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Section 2.3.1 Running mode of activated sludge process(1)课程教案、知识点、字幕

同学们好！下面我们来学习活性污泥法的运行方式

在这节中间，我们会介绍10种不同的活性污泥法的运行方式

分别是推流式活性污泥法、完全混合活式污泥法、阶段曝气活性污泥法

吸附-再生活性污泥法、以及延时曝气活性污泥法、高负荷活性污泥法

和纯氧曝气活性污泥法、浅层低压曝气活性污泥法

深水曝气活性污泥法、以及深井曝气活性污泥法

我们先来看第一种推流式活性污泥法

这个图给出的是推流式活性污泥法的工艺流程

其中最主要的是曝气池的形式

在推流式活性污泥法中间，曝气池的形式通常会采用长方形蓝道式的曝气池

它的长宽比通常都比较大

废水从曝气池的首端进入，要经过很长的时间才会从池的末端排出

由于这样一个特点，沿着曝气池的池长我们可以发现

它的供氧速率和需氧速率会有越来越大的差距

这主要原因，通常在曝气池的底部会均匀地布置曝气头

废水从曝气池的首端进入以后，其中的有机物逐渐被降解

到末端排出时它的有机物基本上达到了我们净化的要求

所以沿着池长它的需氧速率会越来越低

这样会形成一个供氧速率和需氧速率的差

因此，我们来看推流式曝气池或者说是推流式活性污泥法

它的主要优点是处理效果非常好，BOD5的去除率可达到90%-95%

第二点是对废水的处理程度可以灵活地进行调节

但是它也存在以下几个主要问题

第一个是通常为了避免曝气池首端形成厌氧状态

我们会采用比较低的污泥负荷

因此，池容会比较大，所需要的占地面积也相对的会比较大

第二是在池子的末端可能会出现供氧速率高于需氧速率的现象

这样会造成供氧的浪费

第三个是整个推流式曝气池对冲击负荷的适应性比较弱

这张表给出了推流式曝气池主要的关键性参数

从这中间我们可以看到，其中污泥负荷的取值范围是在0.2-0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)

而容积负荷是在0.3-0.6kgBOD5/(m3·d)

污泥龄是5-15天，水力停留时间是4-8个小时

而BOD5去除率通常能到85%-95%

第二种运行方式是完全混合式活性污泥法

它的工艺流程如图所示

可以看到，其中的曝气池通常会采用这样的两种形式

一种是称为合建式曝气池，有时候也称为曝气沉淀池

这是一种圆形的合建式曝气池

有的时候合建式曝气池也可以做成长方形或者是方形

同样它也是将曝气区域和沉淀区域合建在一个区域里面

有的时候也可以做成是分建式的曝气池

曝气池主要负责曝气，废水中有机物的降解

沉淀池跟它分建在外面，通过污泥回流，回到曝气池

在完全混合式活性污泥法中间，通常我们采用这种表面曝气的曝气设备

通过这个表面曝气设备向污水中提供氧气

同时对于废水和污泥进行搅拌和混合

关于表面曝气设备，我们在后面专门会再做特别的介绍

关于完全混合式活性污泥法

它的最主要的特点是可以方便地通过对F/M值的调节

使反应器内的有机物降解速率控制在最佳的状态

还有一个最大的特点就是，由于这样一种特殊的形式

废水一旦进入曝气池就立即会被大量的混合液所稀释

所以它对冲击负荷有很强的抵抗能力

同时，它非常适合处理较高浓度的工业废水

它主要的结构形式是前面已经介绍过的（合建制、分建制）

完全混合式的（活性污泥法）关键的设计参数如这个表所示

从中我们可以看到污泥负荷是0.2-0.6kgBOD5/(kgMLSS·d)

容积负荷是0.8-2.0kgBOD5/(m3·d)，污泥龄也是5-15天

水力停留时间是3-5小时（老师口误），对BOD5去除率是80%-90%

第三种运行方式我们称为阶段曝气活性污泥法

有的时候也称为分段进水法或者说是多点进水法

从这个流程图上可以看出，进入曝气池的废水分成三类，从三段分别进入曝气池

因此，我们可以看到，它的需氧速率就分成三段

它可以用更低的供氧速率来保证它与需氧速率之间的平衡

比如我们最前面介绍的第一种推流式活性污泥法相比

它可以大幅地减小供氧速率与需氧速率之间的差，从而节约动力消耗

对于前面已经说过的这种多廊道式的推流式活性污泥法

我们如果将它改成多点进水法，就可以如这个图所示

我们从每一个廊道的首端将废水排入曝气池

这样就形成了一个多点进水法，或者说是我们称的阶段曝气法

这样一个工艺的主要特点就是废水沿曝气池的池长分段注入曝气池

所以有机物负荷在整个池长上分布较均匀，改善了供氧速率与需氧速率之间的矛盾

有利于降低能耗

而且废水是分段进入，所以提高了曝气池对冲击负荷的适应能力

它的设计参数，也如这张表所示

第四种运行方式我们称为吸附再生活性污泥法

有时候也称为生物吸附法或者接触稳定法

在活性污泥系统内，在污水开始与活性污泥接触的非常短的时间像10-30分钟之内

由于活性污泥具有很大的比表面积，因此具有很强的吸附能力

在这个很短的时间内就能够快速地将废水中间大量呈悬浮状

或者是胶体状的有机污染物吸附到菌胶团内部，使废水的BOD5大幅地下降

但是这些有机物被吸附进入污泥絮体后，还没有得到真正的降解

随着时间的推移，混合液中BOD5值有时候会略有回升

再之后，BOD5的值才会逐渐地降解

从这个图我们可以看出，当我们利用活性污泥进行废水降解的实验的过程中间

如果我们对废水中间有机物的浓度测试的时间间隔比较短的话

我们会得到第一条线，也就是这条蓝色的线

可以发现废水中的有机物随着时间是逐渐降低

而且是平滑降低的，但是实际上如果我们将测试的时间间隔缩短

我们就会发现废水中的有机物的降低是沿着这条黄色的线来进行的

也就是在最初的时间10-30分钟之内可能会有一个最低值

这个最低值表示的是活性污泥通过它巨大的比表面积

快速地将废水中的有机物吸附后

使废水中的有机物的浓度在很短的时间内达到最低值

随着吸附在污泥絮体内部的有机物逐渐被降解

部分可能还会被回放到混合液中间

导致它的有机物的浓度会有一个小幅的回升

随后才会开始真正的生物降解过程

所以在活性污泥降解废水中有机物的过程

我们可以简单地把它分成两个阶段

第一个阶段是初期吸附，第二个阶段称为真正的生物降解

活性污泥吸附作用的大小，受废水的限制和特性的影响

主要是受废水中间悬浮物或者说是胶体状有机物的浓度的影响

另外还跟活性污泥的状态非常有关

活性污泥在吸附大量的有机物之后，如果不经过充分地再生曝气

它就不再具有吸附的能力

如果经过充分地再生曝气，特别是通过曝气使活性污泥中的微生物进入内源呼吸期

它可以恢复很强的吸附功能

因此利用这样的一个活性污泥的吸附和生物降解的特点

我们设计出了这样的吸附再生法

这个工艺流程，我们可以看出吸附再生法的曝气池由两个池子组成

第一个池子是称为吸附池，第二个池子称为再生池

废水跟从再生池回流回来的活性污泥充分在吸附池中接触

活性污泥充分地发挥它的吸附功能

将进水中的有机物快速地吸附在活性污泥的絮体内部

进入二沉池沉淀以后，出水得以排放

而吸附大量有机物的活性污泥，进入再生池通过再生曝气

恢复了吸附能力以后再次进入吸附池

而另外一部分污泥则作为剩余污泥进行排放

或者，我们也可以用第二个图所示的这样一个工艺流程

相当于进水进到曝气池的后段作为吸附段

而曝气池的前段作为再生段，实现吸附和再生

吸附再生法的主要优点是，废水跟活性污泥在吸附池中间充分地接触

而且接触的时间非常的短

吸附池的池容非常的小，而再生池接纳的只是浓度较高的回流污泥

它所需要的池容也会比较小

吸附池和再生池的容积之和低于传统的曝气池的总容积

因此这个工艺的基建费用较低

因为吸附和再生分开，所以这样一个工艺具有非常强的承受冲击负荷的能力

当吸附池中间的活性污泥由于进水中间的有毒物质

而发生异常的情况下可以由再生池进行补充

它的主要的缺点是对废水处理效果要低于传统法

主要的原因是因为吸附没有真正的、彻底的降解

而且吸附的时间很难控制，因此它的出水水质可能会略差

另外的话，对于溶解性有机物含量较高的废水它的效果就会更差一些

它的设计参数如这个表所示，可以看到

在吸附池中间，它的污泥浓度也就是MLSS，大概是在1000-3000mg/L

而在再生池中间，它的污泥浓度可以达到4000-10000mg/L

而它的曝气时间在吸附池中间一般是在0.5-1.0h

而再生池中间是3-6个小时

对BOD5的去除率，基本上在80%-90%之间

Water and Wastewater Treatment Engineering: Biochemical Technology课程列表：

Chapter 0 Introduction

-Section 0.1 Development Status of Wastewater Treatment Process

--Section 0.1 Development Status of Wastewater Treatment Process

--Discussion

-Section 0.2 Typical Processes of Wastewater Biological Treatment

--Section 0.2 Typical Processes of Wastewater Biological Treatment

--Discussion

Chapter 1 Basic principles of wastewater biological treatment

-Section 1.1 Principles of wastewater aerobic biological treatment

--1.1 Principles of wastewater aerobic biological treatment

--Discussion

-Section 1.2 Principles and determination of wastewater biodegradability

--1.2 Principles and determination of wastewater biodegradability

--Discussion

-Section 1.3 Principles of wastewater anaerobic biological treatment

--Section 1.3.1 Principles of wastewater anaerobic biological treatment(1)

--Discussion

--Section 1.3.2 Principles of wastewater anaerobic biological treatment(2)

--Discussion

-Section 1.4 Principles of wastewater biological nitrogen removal

--Section 1.4 Principles of wastewater biological nitrogen removal

--Discussion

-Section 1.5 Principles of wastewater biological phosphorus removal

--Section 1.5 Principles of wastewater biological phosphorus removal

--Discussion

-Chapter 1 Homework

Chapter 2 Activated sludge process

-Section 2.1 Basic concept of activated sludge process

--Section 2.1.1 Basic concept of activated sludge process

--Discussion

--Section 2.1.2 Basic concept of activated sludge process

--Discussion

-Section 2.2 Growth rule of activated sludge and its application

--Section 2.2 Growth rule of activated sludge and its application

--Discussion

-Section 2.3 Running mode of activated sludge process

--Section 2.3.1 Running mode of activated sludge process(1)

--Discussion

--Section 2.3.2 Running mode of activated sludge process(2)

--Discussion

-Section 2.4 Kinetics of active sludge process

--Section 2.4.1 Kinetics of active sludge process(1)

--Discussion

--Section 2.4.2 Kinetics of active sludge process(2)

--Section 2.4.3 Kinetics of active sludge process(3)

--Discussion

--Research and Development of Kinetic Model of Activated Sludge Process

-Section 2.5 Principle, calculation and equipment of aeration

--Section 2.5.1 Principle, calculation and equipment of aeration(1)

--Discussion

--Section 2.5.2 Principle, calculation and equipment of aeration(2)

--Discussion

-Section 2.6 Designing of activated sludge process

--Section 2.6 Designing of activated sludge process

--Discussion

-Section 2.7 Operation and management of active sludge process

--Section 2.7.1 Operation and management of active sludge process (1)

--Discussion

--Section 2.7.2 Operation and management of active sludge process (2)

--Discussion

-Chapter 2 Homework

Chapter 3 Aerobic biofilm process

-Section 3.1 Basic principle of biofilm

--Section 3.1 Basic principle of biofilm

--Discussion

-Section 3.2 Biofilter process

--Section 3.2.1 Biofilter Process (1)

--Discussion

--Section 3.2.2 Biofilter process (2)

--Discussion

--Section 3.2.3 Biofilter process (3)

--Discussion

-Section 3.3 Biodisk process

--Section 3.3 Biodisk process

--Discussion

-Section 3.4 Biological contact oxidation process

--Section 3.4 Biological contact oxidation process

--Discussion

-Section 3.5 Aerobic biological fluidized bed process

--Section 3.5 Aerobic biological fluidized bed process

--Discussion

-Chapter 3 Homework

Chapter 4 Other aerobic biological wastewater treatment process

-Section 4.1 Oxidation ditch process

--Section 4.1 Oxidation ditch process

--Discussion

-Section 4.2 A-B process

--Section 4.2 A-B process

--Discussion

-Section 4.3 SBR process

--Section 4.3 SBR process

--Discussion

-Section 4.4 MBR process

--Section 4.4 MBR process

--Discussion

-Chapter 4 Homework

Chapter 5 Wastewater Anaerobic Biological Treatment Process

-Section 5.1 Overview and characteristics of development of anaerobic biological treatment

--Section 5.1 Overview and characteristics of development of anaerobic biological treatment

--Discussion

-Section 5.2 Anaerobic digester

--Section 5.2 Anaerobic digester

--Discussion

-Section 5.3 Anaerobic contact process and anaerobic filter process

--Section 5.3 Anaerobic contact process and anaerobic filter process

--Discussion

-Section 5.4 UASB process

--Section 5.4 UASB process

--Discussion

-Section 5.5 Other anaerobic biological treatment process

--Section 5.5 Other anaerobic biological treatment process

--Discussion

-Section 5.6 Operation management of anaerobic biological treatment process

--Section 5.6 Operation management of anaerobic biological treatment process

--Discussion

-Chapter 5 Homework

Chapter 6 Biological nitrogen and phosphorus removal process

-Section 6.1 Introduction

--Section 6.1 Introduction

--Discussion

-Section 6.2 Biological nitrogen removal process and technology

--Section 6.2 Biological nitrogen removal process and technology

--Discussion

-Section 6.3 Biological phosphorus removal process and technology

--Section 6.3 Biological phosphorus removal process and technology

--Discussion

-Section 6.4 Simultaneous nitrogen and phosphorus removal process

--Section 6.4 Simultaneous nitrogen and phosphorus removal process

--Discussion

-Chapter 6 Homework

Chapter 7 Natural biological treatment process

-Section 7 Natural biological treatment process

--Section 7 Natural biological treatment process

--Discussion

-Chapter 7 Homework

Chapter 8 Sludge Treatment and Disposal Process

-Section 8.1 Source, nature and treatment of sludge

--Section 8.1 Source, nature and treatment of sludge

--Discussion

-Section 8.2 Sludge thickening and digestive stability

--Section 8.2 Sludge thickening and digestive stability

--Discussion

-Section 8.3 Sludge conditioning, dehydration and incineration

--Section 8.3 Sludge conditioning, dehydration and incineration

--Discussion

-Chapter 8 Homework

Chapter 9 Wastewater Discharge and Reuse

-Section 9 Wastewater Discharge and Reuse

--Section 9 Wastewater Discharge and Reuse

--Discussion

-Chapter 9 Homework

Section 2.3.1 Running mode of activated sludge process(1)笔记与讨论

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