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    廢水的二級(jí)（生物）處理

    （1）活性污泥法

    活性污泥法是一種廢水生物處理過(guò)程，它將廢水與活性污泥（微生物）混合攪拌并曝氣，使廢水中的有機(jī)污染物分解，污泥隨后從處理廢水中分離，并根據(jù)需要將部分污泥回流到曝氣池。

    自從1914年發(fā)明活性污泥法以來(lái)，已經(jīng)出現(xiàn)了許多不同類(lèi)型的活性污泥處理工藝。

    按反應(yīng)器類(lèi)型劃分，有推流式活性污泥法、階段曝氣法、完全混合法、吸附再生法，以及帶有微生物選擇池的活性污泥法。

    按供氧方式以及氧氣在曝氣池中分布特點(diǎn)，處理工藝分為傳統(tǒng)曝氣工藝、漸減曝氣工藝和純氧曝氣工藝。

    按負(fù)荷類(lèi)型分為傳統(tǒng)負(fù)荷法、改進(jìn)曝氣法、高負(fù)荷法、延時(shí)曝氣法。

    ①傳統(tǒng)活性污泥處理法：傳統(tǒng)（推流式）活性污泥法的曝氣池為長(zhǎng)方形，經(jīng)過(guò)初沉的廢水與回流污泥從曝氣池的前端，并借助空氣擴(kuò)散管或機(jī)械攪拌設(shè)備進(jìn)行混合。一般沿池長(zhǎng)方向均勻設(shè)置曝氣裝置。在曝氣階段有機(jī)物進(jìn)行吸附、絮凝和氧化。活性污泥在二沉池進(jìn)行分離。

    ②階段曝氣法：階段曝氣法（又稱(chēng)為階段進(jìn)水法）通過(guò)階段分配進(jìn)水的方式避免曝氣池中局部濃度過(guò)高的問(wèn)題。采用階段曝氣后，曝氣池沿程污染物濃度分布和溶解氧消耗明顯改善。由于廢水中常含有抑制微生物產(chǎn)生的物質(zhì)，以及會(huì)出現(xiàn)濃度波動(dòng)幅度大的現(xiàn)象，因此階段曝氣法得到較廣泛的使用。

    ③完全混合法：完全混合法活性污泥處理工藝（又稱(chēng)為帶沉淀和回流的完全混合反應(yīng)器工藝）。在完全混合系統(tǒng)中廢水的濃度是一致的，污染物的濃度和氧氣需求沿反應(yīng)器長(zhǎng)度沒(méi)有發(fā)生變化。在完全混合法工藝中，只要污染物是可被微生物降解的，反應(yīng)器內(nèi)的微生物就不會(huì)直接暴露于濃度很高的進(jìn)水污染物中。因此，該工藝適合于含可生物降解污染物及濃度適中的有毒物質(zhì)的廢水。與運(yùn)行良好的推流式活性污泥法工藝相比，它的污染物去除率較低。

    ④吸附再生法：吸附再生工藝（又稱(chēng)為接觸穩(wěn)定工藝）由接觸池、穩(wěn)定池和二沉池組成。來(lái)自初沉池的廢水在接觸反應(yīng)器中與回流污泥進(jìn)行短暫的接觸（一般為10～60min），使可生物降解的有機(jī)物被氧化或被細(xì)胞吸收，顆粒物則被活性污泥絮體吸附，隨后混合液流入二沉池進(jìn)行泥水分離。分離后的廢水被排放，沉淀后濃度較高的污泥則進(jìn)入穩(wěn)定池繼續(xù)曝氣，進(jìn)行氧化過(guò)程。濃度較高的污泥回流到接觸池中繼續(xù)用于廢水處理。吸附再生法適用于運(yùn)行管理?xiàng)l件較好并無(wú)沖擊負(fù)荷的情況。

    ⑤帶選擇池的活性污泥法：該工藝在曝氣池前設(shè)置一個(gè)選擇池�；亓魑勰嗯c污水在選擇池中接觸10～30 min，使有機(jī)物部分被氧化，改變或調(diào)節(jié)活性污泥系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境，從而使微生物具有更好的沉降性能。

    ⑥傳統(tǒng)負(fù)荷法經(jīng)過(guò)不斷地改進(jìn)，對(duì)于普通城市污水，BOD5和懸浮固體（SS）的去除率都能達(dá)到85%以上。傳統(tǒng)負(fù)荷類(lèi)型的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)范圍是：混合液污泥濃度在1200～3000 mg/L，曝氣池的水力停留時(shí)間為6 h左右，BOD5負(fù)荷約為0.56 kg/（m3.d）。

    改進(jìn)曝氣類(lèi)型適用于不需要實(shí)現(xiàn)過(guò)高去除率（BOD去除率＞85%），通過(guò)沉淀即可達(dá)到去除要求的情況。負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)參數(shù)范圍是：混合液污泥濃度300～600 mg/L，曝氣時(shí)間為1.5～2 h，BOD5和SS的去除率在65%～75%.

    ⑦高負(fù)荷類(lèi)型是通過(guò)維持更高的污泥濃度，在不改變污泥齡的情況下，減小水力停留時(shí)間來(lái)減少曝氣池的體積，同時(shí)保持較高的去除率。污泥濃度達(dá)到4000～10000 mg/L時(shí)，BOD5容積負(fù)荷可以達(dá)到1.6～3.2 kg/（m3.d）。在氧氣供應(yīng)充足并不存在污泥沉降問(wèn)題的條件下，高負(fù)荷法可以有效地減小曝氣池體積并達(dá)到90%以上的BOD5和SS去除率。

    目前，許多高負(fù)荷法使用純氧曝氣來(lái)提高傳氧速率，以避免曝氣池紊動(dòng)度過(guò)大引起污泥絮凝性和沉降性變差。如果不能提供充足的氧氣，會(huì)引起嚴(yán)重的污泥沉降，尤其是污泥膨脹的問(wèn)題。

    ⑧延時(shí)曝氣工藝采用低負(fù)荷的活性污泥法以獲取良好穩(wěn)定出水水質(zhì)。延時(shí)曝氣法中停留時(shí)間一般24 h，污泥濃度一般為3000～6000 mg/L，BOD5負(fù)荷＜0.24kg/（m3.d）。由于污泥負(fù)荷低、停留時(shí)間長(zhǎng)，污泥處于內(nèi)源呼吸階段，剩余污泥量少（甚至不產(chǎn)生剩余污泥），因此污泥的礦化程度高，無(wú)異臭、易脫水，實(shí)際上是廢水和污泥好氣消化的綜合體。典型的問(wèn)題是污泥膨脹引起的污泥流失、硝化問(wèn)題導(dǎo)致pH值降低以及出水懸浮物增高等。

    氧化溝屬延時(shí)曝氣活性污泥法（圖13-8），氧化溝的池型，既是推流式，又具備完全混合的功能。氧化溝與其他活性污泥法相比，具有占地大、投資高、運(yùn)行費(fèi)用也略高的缺點(diǎn)。