生化系统

生化系统
目录
前言 (3)
生化系统的限制 (3)
一、各种生化工艺的优缺点 (3)
生物接触氧化法优缺点比较 (3)
UASB优缺点比较 (3)
普通活性污泥法优缺点比较 (5)
AB工艺优缺点比较 (5)
A/A/O工艺优缺点比较 (5)
氧化沟工艺优缺点比较 (6)
曝气生物滤池(BAF)优缺点比较 (6)
膜生物反应器（MBR） (6)
二、各种生化工艺的设计参数 (7)
1.水解酸化池的设计参数； (7)
2.UASB的设计参数： (7)
3.接触氧化池的设计参数： (7)
4.活性污泥法的设计参数 (7)
5.BAF设计参数 (8)
6.氧化沟的设计参数 (8)
三、各种生化工艺的附属设施设备和投资费用 (8)
1.活性污泥法 (8)
2.接触氧化法 (8)
3.水解酸化法 (8)
4.UASB (8)
5.AB法 (9)
6.IC反应器 (9)
7.氧化沟 (9)
8.缺氧法 (9)
9.BAF (9)
四、各种生化工艺的处理效果、运营难易程度 (9)
五、生化工艺的工程应用 (10)
六、生化系统的调试方法以及问题预案 (10)
1.水解酸化污泥的驯化 (10)
2.好氧系统的驯化 (10)
3.生化处理系统的调试与运行管理 (11)
4.活性污泥性状异常分析及解决对策 (12)
前言
生化系统的限制
1、含盐率（电导率）的限制：生化进水电导率不能超过一万，光是膜浓水和酸洗废水
处理完后的水，没有其他水稀释，是不能进生化的。

含盐率太高，微生物细胞脱水，难以培养。

2、PH限制：6<PH<9，PH值过低或者过高都会影响微生物的生长，甚至杀死微生物。

3、有毒有害物质限制：含重金属的废水一定要经过预处理才能进入生化系统，生化系
统进水重金属尽量低于国家表2标准。

有毒有机物特别是含氰废水一定要去除毒性才能进入生化系统。

4、温度限制：调试培养期温度15-35℃，适宜的温度可以加快培养，缩短调试期。

过
高的温度会杀死微生物，过低的温度会使微生物活性降低甚至休眠，使处理效率降低。

5、营养限制：生化进水平均COD应该在200以上，微生物才能有足够的食物生长。

UASB营养比例BOD5:N:P=500:5:1；水解酸化营养比例BOD5:N:P=300:5:1；好氧系统营养比例BOD5:N:P=100:5:1。

调试期间多投加，运营期间少投加。

6、培养驯化时间限制：在条件适宜条件的情况下，厌氧系统培养驯化时间需2-3个月，
好氧系统培养驯化时间需1-2个月。

7、污泥接种限制：需要在短时间调试好生化系统，需要接种活性污泥，如果受条件限
制，无法拉到生化污泥或者工程比较大，接种的生化污泥比较少，调试期会延长。

一、各种生化工艺的优缺点
生物接触氧化法优缺点比较
优点
具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。

（1）容积负荷高，耐冲击负荷能力强；
（2）具有膜法的优点，剩余污泥量少；
（3）具有活性污泥法的优点，辅以机械设备供氧，生物活性高，泥龄短；
（4）能分解其它生物处理难分解的物质；
（5）容易管理，消除污泥上浮和膨胀等弊端。

缺点
（1）滤料间水流缓慢，水力冲刷力小；
（2）生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料之间易引起水质恶化，影响处理效果；
（3）滤料更换，构筑物维修困难。

UASB优缺点比较
优点
1、UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1；
2、有机负荷高，水力停留时间长，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d
左右；
3、无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于
悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；
4、污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；
5、UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥
床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。

缺点
1、进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下；
2、污泥床内有短流现象，影响处理能力；
3、对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。

SBR优缺点比较
优点
1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，
净化效果好。

2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。

3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有
机污物的冲击。

4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。

5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。

6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。

7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。

8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮
除磷效果。

9、工艺流程简单、造价低。

主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回
流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。

缺点
1、自动化控制要求高。

2、排水时间短（间歇排水时），并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的
排水设备（滗水器），且对滗水器的要求很高。

3、后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也
很大。

4、滗水深度一般为1~2m，这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程。

5、由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。

A/O工艺优缺点比较
优点
(1)效率高。

该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果，总氮去除率在70%
以上。

(2)流程简单，投资省，操作费用低。

该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，
故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。

在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。

(3)缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。

反硝化反应是最为经济的节能型降
解过程。

(4)容积负荷高。

与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。

(5)缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。

当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本
工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。

生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、COD等有机物。

推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环) 工艺缺点
(1)、由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物
质的降解率较低；
(2)、若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。

另外，内循环液
来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％。

(3)、影响因素：水力停留时间（硝化＞6h ，反硝化＜2h ）污泥浓度MLSS（＞3000mg/L）
污泥龄（＞30d ）N/MLSS负荷率（＜0.03 ）进水总氮浓度（＜30mg/L）
普通活性污泥法优缺点比较
优点
1.有机物在曝气池内的降解经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程，活性
污泥也经历了对数增长、减速增长、内源呼吸的完整生长周期；
2.对无水的处理效果好，BOD去除率和达到90%以上；
3.适合用于处理净化程度高和稳定程度要求较高的污水。

缺点
1.曝气池首端有机物负荷高，耗氧速率较高，为了避免由于缺氧而形成厌氧状态，进水
的有机物浓度不宜过高，则曝气池的容积大、占用的土地比较多、基建费用较高；
2.耗氧速率沿池长是变化的，而供养速率难于与其相吻合。

在池前可能出现好氧速率高
于供养速率，在池后又有可能出现溶解氧过剩的现象，从而影响处理效果；
3.对进水水质、水量变化的适应性较低，运行结果容易受到水质、水量变化的影响,脱
氮除磷效果不太理想。

AB工艺优缺点比较
优点
1.不设初次沉淀池，A、B 作为各自独立的处理过程，均有各自独立的污泥回流系统，
因此易于培养各自有力的微生物群体，所以处理效果较稳定；
2.对BOD5、COD、SS、N、P 的去除率一般高于普通活性污泥法；
3.A 段的负荷较高，抗冲击能力较强、对PH 值和有毒物质的缓冲能力较强，水利停留
时间较短，细菌繁殖较快；
4.A 段吸附能力较强，对重金属、难降解的有机物和营养物质有一定的吸附能力；
5.投资少、能耗少，此工艺适合分步建设，可以缓冲建设资金上的困难；
6.A-B工艺不仅适用于新厂建设，还适用于旧厂的扩建。

缺点
1.A 段产泥率高，增加了污泥处理的费用；
2.AB 法处理中的A段直接影响B段的处理效果；
3.A 段受制因素也较多。

A/A/O工艺优缺点比较
优点
1本工艺在系统上称作是最简单的同步脱氮除磷工艺，水力停留时间少于其他同类工
2在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状细菌不能大量的繁殖，无污泥膨胀现象的发生，SVI的值一般小于100；
3运行中无需投加药品，两个A段之间轻缓搅拌，以不增加溶解氧的量为度，运行费用低;污泥中含磷浓度较高，具有很高的肥效。

缺点
1.除磷效果难于再次提高，污泥增长有一定的限度不易提高，特别是P/BOD值高时更
加如此；
2.脱氮效果也难进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高；
3.进入沉淀池的处理水要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态
和污泥释放磷的现象的出现。

但是溶解氧的浓度不能太高，要防止循环混合液对缺氧反应器的干扰，这点难以控制。

氧化沟工艺优缺点比较
优点
1.氧化沟特殊的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用。

可以将其分为好氧区和缺
氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮效果；
2.可以考虑不设初沉池。

也可以考虑不单独设二沉池，从而省去污泥回流系统；
3.BOD 负荷低，对水温、水质、水量变化的适应性强；
4.污泥龄较长，有较好的反硝化脱氮效果；
5.污泥的产率低，且多已达到稳定状态，故不需设置消化池。

缺点
1.氧化沟流速不够。

2.氧化沟供氧不足：氧化沟供氧不足。

是造成NH4-N硝化不好、总氮去除效果差的主
要原因。

3.T-N、T-P去除效果相佐：在出水水质上常出现T-N浓度较低时，T-P的浓度相对较高；
当T-P的浓度较低时，T-N浓度升高的情况，而进水T-P浓度高,出水T-P浓度低；T-N 的情况则不同，进水T-N的浓度高。

出水T-N也往往较高。

曝气生物滤池(BAF)优缺点比较
优点
1、陶粒滤料兼有生化及过滤双重作用，从而提高了处理负荷，保证了处理效果；
2、曝气生物滤池不需设置沉淀池，从而降低了土建造价。

缺点
1、控制单元多，操作复杂，对操作人员要求很高；
2、长时间运行陶粒易结块，滤头易堵塞，为保证效果每一到两年需要疏通，会造成维
护费用显著增加；
3、对进水悬浮物要求很高，设备投资相对生物接触氧化高很多，造成总投资增加。

膜生物反应器（MBR）
优点
1、处理水质最好；
2、处理负荷高，占地面积最小；
3、不需设置沉淀池及过滤系统，出水可直接回用。

1、MBR膜组件造价高、维护费用高，这也是限制本工艺推广的最大阻力；
2、若采用国产膜，寿命只有2到3年，需定期更换，费用很高；若采用进口膜，虽然
寿命可达到4-5年，但是造价是国产膜的3-5倍；
3、长期使用会产生膜污染，虽然通过反洗、酸洗、碱洗等会恢复较大的膜通量，但同
时也会造成膜组件使用寿命的降低；
4、由于MBR反应器的运行特殊性（间歇出水频繁进行反洗）造成了本工艺对控制
系统要求较高，操作较复杂。

二、各种生化工艺的设计参数
1.水解酸化池的设计参数；
①以细格栅和沉砂池作为预处理设备；
②平均水力停留时间：HRT=2.5-3h（容易生化废水）；HRT=3-5h（一般废水）;HRT=6-7h
（难生化废水）；
③最大上升流速（v max）=2.5m/h（持续时间不大于3.0h）；
④反应器深度：H=4.0-6.0m；
⑤布水管深度：1~2m2/孔；
⑥出水三角堰负荷：1.5~3.0L/(s*m)；
⑦污泥床的高度在水面之下1.0~1.5m；
⑧污泥排放口在污泥层的中上部，即在水面下2.0~2.5m；
⑨在污泥龄大于15天时，污泥水解率在所去除SS的25%~50%。

设计污泥系统需按冬
季最不利情况考虑。

⑩进水PH:6~9，温度10~38℃，SS条件：SS<160mg/L
2.UASB的设计参数：
需要根据水量、水质等参数确定UASB的大小才可以，目前UASB的技术已经很成熟，运行好的也可以培养出颗粒污泥的，一般厌氧UASB进水控制在5000mg/L以下，处理效率在80%以上，上升流速不可以超过0.5m/h，负荷一般可以按照6kg左右设计。

停留时间10小时左右。

3.接触氧化池的设计参数：
组合填料挂片之间距离5~10cm，推荐8cm；
每串的间距16~32cm，推荐20cm；
停留时间：8小时；
溶解氧DO:2~5；
进水PH:6.5~8.5；
有机负荷建议取1.0kgBOD/(m3.d)。

4.活性污泥法的设计参数
溶解氧DO:2~4
食微比：污泥负荷控制，根据实际情况而定，夏季温度较高，污泥活性较好时，可以适当提高污泥负荷，当0.15以下，没有什么问题，冬季为了保证脱氮效果，保持硝化效果的良好，必须低负荷，一般不应高0.1.在0.03-0.05是可行的
水力停留时间：10小时
有机负荷建议取0.8kgBOD/(m3.d)
5.BAF设计参数
BAF的平面形状以正方形或矩形为主（少有圆形），其单池面积一般以不超过50m2为宜，以利于过滤和反冲洗布水的均匀性，减少反冲洗贮水池的容积等。

其数量一般不宜少于两座（并联运行），最多不宜超过8~12座以便于操作和运行管理；
滤池的总面积：A=Q/VT；总高度一般为：5~7m；
滤料层高度：1.5~4m；承托层高度：0.3~0.4m；
顶部集水空间高度：0.8~1.0m；底部配水区高度：1.2~1.5m；
超高：0.3~0.5m；过滤速度：2～8m/h（反硝化时>10m/h) ；反冲洗空气速度：60～90m/h；固体负荷能力：4～7kg/ BOD ；
有机负荷：4～12kg/.d；系统氧效率：30 ～35%；
城市污水处理吨水造价：800～1000元；硝化（10 ℃）：0.6～1.0kg/.d；
脱氮(10℃)：1.5～2.5kg/.d；反冲洗水量：5～6升/ ㎡.s；
产泥量：0.6～0.7kg/去除kgBOD.d；城市污水处理吨水电耗：0.2 ～0.25度
6.氧化沟的设计参数
水力停留时间：10-40小时；
污泥龄：一般大于20天；
有机负荷：0.05-0.15kgBOD5/(m3.d)；
活性污泥浓度：2000-6000mg/l;
沟内平均流速：0.3-0.5m/s。

三、各种生化工艺的附属设施设备和投资费用
1.活性污泥法
附属设施：
鼓风机，溶氧仪，污泥回流泵，刮泥机，辐流沉淀池。

投资费用：
需要把好氧池做得比较大，土建投资费用较高；不需填料，结构简单。

2.接触氧化法
附属设施：
鼓风机，溶氧仪，污泥回流泵，刮泥机，辐流沉淀池，挂膜。

投资费用：
与活性污泥法相对，填料增加部分费用，但效率高，需要停留时间短，节省土建费用3.水解酸化法
附属设施：
脉冲罐，污泥回流泵，布水系统
投资费用：
水解酸化池只是把厌氧反应停留在第一阶段，需要停留时间短，池子小，土建费用省，主要是把大分子降解成小分子，COD去除率比较小，不能较少后面好氧阶段的费用。

4.UASB
附属设施：
脉冲罐，一套三相分离器，污泥回流泵，布水系统
投资费用：
UASB需要把厌氧反应停留在第三阶段，需要需要停留时间长，池子大，土建费用比较大，但COD去除效果十分明显，能较少后面好氧阶段的费用。

5.AB法
附属设施：
两套辐流沉淀池，两套污泥回流系统
投资费用：
AB法其实是两套活性污泥系统串联，效果比传统活性污泥法好，但土建和电费也相应增加。

6.IC反应器
附属设施：
脉冲罐，两套三相分离器，污泥回流泵，布水系统
投资费用：
IC反应器是加强型的UASB，适合COD浓度特别高的污水，需要停留时间比UASB 更长，增加一套三相分离器，费用比UASB增加不多。

7.氧化沟
附属设施：
表面曝气机、辐流沉沉淀池
投资费用：
氧化沟采用头尾相连的方式，基建投资省，运行费用低。

8.缺氧法
附属设施：
两套潜水推流器
投资费用：
缺氧池主要为脱氮作用，停留时间短，土建投资不大。

9.BAF
附属设施：
反冲池
投资费用：
BAF需要投加填料，增加反冲洗等，初期投资费用比较高。

四、各种生化工艺的处理效果、运营难易程度
处理效果排序
厌氧工艺：IC反应器>UASB>水解酸化>缺氧池
好氧工艺：BAF>接触氧化法>氧化沟>AB法>活性污泥法
运营难易程度（从易到难）
厌氧工艺：缺氧池>水解酸化>UASB>IC反应器
好氧工艺：接触氧化法>活性污泥法>AB法>氧化沟>BAF
五、生化工艺的工程应用
我们公司目前阶段所接的项目大多为玻璃废水和电镀污水，其中玻璃废水的COD 比较低，不需上生化。

电镀行业前处理污水和用滚镀法镀锌的污水COD比较高，有的废水COD接近1000，正常混凝沉淀+电化学无法使COD达到表二标准，需通过粉焦或者芬顿使COD达标。

有时候处理成本太高，无法使业主接受。

况且要迎接未来即将达到的表三标准，电镀污水上生化系统势在必行。

如果是容易生化的废水，用厌氧+接触氧化的工艺，可以稳定实现，但是对于电镀这类难生化+有毒有害物质的废水，COD 实现表三标准有点困难，后面可以加粉焦或者BAF工艺进行深度处理。

个人建议用水解酸化+接触氧化工艺组合，实现表二标准；水解酸化+接触氧化工艺+粉焦吸附工艺组合实现表三标准。

如果原水氨氮比较高，则需增加缺氧或者BAF 工艺。

理由是这套工艺最符合我们公司的情况和电镀污水的水质要求，厌氧工艺选用水解酸化法的原因是水解酸化容易培养，运行稳定，不会出现酸败等情况，停留时间短，占地面积小，结构简单，投资费用小。

而且针对电镀污水物化处理后200-300的COD,水解酸化已经足够，主要作用为把难生化的大分子降解成容易生化的小分子，方便后面的好氧系统降解吸收。

好氧工艺选用接触氧化法的原因是处理效率高，缩小了处理池容积和占地，节省了基建投资，运行得好的话能达到表三标准，能适应高浓度和低浓度的水质，能有效地去除水中的氨氮和微量有机物，没有污泥膨胀和污泥回流，管理简便，目前现存的活性污泥法多数为多年前的设计，如果涉及到老工程改造，多数会把活性污泥法改造成接触氧化法。

新设计的好氧系统大多为接触氧化法。

六、生化系统的调试方法以及问题预案
1.水解酸化污泥的驯化
(1)．污泥投加，接种污泥投加量应大于池容的20%，一般为20-30%。

具体视项目大
小、水质和调试工期等决定。

(2)．酸化水解池污泥培养比较慢，主要保证营养物均衡；投加营养后（C，N，P）按
BOD5:N:P=100:5:1。

(3)．酸化水解池投加活性污泥后，三天后开始进废水，开始处理量为设计处理量的
1/10，连续按此处理量处理三天，检测进出水的COD变化情况。

(4)．若连续运行三天后，酸化水解池出水变黑并带酸臭味、DO在0.5mg/L以下，将
处理量提高1/10后在连续按原处理量进行处理，知道处于正常。

(5)．驯化期结束的标志：处理能力达到设计处理能力：DO在0.3mg/L以下：COD去
除率达到20%以上。

驯化预计需2个月至2个半月时间。

2.好氧系统的驯化
(1).污泥投加，接种污泥投加量应大于池容的20%，一般为20-30%。

具体视项目大小、
水质和调试工期等决定。

(2).污泥驯化步骤
A.活性污泥经闷曝三天后，开始进废水，开始处理量为设计处理流量的1/10，连续
按此处理量处理三天，监测活性污泥池的DO、SV30 、进水重金属浓度（主要是铜）
及活性污泥量DO在2-4mg/L之间，观察活性污泥池SV30 的变化及生物相的变化情况。

B.若连续运行三天后，活性污泥池的DO变化不大，SV30 、不断上升并且COD去除
率达到70%以上或COD低于40mg/L，将处理量提高1/10后在连续运行三天，连续运行三天后符合上述条件，则继续增加处理量，否则继续按原来处理量进行处理，直到生物相及SV30能处于正常。

C.驯化阶段污泥需100%回流，污泥回流泵需常开，保证污泥回流。

(3)．好氧系统污泥培养比较快，但因为一般工业污水营养比例严重失衡，还需投加营
养物，保证营养物均衡；投加营养后（C，N，P）按BOD5:N:P=100:5:1。

(4).驯化阶段监测指标及控制范围：
A.DO控制范围：2-4mg/L;
B.SV30控制范围：10%-20%(接触氧化法)；20%-30%（活性污泥法）;
C.PH值控制范围：6-9;
D.进水重金属浓度控制范围：Cu<1mg/L;
E.温度控制范围：15-35摄氏度；
F.二沉池进出水DO控制范围：进出水DO值相差不能太大，若进出水DO相差太大，
表明活性污泥池负荷过大，应降低负荷；
G.生物相镜检，观察活性污泥中微生物主要类型，污泥中会出现大量的固着型纤毛虫
（如钟虫，柄纤毛虫，累枝虫等），或出现轮虫、瓢体虫及甲壳虫等微生物，通过判断这些微生物的活性来判断污泥状态的优劣状态。

5).驯化时间
驯化期结束的标志：处理能力达到设计处理能力：SV30在10%-30%之间；COD<40mg/L,驯化预计需1-2个月时间。

3.生化处理系统的调试与运行管理
（1).厌氧池（水解酸化池的）运行管理
A、监控进出水水质，计算去除效率；
B、观察出水颜色和气体，出水变黑并带酸臭味为正常现象，否则需要检查进水水质，
投加营养物或回流部分好氧污泥至池中；
C、监测DO，控制范围：0.3mg/L以下。

（2)活性污泥系统的运行管理
A、外观：检查好氧池运行状况，并判断是否在正常，主要包括：好氧池液面翻腾
情况：好氧池气泡的多少、色泽、粘性；观察活性污泥的颜色、气味、出水效果等；
B、每天监测进出水的PH值、COD、SS、及其他有毒有害物质浓度，监测频率为2
次/天以上；
C、每天监测好氧池的DO值、温度、PH值和SV30，监测频率4次/天以上，监测指
标及参数与驯化阶段监测指标及控制范围相同；
D、观察好氧池生物相每天观察一次；
E、必要时可监测二沉池进出水DO值，以判断二沉池中是否进行厌氧代谢，及污水
处理是否完全。

4.活性污泥性状异常分析及解决对策。