de)有機物(wù),吸附作用不大或沒有,因此(cǐ),把這種方法稱為接觸穩定法,也叫吸附再生法。混(hún)合液的曝氣完成了(le)吸附作用,回流汙(wū)泥的(de)曝氣完(wán)成(chéng)穩(wěn)定作用。
九(jiǔ)、氧化溝(gōu)法
氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式,它的(de)池體狹長,池深較淺,在溝槽中設有表(biǎo)麵曝氣裝置。
曝氣(qì)裝置的轉動,推動(dòng)溝內液體迅速流動,具有曝氣(qì)和(hé)攪拌兩個(gè)作用,溝中混合液流速約為0.3~0.6m/s,使活性汙(wū)泥呈懸浮狀態。
常用的氧化溝係統:
1卡羅(luó)塞爾氧(yǎng)化溝
渠(qú)道更(gèng)深、效率更高、機械性(xìng)能更好,改善和彌補了轉刷式氧化溝的弱點(diǎn)。
2交替工作氧(yǎng)化溝係(xì)統
容積相同的池子串聯工作,交替作為曝氣池和沉澱池,無(wú)需汙泥回流係統,必須安裝自動控製係統,處理水質好,汙泥比較穩定。
3奧貝爾氧化溝係統
同心(xīn)圓式的多溝串聯係統,用(yòng)的比較(jiào)廣泛(fàn),運行時,外、中、內的溶解氧的(de)剃度很大。
4曝氣-沉澱一體化氧化溝(gōu)
有稱合(hé)建(jiàn)式氧(yǎng)化溝,減(jiǎn)少戰地麵積,免(miǎn)除汙泥回流係(xì)統,但是有待進一步完善。
5帕(pà)斯(sī)韋爾氧化溝係統
6T型氧化溝係統
氧化溝的特點
1.氧化(huà)溝中形成富氧區和缺(quē)氧區,可以(yǐ)脫氮除磷;
2.池型較大,占地麵積較大,多在室外,動力效率低,能耗高;
3.負荷低,處(chù)理效果好、產泥量少;
4.抗(kàng)衝擊負荷能力強,工藝流程簡單,構築物少,運行管理(lǐ)方便。
5.常不設計初沉池,也可(kě)以不單設二次沉澱池。
十、純氧曝氣
在(zài)密閉的(de)容器中,溶(róng)解氧的飽和(hé)度可提高,氧溶解的推動力也隨著提高,氧(yǎng)傳遞速率增加了,因而處理(lǐ)效果好,汙泥的沉澱性(xìng)也(yě)好。純氧曝氣並沒有改(gǎi)變活性汙泥或微生物的性質,但使微生物充分發揮了作用。
純氧曝氣(qì)的缺點(diǎn)是:純氧發生器容(róng)易出現故障,裝置複雜,運轉管理較麻煩。
十一、活性汙泥生物濾池(ABF工藝)
在(zài)通常的活性汙(wū)泥過程之前設置一個塔式濾池,它同曝氣池可以是串聯或並聯的。
塔式濾池濾料表麵附著很多的活性(xìng)汙泥,因此濾料的材質和構造不同於一般生物濾池。
濾池也可以看作采用表麵曝氣特殊形式(shì)的曝氣池,塔是一外置的強烈充氧器。因而ABF可以認為是一(yī)種複合式活(huó)性汙泥法。
十二、吸附-生物降(jiàng)解工藝(AB法)
特點:
(1)無初沉池
(2)A,B段各擁有自己的(de)回流係統,兩段分開,有各自的(de)微生物群體
(3)由於A段的負荷高,有效好的抗衝擊負荷能(néng)力. A級以高負荷或超高負荷運行,B級以低負荷運行,A級曝氣池停留時間短,30~60min,B級停留時間2~4h。
(4)該工藝還可以根據經濟實力進行分(fèn)期(qī)建設,條件成熟建二級。
十三、序批式活性汙泥法(SBR法)
SBR工藝的基本運行模式由進水、反應、沉澱、出水和(hé)閑置五個基本過程組成(chéng),從汙水流入到閑置結束構成一個周期,在每個周期裏上(shàng)述過程都是在一個設有曝氣或(huò)攪(jiǎo)拌裝置的反應器內依次進行的。
1優點(diǎn)
(1)工藝係統組成簡單,不(bú)設二沉池(chí),曝氣池兼具二沉池的功能,無汙泥回流設備;
(2)耐衝擊負荷,在一般情況(kuàng)下(包括工業汙水處理)無需設置調節池;
(3)反應推動力大(dà),易於得到優於連續流係統(tǒng)的出水水質;
(4)運行操(cāo)作(zuò)靈活,通過適當調節各(gè)單元操作的狀態可達到脫氮除磷的效(xiào)果;
(5)汙泥沉澱性能好,SVI值較低,能有效地防止絲狀菌(jun1)膨脹;
(6)該工藝的(de)各操作階段及各(gè)項運行指標可(kě)通過計算機加以控製,便於自控運(yùn)行,易於維護管(guǎn)理。
2缺(quē)點
(1)容(róng)積利(lì)用率低;
(2)水頭損失大;
(3)出(chū)水(shuǐ)不連續;
(4)峰值需氧量高;
(5)設備利用率低;
(6)運行控製複雜(zá);
(7)不適用於大水(shuǐ)量。
十(shí)四、高負荷曝氣或變形曝氣
部分汙水廠隻需要部分處理,因此產生了高(gāo)負荷曝氣法。
曝氣池中的MLSS約為(wéi)300~500mg/L,曝氣時間比較短(duǎn),約為2~3h,處理效率僅(jǐn)約65%左(zuǒ)右,有別於(yú)傳統的活性汙泥法,故常稱變形曝氣。
活性(xìng)汙泥法的發展或變形後的工藝
1:有缺氧帶的氧化溝工藝(yì)
特點(diǎn):
1.可以在單一池內實現部分反硝化作用(yòng),適(shì)用於有反硝化要求的場合。
2.對BOD、COD、N、P的去除率分別達到95%、90%、75%和60%。
2:Carrousel AC工藝
這種工藝(yì)在氧化溝上遊加設前置厭氧池,可有效(xiào)抑製活性汙泥(ní)膨脹,提高活性汙泥的沉降性能.同時為生物除磷提供了條件。水中磷的含量通常在2mg/L以下。
3:A2C/ Carrousel 2000工藝
特點:
1.A2/C型氧化溝,在傳統的氧化溝前端增設了厭氧池,在溝體內增加了缺氧池,因此具有生物除磷脫氮功能。
2.A2/C氧化溝與A2/O很相似。由於該(gāi)型氧(yǎng)化(huà)溝采用了獨特的水力構造,可以取消(xiāo)由(yóu)好氧池至缺氧(yǎng)池的混合液回流設備,因而節約用(yòng)於混合液回流的能耗。
3.因為(wéi)增加了獨立的厭氧池和缺氧池(chí),使A2/C氧化溝出水指標可以達到BOD5<10mg/L,SS<15mg/L,TN<7mg/L,TP<1mg/L的較(jiào)高水平。
4:卡魯塞爾-巴登弗型氧化溝
4段Carrousel-Bardenpho係統(tǒng)是在Carrousel2000下遊(yóu)增(zēng)設了第二(èr)缺氧池及再曝氣池,達到更高程度的脫氮。
5段Carrousel-Bardenpho係統是在是在A2C /Carrousel2000係(xì)統的下遊增加了第二缺氧池及(jí)現曝氣池。從而提高了脫氮除磷的效果。
5:Carrousel 3000工藝
該(gāi)係統也稱為Deep Carrousel,其在Carrousel2000係統前增加了一個生物選擇區,生物選擇(zé)區利用高有機負荷篩選(xuǎn)菌種,抑製絲狀菌增長,提高各汙染物的去除率,其(qí)後工藝同Carrousel2000係統。
特點:
1.池深可達7.5-8m,同(tóng)心圓式池壁共用(yòng),減少占地,降低造價提(tí)高耐低溫能力(可達7℃)。
2.表曝機下設導流筒提高充氧深度,水下設推進器保障流速。
3.根據在線DO、硝(xiāo)酸(suān)鹽測定值控製轉(zhuǎn)速,多變量靈活控製充氧量。可整體加蓋,解決臭味、噪音(yīn)問題(tí)。
6:ICEAS工藝
在反應器的進水端增加了一個預反(fǎn)應區運行方式為連續進水,間歇(xiē)排(pái)水。
特(tè)點:
1.主反應區處(chù)於停曝攪拌狀態進行反硝化時,連續進入的汙水提(tí)供碳源(yuán),提高脫氮效率
2.連續進水,配水穩定,簡(jiǎn)化了操作程序(xù)。
3.現(xiàn)有的SBR處理法可較容易的改造成這種運行方式。
4.在沉澱期時,進水在主反應區底部造成水力紊動影響泥水(shuǐ)分離,衝淡了SBR降解(jiě)有機物的推動力。
7:ICEAS的反應池
反應池由兩(liǎng)部分組成,前一部分為預反應區,也稱進水曝氣區,後一部分為主反應區。主、預(yù)反應區之間的底部(bù)有孔洞相連,汙水以很低的流速有(yǒu)預反應區進入主反應區。
8:CASS工藝
(1).工作原理
CASS池分預反應區和主反應區。在預(yù)反應區內,微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附汙水中大部分可溶性有機物,經(jīng)曆一個高負荷的基質快(kuài)速積累過程,這對進水水質(zhì)、水量、PH和有毒(dú)有害物質起到較好的(de)緩(huǎn)衝作用,同時對(duì)絲狀菌的生長起到抑製作用(yòng),可有效防(fáng)止汙泥膨脹;隨後在主反應區經(jīng)曆一個較(jiào)低(dī)負(fù)荷的(de)基質降解過程。
CASS工藝集反應、沉澱、排水、功能於一體,汙染物的降解在時間(jiān)上是一個推(tuī)流過程,而微(wēi)生物則處於好氧(yǎng)、缺氧、厭氧周(zhōu)期性變化之中,從而達到對汙染物去除作用,同(tóng)時還具有較好的脫氮、除磷功能。
(2).CASS的優勢
與(yǔ)SBR相比:
1. 其反應池由預反應區和主反應區組成,因此,對難降解有機物的(de)去除效果(guǒ)更好(hǎo)。
2. 進(jìn)水過程是連續的,因此,進水管道上無需電磁閥等控製元件,單個池子可獨立運行;而SBR進水過程是間歇的,應用中一般要2個或2個以上池子交替使用
3.CASS法每個周期的排水(shuǐ)量一般不超過池內總水量的1/3,而SBR則為3/4,所以,CASS法(fǎ)比SBR法的抗衝擊能力更好(hǎo)。
與傳統活性汙泥法相比
1.建設費(fèi)用低: 省去(qù)了初次沉澱池、二次沉(chén)澱池及汙泥回流設備;
2.工藝流程短,占地麵積少;運(yùn)轉費用省;管理簡單(dān),運(yùn)行(háng)可靠(kào);
3.汙泥產(chǎn)量低,汙泥性質穩定; 具有脫(tuō)氮除磷功(gōng)能。 無異(yì)味。 設(shè)備(bèi)安(ān)裝簡便,施工周期短,具(jù)有較好的耐水、防腐能力,設備使用壽命長;
4.對原水的水質水量的變化有較強的適應能力,處理效果穩定,出水水質好(hǎo),
9:DAT-IAT工藝流程
DAT 池為預反應池,也稱為(wéi)連續曝氣區,池中水流呈完全(quán)混合流態,絕大部分有機物在這個(gè)池中降解。IAT相當一個(gè)傳統的SBR 池,但進水為連續流。
DAT池和IAT池串聯組成(chéng),DAT 連(lián)續進水,連續曝(pù)氣(也可(kě)間(jiān)歇曝氣),IAT也是(shì)連續進水,但間歇曝氣,清水和剩餘活性汙泥均由(yóu)IAT池排出。和典型的SBR 反應池一樣(yàng),IAT 池運(yùn)行(háng)操作由進水、反應、沉澱、出水和待機5個階段組成(chéng)。
DAT-IAT工藝(yì)的特點:
.增加了工藝處理的穩定性。.提高了池容的利用率。.提高了設備的利(lì)用率。.增加了整個係統的靈活性。
10:UNITANK工藝
1工作原(yuán)理
UNITANK 的通(tōng)用形式是采用(yòng)三個池子的標準係統這三個池子通過共壁上的開孔實現水力連接無需用泵輸送(sòng),每個池中都裝有曝氣係統(可以是表曝(pù)也可以是鼓風曝氣) 同時邊緣的兩個池子都裝有溢流堰用(yòng)於排(pái)水既可以(yǐ)用作反應區,也可以用作沉澱池每個池子都(dōu)可以進水,剩餘汙泥從邊緣(yuán)兩個作沉澱池的(de)池(chí)子排出與傳統活性汙(wū)泥(ní)法一樣,該係統是連續運行的但是其單個池(chí)子(zǐ)是按一定周期運行的
2.特點
MSBR 是針對脫N除P功能發展起來的新(xīn)工藝,用(yòng)低能耗、低水頭回流(liú)泵進行內回(huí)流和(hé)汙泥回流,改善了係(xì)統中MLSS平衡,提高(gāo)了脫(tuō)N效果,采用了最新的除(chú)P專利工藝,提高了除P效果(guǒ)。特別適合汙水(shuǐ)中含N,P比較高的水質。
采用微孔曝氣(qì)器,提(tí)高了充氧效率,降(jiàng)低能耗。MSBR 為一體化構築物,節約用地。運行效果穩定(dìng),出水(shuǐ)水質好。控製靈活(huó),自動化程度高。
其缺點是操作(zuò)管(guǎn)理複雜(zá),要求管理水平高。