發(fā)酵廢水的生物處理法

1、發(fā)酵廢水的生物處理發(fā)酵廢水的生物處理2021-03-28發(fā)酵廢水生物處理第一節(jié) 水污染及處理概述水體污染及危害：污染物進入河流、湖泊、海洋或地下水等；水體富營養(yǎng)化；水和水體底泥的物理、化學性質或生物群落組成發(fā)生變化；第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理防止水體污染的途徑（1）減少污染物的排放。 改革生產(chǎn)工藝。 綜合利用廢水。（2）廢水無害化。（3）對水體及其污染源進行監(jiān)測和管理。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理 pH值； 懸浮物質含量； 需氧有機物，主要測定BOD、COD等； 有毒物，如重金屬、氰化物、亞硝酸鹽； 其它特定指標，針對廢水特點而定。例如核電排水的放射性指標、醫(yī)院和生物

2、制品廢水的病原體指標等。第一節(jié) 水污染及處理概述監(jiān)測指標主要有：發(fā)酵廢水生物處理或分離，或無害化。第一節(jié) 水污染及處理概述廢水處理技術物理法、化學法、生物法。發(fā)酵廢水生物處理物理法a沉淀法； b過濾法； c離心分離法； d氣浮法；e蒸發(fā)結晶； f反滲透法； 化學方法a混凝法；b中和法；c化學沉淀法；d氧化還原法；e電滲析法；生物方法a活性污泥法；b生物膜法和生物(氧化)塘法；c污水灌溉；第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理廢水處理流程廢水中污染物成分極其復雜多樣，任何一種處理方法都難以達到完全凈化的目的，而常常要幾種方法組成處理系統(tǒng)，才能達到處理的要求。按處理程度的不同，廢水處理系統(tǒng)可分為

3、一級處理、二級處理和深度處理。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理一級處理只除去廢水中的懸浮物，以物理方法為主，處理后的廢水一般還不能達到排放標準，是預處理。二級處理最常用的是生物處理法，能大幅度地除去廢水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機物，使廢水符合排放標準。深度處理是進一步除去廢水中懸浮物質，無機鹽類及其它污染物質，使之達到工業(yè)用水或城市非飲用水的要求。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理項目項目一級標準一級標準二級標準二級標準三級標準三級標準pHBOD5(mg/L)COD/(ml/L)氨氮氨氮/(ml/L)磷酸鹽磷酸鹽/(ml/L)6-9 2060150.56-930120251.06-

4、9 - - - -城市污水處理廠污染物排放濃度第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理微生物對污染物質降解與轉化的適應性微生物個體微小，比表面積大，代謝速率快；微生物種類繁多，分布廣，代謝類型多，具有多種降解酶；微生物繁殖快，易變異，適應性強；微生物中存在有降解性質粒(plasmid) ；共代謝作用(co-metabolism)；廢水生物處理原理第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理微生物對污染物降解與轉化的途徑礦化作用：有機物在微生物的作用下徹底分解為H2O 、CO2和簡單的無機化合物的過程。共代謝作用：當環(huán)境中存在其他可利用的碳源和能源時，難降解的化合物才能被利用(被修飾或轉化但非徹底降

5、解)。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理影響微生物降解轉化作用的因素微生物的代謝活性、種類、生長狀況；化合物的結構(生產(chǎn)“環(huán)境友好材料”)；環(huán)境因素：如溫度、酸堿度、營養(yǎng)、氧、底物濃度；第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理微生物對常見污染物的降解與轉化有機物好氧降解的一般途徑 大分子有機物大分子有機物（多糖，脂肪，蛋白質，）（多糖，脂肪，蛋白質，）小分子有機物小分子有機物丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACo2+H2O胞外酶胞外酶氧化脫羧氧化脫羧三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理廢水生物處理的類型據(jù)微生物種類好氧（兼性）微生物：活性污泥法、生物膜法；厭氧微生物：厭氧

6、污泥法；藻類 ：氧化塘；據(jù)微生物生長方式懸浮生長：活性污泥法；附著生長：生物膜法；第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理好氧生物處理生化需氧量：在20條件下，微生物好氧分解水樣中有機物所消耗的氧量，如BOD5；評價有機污染物中易生物降解的部分。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理有機物被微生物攝取后，通過代謝活動，約有1/3被分解；約有2/3被轉化，合成為新的原生質。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理好氧生物處理的反應速度較快，所需的反應時間較短，故處理構筑物容積較小。目前對中、低濃度的有機廢水(BOD5500mg/L) ，基本上采用好氧生物處理法。在廢水處理工程中，好氧生物處理法

7、有活性污泥法和生物膜法兩大類。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理厭氧生物處理有機物的轉化分為三部分進行：部分轉化為CH4；部分被分解為CO2、H2O、NH3、H2S等無機物，并為細胞合成提供能量；少量用于原生質合成。故相對于好氧生物處理法，其污泥增長率小得多。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理由于廢水厭氧生物處理過程不需另加氧源，故運行費用低。此外，它還具有剩余污泥量少、可回收能量（CH4）等優(yōu)點。缺點是速度較慢，反應時間較長，處理構筑物容積大等。為維持較高的反應速度，需維持較高的溫度。對于有機污泥和高濃度有機廢水(一般BOD52000mg/

8、L)可采用厭氧生物處理法。 第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理第二節(jié) 活性污泥法活性污泥：由細菌、菌膠團、原生動物、后生動物等微生物群體及吸附的污水中有機和無機物質組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理微生物、有機物、無機懸浮物、膠體物；活性污泥中的棲息生物以微生物(好氧)為主，細菌含量一般在107-108個/mL；原生動物103個/mL，原生動物中以纖毛蟲居多；固著型纖毛蟲可作為指示生物，如鐘蟲、蓋纖蟲、獨縮蟲、聚縮蟲等出現(xiàn)且數(shù)量較多時，說明培養(yǎng)成熟且活性良好?；钚晕勰嗟慕M成第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理活性污泥法的基本流程第二

9、節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理活性污泥降解污水中有機物的過程活性污泥在曝氣過程中，對有機物的降解(去除)過程可分為兩個階段：吸附階段穩(wěn)定階段活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類的黏性物質，污水中有機物轉移到活性污泥上去。被吸附的有機物為微生物所利用。第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理曝氣過程中污水中有機物的變化殘留在廢殘留在廢水中的有水中的有機物機物從廢水中從廢水中去除的有去除的有機物機物微生物不能利用的有機物微生物不能利用的有機物微生物能利用的有機物微生物能利用的有機物微生物能利用而尚未微生物能利用而尚未利用的有機物利用的有機物微生物不能利用的有微生物不能利用的有機物機物微生物已利用

10、的有機微生物已利用的有機物（氧化和合成）物（氧化和合成）（吸附量）（吸附量）增殖的生物體增殖的生物體氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物廢廢水水中中的的有有機機物物第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理污水中有機物的去除規(guī)律；活性污泥利用有機物的規(guī)律；活性污泥吸附有機物的規(guī)律。第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理曝氣過程中，污水中有機物的去除在較短時間( 圖中是5h左右)內(nèi)就基本完成了；污水中的有機物先是轉移到污泥上(),然后逐漸為微生物所利用()；吸附作用在相當短的時間(圖中是45min左右)內(nèi)就基本完成了()；微生物利用有機物的過程比較緩慢()。 第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理氣體傳遞和曝氣池一、微生物?；钚晕?/p>

11、泥；污泥馴化；二、有機物。處理對象，微生物的營養(yǎng)料；三、溶解氧。充足的溶解氧，為好氧微生物的生存、發(fā)揮氧化分解作用提供保障。構成活性污泥法的三個要素第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理第三節(jié) 生物濾池法一、生物濾池的構造 1、濾床：濾床由濾料組成。濾料是微生物生長棲息的場所。第三節(jié) 生物濾池法發(fā)酵廢水生物處理2.布水設備 第三節(jié) 生物濾池法3.排水系統(tǒng) 發(fā)酵廢水生物處理二、生物濾池法的流程 低負荷生物濾池又稱普通生物濾池所示為傳統(tǒng)的普通生物濾池的流程；第三節(jié) 生物濾池法發(fā)酵廢水生物處理交替式二級生物濾池 第三節(jié) 生物濾池法發(fā)酵廢水生物處理幾種常用的回流式生物濾池法的流程 第三節(jié) 生物濾池法發(fā)酵廢

12、水生物處理三、生物濾池的機理 1.生物膜 污水流過濾床時，有一部分污水、污染物和細菌附著在濾料表面上，微生物便在濾料表面大量繁殖，不久，形成一層充滿微生物的粘膜，稱為生物膜。這個起始階段通常叫“掛膜”，是生物濾池的成熟期。 生物膜是由細菌（好氧、厭氧、兼性）、真菌、藻類、原生動物、后生動物以及一些肉眼可見的蠕蟲、昆蟲的幼蟲等組成。 第三節(jié) 生物濾池法發(fā)酵廢水生物處理2.影響生物濾池性能的主要因素 （1）濾池高度 濾床的上層和下層相比，生物膜量、微生物種類和去除有機物的速率均不相同。濾床上層，污水中有機物濃度較高，微生物繁殖速率高，種屬較低級以細菌為主，生物膜量較多，有機物去除速率較高。隨著濾床

13、深度增加，微生物從低級趨向高級，種類逐漸增多，生物膜量從多到少。 第三節(jié) 生物濾池法發(fā)酵廢水生物處理（3）回流 利用污水廠的出水，或生物濾池出水稀釋進水的做法稱回流，回流水量與進水量之比叫回流比。 （2）負荷率 負荷率的單位是m3(水)/ m3d或m3(水)/m2d；若提高負荷率，出水水質將相應有所下降。 第三節(jié) 生物濾池法（4）供氧 生物濾池供氧不足，生物膜好氧層厚度變薄。 發(fā)酵廢水生物處理第四節(jié) 氧化塘法氧化塘又稱穩(wěn)定塘，按塘內(nèi)的微生物類型、供氧方式和功能等進行劃分，可分類如下： 1.好氧塘 好氧塘的深度較淺，陽光能透至塘底，全部塘水都含有溶解氧，塘內(nèi)菌藻共生，溶解氧主要是由藻類供給，好氧

14、微生物起凈化污水作用。 第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理2.兼性塘 兼性塘的深度較大，上層為好氧區(qū)，藻類的光合作用和大氣復氧作用使其有較高的溶解氧，由好氧微生物起凈化污水作用；中層的溶解氧逐漸減少，稱兼性區(qū)(過渡區(qū))，由兼性微生物起凈化作用；下層塘水無溶解氧，稱厭氧區(qū)，沉淀污泥在塘底進行厭氧分解。 第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理3.厭氧塘 厭氧塘的塘深在2m以上，有機負荷高，全部塘水均無溶解氧，呈厭氧狀態(tài)，由厭氧微生物起凈化作用，凈化速度慢，污水在塘內(nèi)停留時間長。 第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理4.曝氣塘 曝氣塘采用人工曝氣供

15、氧，塘深在2m以上，全部塘水有溶解氧，由好氧微生物起凈化作用，污水停留時間較短。 第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理5.深度處理塘 深度處理塘又稱三級處理塘或熟化塘，屬于好氧塘。其進水有機污染物濃度很低，一般B0D530mg/L。常用于處理傳統(tǒng)二級處理廠的出水，提高出水水質，以滿足受納水體或回用水的水質要求。 第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理除上述幾種常見的穩(wěn)定塘以外，還有水生植物塘(塘內(nèi)種植水葫蘆、水花生等水生植物，以提高污水凈化效果，特別是提高對磷、氮的凈化效果)、生態(tài)塘(塘內(nèi)養(yǎng)魚、鴨、鵝等，通過食物鏈形成復雜的生態(tài)系統(tǒng)，以提高凈化效果)、完全儲存塘(完全蒸發(fā)塘)等也正在被廣泛研究、開發(fā)和應

16、用。 第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理第五節(jié) 厭氧生物處理法污泥的消化過程分為兩個階段。固態(tài)有機物液化；降解產(chǎn)物氣化；(二階段學說) 一、原理消化過程液化(酸化)pH迅速下降，轉化產(chǎn)物中有機酸是主體氣化(甲烷化)產(chǎn)生消化氣，主體是CH4第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理三(四)階段學說:大分子有機物(碳水化合物，蛋白質，脂肪等)水解細菌的胞外酶水解的和溶解的有機物酸化產(chǎn)酸細菌有機酸醇 類醛類等H2，CO2乙酸化乙酸細菌乙酸甲烷化甲烷細菌CH4甲烷細菌CH4第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理參與消化的細菌，酸化階段的統(tǒng)稱產(chǎn)酸或酸化細菌，幾乎包括所有的兼性細菌；甲烷化階段的統(tǒng)稱甲烷細菌，已

17、經(jīng)證實的已有80多種。第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理與好氧法相比，厭氧法的降解較不徹底，放出熱量少，反應速度低(相差一個數(shù)量級)。要克服這些缺點，最主要的方法應是增加參加反應的微生物數(shù)量(濃度)和提高反應時的溫度。因此，厭氧生物處理法目前還主要用于污泥的消化、高濃度有機廢水和溫度較高的有機工業(yè)廢水的處理。 第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理二、污水的厭氧生物處理方法 1.化糞池 第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理2.厭氧生物濾池 厭氧生物濾池是密封的水池，池內(nèi)放置填料，污水從池底進入，從池頂排出。微生物附著生長在濾料上，平均停留時間可長達 100d左右。第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理3.厭氧接觸法 廢水先進人混合接觸池(消化池)與回流的厭氧污泥相混合，然后經(jīng)真空脫氣器而流人沉淀池。接觸池中的污泥濃度要求很高，在12000-15000mg/L左右，因此污泥回流量很大，一般是廢水流量的2-3倍。第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理4.上流式厭氧污泥床反應器