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廢水生物處理借助環(huán)境工程和化學(xué)工程的手段和方法，以微生物作用為主體開(kāi)發(fā)出了種種用于控制和治理水污染治理的新方法。代表：活性污泥法、生物膜法、厭氧處理法、生物脫氮、除磷等工藝技術(shù)。

　　所謂“好氧”：是指這類(lèi)生物必須在有分子態(tài)氧氣(O2)的存在下，才能進(jìn)行正常的生理生化反應(yīng)。

　　所謂“厭氧”：是能在無(wú)分子態(tài)氧存在的條件下，能進(jìn)行正常的生理生化反應(yīng)的生物。

.基礎(chǔ)介紹

　　1.活性污泥法的特點(diǎn)：

　　曝氣池中污泥濃度一般控制在2—3g/L，廢水濃度高時(shí)采用較高數(shù)值；

　　廢水在曝氣池中的停留時(shí)間(HRT)常采用4—8h，視廢水中有機(jī)物濃度而定；

　　回流污泥量約為進(jìn)水流量的25%—50%左右；

　　BOD和懸浮物去除率都很高，達(dá)到90%—95%左右。

　　2.作用原理：

　　普通活性污泥法是依據(jù)廢水的自?xún)糇饔迷戆l(fā)展而來(lái)的。

　　3.不足之處：

　　對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)能力不強(qiáng)；

　　所供的氧不能充分利用，因?yàn)樵谄貧獬厍岸藦U水水質(zhì)濃度高、污泥負(fù)荷高、需氧量大，而后端則相反，但空氣往往沿池長(zhǎng)均勻分布，這就造成前端供氧量不足、后端供氧量過(guò)剩的情況。

　　因此，在處理同樣水量時(shí)，同其他類(lèi)型的活性污泥法相比，曝氣池相對(duì)龐大、占地多、能耗費(fèi)用高。

　　2.階段曝氣活性污泥法

　　階段曝氣法也稱(chēng)為多點(diǎn)進(jìn)水活性污泥法，它是普通活性污泥法的一個(gè)簡(jiǎn)單的改進(jìn)，可克服普通活性污泥法供氧同需氧不平衡的矛盾。

曝氣池容積同普通活性污泥法比較可以縮小30%左右，但其出水差于普通活性污泥法。

　　3.漸減曝氣法

　　克服普通活性污泥法曝氣池中供氧、需氧不平衡另一個(gè)改進(jìn)方法是將曝氣池的供氧沿活性污泥推進(jìn)方向逐漸減少，這即為漸減曝氣法。

　　該工藝曝氣池中有機(jī)物濃度隨著向前推進(jìn)不斷降低、污泥需氧量也不斷下降、曝氣量相應(yīng)減少。

　　4.吸附再生活性污泥法

　　吸附再生活性污泥法系根據(jù)廢水凈化的機(jī)理，污泥對(duì)有機(jī)污染物的初期高速吸附作用，將普通活性污泥法作相應(yīng)改進(jìn)發(fā)展而來(lái)。

　　特點(diǎn)：

　　回流污泥量比普通活性污泥法多，回流比一般在50%—100%左右

　　吸附池和再生池的總?cè)莘e比普通活性污泥法曝氣池小得多，空氣用量并不增加，因此減少了占地和降低了造價(jià)。

　　具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)平衡能力，以適應(yīng)進(jìn)水負(fù)荷的變化

　　缺點(diǎn)是去除率較普通活性污泥法低，尤其是對(duì)溶解性有機(jī)物較多的工業(yè)廢水，處理效果不理想。

　　5.*混合活性污泥法
　

　*混合活性污泥法的流程和普通活性污泥法相同，但廢水和回流污泥進(jìn)入曝氣池時(shí)，立即與池內(nèi)原先存在的混合液充分混合。

　　(a)采用擴(kuò)散空氣曝氣器的*混合活性污泥法工藝流程；

　　(b)采用機(jī)械曝氣的*混合活性污泥工藝流程；

　　(c)合建式圓形曝氣沉淀池。

　　1.優(yōu)點(diǎn)：

　　微生物的代謝速率甚高；

　　廢水水力停留時(shí)間往往較短，系統(tǒng)的負(fù)荷較高；

　　構(gòu)筑物的占地較省。

　　2.缺點(diǎn)：

　　導(dǎo)致出水水質(zhì)較差；

　　較易發(fā)生絲狀菌過(guò)量生長(zhǎng)的污泥膨脹等運(yùn)行間題。

　　6.序批式活性污泥法

　　序批式活性污泥法(SequencingBatchReactor，簡(jiǎn)稱(chēng)SBR)是國(guó)內(nèi)外近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的一種活性污泥法，其工藝特點(diǎn)是將曝氣池和沉淀池合而為一，生化反應(yīng)雖分批進(jìn)行，基本工作周期可由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五個(gè)階段組成。

　　1.SBR具有下述特點(diǎn)：

　　構(gòu)造簡(jiǎn)單、節(jié)省投資：

　　省去了二沉池、回流裝置和調(diào)節(jié)池等設(shè)施，因此基建投資較低。

　　控制靈活，可滿足各種處理要求：

　　一個(gè)周期中各個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間、總停留時(shí)間、供氣量等都可按照進(jìn)水水質(zhì)和出水要求而加以調(diào)節(jié)。

　　活性污泥性狀好、污泥產(chǎn)率低：

　　污泥結(jié)構(gòu)緊密，沉降性能良好。此外在沉降期幾乎是在靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，因此污泥沉降時(shí)間短、效率高。

　　SBR的運(yùn)行周期中有一閑量期、污泥處于內(nèi)源呼吸階段，因此污泥產(chǎn)率比較低。

　　2.CAST工藝：

　　圖1——7CAST系統(tǒng)的反應(yīng)池構(gòu)造：l.選擇器；2.厭氧區(qū)；3.主反應(yīng)區(qū)

　　作為SBR工藝的一種變型，在CAST系統(tǒng)中污水按一定的周期和階段得到處理。每一循環(huán)由下列階段組成并不斷重復(fù)：充水/曝氣、充水/沉淀、撇水、閑置。

　　特點(diǎn)：

　　工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，投資較低，沒(méi)有二沉池，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池；

　　曝氣階段生化反應(yīng)推動(dòng)力大：這有利于減少曝氣池容積，降低工程投資；

　　沉淀效果好，可有效防止污泥絲狀膨脹；

　　運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)，當(dāng)進(jìn)行脫氮除磷時(shí)，可通過(guò)間斷曝氣控制反應(yīng)池的溶解水平，提高脫氮除磷的效果；

　　CAST工藝可應(yīng)用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛；

　　運(yùn)行穩(wěn)定性好、基質(zhì)去除率較高；

　　剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。

　　7.生物吸附氧化法(AB法)

　1.特點(diǎn)：

　　(1)AB法屬于兩段活性污泥法范疇，但通常不設(shè)初沉池，以便充分利用活性污泥的吸附作用；

　　(2)*和B級(jí)的污泥回流是截然分開(kāi)的，因而在兩級(jí)中具有組成和功能均不相同的微生物種群；

　　(3)*以*負(fù)荷運(yùn)行，其污泥負(fù)荷率從大于2.0kgBOD/(kgMLSS˙d)，水力停留時(shí)間為0.5h左右，對(duì)不同進(jìn)水水質(zhì)，*可選擇以好氧或缺氧方式運(yùn)行；

　　(4)B級(jí)則以低負(fù)荷運(yùn)行，其污泥負(fù)荷率從小于0.3kgBOD/(kgMLSS˙d)。

　　8.延時(shí)曝氣法
 

　　1.特點(diǎn)：延時(shí)曝氣，又稱(chēng)*氧化活性污泥法，為長(zhǎng)時(shí)間曝氣的活性污泥法。采用低負(fù)荷方式運(yùn)行，去除率高，污泥量少。

　　9.氧化溝
 

　　連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池通常簡(jiǎn)稱(chēng)為氧化溝，是活性污泥法的一種改型，屬延時(shí)曝氣的一種特殊形式。
　

　特點(diǎn)；

　　運(yùn)行負(fù)荷低，處理深度大；

　　由于曝氣裝置只設(shè)置在氧化溝的局部區(qū)段，離曝氣機(jī)不同距離處形成好氧、缺氧以及厭氧區(qū)段，故可具有反硝化脫氮的功能；

　　污泥沉降性能好，無(wú)臭味；

　　耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)性大；

　　污泥產(chǎn)量較少；

　　動(dòng)力消耗較低，在采用轉(zhuǎn)刷曝氣時(shí)，噪聲亦極小。

　　10.活性污泥法的其他幾種運(yùn)行方式

　　1.射流曝氣工藝
 

　　利用射流曝氣器充氧的活性污泥法，稱(chēng)為射流曝氣活性污泥法。

　　根據(jù)空氣補(bǔ)給的方式，又分為供氣式射流曝氣(由鼓風(fēng)機(jī)提供壓力氣源)和自吸式射流曝氣(利用射流器直接抽吸外界空氣)。

　　前者效率較高，可達(dá)1.6—2.2kgO2/kWh(鼓風(fēng)機(jī)3mm穿孔管中層曝氣時(shí)，動(dòng)力效率一般在1.0kgO2/kWh左右)，但鼓風(fēng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲污染；后者動(dòng)力效率較低，但也已達(dá)到1.1——2.0kgO2/kWh，同時(shí)可免去鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)置，*消除噪聲的二次污染。

　　2.純氧曝氣工藝

　　其特點(diǎn)是以純氧代替空氣曝氣，曝氣池密閉，以提高供氧效率和有機(jī)物降解效率。

　　(1)其優(yōu)點(diǎn)是：

　　溶解氧飽和值較高，氧傳遞速率快，生物處理的速度得以提高，因此曝氣時(shí)間短，僅為1.5—3.0h，污泥濃度約4000—8000mgMLSS/L，處理效果好。

　　(2)其缺點(diǎn)是：

　　純氧制備過(guò)程較復(fù)雜，易出故障，運(yùn)行管理較麻煩；曝氣池密封，又對(duì)結(jié)構(gòu)的要求提高；

　　進(jìn)水中混有的易揮發(fā)性的碳?xì)浠衔锶菀自诿荛]的曝氣池中積累，因此容易引起爆炸故曝氣池必須考慮防爆措施；

　　生成的CO2也使氣體中CO2分壓上升，溶解于液體，并導(dǎo)致pH值下降，妨礙生物處理的正常運(yùn)行，會(huì)影響處理效率。

　　在有現(xiàn)成純氧供應(yīng)的工業(yè)區(qū)內(nèi)及場(chǎng)地異常緊張的情況下使用該法是合適的。

　　3.投料式活性污泥法

　　活性污泥法的各種工藝在運(yùn)行過(guò)程中，zui關(guān)鍵之處在于維持活性污泥的活性和凝聚性(沉淀性能)。

　　而活性污泥的凝聚性能極易受進(jìn)水水質(zhì)和外界因素的影響，從而導(dǎo)致二沉池出水飄泥等異?，F(xiàn)象。

　　此時(shí)，在曝氣池中投加粉末活性炭、混凝劑或其池化學(xué)藥劑，往往會(huì)取得很好的效果，這就是所謂的“投料式”活性污泥法。其中以投加粉末活性炭為多，又稱(chēng)PACT法(粉末活性污泥法)。

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