活性污泥法的工艺流程和运行方式-环保工程师考试.doc
活性污泥法的工艺流程和运行方式
在近几十年来，活性污泥法处理工艺得到了较快的发展，出现了多种活性污泥法工艺流程和运行方式，如普通曝气法、阶段曝气法、生物吸附－降解法、序批式活性污泥法等。
1、传统活性污泥法
⑴工艺流程
传统活性污泥法的工艺流程是：经过初次沉淀池去除粗大悬浮物的废水，在曝气池与污泥混合，呈推流方式从池首向池尾流动，活性污泥微生物在此过程中连续完成吸附和代谢过程。曝气池混合液在二沉池去除活性污泥混合固体后，澄清液作为净化液出流。沉淀的污泥一部分以回流的形式返回曝气池，再起到净化作用，一部分作为剩余污泥排出。
⑵曝气池及曝气设备
曝气池为推流式，有单廊道和多廊道形式，当廊道为单数时，污水进出口分别位于曝气池的两端；当廊道数为双数时，则位于同侧。曝气池的进水和进泥口均采用淹没式，由进水闸板控制，以免形成短流。出水可采用溢流堰或出水孔，通过出水孔的流速要小些，以免破坏污泥絮状体。廊道长一般在50～70m，最长可达100m，有效水深多为4～6m，宽深比1～2，长宽比一般为5～10。鼓风曝气池中的曝气设备，通常安置在曝气池廊道的一侧。
⑶活性污泥法系统运行时的控制参数
主要控制参数包括：曝气池内的溶解氧、回流污泥量和剩余污泥排放量。
①溶解氧的浓度；②回流污泥量；③剩余污泥排放量的确定
⑷传统活性污泥法的特点：
①优点：工艺相对成熟、积累运行经验多、运行稳定；有机物去除效率高，BOD5的去除率通常为90%～95%；曝气池耐冲击负荷能力较低；适用于处理进水水质比较稳定而处理程度要求高的大型城市污水处理厂；
②缺点：需氧与供氧矛大，池首端供氧不足，池末端供氧大于需氧，造成浪费；传统活性污泥法曝气池停留时间较长，曝气池容积大、占地面积大、基建费用高，电耗大；脱氧除磷效率低，通常只有10%～30%。
阶段曝气法（多类进水法）
针对普通活性污泥法的BOD负荷在池首过高的缺点，将废水沿曝气池长分数处注入，即形成阶段曝气法，它与渐减曝气法类似，只是将进水按流程分若干点进入曝气池，使有机物分配较为均匀，解决曝气池进口端供氧不足的现象，使池内需氧与供氧较为平衡。
主要特点为：
①有机污染物在池内分配均匀，缩小了供氧与需氧的矛盾；②供气的利用率高，节约能源；③系统耐负荷冲击的能力高于传统活性污泥法；④曝气池内混合液中污泥浓度沿池长逐步降低，流入二沉池的混合液中的污泥浓度较低，可提高二沉池的固液分离效果，对二沉池的工作有利。
吸附再生活性污泥法（接触稳定法）
污水与活性很强（饥饿状态）的活性污泥同步进入吸附池，并充分接触30～60min，吸附去除水中有机物后，混合液进入二沉池进行泥水分离，澄清水排放，污泥则从沉淀池底部排出，一部分作为剩余污泥排出系统，另一部分回流至再生池，停留3～6小时，进行第二阶段的分解与合成代谢，即活性污泥对所吸附的大量有机底物进行“消化”，活性污泥微生物进入内源呼吸期，活性污泥的活性得到恢复。与传统活性污泥法比较，吸附再生法具有以下特征：
优点：污水与活性污泥在吸附池内停留时间短，使吸附池的容积减小。再生池接纳的是排除了剩余污泥的污泥，因此，再生池的容积也较小。经过再生的活性污泥处于饥饿状态，因而吸附活性高。吸附和代谢分开进行，对冲击负荷的适应性较强，构筑物体积小于传统的活性污泥法。再生池的污泥微生物处于内源呼吸期，丝状菌不适应这样的环境，所以繁殖受到抑制，因而有利于防止污泥膨胀。
缺点：处理效果低于传统法，不宜用于处理溶解性有机物含量为主的污水处理后的出水水质也较传统活性污泥法的差。
完全混合式活性污泥法
完全混合法应用完全混合式曝气池，它与推流式的工况截然不同，有机染污物进入完全混合式曝气池后立即与混合液充分混合，池中的污泥负荷相同，它的运行工况点位于活性污泥的增长曲线的某一点上，完全混合式活性污泥法系统有曝气池与沉淀池合建及分建两种类型，曝气装置可以采用鼓风曝气装置或机械表面曝气装置。本方法的特点
①进入曝气池的污水很快被池内已存在的混合液稀释、均化，因此，该工艺对冲击负荷有较强的适应能力，适用于处理工业废水，特别是高浓度的工业废水。
②污水和活性污泥在曝气池中分布均匀，污泥负荷相同，微生物群体组成和数量一致，即工况相同。因此，有可能通过对污泥负荷的调控，将整个曝气池工况控制在最佳点，使活性污泥的净化功能得到充分发挥，在相同处理效果下，其负荷率低于推流式曝气池。
③池内需氧均匀，动力消耗低于传统的活性污泥法。
④该法比较适合小型的污水处理厂。
⑤该工艺较易产生污泥膨胀，其处理的水质一般不如推流式。
工艺方法——循环活性污泥工艺(CASS)
工艺方法——循环活性污泥工艺（CASS）
工艺简介
一、运行原理
CASS工艺是将序批式活性污泥法（SBR）的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区。在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气沉淀、排水于一体。CASS工艺是一个厌氧/缺氧/好氧交替运行的过程，具有一定脱氮除磷效果，废水以推流方式运行，而各反应区则以完全混合的形式运行以实现同步硝化一反硝化和生物除磷。
二、工艺流程
对于一般城市污水，CASS工艺并不需要很高程度的预处理，只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池，无需初沉池和二沉池，也不需要庞大的污泥回流系统（只在CASS反应器内部有约20%的污泥回流）。CASS工艺运行过程包括充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段组成，具体运行过程为：
（1）充水-曝气阶段
边进水边曝气，同时将主反应区的污泥回流至生物选择区，一般回流比为20%。在此阶段，曝气系统向反应池内供氧，一方面满足好氧微生物对氧的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的充分混合与接触，从而有利于有机污染物被微生物氧化分解。同时，污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转变为硝态氮。 （2）沉淀阶段
停止曝气，微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解。随着反应池内溶解氧的进一步降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转变，并发生一定的反硝化作用。与此同时，活性污泥在几乎静止的条件下进行沉淀分离，活性污泥沉至池底，下一个周期继续发挥作用，处理后的水位于污泥层上部，静置沉淀使泥水分离。
（3）滗水阶段
沉淀阶段完成后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐层排出上清液，排水结束后滗水器自动复位。滗水期间，污泥回流系统照常工作，其目的是提高缺氧区的污泥浓度，随污泥回流至该区内的污泥中的硝态氮进一步进行反硝化，并进行磷的释放。
（4）闲置阶段
闲置阶段的时间一般比较短，主要保证滗水器在此阶段内上升至原始位置，防止污泥流失。实际滗水时间往往比设计时间短，其剩余时间用于反应器内污泥的闲置以及恢复污泥的吸附能力。
SBR生化处理工艺
SBR生化处理工艺
SBR是序批式间歇活性污泥法（Sequencing Batch Reactor）的简称。它是近年来在国内外被引起广泛重视和日趋推广的一种污水生物处理新技术。SBR工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成，每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括由①进水期；②反应期；③沉淀期；④排水排泥期；⑤闲置期构成的运行周期。在一个运行周期中，各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态都可根据具体污水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活掌握。其主要特点有：
占地小：由于SBR反应器结合了空间上完全混合和时间上的完全推流，因而其生化反应速度高，从而使为获得同样的处理效率SBR法的反应池体积明显小于传统连续式生化反应池体积。
出水水质好：反应器内缺氧好氧并存、反应器中底物浓度较大、泥龄短、比增长速率大，SBR法能够有效地控制丝状菌的过量繁殖，从而使静止沉淀分离效果好，出水水质高。
耐冲击负荷能力高：间歇进水、排放以及每次进水只占反应器的2/3右，其稀释作用提高了工艺对进水冲击负荷的耐受能力，另一方面由于进水结束后，原水与反应器隔离，进水水质水量变化不再影响反应器，因此工艺的耐冲击负荷能力高。
运行管理简单：SBR工艺流程简单，构筑物少，占地省，造价低，设备运行管理费用低。运行方式灵活，可生成多种工艺路线。同一反应器仅通过改变运行工艺参数就可以处理不同性质的废水。
SBR（序批式活性污泥法）生化处理工艺的运行方式汇总
SBR生化处理工艺的运行方式可以分为以下四种：
1、 SBR生化处理工艺的一般运行方式
2、 SBR生化处理工艺的除磷运行方式
3、 SBR生化处理工艺的除氮运行方式
4、 SBR生化处理工艺的除氮、除磷运行方式
一、SBR生化处理工艺的一般运行方式工艺流程
反应阶段Ⅰ：进水期。
反应阶段Ⅱ：此阶段为曝气阶段，在该阶段内完成BOD5的分解。
反应阶段Ⅲ：此阶段为沉淀阶段。
间歇式活性污泥法(SBR)工艺说明
间歇式活性污泥法工艺说明
间歇式活性污泥法简称 SBR 工艺，又称序批式（间歇）活性污泥法处理系统。在活性污泥法开创的初期，就是以间歇式运行的，只是由于诸如运行操作比较烦琐，曝气装置易于堵塞以及某些认识上的原因，后来长期采用连续运行的式。
近几年来，电子计算机得到飞速发展，污泥回流、曝气以及混合液中的 DO、pH 值、电导率等项指标都可实行微机控制。无论是大、中、小型的污水处理厂，都可以实施自动操作的运行管理。这样，为从新考虑采用间歇式运行的活性污泥法创造了条件。
（1）间歇式活性污泥法工作原理
SBR 工艺的运行工况是以间歇操作为主要特征。所谓序批间歇式有两种含义∶一是运行操作在空间上是按序列、间歇的方式进行的，由于污水大多是连续排放目流量的波动很大，间歇反应器至少为两个或三个池以上，污水连续按序列进入每个反应池，它们运行时的相对关系是有次序的，也是间歇的;二是每个 SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的、间歇运行的。按运行次序，一个运行周期可分为五个阶段（见图 2.102），即①流入;②反应;③沉淀;④排放;⑤闲置。
①流入阶段。污水注入之前.反应器内残存着高浓度的活性污泥混合液，来自于前个周期的待机阶段，这些高浓度的活性污泥混合液相当干传统活性污泥法中的回流污泥。污水注满后再进行反应从这个音
义来说，反应器起到水质调节池的作用。如果一边进水一边曝气，则对有毒物质或高浓度有机物污水具有缓冲作用，表现出耐冲击负荷的特性。
②反应阶段。反应阶段包括曝气与搅拌混合。由于 SBR 法在时间
上的灵活控制，它很容易实现好氧、缺氧与厌氧状态交替的环境条件，为其实现脱氮除磷提供了有利的条件。为保证沉淀工序效果，在反应工序后期，需进行短时微量曝气，一边吹脱产生的氮气，防止在沉淀工序出现污泥上浮。
③沉淀阶段。防止曝气或搅拌，使混合液处于静止状态。活性污泥与水分离。本工序相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池。由于本工序是静止沉淀，沉淀效率高，沉淀时间为1 h 就足够了。
第十三章 活性污泥法
第十三章 活性污泥法
第一节 基本原理与分类
一、基本原理
活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水一类好氧生物的处理方法。这种生物絮体叫做活性污泥，它由好气性微生物（包括细菌、真菌、原生动物和后生动物）及其代谢的和吸附的有机物、无机物组成，具有降解废水中有机污染物（也有些可部分利用无机物）的能力，显示生物化学活性。如果向一桶粪便污水连续鼓入空气，经过一段时间（几天），由于污水中做生物的生长与繁殖，将逐渐形成带褐色的污泥状絮凝体，即活性污泥，在显微镜下观察，可见到大量的微生物。
活性污泥法净化废水包括下述三个主要过程。
1．吸附
废水与活性污泥微生物充分接触，形成悬浊混合液, 废水中的污染物被比表面积巨大且表面上含有多糖类粘性物质的微生物吸附和粘连。是胶态的大分子有机物被吸附后，首先被水解酶作用，分解为小分子物质，然后这些小分子与溶解性有机物一道在透膜酶的作用下或在浓差推动下选择性渗入细胞体内。
初期吸附过程进行得十分迅速，在这一过程中，对于含悬浮状态和胶态有机物较多的废水，有机物的去除率是相当高的，往往在10～40nin内，BOD可下降80％～90％。此后，下降速度迅速减缓。也有人发现，肢体的和溶解性的混合有机物被活性污泥吸附后，有再扩散且使BOD回升的现象，如图13-1所示。
对活性污泥的吸附机理曾做过大量试验研究，较多的研究者认为是物理吸附和生物吸附的综合作用，可用Freundlich模型或如下数学式描述吸附等温线
sKdxds (13—1)
式中 s——废水中底物浓度，用BOD5表示；
x——活性污泥混合液的悬浮固体浓度（MLSS）；
K——一次反应常数或称初期去除常数。
2．微生物的代谢
微生物的代谢过程如第十二章所述，吸收进入细胞体内的污染物通过微生物的代谢反应而被降解，一部分经过一系列中间状态氧化为最终产物CO2和H2O等．另一部分则转化为新的有机体，使细胞增殖。一般地说，自然界中的有机物都可以被某些微生物所分解，多数合成有机物也可以被经过驯化的微生物分解。不同的微生物对不同的有机物其代谢途径各不相同，对同一种有机物也可能有几条代谢途径。活性污泥法是多底物多菌种的混合培养系统, 其中存在错综复杂的代谢方式和途径，它们相互联系，相互影响.因此，代谢过程速度只能宏观地描述。
SBR的工艺设计与运行
SBR的工艺设计与运行
序批式活性污泥法（SBR-Sequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame 大学的R.Irvine 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。
由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。
间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS-Intermittent Cyclic Extended
System）是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS与传统SBR相比，最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水，无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。
好氧间歇曝气系统（DAT-IAT-Demand Aeration Tank-Intermittent Tank）是由天津市政工程设计研究院提出的一种SBR新工艺。主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成，DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，IAT池连续进水间歇排水。同时，IAT池污泥回流DAT池。它具有抗冲击能力强的特点，并有除磷脱氮功能。
循环式活性污泥法（CASS-Cyclic Activated Sludge System）是Gotonszy教授在ICEAS工艺的基础上开发出来的，是SBR工艺的一种新形式。将ICEAS的预反应区用容积更小，设计更加合理优化的生物选择器代替。通常CASS池分三个反应区：生物选择器、缺氧区和好氧区，容积比一般为1：5：30.整个过程间歇运行，进水同时曝气并污泥回流。该处理系统具有除氮脱磷功能。
污水处理 活性污泥法
污水处理 活性污泥法
一、引言
污水处理是指将含有各种废弃物和杂质的污水经过一系列工艺流程进行净化，以达到排放标准或再利用的目的。活性污泥法作为常见且有效的处理方法之一，在实际应用中得到了广泛使用。
二、背景介绍
1. 污水来源：详细描述所要处理的污水类型及其特点。
2. 环境问题：说明未经处理直接排放该类废水对环境造成潜在危害，并阐述相关政策与规定。
三、原理及机制
1. 活性污泥法基本原理：解释活性池内微生物通过氧化分解等反应去除有机物质和其他杂质。
2. 反硝化/脱磷机制：介绍如何利用好氧条件下存在亚硝酸盐还原菌来实现同时去除氮磷元素。
四、系统组成与运行方式
1. 主要设备：
a) 曝气装置（通风器）； b) 旋转式曲轴推进器；
c) 流量计；
d) 配电柜等。
2. 工艺流程图示：
3．操作步骤：
a）启动系统：包括设备检查、进水调节等；
b）运行过程中的监测与控制：如pH值、溶解氧含量和污泥活性的定期测试。
五、优缺点分析
1. 优点：
a) 处理效果好，能够有效去除有机物质及其他杂质；
b) 运营成本相对较低。
2. 缺点：
a) 对操作人员要求高，需要专业技术支持；
b) 污泥处理问题可能会带来额外费用。
六、案例研究 提供一个实际应用该方法进行污水处理并取得良好效果的案例，并详细描述其工程规模以及达到的排放标准。
七、安全注意事项
列出在使用活性污泥法进行污水处理时需遵守或注意的相关安全事项，确保操作人员和环境不受伤害。
文档结束后添加以下内容：
1．本文涉及附件，请参阅所附文件。
2．法律名词注释:
- 环境保护部门: 负责管理和监督环境保护工作，在此指代具体地方政府下属单位。
- 排放标准: 行业内针对各类废水排放所制定的限值要求，用于保护环境和人体健康。
- 活性污泥: 一种富含微生物菌群、能够在有机质存在下进行氧化分解反应的混合液。