2015年環(huán)境影響評價師《技術(shù)方法》考點:廢水的二級(生物)處理

　　廢水的二級(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Ardem和Lockett發(fā)明活性污泥法以來，已經(jīng)出現(xiàn)了許多不同類 型的活性污泥處理工藝。按反應(yīng)器類型劃分，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，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。按負荷類型分為傳統(tǒng)負荷法、改進曝氣法、高負荷法、延時曝氣法。

　　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方形，經(jīng)過初 沉的廢水與回流污泥從曝氣池的前端，并借助空氣擴散管或機械攪拌設(shè)備進行混 合。一般沿池長方向均勻設(shè)置曝氣裝置。在曝氣階段有機物進行吸附、絮凝和氧化。 活性污泥在二沉池進行分離。傳統(tǒng)(推流式)活性污泥法工藝流程見圖13-6。

　　階段曝氣法：階段曝氣法(又稱為階段進水法)通過階段分配進水的方式避免 曝氣池中局部濃度過高的問題。?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)，以及會出現(xiàn)濃度波 動幅度大的現(xiàn)象，因此階段曝氣法得到較廣泛的使用(圖13-7)。

　　完全混合法：完全混合法活性污泥處理工藝(又稱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)器長度沒有發(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)的微生物就不會直接暴露于濃度很高的進水污染物中。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。

　　圖13-7階段曝氣活性污泥法工藝流程

　　吸附再生法：吸附再生工藝(又稱為接觸穩(wěn)定工藝)由接觸池、穩(wěn)定池和二沉 池組成。來自初沉池的廢水在接觸反應(yīng)器中與回流$泥進行短暫的接觸(一般為10? 60 min),使可生物降解的有機物被氧化或被細胞吸收，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 高的污泥則進入穩(wěn)定池繼續(xù)曝氣，進行氧化過程。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行管理條件較好并無沖擊負荷的情 況。

　　帶選擇池的活性污泥法：該工藝在曝氣池前設(shè)置一個選擇池。回流污泥與污水 在選擇池中接觸10?30 min,使有機物部分被氧化，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。

　　傳統(tǒng)負荷法經(jīng)過不斷地改進，對于普通城市污水，BOD5和懸浮固體(SS)的去

　　除率都能達到85%以上。傳統(tǒng)負荷類型的經(jīng)驗參數(shù)范圍是：混合液污泥濃度在

　　200?3 000 mg/L,曝氣池的水力停留時間為6 h左右，BOD^、荷約為0.56 kg/(m3. d)。

　　改進曝氣類型適用于不需要實現(xiàn)過高去除率(BOD去除率>85%),通過沉淀 即可達到去除要求的情況。負荷經(jīng)驗參數(shù)范圍是：混合液污泥濃度300?600 mg/L， 曝氣時間為1.5?2h, 80?5和SS的去除率在65%?75%。

　　高負荷類型是通過維持更篼的污泥濃度，在不改變污泥齡的情況下，減小水 力停留時間來減少曝氣池的體積，同時保持較高的去除率。污泥濃度達到4 000? 10 000 mg/L時，BOD5容積負荷可以達到1.6?3.2 kg/ (m3*d)。在氧氣供應(yīng)充足 并不存在污泥沉降問題的條件下，高負荷法可以有效地減小曝氣池體積并達到90% 以上的80?和SS去除率。目前，許多高負荷法使用純氧曝氣來提高傳氧速率， 以避免曝氣池紊動度過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，會引起嚴重的污泥沉降，尤其是污泥膨脹的問題。

　　延時曝氣工藝采用低負荷的活性污泥法以獲取良好穩(wěn)定出水水質(zhì)。延時 曝氣法中停留時間一般24 h，污泥濃度一般為3 000?6 000 mg/L, BOD5負 荷<0.24kg/(m3，d)。由于污泥負荷低、停留時間長，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，無異臭、易脫水， 實際上是廢水和污泥好氣消化的綜合體。典型的問題是污泥膨脹引起的污泥流 失、硝化問題導(dǎo)致pH值降低以及出水懸浮物增高等。

　　氧化溝屬延時曝氣活性污泥法(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、運行費 用也略高的缺點。

　　廢水來自

　　2.生物膜法

　　生物膜法處理廢水就是使廢水與生物膜接觸進行固、液相的物質(zhì)交換，利用膜 內(nèi)微生物將有機物氧化，使廢水得到凈化。生物膜法有滴濾池、塔濾池、接觸氧化 池及生物轉(zhuǎn)盤等型式。

　　好氧生物轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)大多由3?5級串聯(lián)模式運行，在其后設(shè)沉淀池。當(dāng)沉淀池出水 不理想時，在沉淀池前?用化學(xué)絮凝，及?用金屬絲網(wǎng)篩去除不易絮凝的固體。

　　生物轉(zhuǎn)盤是由安裝在同一水平軸上的一系列相距很近的圓盤構(gòu)成的(直徑1.2? 3.6 m),盤片上附著有生物膜。盤片部分浸在廢水池的廢水中，在不停的旋轉(zhuǎn)過程 中，生物膜和附著的污水層暴露在有氧空氣中，吸收了氧氣，膜上污水由膜表面滴 濾進入污水中，污水與生物膜的緊密接觸使細菌一底物一氧的界面不斷發(fā)生變化， 生物膜水層含有豐富的溶解氧。底物和溶解氧通過混合、擴散進入到生物膜中參與 氧化。水層中多余的溶解氧與池中污水混合，從而使污水曝氣。轉(zhuǎn)盤的作用是支撐 微生物的生長，使微生物、底物和溶解氧能夠接觸。

　　轉(zhuǎn)盤上生長過多的微生物在經(jīng)過水池時會脫落并保持懸浮狀態(tài)。脫落的固形物 從生物轉(zhuǎn)盤的一級流入下一級，最終進入下游的二沉池。

　　生物轉(zhuǎn)盤處理工藝能達到二級處理水質(zhì)或更好的水質(zhì)。若設(shè)置多組轉(zhuǎn)盤可得到 更好的處理效果。

　　3.厭氧生物處理

　　廢水厭氧生物處理是指在缺氧條件下通過厭氧微生物(包括兼氧微生物)的作 用，將廢水中的各種復(fù)雜有機物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，也稱厭 氧消化。

　　厭氧消化工藝由普通消化法逐漸演變發(fā)展為厭氧接觸法、厭氧生物濾池法、上 流式厭氧污泥床反應(yīng)器法、厭氧流化床法等。

　　普通厭氧消化池(又稱傳統(tǒng)消化池)。消化池常用密閉的圓柱形池。廢水 定期或連續(xù)進入池中，經(jīng)消化的污泥和廢水分別由消化池底和上部排出，所產(chǎn)生的 沼氣從頂部溢出。為使進料和厭氧污泥充分接觸，使所產(chǎn)生的沼氣氣泡及時逸出， 池內(nèi)設(shè)有攪拌裝置。進行中溫和高溫消化時，常需對消化液進行加熱。

　　厭氧接觸法(又稱厭氧活性污泥法)。工藝上與好氧的完全混合活性污泥 法相類似。污水進入消化池后，迅速與池內(nèi)混合液混合，污水與活性污泥充分接觸。 厭氧池排出的混合液在沉淀池中進行固液分離，污水自沉淀池上部排出，沉淀污泥 回流至消化池(圖13-9)。

　　該工藝具有運行穩(wěn)定、操作較為簡單、有較大的耐沖擊負荷能力的特點。

　　上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB反應(yīng)器)。如圖13-10所示，廢水自下而 上通過UASB反應(yīng)器。在反應(yīng)器的底部有一高濃度(污泥濃度可達60?80g/L)、高 活性的污泥層，大部分的有機物在此轉(zhuǎn)化為CHjDC02。

　　UASB反應(yīng)器的上部為澄清池，設(shè)有氣、液、固三相分離器。被分離的消化氣 從上部導(dǎo)出，污泥自動落到下部反應(yīng)區(qū)。

　　在食品工業(yè)、化工、造紙工業(yè)廢水處理中有許多成功的UASB。典型的設(shè)計負 荷是 4?15 kgCOD/(m3. d)。

　　消化氣

　　1 一混合接觸池(消化池);2―沉淀池;3―真空脫氣器 圖13-9厭氧接觸工藝

　　圖13-10上流式厭氧污泥床反應(yīng)器

　　4.出水消毒

　　出水消毒是二級或三級污水處理過程的最后一步操作。消毒是一種化學(xué)處理方 法，在出水中加入某些經(jīng)選擇的消毒劑，使水中致病微生物死亡或滅活。消毒劑主 要有：氯氣、臭氧、紫外線、二氧化氯和溴。

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