1、1.間歇式活性污泥工藝的發(fā)現(xiàn)世界上第一個間歇式運轉(zhuǎn)的工藝是英國工程師Sir Thomas Wardle于 1898 年發(fā)現(xiàn) .該工藝含有化學沉淀和曝氣兩個處理過程。分成進水期、曝氣期、沉淀期和排水期四個階段，但反應器中沒有活性污泥。十多年后 Ardern and Lockett 在曼徹斯特實驗室進行了類似的間歇式運轉(zhuǎn)試驗，試驗目的見考察在沒有化學處理情況下僅通過一級曝氣處理達到完全消化的可能性， 從而去除廢水中的有機物。 在此之前的試驗者在試驗中一旦達到完全消化后就將廢水和泥一起倒掉， 從而需很長的曝氣時間和多級曝氣才能達到完全消化而他們在試驗中先將處理后的混合液進行靜沉。然后撇去上清液，保持

2、沉淀物， 再注入新的廢水進行曝氣處理， 這樣反復進行試驗后發(fā)現(xiàn)： 隨著重復次數(shù)的增加懸浮物和污泥產(chǎn)生量也越多，廢水凈化所需時間也越短，他們對這種新的發(fā)現(xiàn)進行了較詳細地分析研究，并在1914年4月3日“化學工業(yè)國際會議 "上發(fā)表 了他們的發(fā)現(xiàn)和研究成果， 其主要成果如下。廢水通過曝氣后可形成一種稱為活性污泥的懸浮性物質(zhì)，這種活性污泥的存在可使廢水凈化處理加快， 但廢水凈化的速度與泥水混合強弱以及活性污泥多少相關(guān)；活性污泥與通常的污泥有本質(zhì)的區(qū)別，活性污泥是探褐色，沒有氣味，具有良好的絮凝性，很好的沉降性，主要有細菌和單細胞生物組成 （細菌數(shù)為 34 萬個 /cm3) , 活性污泥含氮量

3、較高；在活性污泥中沒， 有氧化的物質(zhì)可通過下次進水前的再曝氣使其減少，在溫度 1024條件下， 廢水溫度對出水 COD的去除率沒有影響。對于城市污水曝氣 69h 可得到完全消化， 但前 3h 的曝氣對 COD 去除較快，對于某種廢水所必需的曝氣時間取決于廢水濃度和所需去除率。然后，他們又將曝氣器改為陶瓷微孔板，進行小氣泡供氣試驗，發(fā)現(xiàn)使用小氣泡供氣時氧的利用率更高由于試驗中的工藝較簡單，容易在實際污水處理工程 中應用。上述試驗成果在英國 1914 年的 Salford 市污水處理中得到直接應用。 Salford 市污水處理設施是世界上第一個間歇式活性污泥設施，它由兩個83m3的間歇式反應器和預

4、處理設施組成、 運轉(zhuǎn)采用進水 45min,曝氣 3h，沉淀 2h，排水 1h，閑置 15min,并獲得了較好的處理效果， COD去除率達 90%以上。一年后美國 Milmaukee 市也建造了一座間歇式活性污泥設施。間歇式活性污泥工藝在發(fā)明以后，立即在工程上得到利用，這種間歇進水，間歇排水的充排式運轉(zhuǎn)方式 是當時主要的污水處理工藝。連續(xù)進水、間歇排水的間歇式活性污泥工藝由Hoover 和 Proges及 Pasveer于 20 世紀 50 年代發(fā)現(xiàn)和完善，他們在研究可變?nèi)莘e氧化溝工藝時采用了連續(xù) 進水方式，當氧化溝反應池中得到一定的水位時停止供氣，進行沉淀和排水，但在沉淀和排水階段仍保持進水。

5、這種連續(xù)進水、間歇排水的間歇式活性污泥法氧化溝工藝一直到20 世紀 70 年代后期仍在實向污水處理中應用。2 早期間歇式運轉(zhuǎn)中的間題間歇式活性污泥工藝自發(fā)現(xiàn)和在工程中應用后，人們很快發(fā)現(xiàn)這種工藝對泵，攪拌器和曝氣器等設備需不斷進行開停轉(zhuǎn)換， 在當時的自動化水平下運轉(zhuǎn)十分不方便。 由于當時的監(jiān)測和自動控制技術(shù)水平的限制，運行管理顯得過于繁瑣，同時，人們還發(fā)現(xiàn)：上清液從池中排出時常會夾帶污泥， 選成出水水質(zhì)的惡化； 曝氣所用的空氣擴散器很容易被沉淀丁池底的污泥堵塞。 因而，間歇式活性污泥工藝在早期實際上沒有大量推廣應用。 到 20 世紀 50 年代，隨看污水處理規(guī)模的不斷擴大，這種工藝漸漸被后來發(fā)

6、展起來的連續(xù)流活性污泥法所替代。3 間歇式活性污泥工藝的系統(tǒng)性研究和應用隨著連續(xù)流活性污泥法技術(shù)在工程中的大量應用，人們發(fā)現(xiàn)連續(xù)流活性污泥法也有許多缺點， 這種工藝必須設調(diào)節(jié)池和污泥回流。 這樣不僅增加設備和運行費用，而且在水質(zhì)變化大的情況下運轉(zhuǎn)不理想， 污泥回流的控制也不方便；二沉池不是理想的靜態(tài)，與間歇式活性污泥工藝靜沉相比， 沉淀效果受異重流等因素的影響。 連續(xù)流活性 污 泥法會發(fā)生絲狀菌污泥膨脹。 而上述缺點在間歇式活性污泥工藝污 水處押中都不會發(fā)生。在 20 世紀 70 年代，自動控制技術(shù)日趨成熟，大量具有自控系統(tǒng)的閥門、流星計，液位傳感器，定時控制設備在水 處理中得到了應用，排水裝

7、置的潷水器和防堵塞曝氣設備的開發(fā)和應用，使間歇式活性污泥上藝在早期實際工程應用上的問題得到了解 決。從而在 70 年代后期。間歇式活性污泥工藝才得到系統(tǒng)的研究和開發(fā)，并在污水處理工程中逐漸得到推廣應用。澳大利亞的Goronszy 教授從連續(xù)進水間歇運行的氧化溝工藝著手從事可變?nèi)莘e活性污泥法的研究和開發(fā)。發(fā)現(xiàn)早期的連續(xù)進水、間歇出水的運轉(zhuǎn)方式所進入的污水與池中已處理的水在沉淀和排水期會發(fā)生混合，從而影響出水效果在他的研究中， 采用在反應池中進水段用墻隔出一節(jié)的辦法來減少這種混合的發(fā)生，并將該污水處理方法稱為 ICEAS工藝。在該研究的基礎(chǔ)上，澳大利亞南威爾大學與美國 ABJ 公司合作于 1976

8、 年建成世界上第一座 ICEAS工藝污水處理廠。 1978 年 Goronszy 教授利用活性污泥基質(zhì)再生理論，根據(jù)基質(zhì)去除與污泥負荷實驗結(jié)果以及污泥活性組成和污泥呼吸速率之間的關(guān)系， 將生物選擇器原理應用于間歇式活性污泥工藝中開發(fā)出CASS工藝。于1984 年和 1989 年分別在美國和加拿大取得CASS工藝的專利。美國 Natre Dame 大學 Irvine 教授及其同事在實驗室以及在污水處理工程實際中對于間歇進水、間歇排水的活性污泥工藝進行了系統(tǒng)的研究。揭示了間歇式活性污泥工藝的科學技術(shù)基礎(chǔ)。為這種工藝的推廣應用建立了理論依據(jù)， Irvine 稱這種間歇進水，間歇排水的活性污泥工藝為

9、SBR。SBR工藝中進水，生物降解、沉淀、 排水都在一個池中按時間順序進行并不斷反復。 80 年代初美國 Indiana 州南部的Culver市成功地將原有的連續(xù)流活性污泥裝置改建為雙池的SBR 反應池，其BOD5 和ss的去除率都達到94 %左右。Goronszy 和 Irvine 等對間歇式活性污泥工藝的系統(tǒng)性研究，為間歇式活性污泥工藝奠定了理論基礎(chǔ)，并引起各國污水處理研究者的重視，各國研究者根據(jù)本地的實際情況又開發(fā)了許多間歇式活性污泥工藝。美國，日本、德國、加拿大等國迅速將間歇式處理工藝應用于工業(yè)廢水和中小城鎮(zhèn)污水處理中，美國，加拿大和日本等國并于20 世紀 80 年代后期分別及時地對間

10、歇式活性污泥工藝污水處理廠做了評價，公布了間歇式活性污泥工藝技術(shù)報告書，日本于1990 年出版了序批式活性污泥法設計指南, 美國、德國等國也已出版了間歇式活性污泥工藝法手冊，德國于1997 年還發(fā)布了相應的設計規(guī)范。為了總結(jié)和推動間歇式活性污泥工藝的應用，國際水質(zhì)協(xié)會( IAWA)于1996 在德國召開了第一次間歇式活性污泥工藝學術(shù)研討會。據(jù)文獻報道，至 1996 年僅澳大利亞就有600 多座問歇式活性污泥法污水處理廠，美國僅 AQUA AEROBIC SYSTEMS一家公司就已設計了350 多座SBR污水處理廠。我國對間歇式活性污泥工藝的研究與應用始于20 世紀 80 年代中期，上海市政工程

11、設計院于20 世紀 80 年代中期，設計了我國第一座生產(chǎn)性間歇式活性污泥工藝系統(tǒng)（上海市吳凇肉聯(lián)廠 SBR 法污水處理站）。清華大學、同濟大學、北京市市政工程設計研究總院等研究設汁單位以及許多環(huán)境工程公司都對間歇式活性污泥工藝進行過專項研究，并開發(fā)了許多改進的工藝系統(tǒng)。 20 世紀 90 年代初開始，我國陸續(xù)在城市生活污水，更多資料可登錄易凈水網(wǎng)（）查看。水產(chǎn)品加工、 屠宰廢水、肉類加工、制藥廢水和化工廢水等污水治理工程中使用了間歇式活性污泥工藝， 目前間歇式活性污泥工藝已成為我國城市生活污水和工藝廢水處理中常用的處理工藝之一。4.各種間歇式活性污泥工藝的比較和分析最近二十多年對間歇式活性污泥

12、工藝的系統(tǒng)件研究和在污水處理工程中的大量應用， 促進了間歇式活性污泥工藝的發(fā)展。然而， 污水處理工程中所采用工藝的適宜性總是與進出水水質(zhì)特性、 去除效果的要求等因素相關(guān)， 因此，世界各國在工程實踐中根據(jù)不同的水質(zhì)條件和去除要求發(fā)展了多種間歇式活性污泥工藝， 這些工藝也在實際工程中得到應用，表 1 僅列出目前文獻資料中和工程實際中常見的幾種間歇式活性污泥工藝。除此而外， 針對某一特定的廢水處理，采用不同工藝組合發(fā)展了一些新的處理方法，如兩段 SBR法，膜法 SBR 工藝等 ，這此工藝都帶有間歇式活性污泥工藝的特點。表 1 常用的間歇式活性污泥工藝中英對照表SBR 工藝是國內(nèi)外研究最多和工桯應用最

13、廣的間歇式活性污泥法，我國 SBR污水處理廠也較多。 該方法按運行次序?qū)⒁粋€周期分為進 水期、反應期、沉淀期、排水期和閑置期 5 個階段，并進行不斷的周期反復對污水進行處理。 該工藝進水和排水都是間歇式， 一個周期中各個階段的運行時間、 反應池中混合液的濃度以及運行狀況等都可根據(jù)進出水水質(zhì)與運行功能要求等靈活掌握， 只要有效地控制與變換各階段的操作時間， 更多資料可登錄易凈水網(wǎng) （）查看就可以獲得不同的污水處理效果。 表 1 中的其他工藝都是在此工藝基礎(chǔ)上發(fā)展開發(fā)的。ICEAS、CASS和 IDEA三種工藝都是采用連續(xù)進水、間歇排水的方式運轉(zhuǎn)，都設有一個生物選擇器或預反應器，循環(huán)運轉(zhuǎn)方式都為：

14、充水/ 曝氣 -充水 / 沉淀 -沖水 / 排水 -充水 / 閑置。但它們也有些不同點，ICEAS工藝中僅設置了一個預反應器，沒有污泥回流到生物預反應器中。CASS和 IDEA工藝設置了生物選擇器，并設有污泥回流系統(tǒng)將反應池中污泥回流到生物選擇器。 IDEA工藝生物選擇器是單設的池子，而 CASS和 ICEAS藝是在反應池前端用隔墻隔開一部分來作為生物選擇器或預反應器。 ICEAS工藝的預反應區(qū)設有曝氣設備，而 CASS和IDEA工藝在生物選擇器中不需要設曝氣設備。 ICEAS在國內(nèi)應用較早，1991 年上海市中藥制藥三廠污水處理中在我國第一次使用ICEAS工藝。昆明市第二污水處理廠采用ICE

15、AS工藝技術(shù)。該廠設計能力為：旱季平均 15 萬 m3/d , 旱季高峰 20 萬 m3/d ; 雨季高峰 30 萬 m3/d 。北京航天城污水處理工程是我國使用CASS處理市政污水較早的工程之一， CASS工藝近幾年來已在我國得到廣泛的應用，國外大型的CASS工藝污水處理廠實例較多。IDEA 工藝行國內(nèi)還沒有得到廣泛推廣。DAT-IAT、IBCASP和 BioCoS工藝都至少有兩個池子串聯(lián)使用,這些工藝都是在總結(jié)SBR, ICEAS、CASS、IDEA和連續(xù)流活性污泥法工藝的優(yōu)點基礎(chǔ)上，不斷完善發(fā)展起來的新的處理方法。它們的運轉(zhuǎn)方式和反應機理都保留了間歇式的優(yōu)點，但池子的利用效率比SBR 工

16、藝要高。 DAT- IAT工藝采用連續(xù)進水、間歇出水的方式運轉(zhuǎn)，原污水連續(xù)進入 DAT池，在 DAT池連續(xù)曝氣初步生物處理后，經(jīng)兩池之間雙層配水裝置連續(xù)不斷的進入IAT池，按工藝要求，在 IAT 池中完成曝氣或攪拌、沉淀和排水，還可以根據(jù)需要設置閑置過程，上述IAT 運轉(zhuǎn)過程與 SBR 工藝類似。但 IAT池中一部分活性污泥要回流到DAT池，作為 DAT池下個周期的基質(zhì)。IBCASP工藝結(jié)合 SBR 法和連續(xù)流活性污泥法各自優(yōu)點，保留了SBR工藝的間歇運轉(zhuǎn)方式和連續(xù)流活性污泥法的排水優(yōu)點。 從而成功地實現(xiàn)在間歇式活性污泥工藝運轉(zhuǎn)中無需采用特殊的排水設備， 該工藝是由兩個矩形池組成， 兩個池子之

17、間水力相連通， 每個池子都有供氧設備，進水和出水系統(tǒng)。 原水通過閥門控制分別在不同的周期內(nèi)進入不同的反應器，在一個周期內(nèi)，進水直接進入反應器，在反應器曝氣并完成生物降解； 另一個反應池（反應器 ) 則在非曝氣階段，主要完成泥水分離和排水。在下一個周期中進水直接進入反應器 , 在反應器曝氣并完成生物降解，反應器則在非曝氣階段完成泥水分離和排水。 更多資料可登錄易凈水網(wǎng) （）查看上述過程不斷重復循環(huán)從而完成污水處理的任務這 種運轉(zhuǎn)方式對于每個周期來說水力流動類似于有曝氣池和沉淀池組成的連續(xù)流活性污泥法。因而排水時不需要特殊的排水設備。IBCASP工藝一般用于小規(guī)模污水處理上程中，目前在國內(nèi)工業(yè)廢水

18、處理工程已成功地完成了近 20 多個工業(yè)廢水處理工程，涉及到油廠，食品加工，紡織，皮革等工業(yè)廢水的冶理。BioCoS工藝自 1998 年以來在德國和奧地利得到了廣泛的應用， 該工藝主要有一個好氧池和一個或兩個沉淀循環(huán)池組成。當采用一個好氧池和一個沉淀循環(huán)池組成處理系統(tǒng)時， 運轉(zhuǎn)采用間歇進水、 間歇排水方式，但在實際工程中很少使用。 實際工程中一般采用一個好氧池和兩個沉淀循環(huán)池組成的污水處理系統(tǒng)， 運轉(zhuǎn)采用連續(xù)進水、 連續(xù)排水方式。通常一個運轉(zhuǎn)周期內(nèi)可分成 3 個階段。在第 1 階段，原污水連續(xù)進入好氧池， 好氧池停止曝氣， 沉淀循環(huán)池和好氧池之間的上部和下部的連接管道打開，沉淀循環(huán)池和好氧池之間的連接管道關(guān)閉，沉淀循環(huán)池中的污泥通過上部連接管道向好氧池中回流，同時進水通過下部連 接管道進入沉淀循環(huán)池 ; 沉淀循環(huán)池在排水狀態(tài)。在第 2 階段，原污水仍連續(xù)進入好氧池，沉淀循環(huán)池和好氧池之間的上部連接管道關(guān)閉， 下部連接管道打開， 沉淀循環(huán)池和好氧池之間的連接管道仍關(guān)閉， 好氧池曝氣， 沉淀循環(huán)池在沉淀階段，更多資料可登錄易凈水網(wǎng) （）查看沉淀循環(huán)池仍在排水狀態(tài)第 3 階段是重復上述兩個過程。 但沉淀循環(huán)池和的作用調(diào)換， 既沉淀循環(huán)池在排