污废水第四章教案

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1、1,污废水处理工培训,深圳市环保产业协会,2,第四章 活性污泥法,全部教学的重点，水处理技术的核心部分；特别是好氧活性污泥工艺的相关知识与操作。 重点：基本工艺流程、活性污泥法的机理与各控制参数、曝气的运行管理与维护。 难点：曝气的运行管理与维护、各类控制参数的测量。,3,一、活性污泥法概述（A） 掌握活性污泥法基本工艺流程 掌握活性污泥主要生物种类 掌握活性污泥法对进水的要求,4,1、概述 （1）发展过程 是城市污水和有机废水最有效的生物处理法 （2）特点 它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好。,5,（3）工艺流程,6,（4）活性污泥处理系统的组成,预处理（

2、格栅、调节池、沉砂池、初次沉淀池） 曝气池 二次沉淀池 鼓风曝气系统 污泥回流系统,7,(5)活性污泥形态与组成,活性污泥的形态： 黄褐色絮绒状颗粒，粒径0.02-0.2mm； 污水中悬浮生长，含水率99%，比重1.002-1.006 活性污泥的组成： 具有代谢功能活性的微生物群体（Ma） 微生物内源代谢、自身氧化的残留物（Me） 原污水带入的难降解惰性有机物（Mi） 原污水带入的无机物（Mii）,8,2、主要生物种类 细菌类：菌胶团、球衣细菌、硝化菌、脱氮菌、聚磷菌 原生动物 藻类 后生动物 细菌、原生动物、藻类都是单细胞生物体、而后生动物是多细胞生物体。,9,（1） 细菌类,体形最小、单细

3、胞生物，具有在好养和厌氧条件下分解有机物的能力；数量：107-108个/mL；增殖世代时间20-30min； 对污水处理起作用的菌种： 菌胶团 球衣细菌 硝化菌 脱氮菌 聚磷菌,10,（1） 细菌类,菌胶团：AS&Biofilm的主要生物，好氧、异氧菌； 球衣细菌：白色或灰色、丝状，大量繁殖引起污泥膨胀；好氧、异氧菌；,11,（1） 细菌类,硝化菌：氨化菌、亚硝酸菌、硝酸菌；好氧、自氧菌；,12,（1） 细菌类,脱氮菌：缺氧、异氧菌，将亚硝酸盐或硝酸盐还原为氮气,13,（1） 细菌类,聚磷菌：厌氧/好氧交替、异氧菌，对磷有过剩的 摄取能力,14,（2） 原生动物,单细胞、好氧生物； 有机物和细

4、菌的捕食者，保证水质的进一步提高、生物膜的更新； 变形虫 纤毛虫类 鞭毛虫类,15,（3） 藻类,植物，含有叶绿素；单细胞； 光合作用，释放氧溶于水中；,16,17,（4） 后生动物,多细胞构成，体内有各种器官； 轮虫：形体较小； 甲壳虫、昆虫幼虫：形体较大； 水质良好的标志；,轮虫,线虫,18,3、活性污泥法对进水水质的要求,进水预处理，以满足微生物在反应器内连续繁殖的条件； 营养源 pH 水温 进水浓度 水质、水量变化 其它：SS、油类、溶解盐、重金属等。,19,营养源:,必需的营养盐：C, N, P, Salt, etc. 痕量元素（无机盐）：Na、K、Ca、Fe BOD5100mg/L

5、，BOD5:N:P=100:5:1，营养盐不足，引起水质恶化、污泥膨胀；营养盐过量，AS出水不达标。 无机盐：是否投加无机盐，通过实验确定；,20,pH: 装置内的pH在中性值范围（6.0-8.5）；需要对装置内pH监测，并设置中和措施，以应付异常情况的发生。,CO2的生成，使碱性废水pH降低； 有机酸被分解，使酸性废水pH提高； 生物处理有自动调节、保持pH在中性范围，故不一定将原废水的pH事先调到6.0-8.5（针对含有机酸时，若无机酸碱则必须调整）.,21,水温:,过高：40C，蛋白变质，失去活性； 过低：降低微生物的活性；设计时使处理装置充分的适应低温处理的要求。,22,进水浓度：对于

6、高浓度、有毒有害有机物，,AS：采用先稀释、驯化，或多点进水； Biofilm：采用处理水循环，以稀释原水；,23,水质、水量变化：,有机负荷高，使出水残留量增加；引起AS系统污泥膨胀； 水量过大，二沉池q增大，沉降分离效果差； 水量波动大，影响二沉池污泥分离；,设置均化调节池。,24,其它: （a）SS： 过高使AS剩余活性污泥量增大，Biofilm异常增殖，且MLVSS/MLSS降低； 判断标准：悬浮物浓度是否超过BOD浓度。,25,其它: （b）油脂类和油分： 动物性油脂类：可生物降解；但形成油膜，低温时凝固成球，分解极缓慢； 石油类的油分：生物分解缓慢；部分以油滴状态混入活性污泥排出系

7、统外。 AS除油分时，要求有相对油分510倍的BOD量，且在规定的标准以下； （经验：油分20%VSS时，AS被油分浸渍，极大的降低去油能力）,26,其它: （c）溶解盐类：使渗透压增加； 海水盐浓度3%左右，微生物可生存（耐受），故以此为标准。 盐浓度高，渗透压增加；但丝状菌成块状，沉降性显著改善； 钙离子浓度高，与代谢产物CO2生成CaCO3，增加AS的无机成分、导致Biofilter的阻塞。,27,其它: （d）重金属：使渗透压增加； 超过一定限度，对微生物有害； 一定浓度内，微生物增殖必需的元素；但在微生物体内浓缩，污泥农用时，随食物链传递。,28,二、初次沉淀池（A） 处理技术 初次

8、沉淀池的维护管理,29,1、处理技术 初次沉淀池是活性污泥处理系统的重要组成部分，它的运行管理的好坏，对整个系统有重大的影响。 分为普通沉淀池和混凝沉淀池。,30,（1）池形与池数 按池形分：长方形（长宽比3：1）、正方形、圆形 按水流方向：平流式、辐流式、竖流式 为了方便清扫、修理、改造，通常设置2个或以上沉淀池,31,32,（2）构造 钢混结构(大型），碳钢结构（小型） 大型沉淀池须设置刮泥机，池底坡度0.01-0.1 泥斗坡度60度,33,（3）设计运行参数 表面负荷：1.5-3.0m3/(m2.h) 有效水深：2.5-4.0m 沉淀时间：1-2h 出水堰负荷： 小于2.9L/(m.s)

9、 超高：50cm,34,（4）刮泥机 长方形沉淀池：链带式或桁车式刮泥机 圆形或正方形：旋转式刮泥机 （5）排泥设备 排泥方式：机械排泥、重力排泥等,35,2、初次沉淀池的维护管理 （1）初次沉淀池维护管理的一般要求 运行管理：调节进水量，均匀配水； 及时排泥、及时清除浮渣； 控制回流比等。,36,安全操作 清捞浮渣、清扫堰口时，应采取安全及监护措施； 与排泥管道连接的闸井、廊道等，应保持良好通风； 刮泥机在运行时，不得多人同时上刮泥机。,37,维护管理 定期检修刮泥机电刷、橡胶板等； 应定期对斜板沉淀池的斜板进行检修、 更换； 定期检修行走机构、电器设备，并测试其各项技术性能。,38,技术指

10、标P148 不同形式沉淀池的表面负荷、停留时间均不同； 初次沉淀池BOD5、SS去除率分别大于25%、40%； 初沉池排放污泥的含水率不得大于98%。,39,（2）初次沉淀池的水质管理 观测项目：气味、水温、透明度、 PH、BOD、COD、排泥总固体浓度、 排泥的灼烧减量,40,初次沉淀池出水异常分析P151 异常现象：颜色变化、产生臭味、透明度下降、SS上升 可能原因：回流水导致过负荷、各池进水量不均、污泥排放不彻底等内因，或是工业废水、地下水、河水、海水等外部原因,41,（3）初次沉淀池的运行管理 概述 无论哪种形式沉淀池要求池内流速均匀，避免短流；表面负荷与SS的关系，表面负荷越小，SS

11、去除率越高。,42,管理要点 表面水力负荷的调节（增减沉淀池个数、或延长缩短运行时间）； 入流闸的调节； 刮泥机的运行（连续运转和间歇运转）； 排泥量的调节（排放少量多次）； 剩余污泥及从污泥处理设施的回流； 水面观察（避免池底部堆积污泥的腐败，造成污泥上浮）。,43,正常管理 水面监视：颜色、气泡、臭气、进水是否均匀、是否附着泡沫、污泥是否随水流失； 设备的维护：除渣装置、刮泥机、污泥泵、自控装置； 刮泥机： 排泥：,44,异常管理 污泥上浮：原因：沉淀时间过长或排泥不当使污泥长时间堆积或刮泥机工作异常导致（链条断开或空转）； 污泥流出：原因：进水量过大致表面负荷过高或溢流堰负荷过大或因污泥

12、过量堆积； 池内水发黑发臭：措施：改善进水水质、因腐败污水进入，可缩短污水在管路设施中的停留时间、改善消化池的运转管理。,45,（4）刮泥机的运行管理p155 一般操作 回转式刮泥机的维护保养 链条刮板式刮泥机的维护管理 桁车式刮泥机的维护管理,46,（5）排泥设备的运行管理 污泥泵采用无堵塞的离心泵； 间歇排泥时宜少量多次； 重力排泥时，液位差的设定很关键。,47,（6）排水设备（溢流堰）及除渣设备的 维护保养 溢流堰 除渣设备 （7）浮渣处理与处置 浮渣先打捞或刮除，然后放置或压榨脱水,48,三、曝气池 活性污泥法处理工艺 曝气池的维护管理,49,1、活性污泥的处理工艺 （1）活性污泥法净

13、化机理 活性污泥对有机物的吸附 有机物的氧化和同化 活性污泥絮体的沉淀和分离 生物硝化 生物脱氮 生物除磷,50,活性污泥对有机物的吸附,51,51,被吸附有机物的氧化和同化,分解代谢,O2,合成代谢,代谢产物 H2O,CO2,NH3,能量,微生物,内源呼吸,O2,内源呼吸,内源呼吸产物 H2O,CO2,NH3,微生物,内源呼吸残留物,合成细胞物质 C5H7NO2,污水中有机物 （CxHyOz）,能量,52,有机物的氧化方程： 新细胞的合成： 微生物自身氧化：,53,活性污泥絮体的沉淀和分离,对数增殖期：F/M高，有机物降解快，AS的混凝、沉降性能差； 内源呼吸期：F/M逐渐降低，AS的混凝、

14、沉降性能均较高；,54,活性污泥增长曲线与运行方式,城市污水处理厂利用微生物处于减速增殖期的后期到内源呼吸期运行： AS具有良好的去除有机物性能； 在二沉池有良好的沉降性能。,55,生物硝化/生物脱氮,56,生物硝化/生物脱氮,含氮 化合物,硝化反应过程,NO-3,N2,反硝化反应过程,57,硝化反应（Nitrification Process）,硝化菌：自养菌，包括Nitrosomonas等氨氧化菌和Nitrobacter等亚硝酸氧化菌和硝酸氧化菌。,58,硝化反应（Nitrification Process）,(1) 氨化反应（Ammonification Reaction）:,每生成1g

15、氨氮，产生3.57g碱度(以CaCO3计)。,59,(2)硝化反应（Nitrification Process）,每1gNH3-N氧化为NO3-需要4.57g氧，需消耗7.14g碱度。 进水氨氮浓度高且碱度低时，硝化反应消耗碱度，出水pH值下降，需补充碱度（如投加NaOH） 。,60,反硝化反应（Denitrification Process）,异化反硝化：6NO3-+5CH3OH 3N2+5CO2+7H2O+6OH- 增加碱度,还原1g硝酸盐氮生成3.57g碱度，需要2.86gBOD(C-BOD),61,生物除磷,62,生物除磷,聚磷菌对磷的摄取和释放过程,63,64,2.活性污泥法主要设计

16、和运行参数,污泥龄(c)/生物固体停留时间（SRT） BOD负荷 F/M（Ns，Nv）/水力停留时间 活性污泥微生物浓度（X，Xv，Xr） 剩余活性污泥量（Qw） 混合液溶解氧浓度 污泥沉降比(SV)、污泥容积指数(SVI)、污泥界面沉降速度 生物降解需氧量（R0）、供气量(Gs),65,污泥龄c/生物固体停留时间(SRT),66,有机负荷、水力停留时间,So, Lv = Ls X,67,手册：污泥负荷（kgBOD/kgMLVSS.d）,去除BOD污泥负荷,68,69,活性污泥微生物浓度,70,具有代谢功能活性的微生物群体（Ma） 微生物内源代谢、自身氧化的残留物(Me) 原污水带入的难降解惰性有机物（Mi） 原污水带入的无机物（Mii）,活性污泥的组成,71,混合液悬浮固体浓度（MLSS，Mixed liquor suspended solids) ： MLSS