活性污泥的发展与演变
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活性污泥增长的规律是什么?
活性污泥的增长分为对数增长期、减速增长期和内源呼吸期三个阶段。
在每个阶段,有机物的去除率、氧的利用速率及活性污泥的特征都各不相同。
污泥负荷是影响活性污泥增长速率、有机物去除速率、氧利用速率、污泥凝聚吸附性能的重要因素。
活性污泥微生物的对数增长期在高负荷的营养过剩时出现,混合液中的有机物以最大的速率被氧化和转换成新的微生物细胞而被去除,活性污泥的增长速率与其生物量及有机物的浓度无关,活性污泥微生物的增殖速率很快,活菌的数量呈对数增长。
在这个阶段,活性污泥中的活性污泥的沉降性能较差,其微生物多处于松散的状态,并具有很高的能量水平及较大的需氧量。
随着营养物的不断消耗和新细胞的不断合成,污泥负荷开始逐渐降低,营养物不再过剩,而且成为限制微生物进一步生长的主要因素,活性污泥的增长便从对数增长期过渡到减速增长期。
随着营养物质的减少,微生物能量水平开始下降,活性污泥的絮体逐渐形成。
此时,活性污泥的活性虽然减弱,但凝聚吸附和沉降性能有所提升,大多数活性污泥处理法都是将运行工况控制在减速增长期。
进一步曝气,混合液中的营养物将继续降低或近乎耗尽。
当污泥负荷值降低到一定程度时,活性污泥便进入了内源呼吸期。
这时细菌已不能从其周围获得营养以维持自身的生命活动,于是开始消耗自身细胞内的营养物质,其死亡速率大于生长速度,致使污泥量减少。
由
于能量水平较低,絮体形成速率增高,吸附有机物的能力增强,游离的细菌被栖息于活性污泥表面的原生动物所捕获,处理水显著澄清。
如果要得到高质量的出水,活性污泥处理法也可运行于内源呼吸期。
浅谈活性污泥法的发展和演变活性污泥法是一种生物处理废水的方法,它通过利用生物菌群降解废水中的有机污染物,达到净化水质的效果。
活性污泥法的发展经历了数十年的演变,逐渐形成了多个变种和改良方法,使其在实际应用中表现出更好的效果和稳定性。
活性污泥法最早起源于20世纪70年代,当时人们开始关注污水处理问题,并搭建了一些针对生物降解有机物的实验设备。
这些实验设备主要利用自然界中存在的微生物来生物降解废水中的有机物,这种方法之后被称为传统活性污泥法。
传统活性污泥法主要适用于处理有机物浓度较高的废水,例如家庭污水、食品工业废水等。
它的核心是通过悬浮于水中的微生物菌群来降解污水中的有机物,同时利用有机物转化产生的污泥来沉降固液分离。
这种方法的主要优点是处理效果好,但容易受到外界环境的影响,例如温度波动、负荷波动等会导致污泥的活性降低,进而影响处理效果。
为了解决传统活性污泥法的问题,人们在实践中逐渐发展了几种改良方法。
其中最重要的是加强了对微生物活性的控制。
例如,通过控制污水进入系统的负荷、调节溶解氧浓度、优化污泥悬浮液的混合方式等手段,有效地提高了活性污泥法的处理效果和稳定性。
除了传统活性污泥法的改良方法外,还有几种相关的活性污泥法发展起来并被广泛应用。
例如,增殖-挑拣法是一种将活性污泥分离至增殖和挑拣两个阶段的工艺,有效地提高了污水处理效果。
而膜生物反应器利用微孔膜分离污水和活性污泥,提高了活性污泥的浓缩度,使处理效果更好。
此外,人们还加入了一些辅助材料,如填料、微生物载体等,用以提高污水处理效果。
例如,人们发展了填料生物反应器方法,通过将高效降解活性菌附着在填料表面,增加了菌体的附着量,提高了处理效果。
总而言之,活性污泥法从最初的传统方法到现在的多种变种和改良方法,经历了长期的发展和演变。
通过不断的研究和实践,人们不断提高了活性污泥法的处理效果和稳定性,使其成为一种主要的废水处理方法。
未来,随着技术的进一步发展,活性污泥法有望在处理更多类型的废水中起到更重要的作用。
浅谈活性污泥法的发展和演变活性污泥法是一种常用于污水处理的技术,经过多年的发展和演变,已经成为一种高效、可靠的处理方式。
本文将从活性污泥法的发展历程、演变过程、关键技术和未来发展趋势等方面进行探讨。
活性污泥法最早出现于20世纪初,最初被应用在城市工业污水处理厂中。
这种处理方式通过加入一定比例的微生物污泥到含有有机物的废水中,利用微生物吸附、吞噬和降解有机物质,从而将污水中有机物质分解为无机物质和水。
这种处理方式以其高效、低成本等特点受到广泛关注,并逐渐得到改进和完善。
活性污泥法的发展演变主要体现在以下几个方面。
首先是池体结构的改进。
最初的活性污泥池采用的是简单的不锈钢池或混凝土池,由于材料的选择和设计不合理,存在漏水、腐蚀等问题。
随着科技的进步,现代活性污泥池采用玻璃钢等新材料制作,具有耐腐蚀、耐高温等特点。
其次是进水处理方式的改进。
最初的活性污泥法采用的是单级处理,即将含有有机物的废水直接进入活性污泥池处理。
但是,在处理高浓度、难降解有机物时,效果有限。
为了克服这一问题,逐渐出现了二级甚至多级处理的方式,可以通过逐级降解的方式有效地处理各种难降解的有机物。
此外,关键技术的改进也是活性污泥法发展的重要方面。
最早的活性污泥处理主要依靠微生物的降解作用,但是微生物的适应性和稳定性存在一定问题。
随着生物学和化学知识的发展,人们逐渐开发出了一系列的辅助技术,如调控原水水质、添加特定酶类、调整温度和pH值等,以增强活性污泥处理效果。
未来,活性污泥法仍然有很大的发展空间。
一方面,随着工业化进程的加快,废水处理需求不断增加,新型高效活性污泥处理技术将得到更大的应用。
另一方面,面对环境污染日趋严重的挑战,科学家正在探索更环保、更节能的活性污泥处理方法,如生物膜法、微生物固定化技术等,以提高废水治理效果。
综上所述,活性污泥法经过多年的发展和演变,成为一种重要的废水处理技术。
在未来,活性污泥法将继续得到改进和完善,成为实现环保和可持续发展的重要手段。
浅谈活性污泥法的发展和演变浅谈活性污泥法的发展和演变活性污泥法是一种常见的生物处理废水的方法,其通过利用微生物在厌氧和好氧环境中对污水进行降解,达到去除有机物和氮磷等污染物的目的。
本文将从活性污泥法的发展历程和演变过程两个方面进行探讨。
活性污泥法的发展历程可以追溯到20世纪50年代末和60年代初。
当时,瑞典科学家Melvin Calvin提出了厌氧处理废水的理念,并开展了厌氧污泥颗粒试验,为活性污泥法的研究奠定了基础。
随后,美国科学家Aziz Hasib Tanbun提出了好氧活性污泥法的概念,并进行了实验研究,证明了这种方法对有机物的有效去除。
这标志着活性污泥法开始逐渐发展成为一种成熟的废水处理技术。
在发展过程中,活性污泥法逐渐完善和改进。
20世纪70年代,大量的微生物学、生物化学和工程学等相关研究为活性污泥法的优化提供了理论和技术支持。
此时,活性污泥法已经成为主流的废水生物处理方法,并得到广泛应用。
但是在实际应用中,仍存在一些问题,如污泥沉积、厌氧污泥颗粒流失和水质波动等。
针对这些问题,人们进行了一系列的改进。
到了20世纪80年代,活性污泥法进一步发展和演变。
在此期间,人们开始注重废水处理的能源回收和减少处理成本的问题。
于是,厌氧活性污泥法应运而生。
这种方法利用厌氧反应器中微生物的生长和代谢产生的气体来供给好氧处理系统,从而降低处理成本并提高能源利用效率。
同时,活性污泥法也与其他工艺相结合,形成了一系列混合式的废水处理系统,如ANAERO-SBR、AO-MBR等。
这些系统有效地提高了活性污泥法的处理效果和水质稳定性。
随着科学技术的不断进步,活性污泥法在21世纪得到了进一步的发展。
人们更加关注活性污泥微生物群落的结构和功能,深入研究活性污泥内部各类微生物的生态学特性和相互作用机制。
同时,利用基因测序、分子生物学和生物信息学等技术手段,对活性污泥微生物的多样性和功能进行了深入的解析。
这些研究为进一步优化和改进活性污泥法提供了新的思路和方法。
活性污泥法及其发展历程活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法,由英国的克拉克(Clark)和盖奇(Gage)于1912年发明。
如今,活性污泥法及其衍生改良工艺是处理城市污水最广泛使用的方法。
它能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质,同时也能去除一部分磷素和氮素。
活性污泥法的发展历程:1912年,克拉克(Clark)和盖奇(Gage)将污水装在玻璃瓶里,进行实验。
他们发现对污水长时间曝气,玻璃瓶里会出现污泥,水质也得到明显改善。
他们进一步发现,将那些没有洗干净而附着有污泥的瓶子用作污水曝气实验,污水处理效果更好。
他们称这种自己生长的污泥为“活性污泥”(Activated Sludge)。
让曝气后的污水静止沉淀,倒出上层已经净化的清水,留下瓶底的污泥,供第二天使用,这样可以大大缩短污水处理的时间。
1914年,第一座活性污泥法污水处理厂在英国曼彻斯特建立。
在活性污泥法发展历史上将1914年作为活性污泥法的创始年。
这个试验的工艺化是1916年,建成的第一个活性污泥法污水处理厂。
在显微镜下观察这些褐色的絮状污泥,可以见到大量的细菌,还有真菌,原生动物和后生动物,它们组成了一个特有的生态系统。
正是这些微生物(主要是细菌)以污水中的有机物为食料,进行代谢和繁殖,才降低了污水中有机物的含量。
活性污泥可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥。
1921年,上海建成了第一座活性污泥法污水处理厂,就是现在的上海北区污水处理厂,后来1926年相继又建成上海东区和西区活性污泥法污水处理厂。
活性污泥:肉眼观察活性污泥,呈黄褐色絮状物质。
气味特殊,但无臭味。
在显微镜下观察活性污泥颗粒,可以看见大量微生物,包括各种细菌、真菌、原生动物和少量的后生动物。
除此之外,还有作为粘附基础的无机物质存在。
这些微生物和无机物组成了微型的生态系统。
这种生态系统成为菌胶团或称"胶羽"。
浅谈活性污泥法的发展和演变浅谈活性污泥法的发展和演变活性污泥法是一种常用的生物处理技术,广泛应用于城市污水处理厂和工业废水处理系统中。
它通过利用污水中的微生物生物质来降解有机物,达到净化水体的目的。
活性污泥法具有高效、环保、经济等优点,一直以来都备受关注和研究。
活性污泥法的发展可以追溯到19世纪末的欧洲。
当时,一些科学家意识到利用微生物来处理废水是一种潜在的解决方法。
最早的活性污泥法是通过在塔坑中引入混合有机负荷较高的污水,使其中的微生物形成混合菌群,进而降解有机物。
然而,这种方法在并没有得到广泛应用。
直到20世纪70年代,随着环境问题的日益突出,对废水处理技术的需求日益增长,活性污泥法才得到了重视与进一步改进。
科学家们开始研究活性污泥的维持、优化以及技术的稳定性等问题。
这一时期,活性污泥法的演变主要集中在生物反应器的设计和运行控制两方面。
生物反应器的设计方面,研究人员开始尝试不同的池体形态和结构,以提高处理效果。
出现了一些著名的反应器,如完全混合型活性污泥反应器(CSTR)、顺流式活性污泥反应器(ASBR)和序批反应器(SBR)。
这些反应器在实践中得到了广泛应用,并取得了较好的效果。
运行控制是活性污泥法发展的另一个重要方面。
通过控制活性污泥系统的生化性能,可以调节处理效果和污水负荷。
最常用的方法有检测和调整活性污泥的浓度、溶解氧的供给和搅拌速度等指标。
这些方法使活性污泥系统能够更好地适应不同条件下的处理需求。
近年来,随着科技的进步和对处理效果的要求日益提高,活性污泥法也在不断发展和演变。
一些新技术和理论被引入,如微生物群落分析、降解途径的研究和模拟等。
这些新的研究成果有助于更好地理解活性污泥系统的运行机理和微生物降解过程,从而提高处理效果和系统稳定性。
与此同时,一些改进型的活性污泥反应器被提出和应用。
例如,膜生物反应器(MBR)通过在活性污泥系统中引入膜分离装置,不仅可以提高处理效果,还可以减少反应器的体积和运行成本。
活性污泥的发展和演变1、传统活性污泥法工艺特点:污水与回流污泥从池首端流入,呈推流式至池的末端流出。
进口处有机物浓度高,沿池长逐渐降低。
处理效率高(BOD5可大于95%),适用与大中型污水处理厂。
优点:处理效果好,不易污泥膨胀。
缺点:容积大,占地面积大,基建费用高,耗氧速率沿池长变化,供氧速度难与之吻合,前半供氧不足,后半供氧过剩,对水质水量变化适应性低。
设计参数:长宽比一般为5~10;进水方式不限;出水用溢流堰池宽和有效水深之比一般为1~2。
有效水深4-6m。
污泥负荷0.2-0.4[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:3-5(d),停留时间:4-8(h),回流比:0.25-0.75,MLSS:1500-2500(mg.L-1),容积负荷:0.4-0.9[kgBOD5.(m3.d)-1]。
2、渐减曝气法工艺特点:合理地布置扩散器,使布气沿程变化,而总的空气量不变,这样可以提高处理效率。
优点:合理布置扩散器,使布气沿程变化,总气量不变,处理效果好,不易污泥膨胀。
缺点:容积大,占地面积大,基建费用高,对水质水量变化适应性低。
3、分步曝气法工艺特点:把入流的一部分从池端引入到池的中部分点进水。
优点:耐水质水量冲击负荷,出流混合液污泥浓度较低,减轻二沉池负荷,处理效果好,不易污泥膨胀。
缺点:容积大,占地面积大,基建费用高。
4、完全混合法工艺特点:在分步曝气的基础上,进一步大大增加进水点,同时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合。
优点:抗冲击负荷能力强,池中各点水质相同,各部分有机物降解工况相同,便于调控。
缺点:处理效率不如推流式,易出现污泥膨胀。
设计参数:污泥负荷0.25-0.5[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:3-5(d),停留时间:3-5(h),回流比:0.25-1(分),1-4(合)MLSS:2000-4000(mg.L-1),容积负荷:0.5-1.8[kgBOD5.(m3.d)-1]。
5、高负荷活性污泥法工艺特点:曝气池中的MLSS约为300~500mg/L,曝气时间比较短,约为2~3h,处理效率仅约65%左右,有别于传统的活性污泥法,故常称变形曝气。
优点:曝气时间短,曝气池容积小,占地面积小。
缺点:处理效果差,60%至70%。
设计参数:污泥负荷1.5-5.0[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:0.2-0.5(d),停留时间:1.5-3(h),回流比:0.05-0.15, MLSS:200-500(mg.L-1),容积负荷:1.2-1.4[kgBOD5.(m3.d)-1]。
6、延时曝气法工艺特点:曝气时间很长达24h甚至更长,MLSS较高达到3000~6000mg/L;活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态,剩余污泥少而稳定,无需消化,可直接排放;适用于污水量小的场合,近年来,国内小型污水处理系统多有使用。
负荷率低,所需要的池容积大,占地面积大,微生物长期处于内源呼吸期,污泥龄长。
优点:剩余污泥少而稳定,可以直接排放,处理效果好。
缺点:池容大,占地面积较大,污泥龄长,基建费用和动力消耗大。
设计参数:污泥负荷0.05-0.15[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:20-30(d),停留时间:18-36(h),回流比:0.75-1.5,MLSS:3000-6000(mg.L-1),容积负荷:0.1-0.4[kgBOD5.(m3.d)-1]。
7、浅层曝气法工艺特点:在水的浅层处用大量空气空气曝气。
优点:风压下降(1.2Mpa以下),风量增加,节能。
缺点:布气系统维修较困难,没有得到推广利用。
8、深层曝气法(10-20m)工艺特点:水深增加,压力增加,氧传递速率增加。
优点:节省占地,氧传递速率增加,处理效果好。
缺点:水深增加,压力增加。
设计参数:污泥负荷1.0-1.2[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:5(d),停留时间:>0.5(h),回流比:0.5-1.5,MLSS:5000-10000(mg.L-1),容积负荷:5-10[kgBOD5.(m3.d)-1]。
9、深井曝气法(20-100m)优点:充氧能力强,可利用空气作为动力,促使液流循环,动力效率高,占地面积小。
缺点:当井壁腐蚀或受损时,污水可能会通过井壁渗透,污染地下水。
设计参数:污泥负荷1.0-1.2[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:5(d),停留时间:>0.5(h),回流比:0.5-1.5,MLSS:5000-10000(mg.L-1),容积负荷:5-10[kgBOD5.(m3.d)-1]。
10、吸附—再生法工艺特点:混合液曝气过程中第一阶段BOD5的下降是由于吸附作用造成的,对于溶解的有机物,吸附作用不大或没有,因此,把这种方法称为接触稳定法,也叫吸附再生法。
混合液的曝气完成了吸附作用,回流污泥的曝气完成稳定作用。
优点:容积小,耐水质水量的冲击负荷,省去初沉池。
缺点:效果低于传统法。
设计参数:污泥负荷0.2-0.4[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:3-5(d),停留时间:05-1.0(吸附池),3-6(再生池)(h),MLSS:1000-3000(吸附池),4000-80000(再生池)(mg.L-1),容积负荷:1.0-1.2[kgBOD5.(m3.d)-1],回流比:0.5-1.0。
11、纯氧曝气法工艺特点:纯氧代替空气。
优点:氧传递速率增加,处理效果好,污泥沉淀性好。
缺点:建设和运行费用高,管理麻烦。
设计参数:污泥负荷0.25-1.0[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:8-20(d),停留时间:1-3(h),回流比:0.25-0.5,MLSS:6000-8000(mg.L-1),容积负荷:1.6-2.3[kgBOD5.(m3.d)-1]。
12、氧化沟工艺特点:氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式,它的池体狭长,池深较浅,在沟槽中设有表面曝气装置。
曝气装置的转动,推动沟内液体迅速流动,具有曝气和搅拌两个作用,沟中混合液流速约为0.3~0.6m/s,使活性污泥呈悬浮状态。
优点:可省去二沉池,能耗少,处理效果好,抗冲击负荷,污泥产率低且稳定。
缺点:池型大,占地面积大。
设计参数:污泥负荷0.2-0.4[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:3-5(d),停留时间:4-8(h),回流比:0.25-0.75,MLSS:1500-2500(mg.L-1),容积负荷:0.4-0.9[kgBOD5.(m3.d)-1]。
13、SBR法工艺特点:SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成,从污水流入到闲置结束构成一个周期,在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。
优点:工艺系统组成简单,不设二沉池,曝气池兼具二沉池的功能,无污泥回流设备;耐冲击负荷,在一般情况下(包括工业污水处理)无需设置调节池;反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质;运行操作灵活,通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果;污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀;该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制,便于自控运行,易于维护管理。
SRT,N出一N都影响总氮的去除,并当进水中CODer浓度为1200一1800n喇L,NH3一N浓度为135一20011娜L,NO 一x一N浓度为7一ronlg/L时,提出了最佳操作条件为:缺氧、好氧时间比为1:1.5,一周期为sh;当没有外加碳源时,总氮的去除率为66%,投加乙酸钠后,总氮的去除率可提高到85%。
SBR工艺脱氮和除磷的反应条件有相同之处,也有不同之处,有相互的不利影响,也有互促互生的方面,当选择彼此适宜的条件后,是可以达到同时脱氮除磷的效果的。
对于需要同时脱氮除磷的场合,SBR反应器可采用闲置、静止充水、搅拌进水、反应曝气、反应混合、吹脱曝气、沉淀、排水的流程。
静止进水可以使进水阶段结束后在反应器中形成较高的基质浓度梯度,节省能耗;搅拌进水可以使反应器保持厌氧状态,保证磷的释放;曝气后的反应混合可以进行反硝化反应;随后的曝气可以吹脱污泥释放的氮气,保证沉淀效果,避免磷过早释放;为了防止沉淀阶段发生磷的提前释放问题,让排泥和沉淀同时进行。
缺点:容积利用率低;水头损失大;出水不连续;峰值需氧量高;设备利用率低;运行控制复杂;不适用于大水量。
设计参数:泥龄:15-20(d),MLSS:2000-5000(mg.L-1)。
14、AB法工艺特点:A级以高负荷或超高负荷运行,B级以低负荷运行,A级曝气池停留时间短,30~60min,B级停留时间2~4h。
该系统不设初沉池,A级曝气池是一个开放性的生物系统。
A、B两级各自有独立的污泥回流系统,两级的污泥互不相混。
处理效果稳定,具有抗冲击负荷和pH变化的能力。
该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。
优点:A、B两级各自有独立的污泥回流系统,两级的污泥互不相混。
处理效果稳定,具有抗冲击负荷和pH变化的能力。
该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。
设计参数:A级:污泥负荷2-6[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:0.5-1(d),停留时间:0.5(h),回流比:0.5-0.8,MLSS:2000-3000(mg.L-1)。
B级:污泥负荷0.1-0.3[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:15-20(d),停留时间:2-4(h),回流比:0.5-0.8,MLSS:2000-5000(mg.L-1)。
15、克劳斯法工艺特点:将厌氧消化富含氨氮的上清液加到回流污泥中一起曝气硝化,然后加入曝气池中。
优点:克服了污泥膨胀问题。
设计参数:污泥负荷0.3-0.8[kgBOD5.(kgMLSS.d)],泥龄:3-5(d),停留时间:4-8(h),回流比:0.5-1.0,MLSS:2000-3000(mg.L-1),容积负荷:0.6-1.6[kgBOD5.(m3.d)-1]。
16、MBR法工艺特点:以超滤膜分离活性污泥,污泥浓度可达10g/l~15g/l,污泥负荷率低,出水水质好,SS去除率可达100%。
该系统可不设初沉池,不设沉淀池,一体式MBRA无需污泥回流。
容积符合率高,占地面积小。
处理效果稳定,具有抗冲击负荷和pH变化的能力。
适合与处理高浓度、难降解工业废水的处理。
膜组件投资较高,膜污染是影响MBR推广应用的主要障碍。
优点:以超滤膜分离活性污泥,污泥浓度可达10g/l~15g/l,污泥负荷率低,出水水质好,SS去除率可达100%。
该系统可不设初沉池,不设沉淀池,一体式MBRA无需污泥回流。
容积符合率高,占地面积小。
处理效果稳定,具有抗冲击负荷和pH变化的能力。