第4.5节 活性污泥法的新工艺

4.5活性污泥处理系统的新工艺4.5.1氧化沟（oxidationditch)一、氧化沟的工作原理与特征也称氧化渠，又称循环曝气池，是活性污泥法的一种变形,属于延时曝气法。氧化沟的平面图像跑道一样，转刷设置在氧化渠的直段上，转刷旋转时混合液在池内循环流动，流速保持在0.3m/s以上，使活性污泥呈悬浮状态。1.氧化沟的工艺流程2.氧化沟的特征a.构造特征（1）一般呈环行沟渠状，平面多为圆形或椭圆行，池体狭长，（可达数十m甚至上百m）；沟深取决于曝气装置，自2~6m,一般较浅，在2m左右；（2）单池进、出水装置简单，伸入一根进水管；双池以上平行工作应设配水井，交替工作时应自动控制变化水流方向。（3）出水一般采用溢流堰，可升降以调节池内水深。（4）曝气装置多采用表面机械曝气器，竖轴、横轴曝气器都可以。b.水流特征（1）氧化沟流态介于完全混合与推流之间。（2）沟内的混合液呈推流式快速流动（0.40.5m/s），由于流速高，总停留时间长，循环次数多，废水能与沟内混合液充分混合，混合液的水质几乎一致。因此，可以说氧化沟又是完全混合式的。氧化沟这种独特水流特征，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以分为富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化。c.工艺特征（5）BOD负荷低，类似于活性污泥法的延时曝气法，处理出水水质良好；6）对水温、水质和水量的变动有较强的适应性；（7）污泥产率低，剩余污泥产量少；（8）污泥龄长，可达1530d，为传统活性污泥法的36倍，世代时间很长的细菌如硝化细菌能在反应器内得以生存，从而使氧化沟具有脱氮的功能。二、氧化沟的几种典型的构造型式主要有Carrousel式、Orbal式、交替工作式、曝气—沉淀一体化氧化沟。1.Carrousel式氧化沟1）又称平行多渠形氧化沟；是60年代末荷兰DHV公司开创的。2）采用竖轴低速表面曝气器；3）水深可达44.5m，沟内流速达0.30.4m/s；4）混合液在沟内每520min循环一次；5）沟内混合液总量是入流废水量的3050倍；6）BOD5去除率可达95%以上，脱氮率可达90%，除磷效率可达50%；应用：广泛，最大规模为650000m3/d；主要实例：昆明兰花沟污水处理厂、上海龙华肉联厂、桂林市东区废水厂等。2、交替工作式氧化沟1）由丹麦Kruger公司所开发的，有二沟和三沟式两种形式；2）交替用做曝气池和沉淀池，无需二沉池和污泥回流装置；3）曝气转刷的利用率较低，D型二沟只有40%，三沟式则提高到了58%；2池交替工作氧化沟容积相同的A、B两池组成，串联运行交替作为曝气池和二沉池，不需设污泥回流系统（？）3池交替氧化沟两侧的A、C两池交替作为曝气池和二沉池，B池一直为曝气池，原污水交替进A、C,出C、A。3、Orbal式氧化沟（同心圆型氧化沟）主要特点：1）圆形或椭圆形的沟渠，能更好地利用水流惯性，可节省能耗；2）多沟串联可减少水流短路现象；3）最外层第一沟的容积为总容积的6070%，其中的DO接近于零，为反硝化和磷的释放创造了条件；4）第二、三沟的容积分别为总容积的2030%和10%，而DO则分别为1和2mg/L；也有4沟的（江宁污水厂）。5）这种沟渠间的DO浓度差，有利于提高充氧效率，又具有脱氮除P功能。主要实例：抚顺石油二厂废水处理站(28800m3/d)；北京燕山石化公司新建废水处理厂(60000m3/d)；成都市天彭镇污水处理厂。Orbal氧化沟Orbal氧化沟(照片）4、曝气沉淀一体化氧化沟集曝气、沉淀于一体，可减少占地面积，免除污泥回流系统；主要实例：武汉市第五制药厂三、氧化沟的设计参数当处理对象为城市废水时，各项设计参数可参考如下：MLSS(X)：5000mg/L；MLVSS(Xv)：20004000mg/L；污泥龄(c)：1)当仅要求BOD5去除，c=58d；2)当要求硝化反应时，c=1030d；HRT：20、24、36、48h，根据对处理出水水质的要求而定；NsBOD：0.030.07kgBOD/kgMLSS.d；NvBOD：0.10.2kgBOD/m3.d；回流比R：50150%v(混合液在沟渠内的流速)：0.40.5m/s；v’(沟底流速)：0.3m/s。*当对氧化沟要求硝化与反硝化功能时，应考虑反硝化所需的容积。四、氧化沟实例：昆明兰花沟污水处理厂1、基本情况：1)原废水的组成：生活污水50%以食品、化工为主的工业废水50%2)原废水流量：旱季为55000m3/d，雨季为165000m3/d；3)原废水与处理出水水质：项目pHBOD5CODTNTPSSNH3-NTKN单位(mg/L)原废水旱季6.5-9.0180350-400302-4200----雨季--120250-30020--150----处理出水7.0-8.01550101.0151.06.04)主要设计参数：BOD5污泥负荷：0.05kgBOD/kgMLSS.d；BOD5容积负荷：0.2kgBOD/m3.d；MLSS：4000mg/L；污泥龄c：30d；污泥回流比：100%。DO值：厌氧池：0mg/L，释放回流污泥中的P；氧化沟1：0.5~1.0mg/L，降解BOD、硝化反应；氧化沟2：0~0.5mg/L，硝化、反硝化反应；富氧池：2.0mg/L，吸收磷(过量)。4.5.3间歇式活性污泥法又称序批式间歇反应器（SequenceBatchReactor—SBR）一、SBR的工作原理SBR的主要反应器只有一个曝气池，同时完成曝气沉淀等功能，其运行可以分为五个工序：流入；反应工序；沉淀工序：排放工序；待机工序见图4-44。二、SBR的工艺流程与特征1.工艺流程2.主要特征：1）不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能；2）不设污泥回流设备；3）在多数情况下，无需设置调节池；4）SVI值较低，污泥易于沉淀，一般不产生污泥膨胀现象；5）易于维护管理，如运行管理得当，处理出水水质将优于连续式；6）通过对运行方式的适当调节，在单一的曝气池内可完成脱氮和除磷的效果；7）易于实现自动化控制。3、SBR的设计尚未建立完全适合于自身特点的计算与设计方法；SBR实际上是传统活性污泥法的一个变形，可沿用传统活性污泥法的计算公式、设计参数：1）有机负荷法确定SBR曝气池容积：V=n·Q·Si/NvBODV反应器的有效容积，m3；n在一日内运行的周期数；Q在每一周期内进入反应器的废水量，m3；Si原废水的平均BOD5值，kgBOD5/m3；NvBODBOD容积负荷，kgBOD5/m3.d。一般NvBOD为0.1~0.3kgBOD5/m3.d。4、SBR法实例:Indiana州的Culver市城市废水厂1980年改为间歇式运行，有两座反应器,容积均为440m3；（1）运行数据：流量/周期(m3)MLSS(mg/l)NsBOD(kgBOD/kgSS.d)污泥龄(d)污泥产率(kgSS/kgBOD)能耗(kWh/kgBOD19534500.13.80.563.3216019500.259.50.822.1（2）运行时间安排与运行效果进水反应沉淀排放待机一个周期12.90.70.70.71.06.023.10.40.70.71.16.0运行效果：原废水处理水BOD5SSTPNH3-NBOD5SSTP1130~170100~1206.2~8.523~28340.62691.1SBR运行（照片）滗水器4.5.4AB法即吸附—生物降解（Adsorption--Biodegradation）工艺，是德国亚琛大学Bohnke教授于70年代中期开创的。1.AB法工艺流程2、主要特征：（1）未设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成的A段为一级处理系统；（2）B段由曝气池和二沉池组成；（3）A、B两段各自拥有独立的污泥回流系统，两段完全分开，各自有独特的微生物群体，有利于功能稳定。3.A段的特征1)本工艺不设初沉池，使原废水中的微生物全部进入吸附池，使A段成为一个开放性的生物反应器；2)负荷高，有利于增殖速度快、适应能力强的微生物生长（主要是原核细菌）；3)BOD去除率为4070%，出水可生化性有所提高，有利于B段的继续降解；4)污泥产率较高，吸附能力强；5)对有机物的去除，主要靠污泥絮体的吸附作用，生物降解只占1/3左右。4.B段的特征1)其来水为A段出水，水质、水量较稳定，B段功能可充分发挥；2)B段负荷率为总负荷率的3060%，较传统的ASP,曝气池容积可减少40%。3)B段污泥龄较长，有利于硝化反应。注：B段的各项功能、效应的发挥，都是以A段正常运行为首要条件。5、AB法主要设计参数A段：污泥负荷：2.06.0kgBOD/kgMLSS·d，为传统10~20倍；HRT：30min；污泥龄（c）：0.30.5d；溶解氧（DO）：0.20.7mg/L。B段：污泥负荷：0.150.3kgBOD/kgMLSS·d；HRT：2.03.0h；污泥龄（c）：1520d；溶解氧（DO）：1.02.0mg/L。6、AB法工程实例：青岛海泊河废水处理厂1.基本情况（1）流量为80000m3/d，有机物浓度高，是一般城市废水的34倍，且其BOD中约5055%为悬浮固体。（2）原废水与处理出水水质（mg/L）：BOD5CODNH3-NTPSS原废水800150010081100处理水401503402.主要设计参数（1）A段曝气池：HRT：0.8h污泥负荷：4.0kgBOD5/kgMLSS·dDO：0.5mg/L；平均耗氧率：0.38kgO2/kgBOD5（2）中间沉淀池：表面水力负荷：2.0m3/m2·d;停留时间：1.3h（3）B段曝气池：HRT：4.2h污泥负荷：0.37kgBOD5/kgMLSS·dDO：1.5mg/L平均耗氧率：0.93kgO2/kgBOD5（4）二次沉淀池：表面水力负荷：1.1m3/m2·d；停留时间：3.9h