活性污泥法自創(chuàng)建以來至今已有百年的歷史，在各類污水生物處理中均獲得了巨大的成功。活性污泥法設(shè)計(jì)上原來較簡(jiǎn)單，只有推流式和完全混合式兩種池型，隨著理論上的不斷深入和生產(chǎn)技術(shù)上的不斷改進(jìn)，活性污泥法現(xiàn)已開發(fā)了很多具體的工藝。

推流式活性污泥法又叫傳統(tǒng)活性污泥法，其特點(diǎn)是采用長(zhǎng)方形曝氣池，運(yùn)行時(shí)進(jìn)水和回流污泥從長(zhǎng)方形的一端沿池長(zhǎng)均勻向前推進(jìn)，直到池的末端；曝氣池中存在一個(gè)有機(jī)物濃度梯度，在曝氣池的前端，污水中有機(jī)物濃度高，污泥中細(xì)菌處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，隨著混合液水流的推進(jìn)，有機(jī)物不斷被吸附和降解，污泥中微生物生命狀態(tài)逐漸進(jìn)人靜止期；到曝氣池末端，有機(jī)物基本被耗盡；細(xì)菌進(jìn)入內(nèi)源生長(zhǎng)期。推流式活性污泥處理效果好，但易受到水質(zhì)波動(dòng)沖擊的影響，運(yùn)行不穩(wěn)定。推流式活性污泥池常被分割成幾個(gè)廊道，每個(gè)廊道寬3m，深3～5m，長(zhǎng)20～80m。

傳統(tǒng)的推流式活性污泥法曝氣池中，曝氣裝置在曝氣池中均勻分布，所以曝氣池中各個(gè)部位的氣量相等，但實(shí)際上，混合液中有機(jī)污染物濃度沿池長(zhǎng)方向上是逐漸下降的，所以混合液對(duì)氧氣的需求量沿池長(zhǎng)方向也是逐漸下降的，這樣在廊道的前端氧氣供用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，而在后端氧氣供給量則超過混合液對(duì)氧氣的需求，造成氧氣的浪費(fèi)。

減漸曝氣法就是通過合理布置曝氣裝置，使氣量沿池長(zhǎng)方向逐漸減少，所以采用減漸曝氣法可以克服傳統(tǒng)曝氣法需氧量和供氧量之間的矛盾，提高系統(tǒng)對(duì)氧氣的利用率。

又稱多點(diǎn)進(jìn)水法，此方法是通過多段或多進(jìn)水點(diǎn)來解決傳統(tǒng)推流式活性污泥池供氧量和需氧量之間的矛盾。此工藝將原污水沿曝氣池池長(zhǎng)分成幾個(gè)部位進(jìn)水，改變了傳統(tǒng)推流式活性污泥池中有機(jī)負(fù)荷沿池長(zhǎng)分布不均的現(xiàn)象，使曝氣池各個(gè)位置的需氧速率與供氧速率之間達(dá)到平衡，從而提高了系統(tǒng)對(duì)氧氣的利用率，并且提高了系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷波動(dòng)沖擊的適應(yīng)能力。

完全混合式活性污泥法的特點(diǎn)是原污水、回流污泥在剛進(jìn)入曝氣池時(shí)立即和池中原有的混合液充分混合，因此整個(gè)池內(nèi)混合液均勻一致。此工藝運(yùn)行較穩(wěn)定，受水質(zhì)波動(dòng)沖擊影響較小。根據(jù)具體的構(gòu)造，完全混合式活性污泥法又可分為合建式完全混合曝氣法(又叫曝氣沉淀法)和分建式完全混合式曝氣池。

1．合建式完全混合曝氣沉淀法此工藝的曝氣池和沉淀池巧妙地合建在一起，所以又叫合建式完全混合曝氣池，構(gòu)筑物可分為四個(gè)部分：曝氣區(qū)、導(dǎo)流區(qū)、沉淀區(qū)和澄清區(qū)。曝氣區(qū)：相當(dāng)于曝氣池，以表面曝氣器曝氣充氧。

導(dǎo)流區(qū)：曝氣后的混合液經(jīng)此區(qū)進(jìn)入澄清區(qū)。

澄清區(qū)：混合液在此區(qū)進(jìn)行泥水分離，上清液溢流到水槽排出，沉淀下來的污泥沉降到沉淀區(qū)后一部分在水流和壓差作用下回流到曝氣區(qū)，另一部分則作為剩余污泥排放。

合建式完全混合活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)：

(1)曝氣區(qū)污泥回流不需要污泥提升設(shè)備，靠曝氣筒內(nèi)外壓差和水流導(dǎo)向作用使污泥在曝氣筒和沉淀區(qū)循環(huán)流動(dòng)。

(2)更好地為曝氣區(qū)提供活性高的新鮮活性污泥。

合建式完全混合活性污泥法的缺點(diǎn)是易出現(xiàn)跑泥現(xiàn)象，出水SS較高。

2．分建式完全混合瀑氣池分建式完全混合池的曝氣池和沉淀池在空間上分開?？亢芏嗑鶆蚍植加谶M(jìn)水槽上沿的鋸齒口進(jìn)水，這樣可以使進(jìn)水能立即和池中原有混合液瞬間完全混合。

又稱生物吸附法或接觸穩(wěn)定法，活性污泥凈化污水的過程分為兩個(gè)階段，第一階段是污泥對(duì)有機(jī)污染物的吸附作用，凈化污水的第二階段是活性污泥對(duì)吸附在污泥上的有機(jī)污染物的同化和降解。研究表明良好的活性污泥不但吸附能力強(qiáng)，而且完成吸附的時(shí)間相當(dāng)短，對(duì)于城市生活污水，第一階段大約只需1～30min就能完成，污水中BOD在這么短的時(shí)間內(nèi)能被去除80％～90％。

吸附再生法就是將有機(jī)污染物去除過程的兩個(gè)階段即吸附階段和降解階段在空間上分開，使這兩個(gè)反應(yīng)在不同的反應(yīng)器中進(jìn)行。首先原污水與高濃度的活性污泥在吸附池中接觸10—40min完成吸附過程，然后進(jìn)入沉淀池，濃縮的污泥作為剩余污泥排放，部分進(jìn)入再生池進(jìn)行曝氣，以分解和同化所吸附的有機(jī)物，使活性污泥恢復(fù)良好的吸附能力，這個(gè)過程就叫做再生，經(jīng)再生的活性污泥回流到吸附池與原污水進(jìn)行接觸進(jìn)入第二個(gè)吸附一再生循環(huán)。

該工藝的特點(diǎn)是：

(1)剩余污泥直接排放，不需要再生，這樣可以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

(2)污泥回流比高達(dá)50％～100％，曝氣池中污泥濃度高，對(duì)負(fù)荷波動(dòng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。

(3)污水吸附時(shí)間較短，所以吸附池池容較小，節(jié)省基建費(fèi)用。

(4)適合于處理懸浮物固體和膠體物質(zhì)含量較高的污水，而不適合處理以溶解性有機(jī)物為主的有機(jī)污水。

克勞斯法(Kraus)是消化池消化污泥或上清液在再生池中和回流污泥與氣體混合后一起進(jìn)入曝氣池的方法。在再生池中投加消化污泥或消化池上清液可以補(bǔ)充微生物所需的氮源，并可改善回流活性污泥的沉降性能，控制污泥發(fā)生膨脹。此法特別適合于處理C／N比高的高濃度有機(jī)污水。

此工藝運(yùn)行時(shí)降低曝氣池中的污泥濃度到200—600kg／L，縮短曝氣時(shí)間到0．5-3h。使晦氣池中的F／M比值很高，微生物處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。但缺點(diǎn)是污泥產(chǎn)量大，有機(jī)污染物不能得到完全降解，出水水質(zhì)欠佳；優(yōu)點(diǎn)是此工藝的有機(jī)負(fù)荷高，處理能力非常大，處理費(fèi)用較低。

此工藝運(yùn)行時(shí)加大污泥回流量，縮短曝氣時(shí)間，使曝氣池混合液的F／M比值很小，微生物處于生長(zhǎng)衰退期。此工藝耐沖擊負(fù)荷，出水水質(zhì)好。

又稱完全氧化法，此工藝采取低有機(jī)負(fù)荷[F／M在0．05-0.1kgBODs／(m3/d)]，延長(zhǎng)曝氣時(shí)間到1～3d，使微生物處于內(nèi)源呼吸階段。污水中有機(jī)物全部用于微生物能量代謝，轉(zhuǎn)化為二氧化碳，不產(chǎn)生剩余污泥或只產(chǎn)生很少的剩余污泥。此工藝可以認(rèn)為是污水好氧處理和污泥好氧消化同時(shí)處理。缺點(diǎn)是曝氣量大，運(yùn)行費(fèi)用較高。

又稱循環(huán)曝氣池法，氧化溝是封閉環(huán)狀的溝形污水處理構(gòu)筑物，污水與活性污泥混合液在曝氣溝中循環(huán)流動(dòng)而完成污泥對(duì)有機(jī)物的吸附和降解。氧化溝的特點(diǎn)是：①混合液水流具有推流式和完全混合式水流特征，溝的前端和后端有有機(jī)物含量濃度梯度，進(jìn)水極易在流動(dòng)過程中混合，耐沖擊負(fù)荷。②一般采用轉(zhuǎn)刷曝氣；溝中的不同部位存在好氧區(qū)和缺氧區(qū)，能進(jìn)行充分的硝化反硝化作用，所以兼有脫氮功能。③基建費(fèi)用低，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。氧化溝工藝的缺點(diǎn)是占地面積大。

在如圖所示的射流器中，利用水泵打人的泥水混合液的高速水流為動(dòng)能，吸人大量空氣，由于氣、泥、水混合液在喉管中強(qiáng)烈混合攪動(dòng)，使氣泡粉碎成霧狀微細(xì)氣泡，在擴(kuò)散管內(nèi)由于速頭轉(zhuǎn)變?yōu)閴侯^，微細(xì)氣泡進(jìn)一步壓縮，氧氣迅速轉(zhuǎn)移到混合液中，從而提高了氧的轉(zhuǎn)移效率。

又稱超水深曝氣法，此工藝的曝氣裝置為井式結(jié)構(gòu)，曝氣井直徑為2--6m，深度為50～150m。井中間沿直徑設(shè)一堵隔墻，將井身一分為二以便于混合液在池中循環(huán)。以壓縮空氣曝氣并提升混合液，深井曝氣法的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，充分利用空間。

純氧曝氣法以純氧作為氣源，所以氣相的氧氣分壓為1個(gè)大氣壓(空氣曝氣中氧氣分壓為0.2個(gè)大氣壓)。在2013時(shí)，混合液中飽和溶解氧濃度可提高到43mg／L，而空氣曝氣的混合液中飽和溶解氧濃度僅為9mg／L左右。所以純氧曝氣的氧氣轉(zhuǎn)移速率要明顯高于空氣曝氣，污泥對(duì)有機(jī)污染物的氧化降解速度要比空氣曝氣時(shí)快得多。純氧曝法的水力停留時(shí)間短，只有0.5-3h，有機(jī)負(fù)荷達(dá)到2.0-3.3kgBOD／(m3/d)。

普通曝氣池改裝的純氧曝氣池

多級(jí)串聯(lián)純氧曝氣示意圖

如圖所示為SBR法運(yùn)行原理，其基本流程由進(jìn)水、好氧曝氣、沉淀、出水和閑置等組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期，在每個(gè)周期上述過程均在一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器中依次進(jìn)行。

SBR法優(yōu)點(diǎn)：

①SBR法構(gòu)筑物工藝簡(jiǎn)單，不需要設(shè)二沉池，無(wú)需污泥回流設(shè)施。

②SBR法混合效果好，具有很強(qiáng)的緩沖作用，所以SBR法耐負(fù)荷沖擊，無(wú)需專門設(shè)調(diào)節(jié)池。

③可間斷運(yùn)行，操作上較靈活，各個(gè)參數(shù)和流程可以用計(jì)算機(jī)控制，便于自動(dòng)化管理。

SBR工藝特別適合污水排放量不大，且經(jīng)常間斷排放的中小企業(yè)。

吸附－生物降解工藝（AB法）特征：

分為預(yù)處理段、A級(jí)和B級(jí)三段，無(wú)初沉池

A級(jí)以高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行，B級(jí)以低負(fù)荷運(yùn)行，A級(jí)曝氣池停留時(shí)間短，30～60min，B級(jí)停留時(shí)間2～4h。

該系統(tǒng)不設(shè)初沉池，A級(jí)曝氣池是一個(gè)開放性的生物系統(tǒng)。A、B兩級(jí)各自有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，兩級(jí)的污泥互不相混。

處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負(fù)荷和pH變化的能力。該工藝還可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)行分期建設(shè)。

圖為ABF的流程，在通常的活性污泥過程之前設(shè)置一個(gè)塔式濾池，它同曝氣池可以是串聯(lián)或并聯(lián)的。

塔式濾池濾料表面附著很多的活性污泥，因此濾料的材質(zhì)和構(gòu)造不同于一般生物濾池。

濾池也可以看作采用表面曝氣特殊形式的曝氣池，塔是一外置的強(qiáng)烈充氧器。因而ABF可以認(rèn)為是一種復(fù)合式活性污泥法。

（未完待續(xù)）

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