推流式曝气池.docx
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推流式曝气池
推流曝气池
推流曝气池是水流流动形式为推流式的曝气池。
一般在长方形水池内水流推流前进，进入池内的全部颗粒在池内停留时间相同，由于部分活性污泥从二次沉淀池回流入池，有些颗粒可能多次通过水池。
真正有回流的推流系统污水处理效果较好，但由于水流过程中纵向扩散现象存在，但难得到真正的推流状态。
缺点耐冲负荷较差。
活性污泥生物处理过程中的传统活性污泥法、阶段曝气法、生物吸附法等方法中均为推流式曝气池
曝气强度应该是单位面积的曝气量，在泥法中，决定了混合效果；
在膜法中，决定了对生物膜的剪切力。
曝气强度常用于曝气用来作搅拌时计算用,你在网上搜索可以看到大量控制曝气强度来调整工艺运行的文章，如：
曝气强度对膜污染的影响Effectofaerationintensityonmembranefouling
混合液浓度的高低及其粒度分布特性是影响膜生物反应器膜污染的重要因素.在一定污泥浓度下,主要考察了曝气强度对污泥絮体粒度分布的影响,以及不同粒度下的膜污染特性.试验结果表明,曝气强度提高,可以起到减缓污泥颗粒在膜表面的沉积作用,但高的错流流速产生的剪切效应使得污泥颗粒变得琐碎,导致细小胶体粒子和溶解性部分增多,增加了膜孔吸附和堵塞的机会,加剧了膜污染的进程.膜污染速率在曝气强度提高初期阶段迅速降低,接着又随曝气强度增加而缓慢升高,在污泥质量浓度为8g/L的试验条件下,对应的最适曝气强度为84m3/（m2·h）.
一体式MBR控制膜污染的最佳曝气强度及影响因素OPTIMUMAERATIONSTRENGTHANDITSINFLUENCINGFACTORSFORMEMBRANEFOULINGCONTROLINANINTEGRATEDMEMBRANEBIOREACTOR[水处理技术TechnologyofWaterTreatment]杨小丽,王世和,卢宁,YangXiao-li,WangShi-he,LuNing
曝气量的计算如下，一般有3种方法：
1.有资料上采用公式：
O2=aQSr+bVXaO2曝气池需氧量，Q设计进水量，a氧化每千克BOD所需氧量的kg数，可取0.7~1.2，b污泥自身氧化率，Sr进出水BOD差mg/LXa曝气池污泥浓度mg/LV曝气池容积
2.根据化学需氧量COD，要消耗的氧量，1gCOD需要1gO2
3.经验数据——汽水比10~25：
1
最简单的是第三种，最复杂是第一种了.一般都是用第一种方法,还要+硝化的好氧量!
第二种不怎么用.
第三种估算准确度太差.
网上还有一些曝气量计算的软件下载，也是第一种方法软件。
所以，曝气量直接计算可以得到，曝气强度需要根据经验摸索或者根据前人经验调整使用即可。
曝气强度一般根据实验得到，给出如下文章摘要你看看：
污泥浓度与曝气强度对MBR运行的综合影响
高污泥浓度可以在减少剩余污泥产量的同时提高系统的容积负荷,但经济曝气强度随污泥浓度的增加呈指数递增,从而使能耗大大增加。
为解决这一矛盾,进行了一体式A/O法膜生物反应器处理城市污水的试验,结果表明:
过高或过低的污泥浓度和曝气强度都会影响膜生物反应器对COD、NH3-N、TN等污染物的去除效果,并且会加剧膜污染。
膜生物反应器存在临界污泥浓度和经济曝气强度,在试验条件下分别为4.73g/L和451L/（m2.h）。
曝气强度对地下水生物除铁除锰影响的研究
为了研究曝气在生物除铁除锰中的作用,确定合理的曝气方式和曝气强度。
采用曝气+一级过滤工艺进行现场试验,三座试验滤柱曝气强度分别为高强度曝气、低强度曝气和不曝气三种,对三座滤柱的出水铁、锰含量及生物相进行了对比研究,并从水中DO、碳源、Fe2+、Fe3+絮凝物的影响等方面进行了机理分析。
结果表明:
原水Fe2+、Mn2+含量不超过5~6mg·L-1和1·8~3·2mg·L-1时,采用低强度曝气（DO=7mg·L-1左右）,处理效果较好,出水铁、锰的合格率分别可达100%和83%。
一体式MBR控制膜污染的最佳曝气强度及影响因素
强化曝气可有效控制膜污染,但会导致系统能耗增加,且曝气强度过大还会对膜污染控制产生负面影响;系统存在一个经济曝气强度-可在保证处理效果、控制膜污染的同时最大限度地降低能耗。
反应器结构、膜组件型式、曝气方式、污泥浓度、抽停时间、操作压力等运行条件都会影响经济曝气强度。
本试验条件下,最佳组合操作条件为:
经济曝气强度500～550L/m·2h、污泥浓度6g/L、抽吸时间12min、停抽时间3min、操作压力40kPa。
曝气强度对膜生物反应器膜污染形成特性影响的研究
曝气是控制膜生物反应器膜污染的重要手段,而曝气强度大小的确定是有效控制膜污染的关键因素。
本文通过实验考察了浸没式中空纤维膜生物反应器在5种不同的曝气强度下[40,60,80,100,120m3／（m2·h）]处理人工合成有机废水过程中膜污染的发展变化情况,并对膜污染的形成特性进行了分析。
结果表明:
曝气强度为80m3（m2·h）时,膜过滤压差及压差变化率dp／dt最低,膜污染阻力中沉积层所占的比例较大,随着曝气强度的增加,压差下降不明显,甚至出现回升,阻力构成开始发生变化,达到120m3／（m2·h）时,膜孔堵塞和凝胶层所占阻力比例明显增加,污染加重。
实验确定80m3／（m2·h）为最佳曝气强度。
污泥膨胀
百科名片
污泥膨胀（sludgebulking）指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。
基本上目前各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。
污泥膨胀不但发生率高，发生普遍，而且一旦发生难以控制，通常都需要很长的时间来调整。
目录[隐藏]
基本概述
主要特征
常见类别
1.非丝状菌膨胀
2.丝状菌膨胀
影响因素
1.污泥负荷对污泥膨胀的影响
2.溶解氧浓度对污泥膨胀的影响
3.其它方面对污泥膨胀的影响
解决办法
1.应急措施
2.改善生化环境
3.污水性质的控制
控制方法
1.絮凝法
2.营养盐调整法
3.其他控制方法
工艺
基本概述
主要特征
常见类别
1.非丝状菌膨胀
2.丝状菌膨胀
影响因素
1.污泥负荷对污泥膨胀的影响
2.溶解氧浓度对污泥膨胀的影响
3.其它方面对污泥膨胀的影响
解决办法
1.应急措施
2.改善生化环境
3.污水性质的控制
控制方法
1.絮凝法
2.营养盐调整法
3.其他控制方法
工艺
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基本概述
污泥膨胀（sludgebulking）指污泥结构极度松散，体积增大、上浮
污泥膨胀
，难于沉降分离影响出水水质的现象。
基本上各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀，而且一旦发生难以控制，通常都需要很长的时间来调整。
污泥膨胀的发生率是相当高的，在欧洲近百分之五十的城市污水厂每年都会有不同程度的污泥膨胀发生，在中国的发生率也非常高。
针对污泥膨胀，各方面的理论很多，但并不完全一致，甚至有很多相互矛盾，这给水处理工作者造成很大的麻烦。
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主要特征
污泥结构松散，质量变轻，沉淀压缩性能差；SV值增大，有时达到百分之九十，SVI达到300以上；大量污泥流失，出水浑浊；二次沉淀难以固液分离，回流污泥浓度低，有时还伴随大量的泡沫的产生，无法维持生化处理的正常工作。
污泥膨胀是生化处理系统较为严重的异常现象之一，它直接影响出水水质，并危害整个生化系统的运作。
污泥膨胀的发生率是相当高的，在欧洲近50%的城市污水厂每年都会有不同程度的污泥膨胀发生，在中国的发生率也非常高。
基本上目前各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。
污泥膨胀不但发生率高，发生普遍，而且一旦发生难以控制，通常都需要很长的时间来调整。
针对污泥膨胀，各方面的理论很多，但并不完全一致，甚至有很多相互矛盾，这给水处理工作者造成很大的麻烦。
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常见类别
非丝状菌膨胀
非丝状菌膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高
污泥膨胀
的时候，此时细菌吸附了大量有机物，来不及代谢，在胞外积贮大量高粘性的多糖物质，使得表面附着物大量增加，很难沉淀压缩。
而当氮严重缺乏时，也有可产生膨胀现象。
因为若缺氮，微生物便于工作不能充分利用碳源合成细胞物质，过量的碳源将被转弯为多糖类胞外贮存物，这种贮存物是高度亲水型化合物，易形成结合水，从而影响污泥的沉降性能，产生高粘性的污泥膨胀。
非丝状菌污泥膨胀发生时其生化处理效能仍较高，出水也还比较清澈，污泥镜检也看不到丝状菌。
非丝状菌膨胀发生情况较少，且危害并不十分严重。
丝状菌膨胀
污泥膨胀
丝状菌膨胀在日常实际工作中较为常见，成因也十分复杂。
影响丝状菌污泥膨胀的因素有很多，首先应该认识到的是活性污泥是一个混合培养系统，其中至少存在着30种可能引起污泥膨胀的丝状菌。
而丝状菌在与活性胶团系统共生的关系中是不可缺少的一类重要微生物。
它的存在对净化污水起着很好的作用。
它对保持污泥的絮体结构，保持生化处理的净化效率，及在沉淀中起着对悬浮物的过滤作用等都有很重要的意义。
事实也证明在丝状菌与菌胶团细菌平衡时是不会产生污泥膨胀，只有当丝状菌生长超过菌胶团细菌时，才会出现污泥膨胀现象。
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影响因素
污泥负荷对污泥膨胀的影响
一般认为活性污泥中的微生物的增长都是符合Monod方程的：
式中μ----微生物比增长速率，d-1；μ=1/X*dX/dtX----生物体浓度，mg/L；
S----生长限制性基质浓度（残留与溶液中的基质浓度），mg/L；
Ks-----饱和常数（半速度常数），其值为μ=μmax/2时的基质浓度，mg/L；
μmax-----在饱和浓度中微生物的最大比增长速率，d
大多数的丝状菌的KS和μmax值比菌胶团的低，所以，按照以上Monond方程，具有低KS和μmax值的丝状菌在低基质浓度条件下具有高的增长速率，而具有较高KS和
污泥膨胀
μmax值的菌胶团在高基质浓度条件下才占优势。
同样认为低负荷对于丝状菌生长有利的理论还有表面积/容积比（A/V）假说。
这里的表面积和容积，是指活性污泥中微生物的表面积与体积。
该假说认为伸展于絮凝体之外的丝状菌的比表面积（A/V）要大大超过菌胶团细菌的比表面积。
当微生物处于受基质限制和控制的状态时，比表面积大的丝状菌在取得底物方面要比菌胶团有利，结果在曝气池内丝状菌就变成了优势菌。
低负荷易导致污泥膨胀这一观点无论是在实际运行中还是在理论上都有了较为成熟的解释。
但在中国，通常生化反应的负荷设计都是较高的，的大量污泥膨胀却是在高负荷条件下发生的。
事实上，在高负荷条件下的污泥膨胀往往是由于供氧不足、曝气池内DO浓度降低引起的。
溶解氧浓度对污泥膨胀的影响
微生物对有机物的降解过程实质上就是对氧的利用过程。
溶解氧在活性污泥法的运行中是一个重要的控制参数，曝气池中DO浓度的高低直接影响着有机物的去除效率和活性污泥的生长。
低DO浓度一直被认为是引起丝状菌污泥膨胀的主要因素之一。
丝状菌由于具有较大的比表面积和较低的氧饱和常数，在低DO浓度下比絮状菌增殖得快，从而导致丝状菌污泥膨胀。
根据各方面的研究反应，DO对于污泥膨胀影响的的临界值并不确定。
DO浓度的要求是与污泥负荷息息相关的，负荷越高，则对应的临界值就越大。
这一值的确定与工艺选择、池型及进水类型都有着密切关系，必须根据实际情况结合实验才可以得出。
其它方面对污泥膨胀的影响
（1）污水种类
污水种类对污泥膨胀有着明显的影响。
通常来说，那些含有易生物降解和溶解的有机成份，特别是低分子量的烃类、糖类和有机酸类等类型基质的污水易引起污泥膨胀，例如酿酒、乳品、石化和造纸废水等。
污泥膨胀
（2）营养成分的不均衡
当污水中N、P不足时，易引起污泥膨胀的发生。
N、P的合适比例为BOD5：
N：
P=100：
5：
1。
很多研究表明许多丝状菌对营养物质N、P有着较强的亲和力，这可能就是缺乏营养物质导致污泥膨胀的原因。
（3）pH值与温度
一般认为pH偏低易引起丝状菌的大量繁殖。
而温度的对丝状菌的影响也是很普遍的。
例如，冬天Microthixparvicella在丝状菌群中占优势，而温暖季节时Nocardiaform，0041型或Nostocoidalimnicda较易大量繁殖。
另外污水在进水处理系统前的早期厌氧消化产生的有机酸和硫化氢也可能导致污泥膨胀的发生。
硫磺菌的的贝氏硫菌、硫丝菌等能从硫化氢氧化中获取能量。
而这么细菌以非常长的丝状性增殖，有时能长达1厘米，从而导致污泥膨胀的发生。
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解决办法
应急措施
临时应急主要方法是投加药物增强污泥沉降性能或是直接杀死丝状菌。
投加铁盐铝盐等混凝剂可以直接提高污泥的压密性保证沉淀出水。
另外，投加一些化学药剂，如氯气，加在回流污泥中也可以达到消除污泥膨胀现象。
投加过氧化氢和臭氧也可以起到破坏丝状菌的效果。
采用这种方法一般能较快降低SVI值，但这些方法并没有从根本上控制丝状菌的繁殖，一旦停止加药，污泥膨胀现象可以又会卷土重来。
而且投药有可能破坏生化系统的微生物生长环境，导致处理效果降低，所以，这种办法只能做为临时应急时用。
改善生化环境
污水厂发生污泥膨胀的时候，一般无法从工艺流程、池型和曝气方式的改变来解决，只能在正在运行的流程基础上通过改变生化池内的微生物生长环境来抑制或消除丝状菌的过度繁殖。
在不同的工艺和水质的情况下，很难有一个放之四海而皆准的解决方案。
但生化工艺常遇见的几种应该注意的问题必须加以注意。
污水性质的控制
首先应该检查和调整pH值，当pH值低于5以下时，不仅对污泥膨胀会有利，而且对正常的生化反应也会有一定的危害，所以当pH值偏低时应及时调整。
另外在北方寒冷地区一定应注意冬季时的水温，若水温偏低应加热，因为低温也会导致污泥膨胀的发生。
采用鼓风曝气能有效的在冬季较高的水温。
当污水中营养成份不足或失衡时，应补充投加。
N、P含量应控制在BOD：
N：
P=100：
5：
1左右。
若污水处理生化系统前已有消化现象的发生，产生的低分子有机酸将有利于丝状菌的生长，这时可以对废水在调节池内预曝气来加以改善。
一般采用空气扩散器向3-5米有效水深的调节池曝气，供气量可以控制在0.5-1.0m3/废水米3·小时。
它能使调节池的废水保持新鲜，并有效防止由于厌氧所会带来的臭气。
保持池内足够的溶解氧对于高负荷的生化系统特别重要，3）一般至少应控制DO>2毫克/L。
沉淀池内的污泥应及时排出或回流。
防止其发生厌氧现象。
若发生厌氧现象，产生的各种气体吸附在污泥上，也会使污泥上浮，沉降性能变差。
而且发生厌氧的污泥回流也会引发丝状菌的大量繁殖。
这种情况时除排泥和清除沉淀池内的死角，并缩短污泥在池内的停留时间外。
还应提高曝气池DO值。
使出入沉淀池的水保持较的溶解氧。
或者在污泥回流进入生化池前曝气再生。
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控制方法
絮凝法
膨胀活性污泥的密度一般比水小，作为应急处理措施，可
污泥膨胀
考虑投加混凝剂，以改善其沉降性能。
初步选择了常用的高分子混凝剂——阳离子型聚丙烯酰胺和无机混凝剂——硫酸亚铁进行对比试验。
在处理水量为50L/h的小试装置中投加阳离子型聚丙烯酰胺，使其浓度分别达到10、20、30、40、50和60mg/L，污泥的SV值变化。
聚丙烯酰胺的投加对于污泥的沉降性能的改善有一定的效果，且存在一个最佳投加量，但是，效果不是很理想。
该中水回用系统采用新型淹没式复合膜生物反应器，曝气量大、水力搅拌强烈，聚集起来的絮体颗粒容易遭到破坏，从而导致混凝效果不理想；当投加量高于最佳投加量时，絮凝体除中和胶体的负电荷以外，过多的正电荷又使胶体离子带上正电荷而重新稳定。
处理水量为50L/h的小试装置中投加硫酸亚铁溶液，使其质量浓度在10至180mg/L之间变化，污泥的SV值变化；投药前后菌胶团状态。
投加硫酸亚铁溶液后污泥沉降性能得到明显改善，SV值下降了约百分之十五。
但是超过60mg/L后污泥沉降性能没有进一步的改善，所以确定实际运行时硫酸亚铁的投加量为60mg/L。
在投加硫酸亚铁（60mg/L）前后，测量混合液PH值从7.63降至7.07，对污泥活性的负面影响很小。
阳离子型聚丙烯酰胺的投加效果受水力条件等因素的限制不是十分理想，同时其单体有毒性、难降解，存在二次污染问题，经济效益较投加硫酸亚铁差。
硫酸亚铁价格便宜、使用简单，对膜及污泥没有负面影响，其对污泥密度的影响是有效的，但其不能从根本上解决营养比例失调的问题，所以只能作为应急控制措施。
营养盐调整法
在污泥膨胀问题的研究中，对污泥膨胀的恢复与控制是一个十分重要的环节。
在该中水回用工程的运行过程中发现，投加硫酸亚铁后，沉降性能一度改善的活性污泥在原有有机负荷条件下如停止投加，继续进行处理，则活性污泥的沉降性能就会逐渐恶化，三日后恢复到投加前的状态。
所以需要寻找一种在活性污泥膨胀后行之有效的恢复控制方法。
其他控制方法
在污泥粘性膨胀最严重的情况下（用容器装一些污泥，无论用什么方法污泥始终粘附在容器的表面），可考虑适当排掉一些膨胀的污泥，再重新取一些新泥，以减少多糖类物质对污泥的覆盖；同时增加水力停留时间，使没有被完全氧化的有机物有足够的时间被消耗掉。
由于原水中洗涤剂含量很高，加之曝气强度较大，经常出现白色、粘稠的泡沫，并且越积越多，当污泥发生膨胀时，危害较大。
除投加消泡剂以外，采取水力消泡的方法。
在反应池上方安装喷头，用MBR反应器的出水对反应池上部进行喷淋，以控制膨胀污泥和泡沫对反应器的危害，会取得较好效果。
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工艺
国内对活性污泥工艺的设计通常采用中等负荷（0.3KgBOD5/（kgMLSS·d）），而在实际中人们从经济角度考虑总是采用较高的负荷，所以高负荷下的污泥膨胀在中国具体较为广泛的意义。
在高负荷情况下，最常见的是DO不足，所以先采取提高气水比，强化曝气，在推流式曝气池内首端采用射流曝气等方式，观察一段时间，找出问题的所在。
如果在以上措施采取后一段时间情况仍无好转，则可考虑在曝气池头部加设软填料。
这一部份对于有机酸去除率很高，从而去除丝状菌的生长促进因素，帮助絮状菌生长。
这个方法比较有效，但造价较高，且对以后的维修管理造成不便。
或者在曝气池前设置一个水力停留时间约为15min的选择器，一般能很有效的抑制丝状菌的生长。
对于间歇式进水的SBR工艺来说，反应器本身是完全混合式的，而且在时间上其污染物的基质就存在浓度梯度，所以无需再另设选择器。
通常间歇式SBR工艺产生污泥膨胀的原因是，污泥浓度过高，而进水有机物浓度偏低或水量偏小而导致污泥负荷偏低。
对于这种情况，降低排出比，提高基质初始浓度，并对SBR强制排泥，一般就能够对污泥膨胀现象进行有效的控制。
而对于连续进水的SBR如ICEAS和CASS等工艺如果发生污泥膨胀的话，就有必要在进水端设置一个预反应区或生物反应器了。
低负荷活性污泥工艺
低负荷活性污泥工艺曝气池内基质浓度较低，丝状菌容易获得较高的增长效率，所以是最容易产生污泥膨胀。
除了在水质和曝气上想办法外，最根本和有效的是将曝气池分成多格且以推流方式运行，或增设一个分格设置的小型预曝气池作为生物选择器，在这个选择器内采用高污泥负荷，吸附部分有机物并消除有机酸。
这个办法不但有助于抑制污泥膨胀，并能有效的改善生化处理效果。
在曝气池内增加填料的方法也同样在低负荷完全混合工艺中适用。
对于A/O和A2/O工艺可通过在在好氧段前设置缺氧段和厌氧段以及污泥回流系统，使混合菌群交替处于缺氧和好氧状态，并使有机物浓度发生周期性变化，这既控制了污泥膨胀又改善了污泥的沉降性能。
而交替工作式氧化沟和UNITANK工艺等连续进水的系统因为其本身在时间和空间上就有了实际上的“选择器”，所以对污泥膨胀有着效强的控制能力。
如果这两种工艺发生污泥膨胀，则可通过调整曝气控制溶氧量和控制回流污泥量来调节池内的污泥负荷及DO，通过一段时间的改善，一般能够控制住污泥膨胀现象。
污泥膨胀由于丝状菌的种类繁多，且生长适宜的环境也不尽相同。
在不同工艺不同水质的情况下，微生物的生长环境非常微妙，这就要求发生污泥膨胀时，需要水处理工作者根据实际情况作大量切实的实验和分析，大胆实践，才能解决污泥膨胀问题。
丝状菌是生长处理微生物中不可缺少的一部份。
污泥膨胀现象在于丝状菌的过度生长，消除污泥膨胀的根本在于使丝状菌与活性污泥菌胶团平衡生长；完全混合式较推流式更产生污泥膨胀，低污泥负荷较高污泥负荷易易产生污泥膨胀；进水水质在水温、pH、营养成份及是否有处理前的消化反应等方面是处理污泥膨胀应该首先考察的问题；高负荷下的污泥膨胀一般在于溶氧不足；低负荷下的污泥膨胀采用生物选择器是行之有效的办法。
由于丝状菌的多样性，关于污泥膨胀的理论解释和实际报道仍有很多不尽一致，大胆实践不断总结并和同行广泛交流，才能更快找到行之有效地解决方法。
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