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1、水工程可靠性原理,污水生物处理 第三组,目录+分工,01,漆露：生物膜法,03,税玥茜：鸡冠石污水厂案例,05,邵圆媛：汇总+汇报人,02,石敬华：活性污泥法,04,秦宇航：好氧生物处理,污水处理的一般技术途径,污水处理技术可分为物理处理法、化学处理法、生物处理法。 物理处理法利用物理原理主要分离污水中的悬浮固体。 化学处理法则利用化学反应分解污水中各种形态的污染物。 生物处理法是利用微生物的代谢作用转化污水中的胶体性或溶解性污染物，使之成为无害物质的方法。,生物处理的优点和基本类型,1、生物处理的优点 效率高 普通活性污泥水处理厂，每天1m3曝气池能转换12kg干有机物，100倍于森林。 效
2、果好 BOD去除率达90%95%，COD去除率为60%70% 适用范围广（与微生物特点相关） 成本低、运行费用少； 可处理的水量大，方法成熟 生物处理是废水二级处理的首选方法,基本原理,污水生物处理法是天然水体生物自净原理的人工强化和具体应用。 通过适宜的条件，在特定的污水处理装置，充分利用微生物高速度高效率地分解/转化污染物，使污水得到净化。,1.生物膜法的发展,在20世纪50年代以前，生物膜法却一直未被人们重视，其原因主要是因为生产中最早采用的生物膜法构筑物足以碎石为填料的滴滤池。碎石的比表面积小，能够为微生物附着生长的表面积小，因而滴滤池的负荷不可能很大，使其占地面积较大，卫生状况也不好
3、。 50年代，由于塑料工业的发展以及塑料填料引入生物膜处理系统，使生物膜法出现了许多具有重要意义的发展。因此，出现了许多新型的生物膜法设备。 70年代末，为强化生物膜法反应器中的传质，流化床系统被引人生物膜处理中，称为生物流化床。生物流化床兼有活性污泥法和生物膜法的待点，又称为半生物膜和半悬浮生长系统。,生物膜的概念,生物膜法： 利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法 。 原理： 生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的 。,污水生物处理生物膜法,
4、生物膜法,生物膜法,生物转盘,生物接触氧化法,生物流化床,生物滤池,污水生物处理生物膜法,生物滤池,生物滤池（biological filter, trickling filter）是由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物，以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来，使污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，使污水得到净化的人工生物处理技术。,污水生物处理生物膜法,生物滤池,普通生物滤池适用范围和特点：,水量小（1000m3/d） 效果好（BOD去除率大于95%） 运行稳定，易管理，节能 占地大，易堵塞 产生滤池蝇，散发臭味,污水生物处理生物膜法,
5、生物滤池,高负荷生物滤池流程：,污水生物处理生物膜法,生物滤池,高负荷生物滤池流程：,特征： 1） 负荷高（水利负荷是普通的100倍） 2） 进水BOD不可过高（小于200mg/L） 3） 出水要进行回流 构造特点： 1） 表面呈圆形 2）使用旋转式洒水装置,污水生物处理生物膜法,生物转盘,生物转盘是使微生物（生物膜）固着在能转动的圆板（体）上，而废水处于半静止状态，籍水的浮力和外加动力使圆盘在水中转动与废水接触，从而使废水得到净化。,污水生物处理生物膜法,生物转盘,污水生物处理生物膜法,生物接触氧化法,生物转盘的构造,生物转盘由转动轴、转盘、废水处理槽及驱动装置等部分组成。,盘体:盘体表面形
6、状、盘体的材质、盘体与转轴的夹角、盘体外周形状、盘体的直径、盘体厚度、盘体间距,氧化反应槽：槽与盘体边缘净距取20-50mm，容积应按水位位于盘体直径的40%处考虑，底部应设排泥管和放空管和相应的阀门。出水形式采用齿形溢流堰。,驱动装置：包括动力设备与减速装置,转轴：一般长度为0.7-7m。,污水生物处理生物膜法,生物接触氧化法,生物接触氧化池的构造,生物接触氧化池主要由池体、填料、曝气系统、进水和出水系统以及排泥系统所组成。,池体：填料层的高度介于2.03.5m,污水生物处理生物膜法,生物接触氧化法,生物接触氧化法是使某种填料浸没于水中，在填料表面和填料间的空隙生成膜状生物性污泥，废水与其接
7、触从而得到净化。,污水生物处理生物膜法,生物接触氧化法,生物接触氧化法的工艺流程,污水生物处理生物膜法,生物接触氧化法,可以间歇运转。,充氧效率高，传质条件好。,能够克服污泥膨胀问题。,不需要回流污泥。,对水质、水量适应能力强。,剩余污泥量少。,生物接触氧化法特点,污水生物处理生物膜法,生物流化床,生物流化床是借助流体使表面生长着微生物的固体颗粒呈流态化，同时进行去除和降解有机污染物的生物膜法处理技术。,污水生物处理生物膜法,生物流化床,床层状态：固定床状态、流化床状态、液体输送状态。,污水生物处理生物膜法,生物流化床,生物流化床的类型,2.污水的生物处理活性污泥法,活性污泥法是指以活性污泥为
8、主体的污水生物处理技术。活性污泥法于1914年在英国曼彻斯特建成试验厂开创以来，已有将近90年的历史，随着实际生产上的广泛应用和技术上的不断革新改进，特别是近几十年来，在对其生物反应和净化机理进行深入研究探讨的基础上，活性污泥法在生物学、反应动力学的理论方面以及在工艺方面都得到了长足的发展，出现了多种能够适应各种条件的工艺流程，当前，活性污泥法已成为生活污水、城市污水以及有机性工业废水的主体处理技术。在实际运行中已正式效果显著的工艺有：氧化沟、间歇式活性污泥法以及AB法污水处理工艺。 活性污泥：向生活污水注入空气进行曝气，每天保留沉淀物，更换新鲜污水。这样，在持续一段时间后，在污水中即将形成一
9、种成黄褐色的絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离，并使污水得到净化、澄清。这种絮凝体就是称为“活性污泥”的生物污泥。,传统的活性污泥法系统是以活性污泥反应器曝气池作为核心处理设备，此外还有二次沉淀池、污泥回流系统和曝气与空气扩散系统所组成。在投入正式运行前，在曝气池内必须进行以污水作为培养基的活性污泥培养与驯化工作。 经初次沉淀池或水解酸化装置处理后的污水从一端进入曝气池，于此同时，从二次沉淀池连续回流的活性污泥，作为接种污泥，也于此同步进入曝气池。此外，从空压机站送来的压缩空气，通过干管和支管的管道系统和铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入
10、污水中，其作用除向污水充氧外，还使曝气池内的污水、活性污泥处理剧烈搅动的状态。,污水的生物处理活性污泥法,污水的生物处理活性污泥法,这样，由污水、回流污泥和空气互相混合形成的液体，称为混合液。活性污泥反应进行的结果，污水中的有机污染物得到降解、去除，污水得以净化，由于微生物的繁衍增殖，活性污泥本身也得到增长。 经过活性污泥净化作用后的混合液由曝气池的另一端流出进入二次沉淀池，在这里进行固液分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中一部分作为接种污泥回流曝气池，多余的一部分则作为剩余污泥排出系统。剩余污泥与在曝气池内增长的污泥，在数量上应保持平衡，是曝气池的污
11、泥浓度相对地保持在一个较为恒定的范围内。,氧化沟又称循环曝气池，是于50年代由荷兰的巴斯维尔（Pasveer）所开发的一种污水生物处理技术。氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成。沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。,污水的生物处理活性污泥法：氧化沟,在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化与反硝化，取得脱氮的效应。 在工艺上可考虑不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度，也可与二次沉淀池合建，省去污泥回流装置。具有较长的水力停留
12、时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。,间歇式活性污泥处理系统简称SBR工艺，又称序批式活性污泥处理系统。 本工艺系统最主要特征是采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器间歇曝气曝气池。与连续式活性污泥法系统相较，本工艺系统组成简单，无需设污泥回流设备，不设二次沉淀池，曝气池容积也小于连续式，建设费用与运行费用都较低。特点： SVI值较低，污泥易于沉淀； 通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应； 应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，可能使本工艺过程实现全部自动化，而由中心控制室控制。,污水的生物处理活性污泥法：SBR工艺,吸附生物降解工艺，简称A
13、B法污水处理工艺，是德国亚琛工业大学宾克（Bohnke）教授于70年代中期开创的。 与传统的活性污泥处理相较，AB工艺的主要特征是： 全系统共分预处理段、A段、B段等三段。在预处理段设格栅、沉砂池等简易处理设备，不设初次沉淀池； A段由吸附池和中间沉淀池组成，B段则由曝气池及二次沉淀池所组成； A段与B段各自拥有独立的污泥回流系统，两段完全分开，每段能够培育出各自独特的，适于本段水质特征的微生物种群。,污水的生物处理活性污泥法：AB法,鸡冠石污水处理厂位于重庆主城南岸区鸡冠石镇，是我国西南地区规模最大的污水处理厂。服务范围为重庆主城区嘉陵江南岸、长江南北岸的12 个排水区域。服务面积为261
14、km2 , 服务人口169 万。污水处理厂近期设计规模60 万m3/d , 雨季135 万m3/ d ;远期设计规模80 万m3 /d , 雨季165 万m3 /d 。在2006 年5 月污泥培养成功后的试运行期间脱氮除磷效果不佳。针对此问题, 于2007 年初开始调整工艺的运行工况, 最终实现稳定生产、达标排放, 并顺利通过重庆市环保局验收。,3.案例一：重庆鸡冠石污水处理厂,从鸡冠石污水处理厂的水质、水量、地形等具体条件出发, 选择工艺可靠、运行灵活的多模式A2/O工艺。然而，传统A2/O工艺在运行过程中普遍存在着以下的问题： 1）脱氦和除磷存在着矛盾，当系统脱氮能力较强时，除磷能力就相对
15、较弱；当系统除磷能力较强时，脱氮能力就相对较弱。 2）由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影响了系统的脱氮效果。除此之外，脱氮效果还受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中挟带溶解氧(DO)和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不高。又因连续进水，时常会出现多种异常情况，使活性污泥随二沉池出水流失，增加了处理水中的SS，降低了处理水效果。 因此，鸡冠石污水处理厂，在反应池中设置了不同的进水点和进泥点, 根据季节、水量和水质的不同, 及时调整进水点和进泥点, 可以按照常规A2/O、倒置A2/O、阶段曝气等多种模式运行, 增强了工艺的灵活性, 提高了除磷脱氮效果。,由于
16、传统A2/O工艺的缺陷，鸡冠石污水处理厂从运行开始一直采用倒置A2/O工艺。处理工艺如下：,倒置A2/O其实是将A2/O工艺的厌氧区和缺氧区倒置；回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，这样就相应解决了A2/O工艺运行中存在的反硝化碳源不足的问题，及好氧区的回流污泥中携带的硝酸盐对厌氧条件的不利影响问题，同时去除硝态氧，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，以强化除磷效果。再根据不同进水水质情况下，生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化，调节分配到缺氧段和厌氧段的进水比例，使反硝化作用和除磷效果均得到有效保证。 其特点如下: 聚磷菌厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境,其在厌氧条件下形成的吸磷动力可以得到更充分的利用,具有“饥饿效应”优势; 允许所有参与回流的污泥全部经历完整的释磷、吸磷过程,故在除磷方面具有“群体效应”优势; 缺氧段位于工艺的首端,允许反硝化优先获得碳源,故进一步加强了系统的脱氮能力; 工程上采取适当措施可以将回流污泥和内循环合并为一个外回流
