AB工艺原理的系统分析_沈耀良

第17卷第6期1996年12月环境科学ENVIRONMENTALSCIENCEVol.17,L她c.No.61996AB工艺原理的系统分析’沈耀良李勇(苏州城建环保学院环保系,苏州215008)摘要根据AB工艺的流程及主要特征,系统地分析了该工艺的开放系统原理、反应动力学原理和生物相分隔原理.根据开放系统原理考虑了城市污水输送管道系统中占A段曝气池徽生物量15%一20%徽生物的作用;根据反应动力学原理采用了2个反应器,从而使反应器所需总容积节省38%以上;根据不同微生物的生长特点及其对环境的要求,进行了生物相的分隔,从而使处理效果更为有效和稳定.实践表明,AB工艺可比传统活性污泥法节省工程投资15%一25%,节省占地10%一巧写,节省运转费用15%一25肠.关.们度水处理,AB工艺,原理分析.AB工艺作为一种高效而稳定的新型废水二段生物处理工艺,自80年代初开始在实际工程中得到应用以来,受到国内外研究者和技术人员的普遍重视,并已成为近10年来在废水处理领域中发展较快的城市污水处理工艺.许多国家都相继开展了有关的研究并将其应用于对老厂的工艺改造和新厂的建设.其中建于南斯拉夫的最大AB法污水处理厂处理规模为160万人口当量(按1人口当tBOD56og/d计).近几年来,国内对AB工艺的研究日趋广泛,应用实例也不断增多,并通过引进国外技术或外资建设了数座一定规模的AB法城市污水处理厂l[,幻.研究和实际应用表明,AB工艺在处理效率、污染物去除种类、运行稳定性、工程投资及运转费用等方面均比传统活性污泥法具有一定的优越性,是一种很有前途的废水生物处理技术.1AB工艺流程AB法是二段活性污泥法的一种改进形式,其工艺流程如图1所示.在AB工艺中,整个系统分成负荷截然不同的A段和B段.A段在相当高的负荷下运行,B段负荷较低.A段和B段采用单独回流的方式,在A段和B段曝气池中形成2种特性不同的微生物群落.A段对进水水质水量、pH及毒物等具有很强的适应性,能为其后面的B段创造一个良好的进水条件;B段则属于低负荷活性污泥法,可以以多种不同的方式运行,其曝气池中生长的微生物除菌胶团细菌外,还有相当数量的高级真核类微生物(如原生动物和后生动物等).运行过程中,A段可以以好氧或缺氧的方式进行,并可根据需要确定A段的BODS去除率以利于B段的有效运行.因而,AB工艺还具有运转控制灵活的特点.进水格姗2A.工艺原理的系统分析图1AB法的工艺流程污水的收集、输送系统和污水处理系统是城市污水AB工艺的3大明显特征是:①不设初次沉淀池;②A段和B段的污泥回流系统单独分开,互不相混,③A段和B段分别在负荷相差极为悬殊的情况下运行.这些特征建立在以下的理论基础之上.2.1开放系统原理系统的2个子系统(如图2所示).城市污水一般包括生活污水和工业废水2部分.水质分析表明,城市污水中.江苏省教委和苏州城建环保学院科研资助课题收稿日期:1996一02一14DOI:10.13227/j.hjkx.1996.06.025环境科学17卷含有许多的具有生命力的微生物,这些微生物来自人和动物的排泄物和一些发酵工业排出的废液.人体连续排泄的粪便细菌中约有5%一15%能在好氧或兼氧条件下存活并增殖,不幽沁秀导出活性很强的微生物群落.一般污水排放点到污水处理厂的连接管道(或沟渠)长达几km至几10km,这实际上是一个中间反应器,在此中间反应器中即进行着有机物的分解及微生物的适应、选择和生长繁殖过程.泰安污水处理厂试验中观察到的现象表明a[],污水中存在大量已适应原污水的微生物,这些微生物具有自发絮凝性.当它们进入A段曝气池后,在A段原有菌胶团的诱导促进下很快絮凝在一起,絮凝物的结构与菌胶团类似,絮凝的同时絮凝物与原有的菌胶团结合在一起而成为A段中污泥的组成部分,这些菌胶团具有较强的吸附能力和良好的沉降性能.在传统的活性污泥法中,由于设置了初次沉淀池,使得这部分活性很强的微生物还未能在污水处理系统中发挥作用就被去除了.在AB工艺中不设初沉池,如果A级中的微生物量以10%计,经测定表明,恒定地由污水管道(或沟渠)系统进入A段的微生物量可达到全部微生物量的15%以上闭.由此可知,AB法污水处理工艺实际上是一个由城市污水收集、管道系统和污水处理系统组成的一个开放性系统.这是AB工艺中不设初次沉淀池的基本出发点.居民区工业区污水收集枯送城市污水处理子系统(I)子系统(一)图2城市污水系统的组成受纳水体2.2反应动力学原理传统的完全混合式活性污泥法处理工艺中,曝气池内的基质浓度、溶解氧含量及生物反应速率等均为定值.其物料恒算关系可表示为如式(l)所示的形式.假定反应器内的基质的降解符合一级动力学反应,且反应过程处于稳定状态(d`/dt一。),则上式可表示为式(2)的形式:Vd(S/dt)一QS。一QS