活性汙泥(ní)法是利用好氧微生物(包括(kuò)兼性微生物)處(chù)理城市汙水和工業廢(fèi)水的有效方法(fǎ),其能夠從廢(fèi)水中去除(chú)溶解和膠體類可生物降解的有機物質,經過多年的發展,活性汙泥技術已經有了很(hěn)大的進步(bù),本文總結了傳(chuán)統技術(shù)和最新前沿的(de)技術(shù),化工人,你都懂嗎?
傳統活性汙泥法
一、漸減曝氣
在推流式(shì)的傳(chuán)統曝氣池中,混合液(yè)的需氧量在長度方向是逐(zhú)步下(xià)降的。實際情況是:前(qián)半段氧遠遠不夠,後半段供氧量超過需要。漸減曝氣的目的就是合理地布置擴散器,使布氣沿程變化,而總的空氣量不變,這樣可以提高處理效率。
1優點:
吸附與氧化同在一個曝(pù)氣池完成,有機物濃度和需氧量(liàng)沿池長(zhǎng)逐漸降低,對BOD和SS的去除率可達85%-95%。
2缺點:
(1)不能適應衝擊(jī)負荷;
(2)前段氧(yǎng)量不足,後段氧量過剩;
(3)體積大,占地麵積和基(jī)建(jiàn)費較(jiào)大。
二、分步曝氣
把入流的一部分從池端引入到池的中部分點進(jìn)水。
1優點:
(1)有機(jī)物(wù)分配(pèi)均(jun1)勻,需氧量均勻。
(2)活性汙泥濃度不均勻,前端濃,後端稀(xī),有利於提高(gāo)曝氣(qì)池利用率,出流混合液濃度降低。
(3)在相(xiàng)同的(de)BOD負荷條件下,逐步曝氣法的BOD容積負荷可明(míng)顯增大,去除一定量的BOD,曝氣池(chí)容積僅為普通法的一半,減少占地麵積。
2缺點:
(1)工藝複雜,運行管理要求高。
(2)漸減曝氣或(huò)多點進水管線,閥門增多。
三、完全混合法
在分步曝氣的基礎上,進一步大(dà)大增(zēng)加進(jìn)水點(diǎn),同時相應增加回流汙泥並使其在曝氣(qì)池(chí)中(zhōng)迅速混合,長條形池子中也能做到完全混合狀態。
1優點:
(1)池液中各個部分的微生物種類和數量基本相(xiàng)同,生(shēng)活環境也(yě)基本相同。
(2)入流出現衝擊負荷時,池液的組成變化也較小,因(yīn)為(wéi)驟然(rán)增加的負荷可為全(quán)池混合液所分擔,而不(bú)是像推流中僅僅由部分回流(liú)汙泥來承擔。完全混合池從某種意(yì)義上來講(jiǎng),是一(yī)個大(dà)的緩衝器和均和池(chí),在工業汙水的處理中有一定優點。
(3)池液裏各個部分的需氧量比較均勻。
2缺點
(1)池結構複雜,管理要求高;
(2)池合建一體,進出水、排(pái)泥、回流係(xì)統複雜,工藝難度大。
四、延時(shí)曝(pù)氣
曝氣時間很長,達24h甚至更長,MLSS較高,達到3000~6000mg/L;
活性汙泥在時間和空間(jiān)上部(bù)分處於內源呼吸狀態,剩餘汙泥少而穩定,無需消化,可直接排放。
1優點
適用於汙水量很小的(de)場合,近年來,國內小型汙(wū)水處理係統多(duō)有使用。
2缺點:
1.池容大
2.爆氣時間長
3.基建和運行費用高
五、淺層曝氣
1953年(nián)派斯維爾(Pasveer)的研究:氧在10℃靜止水中的傳遞特征,如上圖(tú)所示。
氣泡形成和破裂瞬間的氧傳遞速率是最大的。在水(shuǐ)的淺層處用大量空(kōng)氣進行曝(pù)氣,就可以獲得較高的氧傳遞速率(lǜ)。
1優點
(1)擴散器的深度以在水麵以下0.6~0.8m範(fàn)圍為宜,可以節(jiē)省動力(lì)費用,動(dòng)力效率可達1.8~2.6kg(O2)/ kW·h。
(2)可以用一般的低壓離心鼓風機。
(3)淺層曝氣與一般曝氣(qì)相比,空(kōng)氣量增大,但風壓僅為一般曝氣的1/4-1/6左(zuǒ)右,約10kPa,故電耗略有下降。
(4)淺層池(chí)適用於中小型規模的汙水廠。
2缺點
由於布氣係統進行維修上的困難,沒有得到(dào)推廣利用(yòng)。
六、深層曝氣(qì)
1優點
(1)一般曝氣池直徑約1-6m,水深(shēn)約10~20m。深井(jǐng)曝氣法深(shēn)度為50~150m。
(2)建造投資省:尤其規模較大的廢水處理工程,其運行設施和設備等(děng)建(jiàn)造投資的節省更為明顯。
(3)占(zhàn)地麵積小:深(shēn)井處理工段占地麵積不足常規法所需麵積的1/20,全流程建、構築(zhù)物占地麵積約為(wéi)常規法的60%,有利於緩解新建和已建汙水處理廠用地緊張問題,節省用地(dì)投資。
(4)運行費用低:因運行總耗能低、維修間隔周期長(深井(jǐng)投運20~30年內基本無需維修,且(qiě)維修簡單),故(gù)運行費用(yòng)為常規法的70%左右(工業廢水)或40%左右(城鎮汙水)。
(5)使用壽命長:深井安全使用壽命在50年以上。
2缺點
當井(jǐng)壁腐蝕或受損時(shí),汙水會通過井壁滲透,汙(wū)染地下水。
七、克勞斯法
克勞斯工程師把厭氧消(xiāo)化的上清(qīng)液加到回流汙泥(ní)中一(yī)起曝氣,然後(hòu)再進入曝氣池,克服了高碳水化合物的汙泥膨脹問題(tí),這個方法稱(chēng)為克勞斯法。
消化池上清液中富有氨氮,可以供應大量碳(tàn)水化合物代謝所需的氮。
消化池上清液夾帶的消化(huà)汙泥相(xiàng)對密度較大(dà),有改善(shàn)混合液沉澱性能(néng)的功效。
八、接觸穩定法
直接用於(yú)原汙水(shuǐ)的處理比用於初沉池的(de)出流處理效果好;可省去初沉池;吸附時間短,處理效率低85—90%;汙泥回流量多,增加回流汙泥泵的(de)容量。
混合液曝氣過程中第一階段BOD5的下降是由於吸附作用(yòng)造成的,對於(yú)溶解的有機物,吸(xī)附作用不大或(huò)沒有,因此,把這種方法稱為接觸穩定法,也叫吸附再生法。混合液的曝氣完成了吸附作用,回流汙泥的曝氣完成穩定作用。
九、氧化溝法
氧(yǎng)化溝是延時曝(pù)氣法的一種特殊形式,它的池體狹(xiá)長,池(chí)深(shēn)較淺,在溝槽中設有表麵曝氣(qì)裝置。
曝氣裝置的轉動,推動溝內液體迅速流動,具有曝氣(qì)和攪拌兩個作用,溝(gōu)中混合液流速約為0.3~0.6m/s,使(shǐ)活性汙泥呈懸浮狀態。
常用的氧化溝(gōu)係統:
1卡羅塞爾氧化溝
渠道更深、效率更高、機械性(xìng)能更好,改善和彌補了轉刷式氧化溝的弱點。
2交替工作氧化溝係統(tǒng)
容積相同的池子串(chuàn)聯工作,交替作為曝(pù)氣池和沉澱池,無需汙泥回流(liú)係統,必須安裝自動控製係統(tǒng),處理水質(zhì)好,汙泥比較穩定。
3奧貝爾氧化溝(gōu)係統
同心圓式的多溝串聯係統,用的(de)比較廣泛,運行時,外、中、內的溶解氧的剃度很大。
4曝氣(qì)-沉澱一體化氧化溝
有稱合建式氧(yǎng)化溝,減少戰地麵積,免除(chú)汙泥回流係統,但是有待進一步完善。
5帕斯韋(wéi)爾氧化(huà)溝係統
6T型氧化溝係統
氧化溝的(de)特點
1.氧(yǎng)化溝(gōu)中(zhōng)形(xíng)成富氧區和缺氧區,可以脫氮除磷(lín);
2.池型較大,占地麵積(jī)較大,多(duō)在室外,動力效率低,能耗高;
3.負荷(hé)低(dī),處理效果好、產(chǎn)泥量少(shǎo);
4.抗(kàng)衝擊負荷能力強,工藝流程簡(jiǎn)單,構築物少,運行管理方便。
5.常不設計初沉池,也可以不單設二次沉澱池。
十、純氧(yǎng)曝氣
在密閉的容器中,溶解氧的飽和度可提高,氧溶解的推動力也隨著提高,氧傳遞速率增加了,因而處理效果好,汙泥的沉澱性也好。純氧曝氣並(bìng)沒有改變活性汙泥或微生物的性質,但使微生物充分發(fā)揮了作用。
純氧(yǎng)曝(pù)氣(qì)的缺點是:純氧發生(shēng)器容(róng)易出現故障,裝置複雜,運(yùn)轉管理較麻煩。
十一、活性(xìng)汙泥生物濾(lǜ)池(ABF工藝)
在通常的活性汙泥過程之前設置一個塔式(shì)濾池,它同曝(pù)氣池可以是串聯或並聯的。
塔式濾池濾料表麵附著很多的活性汙泥,因此濾料的材質和構造不同(tóng)於一(yī)般(bān)生物濾池。
濾(lǜ)池也可以看作采用表(biǎo)麵曝氣特殊形式的曝氣池,塔是一外置的強烈充氧器。因而ABF可以認為是一(yī)種複合式活性汙泥法。
十二、吸附-生物降解(jiě)工藝(AB法)
特點:
(1)無初沉池
(2)A,B段各擁有自己的回流係統,兩段分開,有各自的微生物群體
(3)由(yóu)於A段的負荷高,有效好的抗衝擊負荷能力. A級以高負荷或超高負荷運行,B級以低負荷運行,A級曝氣(qì)池(chí)停(tíng)留時(shí)間短,30~60min,B級停留時間2~4h。
(4)該(gāi)工藝還可以根據經濟實力進行分期建設,條件成熟建二級。
十三、序批式活性汙泥法(SBR法)
SBR工藝的基本運行模式由進水、反應、沉澱、出水和閑置五個基本過程組成,從汙水流入到閑置結束構成一(yī)個周期,在每個周期(qī)裏上(shàng)述過程都是在(zài)一個設(shè)有曝氣或攪拌裝置的(de)反應器內依次進行的。
1優點
(1)工藝係統組成簡單,不設二沉池,曝(pù)氣池兼具二沉池的功能(néng),無汙泥回流設備(bèi);
(2)耐衝擊負荷(hé),在一般情況(kuàng)下(包括工業汙水(shuǐ)處理)無需設置(zhì)調節池;
(3)反應推動力大,易於得到優於連續流係統(tǒng)的出水水質;
(4)運行操作靈活,通過適當調(diào)節各單元操作的狀態可達到(dào)脫氮除磷的效果;
(5)汙泥沉澱性能好,SVI值較低,能有效地防止絲狀菌膨脹;
(6)該工藝的各操作階段及各項運行指標可通過計算機加(jiā)以控製,便於(yú)自控運行,易於(yú)維護管理。
2缺(quē)點
(1)容(róng)積利用(yòng)率低;
(2)水頭損失大;
(3)出水不連續;
(4)峰值(zhí)需氧(yǎng)量高;
(5)設備利用率低(dī);
(6)運行(háng)控製複雜;
(7)不適用於大(dà)水量。
十四、高負荷曝(pù)氣或變形曝氣(qì)
部分汙(wū)水廠(chǎng)隻需要部分處理(lǐ),因此產生了高(gāo)負荷(hé)曝氣法。
曝氣池中(zhōng)的MLSS約(yuē)為300~500mg/L,曝氣時間比(bǐ)較短,約(yuē)為2~3h,處(chù)理(lǐ)效率僅約(yuē)65%左右,有別於傳統的活性汙泥法(fǎ),故(gù)常稱變形曝氣。
活性汙泥(ní)法(fǎ)的發展或變形後的工藝
1:有缺氧(yǎng)帶的氧化溝工藝(yì)
特點:
1.可以在單(dān)一池內實現部分反硝化作用,適用於有反硝化要求(qiú)的場合。
2.對BOD、COD、N、P的(de)去除率(lǜ)分別達到95%、90%、75%和60%。
2:Carrousel AC工藝
這種工藝在氧化溝上遊加(jiā)設前置厭氧池,可(kě)有效抑製活性汙泥膨脹,提高活性(xìng)汙泥的沉降(jiàng)性能.同時為生物除磷提(tí)供了條(tiáo)件。水中磷(lín)的含量通常在2mg/L以下。
3:A2C/ Carrousel 2000工藝
特點:
1.A2/C型氧(yǎng)化溝,在傳統的氧化溝前(qián)端(duān)增設了厭氧池,在溝體內增加了缺氧池(chí),因此具(jù)有生物除磷脫氮功能。
2.A2/C氧化溝與A2/O很相似。由於(yú)該型氧化溝采用了獨特的水力構(gòu)造,可以取消由好(hǎo)氧池至缺氧池(chí)的(de)混合液回(huí)流設備,因而節約用於(yú)混合液回流的能耗。
3.因為增加了獨(dú)立的厭(yàn)氧池和缺氧池,使A2/C氧化溝(gōu)出水指標(biāo)可以達到BOD5<10mg/L,SS<15mg/L,TN<7mg/L,TP<1mg/L的(de)較高水平(píng)。
4:卡魯塞爾-巴(bā)登弗型氧化溝
4段Carrousel-Bardenpho係統是在(zài)Carrousel2000下遊增設了第二缺氧池及再曝氣池,達到更高(gāo)程度的脫氮。
5段(duàn)Carrousel-Bardenpho係統(tǒng)是在是在A2C /Carrousel2000係統的下遊增加了第二缺氧池及(jí)現曝氣池。從而提高了脫氮除磷的效果。
5:Carrousel 3000工藝(yì)
該係統也稱為Deep Carrousel,其在Carrousel2000係統前增加了一個生物選擇區,生物選(xuǎn)擇(zé)區(qū)利用高有(yǒu)機負荷篩選菌種,抑製(zhì)絲狀菌增長,提高各汙染物的去除率,其後工藝同Carrousel2000係統。
特點:
1.池深可達7.5-8m,同(tóng)心圓式池壁共用,減少占地,降低造價提高耐低溫能力(可達(dá)7℃)。
2.表曝機下設導流筒提高充氧深度,水下設推進器保障流速。
3.根(gēn)據在線DO、硝酸鹽測定值控(kòng)製轉速(sù),多變量靈活控(kòng)製充氧量。可整(zhěng)體加蓋,解決臭味、噪音問題。
6:ICEAS工藝
在反應器的進水端增加了一個預反應區運行方式為連續進水,間歇排(pái)水。
特點:
1.主反應區處於(yú)停曝攪拌狀態進(jìn)行反硝化時,連(lián)續進入的汙水提(tí)供碳源,提高脫(tuō)氮效率
2.連續進水,配水(shuǐ)穩定,簡化了操作(zuò)程序。
3.現有的SBR處理(lǐ)法可較容(róng)易的改造成這種運行方(fāng)式。
4.在沉澱期時,進水在主(zhǔ)反應區底(dǐ)部造成水力紊動影響泥水分離,衝淡了SBR降解有(yǒu)機物的推動(dòng)力。
7:ICEAS的反應池
反應(yīng)池由兩部分組成,前一部(bù)分為預反應區,也(yě)稱進水(shuǐ)曝氣區,後(hòu)一部分為主反應區。主、預反應區之間的底部有孔洞相連,汙(wū)水(shuǐ)以很低的流速有(yǒu)預反應區進入主(zhǔ)反應(yīng)區。
8:CASS工藝
(1).工作原理
CASS池分預反應區和主反應區。在預反(fǎn)應區內,微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附(fù)汙水中大部分可溶性有機物,經曆(lì)一個高負荷的(de)基(jī)質快速積累過程,這對進水水質、水量、PH和(hé)有毒有害物質起到較好的緩衝作用,同時對絲狀菌的生長起到抑製作用,可有效防止汙泥膨脹;隨後在主反應區經曆一個較低(dī)負荷的基質(zhì)降解過程。
CASS工藝集反應、沉澱、排水、功能於一(yī)體,汙染(rǎn)物的(de)降解在時間上是一個推流過程,而微生物則處於好氧、缺(quē)氧、厭氧周期性變化之中,從而達到對汙染物去除作用,同時還具有較好的脫氮、除磷功能。
(2).CASS的(de)優勢
與SBR相比:
1. 其反應池(chí)由預反(fǎn)應區和主反應區組成,因此,對難降解有機物的去除效果更好。
2. 進水(shuǐ)過程是連續的,因此,進水管(guǎn)道上無需電磁閥等控製元件,單個池子可獨立運行;而SBR進水過程是間歇(xiē)的,應用中一般要2個或2個以上池子交替使用
3.CASS法每個周期的(de)排水量一般不(bú)超(chāo)過池內總水量的1/3,而SBR則為3/4,所以,CASS法比SBR法的抗衝擊能力更(gèng)好。
與傳統活性汙泥法相比
1.建設費用低: 省去了初次沉澱池、二次(cì)沉(chén)澱池及汙泥回流設備;
2.工藝流程短,占地麵積少;運轉費用省;管理簡單,運行可靠;
3.汙泥產量低,汙泥(ní)性質穩定; 具有脫氮除(chú)磷功能。 無異味(wèi)。 設(shè)備安裝簡便,施工周期短,具有較好的(de)耐水、防(fáng)腐能力,設(shè)備使用壽命長;
4.對原水的水質水量的變化有較強的適應能力,處(chù)理效果穩定,出水水質好(hǎo),
9:DAT-IAT工藝流程
DAT 池為(wéi)預反應池,也稱(chēng)為連續曝氣區,池中水(shuǐ)流呈完全混合流態,絕大(dà)部分有機物在這個池(chí)中降解。IAT相當一個傳統的SBR 池,但進(jìn)水為連續流。
DAT池和IAT池串聯組成,DAT 連續進水,連續曝氣(也可間歇曝氣),IAT也是連續進水,但間歇曝氣,清水和剩餘活性汙泥均由IAT池排出。和典型(xíng)的SBR 反應池一樣,IAT 池運行操作由進(jìn)水、反應、沉(chén)澱、出(chū)水和待機5個階段組成。
DAT-IAT工藝的(de)特(tè)點:
.增加了工藝處理的穩定性。.提高了池容的利(lì)用率。.提高了設備的利用率。.增加了(le)整個係統的(de)靈活性。
10:UNITANK工藝
1工作原(yuán)理
UNITANK 的通用(yòng)形式是采用三個池子的標準係統這三個池子通過(guò)共壁上的開孔實現水力連接無(wú)需用泵輸送,每個池中都裝有曝氣係統(可以是(shì)表曝也可以是鼓風曝氣) 同時邊(biān)緣的(de)兩個池子都裝有溢流堰(yàn)用於排水既可以用作反應區(qū),也可以用作沉澱池每個池子都可以進水,剩餘汙泥從邊緣兩個作(zuò)沉(chén)澱池的池(chí)子排出與傳統活性汙泥法一樣,該係統是連續運行的但是其單個池子是按一定周期運行的
2.特點
MSBR 是針對(duì)脫(tuō)N除P功能發展起來的新工藝,用低能耗、低水頭回流泵進行內回流和汙泥回流,改善了係統中MLSS平衡,提高了脫N效果,采用了最(zuì)新的除P專利工藝,提高了除P效果。特別適合汙水中含N,P比較高的水質。
采(cǎi)用微孔曝氣器(qì),提高了(le)充氧效(xiào)率,降低能(néng)耗。MSBR 為一體化構築物,節約用地。運(yùn)行效果穩(wěn)定,出(chū)水水質好。控製靈活,自動化程度高。
其缺點是操作管理複(fù)雜,要(yào)求管理水平高。