4.6活性污泥法运行方式(三)--正本
水污染控制工程10活性污泥运行方式、膨胀问题
第五节活性污泥法系统的运行方式随着活性污泥法实际运行经验的积累，其具体运行方式也在不断革新，从创始的传统活性污泥法起，到现在已经发展有多种的运行方式。
在本节内容中所列举的种种运行方式，均是自活性污泥法创始以来，随着科技的进步，针对运行中的某些薄弱环节、实际中存在的多种有机型废水的水质特征以及废水处理要求等因素，经过不断地实践而发展起来的。
活性污泥法工艺在今后的主要发展方向一是提高回流污泥浓度，二是提高曝气的动力效率。
一、传统活性污泥法传统活性污泥法是活性污泥法最早的运行方式；废水和回流污泥在曝气池首端一并进入，水流呈推流型；有机物被活性污泥微生物吸附、降解、沉降等过程，BOD5的去除率一般可达90%及以上。
传统活性污泥法运行中所存在的问题是：（1）曝气池中，负荷分布不同，进口端最高，沿池长逐渐降低，至池的出口端最低。
（2）由于沿曝气池长负荷分布不同，因此需氧速率由大变小变化，而沿池长的供氧速率是不变的，供、需不平衡，能耗大。
（3）废水进入曝气池后仅与活性污泥混合问题，活性污泥耐冲击负荷差。
二、渐减曝气为改善传统活性污泥法系统沿曝气池长供、需氧速率不平衡的矛盾，尽可能减少能量的消耗，提出了一种使供氧与需氧速率尽量吻合的渐减曝气活性污泥法，即供氧速率沿曝气池的长度方向逐步递减，使其尽可能接近需氧速率。
三、分段曝气（多点进水）为改善曝气池入口处有机物浓度高，供氧量不能满足需氧量的矛盾，可采取多点进水的方式，使原由池首承担的较高有机物负荷沿曝气池池长均匀承担。
它的主要优点是：（1）废水沿曝气池长分成几点进入，底物浓度沿池长较均匀地分布，改变了传统活性污泥系统有机物浓度池首高、池尾低沿池长分布不均的状况，使曝气池供氧速率和需氧速率之间的相互吻合状况得到改善。
（2）由于废水中的有机污染物是分成几个小股进人曝气池的，这就使得可能遇到的突增负荷被分散并减轻冲击程度，与单点进水相比，多点进水提高了耐冲击负荷的能力。
活性污泥法的运行方式
渐减曝气的目的就是合理地布置扩散器，使布气 沿程变化，而总的空气量不变，这样可以提高处理 效率。
渐减曝气
《水污染控制工程》 第四章
Байду номын сангаас
阶段 曝 气
《水污染控制工程》 第四章
把入流污水分3~4点引入到曝气池中。
高负荷曝气
《水污染控制工程》 第四章
延时曝气
《水污染控制工程》 第四章
延时曝气的特点：
曝气时间很长，达24h甚至更长；
活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态， 剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放；
适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污 水处理系统多有使用。
《水污染控制工程》 第四章
吸附－再生法（接触稳定法）
混合液曝气过程中第一阶段BOD5的下降是由于吸附 作用造成的，对于溶解的有机物，吸附作用不大或没有， 因此，把这种方法称为接触稳定法，也叫吸附再生法。 混合液的曝气完成了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳 定作用。
部分污水厂只需要部分处理，因此产生了 高负荷曝气法。
曝气池中的MLSS约为3000～5000mg/L， 曝气时间比较短，约为1.5～3h，处理效率仅约 70%~75％左右，有别于传统的活性污泥法， 故常称变形曝气。
活性污泥处于生长旺盛期，有机负荷高， 曝气时间短，处理效果低，必须保证充分的搅 拌和曝气。
深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，
同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也由深度的增加而增 加。
当井壁腐蚀或受损时，污水可能会通过井壁渗透，污染地下 水。
纯氧曝气
纯氧代替空气， 可以提高生物处理的 速率。纯氧曝气池的 构造见右图。
活性污泥的运行方式
一、传统活性污泥法
1、工艺特征：
有机污染物在曝气池内经历了净化过程的吸附阶段 和代谢阶段的全过程 ；
活性污泥经历了从池首端的对数增殖期，减速增殖 期到池末端的内源呼吸期的全部生长周期 ； 有机物去除率高，总去除率90％以上。
2、传统活性污泥法工艺运行演示
活性污泥法的运行方式
3、存在不足： 曝气池首端有机负荷大，需氧量大，而实际供氧难 于满足此要求（一般为平均供氧）。使首端供氧不足， 末端供氧出现富裕，需采用渐减式供氧； 曝气池首端耗氧速度高，为避免出现缺氧或厌氧状 态，进水有机物不宜过高，即BOD负荷率较低，因此曝 气池容积大，占用土地较多，基地费用高； 有毒有害物质浓度不宜过高，不能抗冲击负荷。
活性污泥法的运行方式
二、完全混合活性污泥法
1、工艺特征：
由于进入曝气池的污水与池体内的混合液立即混合、 污水中的污染物得到稀释，对进水水质的变化具有较 强的缓冲能力 ；
完全混合曝气池内的混合液均匀，所以池内需氧均 匀、动力消耗低于传统活性污泥法曝气池，节省动力 费用 ； 2、完全混合活性污泥法运行演示
活性污泥法的运行方式
3、存在不足： 处理水水质低于传统活性污泥法；
活性污泥较传统活性污泥法产生的污泥易于膨胀；
曝气池形状、曝气方法受到限制 。
活性污泥法的运行管理
活性污泥法的运行管理1.活性污泥法的运行控制方法活性污泥法的控制方法有污泥负荷法、SV 法、MLSS 法和泥龄法等四种，这些方法之间是相互关联、而不是对立的，往往同时使用，互相校核，以期达到最佳的处理效果。
（1）污泥负荷法污泥负荷法是污水生物处理系统的主要控制方法，尤其适用于系统运行的初期和水质水量变化较大的生物处理系统。
但此法操作复杂，水质水量波动较小的稳定运行城市污水处理厂一般采用其他控制方法，只是定期用污泥负荷法进行核算。
污泥负荷控制得过高时，微生物生长繁殖速率加快，尽管代谢分解有机物的能力很强，但由于细菌能量高、趋于游离生长状态，会导致污泥絮体的解絮，二沉池出水变浑浊，处理效果变差。
污泥负荷控制得过低时，有可能导致污泥过氧化而引起的解絮现象，二沉池出水水清但含有较多悬浮污泥颗粒。
一般活性污泥法的污泥负荷N，控制范围为0.2～0.3kgBOD5/（kgMLSS·d），对于难生物降解的工业废水，N8值应控制得更低一些。
（2）MLSS法MLSS 法是经常测定曝气池内 MLSS 的变化清况，通过调整排放剩余污泥量来保证曝气池内总是维持最佳 MLSS 值的控制方法，适用于水质水量比较稳定的生物处理系统。
应根据运行经验找出不同季节、不同水质水量条件下的最佳 MLSS 值，再通过调整排泥量和回流比等运行参数，使曝气池内 MLSS 维持最佳。
一般空气噪气活性污泥法的最佳 MLSS 为 2～3g/L，纯氧曝气活性污泥法的最佳 MLSS在 5g/L 左右。
（3）SV法对于水质水量稳定的生物处理系统，SV值能代表活性污泥的絮断凝和代谢活性。
反映系统的处理效果。
运气管理过程中可以分析总结不同条件下的最佳 SV 值，每日每班次测定 SV 值，再通过调整回流污泥量、排泥量、曝气量等参数，使曝气池混合液 SV 值维持最佳。
SV法操作简单迅速，但 SV 不能正确反应 MLSS具体值。
准确性较差。
需要配合其他控制方法一起应用。
活性污泥运行方式资料课件
探索合适的污泥处置方法，如 脱水、焚烧或土地利用，实现
资源化利用。
PART 05
活性污泥的处置与利用
活性污泥的处置方法
脱水处理
焚烧处理
通过自然脱水或机械脱水的方式，将活性 污泥中的水分去除，形成含水率较低的泥 饼，便于运输和处置。
将脱水后的活性污泥进行高温焚烧，彻底 消灭其中的病原体和有害物质，同时实现 减量化和无害化。
连续培养驯化法
在连续运行的曝气池中培养驯化 活性污泥，通过逐步增加污水流 量和曝气量，使微生物逐渐适应 高浓度有机物。
接种培养驯化法
利用已驯化成熟的活性污泥接种 培养，缩短培养驯化周期，提高 处理效果。
PART 04
活性污泥的运行管理
活性污泥的日常管理
01
02
03
日常监测
定期监测活性污泥的生物 相、污泥沉降比、污泥指 数等指标，以评估其健康 状况。
填埋处理
土地利用
将脱水后的活性污泥进行适当的稳定化处 理后，选择合适的场地进行填埋，需确保 填埋场地的防渗措施和地下水保护措施。
经过适当的处理和稳定化后，活性污泥可 以作为肥料或土壤改良剂用于土地改良和 修复，实现资源化利用。
活性污泥的资源化利用
肥料利用
活性污泥含有丰富的有机质和营养元素，经过适当处理后可作为有机 肥料或土壤改良剂，用于园艺、花卉和农作物种植。
泥。
接种培养
将其他污水处理厂的剩余污泥接种 到曝气池中，提供足够的营养和曝 气，促使微生物大量繁殖。
培养过程中的监测
在培养过程中，应定期监测活性污 泥的生物相、化学需氧量（COD） 、溶解氧（DO）等指标，确保微生 物的生长状态良好。
活性污泥的驯化
活性污泥运行方式资料课件
05
活性污泥运行中的问题与解决方 案
活性污泥膨胀
原因
进水营养物质不足、污泥负荷过高、过度曝气等。
解决方案
调整进水营养物质比例、减少曝气时间、增加排泥量。
活性污泥上浮
原因
池内存在死角、曝气不均匀、出水堰出水太快等。
解决方案
改善池内水流状况、调整曝气量、降低出水堰出水速度。
出水水质超标
原因
进水中污染物含量过高、活性污泥老化、曝气不足等。
活性污泥法应用
阐述活性污泥法在城市污水处理厂中的重要性及应用情况。
实际运行案例
列举几个具有代表性的城市污水处理厂的活性污泥运行案例，包括 处理效果、运行参数、调试经验等方面进行详细分析。
工矿企业污水处理站活性污泥运行案例
工矿企业污水处理站概述 对工矿企业污水处理站的分布、规模、处理工艺等进行简 要介绍。
活性污泥法中的微生物种类与作用
微生物种类：活性污泥法中主要包含细 菌、原生动物、后生动物等微生物种类。
后生动物：消化部分固体物质，释放出 无机物。
原生动物物，将有机物转化为无 机物。
活性污泥法的运行参数与控制方法
运行参数 污泥浓度：保持曝气池中适宜的污泥浓度，一般为2000-5000mg/L。
污泥量来控制。
监测出水的化学需氧量(COD) 和生物需氧量(BOD)，控制进 水的有机物浓度和曝气池的停
留时间。
04
活性污泥处理效率与影响因素
活性污泥处理效率的计算方法
活性污泥法处理效率的计算方法通常采用以下公式：处理效率 = （进水浓度 出水浓度）/ 进水浓度 × 100%
处理效率是衡量活性污泥净化效果的重要指标，一般情况下，处理效率越高，净 化效果越好。
活性污泥法
MLSS (mg/l) MLVSS (mg/l)
回流比 (%) 曝气时间HRT (h) BOD5去除率 (%)
0.20.4
0.30.6 515
15003000 12002400
2550 48 8595
2. 阶段曝气法（分段进水法）
有机物降解与需氧：
氧在微生物代谢过程中的用途：
(1)氧化分解有机物；
(2)氧化分解自身的细胞物质。
O2 a'Q Sr b'V X v
式中：O2——曝气池中混合液的需氧量，kgO2/d; a’——代谢每kgBOD所需的氧量， kgO2/kgBOD.d; b’——每kgVSS每天进行自身氧化所需的氧量， kgO2/kgVSS.d 。
0.76
制药废水
0.77
酿造废水
0.93
亚硫酸浆粕废水
0.55
b 0.10 0.13 0.016
0.13
a、b经验值的获得：
（3）通过实验获得：
x aQS r bVX v 可 改 写 为 ：
x a QS r b
VX v
VX v
x/VXv( /d)
1
b
a
＋
＋
＋
＋
＋
QSr/VXv(kgBOD/kgVSS.d)
思考题：如何解释单位质量污泥的需氧量与负荷成正比，而去除单位 质量BOD的需要量与负荷成反比？
a’、b’值的确定:
活性污泥法处理城市污水：
运行方式 完全混合式 生物吸附法 传统曝气法 延时曝气法
O2
0.71.1 0.71.1 0.81.1 1.41.8
a’
b’
0.42 0.11
活性污泥法的主要运行方式
b.具有一定的承受冲击负荷的能力，当吸附池的活性污泥遭到破坏时，可由再生池的污泥予以补充。 ③主要缺点：处理效果低于传统法，特别是对于溶解性有机物含量较高的废水，处理效果更差。 5、延时曝气活性污泥法——完全氧化活性污泥法 ①主要特点： a.有机负荷率非常低，污泥持续处于内源代谢状态，剩余污泥少且稳定，勿需再进行处理； b.处理出水出水水质稳定性较好，对废水冲击负荷有较强的适应性； c.在某些情况下，可以不设初次沉淀池。 ②主要缺点：
二、曝气池的型式与构造 1、曝气池的类型 ①根据混合液在曝气池内的流态，可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种； ②根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械??鼓风曝气池； ③根据曝气池的形状，可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种； ④根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建式（即曝气沉淀池）和分建式两种。 2、曝气池的流态 ①推流式曝气池 ②完全混合式曝气池 ③循环混合式曝气池：??氧化沟 3、曝气池的构造 曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合的要求，因此，曝气池的构造首先取决于曝气方式和所采用的曝气装置。
池容大、曝气时间长，建设费用和运行费用都较高，而且占地大；一般适用于处理水质要求高的小型城镇污水和工业污水，水 量一般在1000m3/d以下。
③主要设计参数： 6、高负荷活性污泥法——又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法 ①主要特点：有机负荷率高，曝气时间短，处理效果较差；而在工艺流程和曝气池的构造等方面与传统法基本相同。 ②主要设计参数： 7、纯氧曝气活性污泥法 ①主要特点： a.纯氧中氧的分压比空气约高5倍，纯氧曝气可大大提高氧的转移效率； b.氧的转移率可提高到80~90%，而一般的鼓风曝气仅为10%左右； c.可使曝气池内活性污泥浓度高达4000~7000mg/l，能够大大提高曝气池的容积负荷； d.剩余污泥产量少，SVI值也低，一般无污泥膨胀之虑。 ②曝气池结构： ③主要设计参数： 8、浅层低压曝气法 ①理论基础：只有在气泡形成和破碎的瞬间，氧的转移率最高，因此，没有必要延长气泡在水中的上升距离； ②其曝气装置一般安装在水下0.8~0.9米处，因此可以采用风压在1米以下的低压风机，动力效率较高，可达 1.80~2.60kgO2/kw.h； ③其氧转移率较低，一般只有2.5%； ④池中设有导流板，可使混合液呈循环流动状态。 9、深水曝气活性污泥法 ①主要特点：a.曝气池水深在7~8m以上，b.由于水压较大，洋的转移率可以提高，相应也能加快有机物的降解速率；c.占地面 积较小。
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活性污泥法运行方式（三）
吸附再生法
8
吸附-生物降解工艺9
生物吸附区
沉淀表层
曝气时间
B O D 5
污水与活性污泥混合曝气后BOD 5变化曲线
BOD 5浓度在短时间内急剧下降,是活性较强的活性污泥对污水中有机物吸附的结果。
由于胞外水解酶将吸附的非溶解状态的有机物水解成为溶解性小分子后，部分有机物又进入污水中使BOD 5浓度上升。
此时，污水中存活着大量的游离细菌，也进一步促使BOD 5浓度上升。
随着反应的持续进行，有机物浓度下降，活性污泥微生物进入减速增殖期和内源呼吸期，BOD 5浓度又缓慢下降。
Ⅲ
Ⅰ
Ⅱ
理论基础
8.吸附再生法
生物吸附区
沉淀表层
污水与活性污泥混合曝气后BOD 5变化曲线
工艺基础
把曝气时间缩短为15～45min,取得了BOD 5相当低的出水。
在把回流污泥与污水混合之前，预先对其进行充分曝气，这样就可恢复回流污泥的活性。
但是，回流污泥由于吸附而处于营养饱和状态，丧失了活性，即回流污泥去除污水中BOD 5的能力下降。
短暂过程中BOD 5的最低值与曝气数小时后的BOD 5基本相同。
曝气时间B O D 5
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
吸附池
再生池
二沉池
回流污泥
剩余污泥
进水
工艺流程
混合液的曝气完成吸附作用
回流污泥的曝气完成活性污泥的再生
曝气过程
BOD
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
进水
再生池
吸附池
二沉池
回流污泥
剩余污泥
工艺流程
吸附池
再生池
二沉池
回流污泥
剩余污泥
进水
1)吸附与再生分别
进行，整个池容小于传统活性污泥法；
工艺特点
2）具有一定的抗冲击负荷能力；4）适用于悬浮态、胶态含量高的废水；对溶解性有机物较多的污水处理，本工艺并不适用；3）处理效果低于传统活性污泥法；
5）初沉池可以不用。
吸附-再生活性
双击上视频图标，点“打开”，点击“运行演示”，再点击“运行演示”，一直播放工艺特点讲完
工艺流程
预处理段只设格栅、沉砂池，不设初沉池；A 段由吸附池和中间沉淀池组成；B 段由曝气池及二次沉淀池所组成。
A 段和
B 段各自拥有独立的污泥回流系统。
9.吸附—
生物降解工艺
①AB工艺不设初沉池。
为什么？
工艺特点
AB法的基本流
使A 段成为一个开放性的生物动力学系统。
双击上视频图标，点“打开”，一直播放工艺特点讲完
A段（吸附段）：
污泥负荷高，为2～6kgBOD 5/(kgMLSS·d)；曝气停留时间短，一般为30~60min ；污泥龄短，为0.3~0.5d ；B段（生物氧化段）：
污泥负荷低，为0.1～0.3kgBOD 5/(kgMLSS·d)；曝气停留时间在2～4h ；污泥龄为15～20d ；
工艺特点
②A、B两段污泥负荷、曝气时间、污泥龄不同
工艺特点
③A、B两段微生物种群不同
A段全是细菌，世代短，繁殖快，20min一代；B段为菌胶团、原生动物&后生动物；
工艺特点
④A段抗冲击负荷能力强
这是因为原因：
①A段起主导作用的是絮凝过程，对冲击负荷的敏感性小；
②A段污泥主要以进水中细菌接种，而进水中细菌已适应原水水质，故抗冲击较强；
作业：
吸附再生法中的吸附池与A-B法中的A段都可以称为“吸附池”，试分析比较其异同之处。