收到修改稿日期:1998-03-06磁粉活性污泥法工艺技术研究
陆光立 赵庆祥
(上海化工高等专科学校,上海200233)(华东理工大学,上海200237)摘要 磁粉活性污泥法(FPAS)是在活性污泥中投加适量磁性粉末(Fe3O4)的生物处理工艺。通过与普通活性污泥法平行试验比较,去除CODcr和氨氮的效率及承受毒物的浓度都不同程度优于普通活性污泥法;明显改善活性污泥絮体结构和沉降性能,克服污泥膨胀;大幅度提高曝气池中活性污泥浓度,从而增大单位容积的处理能力;使设备小型化,节省投资。关键词 废水处理 磁粉活性污泥法 生物脱氮
1 前言
生物处理是当前应用最广泛的水处理技
术,其中尤以活性污泥法应用最为普遍。但是
受二沉池污泥沉降分离能力的限制,曝气池污泥浓度低。一般在3000～4000mg/L,单位
容积的处理量小,污泥絮体结构松散,容易产
生污泥膨胀,给运行管理带来诸多困难。一些
难降解污染物的降解菌和硝化细菌容易流
失,在曝气池中难以富集,CODcr去除效果和
硝化效果差,处理后水的CODcr和NH3-N常
超标。
磁粉活性污泥法(FPAS)研究结果表
明,在活性污泥中投加适量磁性粉末
(Fe3O4),污泥絮体结构紧密,沉降分离效果
好,可大幅度提高曝气池污泥浓度和难降解污染物降解菌和硝化细菌的比例。受磁粉作
用污泥的活性高,提高CODcr和NH3-N去除
率及承受毒物的能力,出水透光率高,清澈透
明。Fe3O4可通过简单的磁分离回收,反复
利用。
2 试验装置与方法
2.1 试验装置
试验装置见图1。曝气池体积4L,沉降池体积2L。采用空气提升泵从沉降池底部
将污泥回流至曝气池,可通过调节提升空气
流量控制污泥回流量和曝气池污泥浓度。
2.2 试验方法
2.2.1 废水组成
以苯酚为有机碳源,人工合成废水组成如表1所示。
1.高位水槽2.曝气池3.沉淀池4.曝气头5.空气泵6.流出液槽7.空气提升泵8.温控器9.电磁感应器10.电磁控制器11.流量计(液体)12.13.流量计(空气)图1 磁粉活性污泥实验装置 表1 人工合成废水组成mg/L(pH除外)
活性污泥法主要工艺分类
类型 具体工艺
普通活性污泥法及其变型 普通活性污泥法
硝化工艺
A/O脱氮工艺
A/O脱磷工艺
A2/O脱氮除磷工艺
AB法
氧化沟 卡鲁赛尔氧化沟
双沟式氧化沟
三沟式氧化沟
奥贝尔氧化沟
一体化氧化沟
SBR工艺 传统SBR工艺
ICEAS
CAST
DAT-JAT
UNITANK
各种工艺的主要优缺点和最佳适用条件
工艺名称 主要优缺点 最佳适用条件
优点：
1、去除有机物效果好
2、硝化工艺可去除氨氮
3、技术成熟，十分安全可靠
普通活性
污泥法及
硝化工艺 4、污泥经厌氧消化达到稳定
5、用于大型污水厂费用较低
6、沼气可回收利用
缺点：
1、生物脱氮除磷效果差
2、用于中小型污水厂费用偏高
3、沼气回收利用经济效益差
不要求脱氮除磷的大型和较大型污水处理厂
A/O除磷工艺 优点：
1、去除有机物的同时可生物除磷
2、污泥沉降性能好
3、污泥经厌氧消化达到稳定
4、用于大型污水厂费用较低
5、沼气可回收利用
缺点：
1、生物脱氮效果差
2、用于中小型污水厂费用偏高
3、沼气回收利用经济效益差
4、污泥渗出液需化学除磷
要求除磷但不要求硝化脱氮的大型和较大型污水处理厂
A/O脱氮工艺 优点：
1、去除有机物的同时可生物除氮，效率高
2、污泥经厌氧消化达到稳定
3、用于大型污水厂费用较低
4、根据不同的脱氮要求可灵活调节运行工况
要求脱氮但不要求除 5、沼气可回收利用
缺点：
1、生物脱氮效果差
2、反应池和二沉池容积较普通活性污泥法大幅增加
3、污泥内回流量大，能耗较高
4、用于中小型污水处理厂费用偏高
5、沼气回收利用经济效益差 磷的大型和较大型污水处理厂
A2/O脱氮除磷工艺 优点：
1、去除有机物的同时可生物脱氮除磷
活性污泥法
活性污泥法是一种生物废水处理方法.处理过程中将废水与活性污泥的混合液搅拌并加以曝气.接下来经过沉淀把活性污泥从处理过的废水中分离开,根据需要活性污泥可以排掉或者回用.处理过的废水从沉淀池出水堰流出去.活性污泥就是废水经过一段时间自然曝气和搅拌之后沉淀下来的污泥.这种活性污泥含有许多细菌和其他微生物.当污泥与饱含氧的原废水混合时,利用污泥中的细菌可以氧化有机固体,提高混凝和絮凝效果,把胶体固体和悬浮固体转变为可降解的固体.
在活性污泥处理过程中,利用悬浮好氧微生物培养物处理流入的废水.当反应期结束时,从处理的废水中把微生物培养物分离出来.大部分微生物培养物返回到流入的废水中,并与之混合.在有活性污泥作用的条件下,微生物培养物成团状或絮状体生长，这些团状或絮状体含有大量的由聚集在它们荚膜上的分泌聚合物结合在一起的细菌。一般絮状体可以电子扫描显微照片显示。细菌细胞在絮状体内部分散开，实际上仅占絮状体体积的10%-25%左右，正如在电子显微照片中见到的一样。反应器内的剪应力控制最大絮状体的尺寸；用于把细菌培养物与处理过的污水分开的重力沉淀法控制最小絮状体的尺寸。除了细菌（真菌，原生动物等）以外的生物生活在絮状体内部或表面上，但是一般不大量出现。在活性污泥中也发现一些游离生物，如线虫和轮虫。原生动物和轮虫以游离细菌为食，因而有助于生产低浊度的出水。
由于很难测定实际的细菌种类，，所以将曝气池中的悬浮固体或挥发性悬浮固体的浓度作为细菌含量的估量。废水和悬浮培养物的混合体称为混合液，悬浮固体浓度分别称为混合液悬浮固体（MLSS）和混合液挥发性悬浮固体(MLVSS).
【工艺构型】使用中的三种基本活性污泥工艺构型为标准式(PF)，连续流搅拌池(CFST)和间歇池。标准推流式是最常见的。反应器内的混合通常是游曝气系统提供的。最初活性污泥工艺构型是一个单元的间歇反应器。由于工作周期闲置阶段的水力问题导致了连续流系统的开发，该系统利用分离池将培养物或液体分离出去。知道20世纪50年代，实际上所有的活性污泥法是带有一个单独沉淀池的标准推流。沉降下来的细胞可再循环或必要时排掉。在过去的30年中，尽管大多数新处理工艺仍是标准推流，但连续流搅拌池活性污泥系统已经十分普遍。间歇法作为改进了的沉淀法已经重新出现。
污水处理技术之SBR工艺发展时间表
所属行业: 水处理 关键词：SBR工艺 活性污泥法 脱氮除磷
SBR法即序批式活性污泥法 。早在1914年,活性污泥法在产生之初就是采用间歇进水.排水的方式运行的,但由于其运行操作繁琐，当时又缺乏自动控制设备和技术,它很快被连续式活性污泥法所取代，并几乎被淘汰与遗忘。直到20世纪80年代以后，自动监测与控制的硬件设备与软件技术，特别是电子计算机的飞速发展,为SBR法的应用与发展注人了新的活力。
目前,由于该工艺具有工艺流程简单处理效率高运行方式灵活和不易发生污泥膨胀等优点，已成为中小型污水处理厂的首选工艺,并在全世界广泛应用。在我国,有30%~40%日处理5万吨以下的污水处理厂都采用SBR法。近年来,随着城镇污水处理厂排放标准的日趋严格,对于出水氮磷的排放提出了更高的要求。如何提高SBR工艺 的脱氮除磷 效率，并在此基础上节能降耗,对于该工艺的应用与发展具有重要意义。
水污染控制工程中污染物的去除，从根本上说,属于化工中的分离过程，就是通过物理化学和生物方法,借助反应器实现污染物与水的分离，可分为物理单元，化学单元和生物单元。反应器理论是20世纪70年代,为了建立各种水处理方法间的联系,提高水处理学科的理论水平而引人的。一般说来，水处理工艺中的一切池子都称为反应器，如调节池沉淀池和曝气池等。反应器按照操作方式的不同主要分为连续流反应器和序批式反应器。其中连续流反应器又称为返混反应器,可分为连续全混反应器和平推流反应器。
一、污水处理反应器分类
1、连续全混反应器
连续全混反应器由一个有进流和出流的容器组成,反应物连续流人反应器,混合物连续流出反应器,是一种开放式反应器。反应器通常在稳态条件下运行,反应器内物料充分混合,物质含量在整个反应器内均匀一致,排出物的成分与反应器中的成分相同,反应器内的反应物浓度不随时间变化,也不随空间变化;通常情况下(但不一定全是) ,其进出流量平衡。理想状态下,对只含单一流体的情况，假设流体相中的物料混合都非常迅速,从而各组分在整个容器中的浓度都是均匀的;对含有多种流体的容器假设混合完全,并且对每一种流体其混合都是瞬间完成的,因此流出反应器中的产物组分浓度等于该物料在整个反应器内的浓度。如图1所示。
