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活性汙泥法介紹

  • 發布時間: 2024-03-13

活性汙泥法是一種汙水的好氧生物處理法,由英國的克拉克(Clark)和蓋奇(Gage)發明。如今,活性汙泥法及其衍生改良工藝是處理城市汙水最廣泛使用的方法。它能從(cong) 汙水中去除溶解性的和膠體(ti) 狀態的可生化有機物以及能被活性汙泥吸附的懸浮固體(ti) 和其他一些物質,同時也能去除一部分磷素和氮素。廢水生物處理中微生物懸浮在水中的各種方法的統稱。因懸浮的微生物群體(ti) 呈泥花狀態,故名。

活性汙泥法處理汙水,是利用活性汙泥在廢水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉澱等作用,去除廢水中有機汙染物的一種廢水處理方法。活性汙泥法是向廢水中連續通入空氣,經一定時間後因好氧性微生物繁殖而形成的汙泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團為(wei) 主的微生物群,具有很強的吸附與(yu) 氧化有機物的能力。

影響活性汙泥過程工作效率(處理效率和經濟效益)的主要因素是處理方法的選擇與(yu) 曝氣池和沉澱池的設計及運行。

活性汙泥法處理汙水:

1、基本組成

① 曝氣池:反應主體(ti)

② 二沉池:1)進行泥水分離,保證出水水質;

           2)保證回流汙泥,維持曝氣池內(nei) 的汙泥濃度。

③ 回流係統:

           1)維持曝氣池的汙泥濃度; 

           2)改變回流比,改變曝氣池的運行工況。

④ 剩餘(yu) 汙泥排放係統:

           1)是去除有機物的途徑之一;

           2)維持係統的穩定運行。

⑤ 供氧係統:主要由供氧曝氣風機和專(zhuan) 用曝氣器構成向曝氣池內(nei) 提供足夠的溶解氧。

2、影響因素

a.BOD負荷率(F/M)也稱有機負荷率,以NS表示);
BOD負荷率是指在規定時間(日、月、年)內(nei) 的平均BOD負荷與(yu) 最大BOD負荷之比的百分數。
用來衡量在規定時間內(nei) 負荷變動情況。
    b. 水溫; 

c. pH值; 

d. 溶解氧;

e. 營養(yang) 平衡;

f. 有毒物質。

3、方法設計

除普通活性汙泥法外,還有多點進水、吸附再生、延時曝氣和高負荷率活性汙泥等方法。前兩(liang) 種方法與(yu) 基本流程有所不同,廢水流進曝氣池的入口的數目和位置有差別。在多點進水活性汙泥法中,隻有一部分廢水和回流汙泥一起在首端入池。其餘(yu) 的廢水分2~3次在離首端有一定距離的2~3個(ge) 入口處(入口的間距一般相等)進入曝氣池。從(cong) 流程上看,可以說吸附再生活性汙泥法 (圖2)隻是多點進水過程(圖3)的變形,幾個(ge) 廢水入口隻用最後一個(ge) ,後者即變成前者。

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圖2 、圖3                                    

方法類型的發展是以過程的機理為(wei) 依據的。參與(yu) 過程的主要物質有:有機物、微生物和溶解氧(空氣)。前兩(liang) 者是主要的,溶解氧隻要維持一定的濃度。

在整個(ge) 過程中,需氧量是不同的。起始有機物濃度高,微生物繁殖迅速,需氧量大。隨著有機物的逐漸下降,需氧量也逐漸減少。在普通活性汙泥法中,曝氣池的供氧是均勻的。這顯然是不合理的。改進的辦法有兩(liang) 種。一種是從(cong) 曝氣方法著眼,把均勻的曝氣改為(wei) 漸降曝氣。另一種就是多點進水的辦法。但是多點進水不僅(jin) 降低需氧量的變化幅度,而且改變了有機物與(yu) 微生物的相對量。

有機物與(yu) 微生物之比稱汙泥負荷率(F:M)。它影響過程的代謝深度和汙泥的沉降性能,也影響運行的穩定性和基建費用。汙泥負荷率低些,過程的運行比較容易,處理效率比較穩定,剩餘(yu) 汙泥量比較少,但基本建設和運行費用一般要高些。普通活性汙泥法的負荷率常在0.15~0.3公斤BOD/公斤汙泥之間。高負荷率活性汙泥法采用1以上,回流汙泥量和空氣量可以大大減少,節省費用,但是BOD去除率降低到60~70%,因此也稱為(wei) 變型活性汙泥法。用於(yu) 隻需要中等處理程度的場合。延時曝氣活性汙泥法則相反,負荷率常小於(yu) 0.1,曝氣時間超過24小時,代謝深入,剩餘(yu) 汙泥量少,無需頻繁排泥,工作穩定,管理簡便,常用於(yu) 流量很小的場合。

在實踐中,人們(men) 發現汙染物轉移到汙泥上去的效率很快,而代謝速率較慢。處理城市汙水時,往往不到1小時就把廢水BOD降低90%左右。但是如果把這些汙泥回流到曝氣池,卻不能再現這樣的能力(見曝氣),從(cong) 而創造了吸附再生法。活性汙泥的再生實質上是給微生物以足夠的時間來消化轉移來的有機物。因此,有人把它改名為(wei) 接觸穩定法。

4、曝氣池

是所有活性汙泥法的心髒,其作用是攪拌混合液使泥、水充分接觸和向微生物供氧。攪拌有兩(liang) 種方式,一種是使同時進曝氣池的泥和水充分混合並一直保持到流出池子,而不和已在池中的混合液相混以免發生短路現象。曝氣池采用長條形就是以保證同時入池的泥和水都同時出池(圖4),使同時入池的廢水有相同的曝氣時間。另一種攪拌方式是使進入池子的泥和水立即與(yu) 全池的混合液充分混合,達到混合液的水質均勻,有可能使微生物的生長處在最佳的生活環境中,使過程處在最好的條件下運行。還有一種環形曝氣長槽,深度較淺,混合液在槽中以較高的流速回流。這種曝氣槽的曝氣時間接近24小時,特稱氧化槽或氧化溝。實際上是延時曝氣活性汙泥法的一種曝氣池。

除按要求設計幾何形狀外,曝氣方法和設備也是很重要的。曝氣方法有氣泡曝氣法(又稱鼓風曝氣法)和表麵曝氣法(也稱機械曝氣法)兩(liang) 種。20世紀70年代末問世的深井曝氣也是一種氣泡曝氣,以增加氣泡與(yu) 混合液的接觸時間來提高曝氣效率。

在表麵曝氣法中借設在液麵的曝氣器使池液回流,並使液麵劇烈波動與(yu) 空氣密切接觸交換氣體(ti) 。曝氣器一般是各種立式葉輪,也有采用臥式旋刷或旋槳的。環形曝氣槽都采用臥式曝氣器。

為(wei) 加快氧的溶解,70年代開始出現了“純氧”曝氣,以含氧濃度極高的空氣替代一般空氣。大多采用表麵曝氣法。

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圖4

5、運行

主要是活性汙泥量和供氧量的控製,曝氣池的活性汙泥濃度(稱混合液懸浮固體(ti) ),是可以調節的,也就是活性汙泥量和負荷率是可以調節的,運行時應根據具體(ti) 情況注意調節。活性汙泥法汙水廠容易出現汙泥膨脹,即汙泥含水量極高,不易沉降。這將造成汙泥隨水流出沉澱池,破壞水質,同時,汙泥的流失使曝氣池中汙泥減少,整個(ge) 過程逐漸失效。在發現汙泥有膨脹趨勢時,應即分析原因,采取措施。

6、運行條件

① 廢水中含有足夠的可容性易降解有機物;

② 混合液含有足夠的溶解氧;

③ 活性汙泥在池內(nei) 呈懸浮狀態;

④ 活性汙泥連續回流、及時排除剩餘(yu) 汙泥,使混合液保持一定濃度的活性汙泥;

⑤ 無有毒有害的物質流入。

7、基本流程

典型的活性汙泥法是由曝氣池、沉澱池、汙泥回流係統和剩餘(yu) 汙泥排除係統組成。 
汙水和回流的活性汙泥一起進入曝氣池形成混合液。從(cong) 空氣壓縮機站送來的壓縮空氣,通過鋪設在曝氣池底部的空氣擴散裝置,以細小氣泡的形式進入汙水中,目的是增加汙水中的溶解氧含量,還使混合液處於(yu) 劇烈攪動的狀態,形懸浮狀態。溶解氧、活性汙泥與(yu) 汙水互相混合、充分接觸,使活性汙泥反應得以正常進行。

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第一階段,汙水中的有機汙染物被活性汙泥顆粒吸附在菌膠團的表麵上,這是由於(yu) 其巨大的比表麵積和多糖類黏性物質。同時一些大分子有機物在細菌胞外酶作用下分解為(wei) 小分子有機物。

第二階段,微生物在氧氣充足的條件下,吸收這些有機物,並氧化分解,形成二氧化碳和水,一部分供給自身的增殖繁衍。活性汙泥反應進行的結果,汙水中有機汙染物得到降解而去除,活性汙泥本身得以繁衍增長,汙水則得以淨化處理。

經過活性汙泥淨化作用後的混合液進入二次沉澱池,混合液中懸浮的活性汙泥和其他固體(ti) 物質在這裏沉澱下來與(yu) 水分離,澄清後的汙水作為(wei) 處理水排出係統。經過沉澱濃縮的汙泥從(cong) 沉澱池底部排出,其中大部分作為(wei) 接種汙泥回流至曝氣池,以保證曝氣池內(nei) 的懸浮固體(ti) 濃度和微生物濃度;增殖的微生物從(cong) 係統中排出,稱為(wei) “剩餘(yu) 汙泥”。事實上,汙染物很大程度上從(cong) 汙水中轉移到了這些剩餘(yu) 汙泥中。

活性汙泥法處理汙水的原理形象說法:微生物“吃掉”了汙水中的有機物,這樣汙水變成了幹淨的水。它本質上與(yu) 自然界水體(ti) 自淨過程相似,隻是經過人工強化,汙水淨化的效果更好。

 

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