第二章好氧生物處理技術(shù)ppt課件

1、微生物好氧處理過程微生物好氧處理過程CO2CO2、水及其他簡單無機(jī)、水及其他簡單無機(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)來絮凝和吸利用微生物形成的菌膠團(tuán)來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?；钚晕勰喾ǖ幕玖鞒袒钚晕勰喾ǖ幕玖鞒?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)所必需的營養(yǎng)物質(zhì)；生物生理活動(dòng)所必需的營養(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)沒有對微生物有毒害作用的物質(zhì)進(jìn)入。沒有對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。超過之間。超過9.0時(shí)，時(shí)，微生物代謝會受到影響；低至微生物代謝會受到影響；低至4.5以下時(shí)，原生以下時(shí)，原生動(dòng)物會消失，絲狀菌將占優(yōu)勢，產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)動(dòng)物會消失，絲狀菌將占優(yōu)勢，產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象。象。(7)適當(dāng)?shù)乃疁亍Ｗ钸m溫度介于適當(dāng)?shù)乃疁?。最適溫度介于1530。水溫過低

4、。水溫過低時(shí)，影響處理效果；過高時(shí)，應(yīng)采取降溫措施。時(shí)，影響處理效果；過高時(shí)，應(yīng)采取降溫措施。(8)有機(jī)負(fù)荷率。也稱有機(jī)負(fù)荷率。也稱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?；钚晕勰嗵幚硐到y(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和曝氣量有關(guān)，一般為所處理廢水的種類和曝氣量有關(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，少量無機(jī)物。量無機(jī)物。2生物組成生物組成活性污泥中細(xì)菌能分泌多糖類的菌群，活性污泥中細(xì)菌能分泌多糖類的菌群，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?；钚晕勰嘀泻喾N生物，共同作用，利活性污泥中含多種生物，共同作用，利于對有機(jī)物的分解。于對有機(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，但隨污泥種類不同，也會有真菌和微小動(dòng)物的出現(xiàn)泥

6、種類不同，也會有真菌和微小動(dòng)物的出現(xiàn)。病毒病毒人類病毒和噬菌體人類病毒和噬菌體很多噬菌體能在各種細(xì)菌中寄生，對控制很多噬菌體能在各種細(xì)菌中寄生，對控制細(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反映大腸桿菌噬菌體可以作為指示生物來反映其他腸道病毒是否存在和它們在活性污泥其他腸道病毒是否存在和它們在活性污泥處理系統(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，可能會引起污泥膨脹。會引起污泥膨脹。絲狀細(xì)菌：正常時(shí)含量很少，不會引起污絲狀細(xì)菌：正常時(shí)含量很少，不會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；種類主要有：纖毛類、鞭毛類種類主要有：纖毛類、鞭毛類、根足類和吸管蟲類；、根足類和吸管蟲類； 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常現(xiàn)象稱為絲狀性膨脹。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多、進(jìn)水中低分子

9、碳水化合物過多 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、對曝氣池進(jìn)行活塞流等操作 e、減少BOD負(fù)荷 f、對回流污泥進(jìn)行再曝氣藻類藻類 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； 輪蟲最常見，一方面攝食懸浮輪蟲最常見，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型和工藝參數(shù)活性污泥法的主要類型和工藝參數(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，適氧利用率低，曝氣時(shí)間長，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程推流式活性污泥法一般過程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、長期，便于微生物處于同一生長期，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程完全混合式或型污泥法一般過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。加速廢水處用純氧代替空氣曝氣。加速廢水處理過程，不經(jīng)濟(jì)理過程，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)，采用膜過濾改革泥水分離系統(tǒng)，采用膜過濾取代傳統(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，剩余污泥量少，曝氣時(shí)間長，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)過程活性污泥的凈化反應(yīng)過程 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。通過吸附作用，就能夠去除廢水小大量的泛接觸。通過吸附作用，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)物可能通過污再被攝人體內(nèi)。一部分被吸附的有機(jī)物可能通過污泥排放被去除。泥排放被去除。 活性污泥對呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物吸活性污泥對呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機(jī)

14、污染物吸附能力較強(qiáng)，因而對有這類污染物多的廢水處理效附能力較強(qiáng)，因而對有這類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，以其作為營養(yǎng)加以代謝。在好氧條件下，代謝按以其作為營養(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，這一過程是在二次沉淀池或沉泥水分離，這一過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娪械奶匦?。性能是正?；钚晕勰嗨娪械奶匦浴?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程。淀過程。 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)量的評價(jià)指標(biāo)活性污泥性能及數(shù)量的評價(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，也稱生物絮凝體黃褐色的絮絨顆粒狀，也稱生物絮凝體。w 活性污泥的固體物質(zhì)含量僅占活性污泥的固體物質(zhì)含量僅占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機(jī)物質(zhì)在活性污泥上的無機(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