史上最全的活性污泥处理工艺的传统工艺

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来源:Ai环保

作者:晓光

2018/1/27 9:41:34

 

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活性污泥

北极星环保网讯:污水活性污泥处理工艺开创100年来，通过污水处理的生产实践，已在城市污水处理技术领域稳占一席之地，在技术上更是取得了大幅度的进步。活性污泥工艺是污水活性污泥处理工艺技术的核心，本文收录了12种在20世纪30～40年代城市污水处理热潮中涌现出来的效果优异的活性污泥传统工艺，仅供大家参考。

一、普通活性污泥工艺

普通活性污泥工艺又称传统活性污泥工艺，是活性污泥废水生物处理系统的传统方式。系统由曝气池、二沉池和污泥回流管线及设备三部分组成。

经预处理技术处理后的原污水，从活性污泥反应器—曝气池的首端进入池内，由二沉池回流的回流污泥也同步注入。污水与回流污泥形成的混合液在池内里呈推流式流态向前流动，流至池的末端、流出池外进入二沉池。流入二沉池的混合液，经沉淀分离处理，活性污泥与被处理水分离。处理后的水排出系统，分离后的污泥进入污泥泵站，在那里，污泥进行分流，一定量的污泥作为回流污泥，通过污泥回流系统，回流至曝气池首端，多余的剩余污泥则排出系统。

【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）对一般城市污水的处理效果好，BOD去除率可达到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)曝气池首端有机污染物负荷高，耗氧速度也高，为了避免由于缺氧形成厌氧状态，进水有机物负荷不宜过高。为达到一定的去污能力，需要曝气池容积大，占用土地较多，基建费用高；

(2)好氧速度沿池长是变化的，而供氧速度难于与其相吻合、适应，在池前段可能出现好氧速度高于供氧速度的现象，池后段又可能出现溶解氧过剩的现象；

(3)对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质、水量变化的影响。

二、阶段曝气活性污泥工艺

阶段曝气活性污泥工艺又称分段进水活性污泥工艺或多段进水活性污泥工艺，是针对传统活性污泥工艺存在的弊端进行了一些改革的运行方式。

污水沿池长分段注入曝气池，使有机负荷在池内分布比较均衡，缓解了传统活性污泥工艺曝气池内供氧速率与需氧速率存在的矛盾，沿池长F/M分布均匀，有利于降低能耗，又能充分发挥活性污泥微生物的降解功能。曝气方式一般采用鼓风曝气。

【优点】

（1）池体容积比传统法小三分之一以上，适于处理水质相对稳定的各类污水；

（2）与传统活性污泥工艺相比，提高了空气的利率，即能耗较低；

（3）污水沿池长分段注入，提高了曝气池抗冲击负荷的能力；

（4）曝气池出口混合液中活性污泥不易处于过氧化状态，在二沉池内固液分离效果较好。

【缺点】

曝气池最后段进水因污泥浓度较低、处理时问较短，有时影响出水水质。

三、回流污泥再生曝气活性污泥工艺

回流污泥再生曝气活性污泥工艺是普通活性污泥工艺的一种变型。

经过预处理的原污水直接接进入曝气池。从二沉池排出的回流污泥，则不直接进人曝气池，而是先进入再生池进行曝气，使回流污泥得到充分的再生反应，活性得到充分的恢复。然后再进入曝气池与进入的原污水相混合，形成混合液，活性得到恢复和强化的回流污泥与污水中的有机污染物相碰撞、接触，进行高效的有机污染物的降解反应。

回流污泥再生曝气工艺系统的曝气池，按普通活性污泥工艺系统曝气池方式运行，即：活性污泥微生物对有机污染物进行完整的吸附、代谢、降解过程，而活性污泥本身也经历完整的生长周期。

回流污泥在再生池内得到充分的再生反应，活性完全恢复，因此在曝气池内进行的活性代谢、降解反应迅速而充分。

该工艺处理水水质良好，而且稳定，BOD去除率可达90%以上。

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四、吸附—再生活性污泥工艺

吸附再生活性污泥工艺是根据污泥对有机污染物的初期高速吸附作用，将普通活性污泥工艺作相应改进发展而来。该工艺将活性污泥反应器一分为二：曝气池及再生池。

对含有大量悬浮和胶体颗粒的废水，可充分利用活性污泥对其初期吸附量大的特点，将吸附凝聚和氧化分解分别在两个曝气池中进行，从而出现了吸附-再生法。主要特点是将活性污泥法对有机污染物降解的两个过程--吸附、代谢稳定，分别在各自的反应器内进行。

曝气池被一分为二，废水先在吸附池内停留数十分钟，待有机物被充分吸附后，再进入二沉池进行泥水分离。分离出的活性污泥一部分作为剩余污泥排掉，另部分回流入再生池继续曝气。再生池中只曝气不进废水，使活性污泥中吸附的有机物进一步氧化分解，然后再返回吸附池。由于再生池仅对回流污泥进行曝气(剩余污泥不必再生)，故节约了空气量，且可缩小池容。

【优点】

（1）回流污泥量比普通活性污泥工艺多，回流比一般在50%～100%左右；

（2）吸附池和再生池的总容积比普通活性污泥工艺曝气池小得多，空气用量并不增加，因此减少了占地和降低了造价；

（3）具有较强的调节平衡能力，以适应进水负荷的变化。

【缺点】

（1）去除率较普通活性污泥工艺低，尤其是对溶解性有机物较多的工业废水，处理效果不理想；

（2）分段注入曝气池的污水，如果不能与原混合液立即混合均匀，会影响处理效果。

五、延时曝气活性污泥工艺

又称完全氧化(或完全处理)活性污泥工艺。是20世纪50年代在美国开始应用于生产的。本工艺系统只适用于处理对排放的处理水水质要求高，又不宜采用污泥处理技术的小城镇的城市污水或工业废水，水量一般不宜超过1000m3/d。

【优点】

（1）对原污水水质水量的冲击负荷有较强的适应性，勿需设初次沉淀池；

（2）反应器内的活性污泥，长期处在内源呼吸期，剩余污泥量少而且稳定，勿需再考虑对污泥的处理问题；

（3）处理水水质稳定性高。

【缺点】

（1）BOD-SS负荷非常低，曝气反应时间长，反应器容积大，占用较大的土地面积；

（2）基建费用和维护运行费用高。

六、高负荷活性污泥工艺

与延时曝气活性污泥工艺相对，又称短时活性污泥工艺或不完全处理活性污泥工艺。

【优点】

BOD-SS负荷高，曝气池容小，占地面积较小。

【缺点】

（1）曝气池中的MLSS,约30～500mg/L,曝气时间比较短,约2～3h，处理效果差，60～70％；

（2）产泥量高；

（3）适合做预处理。

七、完全混合活性污泥工艺

完全混合活性污泥工艺的主要特征是在系统中应用完全混合式的曝气池。污水与回流污泥分别、同步地进入曝气池后，立即与池内已存在的混合液相混合，并达到完全、充分混合的程度。可以认定，完全混合曝气池内的混合液是已经降解处理，但未经泥水分离的处理水。其主要结构形式分为合建式（曝气沉淀池）和分建式两种。

【优点】

（1）对冲击负荷有较强的适应能力，适用于处理工业废水，特别是高浓度的工业废水；

（2）可通过对污泥负荷的调控，将整个曝气池工况控制在最佳点，使活性污泥的净化功能得到充分发挥，在相同处理效果下，其负荷率低于推流式曝气池；

（3）池内需氧均匀，动力消耗低于传统的活性污泥工艺。

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【缺点】

（1）微生物对有机物的降解动力低，易产生污泥膨胀；

（2）其处理的水质一般不如推流式；

（3）占地面积大，投资高，处理效率相对较低；

（4）该法比较适合小型的污水处理厂。

八、多级混合活性污泥工艺

当原污水含有浓度较高的有机污染时，可以考虑采用多级（二级或三级）的活性污泥工艺。多级活性污泥工艺，每级都是独立的处理系统，每级都拥有各自的二沉池和污泥回流系统，这样考虑有利于回流污泥对进入污水的适应和接种，剩余污泥则可以集中于最后一级排放。

【优点】

（1）污水处理单元串联，处理水质较高；

（2）负荷高（一级），且耐冲击负荷，二级负荷低；

（3）各级污泥Qc不同，微生物种群各异。

【缺点】

投资与运行费用高，管理麻烦（各种设备多）。

九、深水曝气活性污泥工艺

该系统的主要特征是采用深度在7m以上的深水曝气池，可产生的效益是：

（1）由于水压增大，加快了氧的传递速率，提高了混合液的饱和溶解氧浓度，有利于活性污泥微生物的增殖和对有机物的降解；

（2）曝气池向竖向深度发展，降低了占用的土地面积。

该工艺有下列两种形式曝气池：

1.深水中层曝气池

曝气池水深在10m左右，但空气扩散装置设在深4m左右处，这样仍可使用风压为5m的风机，为了在池内形成环流和减少底部水层的死角，一般在池内设导流板或导流筒，见下图。

2.深水底层曝气池

水深仍在10m左右，空气扩散装置仍设于池底部，需使用高风压的风机，但勿需设导流装置，在池内自然形成环流，见下图。

十、深井曝气活性污泥工艺系统

深井曝气活性污泥工艺系统，又名超水深曝气活性污泥工艺，,适用于处理高浓度有机废水。本工艺开创于20世纪70年代，首建于英国的皮林翰姆市。

深井曝气池直径介于1～6m之间，深度可达50～100m；井中间设隔墙将井一分为二或在井中心设内井筒，将井分为内、外两部分。在前者的一侧，后者的外环部设空气提升装置，使混合液上升；而在前者的另一侧，后者的内井筒内产生降流。这样在井隔墙两侧或井中心筒内外，形成由下而上的流动。由于水深度大，氧的利用率高，有机物降解速度快，效果显著。

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活性污泥

【特点】

（1）充氧能力强，可达常规法的10倍；

（2）动力效率高；

（3）占地少；

（4）处理功能不受气候条件影响，适用于各种气候条件；

（5）可考虑不设初次沉淀池，效益显著等。

十一、浅层曝气活性污泥工艺

浅层曝气活性污泥工艺由瑞典一公司开发。本工艺是以下列论点作为理论基础，即：气泡只在其形成和破碎的一瞬间产生最高的氧转移率而与其在液体中的移动高度无关。

浅层曝气其原理基于气泡在刚刚形成的瞬息间，其吸氧率最高。曝气设备装在距液面800～900mm处，可釆用低压风机。单位输入能量的相对吸氧量可达最大，它可充分发挥曝气设备的能力。风机的风压约1000mm左右即可满足要求。池中间设置纵向隔板，以利液流循环，充氧能力可达1.80～2.60kg/(kW•h)，有利于节省能耗。缺点是曝气栅管孔眼容易堵塞。

十二、纯氧曝气活性污泥工艺

又称富氧曝气活性污泥工艺。该工艺曝气池污泥浓度高，抗冲击负荷能力强，适用于处理含有难降解有机物质的工业废水，如果氧源充足、便宜，可用于处理生活污水或各种工业废水。该工艺不适于处理易挥发有机物含量较高的工业废水，封闭的纯氧曝气池内可燃气浓度较高时，有产生爆炸的可能，纯氧曝气池周围要设为防火区。

【优点】

（1）曝气池污泥浓度高，抗冲击负荷能力强；

（2）曝气时间短，曝气池容积较小，占地面积少，基建投资少；

（3）动力消耗低(比空气曝气至少节约60％以上)，运行成本低；

（4）纯氧曝气池一般采用多级封闭式，臭味不易扩散，周围环境好，而且在冬季可起到保温作用；

（5）活性污泥沉降、浓缩、脱水性能较好，剩余污泥量少；

（6）自动控制水平较高，各操作阶段和各运行参数都可通过计算机加以控制，管理方便。

【缺点】

（1）工艺存在一定的爆炸风险；

（2）自控仪表多，维护保养工作较多，且对运行管理人员的技术能力要求较高；

（3）封闭的纯氧曝气池内热量不易损失，而且没有有效散热的手段，因此夏季进水温度较高时，一旦混合液的温度升高，无法采取有效手段进行控制。

（4）受氧源限制，如果没有专业的空气分离厂制造和供应足量氧气、而是依靠污水处理场自身制备氧气，会导致纯氧曝气法的运行成本上升、增加管理难度。

原标题:干货｜史上最全的活性污泥处理工艺的传统工艺