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2019年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級研討會 (第十屆)日程暨邀請函
 
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史上最全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

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核心提示:史上最全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝
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2019年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級研討會 (第十屆)日程暨邀請函
 干貨|史上最全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝
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北極星環(huán)保網(wǎng)訊:污水活性污泥處理工藝開創(chuàng)100年來,通過污水處理的生產(chǎn)實踐,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;钚晕勰喙に囀俏鬯钚晕勰嗵幚砉に嚰夹g(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|史上最全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝
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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,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)歷了第一階段的吸附和第二階段的代謝的完整過程,活性污泥也經(jīng)歷了對數(shù)增長、減速增長、內(nèi)源呼吸的完整生長周期;
(2)對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)溶解氧過剩的現(xiàn)象;
(3)對進(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|史上最全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝
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污水沿池長分段注入曝氣池,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)相對穩(wěn)定的各類污水;
(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)】
曝氣池最后段進(jìn)水因污泥濃度較低、處理時問較短,有時影響出水水質(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)。
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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:活性污泥微生物對有機(jī)污染物進(jìn)行完整的吸附、代謝、降解過程,而活性污泥本身也經(jīng)歷完整的生長周期。
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。
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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。該工藝將活性污泥反應(yīng)器一分為二:曝氣池及再生池。
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對含有大量懸浮和膠體顆粒的廢水,可充分利用活性污泥對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)是將活性污泥法對有機(jī)污染物降解的兩個過程--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;
(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,會影響處理效果。
五、延時曝氣活性污泥工藝
又稱完全氧化(或完全處理)活性污泥工藝。是20世紀(jì)50年代在美國開始應(yīng)用于生產(chǎn)的。本工藝系統(tǒng)只適用于處理對排放的處理水水質(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1000m3/d。
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【優(yōu)點(diǎn)】
(1)對原污水水質(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,勿需再考慮對污泥的處理問題;
(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)時間長,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
與延時曝氣活性污泥工藝相對,又稱短時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。
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【優(yōu)點(diǎn)】
(1)對沖擊負(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)可通過對污泥負(fù)荷的調(diào)控,將整個曝氣池工況控制在最佳點(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,動力消耗低于傳統(tǒng)的活性污泥工藝。
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【缺點(diǎn)】
(1)微生物對有機(jī)物的降解動力低,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,處理效率相對較低;
(4)該法比較適合小型的污水處理廠。
八、多級混合活性污泥工藝
當(dāng)原污水含有濃度較高的有機(jī)污染時,可以考慮采用多級(二級或三級)的活性污泥工藝。多級活性污泥工藝,每級都是獨(dú)立的處理系統(tǒng),每級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進(jìn)入污水的適應(yīng)和接種,剩余污泥則可以集中于最后一級排放。
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【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(一級),且耐沖擊負(fù)荷,二級負(fù)荷低;
(3)各級污泥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魍玻娤聢D。
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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,見下圖。
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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。本工藝開創(chuàng)于20世紀(jì)70年代,首建于英國的皮林翰姆市。
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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。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。
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【特點(diǎn)】
(1)充氧能力強(qiáng),可達(dá)常規(guī)法的10倍;
(2)動力效率高;
(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)生最高的氧轉(zhuǎn)移率而與其在液體中的移動高度無關(guān)。
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淺層曝氣其原理基于氣泡在剛剛形成的瞬息間,其吸氧率最高。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吸氧量可達(dá)最大,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,有產(chǎn)生爆炸的可能,純氧曝氣池周圍要設(shè)為防火區(qū)。
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【優(yōu)點(diǎn)】
(1)曝氣池污泥濃度高,抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng);
(2)曝氣時間短,曝氣池容積較小,占地面積少,基建投資少;
(3)動力消耗低(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封閉式,臭味不易擴(kuò)散,周圍環(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)自動控制水平較高,各操作階段和各運(yùn)行參數(shù)都可通過計算機(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;
(2)自控儀表多,維護(hù)保養(yǎng)工作較多,且對運(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,而且沒有有效散熱的手段,因此夏季進(jìn)水溫度較高時,一旦混合液的溫度升高,無法采取有效手段進(jìn)行控制。
(4)受氧源限制,如果沒有專業(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自身制備氧氣,會導(dǎo)致純氧曝氣法的運(yùn)行成本上升、增加管理難度。
原標(biāo)題:干貨|史上最全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝
 
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