污水的生物處理一—活性污泥法PPT學習教案

1、會計學1污水的生物處理一污水的生物處理一活性污泥法活性污泥法1、廢水生物處理的目的 絮凝和去除廢水中不可自然沉淀的膠體狀固體物； 穩(wěn)定和去除廢水中的有機物； 去除營養(yǎng)元素氮和磷。2、廢水生物處理的重要性 城市污水中約有60%以上的有機物只有用生物法去除才最經(jīng)濟； 廢水中氮的去除一般來說只有依靠生物法； 已建的城市污水處理廠90%以上是生物處理法； 大多數(shù)工業(yè)廢水處理廠也是以生物法為主體的。第1頁/共48頁1、微生物代謝的基本要素 能源：化學能，或光能化能營養(yǎng)型、光能營養(yǎng)型； 碳源：有機碳，或無機碳異養(yǎng)型、自養(yǎng)型； 無機營養(yǎng)元素又分為宏量元素，如：N、P、S、K、Ca、Mg等。 特殊有機營養(yǎng)物（

2、也稱生長因子，如維生素、生物素等）：對于某些特殊細菌，某些特殊的維生素對其生長的影響會很大，因此，在必要時應考慮補充。第2頁/共48頁 在充分供氧的條件下，利用好氧微生物的生命活動過程，將有機污染物氧化分解成較穩(wěn)定的無機物的處理方法，在工程上稱為廢水的好氧生物處理。在充分供氧的條件下，利用好氧微生物的生命活動過程，將有機污染物氧化分解成較穩(wěn)定的無機物的處理方法，在工程上稱為廢水的好氧生物處理。 好氧生物處理時，有機物的轉(zhuǎn)化過程如圖所示。好氧生物處理時，有機物的轉(zhuǎn)化過程如圖所示。有機物的好氧分解圖示有機物的好氧分解圖示2、好氧生物處理、好氧生物處理第3頁/共48頁 在斷絕供氧的條件下，利用厭氧微

3、生物的生命活動過程，使廢水中的有機物轉(zhuǎn)化成較簡單的有機物和無機物的處理過程，在工程上稱為廢水的厭氧生物處理。有機物的厭氧分解圖示有機物的厭氧分解圖示3、廢水的厭氧生物處理、廢水的厭氧生物處理第4頁/共48頁4、好氧生物處理與厭氧生物處理的區(qū)別、好氧生物處理與厭氧生物處理的區(qū)別 起作用的微生物群不同 產(chǎn)物不同 反應速率不同 對環(huán)境要求條件不同 第5頁/共48頁活性污泥法概述活性污泥法概述1、活性污泥法在污水處理中的重要地位、活性污泥法在污水處理中的重要地位 我國的河流97%以上都受到有機物的污染（1）應用的普遍性：95%以上的城市污水 ，5%以上工業(yè)廢水（2）高效性：SS ，COD、90%以上（

4、3）靈活性 ： 大，中，小水廠；高，中，低負荷（4）連續(xù)運行，可自動化（5）工藝(運行方式)多樣，功能多樣化，可脫氮，除磷 第6頁/共48頁2、活性污泥法研究及應用的現(xiàn)狀和發(fā)展、活性污泥法研究及應用的現(xiàn)狀和發(fā)展（1）超大型化(集中化) 微型化（2）高效快速(高負荷，節(jié)省體積)（3）節(jié)能（4）多功能化(N，P)（5）自動化控制管理，參數(shù)精密化，控制自動化第7頁/共48頁4.1 活性污泥法基本概念與流程活性污泥法基本概念與流程 第8頁/共48頁3、基本流程、基本流程 （1）曝氣池：微生物降解有機物的反應場所（2）二沉池：泥水分離（3）污泥回流：確保曝氣池內(nèi)生物量穩(wěn)定（4）曝氣：為微生物提供溶解氧，

5、同時起到攪拌 混合的作用。第9頁/共48頁活性污泥的形態(tài)，性質(zhì)，與評價指標活性污泥的形態(tài)，性質(zhì)，與評價指標 1.1.形態(tài)形態(tài) 多為黃褐色絮體，含水率超過多為黃褐色絮體，含水率超過9999 2.2.組成組成 四部分組成四部分組成（1 1）MaMa活性污泥微生物；活性污泥微生物；（2 2）MeMe活性污泥代謝產(chǎn)物；活性污泥代謝產(chǎn)物；（3 3）MiMi活性污泥吸附的難降解惰性有機物；活性污泥吸附的難降解惰性有機物；（4 4）MiiMii活性污泥吸附的無機物。活性污泥吸附的無機物。第10頁/共48頁3.活性污泥數(shù)量的評價指標（1）混合液懸浮固體濃度(mg/L) MLSS=Ma+Me+Mi+Mii （2

6、）混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(mg/L) MLVSS=Ma+Me+Mi4.沉降性與濃縮性評價指標（1） 污泥沉降比：SV% 又稱30min沉降比、混合液在量筒內(nèi)靜置30min后所形成沉淀污混容積占混合液容積的百分比。第11頁/共48頁30minSVI 混合液經(jīng)靜沉后的污泥容積這些污泥的干重)/()/()/(10%干污泥gmllgMlsslmlSV 一般為70150(ml/g)時沉降性能較好 ，過低無機物含量過高，污泥活性不好，過高易出現(xiàn)污泥膨脹。（ 2）污泥容積指數(shù)：SVI 靜置30min后，1g干污泥所占的容積（ml/g）第12頁/共48頁4.2 活性污泥凈化過程與機理活性污泥凈化過程與機理

7、第13頁/共48頁凈化反應過程分為三個階段： a.初期吸附； b.微生物代謝 c.活性污泥的凝聚、沉淀與濃縮。HHCO胞外，新的合成胞內(nèi)，分解為2HOHCONOHCONHOHCnzyx2227523)(酶572222222(xyC H NOOCOH OHC H OOCOH 源呼吸）（呼吸作用）合成分解第14頁/共48頁3、活性污泥凈化過程的影響因素、活性污泥凈化過程的影響因素 (1) 溫度，污水處理中絕大部分微生物最適宜生長的溫度范圍是15-30。 (2) 污泥負荷（Ns） (3) 溶解氧。 (4) PH 6.58.5 PH9時， 菌膠易解體活性污泥凝體遭到破壞。 (5) 營養(yǎng)物 C N P=

8、100 5 1 (6) 有毒物質(zhì) 重金屬、硫化氫、有毒有機物第15頁/共48頁4.2.2 活性污泥的增殖規(guī)律活性污泥的增殖規(guī)律 1.活性污泥增長曲線活性污泥增長曲線 停滯期：微生物剛剛接種在新的培養(yǎng)液中，對新環(huán)境的一個短暫的適應過程。此時菌體不裂殖、菌數(shù)不增加，生長速度接近零。但發(fā)生質(zhì)的變化。對數(shù)增長: F/M較大，營養(yǎng)充分，氧利用最大，微生物增殖速率和有機物降解速率最大。污泥活動力強，污泥松散，不易沉降。 第16頁/共48頁 減速期 F/M減小，有機物量成為增殖的限制因素，微生物增殖速率和有機物降解速率下降，污泥沉降性好，出水效果好。 衰減期 F/M最小，(內(nèi)源呼吸期)微生物活動能力低，絮凝

9、體，沉降性好，此時污泥量出現(xiàn)下降，出水水質(zhì)較好。第17頁/共48頁4.3 活性污泥的運行方式活性污泥的運行方式 在活性污泥法工程領(lǐng)域，應用著多種各具特色的運行方式。主要有以下幾種： 推流式活性污泥法； 完全混合活性污泥法； 階段曝氣活性污泥法； 吸附再生活性污泥法； 延時曝氣活性污泥法； 高負荷活性污泥法； 純氧曝氣活性污泥法； 淺層低壓曝氣活性污泥法； 深水曝氣活性污泥法；第18頁/共48頁1、傳統(tǒng)的活性污泥法、傳統(tǒng)的活性污泥法（1）主要優(yōu)點： a.處理效果好：BOD5的去除率可達90-95%； b.對廢水的處理程度比較靈活，可根據(jù)要求進行調(diào)節(jié)。（2）主要問題： a.為了避免池首端形成厭氧狀

10、態(tài)，不宜采用過高的有機負荷，因而池容較大，占地面積較大； b. 耗氧速度與供養(yǎng)速度不吻合，在池首端，氧供不應求。在池末端可能出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的現(xiàn)象，浪費了動力費用； c.對沖擊負荷的適應性弱。第19頁/共48頁2、階段曝氣活性污泥法、階段曝氣活性污泥法1.型式：廊道式2.流態(tài)： 推流式(多點進水)3.特點： 需氧和供氧較平衡 耐沖擊負荷力強 處理效果好第20頁/共48頁3、吸附、吸附再生活性污泥法再生活性污泥法 （1）型式：廊道式(吸附池和再生池可合建)（2）流態(tài)：中間進水，推流（3）特點： 處理質(zhì)量較差 耐沖擊負荷強 適合處理膠體物質(zhì)含量高的工業(yè)廢水第21頁/共48頁4 4、完全混合

11、式曝氣池、完全混合式曝氣池特點抗沖擊負荷能力強池中各點水質(zhì)相同，各部分有機物降解工況點相同，便于調(diào)控處理效率差于推流式易出現(xiàn)污泥膨脹第22頁/共48頁5 5、延時曝氣活性污泥法特點延時曝氣活性污泥法特點 由于負荷低，延時曝氣池容大，占地面積較大 對水質(zhì)水量變動性強 產(chǎn)泥量少 處理效果好6 6、高負荷活性污泥法特點、高負荷活性污泥法特點 由于負荷高，高負荷活性污泥法曝氣池容小，占地面積較小。 處理效果差，6070 產(chǎn)泥量高 適合做預處理第23頁/共48頁7 7、深水曝氣和深井曝氣、深水曝氣和深井曝氣 氧利用率高、占地面積小，可以處理較高 濃度的廢水。第24頁/共48頁8 8、純氧曝氣、純氧曝氣優(yōu)

12、點： Do8mg/L Mlss很高，高達40007000 x很少 SVI低，沉降性好缺點： 建設(shè)和運行費用高第25頁/共48頁4.4 曝氣原理及曝氣系統(tǒng)曝氣原理及曝氣系統(tǒng)1、氧的傳遞原理、氧的傳遞原理 1）曝氣的作用主要有： 充氧 攪動混合 2）對于氣體分子通過氣液界面的傳遞理論，在廢水生物處理界普遍接受的是 “雙膜理論”。雙膜理論示意第26頁/共48頁2、供氣量的計算、供氣量的計算ROVRCCKdtdcrTsbTLa2)()20()(02. 1)(0標準狀態(tài)下SREAEA指脫氧、清水、20，1大氣壓的氧利用率（） S鼓風機供氧量(kgO2/h)R0轉(zhuǎn)移到曝氣池中的氧量(kgO2/h)/(43

13、. 1%2132mkgoGSsAERGs3 . 00Gs鼓風機供氣量(m3/h)第27頁/共48頁3、鼓風曝氣系統(tǒng)、鼓風曝氣系統(tǒng)1) 曝氣裝置的技術(shù)性能指標： 動力效率（Ep）：每消耗1度電轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量（kgO2/kw.h）； 氧的利用率（EA）：又稱氧轉(zhuǎn)移效率，是指通過鼓風曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧量的百分比（%）； 充氧能力（R0）：通過表面機械曝氣裝置在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量（kgO2/h）。第28頁/共48頁2)鼓風曝氣裝置：微氣泡型曝氣裝置： 由微孔透氣材料（陶土、氧化鋁、氧化硅或尼龍等）制成的擴散板、擴散盤和擴散管等；氣泡直徑在2mm 以下； 氧的利用率較

14、高，EA=15 25%，動力效率在2kgO2/kw.h 以上；缺點：易堵塞，空氣需經(jīng)過濾處理凈化，擴散阻力大。第29頁/共48頁 中氣泡型曝氣裝置： 水力剪切型空氣擴散裝置： 水力沖擊型曝氣器：第30頁/共48頁3) 機械曝氣裝置機械曝氣裝置曝氣機理形成水躍，卷入空氣提升與輸出，更新水面從空氣復氧形成負壓，吸入空氣豎軸曝氣裝置豎軸曝氣裝置橫軸曝氣裝置橫軸曝氣裝置第31頁/共48頁4.5 活性污泥系統(tǒng)的工藝設(shè)計活性污泥系統(tǒng)的工藝設(shè)計1、工藝設(shè)計的主要內(nèi)容、工藝設(shè)計的主要內(nèi)容(1)選定工藝流程及構(gòu)筑物形式(2)曝氣池容積的計算及曝氣池的工藝設(shè)計(3)計算需氧量，供氣量以及曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計(4)

15、計算回流污泥量、剩余污泥量與污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(5)二次沉淀池型的選定與工藝計算、設(shè)計第32頁/共48頁2 、曝氣區(qū)容積的計算、曝氣區(qū)容積的計算（1）BOD污泥負荷率 XVQSNS0SXNQSV0（2）容積負荷率 VSSQNeV)(0vNQSV0第33頁/共48頁3 、曝氣系統(tǒng)與空氣擴散裝置的計算與設(shè)計、曝氣系統(tǒng)與空氣擴散裝置的計算與設(shè)計 1 1）需氧量與供氣量計算）需氧量與供氣量計算 XVbSSQaORe02ASERG3 . 00 2）空氣管道的布置計算 (1)空氣擴散裝置的選定與布置 (2)空氣管道布置與計算 根據(jù)空氣量查附錄求管徑: 空氣量為直線上的一點選擇管徑使之在流速范圍內(nèi) (一般干

16、管1015m/s，支管35m/s)第34頁/共48頁 3 3）鼓風機的選擇）鼓風機的選擇 根據(jù)供氣量和風壓選擇鼓風機根據(jù)供氣量和風壓選擇鼓風機 風壓擴散裝置水頭損失擴散裝置的出口壓風壓擴散裝置水頭損失擴散裝置的出口壓力管道水頭損失（沿程和局部）鼓風機進出力管道水頭損失（沿程和局部）鼓風機進出管道水頭損失安全值管道水頭損失安全值 第35頁/共48頁4、污泥回流系統(tǒng) 1 1）污泥回流量的計算）污泥回流量的計算 )/()(0dkgMLSSVXKSSyQxde)/(3dmXrxQw2）污泥回流裝置（1）螺旋泵（2）離心泵（3）氣提裝置第36頁/共48頁5 5、二沉池、二沉池 二沉池的作用是：分離泥水、

17、澄清混合液、濃縮和回流活性污泥。 與初沉池相比，二沉池的特點： 活性污泥混合液的濃度較高，有絮凝性能，其沉降屬于成層沉淀； 活性污泥的質(zhì)量較輕，易產(chǎn)生異重流，因此，其最大允許的水平流速(對平流式、輻流式而言)或上升流速（豎流式）都應低于初沉池； 由于二沉池還起著污泥濃縮的作用，所以需要適當增大污泥區(qū)的容積第37頁/共48頁4.6 活性污泥處理系統(tǒng)新工藝活性污泥處理系統(tǒng)新工藝1 氧化溝氧化溝1） 特點：氧化溝中形成富氧區(qū)和缺氧區(qū)，可以脫氮除磷；池型較大，占地面積較大，多在室外；負荷低，處理效果好、產(chǎn)泥量少；抗沖擊負荷能力強； 常不初沉池。第38頁/共48頁2）氧化溝構(gòu)造和流態(tài)）氧化溝構(gòu)造和流態(tài)（

18、1）污泥負荷 0.070.4kgBOD5/kgMLSSdd（2）容積負荷 0.282.4 kgBOD5/m3d，（3）泥齡 530d， （4）產(chǎn)泥率 0.61.2kgss/kgBOD5（5）MLSS 30006000mg/L （6） HRT 424h3）氧化溝技術(shù)參數(shù)氧化溝技術(shù)參數(shù) 環(huán)形溝渠結(jié)構(gòu)，水流流態(tài)循環(huán)混合式，介于推流式和完全混合式之間第39頁/共48頁4） 氧化溝種類氧化溝種類第40頁/共48頁2 間歇式活性污泥法（SBR法）1）SBRSBR法運行方式法運行方式 運行分為：進水、曝氣反應、沉淀、排水、待機（閑置）五個階段。第41頁/共48頁2） SBR工藝特點(1)工藝簡單，可省略二沉池和污泥回流設(shè)備(2)反應推動力大，效率高(3)沉淀效果好(4)不易發(fā)生污尼膨脹(5)通過運行方式調(diào)節(jié)(前加缺氧，厭氧時間)可脫N除P(6)便于自動控制(時間參數(shù))(7) 適用于中小型污水處理裝置第42頁/共48頁3 AB3 AB法廢水處理工藝法廢水處理工藝 1 1）ABAB法特點法特點 無初沉池無初沉池 A A，B B段各擁有自己的回流系統(tǒng)和微生物群體，兩段分開。段各擁有自己的回流系統(tǒng)和微生物群體，兩段分開。 由于由于A A段的負荷高，有效好的抗沖擊負荷能力段的負荷高，有效好的抗沖擊負荷能力 可以分期建設(shè)，條件成