活性污泥法處理工藝12種方法分析
活性污(wu)泥(ni)法、生物(wu)膜(mo)法、厭氧(yang)處理法、生物(wu)脫氮、除磷等工藝技術,是廢(fei)水生物(wu)處理借(jie)助環境(jing)工程(cheng)(cheng)和化(hua)學(xue)工程(cheng)(cheng)的手段和方法,以(yi)微生物(wu)作用為主體開發出了種種用于控制(zhi)和治理水污(wu)染治理的新方法。
所(suo)謂“好氧”:是(shi)指這(zhe)類生物必須在(zai)有分子態(tai)(tai)氧氣(O2)的存在(zai)下,才能進行(xing)正(zheng)常的生理(li)生化反(fan)應(ying)。所(suo)謂“厭(yan)氧”:是(shi)能在(zai)無分子態(tai)(tai)氧存在(zai)的條件下,能進行(xing)正(zheng)常的生理(li)生化反(fan)應(ying)的生物。
1.活(huo)性污泥法的特點(dian)
曝氣池中污泥濃度一般控(kong)制在2—3g/L,廢水濃度高時(shi)采用較高數(shu)值(zhi);
廢水(shui)在曝(pu)氣池中(zhong)的停留時(shi)間(HRT)常采用4—8h,視廢水(shui)中(zhong)有機物濃度而定(ding);
回流(liu)污泥量約為進水(shui)流(liu)量的25%—50%左右;
BOD和懸(xuan)浮物去除率都很高,達到90%—95%左右。
2.作用原理
普通活性(xing)污泥法是依據廢水的自(zi)凈作用(yong)原(yuan)理發展而來的。
3.不足(zu)之處
對水質變(bian)化(hua)的適應能力(li)不強(qiang);
所供的(de)氧(yang)不能充(chong)分利用,因為在曝(pu)氣(qi)池前(qian)端廢水水質濃(nong)度高(gao)、污泥負(fu)荷高(gao)、需氧(yang)量(liang)大,而后(hou)端則相反,但空氣(qi)往往沿池長均(jun)勻分布,這(zhe)就造成前(qian)端供氧(yang)量(liang)不足、后(hou)端供氧(yang)量(liang)過剩的(de)情況。
因此,在處理同(tong)樣水量時,同(tong)其他類型的活性污泥法相(xiang)(xiang)比,曝氣池相(xiang)(xiang)對(dui)龐大、占地多、能耗費用高。
階段曝氣活性污(wu)泥法
階段曝氣法(fa)也稱為(wei)多(duo)點進水(shui)活(huo)性(xing)(xing)污泥法(fa),它是普(pu)通活(huo)性(xing)(xing)污泥法(fa)的(de)一個簡單(dan)的(de)改進,可克服普(pu)通活(huo)性(xing)(xing)污泥法(fa)供氧同需氧不平衡的(de)矛盾(dun)。
曝氣(qi)池容積同普通活性(xing)污泥(ni)(ni)法比較可以縮小30%左右,但其出水(shui)差于普通活性(xing)污泥(ni)(ni)法。
漸(jian)減曝氣法
克服(fu)普通(tong)活(huo)性(xing)污泥法曝氣(qi)池中供氧(yang)、需氧(yang)不平衡另(ling)一個改進(jin)方(fang)法是將曝氣(qi)池的供氧(yang)沿活(huo)性(xing)污泥推進(jin)方(fang)向逐漸減少,這即為漸減曝氣(qi)法。
該工藝曝(pu)氣(qi)池(chi)中有機物濃度隨著向(xiang)前推進不斷降(jiang)低、污(wu)泥需氧量也不斷下降(jiang)、曝(pu)氣(qi)量相(xiang)應減少。
吸附再(zai)生活性污泥(ni)法
吸附(fu)(fu)再(zai)生活(huo)性污泥(ni)法系根據廢水凈化的(de)機理,污泥(ni)對有機污染(ran)物(wu)的(de)初期高速吸附(fu)(fu)作用(yong),將普通(tong)活(huo)性污泥(ni)法作相應改進發(fa)展而來。
特點(dian):
回(hui)流污(wu)泥(ni)量比(bi)(bi)普通活性污(wu)泥(ni)法多,回(hui)流比(bi)(bi)一般在50%—100%左右
吸(xi)附池和再生池的(de)總(zong)容(rong)積比普通活性污泥(ni)法曝氣(qi)池小(xiao)得多,空(kong)氣(qi)用量并不增(zeng)加,因此減少了(le)占地和降低了(le)造價(jia)。
具有較強的調節平衡(heng)能(neng)力(li),以適(shi)應進水(shui)負荷的變化(hua)
缺點是去(qu)除(chu)率(lv)較(jiao)(jiao)普(pu)通活(huo)性(xing)污泥(ni)法低,尤(you)其是對(dui)溶解性(xing)有機物(wu)較(jiao)(jiao)多的工業(ye)廢水,處理(li)效(xiao)果不理(li)想。
完全混合活性污泥(ni)法
完全混合(he)活性(xing)污泥法(fa)的流程和普通(tong)活性(xing)污泥法(fa)相同,但廢水和回流污泥進入曝氣池時,立即與池內(nei)原先存在的混合(he)液(ye)充(chong)分混合(he)。
(a)采(cai)用擴散空氣曝氣器的(de)完全混合活性污泥法工藝流程(cheng);
(b)采用機(ji)械曝氣的完全混(hun)合活性(xing)污泥工藝流(liu)程;
(c)合建式圓形(xing)曝氣沉淀池。
1.優點:
微生物的代謝速率(lv)甚高;
廢(fei)水(shui)水(shui)力停留時(shi)間(jian)往往較短,系統的負(fu)荷較高;
構(gou)筑物的占地較(jiao)省。
2.缺點(dian):
導致出水水質較差(cha);
較易發生絲(si)狀菌(jun)過量生長的污泥膨脹等運行(xing)間(jian)題。
序批(pi)式活性污泥法
序批式活性(xing)污泥法(Sequencing Batch Reactor,簡稱SBR)是(shi)國(guo)內外(wai)近年(nian)來新開發的一種活性(xing)污泥法,其工藝(yi)特(te)點是(shi)將(jiang)曝(pu)氣池和(he)沉淀(dian)池合而為一,生(sheng)化反應雖分批進行,基本工作周期可(ke)由進水、反應、沉淀(dian)、排水和(he)閑置五個(ge)階段組成。
1.SBR的特(te)點
構造簡單(dan)、節(jie)省投資(zi):
省去了二沉池(chi)(chi)、回流(liu)裝(zhuang)置和調節池(chi)(chi)等設(she)施(shi),因此基建投資較低。
控制靈活(huo),可滿足(zu)各種處理要求:
一個周期中各個階段的(de)運行時間(jian)、總停留時間(jian)、供氣量等都(dou)可按照(zhao)進水(shui)水(shui)質和(he)出水(shui)要求而加以調節。
活性(xing)污(wu)泥性(xing)狀好、污(wu)泥產率低:
污泥結(jie)構緊密,沉降性能良好。此外在沉降期幾乎是在靜止狀態(tai)下沉淀(dian),因此污泥沉降時(shi)間短、效率高(gao)。
SBR的運(yun)行周(zhou)期中有一(yi)閑量期、污泥(ni)處于內源呼吸階段,因此污泥(ni)產率比較(jiao)低。
2.CAST工(gong)藝
作(zuo)為SBR工藝(yi)的一種(zhong)變型,在(zai)CAST系統中污水(shui)按一定的周期(qi)和階段(duan)得到處理。每一循(xun)環由下列階段(duan)組(zu)成(cheng)并不斷重復:充(chong)水(shui)/曝氣(qi)、充(chong)水(shui)/沉淀、撇水(shui)、閑置。
特(te)點:
工藝簡(jian)單,占地面積(ji)小,投資較低,沒有(you)二沉(chen)池(chi),一般情況下不設調(diao)節池(chi)及(ji)初沉(chen)池(chi);
曝氣階段(duan)生(sheng)化反應推動力大(da):這有利于減(jian)少曝氣池容積,降低(di)工(gong)程投資;
沉(chen)淀(dian)效(xiao)(xiao)果好,可(ke)有(you)效(xiao)(xiao)防(fang)止(zhi)污泥絲狀膨脹;
運行(xing)靈活,抗沖擊能力強,當進行(xing)脫(tuo)氮除磷時(shi),可通過(guo)間斷曝氣控制反應池的(de)溶解水(shui)平,提高脫(tuo)氮除磷的(de)效(xiao)果;
CAST工(gong)藝(yi)可應用于大型、中型及小型污水處(chu)理工(gong)程,比SBR工(gong)藝(yi)適用范圍(wei)更廣泛;
運行穩定性(xing)好、基質去除率較(jiao)高(gao);
剩余污泥量(liang)小,性(xing)質穩定(ding)。
生(sheng)物吸附氧(yang)化法(AB法)
(1)AB法(fa)屬于兩段活性污(wu)(wu)泥法(fa)范(fan)疇(chou),但通常不(bu)設初沉池,以便充分利用活性污(wu)(wu)泥的吸附作(zuo)用;
(2)A級和(he)B級的(de)污泥回流(liu)是(shi)截然分開的(de),因而在(zai)兩(liang)級中具(ju)有(you)組成和(he)功(gong)能均不相同的(de)微生(sheng)物種(zhong)群;
(3)A級以(yi)極高負荷運行,其污泥負荷率從大于(yu)2.0kgBOD/(kgMLSS˙d),水(shui)(shui)(shui)力停留(liu)時間為0.5h左右,對不同進(jin)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質,A級可(ke)選擇以(yi)好氧(yang)或缺氧(yang)方式(shi)運行;
(4)B級則以低負荷運行(xing),其(qi)污泥負荷率(lv)從小(xiao)于0.3kgBOD/(kgMLSS˙d)。
延時曝氣法
特點:延時曝氣,又稱完全(quan)氧化活性(xing)(xing)污(wu)泥(ni)法,為長時間(jian)曝氣的活性(xing)(xing)污(wu)泥(ni)法。采用低負荷方式運行(xing),去除率高,污(wu)泥(ni)量少。
氧(yang)化溝
連續(xu)環式(shi)反應池通常簡稱(cheng)為氧化(hua)溝,是活(huo)性污(wu)泥(ni)法的(de)一(yi)種(zhong)改型,屬延(yan)時曝氣的(de)一(yi)種(zhong)特殊(shu)形式(shi)。
特點;
運(yun)行負荷(he)低,處理(li)深度大;
由(you)于(yu)曝氣(qi)(qi)裝置(zhi)只設置(zhi)在(zai)氧(yang)(yang)化溝的局部區段,離(li)曝氣(qi)(qi)機不同(tong)距離(li)處形成(cheng)好(hao)氧(yang)(yang)、缺(que)氧(yang)(yang)以及(ji)厭氧(yang)(yang)區段,故可具有反硝化脫氮(dan)的功能;
污泥沉降性能好,無臭(chou)味(wei);
耐沖擊負荷(he),適應(ying)性大;
污(wu)泥(ni)產量較少;
動(dong)力消耗(hao)較低,在采用轉刷曝氣時(shi),噪聲亦極小。
活(huo)性污泥法的(de)其他幾種運行方式
1.射流曝氣(qi)工藝
利用射流(liu)曝氣器充氧的活性污泥(ni)法,稱為射流(liu)曝氣活性污泥(ni)法。
根據空(kong)氣(qi)補給(gei)的方式,又(you)分為(wei)供(gong)氣(qi)式射流(liu)曝氣(qi)(由鼓風(feng)機(ji)提供(gong)壓力氣(qi)源)和自(zi)吸(xi)式射流(liu)曝氣(qi)(利用射流(liu)器直接(jie)抽吸(xi)外界空(kong)氣(qi))。
前者效(xiao)率較高,可達1.6—2.2kgO2/kWh(鼓(gu)風機3mm穿孔管中(zhong)層曝氣時,動力(li)(li)效(xiao)率一(yi)般在(zai)1.0kgO2/kWh左右),但鼓(gu)風機會(hui)產生(sheng)一(yi)定的(de)噪聲(sheng)污染;后者動力(li)(li)效(xiao)率較低,但也已達到1.1~2.0kgO2/kWh,同時可免去鼓(gu)風機的(de)設置,徹底消除噪聲(sheng)的(de)二(er)次(ci)污染。
2.純氧(yang)曝氣工藝
其特點(dian)是以純氧(yang)代(dai)替空(kong)氣(qi)曝氣(qi),曝氣(qi)池密閉,以提高(gao)供氧(yang)效率和(he)有機物降解效率。
(1)其優點是(shi):
溶解氧(yang)飽和值較高,氧(yang)傳遞速率快,生物(wu)處理的速度得以提高,因此曝(pu)氣時間短(duan),僅為(wei)1.5—3.0h,污泥(ni)濃度約4000—8000mgMLSS/L,處理效(xiao)果(guo)好(hao)。
(2)其缺點是:
純氧制備過程(cheng)較(jiao)復(fu)雜,易出(chu)故障(zhang),運行管(guan)理較(jiao)麻(ma)煩(fan);曝氣池密封,又對結構(gou)的要(yao)求提高;
進水中混有的易(yi)揮發性的碳氫化(hua)合物容易(yi)在(zai)密閉的曝氣(qi)池中積累,因(yin)此容易(yi)引(yin)起爆炸故曝氣(qi)池必須(xu)考慮防爆措施;
生成的(de)CO2也使氣體中CO2分壓(ya)上(shang)升(sheng),溶解于液體,并(bing)導致(zhi)pH值(zhi)下降,妨(fang)礙(ai)生物處(chu)理(li)的(de)正常運(yun)行,會影響處(chu)理(li)效率(lv)。
在有現成(cheng)純氧(yang)供應(ying)的工業區內及場地異常緊(jin)張的情況(kuang)下使用該(gai)法是合適的。
3.投(tou)料(liao)式(shi)活性(xing)污泥法
活性(xing)污(wu)泥法的各種工藝在運行(xing)過(guo)程中,最關鍵之處在于(yu)維持活性(xing)污(wu)泥的活性(xing)和(he)凝(ning)聚性(xing)(沉淀性(xing)能)。
而活性污(wu)泥的凝聚(ju)性能極(ji)易受進水(shui)水(shui)質和(he)外界因(yin)素的影響,從而導(dao)致二(er)沉(chen)池出水(shui)飄泥等(deng)異(yi)常(chang)現象(xiang)。
此時,在曝(pu)氣池中投加粉末活(huo)性(xing)炭、混凝劑(ji)或其池化學藥劑(ji),往往會取得(de)很好的效果,這就(jiu)是所謂的“投料式”活(huo)性(xing)污泥法。其中以投加粉末活(huo)性(xing)炭為多,又稱PACT法(粉末活(huo)性(xing)污泥法)。