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活性污泥法

  • 活性污泥法
廢水生物處理中微生物(micro-organism)懸浮在水中的各種方法的統(tǒng)稱。因懸浮的微生物群體呈泥花狀態(tài)(floc),故名。一般指需氧活性污泥過(guò)程(AerobicWastewaterProcess)。

簡(jiǎn)介

  活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法?;钚晕勰喾ㄊ窍驈U水中連續(xù)通入空氣,經(jīng)一定時(shí)間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團(tuán)為主的微生物群,具有很強(qiáng)的吸附與氧化有機(jī)物的能力。

  activatedsludgeprocess污水生物處理的一種方法。該法是在人工充氧條件下,對(duì)污水和各種微生物群體進(jìn)行連續(xù)混合培養(yǎng),形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,以分解去除污水中的有機(jī)污染物。然后使污泥與水分離,大部分污泥再回流到曝氣池,多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。

  影響活性污泥過(guò)程工作效率(處理效率和經(jīng)濟(jì)效益)的主要因素是處理方法的選擇與曝氣池和沉淀池的設(shè)計(jì)及運(yùn)行。
 

ontent">基本組成

 ?、倨貧獬兀悍磻?yīng)主體

 ?、?span id="yvybcec" class='hrefStyle'>二沉池:1)進(jìn)行泥水分離,保證出水水質(zhì);2)保證回流污泥,維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。

 ?、刍亓飨到y(tǒng):1)維持曝氣池的污泥濃度;2)改變回流比,改變曝氣池的運(yùn)行工況。

 ?、苁S辔勰嗯欧畔到y(tǒng):1)是去除有機(jī)物的途徑之一;2)維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

 ?、莨┭跸到y(tǒng):主要由供氧曝氣風(fēng)機(jī)和專用曝氣器構(gòu)成向曝氣池內(nèi)提供足夠的溶解氧。

影響因素

  a、BOD負(fù)荷率(F/M)也稱有機(jī)負(fù)荷率,以NS表示);

  b、水溫;

  c、pH值;

  d、溶解氧;

  e、營(yíng)養(yǎng)平衡;

  f、有毒物質(zhì)。

方法設(shè)計(jì)

  除普通活性污泥法外,還有多點(diǎn)進(jìn)水、吸附再生、延時(shí)曝氣和高負(fù)荷率活性污泥等方法。前兩種方法與基本流程有所不同,廢水流進(jìn)曝氣池的入口的數(shù)目和位置有差別。在多點(diǎn)進(jìn)水活性污泥法中,只有一部分廢水和回流污泥一起在首端入池。其余的廢水分2~3次在離首端有一定距離的2~3個(gè)入口處(入口的間距一般相等)進(jìn)入曝氣池。從流程上看,可以說(shuō)吸附再生活性污泥法(圖2)只是多點(diǎn)進(jìn)水過(guò)程(圖3)的變形,幾個(gè)廢水入口只用最后一個(gè),后者即變成前者。

  方法類型的發(fā)展是以過(guò)程的機(jī)理為依據(jù)的。參與過(guò)程的主要物質(zhì)有:有機(jī)物、微生物和溶解氧(空氣)。前兩者是主要的,溶解氧只要維持一定的濃度。

  在整個(gè)過(guò)程中,需氧量是不同的。起始有機(jī)物濃度高,微生物繁殖迅速,需氧量大。隨著有機(jī)物的逐漸下降,需氧量也逐漸減少。在普通活性污泥法中,曝氣池的供氧是均勻的。這顯然是不合理的。改進(jìn)的辦法有兩種。一種是從曝氣方法著眼,把均勻的曝氣改為漸降曝氣。另一種就是多點(diǎn)進(jìn)水的辦法。但是多點(diǎn)進(jìn)水不僅降低需氧量的變化幅度,而且改變了有機(jī)物與微生物的相對(duì)量。

  有機(jī)物與微生物之比稱污泥負(fù)荷率(F:M)。它影響過(guò)程的代謝深度和污泥的沉降性能,也影響運(yùn)行的穩(wěn)定性和基建費(fèi)用。污泥負(fù)荷率低些,過(guò)程的運(yùn)行比較容易,處理效率比較穩(wěn)定,剩余污泥量比較少,但基本建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用一般要高些。普通活性污泥法的負(fù)荷率常在0.15~0.3公斤BOD/公斤污泥之間。高負(fù)荷率活性污泥法采用1以上,回流污泥量和空氣量可以大大減少,節(jié)省費(fèi)用,但是BOD去除率降低到60~70%,因此也稱為變型活性污泥法。用于只需要中等處理程度的場(chǎng)合。延時(shí)曝氣活性污泥法則相反,負(fù)荷率常小于0.1,曝氣時(shí)間超過(guò)24小時(shí),代謝深入,剩余污泥量少,無(wú)需頻繁排泥,工作穩(wěn)定,管理簡(jiǎn)便,常用于流量很小的場(chǎng)合。

  在實(shí)踐中,人們發(fā)現(xiàn)污染物轉(zhuǎn)移到污泥上去的效率很快,而代謝速率較慢。處理城市污水時(shí),往往不到1小時(shí)就把廢水BOD降低90%左右。但是如果把這些污泥回流到曝氣池,卻不能再現(xiàn)這樣的能力(見(jiàn)曝氣),從而創(chuàng)造了吸附再生法?;钚晕勰嗟脑偕鷮?shí)質(zhì)上是給微生物以足夠的時(shí)間來(lái)消化轉(zhuǎn)移來(lái)的有機(jī)物。因此,有人把它改名為接觸穩(wěn)定法。

  曝氣池是所有活性污泥法的心臟,其作用是攪拌混合液使泥、水充分接觸和向微生物供氧。攪拌有兩種方式,一種是使同時(shí)進(jìn)曝氣池的泥和水充分混合并一直保持到流出池子,而不和已在池中的混合液相混以免發(fā)生短路現(xiàn)象。曝氣池采用長(zhǎng)條形就是以保證同時(shí)入池的泥和水都同時(shí)出池(圖4),使同時(shí)入池的廢水有相同的曝氣時(shí)間。另一種攪拌方式是使進(jìn)入池子的泥和水立即與全池的混合液充分混合,達(dá)到混合液的水質(zhì)均勻,有可能使微生物的生長(zhǎng)處在最佳的生活環(huán)境中,使過(guò)程處在最好的條件下運(yùn)行。還有一種環(huán)形曝氣長(zhǎng)槽,深度較淺,混合液在槽中以較高的流速回流。這種曝氣槽的曝氣時(shí)間接近24小時(shí),特稱氧化槽或氧化溝。實(shí)際上是延時(shí)曝氣活性污泥法的一種曝氣池。

  除按要求設(shè)計(jì)幾何形狀外,曝氣方法和設(shè)備也是很重要的。曝氣方法有氣泡曝氣法(又稱鼓風(fēng)曝氣法)和表面曝氣法(也稱機(jī)械曝氣法)兩種。20世紀(jì)70年代末問(wèn)世的深井曝氣也是一種氣泡曝氣,以增加氣泡與混合液的接觸時(shí)間來(lái)提高曝氣效率。

  在表面曝氣法中借設(shè)在液面的曝氣器使池液回流,并使液面劇烈波動(dòng)與空氣密切接觸交換氣體。曝氣器一般是各種立式葉輪,也有采用臥式旋刷或旋槳的。環(huán)形曝氣槽都采用臥式曝氣器。

  為加快氧的溶解,70年代開(kāi)始出現(xiàn)了“純氧”曝氣,以含氧濃度極高的空氣替代一般空氣。大多采用表面曝氣法。

  運(yùn)行主要是活性污泥量和供氧量的控制,曝氣池的活性污泥濃度(稱混合液懸浮固體),是可以調(diào)節(jié)的,也就是活性污泥量和負(fù)荷率是可以調(diào)節(jié)的,運(yùn)行時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況注意調(diào)節(jié)。活性污泥法污水廠容易出現(xiàn)污泥膨脹,即污泥含水量極高,不易沉降。這將造成污泥隨水流出沉淀池,破壞水質(zhì),同時(shí),污泥的流失使曝氣池中污泥減少,整個(gè)過(guò)程逐漸失效。在發(fā)現(xiàn)污泥有膨脹趨勢(shì)時(shí),應(yīng)即分析原因,采取措施。

基本流程

  典型的活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排除系統(tǒng)組成。

  污水和回流的活性污泥一起進(jìn)入曝氣池形成混合液。從空氣壓縮機(jī)站送來(lái)的壓縮空氣,通過(guò)鋪設(shè)在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置,以細(xì)小氣泡的形式進(jìn)入污水中,目的是增加污水中的溶解氧含量,還使混合液處于劇烈攪動(dòng)的狀態(tài),形懸浮狀態(tài)。溶解氧、活性污泥與污水互相混合、充分接觸,使活性污泥反應(yīng)得以正常進(jìn)行。

  第一階段,污水中的有機(jī)污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團(tuán)的表面上,這是由于其巨大的比表面積和多糖類黏性物質(zhì)。同時(shí)一些大分子有機(jī)物在細(xì)菌胞外酶作用下分解為小分子有機(jī)物。第二階段,微生物在氧氣充足的條件下,吸收這些有機(jī)物,并氧化分解,形成二氧化碳和水,一部分供給自身的增殖繁衍。活性污泥反應(yīng)進(jìn)行的結(jié)果,污水中有機(jī)污染物得到降解而去除,活性污泥本身得以繁衍增長(zhǎng),污水則得以凈化處理。

  經(jīng)過(guò)活性污泥凈化作用后的混合液進(jìn)入二次沉淀池,混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質(zhì)在這里沉淀下來(lái)與水分離,澄清后的污水作為處理水排出系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)沉淀濃縮的污泥從沉淀池底部排出,其中大部分作為接種污泥回流至曝氣池,以保證曝氣池內(nèi)的懸浮固體濃度和微生物濃度;增殖的微生物從系統(tǒng)中排出,稱為“剩余污泥”。事實(shí)上,污染物很大程度上從污水中轉(zhuǎn)移到了這些剩余污泥中。

  活性污泥法的原理形象說(shuō)法:微生物“吃掉”了污水中的有機(jī)物,這樣污水變成了干凈的水。它本質(zhì)上與自然界水體自凈過(guò)程相似,只是經(jīng)過(guò)人工強(qiáng)化,污水凈化的效果更好。

運(yùn)行條件

 ?、?gòu)U水中含有足夠的可溶性易降解有機(jī)物;

 ?、诨旌弦汉凶銐虻娜芙庋?;

  ③活性污泥在池內(nèi)呈懸浮狀態(tài);

  ④活性污泥連續(xù)回流、及時(shí)排除剩余污泥,使混合液保持一定濃度的活性污泥;

  ⑤無(wú)有毒有害的物質(zhì)流入。


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