【正文】 200 201 202 203 204 205 206 好氧生物處理的基本原理 ?好氧生物處理（ Aerobic biological treatment）： 在有氧條件下，有機(jī)物在好氧微生物的作用下氧化分解。常用的固體顆粒有土壤和堆肥。 ?A/O工藝強(qiáng)調(diào)進(jìn)水與回流污泥混合后維持嚴(yán)格厭氧狀態(tài)，避免厭氧區(qū) 硝酸鹽 的存在。 189 (一 ) A/O(anoxic oxic)工藝 ?A/O工藝的特點(diǎn) 流程簡(jiǎn)單，建設(shè)費(fèi)用低，能耗低； 以原污水中的有機(jī)物和內(nèi)源代謝產(chǎn)物作為反硝化的碳源，不需補(bǔ)充碳源； 好氧池在缺氧池之后可以進(jìn)一步除去有機(jī)物。 183 生物除磷的原理 生物除磷的途徑： 微生物細(xì)胞合成中吸收部分磷； 微生物以聚磷酸鹽的形式超量?jī)?chǔ)存磷。 亞硝酸根和硝酸根對(duì)人體健康有害。 ?類似于結(jié)晶過(guò)程，增加 CaCO3等不溶性無(wú)機(jī)鹽有助于顆粒污泥的形成。此獎(jiǎng)項(xiàng)每年由美國(guó)南加州大學(xué)（ USC）頒發(fā)，獲獎(jiǎng)?wù)呖色@得 200,000美元獎(jiǎng)金和金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆? 進(jìn)水 沼氣 污泥回流 出水 160 厭氧接觸反應(yīng)器 ?優(yōu)點(diǎn) 包括普通反應(yīng)器的所有優(yōu)點(diǎn)，另外其負(fù)荷率、有機(jī)物降解率均高于普通污水消化池。 停留時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備體積較大。曾廣泛用于不設(shè)污水廠的合流制排水系統(tǒng)。而厭氧生物處理大約能產(chǎn)生 145 146 厭氧處理原理 CH4 脂肪酸 乙酸、 H CO2 有機(jī) 物質(zhì) 發(fā)酵 細(xì)菌 產(chǎn)乙酸 細(xì)菌 產(chǎn)甲烷 細(xì)菌 三階段理論 147 厭氧處理原理 蛋白質(zhì)和碳水化合物 氨基酸和單糖 長(zhǎng)鏈脂肪酸 甲烷 復(fù)雜的可降解顆粒物 脂肪 揮發(fā)性有機(jī)酸 （丙酸、丁酸等） 乙酸 氫 發(fā)酵 水解 產(chǎn)甲烷階段 2/3 水解 產(chǎn)酸階段 發(fā)酵 1/3 產(chǎn)甲烷階段 148 厭氧生物處理中的微生物 ?（發(fā)酵菌）產(chǎn)酸菌 可將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的小分子的一類微生物，它們參與產(chǎn)甲烷階段以前的所有分解有機(jī)物的過(guò)程并產(chǎn)生 小分子有機(jī)酸 。 ? 1904年，首先在英國(guó)漢普敦建成了雙層沉淀池，將沉淀池下部改變?yōu)橄摇? ?在這種系統(tǒng)中，由下向上進(jìn)入的廢水的流速或曝氣的程度被控制在足以使載體流動(dòng)不互相接觸，但又不能破壞 “ 生物膜 ” 結(jié)構(gòu)的程度。 ? 轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈即完成一個(gè)吸附和一個(gè)氧化周期，轉(zhuǎn)盤(pán)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，上述過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，使廢水得到凈化。 118 119 生物轉(zhuǎn)盤(pán) ? 生物轉(zhuǎn)盤(pán)的概念產(chǎn)生于 1901年，但是當(dāng)前使用的工藝發(fā)展于 20世紀(jì) 50年代。 110 生物濾池 ?排水系統(tǒng) 排水系統(tǒng)處于濾床的底部，其作用是收集、排出處理后的水以保證濾床的通風(fēng)。 ?濾料表面微生物迅速繁殖，形成一層充滿微生物的生物膜。 ? 20世紀(jì) 70年代以后，各種新型工藝相繼出現(xiàn)，生物膜法成為和活性污泥法并列的污水生物處理技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用。 83 序批式反應(yīng)池（ SBR） 84 運(yùn)行中的 SBR工藝 85 序批式反應(yīng)池 86 生物膜法 ?生物膜： 通過(guò)附著而固定在特定載體（石頭、沙礫或塑料網(wǎng)等）上的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的微生物群落形成的一層黏液狀膜。d 好氧 DO=23 HRT=24h 泥齡 =1520d 泥量小，僅為傳統(tǒng)工藝（ CAS）的 1/41/3 79 完全混合法 ? 出現(xiàn)于 20世紀(jì) 50年代后期，用來(lái)處理高負(fù)荷工業(yè)廢水，尤其是含有抑制性有機(jī)物的工業(yè)廢水。 ?可以降低曝氣池前端的耗氧速率，避免缺氧情況，提高空氣利用率。 ?曝氣池與二沉池是活性污泥法的基本組成。 活性污泥系統(tǒng)的指標(biāo) 污泥沉降性能指標(biāo) 污泥沉降比（ SV） ：取混合液至 1000mL或 100mL量筒，靜止沉淀 30min后，度量沉淀活性污泥的體積占混合液體積的比例（ %）表示污泥沉降比。 36 活性污泥法 ?活性污泥 (activated sludge)： 是由多種好氧微生物、某些兼性或厭氧微生物以及廢水中的固體物質(zhì)、膠體等交織在一起的呈黃褐色絮體。 ?非揮發(fā)性固體（ FS） ：灼燒后剩余的固體物質(zhì)即為 FS。這一指標(biāo)目前很少使用。 ?COD是度量廢水中有機(jī)污染物含量的一個(gè)常用水質(zhì)指標(biāo)。 ?盡可能減少產(chǎn)生的污泥量。 用活性炭、硅藻土等吸附劑吸附除去污水中的污染物。 天然水體中的自凈作用是 廢水 生物處理技術(shù)與方法的基礎(chǔ) 5 水體的自凈原理 物理凈化 天然水體的稀釋、擴(kuò)散、沉淀和揮發(fā) 等作用，使污染物質(zhì)的濃度降低。 廢水的生物處理法 4 水體自凈 正常情況下，當(dāng)水體接納了一定量的有機(jī) 污染物后，在無(wú)人干預(yù)條件下，借助于 水體自身的調(diào)節(jié)能力使污染物濃度不斷 降低，最后水質(zhì)恢復(fù)到污染前的水平 和狀態(tài)，我們把水體的這種自我凈化 作用叫作 水體自凈 (Selfpurification)。 7 化學(xué)性污染 物理性污染 生物性污染 無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)污染 水 體 污 染 分 類 無(wú)機(jī)物質(zhì)污染 需氧物質(zhì)污染 油類污染 有機(jī)有毒物質(zhì)污染 懸浮物質(zhì)污染 熱污染 放射性污染 水體污染分類 8 污水處理方法 ?物理法： 主要是利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)。 由于整個(gè)過(guò)程是在微生物所產(chǎn)生的酶的參與下發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，因此將廢水生物處理稱為廢水生化處理。因此，為實(shí)用起見(jiàn)， 一般取 5d所消耗的氧來(lái)作為指標(biāo)，簡(jiǎn)稱為 BOD5。 ?對(duì)于生活污水 BOD5和 CODCr的比值大致為 ～。 28 懸浮固體（ SS）與溶解性固體（ DS） ?懸浮固體（ SS） ：廢水經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾，被過(guò)濾器截留的固體。 ? 在廢水處理工程中，常用的好氧生物處理法有 活性污泥法； 生物膜法。 42 動(dòng)膠菌屬 43 球衣菌屬 44 活性污泥中的微生物 原生動(dòng)物 鞭毛蟲(chóng) 纖毛蟲(chóng) 49 活性污泥中的微生物 微小后生動(dòng)物 ?輪蟲(chóng)類 (rotifers) ?線蟲(chóng)類 (nematodes) 微小后生動(dòng)物常攝食污泥中細(xì)菌、 原生動(dòng)物殘骸的碎片等。 污泥負(fù)荷 (F/M)： 單位質(zhì)量活性污泥，單位時(shí)間去除 COD或 BOD的量， kgBOD/kgMLSS 活性污泥法的基本特點(diǎn) 71 活性污泥法的主要類型 ?短時(shí)曝氣法 ?階段曝氣法 ?AB法 ?完全混合法 ?SBR法 72 短時(shí)曝氣法 ?加大進(jìn)口的通氣量，然后隨有機(jī)物濃度的逐漸降低而相應(yīng)減少通氣量。 77 生物吸附法（ AB法） 曝氣池 二沉池 剩余污泥 空 氣 出水 中沉池 廢水 剩余污泥 曝氣池 回流污泥 回流污泥 空 氣 A段 B段 78 吸附－生物降解工藝（ AB法） A段 B段 吸附段 高有機(jī)負(fù)荷 F2kg/kg （ 3）池液里各個(gè)部分的需氧量比較均勻。 ? 20世紀(jì) 2030年代，生物濾池為主的生物膜法得到了廣泛應(yīng)用。 ? 污水以滴狀灑布在塊狀濾料的表面，污水流經(jīng)表面時(shí)會(huì)形成生物膜，其中的微生物攝取有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)，使污水得到凈化。 100 一些填料的形狀 酚醛樹(shù)脂蜂窩填料 常用填料的類型 聚乙烯蜂窩填料 聚乙烯蜂窩填料 半軟性填料 彈性立體填料 立體彈性填料 立體彈性填料 掛膜后的網(wǎng)狀填料 109 布水裝置 ? 通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的噴淋裝置將污水均勻分布于多孔慮床上。 生物轉(zhuǎn)盤(pán) ?固定在一根軸上的許多間距很小的圓盤(pán)或多角形盤(pán)片組成。現(xiàn)在全世界估計(jì)大約有 3000套生物轉(zhuǎn)盤(pán)裝置。 128 生物接觸氧化池的流程圖 接觸氧化池 二沉池 空氣 出水 初沉池 廢水 剩余污泥 129 生物接觸氧化池 又稱淹沒(méi)式生物濾池，Submerged Biofilm Reactor 接觸氧化池外觀圖 接觸氧化池反應(yīng)區(qū)的構(gòu)造 填料框架 框架與填料 框架與生物填料 135 生物流化床（ Fluid Bed） ?使廢水通過(guò) “ 流化態(tài) ” 并附著有生物膜的顆粒床，廢水中的物質(zhì)在床內(nèi)同均勻分散的生物膜相接觸而獲得去除。 143 厭氧工藝的發(fā)展歷史 ? 1881年 2月，法國(guó)人莫拉斯（ Mouras）將簡(jiǎn)易沉淀池加以改進(jìn)而得到的 “ 自動(dòng)凈化器 ” ，處理污水污泥。 厭氧處理原理 ?1967年， Bryant發(fā)現(xiàn)奧爾甲烷桿菌是一種甲烷菌和產(chǎn)氧產(chǎn)乙酸菌構(gòu)成的共生體。產(chǎn)甲烷菌都是 絕對(duì)厭氧菌 。 ? 有機(jī)容積負(fù)荷率高； ? 營(yíng)養(yǎng)鹽類需要量少。停留時(shí)間長(zhǎng)。每槽產(chǎn)氣量約為100,000立方英尺，產(chǎn)出的甲烷主要用作