【正文】 微生物 ） ?污水的凈化 （ 接觸－吸附－傳遞－生物代謝 ） ?生物膜的增殖代謝 （ 增厚－分層－脫落更新 ） ?盤片轉(zhuǎn)動的作用 ?充氧 ?攪拌混合 ?增強傳質(zhì) ?攜帶水 生物轉(zhuǎn)盤的主要優(yōu)點 ?生物濃度高 （ 40000－ 60000mg/L） ， 處理效果好 ?生物相分級生長 ， 各級可培育相應(yīng)的優(yōu)勢菌群 ， 可進行深度處理 ?污泥齡長 ， 生物多樣化 ， 食物鏈長 ， 剩余污泥量少 ，無污泥膨脹 ?耐沖擊負荷能力強 ， 可承受高濃度污水 ?可改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)充氧效果 ， 控制生物膜厚度 ， 運行管理簡便 ?能耗低 生物轉(zhuǎn)盤的主要缺點 ?占地大 （ 盤片直徑限制氧化槽深度 ） ?盤片內(nèi)外緣線速度不均 ， 生物膜厚度 ， 充氧 、接觸 、 水力沖刷不均衡 ?不宜建在室外 ， 特別是北方寒冷地區(qū) ?造價高 （ 材料多 ， 價格貴 ） ， 對生產(chǎn)加工要求高 （ 轉(zhuǎn)軸易撓曲變形 ） 生物轉(zhuǎn)盤的設(shè)計計算 ?負荷計算法： ?BOD負荷 （ NA） ： 10－ 40 gBOD5/ ?容積面積比 （ G） ： 5－ 9 L/m2 ?水力停留時間 （ t） ： h ?經(jīng)驗公式計算法： ?經(jīng)驗圖表計算法： （ 教材 、 設(shè)計手冊 ） 生物轉(zhuǎn)盤設(shè)計計算例題 ? 某住宅小區(qū)生活污水量 Q＝ 500 m3/d，進水 BOD5＝ 150 mg/L，采用生物轉(zhuǎn)盤進行處理， BOD面積負荷 NA＝ 15 gBOD/，盤片直徑 D＝ ，盤片總數(shù)為（）片？ A 480 , B 510 , C 550 , D 600 5 1 03 1 8 55 0 0 06 3 425 0 0 05 0 0 0151 5 05 0 02220???????????DMmNQSAA?生物接觸氧化法的 工作原理 ?池內(nèi)填充生物載體 （ 填料 ） ， 污水淹沒填料 ， 池底通入空氣曝氣 ， 充氧 、 攪拌 、 三相對流接觸 、 傳遞 ， 通過填料表面生物膜的代謝作用 ， 使污水得到凈化 。 ?運行方式與曝氣池相似 ， 只是在池內(nèi)人為提供微生物棲息生長的填料 ， 所以又稱為 “ 接觸曝氣法 ” 。 生物接觸氧化法的主要特點 ?優(yōu)點： ?兼具活性污泥法和生物膜法的主要優(yōu)點 ， 由于生物載體 （ 填料 ） 的不斷革新 、 變化 ， 使該工藝更具靈活性 、 多樣性 。 ?懸浮 、 附著微生物共存 ， 生物濃度高 （ 10000 mg/L） ， 處理能力大 ， 耐沖擊負荷能力強 。 ?不產(chǎn)生濾池蠅和臭氣 ， 操作簡單 ， 運行管理方便 。 生物接觸氧化法的主要特點 ?缺點： ?如果設(shè)計運行不當 ， 填料易堵塞； ?布水 、 布氣不易均勻； ?由于大量填料的使用 ， 造價較高 。 ?具有截留懸浮物和脫落生物膜的凈化功能 ， 無需二沉池 。 ?無需污泥回流 ， 也無污泥膨脹之慮 ， 維護管理方便 。 ? 二級處理出水排入湖泊、水庫、景觀河道等緩流水體，會導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化； ? 二級處理出水排入水產(chǎn)養(yǎng)殖等具有較高經(jīng)濟價值的水體，會導(dǎo)致水質(zhì)惡化，使其遭到破壞； ? 二級處理出水水質(zhì)不能滿足回用要求。 污水深度處理的對象、 目標與技術(shù) 處理目的 處理對象 水質(zhì)指標 主要處理技術(shù) 排放水體 再生回用 有機物 懸浮狀態(tài) SS 混凝沉淀、過濾 溶解狀態(tài) BOD COD TOC 膜生物反應(yīng)器 活性炭吸附 臭氧氧化 防止富營養(yǎng)化 植物性營養(yǎng)鹽類 氮 T－ N NH3－ N 吹脫、折點氯化 生物脫氮 磷 PO4－ P T－ P 混凝沉淀 生物除磷 再生回用 微量成分 溶解性無機物 無機鹽類 電導(dǎo)率 Mg、 Ca、 Cl離子 反滲透、電滲析 離子交換 微生物 細菌、病毒 氧化、消毒 懸浮物的去除 ?混凝沉淀 ?過濾 砂濾 微濾 反滲透 1A 10A 100A 1000A 1181。 100181。 余氯和氯化合物對水生物有毒害作用，部分氯化合物有致癌作用 大、中型 污水處理廠 臭氧 消毒效率高 去除有機物、色、味 投資大、成本高 設(shè)備管理復(fù)雜 衛(wèi)生條件要求高 的污水處理廠 次氯酸鈉 現(xiàn)場生產(chǎn)，直接投配，使用方便，易于控制。 ? 反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度可補償硝化反應(yīng)所需堿度的一半左右，處理城市污水時，不必投堿調(diào)節(jié) pH值。 ? 在處理水中含有一定濃度的硝酸鹽，如果沉淀池運行不當，會發(fā)生反硝化反應(yīng)，造成污泥上浮，使出水水質(zhì)惡化。 ? 內(nèi)循環(huán)液溶解氧較高，破壞 A段缺氧狀態(tài)，影響脫氮效果。 ? 內(nèi)循環(huán)比（ R）：內(nèi)循環(huán)回流比不僅影響脫氮效果，而且影響動力消耗，是一項非常重要的設(shè)計參數(shù)。 ? MLSS值：反應(yīng)池內(nèi) MLSS應(yīng)在 3000mg/L以上，低于此值，脫氮效果顯著降低。 ? 再生廢水的城市回用 ? 城市景觀 ? 城市綠化 ? 市政雜用水 ? 再生廢水的工業(yè)回用 ? 工業(yè)冷卻水 ? 鍋爐補給水 ? 工藝用水 ? 再生廢水的農(nóng)業(yè)回用 ? 農(nóng)業(yè)灌溉 ? 漁牧用水 污水再生回用水質(zhì)標準 ? 《 城 市 污 水 再 生 利 用 景觀環(huán)境用水水質(zhì) 》 (GB/T189212022) ? 《 城 市 污 水 再 生 利 用 城 市 雜 用 水 水 質(zhì) 》 (GB/T189202022) ? 《 農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準 》 (GB508492) 污水再生回用處理技術(shù) ?以二級處理出水為原水的傳統(tǒng)處理工藝 : 二級處理出水 消毒劑 沉淀池 混凝劑 回用水 混凝池 污泥 清水池 濾池 污水再生回用處理技術(shù) ?以二級處理出水為原水的 CMF處理工藝 : 二級處理出水 消毒劑 沉淀池 混凝劑 回用水 混凝池 污泥 清水池 連續(xù)微濾裝置 污水再生回用處理技術(shù) ?直接處理污水的 MBR處理工藝 : 空氣 MBR生物池 污水 消毒劑 回用水 清水池 調(diào)節(jié)池 Membrane BioReactor 第 9章 污泥的處理 ? 污水處理過程中產(chǎn)生的污泥量大 （ 城市二級污水處理廠產(chǎn)生的污泥量約占處理水量的 %－ %， 按含水率 97％ 計 ） 、濃度高 （ 含水率 99－ 95%） 、 成分復(fù)雜 （ 有機物 、 無機物 、 細菌 、 病原微生物 、 重金屬 ） 、 危害大 （ 腐化發(fā)臭 ， 二次污染 ） ， 必須及時有效地進行處理和處置 。 ?保證污水處理廠的正常運行； ?使易腐化發(fā)臭的有機物得到穩(wěn)定處理并妥善處置； ?使有毒有害物質(zhì)得到妥善處置； ?使有用物質(zhì)得到回收或綜合利用 。 污泥比重計算例題 ? 已知初次沉淀池污泥的含水率為 95％，其中有機物含量占 65％，求干污泥和濕污泥的比重。 物料衡算 ， 污泥比重按 1計 。 常用污泥脫水方法及效果 脫水方法 脫水裝置 脫水后含水率 (%) 脫水后狀態(tài) 濃縮法 重力、氣浮、離心 95－ 97 近似糊狀 自然干化法 自然干化場、曬砂場 70－ 80 泥餅狀 機械脫水 真空吸濾法 真空轉(zhuǎn)鼓、真空轉(zhuǎn)盤 60－ 80 泥餅狀 壓濾法 板框壓濾機 45－ 80 泥餅狀 滾壓帶濾法 滾壓帶式壓濾機 78－ 86 泥餅狀 離心法 離心脫水機 80－ 85 泥餅狀 干燥法 各種干燥設(shè)備 10－ 40 粉狀、粒狀 焚燒法 各種焚燒設(shè)備 0－ 10 灰渣狀 間歇式污泥重力濃縮池 ?間歇式濃縮池具有構(gòu)造簡單 ， 運行可靠 ， 濃縮效果好的特點 ， 特別適用于中小型污水處理廠 。 一般 ，濃縮時間取 10－ 12小時 。 ?濃縮池高度：一般采用 4m。 ?固體通量： 30－ 60 kg/ ?水力負荷： m3/ （ 剩余污泥 ） 連續(xù)式污泥重力濃縮池 ? 連續(xù)式污泥重力濃縮池工況示意圖 上清液區(qū) 阻滯區(qū) 固體濃度 壓縮區(qū) QeCe Q0C0 QuCu u i i 重力濃縮池設(shè)計計算例題 ? 已知污泥設(shè)計流量為 500m3/d，含水率為 ％，固體負荷采用 60kg/，計算連續(xù)式重力濃縮池面積（污泥比重按 1計） m2。 ?污泥自然干化法簡便易行 ， 投資少 ， 運行管理費用低 。 污泥的機械脫水 ?污泥機械脫水是以過濾介質(zhì)兩面的壓力差作為推動力 ， 使污泥水分被強制通過過濾介質(zhì) ， 形成濾液 ， 而固體顆粒則被過濾介質(zhì)截留 ， 形成濾餅 ，從而達到污泥脫水的目的 。 ?在過濾介質(zhì)的一面造成負壓 ， 如真空吸濾脫水機 。 ?造成離心力使固 液分離 ， 如離心脫水機 。 混凝劑投量應(yīng)通過實驗篩選確定 。 加熱溫度： 180－ 200℃ ， 加熱時間： 20－ 60分鐘 ?其它預(yù)處理方法：凍 融法；淘洗法；惰性物質(zhì)添加法：煤灰 ， 鋸末 ， 纖維等 。 附屬設(shè)備多 ， 工序復(fù)雜 ， 濾布易堵塞 。 不能連續(xù)生產(chǎn) 。 對預(yù)處理要求高 ， 必須使用高分子絮凝劑 。 對預(yù)處理要求高 ， 必須使用高分子絮凝劑 。 污泥經(jīng)干燥處理后 ， 含水率可降至 20%左右 。 ?污泥干燥的主要設(shè)備是回轉(zhuǎn)圓筒式干燥器 。 污泥的穩(wěn)定處理 ?污泥的厭氧消化 ?污泥的好氧消化 ?污泥堆肥 ?污泥的石灰穩(wěn)定 厭氧生物處理的基本原理 ? 厭氧消化（ Anaerobic Digestion）過程存在于某些自然生態(tài)系統(tǒng)中，例如：沼澤、湖泊和海洋的沉積物、瘤胃動物的胃液等。 ? 在無氧條件下，污水中所含的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等復(fù)雜有機物被水解、發(fā)酵細菌厭氧分解轉(zhuǎn)化成短鏈脂肪酸等物質(zhì)。 厭氧生物處理技術(shù)的優(yōu)缺點 ? 主要優(yōu)點： ? 與好氧生物處理法相比 ， 廢水處理成本低 。 ? 厭氧廢水處理設(shè)備負荷高 （ 5－ 10kgBOD/） ， 占地少 。 ? 對營養(yǎng)物的需求量少 （ BOD:N:P=300:5:1） ? 厭氧污泥生物活性可保留一年以上 ， 可間斷或季節(jié)性運行 厭氧生物處理技術(shù)的優(yōu)缺點 ? 主要缺點： ? 與好氧生物處理法相比 ， 處理后出水水質(zhì)較差 ， 難以直接達標 ， 一般需要進行后處理 。 ? 由于厭氧細菌增殖緩慢 ， 厭氧反應(yīng)器初次啟動過程需時較長 ， 一般需要 8 ～ 12周時間才能完成 。 污泥厭氧消化過程也稱為污泥厭氧生物穩(wěn)定過程 。 隨著對厭氧消化微生物研究的不斷深入 ， 厭氧消化過程中不產(chǎn)甲烷細菌和產(chǎn)甲烷細菌之間的相互關(guān)系更加明確 ， 1979年 ， 伯力特（ Bryant） 等人根據(jù)微生物不同的生理類別和作用 ， 提出了厭氧消化三階段理論 ， 成為目前較為公認的理論模式 。 三階段厭氧消化過程示意圖 H2 + CO2 乙酸 復(fù)雜有機物 脂肪酸 (C2) 水解、發(fā)酵 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸 第二階段： 在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階段產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為氫、二氧化碳和乙酸。 一組 （ 乙酸歧化菌 ） 將乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷 ，即： 2CH3COOH ? 2CH4 + 2CO2 另一組 （ 嗜氫甲烷菌 ） 將氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷 ， 即： 4H2 + CO2 ? CH4 + 2H2O 厭氧消化過程各大類細菌的位置 H2 + CO2 乙酸 CH4 + CO2 有機物 脂肪酸、有機酸、醇 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌 產(chǎn)甲烷菌 水解、發(fā)酵細菌 產(chǎn)甲烷菌 同型乙酸菌 厭氧消化過程中的微生物 ? 不產(chǎn)甲烷細菌： ? 產(chǎn)甲烷階段以前所有降解有機物或產(chǎn)酸的微生物 ? 種類多 ， 數(shù)量大 ， 其中專性厭氧菌數(shù)量最多 ? 產(chǎn)甲烷細菌： ? 主要形態(tài) （ 甲烷桿菌 ， 甲烷球菌 ， 八疊球菌 ， 甲烷螺旋菌 ） ? 主要特點： ? 對溫度敏感 （ 中溫： 33－ 35℃ ， 高溫： 50－ 53℃ ） ? 對 pH敏感 （ 中性偏堿 ， pH － ） ? 增殖緩慢 （ 世代時間長 ， 能量水平低 ， 啟動時間長 ） 污泥的厭氧消化 ?厭氧消化的影響因素： ? 溫度： 甲烷菌對溫度的適應(yīng)性很差 ， 根據(jù)其生存的適宜溫度范圍 ，甲烷菌可分為兩類 ， 即中溫甲烷菌 （ 適宜溫度 33－ 35℃ ） 和高溫甲烷菌 （ 適宜溫度 50－ 53℃ ） 。 厭氧消化的允許溫度波動范圍為 177。 當波動范圍為 177。 當波動范圍超過 177。 污泥的厭氧消化 ? 厭氧消化的影響因素： ? 污泥投配率與負荷 ： 消化池的容積一般按污泥投配率 （ 污泥消化時間 ） 或固體容積負荷設(shè)計 。 固體容積負荷定義為單位時間單位消化池容積所承擔的揮發(fā)性固體 （ VSS） 污泥量 ， 一般