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)預處理技術(shù)處理后的原污水，從活性污泥反應器—曝氣池的首端進入池內(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)，分離后的污泥進入污泥泵站，在那里，污泥進行分流，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】

（1）有機物在曝氣池內(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】

(1)曝氣池首端有機污染物負荷高，耗氧速度也高，為了避免由于缺氧形成厭氧狀態(tài)，進水有機物負荷不宜過高。為達到一定的去污能力，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，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)對進水水質(zhì)、水量變化的適應性較低，運行效果易受水質(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水活性污泥工藝或多段進水活性污泥工藝，是針對傳統(tǒng)活性污泥工藝存在的弊端進行了一些改革的運行方式。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

污水沿池長分段注入曝氣池，使有機負荷在池內(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曝氣。

【優(yōu)點】

（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】

曝氣池*后段進水因污泥濃度較低、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)過預處理的原污水直接接進入曝氣池。從二沉池排出的回流污泥，則不直接進人曝氣池，而是先進入再生池進行曝氣，使回流污泥得到充分的再生反應，活性得到充分的恢復。然后再進入曝氣池與進入的原污水相混合，形成混合液，活性得到恢復和強化的回流污泥與污水中的有機污染物相碰撞、接觸，進行高效的有機污染物的降解反應。

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)曝氣池方式運行，即：活性污泥微生物對有機污染物進行完整的吸附、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，活性完全恢復，因此在曝氣池內(nèi)進行的活性代謝、降解反應迅速而充分。

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)污泥對有機污染物的初期高速吸附作用，將普通活性污泥工藝作相應改進發(fā)展而來。該工藝將活性污泥反應器一分為二：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，將吸附凝聚和氧化分解分別在兩個曝氣池中進行，從而出現(xiàn)了吸附-再生法。主要特點是將活性污泥法對有機污染物降解的兩個過程--吸附、代謝穩(wěn)定，分別在各自的反應器內(nèi)進行。

曝氣池被一分為二，廢水先在吸附池內(nèi)停留數(shù)十分鐘，待有機物被充分吸附后，再進入二沉池進行泥水分離。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廢水，使活性污泥中吸附的有機物進一步氧化分解，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】

（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）具有較強的調(diào)節(jié)平衡能力，以適應進水負荷的變化。

【缺點】

（1）去除率較普通活性污泥工藝低，尤其是對溶解性有機物較多的工業(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50年代在美國開始應用于生產(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。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

【優(yōu)點】

（1）對原污水水質(zhì)水量的沖擊負荷有較強的適應性，勿需設初次沉淀池；

（2）反應器內(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】

（1）BOD-SS負荷非常低，曝氣反應時間長，反應器容積大，占用較大的土地面積；

（2）基建費用和維護運行費用高。

六、高負荷活性污泥工藝

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】

BOD-SS負荷高，曝氣池容小，占地面積較小。

【缺點】

（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)中應用完全混合式的曝氣池。污水與回流污泥分別、同步地進入曝氣池后，立即與池內(nèi)已存在的混合液相混合，并達到完全、充分混合的程度?？梢哉J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】

（1）對沖擊負荷有較強的適應能力，適用于處理工業(yè)廢水，特別是高濃度的工業(yè)廢水；

（2）可通過對污泥負荷的調(diào)控，將整個曝氣池工況控制在*佳點，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。

【缺點】

（1）微生物對有機物的降解動力低，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

當原污水含有濃度較高的有機污染時，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入污水的適應和接種，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】

（1）污水處理單元串聯(lián)，處理水質(zhì)較高；

（2）負荷高（**），且耐沖擊負荷，二級負荷低；

（3）各級污泥Qc不同，微生物種群各異。

【缺點】

投資與運行費用高，管理麻煩（各種設備多）。

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，但空氣擴散裝置設在深4m左右處，這樣仍可使用風壓為5m的風機，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)設導流板或?qū)Я魍?，見下圖。

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，空氣擴散裝置仍設于池底部，需使用高風壓的風機，但勿需設導流裝置，在池內(nèi)自然形成環(huán)流，見下圖。

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廢水。本工藝開創(chuàng)于20世紀70年代，首建于英國的皮林翰姆市。

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50～100m；井中間設隔墻將井一分為二或在井中心設內(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，有機物降解速度快，效果顯著。

【特點】

（1）充氧能力強，可達常規(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高度無關(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。曝氣設備裝在距液面800～900mm處，可釆用低壓風機。單位輸入能量的相對吸氧量可達*大，它可充分發(fā)揮曝氣設備的能力。風機的風壓約1000mm左右即可滿足要求。池中間設置縱向隔板，以利液流循環(huán)，充氧能力可達1.80～2.60kg/(kW?h)，有利于節(jié)省能耗。缺點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，抗沖擊負荷能力強，適用于處理含有難降解有機物質(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)有機物含量較高的工業(yè)廢水，封閉的純氧曝氣池內(nèi)可燃氣濃度較高時，有產(chǎn)生爆炸的可能，純氧曝氣池周圍要設為防火區(qū)。

干貨｜史上*全的活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)工藝

【優(yōu)點】

（1）曝氣池污泥濃度高，抗沖擊負荷能力強；

（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)，運行成本低；

（4）純氧曝氣池一般采用多級封閉式，臭味不易擴散，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，各操作階段和各運行參數(shù)都可通過計算機加以控制，管理方便。

【缺點】

（1）工藝存在一定的爆炸風險；

（2）自控儀表多，維護保養(yǎng)工作較多，且對運行管理人員的技術(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足量氧氣、而是依靠污水處理場自身制備氧氣，會導致純氧曝氣法的運行成本上升、增加管理難度。