活性污泥法

• （中央社台北26日电）中国自31日起启用新版“出入境健康申明卡”，取消对出入境者核酸检测讯息等申报要求。
  • 海关总署今天澄清，没有放松防控，旅客入境前仍要按照外事部门要求提供核酸检测阴性证明才可登机。
• 中国海关总署此前宣布，自8月31日凌晨0时起将启用新版“出入境健康申明卡”，取消对出入境人员核酸检测（PCR）讯息、既往感染情况、疫苗接种日期的申报要求。

活性污泥法(activated sludge process)是一种污水的好氧生物处理法，由英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）于1912年发明。

• 继而阿尔敦（Arden）和洛开脱（Lockgtt）对这一现象进行了研究。
• 曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们偶然发现，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附著污泥时，处理效果反而好。
• 由于认识了瓶壁留下污泥的重要性，他们把它称为活性污泥。
• 随后他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀，只倒去上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。
• 这个试验的工艺化便是于1916年建成的第一个活性污泥法污水处理厂。
• 在显微镜下观察这些褐色的絮状污泥，可以见到大量的细菌，还有真菌，原生动物和后生动物，它们组成了一个特有的生态系统。
• 正是这些微生物（主要是细菌）以污水中的有机物为食料，进行代谢和繁殖，才降低了污水中有机物的含量。
• 活性污泥可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥。
• 如今活性污泥法及其衍生改良工艺是处理城市污水最广泛使用的方法。
• 它能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，同时也能去除一部分磷素和氮素。
• 他们发现对污水长时间曝气，玻璃瓶里会出现污泥，水质也得到明显改善。
• 他们进一步发现，将那些没有洗干净而附著有污泥的瓶子用作污水曝气实验，污水处理效果更好。
• 活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法，是废水生物处理悬浮在水中的微生物(micro-organism)的各种方法的统称。
• 为利用活性污泥之微生物集合体，以处理污水之生物处理法之一。 　　
• 为废水流入曝气槽，使微生物在槽中经曝气并与废水中有机物进行反应，藉微生物的代谢作用，以去除有机物并合成新的微生物细胞。
• 其后充满活性污泥之废水进入沉淀池后沉淀，澄清之上澄液放流。
• 沉淀池之污泥一部份回流至曝气池，以保持曝气槽中微生物一定浓度充分分解有机物，过剩的污泥则由沉淀池废弃至污泥处理系统另行处理。 　　
• 活性污泥法是一种废水生物处理之技术，除传统之标准活性污泥法外，尚有多种修正法。
• 肉眼观察活性污泥，呈黄褐色絮状物质。
• 气味特殊但无臭味; 在显微镜下观察活性污泥颗粒，可以看见大量微生物，包括各种细菌、真菌、原生动物和少量的后生动物。
• 还有作为粘附基础的无机物质存在; 这些微生物和无机物组成了微型的生态系统; 这种生态系统成为菌胶团或称"胶羽"。
• 活性污泥颗粒中70-90%是有机物，即微生物，另有10-30%是其他无极物质。
• 菌胶团是有细菌分泌的多糖类物质将细菌包覆为黏性团块，构成活性污泥絮凝体的核心。
• 在菌胶团外围粘附了著真菌和原生动物，而较为高等的后生动物则是处于相对游离的状态。

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活性污泥法与生物膜法优缺点比较

• 活性污泥法优缺点: 长期以来城市生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法，它是当前世界各国应用最广的一种二级生物处理工艺，具有以下3个特点：
• 一、采用传统的活性污泥法，往往基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀现象；工艺设备不能满足高效低耗的要求。
• 二、随著污水排放标准的不断严格，对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高，传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主，往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联，形成多级反应池，通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的，这势必要增加基建投资的费用及能耗，并且使运行管理较为复杂。
• 三、活性污泥法产生大量的剩馀污泥，需要进行污泥无害化处理，增加了投资。
• 生物膜法优缺点: 生物膜法也是城市污水二级生物处理的一种常用方法，与活性污泥法相比具有以下3个特点：
• 一、生物膜对污水水质、水量的变化有较强的适应性，管理方便，不会发生污泥膨胀。
• 二、微生物固著在载体表面、世代时间较长的微生物也能增殖，生物相对更为丰富、稳定，产生的剩馀污泥少。
• 三、能够处理低浓度的污水。
  • 生物膜法的不足之处在于生物膜载体增加了系统的投资；载体材料的比表面积小，反应装置容积有限、空间效率低，在处理城市污水时处理效率比活性污泥法低；附著于固体表面的微生物量较难 控制，操作伸缩性差；靠自然通风供氧，不如活性污泥供氧充足，容易产生厌氧。
• 水处理方法可根据水质类型分为物理处理法、生物处理法、污水处理产生的污泥处置及化学处理法，还可根据处理程度分为一级处理、二级处理及三级处理等工艺流程。
• 城市污水的物理处理方法是利用物理作用分离和去除污水中污染物质的方法。
• 常用的有活性污泥法、生物膜法等，还有氧化塘及污水土地处理法。
• 化学处理法在城市污水处理中使用较少，一般涉及城市给水处理中的其他化学方法如中和氧化还原、离子交换、电解主要用于工业废水处理，很少用于城市污水处理。
• 污泥需处理才能防止二次污染，其处置方法常有浓缩、厌氧消化、脱水及热处理等。
• 生物处理就是利用微生物分解氧化有机物的这一功能，并采取一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量繁殖，以提高其分解氧化有机物效率。
• 污水经过一级处理以后，已经去除了漂浮物和部分悬浮物，BOD5的去除率约25％～30％。经过二级处理后，BOD5去除率可达90％以上，二沉池出水能达标排放。
• 活性污泥处理系统，在当前污水处理领域，是应用最为广泛的处理技术之一，曝气池是其反应器。

活性污泥法的传统与改进

• 活性污泥法是利用好氧微生物(包括兼性微生物)处理城市污水和工业废水的有效方法。
• 它能够从废水中去除溶解胶体类可生物降解的有机物质，经过多年的发展，活性污泥技术已经有了很大的进步，现总结其传统技术和最新前沿技术以飨读者。
• 传统活性污泥法:
• 渐减曝气:在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的。
  • 实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧量超过需要。
  • 渐减曝气的目的就是合理地布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气量不变，这样可以提高处理效率。
• 优点：吸附与氧化同在一个曝气池完成，有机物浓度和需氧量沿池长逐渐降低，对BOD和SS的去除率可达85%-95%。
• 缺点：
• （1）不能适应冲击负荷；
• （2）前段氧量不足，后段氧量过剩；
• （3）体积大，占地面积和基建费较大。
• 分步曝气:把入流的一部分从池端引入到池的中部分点进水。
• 优点：
• （1）有机物分配均匀，需氧量均匀。
• （2）活性污泥浓度不均匀，前端浓，后端稀，有利于提高曝气池利用率，出流混合液浓度降低。
• （3）在相同的BOD负荷条件下，逐步曝气法的BOD容积负荷可明显增大，去除一定量的BOD，曝气池容积仅为普通法的一半，减少占地面积。
• 缺点：
• （1）工艺复杂，运行管理要求高。
• （2）渐减曝气或多点进水管线，阀门增多。
• 完全混合法: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，长条形池子中也能做到完全混合状态。
• 优点：
• （1）池液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为全池混合液所分担，而不是像推流中仅仅由部分回流污泥来承担。
  • 完全混合池从某种意义上来讲，是一个大的缓冲器和均和池，在工业污水的处理中有一定优点。
• （3）池液里各个部分的需氧量比较均匀。
• 缺点:
• （1）池结构复杂，管理要求高；
• （2）池合建一体，进出水、排泥、回流系统复杂，工艺难度大。
• 延时曝气:曝气时间很长，达24h甚至更长，MLSS较高，达到3000～6000mg/L；活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，剩馀污泥少而稳定，无需消化，可直接排放。
• 优点: 适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污水处理系统多有使用。
• 缺点：1.池容大 2.爆气时间长 3.基建和运行费用高。
• 浅层曝气:气泡形成和破裂瞬间的氧传递速率是最大的。在水的浅层处用大量空气进行曝气，就可以获得较高的氧传递速率。
• 优点:
• （1）扩散器的深度以在水面以下0.6～0.8m范围为宜，可以节省动力费用，动力效率可达1.8～2.6kg（O2）/ kW·h。
• （2）可以用一般的低压离心鼓风机。
• （3）浅层曝气与一般曝气相比，空气量增大，但风压仅为一般曝气的1/4-1/6左右，约10kPa，故电耗略有下降。
• （4）浅层池适用于中小型规模的污水厂。
• 缺点:由于布气系统进行维修上的困难，没有得到推广利用。
• 深层曝气:
• 优点:
• （1）一般曝气池直径约1-6m，水深约10～20m。深井曝气法深度为50～150m。
• （2）建造投资省：尤其规模较大的废水处理工程，其运行设施和设备等建造投资的节省更为明显。
• （3）占地面积小：深井处理工段占地面积不足常规法所需面积的1/20，全流程建、构筑物占地面积约为常规法的60%，有利于缓解新建和已建污水处理厂用地紧张问题，节省用地投资。
• （4）运行费用低：因运行总耗能低、维修间隔周期长(深井投运20～30年内基本无需维修，且维修简单),故运行费用为常规法的70%左右(工业废水)或40%左右(城镇污水)。
• （5）使用寿命长：深井安全使用寿命在50年以上。
• 缺点:
• 当井壁腐蚀或受损时，污水会通过井壁渗透，污染地下水。
• 克劳斯法: 克劳斯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，克服了高碳水化合物的污泥膨胀问题，这个方法称为克劳斯法。
  • 消化池上清液中富有氨氮，可以供应大量碳水化合物代谢所需的氮。
  • 消化池上清液夹带的消化污泥相对密度较大，有改善混合液沉淀性能的功效。
• 接触稳定法:直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流处理效果好；可省去初沉池；吸附时间短，处理效率低85—90%；污泥回流量多，增加回流污泥泵的容量。
  • 混合液曝气过程中第一阶段BOD5的下降是由于吸附作用造成的，对于溶解的有机物，吸附作用不大或没有，因此，把这种方法称为接触稳定法，也叫吸附再生法。
  • 混合液的曝气完成了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳定作用。
• 氧化沟法:氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。
  • 曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作用，沟中混合液流速约为0.3～0.6m/s，使活性污泥呈悬浮状态。
• 卡罗塞尔氧化沟:渠道更深、效率更高、机械性能更好，改善和弥补了转刷式氧化沟的弱点。
• 交替工作氧化沟系统:容积相同的池子串联工作，交替作为曝气池和沉淀池，无需污泥回流系统，必须安装自动控制系统，处理水质好，污泥比较稳定。
• 奥贝尔氧化沟系统:同心圆式的多沟串联系统，用的比较广泛，运行时，外、中、内的溶解氧的剃度很大。
• 曝气－沉淀一体化氧化沟:有称合建式氧化沟，减少战地面积，免除污泥回流系统，但是有待进一步完善。
• 帕斯韦尔氧化沟系统:
• T型氧化沟系统:
• 氧化沟的特点:
• 1.氧化沟中形成富氧区和缺氧区，可以脱氮除磷；
• 2.池型较大，占地面积较大，多在室外，动力效率低，能耗高；
• 3.负荷低，处理效果好、产泥量少；
• 4.抗冲击负荷能力强，工艺流程简单，构筑物少，运行管理方便。
• 5.常不设计初沉池，也可以不单设二次沉淀池。
• 纯氧曝气:在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推动力也随著提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好，污泥的沉淀性也好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生物的性质，但使微生物充分发挥了作用。
• 纯氧曝气的缺点是：纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，运转管理较麻烦。

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