第四章 (4.4)活性污泥运行方式和曝气池工艺参数

2.可使用低压鼓风机，节省电耗，EP＝1.8～2.6kgO2/KW· h
浅层曝气活性污泥法工艺流程
B
2
1
3
0.6-0.8 1/4-1/3B
2/3- 3/4B
2
3
0.6-0.8
B
1-空气管；2-曝气栅；3-导流板
1
1.穿孔管制成的曝气栅设在曝气池一侧，距离水面0.6－0.8m。 导流板促使水流环流。 2.可使用低压鼓风机，节省电耗，EP＝1.8～2.6kgO2/KW· h
4.4.2
阶段曝气活性污泥法
特点 1) 分段多点进水，负荷分布均匀，均化了需氧量，避免 了前段供氧不足，后段供氧过剩的缺点 2) 提高了耐水质，水量冲击负荷的能力 3) 活性污泥浓度沿池长逐渐降低
阶段曝气活性污泥法工艺流程图（图4-18）
1
运行方式
7
10 2
3 4
5
6 9 8
图 4-18 阶段曝气活性污泥法系统
§4．4 活性污泥处理系统的运行方式
4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.4.6 4.4.7 4.4.8 4.4.9 4.4.10 4.4.11 4.4.12 传统活性污泥法（普通活性污泥法） 阶段曝气活性污泥法 再生曝气活性污泥法系统 吸附—再生活性污泥法系统 延时曝气活性污泥法 高负荷活性污泥法 完全混合活性污泥法 多级活性污泥法系统 深水曝气活性污泥法系统 深井曝气池活性污泥法系统 浅层曝气活性污泥法系统（殷卡曝气法） 纯氧曝气活性污泥法系统
（Cs－C）＝(4.4 ～4.7) × 9.2－2≈40mg/L
dC K La Cs C 7.2 KLa dt
dC K 2a Cs C 40K 2 a dt
∴纯氧曝气氧转移推动（Cs－C）比空气曝气氧转移的推动 力提高了(40/7.2)=5.5倍，同时纯氧曝气氧转移推速率
dC 40 K L a 对比空气氧转移速率也提高了 5.5倍。 dt 7.2 KLa
2．特征 1) 氧的利用率EA＝（80～90）％，而传统活性污泥法EA仅为± 10％ 2) MLSS＝4～7g/L，使Nrv↑ V↓ 3) SVI＜100，一般不会发生污泥膨胀 4) 剩余污泥量小
纯氧曝气活性污泥法工艺流程
最佳吸附时间
曝气时间
图 4-22
Smith 史密斯实验
吸附—再生活性污泥法工艺流程
运行过程
再生段 吸附段
4.4.5
1.长时间曝气 、 低负荷；
延时曝气活性污泥法
t V V tQ Q
2.特点 1) Ns非常小，只有0.05～0.10 kgBOD/kgMLSS· MLSS较高，达 d。 到3000～6000mg/L 2) 曝气时间t长（24h以上），污泥处于内源呼吸期，剩余污泥量 少且稳定，池容大 3) 出水水质好，对原污水有较强的适应能力，无需设初沉池，只 适合于小城镇污水处理（Q≤1000m3/d）。污泥不需进行厌氧 消化处理 4) 基建费和运行费较高
4.4.6
高负荷活性污泥法
V V tQ Q
பைடு நூலகம்
1.短时曝气， 不完全处理活性污泥法 ； t
2.特点
1).曝气时间短（1.5～3.0h）。Ns高（1.5～ 3.0kgBOD/kgMLSS· d），η
BOD<（65～75）%，低。
2).池容小，出水水质不好
4.4.6
高负荷活性污泥法
V V tQ Q
EP——动力效率：1KWh电能转移到混合液中的氧量，以kgO2/KW· h
深井曝气池活性污泥法工艺流程
原污水 回流污泥 处理水 空气
空气提升
图4-27 深井曝气
4.4.11
浅层曝气活性污泥法系统（殷卡曝气法）
1.理论基础：气泡只有在形成与破碎的一瞬间有着最高的氧转
移率，而与其在液体中的移动高度无关
1.短时曝气， 不完全处理活性污泥法 ； t
2.特点
1).曝气时间短（1.5～3.0h）。Ns高（1.5～ 3.0kgBOD/kgMLSS· d），η
BOD<（65～75）%，低。
2).池容小，出水水质不好
4.4.7
完全混合活性污泥法
特点 1) 进水很快被混合、稀释。耐冲击负荷，特别适应于工业废水处理
（a）采用鼓风曝气装置的完全混合蜡气池 （b）采用表面机械曝气器的完全混合曝气池 1--经预处理后的污水；2--完全混合曝气池；3--由曝气池流出的混合液 ；4--二次沉淀池；5--处理后污水；6--污泥泵站；7--回流污泥系统；8-排放出系统的剩余污泥；9--来自空压机站的空气管道；10--曝气系统及空 32 气扩散装置；1014-表面机械曝气器
曝气池盖 氧
搅拌用电机
气体循环搅拌用空压 机 废气
原污 水 阻 流 板
混合液流 向沉淀池 搅拌叶 轮
回流污 泥
喷气管
运行方式1
运行方式2
图4-29 纯氧曝气活性污泥法系统(有盖密封式)
• 具体各种工艺的设计与参数见P131表4-7 ，具体总结如下： • a、 BOD负荷：一般BOD污泥负荷0.2～0.4，延时曝气法低 （<0.1），高负荷活性污泥法BOD污泥负荷>1.5，按p108图4 －7设计；而对特殊的深井曝气和纯氧曝气因氧的传质改善， 可以把BOD负荷设计在0.5～1.5之间。 • b、泥龄：对一般的活性污泥法工艺以及深井曝气和纯氧曝 气工艺，其泥龄一般在5～15d，多数6～8d；高负荷活性污 泥法泥龄2.5d以下；而延时曝气则一般在20d以上。 • c、 曝气池混合液浓度（X）：一般在3000mg/L左右。延时 曝气、合建式完全混合活性污泥法以及深井曝气略高。 • d、污泥回流比：一般在100％以下，多数在50％左右；而延 时曝气、合建式完全混合活性污泥法回流比在100％以上。 • e、 曝气时间：一般在8h以下，多数为4～6h。但延时曝气一 般在20h以上；高负荷工艺以及深井曝气工艺曝气时间很短。
0.6-0.8 图4-28 3
浅层曝气活性污泥法系统
4.4.12 纯氧曝气活性污泥法系统
1．概述
空气 20℃ Po2＝0.21atm Cs＝9.2mg/L 当维持曝气池DO（C）＝ 2mg/L 则氧转移的推动力： （Cs－C）＝9.2－2＝ 7.2mg/L 纯氧 Po2＝（4.4～4.7）×0.21atm Cs＝（4.4～4.7）×9.2mg/L
1--经预处理后的污水；2--活性污泥反应器--曝气池；3--从曝气 池流出的混合液；4--二次沉淀池；5--处理后的污水；6--污泥泵 站；7--回流污泥系统；8--剩余污泥；9--来自空压机站的空气 ；10--曝气系统与空气扩散装置
4.4.3
再生曝气活性污泥法系统
回流的活性污泥由于在二沉池浓缩过程缺氧，代 谢功能和活性被抑制。将回流的活性污泥在再生池中 （可以单独设、也可以将曝气池分出一部分 1/2-1/4 作为再生池）曝气，恢复活性。由于再生后的活性污 泥活性强，反应加快，故总容积可以基本保持不变。
2) 池内水质均匀一致， N s 各点相同，
各部分工况几乎完全一致，可通过F/M来调整
F M
3) 池内需氧均匀，动力消耗小于推流式 4) 出水水质比推流式差，活性污泥易产生膨胀 完全混合活性污泥法工艺流程
3 4 5 1 2
2
10
10
′
3
4
5
1 9 (a)
7
6 8 (b)
7
6 8
图4-23 完全混合活性污泥法系统
• 各种工艺技术的着重点包括： ①强化不同微生物的作用（群落），如高负荷、多级、 延时曝气等工艺。 ②提高氧的传质，降低能耗（纯氧曝气、深水曝气、 深井曝气以及浅层曝气等）。 ③节省占地（深井）。 ④保证出水水质（延时曝气、多级曝气等）。 ⑤活性污泥特性（吸附再生、再生以及高负荷活性污 泥法等）。 ⑥易管理与构筑物单元少，如合建式完全混合活性污 泥法与SBR等。 ⑦利于污泥处置，延时曝气以及A2/0等。
运行过程
4.4.8
特点
多级活性污泥法系统
1) 当污水BODu＞300mg/L，可考虑多级活性污泥系统。首级采用采 用完全混合式曝气池为宜，可抗水质水量冲击负荷。
2) 当污水BODu＜300mg/L，首级曝气池可采用推流式
3) 当污水BODu＜150mg/L，不应采用多级
4) 处理水水质好，但建设费和运行费均较高
多级L=(R)活性污泥法处理系统见(图4-24)
4.4.9 深水曝气活性污泥法系统
1.概述 1)亨利定律：C＝H· P 式中：C——水中溶解氧饱和浓度 H——亨利常数 P——压力 dC 当P 水中溶解氧饱和浓度Cs K 2 aCs C 2) dt dC 有利于微生物的增殖和有机物降解 dt 2． 深水曝气池 （有效水深7m以上） 深水中层曝气池（有效水深10m左右，空气扩散器在4m深处） 深水底层曝气池（有效水深10m左右，空气扩散器设在池底 要 使用高风压风机） 3. 优点：占地少DO高，利于微生物增殖和有机物降解。
2．优点： 处理效果好， BOD 90% 解决办法 3．缺点： 1)不适应冲击负荷和有毒物质 因为是推流式，进入池中的污水和回流污泥在理论上不与池 中原有的混合液混合。∴水质的变化对活性污泥影响较大 2)前段供氧不足，后段供氧过剩 3)Ns不高，曝气池V大，占地大 传统活性污泥法流程图（图4-16）
再生曝气活性污泥系统见图4-20
4.4.4
吸附—再生活性污泥法（接触稳定法）
特点 BOD 1) 原理：有机物稳定分吸附和降解两个过程， 根据Smith的实验结果，初期吸附时间较短 （30～60min），BOD的降解过程长，可以把 这两个过程分开。即吸附与再生分别进行。 ∴整个池容小于普通活性污泥法 2)吸附时间较短，池容小。再生池只对回流 污泥再生，容积也教小。 4) 具有一定的耐冲击负荷的能力 3) 处理效果低于普通活性污泥法 5) 不宜处理溶解性有机物较多的污水