活性污泥法的进展

活性污泥法的进展上面介绍的活性污泥法存在的问题：1）处理构筑物体积较大，基建费高，占地面积大；2）电耗大，运行成本较高；3）管理复杂，对运行人员的要求高；4）净化功能有待进一步扩大活性污泥法发展的方向：快速、高效、节能、多功能途径：改善供氧条件，增加污泥浓度活性污泥法的进展1工艺方面的改进2净化功能方面的进展工艺方面的改进一、纯氧曝气法二、深井曝气法三、AB法(AdsorptionBiodegration)四、投料活性污泥法五、氧化沟（OxidationDitch）纯氧曝气法纯氧曝气法（见图1）以O2代替空气曝气，提高氧转移速率，DO可高达6~10mg/l（空气2~5mg/L）；污泥沉降性能好，不易膨胀；污泥浓度可提高到6~8g/l，污泥负荷Fw可达1.0kgBOD/kg.d，容积负荷Fr=1.6~3.3kgBOD/m3.d。构筑物特点：为节省氧气，通常要求曝气池密闭，并设有搅拌装置。曝气池中可达到很高的DO浓度，为提高曝气池中污泥浓度创造了条件；采用纯氧曝气的絮体也易于沉降。纯氧曝气法由于采用密封设备，设备复杂，维护不便；纯氧产生成本较高，动力消耗较大；为防止密封系统内的有毒、有害和易燃易爆气体积累从而影响系统的处理能力，提高运行的安全性，通常需设置自控报警系统（如H2S报警系统、CO2报警系统、CH4报警系统和O2报警系统）。深井曝气法深井曝气法（曝气井）（见图2）直径一般1~6米，深度可达50~100m，井中间设隔墙将井一分为二或在井中间设内井筒，将井分为内、外两部分。在前者的一侧（或后者的外环）设空气提升装置，使混合液上升；而在前者的另一侧（或后者的内井筒）产生降流。这样在井隔墙两侧或井中心筒内外，形成由下而上的流动。由于水深大，氧的利用率很高，有机物降解较为彻底，效果显著。可以节省能耗，降低运行成本；井深大，使占地面积减小；DO高，HRT短。深井曝气法泥水混合与循环以空气为动力，由于水深大，故常采用空压机（鼓风机的提升力不能满足要求）。空气在大的水深下溶解，出水中往往携带有微细气泡，沉淀分离较为困难。故出水应经脱气处理方能进入沉淀池沉淀。深井曝气的污泥合成量较小，剩余污泥少，污泥处理要求较低。AB法AB法是一种两段活性污泥法（见图3）。A段：污泥负荷高，2~6kgBOD5/kgMLSS·d，HRT=0.5h，θc=0.3~0.5d。主要生物为原污水中的优势种群，氧化分解能力强、适应性好；污泥吸附性能好；泥龄短，氧化不彻底，节约能耗；但产泥量高，污泥处理费用较大。B段：常规负荷、泥龄，原生动物能很好生长繁殖，由于A段已去除大部分BOD，故B段为精处理。HRT=2hr，总的来看节省了占地面积(省去初沉池)投料活性污泥法向曝气池内投加某些物品或药剂，可提高污泥的凝聚沉降性能，还可同步除磷，如粉末活性炭——活性污泥法。向曝气池中投入粉炭PAC，利用吸附和生物氧化的综合作用，提高对有毒物、重金属冲击负荷的稳定适应性，能较好地脱色、除臭，可改善污泥的絮凝沉降性能和脱水性能，避免膨胀。投料活性污泥法原理：①PAC有巨大比表面积和富集作用，将有机物和DO浓缩在周围，为微生物代谢活动创造了良好的条件，加快了去除过程；②吸附难降解物质，延长微生物降解时间；③PAC作为生物絮体的载体和加重剂，有利于污泥的凝聚沉降。氧化沟延时曝气法的一种，采用转刷曝气，混合液在沟内循环。常用的有卡罗塞氧化沟、三槽式氧化沟、船型氧化沟等等（见图4、5、6）。净化功能方面的进展实现硝化，脱氮、除磷一、硝化二、反硝化脱氮三、强化生物除磷四、同时生物脱氮除磷工艺五、间歇活性污泥法硝化NH3-N+O2NOx-N按照化学计量式，1gNH3-N完全氧化为NOx-N需氧4.57g。能实现此反应的细菌统称为硝化细菌，包括亚硝化菌和硝化菌。硝化细菌是自养细菌，世代期长，因而实现硝化功能的系统通常采用较长的泥龄。硝化作用受到有机物浓度的抑制，因而硝化反应器的停留时间较普通曝气池的停留时间长。硝化影响因素：pH、温度、DO常用工艺：一段法：去除BOD、硝化在一个曝气池内同时进行两段法：BOD去除与硝化反应分别在不同的曝气池内完成，单独固液分离和污泥回流反硝化脱氮原理：缺氧条件下（DO0.5mg/L），废水中的硝态氮被反硝化菌转变为氮气，从而使水中的TN得以去除。反硝化脱氮根据有无外加碳源可分为内源脱氮（靠自身氧化提供能源）和外源脱氮（投加外部碳源作为能源物质）常用工艺：Wuhrmann工艺、Ludzack—Ettinger工艺（A/O）、Bardenpho工艺等强化生物除磷原理：聚磷菌在厌氧条件下释放磷，好氧条件下过量吸收磷，从而通过排放富磷污泥实现磷的净去除。近年来研究发现，某些聚磷菌在缺氧条件下也能过量吸收磷（DPB除磷），产生了所谓的Dephanox工艺。常用工艺：A-O工艺、Phostrip工艺、Phoredox工艺等。同时生物脱氮除磷工艺将生物脱氮和除磷的机理相结合，在一个工艺系统内同时实现BOD去除和脱氮除磷。常用工艺：A2/O工艺、UCT工艺、VIP工艺、连续流间歇曝气工艺等等。间歇活性污泥法常用的有SBR、CASS、IDEAS、CAST等。通常采用间歇进水间歇出水方式，因此在水流形态上为完全混合，在时间序列上为严格的推流，反应的推动力大，自动化控制要求高。通常由数个间歇(批量)反应器组成，各反应器循序地进行进水、曝气反应(搅拌混合)、沉降分离、排放出水、闲置等操作。不需设二沉池，节省占地。通过控制反应阶段的O2(曝气量)，可实现硝化、反硝化、除磷等多种功能。