廢水的好氧生物處理

關于廢水的好氧生物處理第1頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三5.1概述第2頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三游仆蟲

線蟲

變形蟲

一、廢水的生物處理概述廢水的生物處理是通過微生物的新陳代謝作用，將廢水中的有機物的一部分轉化為微生物的細胞物質，另一部分轉化為比較穩(wěn)定的化學物質（無機物或簡單有機物）的方法。第3頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三生物處理方法分類第4頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三二、有機物好氧分解圖5－1有機物的好氧分解1.好氧生物處理法

主要依賴好氧菌和兼性厭氧菌的生化作用來完成處理工藝的過程。2.作用機理廢水的好氧處理是在提供游離氧的前提下，以好氧微生物為主，使有機物降解的方法。其過程可以圖5－1來說明。第5頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三3.特點反應速度較快，所需反應時間較短，且在反應過程中，基本上沒有什么臭氣，較衛(wèi)生，對BOD5濃度在600mg/L以下的廢水較為適用。生化需氧量（或生物耗氧量，即BOD）五日生化需氧量,簡稱BOD5,對生活污水來說,它約等于完全氧化分解耗氧量的70%。第6頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三三、好氧分解對廢水水質的要求

1、溶解氧廢水中的溶解氧應在0.3～2mg/L之間，此時好氧菌和兼性菌都能進行好氧呼吸。2、pH值對好氧的處理，pH值應在6～9之間。3、溫度水溫在20℃～40℃之間最為合適。4、微生物生長必須的營養(yǎng)由生物的組成可知所需的營養(yǎng)包括碳、氮、磷、硫以及微量的鉀、鈣、鎂、鐵等和維生素。第7頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三多數(shù)重金屬，如鋅、銅、鉛、鉻等均含毒性，不利于微生物的成活。但如逐步提高有毒物質的濃度，則有可能在一定程度上，使其適應新環(huán)境，而提高處理效率。6、進水有機物的濃度進水BOD5濃度一般在100～600mg/L。7、廢水的可生化性廢水的可生化性一般用BOD5/COD值表示。當BOD5/COD＞0.5，采用生物處理效果明顯；BOD5/COD＜0.4，則不宜采用生物法處理。BOD5/COD指標是5日生化需氧量與化學需氧量的比值，是污水可生化降解性的指標。5、毒性物質第8頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三5.2活性污泥法第9頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三活性污泥外觀一、活性污泥法的原理（1）．組成

好氧微生物和兼性厭氧微生物(兼有少量的厭氧微生物)與其上吸附的有機的和無機的固體雜質組成。

活性污泥是一種絨絮狀小顆粒，其上棲息著大量的活性微生物，具有沉降性能和生物活性。1好氧活性污泥的組成和性質（2）．好氧活性污泥的性質

顏色以棕褐色為佳黑色說明厭氧、白色說明無機物過多含水率在99％左右密度為1．002-1．006大小為0．02-0．2mm比表面積為20-100cm2／ml之間弱酸性(pH約為6．7)當進水改變時，對進水pH的變化有一定的承受能力。第10頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三2.活性污泥法

就是以廢水中的有機污染物為培養(yǎng)基，在有溶解氧的條件下，連續(xù)地培養(yǎng)活性污泥，再利用其吸附凝聚和氧化分解作用凈化廢水中的有機污染物。2.1活性污泥法反應機理

有機物在各種微生物的作用下，通過生化反應轉變成CO2和細胞質的過程。第11頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三3.活性污泥去除有機物的過程主要包括三個階段（1）吸附階段

污水中的污染物與活性污泥微生物充分接觸過程中，被具有巨大比表面積（可達2000～10000m2/m3）且表面有多糖類粘性物質的活性污泥微生物所吸附及粘連，從而使污水得到凈化。（2）氧化階段

活性污泥在有氧條件下，以吸附及吸收的一部分有機物為營養(yǎng)，進行細胞合成，以另一部分進行分解代謝，并釋放能量。（3）絮凝體的形成與凝聚沉淀階段

氧化階段合成的菌體絮凝形成絮凝體，通過重力沉淀從水中分離出來，使水得到凈化。第12頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三圖5－2活性污泥法基本流程二、普通活性污泥法處理系統(tǒng)活性污泥法通常是由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系統(tǒng)所組成，如圖5－2所示第13頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三第14頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三三、曝氣設備

Phase1（一）曝氣的作用向液相供給溶解氧，并起攪拌和混合作用第15頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三空氣擴散裝置Phase1（二）常用的曝氣設備（1）鼓風曝氣曝氣系統(tǒng)由加壓設備（鼓風機）、空氣擴散裝置和管道三部分組成?？諝庖詺馀莸男问綌U散到混合液，使氣泡中的氧迅速轉移到液相供微生物需要并攪拌混合液。多用于長廊式曝氣池，現(xiàn)也用于深井曝氣池。第16頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三（2）機械曝氣

機械曝氣是以裝在曝氣池水面的表面曝氣機的快速轉動，進行表面充氧。按轉軸的方向不同，表面曝氣機分為豎式（圖5－3所示）和臥式（圖5－4所示）兩類。第17頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三圖5－3豎式表面曝氣機（傘型葉輪）

豎式曝氣機的轉軸與水面垂直，裝有葉輪，常用的有平板型、傘型和泵型三種。但運行時噪聲較大，易使污泥破碎。第18頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三第19頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三（2）機械曝氣

機械曝氣是以裝在曝氣池水面的表面曝氣機的快速轉動，進行表面充氧。按轉軸的方向不同，表面曝氣機分為豎式（圖5－3所示）和臥式（圖5－4所示）兩類。第20頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三圖5－4TNO型曝氣轉刷

臥式的表面曝氣設備包括轉刷曝氣機和轉盤曝氣機，常用于氧化溝活性污泥法中。第21頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三鼓風曝氣表面機械曝氣1.表面機械曝氣的氧吸收率高，鼓風曝氣低，前者耗電較后者少；2.鼓風曝氣設備多，機械曝氣設備少；3.葉輪曝氣適合水量較小的小型曝氣池，鼓風曝氣適用于大水量的大型曝氣池。（三）特點第22頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三四、活性污泥的性能指標1、污泥沉降比（SV）污泥沉降比是指一定量的曝氣池混合液，靜止30min后，沉降污泥體積與原混合液體積之比，是控制運行的重要指標之一。一般在15％～30％。2、污泥濃度（MLSS）指曝氣池單位混合液中所含懸浮固體的質量（g/L或mg/L），反映微生物的量。一般MLSS值控制在2～4g/L。3、污泥指數(shù)（SVI）是指曝氣池混合液靜止30min后，1g干污泥濕時所占有的體積（mL/g）。即SVI（mL/g）＝SV/MLSS4、污泥密度指數(shù)（SDI）曝氣池混合液在靜置30min后，含于100mL沉降污泥中的活性污泥懸浮固體的克數(shù)。SDI=100/SV第23頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三產(chǎn)生原因:污泥結構松散，沉降性差，造成污泥上浮而隨水流失，廣義地把活性污泥地凝聚性和沉降性惡化，以及處理水渾濁的現(xiàn)象總稱為活性污泥的膨脹。五、活性污泥法運行中常見的問題產(chǎn)生原因:污泥結構松散，沉降性差，造成污泥上浮而隨水流失，廣義地把活性污泥地凝聚性和沉降性惡化，以及處理水渾濁的現(xiàn)象總稱為活性污泥的膨脹。解決方法：加強管理，及時監(jiān)測。當進水濃度大，出水水質差時，加強曝氣提高供氧量；加大排泥量，提高進水濃度；曝氣池中含碳高而使碳氮比失調時，投加含氮化合物；加氯可以起凝聚和殺菌雙重作用。（一）污泥膨脹第24頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三污泥膨脹第25頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1.污泥脫氮上浮活性污泥上氮氣吸附多時，由于比重降低，污泥隨氣體浮上水面。2.污泥腐化上浮污泥由于缺氧而腐化（厭氧分解），產(chǎn)生大量甲烷及二氧化碳氣體附著在污泥上，使污泥比重變小而上浮，上浮的污泥發(fā)黑發(fā)臭。防止方法：減少曝氣、及時排泥、減少曝氣池進水量。（二）污泥上浮第26頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三污泥上浮第27頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三（三）污泥的致密與減少污泥失去活性。解決方法：投加營養(yǎng)料；縮短曝氣時間或減少曝氣量；調整回流比和污泥排放量；防止污泥上浮，提高沉淀效果。污泥的培養(yǎng)和馴化第28頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三

當廢水中含有合成洗滌劑及其它起泡物質時，就會在曝氣池表面形成大量泡沫。它會隔絕空氣與水接觸，吸附大量活性污泥固體，影響環(huán)境衛(wèi)生。

解決方法：在曝氣池上安裝噴灑管網(wǎng)，用壓力水（處理后的廢水或自來水）噴灑，打破泡沫；定時投加除沫劑（如機油、煤油等）以破除泡沫。（四）泡沫問題第29頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三泡沫問題第30頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三六、活性污泥法的特點劑改革方向1.特點：處理能力強，出水水質好，氮基建費、運行費高；能耗大，管理復雜，易出現(xiàn)污泥膨脹，污泥上浮等問題。第31頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三（1）簡化流程，壓縮基建費（5）簡化污泥的后處理（2）節(jié)約能源，降低運行費（4）簡化管理，保證穩(wěn)定運行（3）增加功能，改善出水水質2.改革方向第32頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三5.3氧化溝活性污泥法第33頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三長沙市第二污水處理廠氧化溝技術簡介氧化溝（oxidationditch）——又名連續(xù)循環(huán)曝氣池，是活性污泥法的一種變形。第34頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三長沙市第一污水處理廠氧化溝氧化溝技術的發(fā)展氧化溝污水處理工藝是20世紀50年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所研制成功的，自從1954年在荷蘭的首次投入使用以來，應其優(yōu)點，已被國內外廣泛的應用于生活污水和工業(yè)污水的治理，如長沙市一污、二污均采用此法。一、氧化溝技術的發(fā)展及工藝原理第35頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三氧化溝的技術特征采用的技術參數(shù)有機物容積負荷：0.2～0.4kgBOD5/(m3.d)有機物污泥負荷：0.05～0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)水力停留時間：10～24h污泥齡：10～30d活性污泥濃度：2000～6000mg/L出水水質BOD5：10～15mg/LSS：10～20mg/LNH3－N：1～3mg/L第36頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三一般氧化溝污水處理廠的流程如下圖所示：氧化溝工藝流程第37頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三二、氧化溝技術特點①工藝流程簡單，運行管理方便②處理效果穩(wěn)定，出水水質好③污泥產(chǎn)量高，污泥性質穩(wěn)定⑥自動化程度高，基建費用大⑤曝氣時間長，能耗高④能承受水量、水質沖擊負荷第38頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三三、Carrousel氧化溝1.Carrousel氧化溝的結構

Carrousel氧化溝是1967年由荷蘭的DHV公司開發(fā)研制，它使用定向控制的曝氣和攪動裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動的混合液在氧化溝閉合渠道內循環(huán)流動，因此，它既有完全式混合反應器的特點，又有推流式反應器的特點，溝內存在明顯的溶解氧濃度梯度。Carrousel氧化溝2.Carrousel氧化溝處理污水的原理污水直接與污泥一起進入氧化故歐系統(tǒng)→表曝機增加水中溶解氧，微生物去除水中有機污染物，同時，氨被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽→曝氣機下游，混合液缺氧，反硝化開始→進入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)第39頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三好氧區(qū)（硝化）缺氧區(qū)（反硝化）第40頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三3.Carrousel氧化溝存在的問題（1）污泥膨脹問題（2）泡沫問題（3）污泥上浮問題（4）流速不均及污泥沉積問題第41頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三微孔曝氣型Carrousel

2000系統(tǒng)Carrousel

3000系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用微孔曝氣（供氧設備為鼓風機），微孔曝氣器產(chǎn)生大量直徑為1mm左右的微小氣泡，提高氧含量，為了取得更好的脫氮除磷的效果，該系統(tǒng)增加了一個厭氧區(qū)和絕氧區(qū)（又稱前反硝化區(qū)）。

該系統(tǒng)是在Carrousel2000系統(tǒng)前再加上一個生物選擇區(qū)，該生物選擇區(qū)是利用高有機負荷篩選菌種，抑制絲狀菌的增長，提高各污染物的去除率。Carrousel氧化溝的發(fā)展第42頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三Orbal氧化溝是一種常見的氧化溝形式，其最大特點是一般由三條同心圓式的環(huán)狀溝渠組成，由外到內將其溝渠內的溶解氧濃度控制在0、1、2mg/LCarrousel氧化溝的特點是一般不采用橫軸式的曝氣轉刷或轉碟，而是采用豎軸式的低速表面曝氣機進行曝氣和提供對水流的推動力，可以采用較深的水深。常采用曝氣轉碟進行曝氣。第43頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三5.4間歇式活性污泥法（SBR）第44頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三SBR工藝即序批式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess，簡寫為SBR），又稱為間歇式活性污泥法，由于在運行中采用間接操作的形式，每一個反應池是一批批地處理廢水，因此而得名。一、間歇式活性污泥法的特點第45頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三進水

反應

沉淀

排水

閑置二、間歇式活性污泥法工藝流程SBR工藝的一個完整操作周期有五個階段（見圖5-8）：進水期(fill)、反應期(react)、沉淀期(settle)、排水期(draw)和閑置期(idle)第46頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三曝氣方式不同第47頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三潷水器出水第48頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三三、SBR工藝的特點流程簡單,運行費用低固液分離效果好，出水水質好運行操作靈活，效果穩(wěn)定脫氮除磷效果好有效防止污泥膨脹耐沖擊負荷123456節(jié)省占地面積7第49頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三四、間歇式活性污泥法的影響因素SBR工藝進水過程在緩慢攪拌時，可使聚磷菌釋磷量加大，從而使聚磷菌在好氧狀態(tài)下攝取磷量越大。

當進水處于厭氧狀態(tài)時，進水帶來了極少量NOx－—N，盡量降低曝氣池內進水前留于池內的NOx－—N濃度，主要靠好氧曝氣停止后沉淀、排水段的缺氧運行。進水工序的厭氧狀態(tài)，DO為0.3～0.5mg/L，當釋磷速度為9～10mg/(gMLSS·h)，水力停留時間大于1h；

好氧曝氣工序DO在2.5mg/L以上，曝氣時間4.0h為宜；排放、沉淀工序，DO≦0.7mg/L，時間為2h左右?！?.進水時緩慢攪拌的影響2.NOx－—N對脫氮、除磷的影響3.運行時間4.DO的影響第50頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三5.5生物膜法第51頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三一、基本概念

生物膜是依靠附著于固體表面濾料的介質上而生長繁殖的微生物凈化有機物的好氧處理方法。

主要的生物膜法有：①生物濾池：其中又可分為普通生物濾池、高負荷生物濾池、塔式生物濾池等；②生物轉盤；③生物接觸氧化法；④好氧生物流化床等。第52頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三優(yōu)點缺點（1）附著于固體介質表面上的微生物對水量，水質的變化有較強的適應。（3）降解產(chǎn)物污泥量少。（4）管理方便。（1）濾料表面積小，BOD容積負荷小。（2）固體介質有利于微生物形成穩(wěn)定的生態(tài)體系，棲息微生物的種類較多，處理效率高。（2）附著于固體表面的微生物量較難控制，操作伸縮性差。（3）靠自然通風供氧，不如活性污泥供氧充足，容易產(chǎn)生厭氧。生物膜法的特點第53頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三二、生物膜法基本原理1、生物膜的形成2、生物膜的成熟3、生物膜的更新與脫落

含有營養(yǎng)物質和接種微生物的污水在填料的表面流動，一定時間后，微生物會附著在填料表面而增殖和生長，形成一層薄的生物膜。

在生物膜上由細菌及其它各種微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)以及生物膜對有機物的降解功能都達到了平衡和穩(wěn)定。生物膜從開始形成到成熟，一般需要30天左右(城市污水，20C)，成熟的生物膜一般厚度為2mm。生物膜的基本結構如圖5-7所示。生物膜厚度不斷增加，氧氣不能透入的內部深處將轉變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)；厭氧的代謝產(chǎn)物增多，氣態(tài)產(chǎn)物的不斷逸出，減弱了生物膜在填料上的附著能力，易于脫落。老化膜脫落，新生生物膜又會生長起來。第54頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三圖5-7生物膜結構示意圖第55頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三三、生物濾池第56頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三第57頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三生物濾池構造及組成1、濾料的要求①比表面要大；②孔率高；③質材強度高；④穩(wěn)定；⑤價廉一般為實心拳狀濾料，如碎石、卵石、爐渣等；工作層的濾料的粒徑為2540mm，承托層濾料的粒徑為70100mm。2、池壁的功能構筑物主體，起支撐作用。3、池底排水系統(tǒng)4、布水系統(tǒng)布水裝置的目的是將廢水均勻地噴灑在濾料上，常用旋轉布水裝置。排水系統(tǒng)處于濾床的底部，其作用是收集、排出處理后的廢水和保證良好的通風；一般由滲水頂板、集水溝和排水渠所組成；滲水頂板用于支撐濾料，其排水孔的總面積應不小于濾池表面積的20%；滲水頂板的下底與池底之間的凈空高度一般應在0.6m以上，以利通風，一般在出水區(qū)的四周池壁均勻布置進風孔。第58頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三第59頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三四、生物接觸氧化法①②③④

生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法處理工藝；又稱為淹沒式生物濾池。1.主要特點

生物接觸氧化池內的生物固體濃度高于活性污泥法和生物濾池，具有較高的容積負荷

不需要污泥回流，無污泥膨脹問題，運行管理簡單

對水量水質的波動有較強的適應能力

污泥產(chǎn)量略低于活性污泥法1.主要特點第60頁，講稿