第六章 生物法设备8-25

（2）ICEAS工艺
间歇式循环延时曝气系统(Intermittent Cycle Extended
Aeration System)
3-5m/s
优点：
• 主反应区处于沉淀或滗水阶段、停曝搅拌阶段，连续进水 可为反硝化和厌氧放磷提供碳源、提高脱氮除磷效果 • 连续进水，操作方便，适于较大规模污水处理
生物膜法：
• 生物滤池[普通生物滤池或滴滤池、高负荷生物滤池
和塔式生物滤池、曝气生物滤池(BAF)]
• 生物转盘
• 生物接触氧化法
• 生物流化床[两相生物流化床、三相生物流化床]
利用滤料高比表面积带来的高
浓度生物膜的氧化降解能力对
污水进行快速净化，此为生物 氧化降解过程；同时，利用滤
料粒径较小的特点及生物膜的
均流速时，每米有效长度所能推动的水的容积。
鼓风曝气系统组成 • 空气净化器 • 鼓风机
• 空气输配管系统
• 曝气器
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三 叶 式 罗 茨 鼓 风 机 外 型
离心鼓风机外型
多极离心风机
离心鼓风机房
定容式罗茨风机 鼓风机 离心式风机 变速离心机 轴流式通风机
中小型污水处理厂 大中小型污水处理厂 适合浅层曝气池
停止排水时，将输气软管中
的空气排出，通过曲轴将闸 门关闭；滗水器不工作时，
闸门处在常闭状态。
2.3 套筒式滗水器
属升降式滗水器中的刚性管滗水器，由可升降的集水堰槽和套筒组成，
按照传动方式有丝杠式和钢绳式两种
滗水高度0.8-1.2m，不
能满足滗水深度大于2/5
池深要求。
升降式刚性滗水器为使用 最多的
• IDEA (Intermittent Decanted Extended Aeration，间 歇排水延时曝气工艺)
• IBCASP (Intermittent Bidirectional Cyclic Activated
Sludge Process，间歇式双向循环活性污泥法) • BioCos (Biological Combined System，生物组合工艺) • MSBR(Modified SBR，改良型SBR)
部自动化，而由中心控制
SBR缺点
• 进出水不连续，
• 运行控制复杂，需频繁切换 • 水头损失大 • 峰值需氧量高
（1）循环式活性污泥工艺（ Cyclic Activated Sludge System, CASS)
• 一般分为微生物选择区(第一区)、第二区和第三区(主反应区)
。 • 三部分比例：1: 2 : 17
鼓风曝气系统的设计
包括曝气方法的选择、充氧量和供氧量的计算、曝气设备的设
计等。
充氧量和供氧量的计算
鼓风曝气设备的设计
扩散装置的选择及其布置、空气管的布置与管径计算、鼓风机 的选择
鼓风曝气系统
机械曝气系统
曝气系统的能耗约占活性污泥法处理厂总能耗的50%以上。 目前，污水厂的充氧动力效率据统计： 鼓风曝气为1.1～2.2kgO2/(kW·h)， 机械表曝为0.5～1.7kgO2/(kW·h)
第四节 SBR系列工艺与专用滗水器
• SBR工艺
• SBR工艺变形：ICEAS、CASS、DAT-IAT、C-TECH • 滗水器的分类及结构
SBR反应运行周期
进水期 1-4h
曝气反应期 6-12h
沉降期 0.5-1h
循环
排水期 0.5-1h
出 水
闲置排泥期 0.5-1h
SBR的优点
• 污泥回流设备
常用叶片泵（离心泵，最好螺旋泵或单螺杆泵） 鼓风曝气池：可选择空气提升器
曝气性能指标
(1)动力效率(Ep)
又称标准曝气效率。指在标准条件下(20℃、1大气压)，每
消耗1kW·h电能转移到混合液中的氧量， (2)氧的利用率或氧的转移效率(EA) ：转移到混合液中的氧 量占总供氧量的百分比。 小气泡扩散器6-12%
联接座、布气管组成，大多采用钟罩型。
（2）橡胶膜微孔曝气器
带有若干开闭式孔眼的弹性橡胶膜敷设在支撑基体上，当带压 气体进入支撑基体与橡胶膜之间时，弹性孔眼张开而产生切割 气流的作用 主要由上盖、合成橡胶膜、支撑架、底座、密封垫等组成，
合成橡胶膜上的孔眼数目大约有2100～2500个。
盘形橡胶膜微孔曝气器
性能，将其装于水深1m处，以含氧量1mg/L时的EA值作为互 相比较的指标，EA值愈高，空气扩散装置的效率愈高。 对于机械曝气设备，其工作性能常用动力效率(Ep)、充氧能 力(EL)来评定，而无法用氧的利用率或氧的转移效率(EA)来评 定。在实际应用中，往往还采用推动力或推动容量来评价， 是指水平轴式表面机械曝气设备使沟内混合液达到0.3m/s平
生物絮凝作用，截留污水中的 悬浮物，且保证脱落的生物膜 不会随水漂出，此为截留作用。
需另外建造两个池子，一为反冲洗储备水池(可与消毒池合并考
虑)，二为反冲洗出水缓冲池。滤池每运行一定周期(24～48h) 即进行气、水联合冲洗，反冲洗泥水先进入缓冲池，慢慢回流 入初沉池。
曝气滤头：HQ-LT-1
滤板、滤头布置图
设计滗水器时应兼顾以下因素：
①应根据工艺要求，确定合理的滗水范围、
滗水速度和滗水时间，进而合理选型。（第 九分册 专用机械） ②由于排水管道通常是空管，进水时会发生
气阻，尤其是采用满流或接近满流排水时，
应采取必要的排气措施。 ③当采用的滗水器在曝气阶段有污水进入时，操作过程中应考虑 将滗水前的污水排出。
扩散器
大气泡空气扩散装置：曝气竖管 中气泡空气扩散装置：穿孔管和网状膜空气扩散器 小气泡空气扩散装置：扩散板和扩散管
水力剪切空气扩散装置
固定螺旋曝气器 动态曝气器 微气泡空气扩散器：微孔曝气器（100μm）
微孔曝气装置
（1） 高密度聚乙烯覆盘形微孔曝气器(Dome diffuser) 一般主要由聚乙烯曝气壳、底盘、橡胶垫圈、压紧圈、
(1)压筒旋转式滗水器； (2)注气旋转式滗水器； (3)绳索牵引旋转式滗水器; (4)螺杆传动旋转式滗水器； (5)电动推杆旋转式滗水器
2.1 固定式滗水器
由固定不变的排水管组成，不随水位的变化而运动， 因此仅适用于不追随水位变化的场合。
(1)单层固定管式 也称为固定深度滗水器， 没有集水管，直接由池 壁伸出排水管，靠手动
水连续流入IAT池，
IAT池运行操作也由进水、反应、沉淀、出水和待机五个阶 段组成，连续进水、间歇曝气；清水和剩余活性污泥由IAT 池排出。
完全混合 状态
每组反应池中DAT池和IAT池容积相等，中间设两道导流
墙，两道导流墙之间为导流区，其宽度为1.5m左右。不
会对干扰IAT池的污泥沉淀
除了上述SBR变型工艺之外，还有：
阀的启闭进行操作，一
般作为事故时的备用。
(2)双层固定管式
利用手动阀或电磁阀完成滗水工作，由于曝气时管内会流 入污水，所以排水时必须先排污水，在集水口需考虑防止 浮渣进入。
(3)虹吸式滗水器
常用气锁式虹吸滗水器，滗水深度0.5～1.0m。主要由滗水短管、排水 支管、排水总管、U形管、进/排气电磁阀等。 滗水短管吸口向下，上端用排水支管、排水总管连接，排水总管与U形 管相通。
复原位，等待下一个循环动作。 亦可与液位配合，进行自动控制。
(4) 可调节柔性管式滗水器
滗水器主体为不锈钢材料，通过高强度橡胶管或柔性波纹管将 T型排水系统与收水系统相连，收水系统由浮筒及进水头组成， 后者由由气缸、闸门、曲轴等组成。 开始排水时，通入压缩空气 至气缸，气动活塞带动曲轴 打开闸门，开始排水；
微孔曝气器：15-25%
(3)充氧能力(EL)： 在标准条件下，单位时间内机械曝气装
置转移到混合液中的氧量，单位为kg O2/h。一般表示一台
机械曝气设备的充氧能力。
如何应用上述三个性能评价指标？
对于鼓风曝气设备，其工作性能常用动力效率(Ep)、氧的利
用率或氧的转移效率(EA)来评定。为比较各种空气扩散装置的
• 微生物选择区在厌氧或兼氧条件下运行，其基本功能是防止 产生污泥膨胀，同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝 化的作用
• 是一种传统的吸附再生活性污泥工艺与SBR工艺的 有机结合 • 连续回流,回流量(20%)较传统活性污泥法(50-100%)
小,且在同一构筑物内,回流系统简单
• 可实现同步硝化反硝化,脱氮效果好(在无硝化液回 流条件下,深度脱氮) • 可用于大型污水处理厂 • 尤其适合含较多工业废水的城市污水及要求N,P去 除的污水
④在考虑滗水器的集水口形式时，应注重浮渣挡板的设计，避免
操作灵活，可以进行多种运行方式，通过调节运行方
式（可以改变各阶段的运行时间），可使总氮去除率近 73%，总磷去除率达96.6% 耐冲击负荷强，由于高浓度污水是逐渐进入反应器， 进反应器的原污水只占反应器容积的2/3左右，有稀释 作用。 可以实现自动控制，应用电动阀、液位计、电动计时器
及可编程序控制器等自控仪表，可使本工艺过程实现全
(3)有高可靠性：在排水或停止排水的运行中，有序的
动作应正确平稳、安全可靠、耗能小、使用寿命长。
•
固定式滗水器
(1)固定短管式；(2)双层固定管式；(3)虹吸式滗水器 • 柔性管滗水器 (1)注气式柔性管滗水器；(2)钢索式柔性管滗水器
(3)门控式柔性管滗水器；(4)可调节柔性管式滗水器
• • 套筒式滗水器 旋转式滗水器
SBR处理工艺不需要调节池、二沉池等处理构筑物，也不 用污泥回流设备，且布局紧凑，因此，基建、运行、管理费 用大大减少。 SBR法的污泥沉降性好，污泥指数SVI低，活性污泥菌胶团密
实，污泥容易沉淀，可有效控制污泥膨胀，保证出水水质。
一般出水水质较好BOD5<=10mg/L,SS<=10mg/L,去除COD较常 规法高。 可以实现硝化、反硝化，具有脱氮、除磷功效（做了深度处 理的活）
运行时通过控制进/排气阀的开闭，采用U形管水封封气，来形成滗水 器中循环间断的真空和充气状态。 滗水的最低水面限制在短管吸入口以上，以防止浮渣或泡沫进入。
2.2 柔性管滗水器 属升降式滗水器，由浮箱、堰槽、柔性排水管和导轨等组成， 柔性排水管可以是橡胶软管或波纹管，考虑到管子越粗柔性越
差，故采用柔性管作排水管时，滗水量一般不宜过大。
• 曝气池设计：工艺选择，结构设计 • 二沉池设计 • 污泥回流设备
推流式曝气池结构设计
（1）长条形，淹没式进水口，流速0.2-0.4m/s，长
宽比5-10，长度50-70m （2）宽深比1-2，有效水深3-5m，超高0.5m，表面 曝气机械平台高出1m （3）曝气器的布置：
布满池底：
池底一侧：底层: 3-4.5m 中层 : 6-8m，池深中部 浅层：3-4m ，可采用1.2m以下的风压 （4）中位放水管：距池底1/2或1/3，培养污泥 排空管：纵向0.002坡度，80-100mm
Typical Two Basin CASS™ SBR Layout
三、滗水器的分类与结构（第九分册 专用机械）
主要功能：
(1)追随水位连续排水的性能：为分离澄清后的上清液，
滗水器的集水器应靠近水面，在上清液排出的同时，能 随反应池水位的变化而变化，具有连续排水的性能。 (2)定量排水的功能：运作时应不扰动沉淀的污泥，又不 将池中的浮渣带出，按规定的流量排放。
缺点：
• 是进水贯穿于整个周期，沉淀期间的进水会造成主反应区
水流紊动，影响沉淀效果。
• 容积利用率低，<60% • 脱氮除磷效果一般
（3）DAT-IAT工艺
主体构筑物由一个连续曝气池(DAT池)和一个间歇曝气池
(IAT池)串联而成
DAT池为预反应池，连续进水、连续曝气(也可间歇曝气)， 池中水流呈完全混合流态，绝大部分有机物在此降解；出
第六章 生物法污水处理设备
• 常规活性污泥法主体构筑物
• 曝气与鼓风曝气设备
• 生物膜法设备
• SBR系列工艺与专用滗水器
• 厌氧法系列工艺与设备
2016/12/19
1
生产线
成套设备 管线
单体设备 附属设备
方法：
• 普通活性污泥法 • 完全混合法
• 深井曝气法
• 生物吸附法 • A/O、A2/O、UCT工艺
(3)门控式柔性管滗水器
主要由浮箱、阀式堰口、排水管、导向轮组和气动元件组成。
该类滗水器追随水位变化的力是浮力，工作时先由配重块局
部调节好堰口初始状态下的浸没深度，然后开通气源，气缸 内活塞移动，开启堰口拍门进行溢流出水。 排水工作完成后，关闭气源，使 气缸处于静止状态，拍门靠自重
复位，同时拖动气缸内的活塞恢