第四章 (4.4)活性污泥运行方式和曝气池工艺参数
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曝气池运行的四个参数曝气池MLSS或MLVSS:曝气池混合液须维持相对固定的污泥浓度MLSS,才能维持好处理效果和处理系统稳定运行。
每一种好氧活性污泥法处理工艺都有其最佳曝气池的MLSS,比如普通空气曝池活性污泥的MLSS 最佳值为2g/L左右,而AB法工艺A段的MLSS最佳值为5g/L左右,两者差距很大。
一般而言,曝气池中MLSS接近其最佳值时,处理效果最好。
而MLSS过低时往往达不到预期的处理效果。
当MLSS过高时,泥龄延长,维持这些污泥中微生物正常活动所需的溶解氧数会增加许多,导致对充氧系统能力的要求增大。
同时曝气池混合液的密度会增大,阻力增大,也就会增加机械曝气或鼓风曝气的电耗。
也就是说,虽然MLSS偏高时,可以提高曝气池对进水水质变化和冲击负荷的抵抗能力,但在运行上往往是不经济的。
而且有时还会导致污泥过度老化,活性下降,最后甚至影响处理水质。
在实际运行时,有时需要通过加大剩余污泥排放的方式强制减少曝气池的MLSS值,刺激曝气池混合液中的微生物的生长和繁殖,提高活性污泥分解氧化有机物的活性。
曝气池混合液污泥沉降比(SV):污泥沉降比(SV)的英文是SettlingVelocity又称30分钟沉降率,是曝气池混合液在量筒内静置30分钟后所形成的沉淀污泥容积占原混合液容积的比例,以%表示。
一般取混合液样100ml,用满量程100ml量筒测量,静置30分钟后泥面的高度恰好就是SV的数值。
由于SV值的测定简单快速,因此是评定活性污泥浓度和质量的常用方法。
SV值能反映曝气池正常运行时的污泥量和污泥的凝聚性、沉降性能等。
可用于控制剩余污泥排放量,SV的正常值一般在15%~30%之间,低于此数值区说明污泥的沉降性能好,但也可能是污泥的活性不良。
可少排泥或不排泥或加大曝气量。
高于此数值区,说明需要排泥操作了,或着采取措施加大曝气量。
也可能是丝状菌的作用使污泥发生膨胀,需加大进泥量或减少曝气量。
观测SV值时污泥的表观现象说明了什么:1、污泥沉淀30分钟~60分钟后呈层状上浮且水质较清澈。
第四章污水的生物处理(一)——活性污泥法教学要求1)掌握活性污泥法的基本原理及其反应机理;2)理解活性污泥法的重要概念与指标参数:如活性污泥、剩余污泥、MLSS、MLVSS、SV、SVI、θc、容积负荷、污泥产率等;3)理解活性污泥反应动力学基础及其应用;4)掌握活性污泥的工艺技术或运行方式;5)掌握曝气理论;6)熟练掌握活性污泥系统的计算与设计。
第一节活性污泥法的基本原理一、活性污泥处理法的基本概念与流程活性污泥:是由多种好氧微生物、某些兼性或厌氧微生物以及废水中的固体物质、胶体等交织在一起的呈黄褐色絮体。
活性污泥法:是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。
实质:人工强化下微生物的新陈代谢(包括分解和合成),活性污泥法的工艺流程:1)预处理设施:包括初次池、调节池和水解酸化池,主要作用是去除SS、调节水质,使有机氮和有机磷变成NH+4或正磷酸盐、大分子变成小分子,同时去除部分有机物。
2)曝气池:工艺主体,其通过充氧、搅拌、混合、传质实现有机物的降解和硝化反应、反硝化反应。
3)二次沉淀池:泥水分离,澄清净化、初步浓缩活性污泥。
生物处理系统:微生物或活性污泥降解有机物,使污水净化,但同时增殖。
为控制反应器微生物总量与活性,需要回流部分活性污泥,排出部分剩余污泥;回流污泥是为了接种,排放剩余污泥是为了维持活性污泥系统的稳定或MLSS 恒定。
二、活性污泥的形态和活性污泥微生物1 活性污泥形态(1)特征1)形态:在显微镜下呈不规则椭圆状,在水中呈“絮状”。
2)颜色:正常呈黄褐色,但会随进水颜色、曝气程度而变(如发黑为曝气不足,发黄为曝气过度)。
3)理化性质:ρ=1.002~1.006,含水率99%,直径大小0.02~0.2mm,表面积20~100cm2/mL,pH值约6.7,有较强的缓冲能力。
其固相组分主要为有机物,约占75~85%。
4)生物特性:具有一定的沉降性能和生物活性。
(理解:自我繁殖、生物吸附与生物氧化)。
活性污泥运行方式与工艺:活性污泥法的工艺类型: 根据不同的反应器类型、曝气方式以及有机负荷,活性污泥法的工艺可被分为3类。
这3类工艺之间是相互交叉的。
我们可以对这3种类型进行合理选择从而组合出最佳的工艺。
一、反应器类型 二、供氧类型 三、负荷类型1. 推流式活性污泥法(传统法) 1. 传统曝气法 1. 传统负荷法2. 阶段曝气法 2. 渐减曝气法 2. 高负荷法3. 完全混合法 3. 纯氧曝气法 3. 延时曝气法4. 吸附再生法5. 生物选择器活性污泥法按混合方式分类:推流式、完全混合式、循环混合式按供氧方式分类:鼓风曝气、机械曝气按运行方式分类:1.普通曝气法2.渐减曝气法3.阶段曝气法4.吸附再生法(生物吸附法)5.完全混合法等(加速延时曝气法)反应器类型1. 传统活性污泥法(1)工艺构型:传统曝气:(2)曝气池池型:长形,廊道形(3)流态特征:推流式(4)运行:水流一端进,另一端出,沿途曝气,推流前进(5)特点①吸附→减速增长→内源呼吸②处理效果好③不易污泥膨胀④供氧与需氧不平衡⑤耐冲击负荷能力差(尤其对有毒或高浓度工业废水) (6)改进:扩大污泥负荷范围:高、低负荷法;调整曝气池进水点位置:阶段曝气法、生物吸附法;改进曝气方法及技术:渐减曝气法、纯氧曝气法;改进曝气池池型及流态特征:完全混合式活性污泥法2. 阶段曝气法更准确地,该工艺又称为阶段进水工艺。
与传统法相比,该工艺曝气池沿程污染物浓度分布和溶解氧消耗明显改善。
由于污水中含有抑制物质或浓度过高的现象在实际情况中经常出现,因此,阶段曝气法得到了广泛应用。
Q(1)型式:廊道式(2)流态:推流式(多点进水)(3)特点:①需氧和供氧较平衡②耐冲击负荷力强③活性污泥浓度沿池长逐渐降低,有利于二沉池的泥水分离。
3. 完全混合法或称带回流的CSTR工艺,出现在20世纪50年代。
因为:有更多的工业废水需要处理,使用传统推流式活性污泥法处理工业废水往往不成功,主要原因是进水端污染物浓度过高。
第四章好氧活性污泥法第四章好氧活性污泥法001.细菌是活性污泥在组成和净化功能上的中心,在曝气池混合液中以菌胶团的形式存在。
1.微生物代谢的两方面,分解代谢与合成代谢都具有降解有机物净化废水的作用。
3.水温不仅影响微生物的活动,而且影响水中溶解氧的含量。
4.微生物代谢净化污水,要求BOD:N:P必须有适当的比例100:5:1。
5.完全混合活性污泥法比传统活性污泥法有较强的承受冲击负荷的能力。
6.曝气系统可分为鼓风曝气系统和机械曝气系统两大类。
7.污泥回流的目的是为维持曝气池内具有足够种类、数量和活性的微生物。
8.二次沉淀池除了进行泥水分离外还要浓缩和暂时贮存污泥。
9.好氧活性污泥法的三个基本要素是什么?答:好氧活性污泥法的三个基本要素是:有机营养物质、微生物、溶解氧。
10.污水的微生物处理法主要去除对象是什么?如何划分生物处理技术?答:污水的生物处理技术主要用于去除污水中呈溶解状态和胶体状态的有机性污染物,按参与代谢活动微生物的习性分为好氧法和厌氧法两大类,好氧法又分为活性污泥法和生物膜法。
11.活性污泥处理系统由哪些部分构成?答:由曝气池,二次沉淀池,曝气系统,污泥回流系统,剩余污泥排放系统构成。
12.简述活性污泥法净化有机污水的机理。
答:有机污染物从污水中去除的过程,实质就是污染物作为营养物质被活性污泥中的微生物摄取、代谢的过程,一般分为两个阶段,(1)初期吸附去除:污水与活性污泥接触的初期,污水中的有机污染物即被大量去除,主要靠物理和生物吸附完成,是被微生物外面的大量粘液质吸附到细胞表面的过程。
(2)吸附到细胞表面的污染物,经数小时后,小分子直接进入细胞,大分子被水解后进入,或通过透膜酶进入,被摄取到细胞体内的有机污染物,在各种酶的参与下进行生化反应,由微生物通过合成代谢、分解代谢和内源呼吸,被净化去除。
13.微生物生长繁殖曲线包含了哪几部分?答:微生物生长繁殖曲线,反映了随着时间的推移,微生物数量、需氧量、微生物特性与有机污染物数量之间的相互关系,该曲线包括四个阶段:适应期、对数增长期、减衰增长期、内源呼吸期(自身氧化期)。
活性污泥法的工艺流程和运行方式在近几十年来,活性污泥法处理工艺得到了较快的发展,出现了多种活性污泥法工艺流程和运行方式,如普通曝气法、阶段曝气法、生物吸附-降解法、序批式活性污泥法等。
1、传统活性污泥法⑴工艺流程传统活性污泥法的工艺流程是:经过初次沉淀池去除粗大悬浮物的废水,在曝气池与污泥混合,呈推流方式从池首向池尾流动,活性污泥微生物在此过程中连续完成吸附和代谢过程。
曝气池混合液在二沉池去除活性污泥混合固体后,澄清液作为净化液出流。
沉淀的污泥一部分以回流的形式返回曝气池,再起到净化作用,一部分作为剩余污泥排出。
⑵曝气池及曝气设备曝气池为推流式,有单廊道和多廊道形式,当廊道为单数时,污水进出口分别位于曝气池的两端;当廊道数为双数时,则位于同侧。
曝气池的进水和进泥口均采用淹没式,由进水闸板控制,以免形成短流。
出水可采用溢流堰或出水孔,通过出水孔的流速要小些,以免破坏污泥絮状体。
廊道长一般在50〜70m,最长可达100m,有效水深多为4〜6m,宽深比1〜2,长宽比一般为5〜10。
鼓风曝气池中的曝气设备,通常安置在曝气池廊道的一侧。
⑶活性污泥法系统运行时的控制参数主要控制参数包括:曝气池内的溶解氧、回流污泥量和剩余污泥排放量。
①溶解氧的浓度;②回流污泥量;③剩余污泥排放量的确定⑷传统活性污泥法的特点:①优点:工艺相对成熟、积累运行经验多、运行稳定;有机物去除效率高,B0D5的去除率通常为90%〜95% ;曝气池耐冲击负荷能力较低;适用于处理进水水质比较稳定而处理程度要求高的大型城市污水处理厂;②缺点:需氧与供氧矛大,池首端供氧不足,池末端供氧大于需氧,造成浪费;传统活性污泥法曝气池停留时间较长,曝气池容积大、占地面积大、基建费用高,电耗大;脱氧除磷效率低,通常只有10%〜30%。
阶段曝气法(多类进水法)针对普通活性污泥法的BOD负荷在池首过高的缺点,将废水沿曝气池长分数处注入,即形成阶段曝气法,它与渐减曝气法类似,只是将进水按流程分若干点进入曝气池,使有机物分配较为均匀,解决曝气池进口端供氧不足的现象,使池内需氧与供氧较为平衡。