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活性污泥法的傳統(tǒng)與改進(jìn)工藝大比拼,你知道幾種

來源:印染廢水處理 發(fā)表時(shí)間:2016-09-03 訪問次數(shù):
活性污泥法是利用好氧微生物(包括兼性微生物)處理城市污水和工業(yè)廢水的有效方法,其能夠從廢水中去除溶解和膠體類可生物降解的有機(jī)物質(zhì),經(jīng)過長年的技術(shù)發(fā)展,活性污泥技術(shù)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步,本文總結(jié)了傳統(tǒng)技術(shù)和最新前沿的技術(shù),化工人,你都懂嗎?

傳統(tǒng)活性污泥法


一、漸減曝氣

 
在推流式的傳統(tǒng)曝氣池中,混合液的需氧量在長度方向是逐步下降的。實(shí)際情況是:前半段氧遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,后半段供氧量超過需要。漸減曝氣的目的就是合理地布置擴(kuò)散器,使布?xì)庋爻套兓?,而總的空氣量不變,這樣可以提高處理效率。

優(yōu)點(diǎn):

吸附與氧化同在一個(gè)曝氣池完成,有機(jī)物濃度和需氧量沿池長逐漸降低,對(duì)BOD和SS的去除率可達(dá)85%-95%。

缺點(diǎn):

 
(1)不能適應(yīng)沖擊負(fù)荷;

(2)前段氧量不足,后段氧量過剩;

(3)體積大,占地面積和基建費(fèi)較大。

二、分步曝氣


 
把入流的一部分從池端引入到池的中部分點(diǎn)進(jìn)水。

優(yōu)點(diǎn):

(1)有機(jī)物分配均勻,需氧量均勻。

(2)活性污泥濃度不均勻,前端濃,后端稀,有利于提高曝氣池利用率,出流混合液濃度降低。

(3)在相同的BOD負(fù)荷條件下,逐步曝氣法的BOD容積負(fù)荷可明顯增大,去除一定量的BOD,曝氣池容積僅為普通法的一半,減少占地面積。

缺點(diǎn):

(1)工藝復(fù)雜,運(yùn)行管理要求高。

(2)漸減曝氣或多點(diǎn)進(jìn)水管線,閥門增多。

三、完全混合法

 

 

在分步曝氣的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步大大增加進(jìn)水點(diǎn),同時(shí)相應(yīng)增加回流污泥并使其在曝氣池中迅速混合,長條形池子中也能做到完全混合狀態(tài)。

優(yōu)點(diǎn):

(1)池液中各個(gè)部分的微生物種類和數(shù)量基本相同,生活環(huán)境也基本相同。

(2)入流出現(xiàn)沖擊負(fù)荷時(shí),池液的組成變化也較小,因?yàn)轶E然增加的負(fù)荷可為全池混合液所分擔(dān),而不是像推流中僅僅由部分回流污泥來承擔(dān)。完全混合池從某種意義上來講,是一個(gè)大的緩沖器和均和池,在工業(yè)污水的處理中有一定優(yōu)點(diǎn)。

(3)池液里各個(gè)部分的需氧量比較均勻。

缺點(diǎn):

(1)池結(jié)構(gòu)復(fù)雜,管理要求高;

(2)池合建一體,進(jìn)出水、排泥、回流系統(tǒng)復(fù)雜,工藝難度大。

四、延時(shí)曝氣

曝氣時(shí)間很長,達(dá)24h甚至更長,MLSS較高,達(dá)到3000~6000mg/L;

活性污泥在時(shí)間和空間上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài),剩余污泥少而穩(wěn)定,無需消化,可直接排放。

優(yōu)點(diǎn)

適用于污水量很小的場(chǎng)合,近年來,國內(nèi)小型污水處理系統(tǒng)多有使用。

缺點(diǎn):

1.池容大

2.爆氣時(shí)間長

3.基建和運(yùn)行費(fèi)用高

五、淺層曝氣


 
1953年派斯維爾(Pasveer)的研究:氧在10℃靜止水中的傳遞特征,如上圖所示。

氣泡形成和破裂瞬間的氧傳遞速率是最大的。在水的淺層處用大量空氣進(jìn)行曝氣,就可以獲得較高的氧傳遞速率。

優(yōu)點(diǎn)

(1)擴(kuò)散器的深度以在水面以下0.6~0.8m范圍為宜,可以節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用,動(dòng)力效率可達(dá)1.8~2.6kg(O2)/ kW·h。

(2)可以用一般的低壓離心鼓風(fēng)機(jī)。

(3)淺層曝氣與一般曝氣相比,空氣量增大,但風(fēng)壓僅為一般曝氣的1/4-1/6左右,約10kPa,故電耗略有下降。

(4)淺層池適用于中小型規(guī)模的污水廠。

缺點(diǎn)

由于布?xì)庀到y(tǒng)進(jìn)行維修上的困難,沒有得到推廣利用。

六、深層曝氣

 
優(yōu)點(diǎn)

(1)一般曝氣池直徑約1-6m,水深約10~20m。深井曝氣法深度為50~150m。

(2)建造投資?。河绕湟?guī)模較大的廢水處理工程,其運(yùn)行設(shè)施和設(shè)備等建造投資的節(jié)省更為明顯。

(3)占地面積?。荷罹幚砉ざ握嫉孛娣e不足常規(guī)法所需面積的1/20,全流程建、構(gòu)筑物占地面積約為常規(guī)法的60%,有利于緩解新建和已建污水處理廠用地緊張問題,節(jié)省用地投資。

(4)運(yùn)行費(fèi)用低:因運(yùn)行總耗能低、維修間隔周期長(深井投運(yùn)20~30年內(nèi)基本無需維修,且維修簡單),故運(yùn)行費(fèi)用為常規(guī)法的70%左右(工業(yè)廢水)或40%左右(城鎮(zhèn)污水)。

(5)使用壽命長:深井安全使用壽命在50年以上。

缺點(diǎn)

當(dāng)井壁腐蝕或受損時(shí),污水會(huì)通過井壁滲透,污染地下水。



七、克勞斯法


 


克勞斯工程師把厭氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝氣,然后再進(jìn)入曝氣池,克服了高碳水化合物的污泥膨脹問題,這個(gè)方法稱為克勞斯法。消化池上清液中富有氨氮,可以供應(yīng)大量碳水化合物代謝所需的氮。

消化池上清液夾帶的消化污泥相對(duì)密度較大,有改善混合液沉淀性能的功效。

八、接觸穩(wěn)定法



直接用于原污水的處理比用于初沉池的出流處理效果好;可省去初沉池;吸附時(shí)間短,處理效率低85—90%;污泥回流量多,增加回流污泥泵的容量。

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混合液曝氣過程中第一階段BOD5的下降是由于吸附作用造成的,對(duì)于溶解的有機(jī)物,吸附作用不大或沒有,因此,把這種方法稱為接觸穩(wěn)定法,也叫吸附再生法。混合液的曝氣完成了吸附作用,回流污泥的曝氣完成穩(wěn)定作用。

九、氧化溝法

氧化溝是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式,它的池體狹長,池深較淺,在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。

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曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng),推動(dòng)溝內(nèi)液體迅速流動(dòng),具有曝氣和攪拌兩個(gè)作用,溝中混合液流速約為0.3~0.6m/s,使活性污泥呈懸浮狀態(tài)。

常用的氧化溝系統(tǒng):

(1)卡羅塞爾氧化溝

渠道更深、效率更高、機(jī)械性能更好,改善和彌補(bǔ)了轉(zhuǎn)刷式氧化溝的弱點(diǎn)。

(2)交替工作氧化溝系統(tǒng)

容積相同的池子串聯(lián)工作,交替作為曝氣池和沉淀池,無需污泥回流系統(tǒng),必須安裝自動(dòng)控制系統(tǒng),處理水質(zhì)好,污泥比較穩(wěn)定。

(3)奧貝爾氧化溝系統(tǒng)

同心圓式的多溝串聯(lián)系統(tǒng),用的比較廣泛,運(yùn)行時(shí),外、中、內(nèi)的溶解氧的剃度很大。

(4)曝氣-沉淀一體化氧化溝

有稱合建式氧化溝,減少戰(zhàn)地面積,免除污泥回流系統(tǒng),但是有待進(jìn)一步完善。

(5)帕斯韋爾氧化溝系統(tǒng)

(6)T型氧化溝系統(tǒng)

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(7)氧化溝的特點(diǎn)1.氧化溝中形成富氧區(qū)和缺氧區(qū),可以脫氮除磷;

2.池型較大,占地面積較大,多在室外,動(dòng)力效率低,能耗高;

3.負(fù)荷低,處理效果好、產(chǎn)泥量少;

4.抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),工藝流程簡單,構(gòu)筑物少,運(yùn)行管理方便。

5.常不設(shè)計(jì)初沉池,也可以不單設(shè)二次沉淀池。

十、純氧曝氣

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在密閉的容器中,溶解氧的飽和度可提高,氧溶解的推動(dòng)力也隨著提高,氧傳遞速率增加了,因而處理效果好,污泥的沉淀性也好。純氧曝氣并沒有改變活性污泥或微生物的性質(zhì),但使微生物充分發(fā)揮了作用。

純氧曝氣的缺點(diǎn)是:純氧發(fā)生器容易出現(xiàn)故障,裝置復(fù)雜,運(yùn)轉(zhuǎn)管理較麻煩。

十一、活性污泥生物濾池(ABF工藝)

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。

十二、吸附-生物降解工藝(AB法)

特點(diǎn):

(1)無初沉池

(2)A,B段各擁有自己的回流系統(tǒng),兩段分開,有各自的微生物群體

(3)由于A段的負(fù)荷高,有效好的抗沖擊負(fù)荷能力. 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,30~60min,B級(jí)停留時(shí)間2~4h。

(4)該工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)行分期建設(shè),條件成熟建二級(jí)。

 

十三、序批式活性污泥法(SBR法)

SBR工藝的基本運(yùn)行模式由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個(gè)基本過程組成,從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期,在每個(gè)周期里上述過程都是在一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行的。

優(yōu)點(diǎn)

(1)工藝系統(tǒng)組成簡單,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。

缺點(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。

十四、高負(fù)荷曝氣或變形曝氣

部分污水廠只需要部分處理,因此產(chǎn)生了高負(fù)荷曝氣法。

曝氣池中的MLSS約為300~500mg/L,曝氣時(shí)間比較短,約為2~3h,處理效率僅約65%左右,有別于傳統(tǒng)的活性污泥法,故常稱變形曝氣。

活性污泥法的發(fā)展或變形后的工藝

一、有缺氧帶的氧化溝工藝

特點(diǎn):

1.可以在單一池內(nèi)實(shí)現(xiàn)部分反硝化作用,適用于有反硝化要求的場(chǎng)合。

2.對(duì)BOD、COD、N、P的去除率分別達(dá)到95%、90%、75%和60%。

二、Carrousel AC工藝

這種工藝在氧化溝上游加設(shè)前置厭氧池,可有效抑制活性污泥膨脹,提高活性污泥的沉降性能.同時(shí)為生物除磷提供了條件。水中磷的含量通常在2mg/L以下。

三、A2C/ Carrousel 2000工藝

特點(diǎn):

1.A2/C型氧化溝,在傳統(tǒng)的氧化溝前端增設(shè)了厭氧池,在溝體內(nèi)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。由于該型氧化溝采用了獨(dú)特的水力構(gòu)造,可以取消由好氧池至缺氧池的混合液回流設(shè)備,因而節(jié)約用于混合液回流的能耗。

3.因?yàn)樵黾恿霜?dú)立的厭氧池和缺氧池,使A2/C氧化溝出水指標(biāo)可以達(dá)到BOD5<10mg/L,SS<15mg/L,TN<7mg/L,TP<1mg/L的較高水平。

四、卡魯塞爾-巴登弗型氧化溝


 

4段Carrousel-Bardenpho系統(tǒng)是在Carrousel2000下游增設(shè)了第二缺氧池及再曝氣池,達(dá)到更高程度的脫氮。

5段Carrousel-Bardenpho系統(tǒng)是在是在A2C /Carrousel2000系統(tǒng)的下

游增加了第二缺氧池及現(xiàn)曝氣池。從而提高了脫氮除磷的效果。

 

五、Carrousel 3000工藝

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該系統(tǒng)也稱為Deep Carrousel,其在Carrousel2000系統(tǒng)前增加了一個(gè)生物選擇區(qū),生物選擇區(qū)利用高有機(jī)負(fù)荷篩選菌種,抑制絲狀菌增長,提高各污染物的去除率,其后工藝同Carrousel2000系統(tǒng)。

特點(diǎn):

1.池深可達(dá)7.5-8m,同心圓式池壁共用,減少占地,降低造價(jià)提高耐低溫能力(可達(dá)7℃)。

2.表曝機(jī)下設(shè)導(dǎo)流筒提高充氧深度,水下設(shè)推進(jìn)器保障流速。

3.根據(jù)在線DO、硝酸鹽測(cè)定值控制轉(zhuǎn)速,多變量靈活控制充氧量。

可整體加蓋,解決臭味、噪音問題。

六、ICEAS工藝

在反應(yīng)器的進(jìn)水端增加了一個(gè)預(yù)反應(yīng)區(qū)運(yùn)行方式為連續(xù)進(jìn)水,間歇排水。

特點(diǎn):

1.主反應(yīng)區(qū)處于停曝?cái)嚢锠顟B(tài)進(jìn)行反硝化時(shí),連續(xù)進(jìn)入的污水提供碳源,提高脫氮效率

2.連續(xù)進(jìn)水,配水穩(wěn)定,簡化了操作程序。

3.現(xiàn)有的SBR處理法可較容易的改造成這種運(yùn)行方式。

4.在沉淀期時(shí),進(jìn)水在主反應(yīng)區(qū)底部造成水力紊動(dòng)影響泥水分離,沖淡了SBR降解有機(jī)物的推動(dòng)力。

七、ICEAS的反應(yīng)池

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反應(yīng)池由兩部分組成,前一部分為預(yù)反應(yīng)區(qū),也稱進(jìn)水曝氣區(qū),后一部分為主反應(yīng)區(qū)。主、預(yù)反應(yīng)區(qū)之間的底部有孔洞相連,污水以很低的流速有預(yù)反應(yīng)區(qū)進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)。

八、CASS工藝

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1.工作原理

CASS 池分預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi),微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物,經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過程,這對(duì)進(jìn)水水 質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用,同時(shí)對(duì)絲狀菌的生長起到抑制作用,可有效防止污泥膨脹;隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過 程。

CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、功能于一體,污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過程,而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中,從而達(dá)到對(duì)污染物去除作用,同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。

2.CASS的優(yōu)勢(shì)

與SBR相比:

1. 其反應(yīng)池由預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成,因此,對(duì)難降解有機(jī)物的去除效果更好。

2. 進(jìn)水過程是連續(xù)的,因此,進(jìn)水管道上無需電磁閥等控制元件,單個(gè)池子可獨(dú)立運(yùn)行;而SBR進(jìn)水過程是間歇的,應(yīng)用中一般要2個(gè)或2個(gè)以上池子交替使用

3.CASS法每個(gè)周期的排水量一般不超過池內(nèi)總水量的1/3,而SBR則為3/4,所以,CASS法比SBR法的抗沖擊能力更好。

九、與傳統(tǒng)活性污泥法相比

1.建設(shè)費(fèi)用低: 省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設(shè)備;

2.工藝流程短,占地面積少;運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用省;管理簡單,運(yùn)行可靠;

3.污泥產(chǎn)量低,污泥性質(zhì)穩(wěn)定; 具有脫氮除磷功能。 無異味。 設(shè)備安裝簡便,施工周期短,具有較好的耐水、防腐能力,設(shè)備使用壽命長;

4.對(duì)原水的水質(zhì)水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,處理效果穩(wěn)定,出水水質(zhì)好,

十、DAT-IAT工藝流程

DAT 池為預(yù)反應(yīng)池,也稱為連續(xù)曝氣區(qū),池中水流呈完全混合流態(tài),絕大部分有機(jī)物在這個(gè)池中降解。IAT相當(dāng)一個(gè)傳統(tǒng)的SBR 池,但進(jìn)水為連續(xù)流。

DAT池和IAT池串聯(lián)組成,DAT 連續(xù)進(jìn)水,連續(xù)曝氣(也可間歇曝氣),IAT也是連續(xù)進(jìn)水,但間歇曝氣,清水和剩余活性污泥均由IAT池排出。和典型的SBR 反應(yīng)池一樣,IAT 池運(yùn)行操作由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和待機(jī)5個(gè)階段組成。

DAT-IAT工藝的特點(diǎn):

.增加了工藝處理的穩(wěn)定性。

.提高了池容的利用率。

.提高了設(shè)備的利用率。

.增加了整個(gè)系統(tǒng)的靈活性。

十一、UNITANK工藝

     1工作原理

UNITANK 的通用形式是采用三個(gè)池子的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)這三個(gè)池子通過共壁上的開孔實(shí)現(xiàn)水力連接無需用泵輸送,每個(gè)池中都裝有曝氣系統(tǒng)(可以是表曝也可以是鼓風(fēng)曝氣) 同時(shí)邊緣的兩個(gè)池子都裝有溢流堰用于排水既可以用作反應(yīng)區(qū),也可以用作沉淀池每個(gè)池子都可以進(jìn)水,剩余污泥從邊緣兩個(gè)作沉淀池的池子排出與傳統(tǒng)活性污泥法 一樣,該系統(tǒng)是連續(xù)運(yùn)行的但是其單個(gè)池子是按一定周期運(yùn)行的

2.特點(diǎn)

MSBR 是針對(duì)脫N除P功能發(fā)展起來的新工藝,用低能耗、低水

頭回流泵進(jìn)行內(nèi)回流和污泥回流,改善了系統(tǒng)中MLSS平衡,提

高了脫N效果,采用了最新的除P專利工藝,提高了除P效果。特

別適合污水中含N,P比較高的水質(zhì)。

采用微孔曝氣器,提高了充氧效率,降低能耗。MSBR 為一體化構(gòu)筑物,節(jié)約用地。運(yùn)行效果穩(wěn)定,出水水質(zhì)好。控制靈活,自動(dòng)化程度高。

其缺點(diǎn)是操作管理復(fù)雜,要求管理水平高。



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