第二章好氧生物處理技術(shù)ppt課件

1、微生物好氧處理過(guò)程微生物好氧處理過(guò)程CO2CO2、水及其他簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)、水及其他簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物物細(xì)胞細(xì)胞污泥外排污泥外排微生物產(chǎn)生的胞外酶作用微生物產(chǎn)生的胞外酶作用分解為小分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物吸收到細(xì)胞吸收到細(xì)胞三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)生物合成生物合成大分子的有機(jī)污染物大分子的有機(jī)污染物一、活性污泥法一、活性污泥法w活性污泥法活性污泥法w利用微生物形成的菌膠團(tuán)來(lái)絮凝和吸利用微生物形成的菌膠團(tuán)來(lái)絮凝和吸附廢水中的污染物，在氧的作用下：附廢水中的污染物，在氧的作用下：w同化為菌體本身的組份，同化為菌體本身的組份，w將這些物質(zhì)氧化為二氧化碳、水等將這些物質(zhì)氧化為二氧化碳、水等物質(zhì)物質(zhì)活性污泥 菌膠團(tuán) (

2、zoogloea): 細(xì)菌的莢膜物質(zhì)，相互融合，連為一體，組成共同的莢膜，將多個(gè)菌體包埋其中，形成的一團(tuán)膠狀物。它是活性污泥絮體和滴濾池粘膜的主要組成部分。菌膠團(tuán)中的菌體，由于包埋于膠質(zhì)中，故不易被原生動(dòng)物吞噬，有利于沉降。活性污泥法的基本流程活性污泥法的基本流程(1)廢水中含有足夠的可溶性易降解有機(jī)物，作為微廢水中含有足夠的可溶性易降解有機(jī)物，作為微生物生理活動(dòng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；生物生理活動(dòng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；(2)混合液含有足夠的溶解氧；混合液含有足夠的溶解氧；(3)活性污泥在池內(nèi)呈懸浮狀態(tài)，能夠充分地與廢水活性污泥在池內(nèi)呈懸浮狀態(tài)，能夠充分地與廢水相接觸；相接觸；(4)活性污泥連續(xù)回流、及

3、時(shí)地排除剩余污泥，使混活性污泥連續(xù)回流、及時(shí)地排除剩余污泥，使混合液保持一定濃度的活性污泥；合液保持一定濃度的活性污泥；(5)沒(méi)有對(duì)微生物有毒害作用的物質(zhì)進(jìn)入。沒(méi)有對(duì)微生物有毒害作用的物質(zhì)進(jìn)入。活性污泥處理系統(tǒng)有效運(yùn)行的活性污泥處理系統(tǒng)有效運(yùn)行的基本條件：基本條件：(6)適當(dāng)?shù)倪m當(dāng)?shù)膒H，最適介于，最適介于6.58.5之間。超過(guò)之間。超過(guò)9.0時(shí)，時(shí)，微生物代謝會(huì)受到影響；低至微生物代謝會(huì)受到影響；低至4.5以下時(shí)，原生以下時(shí)，原生動(dòng)物會(huì)消失，絲狀菌將占優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)動(dòng)物會(huì)消失，絲狀菌將占優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象。象。(7)適當(dāng)?shù)乃疁?。最適溫度介于適當(dāng)?shù)乃疁?。最適溫度介于1530。水溫過(guò)低

4、。水溫過(guò)低時(shí)，影響處理效果；過(guò)高時(shí)，應(yīng)采取降溫措施。時(shí)，影響處理效果；過(guò)高時(shí)，應(yīng)采取降溫措施。(8)有機(jī)負(fù)荷率。也稱(chēng)有機(jī)負(fù)荷率。也稱(chēng)BOD污泥負(fù)荷，代表曝氣池污泥負(fù)荷，代表曝氣池內(nèi)單位質(zhì)量活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)承受的有機(jī)質(zhì)內(nèi)單位質(zhì)量活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)承受的有機(jī)質(zhì)含量。含量。活性污泥處理系統(tǒng)有效運(yùn)行的活性污泥處理系統(tǒng)有效運(yùn)行的基本條件：基本條件：w活性污泥的結(jié)構(gòu)和功能活性污泥的結(jié)構(gòu)和功能w1理化性質(zhì)理化性質(zhì)w 性狀：比重比水稍大，絮狀，顏色與性狀：比重比水稍大，絮狀，顏色與所處理廢水的種類(lèi)和曝氣量有關(guān)，一般為所處理廢水的種類(lèi)和曝氣量有關(guān)，一般為褐色、灰色和灰白色。褐色、灰色和灰白色。w 含水：曝

5、氣池和沉淀池中，含水含水：曝氣池和沉淀池中，含水99.9以上；濃縮或脫水后，含水率下降。以上；濃縮或脫水后，含水率下降。w 干燥后的組分：絕大部分有機(jī)物，少干燥后的組分：絕大部分有機(jī)物，少量無(wú)機(jī)物。量無(wú)機(jī)物。2生物組成生物組成活性污泥中細(xì)菌能分泌多糖類(lèi)的菌群，活性污泥中細(xì)菌能分泌多糖類(lèi)的菌群，使各種微生物聚集在一起，構(gòu)成菌膠團(tuán)，從使各種微生物聚集在一起，構(gòu)成菌膠團(tuán)，從而呈絮狀。而呈絮狀。活性污泥中含多種生物，共同作用，利活性污泥中含多種生物，共同作用，利于對(duì)有機(jī)物的分解。于對(duì)有機(jī)物的分解。 主要是細(xì)菌和原生動(dòng)物為主，但隨污主要是細(xì)菌和原生動(dòng)物為主，但隨污泥種類(lèi)不同，也會(huì)有真菌和微小動(dòng)物的出現(xiàn)泥

6、種類(lèi)不同，也會(huì)有真菌和微小動(dòng)物的出現(xiàn)。病毒病毒人類(lèi)病毒和噬菌體人類(lèi)病毒和噬菌體很多噬菌體能在各種細(xì)菌中寄生，對(duì)控制很多噬菌體能在各種細(xì)菌中寄生，對(duì)控制細(xì)菌的數(shù)量起重要作用細(xì)菌的數(shù)量起重要作用大腸桿菌噬菌體可以作為指示生物來(lái)反映大腸桿菌噬菌體可以作為指示生物來(lái)反映其他腸道病毒是否存在和它們?cè)诨钚晕勰嗥渌c道病毒是否存在和它們?cè)诨钚晕勰嗵幚硐到y(tǒng)中的歸宿處理系統(tǒng)中的歸宿細(xì)菌細(xì)菌起重要作用，可分：起重要作用，可分： 化能異養(yǎng)：好氧呼吸占比例最大，起主要化能異養(yǎng)：好氧呼吸占比例最大，起主要作用；曝氣量不足時(shí)少量出現(xiàn)兼性厭氧細(xì)作用；曝氣量不足時(shí)少量出現(xiàn)兼性厭氧細(xì)菌。菌。 化能自養(yǎng)：主要為硝化細(xì)菌；處理還原

7、態(tài)化能自養(yǎng)：主要為硝化細(xì)菌；處理還原態(tài)硫廢水還含有硫氧化細(xì)菌，是絲狀，可能硫廢水還含有硫氧化細(xì)菌，是絲狀，可能會(huì)引起污泥膨脹。會(huì)引起污泥膨脹。絲狀細(xì)菌：正常時(shí)含量很少，不會(huì)引起污絲狀細(xì)菌：正常時(shí)含量很少，不會(huì)引起污泥膨脹和漂浮。在活性污泥中起到骨架作泥膨脹和漂浮。在活性污泥中起到骨架作用，同時(shí)也能降解部分有機(jī)物。用，同時(shí)也能降解部分有機(jī)物。原生動(dòng)物原生動(dòng)物數(shù)量很多，以懸浮的有機(jī)顆粒數(shù)量很多，以懸浮的有機(jī)顆粒為食；為食；種類(lèi)主要有：纖毛類(lèi)、鞭毛類(lèi)種類(lèi)主要有：纖毛類(lèi)、鞭毛類(lèi)、根足類(lèi)和吸管蟲(chóng)類(lèi)；、根足類(lèi)和吸管蟲(chóng)類(lèi)； 原生動(dòng)物在污水處理中的作用？原生動(dòng)物在污水處理中的作用？真菌真菌 酸性條件，大量繁殖

8、，可能出現(xiàn)酸性條件，大量繁殖，可能出現(xiàn)污泥膨脹；污泥膨脹； 活性污泥中出現(xiàn)的真菌有地霉活性污泥中出現(xiàn)的真菌有地霉屬、青霉屬和頭孢霉屬等屬、青霉屬和頭孢霉屬等留意：在特殊的條件下處理污染物，真菌能起到留意：在特殊的條件下處理污染物，真菌能起到重要作用，如生物膜法重要作用，如生物膜法活性污泥膨脹 絲狀細(xì)菌及其他絲狀微生物異常大量增殖，造成最終沉淀池中污泥幾乎不沉淀的異?，F(xiàn)象稱(chēng)為絲狀性膨脹。實(shí)際操作處理中，下列情況可觀察到膨脹實(shí)際操作處理中，下列情況可觀察到膨脹現(xiàn)象：現(xiàn)象： a、BOD:N及及BOD:P很高很高 b、低、低pH c、BOD負(fù)荷較高負(fù)荷較高 d、進(jìn)水中低分子碳水化合物過(guò)多、進(jìn)水中低分子

9、碳水化合物過(guò)多 e、水溫低、水溫低 f、重金屬等有毒物質(zhì)的流入、重金屬等有毒物質(zhì)的流入 g、進(jìn)水中懸浮固體量低、進(jìn)水中懸浮固體量低 目前沒(méi)有適用于所有膨脹現(xiàn)象的控制方法，只有出現(xiàn)先兆時(shí)憑經(jīng)驗(yàn)防范。措施有： a、將沉淀污泥與消化污泥攪拌混合 b、添加鐵鹽、鋁鹽、H2O2 c、降低溶解氧濃度 d、對(duì)曝氣池進(jìn)行活塞流等操作 e、減少BOD負(fù)荷 f、對(duì)回流污泥進(jìn)行再曝氣藻類(lèi)藻類(lèi) 在活性污泥中數(shù)量少，一般不在活性污泥中數(shù)量少，一般不予考慮予考慮后生動(dòng)物后生動(dòng)物 在攝食細(xì)菌細(xì)胞方面起到一定作在攝食細(xì)菌細(xì)胞方面起到一定作用；用； 輪蟲(chóng)最常見(jiàn)，一方面攝食懸浮輪蟲(chóng)最常見(jiàn)，一方面攝食懸浮細(xì)菌，另一方面產(chǎn)生的黏液能

10、促進(jìn)菌細(xì)菌，另一方面產(chǎn)生的黏液能促進(jìn)菌膠團(tuán)的形成；其攝食強(qiáng)度大于原生動(dòng)膠團(tuán)的形成；其攝食強(qiáng)度大于原生動(dòng)物。物。3功能吸附 一般30分內(nèi)能完成廢水中有機(jī)物的吸附微生物的代謝 w活性污泥法的主要類(lèi)型和工藝參數(shù)活性污泥法的主要類(lèi)型和工藝參數(shù)w1標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法連續(xù)推流式）標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法連續(xù)推流式）w BOD5去除率高，出水水質(zhì)好；去除率高，出水水質(zhì)好；w 氧利用率低，曝氣時(shí)間長(zhǎng)，適氧利用率低，曝氣時(shí)間長(zhǎng)，適應(yīng)水質(zhì)變化能力差。應(yīng)水質(zhì)變化能力差。 進(jìn)水沉淀池出水曝氣池回流污泥剩余污泥圖圖2-2 推流式活性污泥法一般過(guò)程推流式活性污泥法一般過(guò)程2 2完全混合式或型污泥法完全混合式或型污泥法 微生物處于同一生

11、長(zhǎng)期，便于微生物處于同一生長(zhǎng)期，便于控制，耗氧速率均勻；適用于進(jìn)水水控制，耗氧速率均勻；適用于進(jìn)水水質(zhì)質(zhì)BOD5BOD5較高和水質(zhì)不穩(wěn)定的廢水處理較高和水質(zhì)不穩(wěn)定的廢水處理； 出水水質(zhì)較前者差。出水水質(zhì)較前者差。圖圖2-3 完全混合式或型污泥法一般過(guò)程完全混合式或型污泥法一般過(guò)程混勻沉淀池出水回流污泥剩余污泥進(jìn)水3 3漸減曝氣法漸減曝氣法 隨著水流方向，曝氣量逐漸減少，溶隨著水流方向，曝氣量逐漸減少，溶氧濃度保持一致氧濃度保持一致4 4純氧活性污泥法純氧活性污泥法 用純氧代替空氣曝氣。加速?gòu)U水處用純氧代替空氣曝氣。加速?gòu)U水處理過(guò)程，不經(jīng)濟(jì)理過(guò)程，不經(jīng)濟(jì)5 5膜生物反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器 改革泥水分

12、離系統(tǒng)，采用膜過(guò)濾改革泥水分離系統(tǒng)，采用膜過(guò)濾取代傳統(tǒng)活性污泥中二沉池和砂濾池，提取代傳統(tǒng)活性污泥中二沉池和砂濾池，提高泥水分離效率；膜易污染和堵塞高泥水分離效率；膜易污染和堵塞6 6延時(shí)曝氣法延時(shí)曝氣法 曝氣時(shí)間長(zhǎng)，剩余污泥量少，曝氣時(shí)間長(zhǎng)，剩余污泥量少，活性污泥中硝化細(xì)菌的數(shù)量比較多，出水活性污泥中硝化細(xì)菌的數(shù)量比較多，出水的的BOD5BOD5和氨氮濃度低和氨氮濃度低活性污泥的凈化反應(yīng)過(guò)程活性污泥的凈化反應(yīng)過(guò)程 1 1絮凝、吸附作用絮凝、吸附作用 活性污泥的所謂活性污泥的所謂“活性表現(xiàn)在哪里？活性表現(xiàn)在哪里？ 活性污泥具有很大的表面積，能夠與混合液廣活性污泥具有很大的表面積，能夠與混合液廣

13、泛接觸。通過(guò)吸附作用，就能夠去除廢水小大量的泛接觸。通過(guò)吸附作用，就能夠去除廢水小大量的呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物。呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物。 小分子有機(jī)物能夠直接在透膜酶的催化作用下，小分子有機(jī)物能夠直接在透膜酶的催化作用下，透過(guò)細(xì)胞壁被攝入細(xì)菌體內(nèi)，但大分子有機(jī)物被吸透過(guò)細(xì)胞壁被攝入細(xì)菌體內(nèi)，但大分子有機(jī)物被吸附在細(xì)胞表面，在水解酶的作用下，水解成小分子附在細(xì)胞表面，在水解酶的作用下，水解成小分子再被攝人體內(nèi)。一部分被吸附的有機(jī)物可能通過(guò)污再被攝人體內(nèi)。一部分被吸附的有機(jī)物可能通過(guò)污泥排放被去除。泥排放被去除。 活性污泥對(duì)呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物吸活性污泥對(duì)呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機(jī)

14、污染物吸附能力較強(qiáng)，因而對(duì)有這類(lèi)污染物多的廢水處理效附能力較強(qiáng)，因而對(duì)有這類(lèi)污染物多的廢水處理效果好。果好。 2 2活性污泥中微生物的代謝及其增殖規(guī)律活性污泥中微生物的代謝及其增殖規(guī)律 活性污泥中的微生物將有機(jī)物攝人體內(nèi)后，活性污泥中的微生物將有機(jī)物攝人體內(nèi)后，以其作為營(yíng)養(yǎng)加以代謝。在好氧條件下，代謝按以其作為營(yíng)養(yǎng)加以代謝。在好氧條件下，代謝按兩個(gè)途徑進(jìn)行，一為合成代謝，部分有機(jī)物被微兩個(gè)途徑進(jìn)行，一為合成代謝，部分有機(jī)物被微生物所利用，合成新的細(xì)胞物質(zhì)。一為分解代謝，生物所利用，合成新的細(xì)胞物質(zhì)。一為分解代謝，部分有機(jī)物被分解，形成部分有機(jī)物被分解，形成CO2和和H20等穩(wěn)定物質(zhì)，等穩(wěn)定物質(zhì)

15、，并產(chǎn)生能量，用于合成代謝。同時(shí)，微生物細(xì)胞并產(chǎn)生能量，用于合成代謝。同時(shí)，微生物細(xì)胞物質(zhì)也進(jìn)行自身的氧化分解，即內(nèi)源代謝或內(nèi)源物質(zhì)也進(jìn)行自身的氧化分解，即內(nèi)源代謝或內(nèi)源呼吸。呼吸。 微生物增殖、有機(jī)物降解、微生物的內(nèi)源代謝以及氧的消耗等過(guò)程，在曝氣池內(nèi)同步進(jìn)行。 3 活性污泥的凝聚、沉淀與濃縮活性污泥的凝聚、沉淀與濃縮 活性污泥系統(tǒng)凈化廢水的最后程序是活性污泥系統(tǒng)凈化廢水的最后程序是泥水分離，這一過(guò)程是在二次沉淀池或沉泥水分離，這一過(guò)程是在二次沉淀池或沉淀區(qū)內(nèi)進(jìn)行的。良好的凝聚、沉降與濃縮淀區(qū)內(nèi)進(jìn)行的。良好的凝聚、沉降與濃縮性能是正?；钚晕勰嗨?jiàn)有的特性。性能是正?；钚晕勰嗨?jiàn)有的特性。 正

16、常的活性污泥在靜置狀態(tài)下于正常的活性污泥在靜置狀態(tài)下于30min內(nèi)即可基本完成絮凝沉淀和成層沉內(nèi)即可基本完成絮凝沉淀和成層沉淀過(guò)程。淀過(guò)程。 影響活性污泥凝聚與沉淀性能的因素影響活性污泥凝聚與沉淀性能的因素較多：其中以原廢水性質(zhì)為主；此外，水較多：其中以原廢水性質(zhì)為主；此外，水溫、溫、pH值、溶解氧濃度以及活性污泥的有值、溶解氧濃度以及活性污泥的有機(jī)物負(fù)荷也是重要的影響因素。機(jī)物負(fù)荷也是重要的影響因素。w活性污泥性能及數(shù)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)活性污泥性能及數(shù)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)w 發(fā)育良好的活性污泥在外觀上呈發(fā)育良好的活性污泥在外觀上呈黃褐色的絮絨顆粒狀，也稱(chēng)生物絮凝體黃褐色的絮絨顆粒狀，也稱(chēng)生物絮凝體。w 活性污泥的固體物質(zhì)含量?jī)H占活性污泥的固體物質(zhì)含量?jī)H占1%1%以下。固體物質(zhì)由以下。固體物質(zhì)由4 4部分組成。即：部分組成。即：1 1、活細(xì)胞活細(xì)胞(Ma)(Ma)；2 2、微生物內(nèi)源代謝的殘留、微生物內(nèi)源代謝的殘留物物(Me)(Me)；3 3、原廢水夾入難于生物降解、原廢水夾入難于生物降解的有機(jī)物的有機(jī)物(Mi)(Mi)；4 4、由原廢水夾入附著、由原廢水夾入附著在活性污泥上的無(wú)機(jī)物質(zhì)在活性污泥上的無(wú)機(jī)物質(zhì)(Mii)(Mii)。w影響活性污泥處理效果的因素影響活性污泥處理效果的因素w1原水水質(zhì)原水水質(zhì)w 有機(jī)物質(zhì)易降解，廢水處理效果好有機(jī)物