废水的好氧生物处理

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1、5 废水的好氧生物处理5.1 概述5.2 活性污泥法5.3 氧化沟活性污泥法5.4 间歇式活性污泥法5.5 生物膜法重点、难点离子交换法的原理和 特点及吸附原理；活性污泥法原理和流 程；5.1概述游仆虫 线虫 变形虫 一、废水的生物处理概述概述废水的生物处理是 通过微生物的新陈 代谢作用，将废水 中的有机物的一部 分转化为微生物的 细胞物质，另一部 分转化为比较稳定 的化学物质（无机 物或简单有机物） 的方法。生物处理方法分类二、有机物好氧分解 图51 有机物的好氧分解1.好氧生物处理法主要依赖好氧菌和兼 性厌氧菌的生化作用来完 成处理工艺的过程。2.作用机理废水的好氧处理是在提 供游离氧的前

2、提下，以好氧 微生物为主，使有机物降解 的方法。其过程可以图51 来说明。3.特点反应速度较快，所需反应 时间较短，且在反应过程中， 基本上没有什么臭气，较卫生 ，对BOD5浓度在600mg/L以下的 废水较为适用。三、好氧分解对废水水质的要求 1、溶解氧废水中的溶解氧应在0.32mg/L之间，此时好氧菌和兼性菌都能进 行好氧呼吸。2、pH值对好氧的处理，pH值应在69之间。3、温度水温在2040之间最为合适。4、微生 物生长必 须的营养由生物的组成可知所需的营养包括碳、氮、磷、硫以及微量的钾、 钙、镁、铁等和维生素。多数重金属，如锌、铜、铅、铬等均含毒性，不利于微生物的成活 。但如逐步提高有

3、毒物质的浓度，则有可能在一定程度上，使其 适应新环境，而提高处理效率。6、进水 有机物的 浓度进水BOD5浓度一般在100600mg/L。7、废水 的可生化 性废水的可生化性一般用BOD5/COD值表示。当BOD5/COD0.5，采用生 物处理效果明显；BOD5/COD0.4，则不宜采用生物法处理。5、毒性 物质5.2活 性 污 泥 法活性污泥外观一、活性污泥法的原理（1）组成 好氧微生物 和兼性厌氧微生 物(兼有少量的厌 氧微生物)与其上 吸附的有机的和 无机的固体杂质 组成。1 1 好氧活性污泥的组成和性质好氧活性污泥的组成和性质（2）好氧活性污 泥的性质 颜色以棕褐色棕褐色为佳 黑色说明

4、厌氧、白色说 明无机物过多 含水率在99左右 密度为10021006 大小为00202mm 比表面积为20100cm2 ml之间 弱酸性(pH约为67) 当进水改变时，对进水 pH的变化有一定的承受 能力。2.2.活性污泥法活性污泥法就是以含于 废水中的有机污 染物为培养基， 在有溶解氧的条 件下，连续地培 养活性污泥，再 利用其吸附凝聚 和氧化分解作用 净化废水中的有 机污染物。3.活性污泥去除有机物的 过程主要包括三个阶段（1）吸附阶段 污水中的污染物 与活性污泥微生物充 分接触过程中，被具 有巨大比表面积（可 达200010000m2/m3 ）且表面有多糖类粘 性物质的活性污泥微 生物所

5、吸附及粘连， 从而使污水得到净化 。（2）氧化阶段 活性污泥在有 氧条件下，以吸附 及吸收的一部分有 机物为营养，进行 细胞合成，以另一 部分进行分解代谢 ，并释放能量。（3）絮凝体的形成 与凝聚沉淀阶段 氧化阶段合成的 菌体絮凝形成絮凝体 ，通过重力沉淀从水 中分离出来，使水得 到净化。图52 活性污泥法基本流程二、普通活性污泥法处理系统活性污泥法通常是由曝气池、沉淀池、污泥回 流和剩余污泥排除系统所组成，如图52所示三、曝气设备 Phase 1（一）曝气的作用向液相供给溶解氧，并起搅拌和混合作用空气扩散装置Phase 1（二）常用的曝气设备（1）鼓风曝气曝气系统由加 压设备（鼓风机） 、空

6、气扩散装置和 管道三部分组成。 空气以气泡的形式 扩散到混合液，使 气泡中的氧迅速转 移到液相供微生物 需要并搅拌混合液 。多用于长廊式曝 气池，现也用于深 井曝气池。（2）机械曝气机械曝气是以装在曝 气池水面的表面曝气机的 快速转动，进行表面充氧 。按转轴的方向不同，表 面曝气机分为竖式竖式（图5 3所示）和卧式（图54所 示）两类。图53 竖式表面曝气机（伞型叶轮）竖式曝气机的转轴与水面垂直，装有叶轮，常用的有平板 型、伞型和泵型三种。但运行时噪声较大，易使污泥破碎。（2）机械曝气机械曝气是以装在曝气 池水面的表面曝气机的快 速转动，进行表面充氧。 按转轴的方向不同，表面 曝气机分为竖式（

7、图53 所示）和卧式卧式（图54所 示）两类。图54 TNO型曝气转刷卧式的表面曝气设备包括转刷曝气机和转盘曝气机 ，常用于氧化沟活性污泥法中。鼓风曝气表面机械曝气1.表面机械曝气的氧吸收率高 ，鼓风曝气低，前者耗电较后 者少； 2.鼓风曝气设备多，机械曝气 设备少； 3.叶轮曝气适合水量较小的小 型曝气池，鼓风曝气适用于大 水量的大型曝气池。（三）特点四、活性污泥的性能指标1、污泥 沉降比（ SV）污泥沉降比是指一定量的曝气池混合液，静止30min后，沉降污泥 体积与原混合液体积之比，是控制运行的重要指标之一。一般在 1530。2、污泥 浓度（ MLSS）指曝气池单位混合液中所含悬浮固体的质

8、量（g/L或mg/L），反映 微生物的量。一般MLSS值控制在24g/L。3、污泥指 数（SVI）是指曝气池混合液静止30min后，1g干污泥湿时所占有的体积（ mL/g）。即SVI（mL/g）SV/MLSS4、污泥 密度指数 （SDI）曝气池混合液在静置30min后，含于100mL沉降污泥中的活性污泥悬 浮固体的克数。SDI=100/SV产生原因:污泥结构松 散，沉降性差，造成 污泥上浮而随水流失 ，广义地把活性污泥 地凝聚性和沉降性恶 化，以及处理水浑浊 的现象总称为活性污 泥的膨胀。五、活性污泥法运行中常见的问题产生原因产生原因:污泥结 构松散，沉降性差 ，造成污泥上浮而 随水流失，广义

9、地 把活性污泥地凝聚 性和沉降性恶化， 以及处理水浑浊的 现象总称为活性污 泥的膨胀。解决方法解决方法：加强管 理，及时监测。当进 水浓度大，出水水质 差时，加强曝气提高 供氧量；加大排泥量 ，提高进水浓度；曝 气池中含碳高而使碳 氮比失调时，投加含 氮化合物；加氯可以 起凝聚和杀菌双重作 用。（一）（一）污泥膨胀污泥膨胀污泥膨胀1.1.污泥脱氮上浮污泥脱氮上浮活性污泥上氮气吸附多 时，由于比重降低，污泥 随气体浮上水面。2.2.污泥腐化上浮污泥腐化上浮污泥由于缺氧而腐化（厌 氧分解），产生大量甲烷及 二氧化碳气体附着在污泥上 ，使污泥比重变小而上浮， 上浮的污泥发黑发臭。 防止方法：减少曝气

10、、及时 排泥、减少曝气池进水量。（二）污泥上浮污泥上浮（三）污泥的致密与减少（三）污泥的致密与减少污泥失去活性。解决方法：投加营养料；缩短 曝气时间或减少曝气量；调整回流 比和污泥排放量；防止污泥上浮， 提高沉淀效果。污泥的培养和驯化当废水中含有合 成洗涤剂及其它起泡 物质时，就会在曝气 池表面形成大量泡沫 。它会隔绝空气与水 接触，吸附大量活性 污泥固体，影响环境 卫生。解决方法解决方法：在曝 气池上安装喷洒管网 ，用压力水（处理后 的废水或自来水）喷 洒，打破泡沫；定时 投加除沫剂（如机油 、煤油等）以破除泡 沫。（四）（四）泡沫问题泡沫问题泡沫问题泡沫问题六、活性污泥法的特点剂改革方向1

11、.特点：处理能力强，出水水质好 ，氮基建费、运行费高；能耗 大，管理复杂，易出现污泥膨 胀，污泥上浮等问题。（1）简化流程 ，压缩基建费（5）简化污泥 的后处理（2）节约能源 ，降低运行费（4）简化管理 ，保证稳定运行（3）增加功能 ，改善出水水质2.改革方向5.3氧化沟活性污泥法长沙市第二污 水处理厂氧化沟技术简介氧化沟（oxidation ditch）又名连续循环曝气 池，是活性污泥法的一种变形。长沙市第一污水处理厂氧化沟氧化沟技术的发展氧化沟技术的发展氧化沟污水处理工艺是20世纪50年代由荷兰卫生工程研究 所研制成功的，自从1954年在荷兰的首次投入使用以来，应其 优点，已被国内外广泛的

12、应用于生活污水和工业污水的治理， 如长沙市一污、二污均采用此法。一、氧化沟技术的发展及工艺原理氧化沟的技术特征采用的技术参数采用的技术参数有机物容积负荷： 0.20.4 kgBOD5/ (m3.d) 有机物污泥负荷： 0.050.15kgBOD5/ (kgMLSSd) 水力停留时间： 1024h 污泥龄： 1030d 活性污泥浓度： 20006000mg/L 出水水质BOD5 ：1015mg/L SS： 1020mg/L NH3N： 13mg/L一般氧化沟污水处理厂的流程如下图所示：氧化沟工艺流程氧化沟工艺流程二、氧化沟技术特点 工艺流程简单 ，运行管理方便 处理效果稳定 ，出水水质好 污泥产

13、量高， 污泥性质稳定 自动化程度高 ，基建费用大 曝气时间长， 能耗高 能承受水量、 水质冲击负荷三、Carrousel氧化沟1. Carrousel氧化沟的结构Carrousel氧化沟是1967年 由荷兰的DHV公司开发研制，它 使用定向控制的曝气和搅动装 置，向混合液传递水平速度， 从而使被搅动的混合液在氧化 沟闭合渠道内循环流动，因此 ，它既有完全式混合反应器的 特点，又有推流式反应器的特 点，沟内存在明显的溶解氧浓 度梯度。Carrousel氧化沟2. Carrousel2. Carrousel氧化沟处氧化沟处 理污水的原理理污水的原理污水直接与污泥一起 进入氧化故欧系统表曝 机增加水

14、中溶解氧，微生 物去除水中有机污染物， 同时，氨被氧化成硝酸盐 和亚硝酸盐曝气机下游 ，混合液缺氧，反硝化开 始进入有氧区，完成一 次循环好氧区（硝化）缺氧区 （反硝化）3. Carrousel氧 化沟存在的问题（1）污泥 膨胀问题（2）泡沫问题（3）污泥上浮问题（4）流速不均 及污泥沉积问题微孔曝气型Carrousel 2000系统Carrousel 3000系统该系统采用微孔曝气（ 供氧设备为鼓风机），微孔 曝气器产生大量直径为1mm左 右的微小气泡，提高氧含量 ，为了取得更好的脱氮除磷 的效果，该系统增加了一个 厌氧区和绝氧区（又称前反 硝化区）。该系统是在Carrousel 2000系

15、统前再加上一个生 物选择区，该生物选择区 是利用高有机负荷筛选菌 种，抑制丝状菌的增长， 提高各污染物的去除率。Carrousel氧化沟的发展Orbal 氧化沟是一种常见的氧化沟形式，其最大特 点是一般由三条同心圆式的环状沟渠组成，由外到 内将其沟渠内的溶解氧浓度控制在0、1、2 mg/L Carrousel 氧化沟的特点是一般不采用横轴式的曝 气转刷或转碟，而是采用竖轴式的低速表面曝气机 进行曝气和提供对水流的推动力，可以采用较深的 水深。常采用曝气转碟进行曝气。5.4间歇式活性污泥法（ SBR）SBRSBR工艺即序批式活性污泥法工艺即序批式活性污泥法（ Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，简写为SBR），又称为 间歇式活性污泥法，由于在运行中采用间 接操作的形式，每一个反应池是一批批地 处理废水，因此而得名。一、间歇式活性污泥法的特点进水 反应 沉淀 排水 闲置二、间歇式活性污泥法工艺流程SBR工艺的一个完整操作周期有五个阶段（见图5-8）：进水期 (fill)、反应期(react)、沉淀期(settle)、排水期(dra