活性污泥法的发展和演变
传统的活性污泥法或称普通活性污泥法,经不断发展,已有多种运行方式。
1. 渐减曝气
推流式,布气沿程变化,总的空气用量不变,这样可以提高处理效率。
2. 分步曝气
把入流的一部分从池端引到池的中部分点进水,使同样的空气量,同样的池子,得到了较高的处理效率。
两者的前提:前半段供氧不足。
3. 完全混合法
从上述两种运行方式看,传统活性污泥法的主要矛盾是供氧和需氧的矛盾,为解决这一问题,渐减曝气是通过布气的方法来改善,分步曝气是通过进水分配的均匀性来改善。
为根本上改善长条形池子中混合液不均匀的状态,在分步曝气的基础上,进一步大大增加进水点,同时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合,这就是完全混合的概念。需氧速率和供氧速率的矛盾在全池得到了平衡,因而完全混合法有如下特征:
①池中各个部分的微生物种类和数量基本相同,生活环境也基本相同;②入流出现冲击负荷时,池液的组成变化也较小,因为骤然增加的负荷可被全池混合液分担,从某种意义上讲,是一个大的缓冲器和均和池。能缓和有机负荷的冲击,也减少有毒物质的影响,在工业废水的处理中有一定的优点;③池液中各个部分的需氧速率比较均匀。
为适应完全混合的需要,机械曝气的圆形池子得到了发展。机械曝气器很像搅拌机,而圆形池子便于完全混合。
4. 浅层曝气
气泡形成和破裂瞬间氧传递速率最大。在水的浅层处用大量空气曝气,可获得较高的氧传递速率。为了使液流保持一定的环流速率,将空气扩散器分布在相当部分的宽度上,并设一条纵墙,将水池分为俩部分,迫使曝气时液体形成环流。扩散器的深度在水下0.6~0.8m为宜。浅层池适用于中小型污水厂。但由于布气系统维修上的困难,没有得到推广应用。
5. 深层曝气
曝气池的经济深度是按基建费用和运行费用来决定的。有污染地下水的潜在危险。
6. 高负荷曝气或变型曝气
只需部分处理,MLSS约300~500mg/L,曝气时间较短,约2~3h,处理效率仅约65%,有别于传统的活性污泥法,故称变型曝气。
7. Kraus法
碳水化合物高时,常引起污泥膨胀,出水水质恶化,回流污泥量不足。Kraus工程师把厌氧消化的上清液加到回流污泥中一起曝气,然后再进入曝气池,成功的克服了高碳水化合物的污泥膨胀问题。
8. 延时曝气
延时曝气于40年代末50年代初在美国流行。特点是曝气时间很长,达24h甚至更长,MLSS较高,达3000~6000mg/L,活性污泥在时间和空间上处于内源呼吸状态,剩余污泥少而稳定,无需消化,可直接排放。
9. 接触稳定法
50年代美国奥斯汀市的污水由于水量增加,需要扩建。虽然另有空地,但价格昂贵,不得不另找他法。
也叫吸附再生法:利用污泥的吸附性能,缩短污泥和污水的接触时间;对回流污泥进行曝气,恢复它的活性。这一方法直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流效果好,初沉池可以不用;剩余污泥量增加了。
10. 氧化沟
50年代的氧化沟是延时曝气的一种特殊形式,如南昌朝阳污水处理厂。60年代荷兰DHV公司开发的卡罗塞式氧化沟,可达到95%以上的BOD5去除率,还可以达到部分除磷脱氮的目的。80年代初,美国开发了将二次沉淀池设置在氧化沟中的合建式氧化沟,省去二沉池,故节省占地,更易于管理。此外,美国orbal式氧化沟和丹麦的三沟式氧化沟也在工程中常见。
11. 纯氧曝气
以纯氧代替空气,可以提高生物处理的速度。曝气时间短,约1.5~3.0h;也可以实现高负荷;MLSS较高,约4000~8000mg/L。因此二沉池的运行需要注意。
12. 活性生物滤池
Activated biological filter(ABF)工艺。
13. 吸附-生物降解工艺(AB法)
Adsorption-biodegradation.A级以高负荷或超高负荷运行,是一个开放的生物系统,曝气池停留时间短(30~60min),主要去除机理:生物絮凝、生物吸附、吸收;生物相以生长快速的球菌为主。B级以低负荷运行,曝气池停留时间2~4h,和常见的活性污泥差别不大;可以根据需要进行硝化、除磷、脱氮操作。
14. SBR法(sequencing batch reactor)
序批式活性污泥法是早期充排式反应器(fill-draw)的一种改进。自动控制水平的提高。优点:①工艺系统简单,不设二沉池,无污泥回流设备;②耐冲击负荷,一般无需调节池;③反应推动力大,时间上是理想的推流,易于得到优于连续流的出水;④运行灵活,通过适当调节各单元操作可达到脱氮除磷的效果;⑤污泥沉淀性能好,能有效防止丝状菌膨胀;⑥该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制,便于运行管理。
由SBR还衍生出M(Modified)SBR、CASS(Cyclic activated sludge system)或CAST(Technology)工艺。
15. Unitank工艺
三沟式氧化沟的一种变型。

