DQZHAN技術(shù)訊：干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

污水活性污泥處理工藝開(kāi)創(chuàng)100年來(lái)，通過(guò)污水處理的生產(chǎn)實(shí)踐，已在城市污水處理技術(shù)領(lǐng)域穩(wěn)占一席之地，在技術(shù)上更是取得了大幅度的進(jìn)步。活性污泥工藝是污水活性污泥處理工藝技術(shù)的核心，本文收錄了12種在20世紀(jì)30～40年代城市污水處理熱潮中涌現(xiàn)出來(lái)的效果優(yōu)異的活性污泥傳統(tǒng)工藝，僅供大家參考。

一、普通活性污泥工藝

普通活性污泥工藝又稱(chēng)傳統(tǒng)活性污泥工藝，是活性污泥廢水生物處理系統(tǒng)的傳統(tǒng)方式。系統(tǒng)由曝氣池、二沉池和污泥回流管線及設(shè)備三部分組成。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

經(jīng)預(yù)處理技術(shù)處理后的原污水，從活性污泥反應(yīng)器—曝氣池的首端進(jìn)入池內(nèi)，由二沉池回流的回流污泥也同步注入。污水與回流污泥形成的混合液在池內(nèi)里呈推流式流態(tài)向前流動(dòng)，流至池的末端、流出池外進(jìn)入二沉池。流入二沉池的混合液，經(jīng)沉淀分離處理，活性污泥與被處理水分離。處理后的水排出系統(tǒng)，分離后的污泥進(jìn)入污泥泵站，在那里，污泥進(jìn)行分流，一定量的污泥作為回流污泥，通過(guò)污泥回流系統(tǒng)，回流至曝氣池首端，多余的剩余污泥則排出系統(tǒng)。

【優(yōu)點(diǎn)】

（1）有機(jī)物在曝氣池內(nèi)的降解經(jīng)歷了**階段的吸附和**階段的代謝的完整過(guò)程，活性污泥也經(jīng)歷了對(duì)數(shù)增長(zhǎng)、減速增長(zhǎng)、內(nèi)源呼吸的完整生長(zhǎng)周期；

（2）對(duì)一般城市污水的處理效果好，BOD去除率可達(dá)到90%以上；

（3）適合用于處理凈化程度高和穩(wěn)定程度要求較高的污水。

【缺點(diǎn)】

(1)曝氣池首端有機(jī)污染物負(fù)荷高，耗氧速度也高，為了避免由于缺氧形成厭氧狀態(tài)，進(jìn)水有機(jī)物負(fù)荷不宜過(guò)高。為達(dá)到一定的去污能力，需要曝氣池容積大，占用土地較多，基建費(fèi)用高；

(2)好氧速度沿池長(zhǎng)是變化的，而供氧速度難于與其相吻合、適應(yīng)，在池前段可能出現(xiàn)好氧速度高于供氧速度的現(xiàn)象，池后段又可能出現(xiàn)溶解氧過(guò)剩的現(xiàn)象；

(3)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較低，運(yùn)行效果易受水質(zhì)、水量變化的影響。

二、階段曝氣活性污泥工藝

階段曝氣活性污泥工藝又稱(chēng)分段進(jìn)水活性污泥工藝或多段進(jìn)水活性污泥工藝，是針對(duì)傳統(tǒng)活性污泥工藝存在的弊端進(jìn)行了一些改革的運(yùn)行方式。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

污水沿池長(zhǎng)分段注入曝氣池，使有機(jī)負(fù)荷在池內(nèi)分布比較均衡，緩解了傳統(tǒng)活性污泥工藝曝氣池內(nèi)供氧速率與需氧速率存在的矛盾，沿池長(zhǎng)F/M分布均勻，有利于降低能耗，又能充分發(fā)揮活性污泥微生物的降解功能。曝氣方式一般采用鼓風(fēng)曝氣。

【優(yōu)點(diǎn)】

（1）池體容積比傳統(tǒng)法小三分之一以上，適于處理水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的各類(lèi)污水；

（2）與傳統(tǒng)活性污泥工藝相比，提高了空氣的利率，即能耗較低；

（3）污水沿池長(zhǎng)分段注入，提高了曝氣池抗沖擊負(fù)荷的能力；

（4）曝氣池出口混合液中活性污泥不易處于過(guò)氧化狀態(tài)，在二沉池內(nèi)固液分離效果較好。

【缺點(diǎn)】

曝氣池*后段進(jìn)水因污泥濃度較低、處理時(shí)問(wèn)較短，有時(shí)影響出水水質(zhì)。

三、回流污泥再生曝氣活性污泥工藝

回流污泥再生曝氣活性污泥工藝是普通活性污泥工藝的一種變型。

經(jīng)過(guò)預(yù)處理的原污水直接接進(jìn)入曝氣池。從二沉池排出的回流污泥，則不直接進(jìn)人曝氣池，而是先進(jìn)入再生池進(jìn)行曝氣，使回流污泥得到充分的再生反應(yīng)，活性得到充分的恢復(fù)。然后再進(jìn)入曝氣池與進(jìn)入的原污水相混合，形成混合液，活性得到恢復(fù)和強(qiáng)化的回流污泥與污水中的有機(jī)污染物相碰撞、接觸，進(jìn)行高效的有機(jī)污染物的降解反應(yīng)。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

回流污泥再生曝氣工藝系統(tǒng)的曝氣池，按普通活性污泥工藝系統(tǒng)曝氣池方式運(yùn)行，即：活性污泥微生物對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行完整的吸附、代謝、降解過(guò)程，而活性污泥本身也經(jīng)歷完整的生長(zhǎng)周期。

回流污泥在再生池內(nèi)得到充分的再生反應(yīng)，活性完全恢復(fù)，因此在曝氣池內(nèi)進(jìn)行的活性代謝、降解反應(yīng)迅速而充分。

該工藝處理水水質(zhì)良好，而且穩(wěn)定，BOD去除率可達(dá)90%以上。

四、吸附—再生活性污泥工藝

吸附再生活性污泥工藝是根據(jù)污泥對(duì)有機(jī)污染物的初期高速吸附作用，將普通活性污泥工藝作相應(yīng)改進(jìn)發(fā)展而來(lái)。該工藝將活性污泥反應(yīng)器一分為二：曝氣池及再生池。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

對(duì)含有大量懸浮和膠體顆粒的廢水，可充分利用活性污泥對(duì)其初期吸附量大的特點(diǎn)，將吸附凝聚和氧化分解分別在兩個(gè)曝氣池中進(jìn)行，從而出現(xiàn)了吸附-再生法。主要特點(diǎn)是將活性污泥法對(duì)有機(jī)污染物降解的兩個(gè)過(guò)程--吸附、代謝穩(wěn)定，分別在各自的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。

曝氣池被一分為二，廢水先在吸附池內(nèi)停留數(shù)十分鐘，待有機(jī)物被充分吸附后，再進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離。分離出的活性污泥一部分作為剩余污泥排掉，另部分回流入再生池繼續(xù)曝氣。再生池中只曝氣不進(jìn)廢水，使活性污泥中吸附的有機(jī)物進(jìn)一步氧化分解，然后再返回吸附池。由于再生池僅對(duì)回流污泥進(jìn)行曝氣(剩余污泥不必再生)，故節(jié)約了空氣量，且可縮小池容。

【優(yōu)點(diǎn)】

（1）回流污泥量比普通活性污泥工藝多，回流比一般在50%～100%左右；

（2）吸附池和再生池的總?cè)莘e比普通活性污泥工藝曝氣池小得多，空氣用量并不增加，因此減少了占地和降低了造價(jià)；

（3）具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)平衡能力，以適應(yīng)進(jìn)水負(fù)荷的變化。

【缺點(diǎn)】

（1）去除率較普通活性污泥工藝低，尤其是對(duì)溶解性有機(jī)物較多的工業(yè)廢水，處理效果不理想；

（2）分段注入曝氣池的污水，如果不能與原混合液立即混合均勻，會(huì)影響處理效果。

五、延時(shí)曝氣活性污泥工藝

又稱(chēng)完全氧化(或完全處理)活性污泥工藝。是20世紀(jì)50年代在美國(guó)開(kāi)始應(yīng)用于生產(chǎn)的。本工藝系統(tǒng)只適用于處理對(duì)排放的處理水水質(zhì)要求高，又不宜采用污泥處理技術(shù)的小城鎮(zhèn)的城市污水或工業(yè)廢水，水量一般不宜超過(guò)1000m3/d。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

【優(yōu)點(diǎn)】

（1）對(duì)原污水水質(zhì)水量的沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性，勿需設(shè)初次沉淀池；

（2）反應(yīng)器內(nèi)的活性污泥，長(zhǎng)期處在內(nèi)源呼吸期，剩余污泥量少而且穩(wěn)定，勿需再考慮對(duì)污泥的處理問(wèn)題；

（3）處理水水質(zhì)穩(wěn)定性高。

【缺點(diǎn)】

（1）BOD-SS負(fù)荷非常低，曝氣反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)器容積大，占用較大的土地面積；

（2）基建費(fèi)用和維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用高。

六、高負(fù)荷活性污泥工藝

與延時(shí)曝氣活性污泥工藝相對(duì)，又稱(chēng)短時(shí)活性污泥工藝或不完全處理活性污泥工藝。

【優(yōu)點(diǎn)】

BOD-SS負(fù)荷高，曝氣池容小，占地面積較小。

【缺點(diǎn)】

（1）曝氣池中的MLSS,約30～500mg/L,曝氣時(shí)間比較短,約2～3h，處理效果差，60～70％；

（2）產(chǎn)泥量高；

（3）適合做預(yù)處理。

七、完全混合活性污泥工藝

完全混合活性污泥工藝的主要特征是在系統(tǒng)中應(yīng)用完全混合式的曝氣池。污水與回流污泥分別、同步地進(jìn)入曝氣池后，立即與池內(nèi)已存在的混合液相混合，并達(dá)到完全、充分混合的程度?？梢哉J(rèn)定，完全混合曝氣池內(nèi)的混合液是已經(jīng)降解處理，但未經(jīng)泥水分離的處理水。其主要結(jié)構(gòu)形式分為合建式（曝氣沉淀池）和分建式兩種。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

【優(yōu)點(diǎn)】

（1）對(duì)沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，適用于處理工業(yè)廢水，特別是高濃度的工業(yè)廢水；

（2）可通過(guò)對(duì)污泥負(fù)荷的調(diào)控，將整個(gè)曝氣池工況控制在*佳點(diǎn)，使活性污泥的凈化功能得到充分發(fā)揮，在相同處理效果下，其負(fù)荷率低于推流式曝氣池；

（3）池內(nèi)需氧均勻，動(dòng)力消耗低于傳統(tǒng)的活性污泥工藝。

【缺點(diǎn)】

（1）微生物對(duì)有機(jī)物的降解動(dòng)力低，易產(chǎn)生污泥膨脹；

（2）其處理的水質(zhì)一般不如推流式；

（3）占地面積大，投資高，處理效率相對(duì)較低；

（4）該法比較適合小型的污水處理廠。

八、多級(jí)混合活性污泥工藝

當(dāng)原污水含有濃度較高的有機(jī)污染時(shí)，可以考慮采用多級(jí)（二級(jí)或三級(jí)）的活性污泥工藝。多級(jí)活性污泥工藝，每級(jí)都是獨(dú)立的處理系統(tǒng)，每級(jí)都擁有各自的二沉池和污泥回流系統(tǒng)，這樣考慮有利于回流污泥對(duì)進(jìn)入污水的適應(yīng)和接種，剩余污泥則可以集中于*后**排放。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

【優(yōu)點(diǎn)】

（1）污水處理單元串聯(lián)，處理水質(zhì)較高；

（2）負(fù)荷高（**），且耐沖擊負(fù)荷，二級(jí)負(fù)荷低；

（3）各級(jí)污泥Qc不同，微生物種群各異。

【缺點(diǎn)】

投資與運(yùn)行費(fèi)用高，管理麻煩（各種設(shè)備多）。

九、深水曝氣活性污泥工藝

該系統(tǒng)的主要特征是采用深度在7m以上的深水曝氣池，可產(chǎn)生的效益是：

（1）由于水壓增大，加快了氧的傳遞速率，提高了混合液的飽和溶解氧濃度，有利于活性污泥微生物的增殖和對(duì)有機(jī)物的降解；

（2）曝氣池向豎向深度發(fā)展，降低了占用的土地面積。

該工藝有下列兩種形式曝氣池：

1.深水中層曝氣池

曝氣池水深在10m左右，但空氣擴(kuò)散裝置設(shè)在深4m左右處，這樣仍可使用風(fēng)壓為5m的風(fēng)機(jī)，為了在池內(nèi)形成環(huán)流和減少底部水層的死角，一般在池內(nèi)設(shè)導(dǎo)流板或?qū)Я魍?，?jiàn)下圖。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

2.深水底層曝氣池

水深仍在10m左右，空氣擴(kuò)散裝置仍設(shè)于池底部，需使用高風(fēng)壓的風(fēng)機(jī)，但勿需設(shè)導(dǎo)流裝置，在池內(nèi)自然形成環(huán)流，見(jiàn)下圖。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

十、深井曝氣活性污泥工藝系統(tǒng)

深井曝氣活性污泥工藝系統(tǒng)，又名超水深曝氣活性污泥工藝，,適用于處理高濃度有機(jī)廢水。本工藝開(kāi)創(chuàng)于20世紀(jì)70年代，首建于英國(guó)的皮林翰姆市。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

深井曝氣池直徑介于1～6m之間，深度可達(dá)50～100m；井中間設(shè)隔墻將井一分為二或在井中心設(shè)內(nèi)井筒，將井分為內(nèi)、外兩部分。在前者的一側(cè)，后者的外環(huán)部設(shè)空氣提升裝置，使混合液上升；而在前者的另一側(cè)，后者的內(nèi)井筒內(nèi)產(chǎn)生降流。這樣在井隔墻兩側(cè)或井中心筒內(nèi)外，形成由下而上的流動(dòng)。由于水深度大，氧的利用率高，有機(jī)物降解速度快，效果顯著。

【特點(diǎn)】

（1）充氧能力強(qiáng)，可達(dá)常規(guī)法的10倍；

（2）動(dòng)力效率高；

（3）占地少；

（4）處理功能不受氣候條件影響，適用于各種氣候條件；

（5）可考慮不設(shè)初次沉淀池，效益顯著等。

十一、淺層曝氣活性污泥工藝

淺層曝氣活性污泥工藝由瑞典一公司開(kāi)發(fā)。本工藝是以下列論點(diǎn)作為理論基礎(chǔ)，即：氣泡只在其形成和破碎的一瞬間產(chǎn)生*高的氧轉(zhuǎn)移率而與其在液體中的移動(dòng)高度無(wú)關(guān)。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

淺層曝氣其原理基于氣泡在剛剛形成的瞬息間，其吸氧率*高。曝氣設(shè)備裝在距液面800～900mm處，可釆用低壓風(fēng)機(jī)。單位輸入能量的相對(duì)吸氧量可達(dá)*大，它可充分發(fā)揮曝氣設(shè)備的能力。風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓約1000mm左右即可滿足要求。池中間設(shè)置縱向隔板，以利液流循環(huán)，充氧能力可達(dá)1.80～2.60kg/(kW?h)，有利于節(jié)省能耗。缺點(diǎn)是曝氣柵管孔眼容易堵塞。

十二、純氧曝氣活性污泥工藝

又稱(chēng)富氧曝氣活性污泥工藝。該工藝曝氣池污泥濃度高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，適用于處理含有難降解有機(jī)物質(zhì)的工業(yè)廢水，如果氧源充足、便宜，可用于處理生活污水或各種工業(yè)廢水。該工藝不適于處理易揮發(fā)有機(jī)物含量較高的工業(yè)廢水，封閉的純氧曝氣池內(nèi)可燃?xì)鉂舛容^高時(shí)，有產(chǎn)生爆炸的可能，純氧曝氣池周?chē)O(shè)為防火區(qū)。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

【優(yōu)點(diǎn)】

（1）曝氣池污泥濃度高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；

（2）曝氣時(shí)間短，曝氣池容積較小，占地面積少，基建投資少；

（3）動(dòng)力消耗低(比空氣曝氣至少節(jié)約60％以上)，運(yùn)行成本低；

（4）純氧曝氣池一般采用多級(jí)封閉式，臭味不易擴(kuò)散，周?chē)h(huán)境好，而且在冬季可起到保溫作用；

（5）活性污泥沉降、濃縮、脫水性能較好，剩余污泥量少；

（6）自動(dòng)控制水平較高，各操作階段和各運(yùn)行參數(shù)都可通過(guò)計(jì)算機(jī)加以控制，管理方便。

【缺點(diǎn)】

（1）工藝存在一定的爆炸風(fēng)險(xiǎn)；

（2）自控儀表多，維護(hù)保養(yǎng)工作較多，且對(duì)運(yùn)行管理人員的技術(shù)能力要求較高；

（3）封閉的純氧曝氣池內(nèi)熱量不易損失，而且沒(méi)有有效散熱的手段，因此夏季進(jìn)水溫度較高時(shí)，一旦混合液的溫度升高，無(wú)法采取有效手段進(jìn)行控制。

（4）受氧源限制，如果沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的空氣分離廠制造和供應(yīng)足量氧氣、而是依靠污水處理場(chǎng)自身制備氧氣，會(huì)導(dǎo)致純氧曝氣法的運(yùn)行成本上升、增加管理難度。