《废水生物处理原理与工艺》课程教学资源（讲义）第七讲 活性污泥系统的进展

废水生物处理原理与工艺 2.2.2 活性污泥系统的进展 222.1氧化沟 -也称氧化渠,又称循环曝气池,是活性污泥法的一种变形:是50年代荷兰的 Pasveer首先设计的:最初一般用于日处 理水量在5000m3以下的城市污水 氧化沟的工作原理与特征 氧化沟的工艺流程 废水来自 预处理 竖轴表面 横轴转刷 气器 沉淀池 处理水 图1以氧化沟为主的废水处理流程 格提 沉砂池 原废水 处理水 沉淀池 回流污泥 图2氧化沟及氧化沟系统平面图 2、氧化沟的特征 ①池体狭长,(可达数十米甚至上百米):池深度较浅,一般在2米左右 ②曝气装置多采用表面机械曝气器,竖轴、横轴曝气器都可以 ③进、出水装置简单 —构造上的特征 ④氧化沟呈完全混合—推流式:沟内的混合液呈推流式快速流动(04~0.5ms),由于流速高,原废水很快就与沟内混合 液相混合,因此氧化沟又是完全混合的 ⑤BOD负荷低,类似于活性污泥法的延时曝气法,处理出水水质良好 ⑥对水温、水质和水量的变动有较强的适应性 ⑦污泥产率低,剩余污泥产量少 ⑧污泥龄长,可达15~30d,为传统活性污泥法的3~6倍: ⑨世代时间很长的细菌如硝化细菌能在反应器内得以生存,从而使氧化沟具有脱氮的功能 、氧化沟的几种典型的构造型式 主要有 Carrousel式、 Orbal式、交替工作式、曝气一沉淀一体化氧化沟。 1、 Carrousel式氧化沟(图3) -又称平行多渠形氧化沟:是60年代末荷兰DHV公司开创的。 采用竖轴低速表面曝气器: 水深可达44.5m,沟内流速达0.3~0.4m/s 混合液在沟内每5~20min循环一次: 沟内混合液总量是入流废水量的30~50倍: BODs去除率可达95%以上,脱氮率可达90%,除磷效率可达50 第1页第七讲

废水生物处理原理与工艺 第七讲 第 1 页 第七讲 2.2.2 活性污泥系统的进展 2.2.2.1 氧化沟 ⎯⎯也称氧化渠，又称循环曝气池，是活性污泥法的一种变形；是 50 年代荷兰的 Pasveer 首先设计的；最初一般用于日处 理水量在 5000m3以下的城市污水。 一、氧化沟的工作原理与特征 1、 氧化沟的工艺流程 图 1 以氧化沟为主的废水处理流程 图 2 氧化沟及氧化沟系统平面图 2、氧化沟的特征 ①池体狭长，（可达数十米甚至上百米）；池深度较浅，一般在 2 米左右； ②曝气装置多采用表面机械曝气器，竖轴、横轴曝气器都可以； ③进、出水装置简单； ⎯⎯构造上的特征 ④氧化沟呈完全混合⎯推流式；沟内的混合液呈推流式快速流动（0.40.5m/s），由于流速高，原废水很快就与沟内混合 液相混合，因此氧化沟又是完全混合的； ⑤BOD 负荷低，类似于活性污泥法的延时曝气法，处理出水水质良好； ⑥对水温、水质和水量的变动有较强的适应性； ⑦污泥产率低，剩余污泥产量少； ⑧污泥龄长，可达 1530d，为传统活性污泥法的 36 倍； ⑨世代时间很长的细菌如硝化细菌能在反应器内得以生存，从而使氧化沟具有脱氮的功能。 二、氧化沟的几种典型的构造型式 主要有 Carrousel 式、Orbal 式、交替工作式、曝气—沉淀一体化氧化沟。 1、 Carrousel 式氧化沟 （图 3） ⎯⎯又称平行多渠形氧化沟；是 60 年代末荷兰 DHV 公司开创的。 ⎯⎯采用竖轴低速表面曝气器； ⎯⎯水深可达 44.5m，沟内流速达 0.30.4m/s； ⎯⎯混合液在沟内每 520min 循环一次； ⎯⎯沟内混合液总量是入流废水量的 3050 倍； ⎯⎯BOD5去除率可达 95%以上，脱氮率可达 90%，除磷效率可达 50%；

废水生物处理原理与工艺 应用广泛,最大规模为650000m3d -昆明兰花沟污水处理厂、上海龙华肉联厂、桂林市东区废水厂等。 2、 Orbal式氧化沟(图4) 污水进口 污泥回流 又称同心圆型氧化沟 主要特点: 圆形或椭圆形的沟渠,能更好地利用水流惯性,可节省能耗 2C中央岛 多沟串联可减少水流短路现象 最外层第一沟的容积为总容积的60-70%,其中的DO接近于零,为反硝化和磷 混合污泥液(二 的释放创造了条件 第二、三沟的容积分别为总容积的20~30%和10%,而DO则分别为1和2mgl 这种沟渠间的DO浓度差,有利于提高充氧效率: 主要实例:1)顺石油二厂废水处理站(28,80m34) 2)北京燕山石化公司新建废水处理厂(6000④0 3)成都市天彭镇污水处理厂。 3、交替工作式氧化沟 由丹麦Kger公司所开发的,有二沟和三沟式两种形式: 交替用做曝气池和沉淀池,无需二沉池和污泥回流装置 第2页第七讲

废水生物处理原理与工艺 第七讲 第 2 页 第七讲 ⎯⎯应用广泛，最大规模为 650000m3 /d； ⎯⎯昆明兰花沟污水处理厂、上海龙华肉联厂、桂林市东区废水厂等。 2、Orbal 式氧化沟 （图 4） ⎯⎯又称同心圆型氧化沟 ⎯⎯主要特点： ⚫ 圆形或椭圆形的沟渠，能更好地利用水流惯性，可节省能耗； ⚫ 多沟串联可减少水流短路现象； ⚫ 最外层第一沟的容积为总容积的 6070%，其中的 DO 接近于零，为反硝化和磷 的释放创造了条件； ⚫ 第二、三沟的容积分别为总容积的 2030%和 10%，而 DO 则分别为 1 和 2mg/l； ⚫ 这种沟渠间的 DO 浓度差，有利于提高充氧效率； ⎯⎯主要实例：1)抚顺石油二厂废水处理站(28,800m 3 /d)； 2)北京燕山石化公司新建废水处理厂(60000m 3 /d)； 3)成都市天彭镇污水处理厂。 3、交替工作式氧化沟 ⎯⎯由丹麦 Kruger 公司所开发的，有二沟和三沟式两种形式； ⎯⎯交替用做曝气池和沉淀池，无需二沉池和污泥回流装置；

废水生物处理原理与工艺 曝气转刷的利用率较低,D型二沟只有40%,三沟式则提高到了58% 5:陞型氧化沟 图6:D型氧化沟 图7:三沟交替工作的氧化沟 关于三沟式 两侧的A、C二沟交替地作为曝气池和沉淀池,而B沟则一直充作曝气池 -原废水交替地从A沟和C沟进入,而出水则相应地从C沟及A沟流出 -曝气器的利用率较高(58%) -交替运行的方式,为脱氮创造了条件,有良好的BOD去除效果和脱氮效果。 主要实例:1)邯郸市东污水处理厂(10000m3/d),三沟: 2)苏州市河西污水处理厂(80000n3Jd),三沟 进水 3)南通市污水处理厂(25000m3/d),五沟 4、曝气沉淀一体化氧化沟 80年代有美国开发的,主要有:侧沟型(图8)、BMS型(图9)、船型(图10) 气区 废水来自f处理 曝气器 沉淀区 处理水集水管 作为二次沉 集水管 处理水 沉淀区 泥精出附 十没流槽 浮阿 之浮渣回瘪)人浮渍出 第3页第七讲

废水生物处理原理与工艺 第七讲 第 3 页 第七讲 ⎯⎯曝气转刷的利用率较低，D 型二沟只有 40%，三沟式则提高到了 58%； 图 5：VR 型氧化沟 图 6：D 型氧化沟 图 7：三沟交替工作的氧化沟 关于三沟式： ⎯⎯两侧的 A、C 二沟交替地作为曝气池和沉淀池，而 B 沟则一直充作曝气池； ⎯⎯原废水交替地从 A 沟和 C 沟进入，而出水则相应地从 C 沟及 A 沟流出； ⎯⎯曝气器的利用率较高(58%)； ⎯⎯交替运行的方式，为脱氮创造了条件，有良好的 BOD 去除效果和脱氮效果。 ⎯⎯主要实例：1)邯郸市东污水处理厂(100000m3 /d)，三沟； 2)苏州市河西污水处理厂(80000m3 /d)，三沟； 3)南通市污水处理厂(25000m3 /d)，五沟。 4、曝气沉淀一体化氧化沟 ⎯⎯80 年代有美国开发的，主要有：侧沟型(图 8)、BMTS 型(图 9)、船型(图 10)

废水生物处理原理与工艺 三、氧化沟的设计参数 当处理对象为城市废水时,各项设计参数可参考如下: MLVSS(x-—2000~4000mg/ 污泥龄(B)1)当仅要求BOD去除,B=5~8d; 2)当要求硝化反应时,B=10~30d HRT-20、24、36、48h,根据对处理出水水质的要求而定 LsBod-.03-0. 07kg BOD/kg MLSS.d 回流比R50-150% v混合也在沟渠内的流速)0.4~0.5m/s 沟底流速)—0.3m/。 *当对氧化沟要求硝化与反硝化功能时,应考虑反硝化所需的容积 四、氧化沟实例昆明兰花沟废水处理厂(图11) 次沉淀池 ○0○ 厌氧池 图12:兰花沟废水处理厂平面布置图 科研试验明地!辅助生 延那 8雪帅 1)原废水的组成:生活污水50% 以食品、化工为主的工业废水50% 2)原废水流量:旱季为5500md,雨季为16000m3/d 3)原废水与处理出水水质 第4页第七讲

废水生物处理原理与工艺 第七讲 第 4 页 第七讲 三、氧化沟的设计参数 当处理对象为城市废水时，各项设计参数可参考如下： MLSS(X)⎯⎯5000mg/l； MLVSS(Xv)⎯⎯20004000mg/l； 污泥龄(c)⎯⎯1)当仅要求 BOD5去除，c=58d； 2)当要求硝化反应时，c=1030d； HRT(t)⎯⎯20、24、36、48h，根据对处理出水水质的要求而定； LsBOD⎯⎯0.030.07kgBOD/kgMLSS.d； LvBOD⎯⎯0.10.2kgBOD/m3 .d； 回流比 R⎯⎯50150% v(混合也在沟渠内的流速)⎯⎯0.40.5m/s； v’(沟底流速)⎯⎯0.3m/s。 *当对氧化沟要求硝化与反硝化功能时，应考虑反硝化所需的容积。 四、氧化沟实例 ⎯⎯昆明兰花沟废水处理厂 (图 11) 图 12：兰花沟废水处理厂平面布置图 1、基本情况： 1)原废水的组成：生活污水 50% 以食品、化工为主的工业废水 50% 2)原废水流量： 旱季为 55000m3 /d， 雨季为 165000m3 /d； 3)原废水与处理出水水质：

废水生物处理原理与工艺 BOD COD TN TP Ss NHA-N TKN (mg/(n/)(mg/)(mg/I(mg/ 原废早季 6.5-90 l80 350-400 2-4 250-300 处理出水 7.0-8.0 <l.0 <1.0 6.0 4)主要设计参数 BODs污泥负荷—0.05 kg boD/kg MLSS.d BOD5容积负荷—0.2 kg bod/m3d MLSS 4000mg 污泥龄 污泥回流比—100% DO值:厌氧池—0mg释放回流污泥中的P 氧化沟I—0.5~1.0mg 降解BOD、硝化反应 氧化沟Ⅱ—0-0.5mg/—硝化、反硝化反应: 富氧池 >2.0mg/l 吸收磷(过量)。 2.2.2.2AB法废水处理工艺 即吸附——生物降解( Adsorption- Biodegradation)工艺,是德国亚琛大学 Bohnke教授于70年代中期开创的 AB法的工艺流程及其特征 工艺流程 沉池 吸叫池 流污 流汀瑟 预处理段 2、主夏, ①未设初沉池,又吸附池和中间沉淀池组成的A段为一级处理系统 ②B段又曝气池和二沉池组成 ③A、B两段各自拥有独立的污泥回流系统,两段完全分开,各自有独特的微生物群体,有利于功能稳定。 二、A段的特征 本工艺不设初沉池,使远废水中的微生物全部进入吸附池,使A段成为一个开放性的生物反应器 负荷高,有利于增殖速度快、适应能力强的微生物生长: BOD去除率为40~70%,出水可生化性有所提高,有利于B段的继续降解: —污泥产率较高,吸附能力强 对有机物的去除,主要靠污泥絮体的吸附作用,生物降解只占1/3左右。 三、B段的特征 其来水为A段出水,水质、水量较稳定 其负荷率为总负荷率的30~60% -其污泥龄较长,有利于硝化反应。 第5页第七讲

废水生物处理原理与工艺 第七讲 第 5 页 第七讲 项目 pH BOD5 COD TN TP SS NH3-N TKN 单位 (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 原废 水 旱季 6.5-9.0 180 350-400 30 2-4 200 -- -- 雨季 -- 120 250-300 20 -- 150 -- -- 处理出水 7.0-8.0 <15 <50 <10 <1.0 <15 <1.0 <6.0 4)主要设计参数： BOD5 污泥负荷 ⎯⎯ 0.05kgBOD/kgMLSS.d； BOD5容积负荷 ⎯⎯ 0.2kgBOD/m3 .d； MLSS ⎯⎯ 4000mg/l； 污泥龄 ⎯⎯ >30d； 污泥回流比 ⎯⎯ 100%。 DO 值： 厌氧池 ⎯⎯ 0mg/l ⎯⎯ 释放回流污泥中的 P； 氧化沟 I ⎯⎯ 0.5~1.0mg/l ⎯⎯ 降解 BOD、硝化反应； 氧化沟 II ⎯⎯0~0.5mg/l ⎯⎯ 硝化、反硝化反应； 富氧池 ⎯⎯ >2.0mg/l ⎯⎯ 吸收磷(过量)。 2.2.2.2 AB 法废水处理工艺 ⎯⎯即吸附——生物降解（Adsorption--Biodegradation）工艺，是德国亚琛大学 Bohnke 教授于 70 年代中期开创的。 一、AB 法的工艺流程及其特征 1、 工艺流程 2、主要特点： ①未设初沉池，又吸附池和中间沉淀池组成的 A 段为一级处理系统； ②B 段又曝气池和二沉池组成； ③A、B 两段各自拥有独立的污泥回流系统，两段完全分开，各自有独特的微生物群体，有利于功能稳定。 二、A 段的特征 ⎯⎯本工艺不设初沉池，使远废水中的微生物全部进入吸附池，使 A 段成为一个开放性的生物反应器； ⎯⎯负荷高，有利于增殖速度快、适应能力强的微生物生长； ⎯⎯BOD 去除率为 4070%，出水可生化性有所提高，有利于 B 段的继续降解； ⎯⎯污泥产率较高，吸附能力强； ⎯⎯对有机物的去除，主要靠污泥絮体的吸附作用，生物降解只占 1/3 左右。 三、B 段的特征 ⎯⎯其来水为 A 段出水，水质、水量较稳定； ⎯⎯其负荷率为总负荷率的 3060%； ⎯⎯其污泥龄较长，有利于硝化反应