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4 污水的生物处理

4 污水的生物处理. 污水的生物处理分为： 好氧处理 厌氧处理 兼氧处理 缺氧处理. 污水可生化性. 生化处理的前提是污水适合使用生化处理。污水 的可生化性就是研究污水用生物处理的可能性。 研究方法： 1 、按照水质指标 数值越大，越有利于生化。 2 、按照耗氧速率 如果废水适合使用生化处理，则随着处理的进行，微生物的耗氧速度会越来越快；如果耗氧速度越来越慢，则水中含有不适合微生物生存的物质；如果耗氧速度不变，则水中的有机质无法被微生物分解。. 环境对微生物的影响. 温度

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4 污水的生物处理

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Presentation Transcript

  1. 4 污水的生物处理 污水的生物处理分为： • 好氧处理 • 厌氧处理 • 兼氧处理 • 缺氧处理

  2. 污水可生化性 生化处理的前提是污水适合使用生化处理。污水 的可生化性就是研究污水用生物处理的可能性。 研究方法： 1、按照水质指标 数值越大，越有利于生化。 2、按照耗氧速率 如果废水适合使用生化处理，则随着处理的进行，微生物的耗氧速度会越来越快；如果耗氧速度越来越慢，则水中含有不适合微生物生存的物质；如果耗氧速度不变，则水中的有机质无法被微生物分解。

  3. 环境对微生物的影响 • 温度 在一定温度范围内，温度提高10倍，繁殖速度可以提高1倍。 厌氧处理：30～55℃ ，属中高温处理； 好氧处理：15～25 ℃，属中低温处理。 • 溶解氧DO 好氧细菌只在有氧条件下生存，一般控制DO浓度≥2mg/l，厌氧细菌在有氧条件下生长受到抑制，甚至死亡。兼氧菌在有氧无氧环境中都能生长。 • PH 细菌适宜7.0～7.5的弱碱性环境中生活。 好氧：6～9 厌氧：6.5～7.5

  4. 有毒有害物质 金属离子：Zn、Cu、Ni、Pb、Cr等， 非金属：醛、酚、氰化物、氯化物等， 油类物质的量加以控制。 • 需要适当的空间。

  5. 主要学习好氧处理和厌氧处理： 一、水的好氧生物处理： 好氧处理类型：活性污泥法和生物膜法。 去除对象：去除水中呈溶解状态和胶体状态的有机性污 染物。 主要内容： 第一节：活性污泥法 第二节：生物膜法 第三节：自然生物处理法

  6. 第一节、 活性污泥法 一、基本概念 二、活性污泥的生长规律及活性污泥的运行方式 三、曝气池设备与曝气池的构造 四、活性污泥法的工艺设计 五、活性污泥法的新发展

  7. 一、基本概念 （一）活性污泥及组成。 （二）活性污泥法的基本流程 （三）活性污泥的评价指标

  8. （一）活性污泥及组成 活性污泥：向生活污水中注入空气并进行曝气，持续一 段时间后，污水中形成的一种絮凝体。 外观及特性：外观呈黄褐色，易于沉淀分离，具有较大 的比表面积，尺寸0.02～0.2mm,比重1.002～1.006之间， 含水率99%。 组成：由具有活性微生物、微生物自身氧化残留物、 吸附在污泥上不能为生物降解的有机物、无机物组成。

  9. 活性污泥微生物：以好氧细菌为主，也存活有真菌、原生动物、后活性污泥微生物：以好氧细菌为主，也存活有真菌、原生动物、后 生动物，构成稳定生态系。 细菌：微生物主要组成部分，以异养性原核细菌为主1m3正常污泥中 含细菌107～108个，细菌种属与污水中有机成分有关，是有机污染物 的分解者，在环境条件适宜时其世代时间仅为20～30min。 真菌：种类繁多，活性污泥中较多出现的为腐生或寄生的丝状菌， 异常增殖会引发污泥膨胀。 原生动物：为活性污泥系统中的指示性生物，是首次捕食者。 后生动物：仅在完全氧化型活性污泥系统中出现，是水质非常稳定 的标志，是生态系的二次捕食者。 菌胶团：由各种细菌及细菌所分泌的粘性物质组成的絮凝体状团粒。

  10. （二）、活性污泥法的基本流程 由曝气池、沉淀池，污泥回流，剩余污泥排除系统组成。

  11. （三）、活性污泥的评价指标 • 表示活性污泥数量的指标 • 活性污泥的沉降与浓缩性能指标

  12. 1、表示活性污泥数量的指标 • 混合液悬浮固体浓度（MLSS）： 在单位体积混合液内含有的活性污泥固体物的总重量。单位mg/l。包括Ma、Me、Mi、Mii四项。测定简便，能间接反映微生物的量。 • 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）： 指混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度。包括Ma、 Me 、Mi三项。一般MLVSS/MLSS较为固定，生活污水约为0.75。 （活性微生物Ma、微生物自身氧化残留物Me、吸附在污泥上不能为生物降解的有机物Mi、无机物Mii）

  13. 2、表示活性污泥沉降与浓缩性能的指标 • 污泥沉降比（SV%）：指曝气池混合液在1000ml量筒中沉淀30分钟，沉淀污泥与混合液的体积比（%）。是重要的运行参数，用于控制剩余污泥的排放，正常范围15-30%左右。 • 污泥指数（SVI）：指曝气池出口处混合液经静置沉淀30分钟后，每克干污泥所占的容积。单位ml/g。

  14. SVI一般在50-150左右。 值小，说明泥粒细小紧密，无机物多，缺乏活力和吸附性能。 值高，说明污泥难于沉降分离，即将膨胀或已经膨胀，需采取措施。 活性污泥的固体率为（1/SVI）*100% 活性污泥的含水率为：P=1-（1/SVI）*100%

  15. 作业： 测得曝气池出口处混合液出口处混合液中活性污泥浓度为2500mg/L,1L混合液经 30min 沉淀后的污泥体积300mL，则该曝气池混合液的污泥沉降比和污泥指数是多少？

  16. 二、污泥的生长规律及活性污泥法的运行方式 1. 生长规律2.运行参数 3. 活性污泥的净化过程4. 对活性污泥反应的影响因素5. 活性污泥的运行方式

  17. 1、活性污泥的生长规律 活性污泥的生长规律实质就是活性污泥微生物的增殖规律，增殖速率的重要影响因素是有机物与微生物的比值. 活性污泥微生物的增殖分为四个阶段： • 适应期 • 对数增长期（等速增长期） • 减速增长期（增长律下降期） • 内源呼吸期（衰亡期）

  18. 适 应 期 微生物没有进行增殖，BOD 、COD 各项污染 指标在本期内下降很少。

  19. 对数增殖期 特点：有机物与微生物比值大于2.2，活性物具有很高的能量水平，活性物泥微生物的活动能力很强，使活性物泥质地松散，絮凝体性能不佳，需氧量大。

  20. 减衰增长期 特点：有机物与微生物比值降低，能量水平低下，凝聚吸附以及沉淀性能都有所提高，污水处理水质改善并行稳定。

  21. 内源呼吸期 特点：有机物与微生物比值降到最低值并保持一常数，微生物开始分解代谢自身的细胞物质，活性物泥能量水平最低，吸附降解沉淀性能大为提高，处理水质良好，稳定度大为提高。

  22. 2. 运行参数 （1）污泥负荷率 由活性物泥微生物的增殖规律可知：F/M值对其起控制作用，实际应用中F/M值是以BOD—污泥负荷率（NS）表示 F/M=NS= ﹙Q-L0）/ XV〔㎏BOD/㎏MLSS.d〕 Q —污水流量 m³/d LO —进水有机物(BOD5)浓度㎎/L V —反应器容积 m ³ X —混合液悬浮固体(MLSS)浓度 ㎎/L

  23. (2)、污泥龄 为了使活性污泥处理系统处于稳定正常状态,条件之一是使曝气池内的活性污泥浓度保持相对稳定状态.这样每天必须从系统中排除数量相当于增长的污泥量. 污泥龄(SRT):曝气池内的活性污泥总量与每日排放的污泥量之比,称为污泥龄,即活性污泥在曝气池内的停留时间,又称之为“生物固体平均停留时间” SRT =VX／⊿X d SRT —污泥龄, d ⊿X —每日的污泥增长量 kg／d

  24. （4）、回流比R 回流污泥量与进水量之比。 R=Qr/Q。

  25. 3、活性污泥的净化过程 • 分为吸附阶段和代谢阶段 • 吸附阶段：污水和污泥在刚开始接触5～10分钟内出现了高的BOD去除率。 • 代谢阶段：包括合成代谢和分解代谢。 无论是分解代谢还是合成代谢，都能去除有机污染物，但产物都有所不同，分解代谢的产物是CO2和H20，而合成代谢的产物是新的微生物细胞，并以剩余污泥的方式排出活性污泥处理系统。

  26. 内源呼吸产物 （ H2O、CO2、NH3） ＋能量 有机底物分解代谢与合成代谢及其产物模式图 分解代谢 能量 ＋O2微生物 合成代谢 内源呼吸残留物 净增细胞物质 代谢产物（H2O、 CO2、NH3……） 污水中 的有机物 合成细胞物质＋O2

  27. 4、对活性污泥反应的影响因素 • 水 温（15～25摄氏度） • 溶 解 氧（2㎎/L） • PH 值（6～9） • 营养平衡（碳，氮，磷） • 有毒物质 • BOD负荷率

  28. 5、活性污泥法的运行方式

  29. （1）、传统法（普通） 推流式，有机物浓度和需氧量沿池长降低，供氧量沿池长均匀分布。 • 工艺特征：微生物的生长速率沿池长减少，微生物生长处在前池的对数增长，经减速增长到池末的内源呼吸期的完全生长周期。 有机物在曝气池内降解经历第一阶段的吸附与第二阶段的代谢。 • 优点：处理效果好，BOD去除率90%以上。 • 缺点：抗冲击性差，池容大、基建费用高，供氧和需氧矛盾。

  30. 渐减曝气 池供氧曲线 需 氧 量 曝气过程（曝气池长度） 需氧量和供氧量的关系曲线

  31. （2）、阶段曝气活性污泥法（分段进水、分步曝气）（2）、阶段曝气活性污泥法（分段进水、分步曝气） 通过改善进水方法，解决供氧与需氧矛盾。 • 工艺特征：污水沿池长分散进入曝气池。 • 优点：有机底物沿池均匀分布，负荷均衡。解决了供氧与需氧矛盾，提高了曝气池对冲击负荷的适应能力。

  32. 需 氧 量 曝气过程（曝气池长度） 阶段曝气池中需氧量的变化

  33. （3）、吸附再生法（接触稳定法、生物吸附法）（3）、吸附再生法（接触稳定法、生物吸附法） • 工艺特征：将活性污泥降解有机污染物的两个过程---吸附与代谢稳定，分别在各自的反应器内进行。 • 吸附池：（15～60分钟），污水与活性很强的污泥接触，吸附去除水中有机物，进二沉池进行泥水分离。 • 再生池：污泥回流至再生池进行分解合成代谢，使污泥活性得以恢复。 • 优点：池容小，基建费用低，抗冲击性强，吸附池的污泥遭到破坏，可由再生池污泥予以补充。 • 缺点：处理效果低于传统法，不宜处理以溶解有机物为主的污水物质。

  34. (4)、完全混合式活性污泥法 • 工艺特征：污泥在曝气池内混合均匀，F/M值相同，微生物生长处于某一点。 • 优点：抗冲击性强，可调节工况在最佳点动力消耗较低。 • 缺点：相同处理效果，负荷率低于普通方法，易产生污泥膨胀，出水水质不如普通法。

  35. 曝 气 池 二沉池 完 全 混 合 法 流 程

  36. 沉淀池 （5）、延时活性污泥法（完全混合式曝气池） • 工艺特征：曝气时间长（1～3d），MLSS较高，污泥处于内源呼吸期，剩余污泥量少。出水稳定，抗冲击能力强，但池较大，一般用在水量不大的情况下。 • 特点：容积大，电耗高，出水水质好。适合要求高水量小的废水处理。 曝气器 氧化渠

  37. 三、曝气池设备与曝气池的构造 （一）、曝气设备 1、鼓风曝气设备 2、机械曝气设备 （二）、 曝气池构造及曝气设备的布置

  38. （一）、曝气设备 • 曝气设备作用：供氧、搅拌混合。 • 曝气方法：鼓风曝气法、机械曝气法。 • 曝气设备技术性能指标： ①动力效率Ep：每消耗1KWh电能转移到混合液中氧量。 ②氧利用效率EA：通过鼓风曝气转移到混合液中氧量占总供氧量的百分比（%）。 ③氧转移效率EL：通过机械曝气装置，在单位时间内转移到混合液中的氧量。 对鼓风曝气按① ②评定；机械曝气按① ③评定。

  39. 1、鼓风曝气 • 系统组成：由空气净化器、风机、风管、空气扩散装置组成。 • 加压设备一般采用回转式鼓风机，也有采用离心式鼓风机的，为了净化空气，其进气管上常装设空气过滤器，在寒冷地区，还常在进气管前设空气预热器。 • 空气扩散装置类型：微气泡、中气泡、大气泡、水力剪切。

  40. ①微气泡： • 扩散板、扩散管、扩散盘扩散板是用多孔性材料制成的薄板，有陶土制、塑料制或其他材料制成的，其形状可做成方形或长方形，方形扩散板尺寸通常为300×300×（25～40)mm，扩散板安装在池底一侧的预留槽上，空气由竖管进入槽内，然后通过扩散板进入混合液。 • 扩散板的通气率一般为l－1.5m3/m2·min，氧利用率约10％，充氧动力效率约为2kgO2/kWh。 • 缺点是板的孔隙小、空气通过时压力损失大、容易堵塞。

  41. 扩散板及其安装方式

  42. 扩散管示意图 • 扩散管是由陶质多孔管组成，其内径44－75mm，壁厚6－14mm，长60Omm，每l0根为一组，通气率为12－15m3/根·h。 • 目前用软管代替陶质多孔管

  43. 圆帽盖型扩散器

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