废水好氧生物处置省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第二章 废水好氧生物处理工程内容：第一节 废水处理技术概述第二节 活性污泥法第三节 生物膜法第1页第一节 生物处理技术概述 一、生物处理基本原理生物处理主体是微生物。有机物转化广义上能够定义为两种：矿化和共代谢第2页 矿化是将有机物完全无机化过程，是与微生物生长包含分解代谢与合成代谢过程相关过程。共代谢通常是由非专一性酶促反应完成，不造成细胞质量或能量增加,使有机物得到修饰和转化，但不能使其分子完全分解。第3页1.好氧生物处理基本原理 在好氧条件下，有机物在好氧微生物作用下氧化分解，有机物浓度下降，微生物量增加。微生物将有机物摄入体内后，以其作为营养源加以代谢，代谢按两条路径进行：合成代谢和分解代谢第4页图6-1 有机物好氧分解图示第5页 在有机物好氧分解过程中，有机物降解、微生物增殖及溶解氧消耗这三个过程是同时进行，也是控制好氧生物处理成功是否关键过程。第6页（1）有机物降解图6-2 有机物好氧生物降解普通路径第7页（2）微生物增殖图6-3 静态培养微生物生长曲线第8页（3）溶解氧提供 溶解氧是影响好氧生物处理过程主要原因。充分溶解氧供给有利于好氧生物降解过程顺利进行。溶解氧需求量与微生物代谢过程亲密相关。在不一样好氧生物处理过程和工艺中，溶解氧提供方式也不一样。第9页2.厌氧生物处理基本原理 厌氧生物处理是在无氧条件下，利用各种厌氧微生物代谢活动，将有机物转化为无机物和少许细胞物质过程。第10页（1）厌氧生物分解有机物过程图6-4 有机物厌氧分解过程第11页 水解阶段 复杂有机物首先在发酵性细菌产生胞外酶作用下分解为溶解性小分子有机物。该过程通常比较迟缓，是复杂有机物厌氧降解限速阶段。发酵（酸化）阶段 溶解性小分子有机物进入发酵菌（酸化菌）细胞内，在胞内酶作用下分解为挥发性脂肪酸（VFA),同时合成细胞物质。第12页 产乙酸阶段 发酵酸化阶段产物丙酸、丁酸、乙醇等，在此阶段经产氢产乙酸菌作用转化为乙酸、氢气和二氧化碳。产甲烷阶段 产甲烷菌经过以下两个路径之一，将乙酸、氢气和二氧化碳等转化为甲烷。其一是在二氧化碳存在时，利用氢气生成甲烷。其二是利用乙酸生成甲烷。第13页（2）水解处理 水解处理是指将厌氧过程控制在水解或酸化阶段，利用兼性水解产酸菌将复杂有机物转化为简单有机物。能降低污染物复杂程度，提升后续好氧生物处理效率。（3）缺氧处理在没有分子氧存在条件下，一些特殊微生物类群能够利用含有化合态氧物质进行代谢活动。第14页二、微生物催化降解必要条件1.存在含有某种降解酶微生物。2.微生物必须在目标化合物出现环境中出现。3.化合物必须是含有适宜酶微生物可取得。4.假如产生降解开启酶是胞外酶，酶作用化学键必须暴露以利于催化作用发生，这种条件并不是总能满足，因为许多化合物会发生吸附。第15页5.催化起始降解酶假如是胞内酶，化合物分子则必须进入细胞内部酶作用位点，或者胞外反应产物进入细胞内部进行深入降解。6.因为能作用于各种合成化合物细菌或真菌种群或生物量起始浓度较低，环境条件必须适合含有活性潜力微生物增殖。第16页三、影响生物降解原因1.微生物活性2.目标化合物特征3.环境原因（1）营养（2）温度（3）pH（4）氧第17页第二节 废水处理技术概述废水包含生活污水和工业废水工业废水是生产污水和生产废水总称一、废水水质指标第18页水质指标是水污染控制工程基础，其主要作用是：1）表示水污染程度 2）表示处理厂处理效果 3）作为设计处理工程指标 4）作为污水排入水体标准制订、检验等。第19页1.生物化学需氧量（BOD）生化需氧量表示在有氧情况下，因为微生物活动，可降解有机物稳定化所需氧量。BOD越大，表示水体中有机物越多，污染越严重。第20页2.化学需氧量（COD）化学需氧量是指在一定条件下水中有机物与强氧化剂（如 K2CrO4,KMnO4)作用所消耗氧量。水中COD不但代表水中有机物含量，同时也包含水中还原性无机物被氧化耗氧量。第21页依据BOD/COD比值能够初步评介废水可生化性。普通来说：BOD/COD=0.4 BOD/COD=0.4 可生化性很好，适合于用生可生化性很好，适合于用生化处理方法。化处理方法。BOD/COD=0.3BOD/COD=0.30.4 0.4 可生化性普通，能够用生可生化性普通，能够用生化处理方法。化处理方法。BOD/COD=0.2BOD/COD=0.20.3 0.3 可生化性较差，需驯化后可生化性较差，需驯化后用生化处理方法。用生化处理方法。BOD/COD 0.2 BOD/COD 0.2 可生化性很差，不适合于用生可生化性很差，不适合于用生化处理方法。化处理方法。第22页3、悬浮固体（Suspended Solid,SS）悬浮固体悬浮固体 SSSS；挥发性悬浮固体挥发性悬浮固体 VSSVSS；总固体总固体 TSTS；第23页PH；颜色；温度；氨氮；溶解固体；氯化物。有毒物指标：重金属；硫化物；氰化物；有毒物指标：重金属；硫化物；氰化物；其它有机物；其它有机物；三致物质及高稳定有机合成化三致物质及高稳定有机合成化合物。合物。（细菌总数；大肠菌指数。（细菌总数；大肠菌指数。-微生物指标）微生物指标）4、无机性水质指标 第24页二、废水处理方法按照作用原理和去除对象可分为：物理法 化学法 生物法第25页1.废水物理处理法利用物理作用分离废水中呈悬浮状态污染物质。使用处理设备有：格栅、筛网、沉砂池、沉淀池、滤池、气浮装置、离心机等。第26页2.废水化学处理法利用化学反应作用来分离、转化、破坏或回收废水中污染物，使其转化为无害物质。通常经过向废水中投加一些化学物质，从而到达净化废水目标。第27页1）中和处理法 酸或碱2）混凝处理法 3)化学沉淀法4）氧化 还原法5）吸附法6）离子交换法7）膜分离法第28页3.废水生物处理法采取一定办法，使微生物大量生长和繁殖，从而提升微生物氧化、分解有机污染物一个技术。第29页(1)活性污泥法 是当前应用最广泛一个生物处理技术。(2)生物膜法 生物滤池 、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等(3)自然生物处理法 稳定塘和土地处理法(4)厌氧生物处理法 利用兼性厌氧菌和专门厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物处理技术。(5)废水脱磷除氮第30页第二节 活性污泥法 一、活性污泥与活性污泥法一、活性污泥与活性污泥法 有机废水经过一段时间曝气后，水中会产生一个以好氧菌为主体茶褐色絮凝体，其中含有大量活性微生物，这种污泥絮体就是活性污泥。活性污泥法就是以含于废水中有机污染物为培养基，在有溶解氧条件下，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有机污染物。普通活性污泥法处理系统如图7-3。第31页第32页活性污泥处理系统有效运行基本条件：活性污泥处理系统有效运行基本条件：（1）废水中有足够可溶性易降解有机物；（2）曝气池中有足够氧气；（3）活性污泥在池中呈悬浮状态，可与废水充分接触；（4）活性污泥连续回流，及时排出剩下污泥；（5）没有对微生物有毒害作用物质进入。第33页二、活性污泥法中微生物及其改变规律（一）微生物种类 细菌 ：是生物相中主要成份是生物相中主要成份,形成菌胶团形成菌胶团 原生动物：鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫 真菌 ：主要是霉菌，普通呈丝状主要是霉菌，普通呈丝状 后生动物：轮虫类、线虫类等。第34页（二）活性污泥增加曲线 第35页（三）吸附基质，代谢，本身繁殖 以及消耗水中溶解氧关系 第36页三、活性污泥性能指标三、活性污泥性能指标 活性污泥性能决定着净化结果好坏。（一）混合液悬浮固体（MLSS）（二）污泥沉降比（SV）（三）污泥体积指数（SVI）（四）污泥密度指数（SDI）第37页四、影响活性污泥性能四、影响活性污泥性能环境原因环境原因（一）溶解氧（DO)不低于2mg/L（二）水温 1525（三）营养料 碳源、氮源以及微量钾，镁，铁，维生素等（四）有毒物质 重金属离子 锌，铜，镍，铅，铬等 非金属化合物 酚，醛，氰化物，硫化物等（五）pH 6.58.5 第38页五、运行中常见问题（一）污泥膨胀 广义地把活性污泥凝聚性和沉降性恶化，以及处理水浑浊现象总称为活性污泥膨胀。1.丝状体膨胀 2.非丝状体膨胀（二）污泥上浮第39页（3）污泥致密和降低 有机物降低，曝气时间过长，回流比小而剩下污泥排放量大，污泥上浮而流失等。（4）泡沫问题 合成洗涤剂或其它起泡物质。第40页六、活性污泥法发展1.深水曝气活性污泥法2.纯氧曝气活性污泥法 以纯氧代替空气3.活性炭载体活性污泥法 4.活性污泥法除氮除磷5.凝聚剂活性污泥法第41页第三节 生物膜法一、生物膜法基本原理 微生物附着在固体滤料表面上，在固体介质表面形成生物膜，废水同生物膜相接触而得处处理，所需氧气普通来自大气。所以又称为生物过滤法。第42页（一）生物膜法分类 生物滤池是生物膜法中最主要处理设备，依据生物膜与废水接触方法及介质种类，分为：1.润壁型生物膜法 如生物滤池 生物转盘 2.浸没型生物膜法 接触氧化法 3.流动床型生物膜法 第43页（二）生物膜形成及特点 在生物膜净化构筑物中，填充着相当多挂膜介质。当有机废水均匀地淋洒在介质表层上后，便沿介质表面向下渗流。在充分供氧条件下，接种或原存在废水中微生物就在介质表面增殖。这些微生物吸附水中有机物，快速进行降解有机物生命活动，逐步在介质表面形成了粘液状生长有极多微生物膜，称为生物膜。第44页生物膜是生物处理基础，必须保持足够数量才能到达净化目标。普通，生物膜厚度介于23mm较为理想，膜太厚，会影响通风，造成堵塞。第45页二、生物滤池（一）生物滤池基本原理 1.生物膜结构 2.生物滤池基本流程第46页 生物膜结构剖面示意图第47页 生物滤池基本流程 第48页（二）生物滤池基本特征1.微生物群 上层 细菌 中下层 原生动物和微型后生动物2.生物链长，污泥量少，当负荷低时，出水水质高度硝化，依靠自然通风供氧，运行费用低。第49页三、生物滤池结构1.池体2.滤料 质轻、比表面积大和孔隙率高3.布水装置4.排水系统 渗水顶板、集水沟、排水渠第50页 高负荷生物滤池结构示意图第51页 旋转布水器示意图 第52页 惯用渗水装置 示意图 第53页（二）影响生物滤池功效 主要原因1.滤床比表面积和孔隙率2.滤床高度3.负荷 有机负荷 水力负荷4.回流5.供氧第54页