湖北工业大学废水好氧生物处理技术.pptx

第四章 废水好氧生物处理技术第一节 废水处理的基础知识现代废水处理技术按其作用原理和去除对象可分为现代废水处理技术按其作用原理和去除对象可分为物理法、化学法和生物法物理法、化学法和生物法。是指利用物理作用，分离废水中呈悬浮状态的污染物质，是指利用物理作用，分离废水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中在处理过程中不改变水的化学性质，如重力分离、气浮、反渗透、离心分离、蒸发等。不改变水的化学性质，如重力分离、气浮、反渗透、离心分离、蒸发等。使用的处理设备和构筑物有格栅、筛网、沉砂池、沉淀池、滤池、微滤使用的处理设备和构筑物有格栅、筛网、沉砂池、沉淀池、滤池、微滤机、气浮装置、离心机等。机、气浮装置、离心机等。1、废水的物理处理方法、废水的物理处理方法是由一组平行的金属栅条制成的框架，斜置成是由一组平行的金属栅条制成的框架，斜置成6060o o7070o o于废水流经的渠道于废水流经的渠道上，上，当废水流过时，呈块状的污染物即被栅条所截留，而从废水中去除。当废水流过时，呈块状的污染物即被栅条所截留，而从废水中去除。通过本身的重力作用使固体物质与水分离。这种工艺分离效果好，简通过本身的重力作用使固体物质与水分离。这种工艺分离效果好，简单易行，应用广泛，是一种重要的处理单元。单易行，应用广泛，是一种重要的处理单元。沉淀池主要用于去除废水中大量的呈颗粒状的悬浮固体，沉淀池主要用于去除废水中大量的呈颗粒状的悬浮固体，沉砂池沉砂池主要去除废水中相对密度较大的固体颗粒。主要去除废水中相对密度较大的固体颗粒。对于一些相对密度接近于水的细微颗粒，可采用气浮装置，使空气对于一些相对密度接近于水的细微颗粒，可采用气浮装置，使空气以细小气泡的形式散步于水中，并与颗粒附聚在一起，形成浮选体，以细小气泡的形式散步于水中，并与颗粒附聚在一起，形成浮选体，上浮到水面而与水分离。上浮到水面而与水分离。是向废水中投加某些化学物质，通过化学反应作用来分离、转是向废水中投加某些化学物质，通过化学反应作用来分离、转化、破坏或回收废水中的污染物，并使其转化为无害物质，如化、破坏或回收废水中的污染物，并使其转化为无害物质，如混凝、中和、氧化还原、吸附、电渗析、汽提、萃取等处理工混凝、中和、氧化还原、吸附、电渗析、汽提、萃取等处理工艺。艺。用化学方法消除废水中过量的酸或碱，使其用化学方法消除废水中过量的酸或碱，使其pHpH值达到中性值达到中性左右的过程。左右的过程。向废水中投加某些化学物质，使它与水中某些溶解物质向废水中投加某些化学物质，使它与水中某些溶解物质产生反应，生成难溶盐沉淀下来。产生反应，生成难溶盐沉淀下来。这种方法一般处理含这种方法一般处理含重金属离子的工业废水。重金属离子的工业废水。向水中投加一定量的药剂，经化学反应过程，使水中呈向水中投加一定量的药剂，经化学反应过程，使水中呈胶状的污染物质形成絮状体，胶状的污染物质形成絮状体，再经过沉淀或气浮的过程，再经过沉淀或气浮的过程，使污染物从废水中分离出来。使污染物从废水中分离出来。溶解于废水中的有毒、有害物质在氧化还原反应中，被溶解于废水中的有毒、有害物质在氧化还原反应中，被转化为无毒无害的新物质。转化为无毒无害的新物质。使用的氧化剂有空气中的氧、使用的氧化剂有空气中的氧、臭氧、氯气等；还原剂有铁、锌、石灰等。臭氧、氯气等；还原剂有铁、锌、石灰等。是指不同界面上的物质传递。在废水处理中常用的吸附是指不同界面上的物质传递。在废水处理中常用的吸附剂有活性炭、磺化煤、沸石、硅藻土、焦炭等。剂有活性炭、磺化煤、沸石、硅藻土、焦炭等。在废水处理中应用较广，使用的离子交换剂分为无机离子交在废水处理中应用较广，使用的离子交换剂分为无机离子交换剂、有机离子交换树脂两大类。换剂、有机离子交换树脂两大类。渗析、电渗析、超滤、反渗透等技术都是通过一种特殊的渗析、电渗析、超滤、反渗透等技术都是通过一种特殊的半透膜，分离水中离子和分子的技术统称为膜分离法。半透膜，分离水中离子和分子的技术统称为膜分离法。电渗析、反渗透法主要用于水的脱盐和回收某些重金属离电渗析、反渗透法主要用于水的脱盐和回收某些重金属离子等。子等。反渗透分离的溶质粒径小，除盐率高，所需工作压力大。反渗透分离的溶质粒径小，除盐率高，所需工作压力大。超滤所用材质和反渗透可以相同，但超滤是筛滤作用，分离溶超滤所用材质和反渗透可以相同，但超滤是筛滤作用，分离溶质粒径大，透水率高，除盐率低，工作压力小。质粒径大，透水率高，除盐率低，工作压力小。（一）废水水质指标与排放标准（一）废水水质指标与排放标准生活污水：生活污水：居民在日常生活中产生的废水，包括厨房洗涤、居民在日常生活中产生的废水，包括厨房洗涤、沐浴、衣物洗涤等的废水及冲洗厕所的污水等。沐浴、衣物洗涤等的废水及冲洗厕所的污水等。工业废水：工业废水：工业废水：工业废水：在工业生产过程中所排出的废水，其成分主要在工业生产过程中所排出的废水，其成分主要在工业生产过程中所排出的废水，其成分主要在工业生产过程中所排出的废水，其成分主要取决于生产过程中应用的原料和化学品。不经处理即排放取决于生产过程中应用的原料和化学品。不经处理即排放取决于生产过程中应用的原料和化学品。不经处理即排放取决于生产过程中应用的原料和化学品。不经处理即排放的工业废水成为的工业废水成为的工业废水成为的工业废水成为生产废水生产废水生产废水生产废水，处理后排放的工业废水成为，处理后排放的工业废水成为，处理后排放的工业废水成为，处理后排放的工业废水成为生生生生产污水产污水产污水产污水。废废 水水水质指标种类有：有毒物质、有机物质、固体物质、水质指标种类有：有毒物质、有机物质、固体物质、pH值、值、色度、温度等。色度、温度等。水质水质是指水和其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和是指水和其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。生物学的综合特性。水质指标则表示水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质水质指标则表示水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质水质指标则表示水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质水质指标则表示水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准，间接表示出水体受污染的程度。的具体衡量标准，间接表示出水体受污染的程度。的具体衡量标准，间接表示出水体受污染的程度。的具体衡量标准，间接表示出水体受污染的程度。1.水质指标水质指标 某些水体中的污染物往往对人体和生物有毒害作用，某些水体中的污染物往往对人体和生物有毒害作用，但这些有毒物质往往又都是有用的工业原料，可以回收利但这些有毒物质往往又都是有用的工业原料，可以回收利用。用。有毒和有用物质的含量是污水处理与利用工作中的重要有毒和有用物质的含量是污水处理与利用工作中的重要有毒和有用物质的含量是污水处理与利用工作中的重要有毒和有用物质的含量是污水处理与利用工作中的重要水质标准，应通过水质分析加以确定。水质标准，应通过水质分析加以确定。水质标准，应通过水质分析加以确定。水质标准，应通过水质分析加以确定。1.水质指标水质指标（1）有毒和有用物质）有毒和有用物质（1）有毒物质）有毒物质1.水质指标水质指标（2）有机物）有机物 有机物的成分比较复杂，难以准确测定，通常采用有机物的成分比较复杂，难以准确测定，通常采用生化需生化需氧量氧量(BOD)和和化学需氧量化学需氧量(COD)两个指标表示有机物的含量。两个指标表示有机物的含量。如果水中的有机物含有毒性，则需要分别测定这些有毒物质如果水中的有机物含有毒性，则需要分别测定这些有毒物质的数量。的数量。有机物是很多微生物的良好养料，微生物利用有机物的有机物是很多微生物的良好养料，微生物利用有机物的同时要消耗水中的溶解氧，当溶解氧得不到有效补充时有机同时要消耗水中的溶解氧，当溶解氧得不到有效补充时有机物开始腐化，产生臭气；有毒有机物会对生物体产生危害。物开始腐化，产生臭气；有毒有机物会对生物体产生危害。废水中有机物的浓度也是一个重要的水质指标。废水中有机物的浓度也是一个重要的水质指标。化学需氧量（化学需氧量（COD）：是指利用化学氧化剂（如重铬酸钾）将水中的）：是指利用化学氧化剂（如重铬酸钾）将水中的还原性物质（如有机物）氧化分解所消耗的氧量。还原性物质（如有机物）氧化分解所消耗的氧量。它反映了水体受它反映了水体受到还原性物质污染的程度，到还原性物质污染的程度，用用COD表示。表示。当水体中存在有毒有机物时，一般不能准确测定废水中当水体中存在有毒有机物时，一般不能准确测定废水中BOD的值，采的值，采用用COD值可以较准确地测定废水中有机物的含量，但值可以较准确地测定废水中有机物的含量，但COD值不能值不能区别可生物降解和不可生物降解的物质。区别可生物降解和不可生物降解的物质。常用的化学氧化剂有常用的化学氧化剂有K2Cr2O7和和KMnO4，但前者的氧化能，但前者的氧化能力更强，能使水体中力更强，能使水体中80%-100%的有机物迅速氧化，由此的有机物迅速氧化，由此测得的测得的COD值应标以值应标以“CODCr”。生化需氧量生化需氧量(BOD)，指水中所含的有机物被微生物生化降解时所消耗的氧，指水中所含的有机物被微生物生化降解时所消耗的氧气量。气量。是一种以微生物学原理为基础的测定方法。所有影响微生物降是一种以微生物学原理为基础的测定方法。所有影响微生物降解的因素，如温度的时间等将影响解的因素，如温度的时间等将影响BOD的测定。最终的的测定。最终的BOD是指全部是指全部的有机物质经生化降解至简单的最终产物所需的氧量。一般采用的有机物质经生化降解至简单的最终产物所需的氧量。一般采用20和培养和培养5天的时间作为标准。以天的时间作为标准。以BOD表示，通常用亳克表示，通常用亳克/升或升或ppm作为作为BOD的量度单位。的量度单位。BODBOD越大，表示水体中的有机物越多，污染越严重。越大，表示水体中的有机物越多，污染越严重。由于有机物全部分解由于有机物全部分解稳定所需时间很长，可达稳定所需时间很长，可达100100天以上，实际上常采用天以上，实际上常采用2020o oC C温度条件下温度条件下5 5天天的生化需氧量作为衡量污染水体中的有机物浓度，通常用的生化需氧量作为衡量污染水体中的有机物浓度，通常用BODBOD5 5来表示。来表示。我国对地面水环境质量标准的规定为：我国对地面水环境质量标准的规定为：一级水一级水BOD51mg/L；二级水；二级水3mg/L；三级水；三级水4mg/L，若，若 10mg/L时，表示该水已严重污染。时，表示该水已严重污染。废水的可生化性16 根据根据BOD5与与CODcr的比值大小判断：的比值大小判断：B/C0.45 B/C0.30 B/C0.25 B/C0.2生化性好生化性好 可生化可生化 较难生化较难生化 不易生化不易生化按溶解性分按溶解性分溶解性固体溶解性固体（DSDS）对水样经过滤操对水样经过滤操对水样经过滤操对水样经过滤操作后，滤液在作后，滤液在作后，滤液在作后，滤液在105 110105 110温温温温度下烘干后的蒸度下烘干后的蒸度下烘干后的蒸度下烘干后的蒸发残渣就是发残渣就是发残渣就是发残渣就是溶解溶解溶解溶解性固体性固体性固体性固体滤渣经烘干后的质滤渣经烘干后的质滤渣经烘干后的质滤渣经烘干后的质量就是量就是量就是量就是悬浮固体悬浮固体悬浮固体悬浮固体。悬浮固体悬浮固体（SSSS）（3）固体物质）固体物质挥发性固体挥发性固体（VSVS）在在在在600 600 温度下，温度下，温度下，温度下，将水样蒸发干燥后将水样蒸发干燥后将水样蒸发干燥后将水样蒸发干燥后的固体灼烧而减少的固体灼烧而减少的固体灼烧而减少的固体灼烧而减少的成分称为的成分称为的成分称为的成分称为挥发性挥发性挥发性挥发性固体。固体。固体。固体。可粗略代表固体中可粗略代表固体中可粗略代表固体中可粗略代表固体中有机物的含量有机物的含量有机物的含量有机物的含量灼烧后的残余物灼烧后的残余物灼烧后的残余物灼烧后的残余物质称为质称为质称为质称为固定性固固定性固固定性固固定性固体。体。体。体。可代表固体中的可代表固体中的可代表固体中的可代表固体中的无机物含量无机物含量无机物含量无机物含量固定性固体固定性固体（FSFS）（3）固体物质）固体物质按挥发性分按挥发性分固体物质固体物质溶解性固体溶解性固体溶解性固体溶解性固体悬悬悬悬浮固体浮固体浮固体浮固体按溶解性分按溶解性分 挥发挥发挥发挥发性物性物性物性物质质质质固定性物固定性物固定性物固定性物质质质质按挥发性分按挥发性分悬浮固体和挥发性悬浮固体和挥发性固体是表示废水强固体是表示废水强度的重要指标，是度的重要指标，是废水处理工程设计废水处理工程设计的重要参数之一。的重要参数之一。1.1.水水质质指指标标水体生物及细菌对水体生物及细菌对pH值比较敏感，因而值比较敏感，因而pH值的变化会影响污值的变化会影响污水的净化和水体自净。水的净化和水体自净。pH值是废水重要值是废水重要污染指标之一。污染指标之一。pHpH值值 带有颜色的水会带有颜色的水会减弱水体的透光性，减弱水体的透光性，影响水体中生物的生影响水体中生物的生长，也容易令人生厌。长，也容易令人生厌。颜色也是一个重颜色也是一个重要的污染指标。要的污染指标。颜颜色色1.1.水水质质指指标标 根据废水的温根据废水的温度，可以确定在回度，可以确定在回用或处理之前是否用或处理之前是否需要冷却或加热。需要冷却或加热。温度温度 某些废水中含某些废水中含有大量的微生物，有大量的微生物，其中可能有对人体其中可能有对人体健康有害的病原微健康有害的病原微生物，通常是判断生物，通常是判断地面水和饮用水的地面水和饮用水的重要指标之一。重要指标之一。微生物微生物第二节 有机污水的生物处理一、有机污水生物处理的基本原理一、有机污水生物处理的基本原理水体自净：水体自净：天然水体受到污染后，在没有人为干预天然水体受到污染后，在没有人为干预的条件下，可借助水体自身的能力使之得到净化。的条件下，可借助水体自身的能力使之得到净化。水体自净过程主要包括：水体自净过程主要包括：稀释、沉降、扩散等物理作用；稀释、沉降、扩散等物理作用；氧化、还原、分解、絮凝等化学作用和生物降解作氧化、还原、分解、絮凝等化学作用和生物降解作用，而生物降解即生物净化作用是水体自净的主要用，而生物降解即生物净化作用是水体自净的主要动力。动力。污水生物处理法：通过创造适宜的条件，使微生物污水生物处理法：通过创造适宜的条件，使微生物高浓度的富集在特定的构筑物，即污水处理装置中，高浓度的富集在特定的构筑物，即污水处理装置中，充分利用微生物的作用，高速度、高效率的分解充分利用微生物的作用，高速度、高效率的分解/转转化污水中的污染物，从而使污水得到净化。化污水中的污染物，从而使污水得到净化。根据处理过程中起作用的微生物对氧气要求的不同，根据处理过程中起作用的微生物对氧气要求的不同，可将污水处理分为可将污水处理分为好氧处理与厌氧处理好氧处理与厌氧处理污水生物处理方法概述1.定义：定义：通过通过微生物微生物的新陈代谢作用，将废水中的的新陈代谢作用，将废水中的有有机物机物的一部分转化为的一部分转化为微生物微生物的的细胞物质细胞物质，另一部分，另一部分转化为比较稳定的转化为比较稳定的化学物质化学物质（无机物或简单有机物）（无机物或简单有机物）的方法。的方法。废水的生物处理废水的生物处理（一）概述（一）概述细菌细菌动胶菌属、球衣菌属和甲烷菌属动胶菌属、球衣菌属和甲烷菌属真菌真菌藻类、半知菌和酵母藻类、半知菌和酵母原生动物原生动物纤毛虫纲的草履虫、游仆虫等纤毛虫纲的草履虫、游仆虫等微小的后生动物微小的后生动物轮虫、线虫等轮虫、线虫等微微 生生 物物污水生物处理法：通过创造适宜的条件，使微生物污水生物处理法：通过创造适宜的条件，使微生物高浓度的富集在特定的构筑物，即污水处理装置中，高浓度的富集在特定的构筑物，即污水处理装置中，充分利用微生物的作用，高速度、高效率的分解充分利用微生物的作用，高速度、高效率的分解/转转化污水中的污染物，从而使污水得到净化。化污水中的污染物，从而使污水得到净化。根据处理过程中起作用的微生物对氧气要求的不同，根据处理过程中起作用的微生物对氧气要求的不同，可将污水处理分为可将污水处理分为好氧处理与厌氧处理好氧处理与厌氧处理生生物物处处理理法法好好氧氧处处理理厌厌氧氧处处理理自然条件下自然条件下人工条件下人工条件下自然条件下自然条件下人工条件下人工条件下水体自净水体自净好氧稳定塘好氧稳定塘土壤自净土壤自净污水灌溉及渗滤污水灌溉及渗滤活性污泥法活性污泥法曝气池，氧化沟曝气池，氧化沟生物膜法生物膜法生物滤池及生物转盘生物滤池及生物转盘堆肥堆肥厌氧稳定塘厌氧稳定塘化粪池、厌氧消化池及污泥床化粪池、厌氧消化池及污泥床3.废水生物处理方法分类废水生物处理方法分类2.用生物法处理废水对水质的要求由由于于生生物物法法中中的的各各种种微微生生物物生生长长与与水水质质关关系系密密切切，因因而而必必须须控控制制适适宜宜的的水水质质指指标标以以保保证证微微生生物物能能够够正正常常的的生生长长和和工作。工作。生物处理对水质要求生物处理对水质要求生物处理对水质要求生物处理对水质要求代谢作用代谢作用有机物有机物+氧氧+微生物微生物合成新微生物合成新微生物CO2、H2O、NH3SO42-、PO43-能量能量+4.有机物好氧分解有机物好氧分解（1 1）好氧生物处理法）好氧生物处理法）好氧生物处理法）好氧生物处理法主要依赖好氧菌和兼性主要依赖好氧菌和兼性主要依赖好氧菌和兼性主要依赖好氧菌和兼性厌氧菌的生化作用来完成处理工艺的过程。厌氧菌的生化作用来完成处理工艺的过程。厌氧菌的生化作用来完成处理工艺的过程。厌氧菌的生化作用来完成处理工艺的过程。（2 2）作用机理）作用机理）作用机理）作用机理 废水的好氧处理是在提供游离氧的前提下，以好氧废水的好氧处理是在提供游离氧的前提下，以好氧废水的好氧处理是在提供游离氧的前提下，以好氧废水的好氧处理是在提供游离氧的前提下，以好氧微生物为主，使有机物降解的方法。微生物为主，使有机物降解的方法。微生物为主，使有机物降解的方法。微生物为主，使有机物降解的方法。30在有氧条件下，有机污染物作为在有氧条件下，有机污染物作为好氧微生物的营养基质而被氧化分解，好氧微生物的营养基质而被氧化分解，使污染物的浓度下降的处理方法。使污染物的浓度下降的处理方法。好氧生物处理好氧生物处理好氧生物处理原理好氧生物处理原理31有机物有机物+O+O2 2+微生物微生物能量能量+无机物无机物（CO2、NH3）能量能量+无机物无机物（CO2、NH3）细胞物质细胞物质残留物残留物分解分解，1/31/3合成合成，2/32/3内源呼吸内源呼吸80%80%20%20%（3）特点）特点反应速度较快，所需反应时间较短，且在反应过程中，反应速度较快，所需反应时间较短，且在反应过程中，基本上没有什么臭气，较卫生，对基本上没有什么臭气，较卫生，对BOD5浓度在浓度在600mg/L以下的废水较为适用。以下的废水较为适用。好氧生物处理的特点好氧生物处理的特点好氧生物处理的反应速度较快，所需的好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较反应时间较短短，故处理，故处理构筑物容积较小构筑物容积较小。且处理过程中散发的。且处理过程中散发的臭气较少臭气较少。目前对中、低浓度的有机废水，或者说目前对中、低浓度的有机废水，或者说BODBOD5 5浓度小浓度小于于800mg/L800mg/L的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。在废水处理工程中，常用的好氧生物处理法有在废水处理工程中，常用的好氧生物处理法有活性污泥法；活性污泥法；生物膜法。生物膜法。33二、好氧生物处理第三节 活 性 污 泥 法36活性污泥法活性污泥法19121912年英国的年英国的ClarkClark和和GageGage发现长时间曝气会发现长时间曝气会产生污泥，同时水质明显改善。产生污泥，同时水质明显改善。ArdenArden和和LockettLockett发现了正是这些污泥对水质发现了正是这些污泥对水质改善有着关键作用，所以把这些污泥称为活改善有着关键作用，所以把这些污泥称为活性污泥。性污泥。37活性污泥法活性污泥法活性污泥活性污泥(activated(activated sludge)sludge)：是由多种好氧微是由多种好氧微生物、某些兼性或厌氧微生生物、某些兼性或厌氧微生物以及废水中的固体物质、物以及废水中的固体物质、胶体等交织在一起的呈黄褐胶体等交织在一起的呈黄褐色絮体。色絮体。活性污泥法：活性污泥法：是以活性污泥是以活性污泥为主体的污水生物处理方法。为主体的污水生物处理方法。（一）活性污泥法（一）活性污泥法利用含有大量好氧性微生物的活性污泥，在强力利用含有大量好氧性微生物的活性污泥，在强力通气的条件下使污水净化的生物学方法。通气的条件下使污水净化的生物学方法。1.1.活性污泥的性质和生物相活性污泥的性质和生物相活性污泥活性污泥：以好氧性细菌为主体的微生物和水中的以好氧性细菌为主体的微生物和水中的悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的肉眼可见悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的肉眼可见的絮状颗粒。的絮状颗粒。2、活性污泥的性质、活性污泥的性质颜色以颜色以棕褐色棕褐色棕褐色棕褐色为佳，为佳，黑色黑色说明厌氧、说明厌氧、白色白色说明无机物过多说明无机物过多含水率在含水率在99左右，密度为左右，密度为1.0021.006颗粒大小为颗粒大小为0.020.2mm比表面积为比表面积为20100cm2mL之间之间弱酸性弱酸性(pH约为约为6.7)当进水改变时，对进水当进水改变时，对进水pH的变化有的变化有一定的承受能力。一定的承受能力。颗粒大小约0.050.5mm，表面积为20100 cm2/mL，比重约1.0021.006，静置时能立即凝聚成较大的绒粒而沉降。絮状体一般呈黄褐色，因水质不同也有呈深灰、灰褐，灰白等色。（一）（一）定义定义 就是以含于废水中的有机污染物为培养基，在有溶就是以含于废水中的有机污染物为培养基，在有溶解氧的条件下，连续地培养活性污泥，再利用其吸附解氧的条件下，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的有机污染物。凝聚和氧化分解作用净化废水中的有机污染物。一、活性污泥法的基本原理一、活性污泥法的基本原理42利用活性污泥作为生化反应的主体物；利用活性污泥作为生化反应的主体物；利用曝气设备提供氧源；利用曝气设备提供氧源；对体系进行搅拌增加接触和传质过程；对体系进行搅拌增加接触和传质过程；通过污泥回流使微生物返回系统；通过污泥回流使微生物返回系统；经常排除一部分活性污泥。经常排除一部分活性污泥。活性污泥法的基本特点活性污泥法的基本特点活性污泥降解有机物的过程活性污泥降解有机物的过程43活性污泥降解有机物的活性污泥降解有机物的两个阶段两个阶段1 1、吸附阶段、吸附阶段由于活性污泥具有巨大的表面积，由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有黏性物质，使污水而表面上含有黏性物质，使污水中的有机物转移到活性污泥上去。中的有机物转移到活性污泥上去。2 2、分解阶段、分解阶段转移到活性污泥上的有转移到活性污泥上的有机物被微生物代谢利用。机物被微生物代谢利用。（1）吸附阶段）吸附阶段污水中的污染物与活性污泥微生物充分接触过程中，被具有巨大比表面积（可达200010000m2/m3）且表面有多糖类粘性物质的活性污泥微生物所吸附及粘连，从而使污水得到净化。（2）氧化阶段）氧化阶段活性污泥在有氧条件下，以吸附及吸收的一部分有机物为营养，进行细胞合成，以另一部分进行分解代谢，并释放能量。（3）絮凝体的形成与凝聚沉淀阶段）絮凝体的形成与凝聚沉淀阶段氧化阶段合成的菌体絮凝形成絮凝体，通过重力沉淀从水中分离出来，使水得到净化。二、二、活性污泥的净化反应过程活性污泥的净化反应过程污水与污泥混合曝气后污水与污泥混合曝气后BODBOD的变化曲线的变化曲线有机物降解的过程有机物降解的过程（2）活性污泥法的微生物学过程活性污泥的比表面积大，吸附力强。废水活性污泥的比表面积大，吸附力强。废水进入曝气池与活性污泥接触后，其中有机进入曝气池与活性污泥接触后，其中有机物在约物在约1 13030分钟的短时间内被分钟的短时间内被吸附吸附到活到活性污泥上。性污泥上。大分子大分子的有机物，先被细菌的的有机物，先被细菌的胞外酶分解胞外酶分解，成为较小分子化合物，成为较小分子化合物，然后摄入菌体然后摄入菌体内。内。低分子有机物则可直接吸收。低分子有机物则可直接吸收。在微生物胞内酶作用下，有机物的一部分在微生物胞内酶作用下，有机物的一部分同化形成微生物有机体，另一部分转化为同化形成微生物有机体，另一部分转化为CO2、H2O、NH3、SO42-、PO42-等简单无等简单无机物及能量释出。机物及能量释出。活性污泥中的微生物不断地氧化分解污泥所吸附有活性污泥中的微生物不断地氧化分解污泥所吸附有机质，合成新的微生物细胞。机质，合成新的微生物细胞。活性污泥具有良好的沉降性能，使处理水与污泥分活性污泥具有良好的沉降性能，使处理水与污泥分开，达到净化的目的。开，达到净化的目的。微生物的代谢，无论合成或分解，都是一系列极为微生物的代谢，无论合成或分解，都是一系列极为复杂的生物化学变化，有分解、合成、氧化、还原、复杂的生物化学变化，有分解、合成、氧化、还原、转移、异构等各种反应，绝大多数是在特定的酶促转移、异构等各种反应，绝大多数是在特定的酶促作用中进行的。作用中进行的。活性污泥的驯化将取来的污泥将取来的污泥/土壤置入含有待处理污水的土壤置入含有待处理污水的培养基中进行培养，在开始驯化时先加入培养基中进行培养，在开始驯化时先加入少量污水，然后转种扩大培养量，废水浓少量污水，然后转种扩大培养量，废水浓度逐渐增加；在此过程中，使微生物由原度逐渐增加；在此过程中，使微生物由原来不适应而驯化至适应，降解污染物能力来不适应而驯化至适应，降解污染物能力从无到有，由弱到强。从无到有，由弱到强。（3 3）活性污泥的培育及驯化）活性污泥的培育及驯化活性污泥的培育一般在曝气池中进行，步骤如下：活性污泥的培育一般在曝气池中进行，步骤如下：A A、将污水泵入曝气池，并按曝气池有效体积的、将污水泵入曝气池，并按曝气池有效体积的5%5%10%10%投入接种污泥。投入接种污泥。B B、在不进水的条件下，连续曝气数天，溶解氧控制在、在不进水的条件下，连续曝气数天，溶解氧控制在1mg/L1mg/L左右。左右。C C、继续保持曝气，以小流量进水，并逐渐提高进水流、继续保持曝气，以小流量进水，并逐渐提高进水流量，最终达到设计流量。量，最终达到设计流量。判断活性污泥是否成熟，可以利用镜检的方法。判断活性污泥是否成熟，可以利用镜检的方法。活性污泥净化反应的影响因素活性污泥净化反应的影响因素1、溶解氧；、溶解氧；2、水温；、水温；3、营养物质；、营养物质；4、pH；5、有毒和有抑制物质；、有毒和有抑制物质；6、有机负荷率。、有机负荷率。*有机负荷率：曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质量。有机负荷率：曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质量。有机负荷率：曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质量。有机负荷率：曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质量。3.活性污泥法的基本要求（1）养料）养料活性污泥的生物合成，取决于能源物质的活性污泥的生物合成，取决于能源物质的性质、浓度、氮和磷等的平衡，少量的钾、性质、浓度、氮和磷等的平衡，少量的钾、钠、硫、钙、镁、铁以及痕量的铜、锌、钠、硫、钙、镁、铁以及痕量的铜、锌、钻、铝等都是必要的。钻、铝等都是必要的。一般认为一般认为BOD：N：P的比例为的比例为100：5：1是适宜的是适宜的 有机物的浓度过高，微生物难以适应，或有机物的浓度过高，微生物难以适应，或感氧气供应不足；同时，进水有机物浓度感氧气供应不足；同时，进水有机物浓度高时，出水浓度也会相应提高。高时，出水浓度也会相应提高。浓度过低，微生物缺乏营养，也会降低处浓度过低，微生物缺乏营养，也会降低处理效果。理效果。一般而言，好氧性生物处理法进水有机物一般而言，好氧性生物处理法进水有机物浓度不宜超过浓度不宜超过BOD55001000mg/L。（2）水中溶解氧）水中溶解氧(DO)溶解氧太低会影响到活性污泥微生物的正常溶解氧太低会影响到活性污泥微生物的正常代谢活动，净化功能下降，易于滋生丝状菌代谢活动，净化功能下降，易于滋生丝状菌产生污泥膨胀。产生污泥膨胀。混合液溶解氧浓度过高，氧转移效率降低，混合液溶解氧浓度过高，氧转移效率降低，浪费动力费用，还会引起絮凝体分散。浪费动力费用，还会引起絮凝体分散。DO应保持在应保持在1.53 mgL较为适宜。较为适宜。（3）温度）温度一般认为活性污泥处理中的适宜温度为一般认为活性污泥处理中的适宜温度为2532，10或过高温度都会影响处理效果。或过高温度都会影响处理效果。（4）pH活性污泥微生物的最适活性污泥微生物的最适pH值介于值介于6.58.0之间。之间。pH9.0，微生物的代谢速率也会受到影响。，微生物的代谢速率也会受到影响。（5）有毒物质）有毒物质无机物和有机物两类 无机物有重金属、硫化氢、卤族元素及其化合物，有机物有酚、醇、醛等。重金属及其盐类是蛋白质沉淀剂，其离子易与细胞蛋白质结合，使之变性。（7）废水的可生化性）废水的可生化性指废水中所含的污染物，在微生物的代谢作用指废水中所含的污染物，在微生物的代谢作用下改变化学结构，从而改变化学和物理性能所能下改变化学结构，从而改变化学和物理性能所能达到的生物降解程度。达到的生物降解程度。一般用一般用BOD5/COD值表示。当值表示。当BOD5/COD0.5，采用生物处理效果明显；，采用生物处理效果明显；BOD5/COD0.4，则不宜采用生物法处理。则不宜采用生物法处理。（6）进水有机物的浓度）进水有机物的浓度进水进水BOD5浓度一般在浓度一般在100800mg/L。按栖息着的微生物分：按栖息着的微生物分：活性污泥的组成活性污泥的组成大量的细菌大量的细菌真菌真菌原生动物原生动物微小后生动物微小后生动物 活性污泥活性污泥是以细菌为主体的群体，除细菌活性污泥活性污泥是以细菌为主体的群体，除细菌外外,还有酵母菌、放线菌、霉菌以及原生动物和后生动物。还有酵母菌、放线菌、霉菌以及原生动物和后生动物。还挟带着来自污水的有机物、无机悬浮物、胶体物；还挟带着来自污水的有机物、无机悬浮物、胶体物；活性污泥中细菌含量一般在活性污泥中细菌含量一般在10107 710108 8个个/mL/mL；原生动；原生动物物10103 3个个/mL/mL，原生动物中以纤毛虫居多数。，原生动物中以纤毛虫居多数。干固体和水分干固体和水分含水含水98989999干固体干固体1 12%2%MLSSMLSSMLVSSMLVSSNVSSNVSS 一组活性污泥图片一组活性污泥图片活性污泥的性质活性污泥的性质颜色颜色黄褐色黄褐色状态状态絮状颗粒絮状颗粒味道味道土腥味土腥味相对密度相对密度曝气池混合液：曝气池混合液：1.0021.0021.0031.003回流污泥：回流污泥：1.0041.0041.0061.006粒经粒经0.020.020.2mm0.2mm活性污泥中的生物组分活性污泥中的生物组分（1）细 菌 起主导作用，活性污泥中有多种细菌；主要的优势种有：产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、微球菌属、假单胞菌属和动胶菌属以及球衣菌属等。动胶菌属动胶菌属球衣菌属球衣菌属活性污泥中，细菌大多数以活性污泥中，细菌大多数以菌胶团菌胶团的形式的形式存在，呈游离状态的较少；存在，呈游离状态的较少；生枝动胶菌生枝动胶菌是最早发现的菌胶团形成菌；是最早发现的菌胶团形成菌；现已知道现已知道埃希氏菌属埃希氏菌属、假单胞菌属假单胞菌属、产碱产碱杆菌属杆菌属、芽孢杆菌属芽孢杆菌属的一些菌株均可以产的一些菌株均可以产生菌胶团。生菌胶团。活性污泥絮状体的作用有机物的有机物的吸附或黏附吸附或黏附及其分解；及其分解；金属离子的金属离子的吸附吸附；防止防止原生动物原生动物对细菌的吞食；对细菌的吞食；增强增强污泥的污泥的沉降性沉降性，有利于污水分离。，有利于污水分离。在水处理领域内，将所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性细菌相互凝聚成的菌胶团块称为菌胶团。菌胶团是活性污泥的结构和功能中心，是活性污泥的基本组分，一旦菌胶团受到破坏，活性污泥对有机物的去除率将明显下降或丧失。通过观察菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构松紧程度等可以判断和衡量活性污泥的性能。新生菌胶团无色透明、结构紧密，吸附氧化能力强、活性高；老化的菌胶团颜色深、结构松散，吸附氧化能力差、活性低。在活性污泥中的一些丝状细菌，如球衣菌属、贝日阿托氏菌属和硫发菌属等，附着在菌胶团上或与之交织在一起，成为活性污泥的骨架。（2）原生动物原生动物纤毛虫类纤毛虫类 ：游泳型和固着型：游泳型和固着型鞭毛虫类鞭毛虫类 肉足虫类肉足虫类 都为好氧性生物，主要附聚在活性污泥的表面。都为好氧性生物，主要附聚在活性污泥的表面。（2）原生动物）原生动物是废水净化的主要成员，污水处理效率的重要指示是废水净化的主要成员，污水处理效率的重要指示生物。生物。以纤毛虫占多数，如草履虫、游仆虫等。以纤毛虫占多数，如草履虫、游仆虫等。草履虫草履虫草履虫草履虫游仆虫游仆虫游仆虫游仆虫70活性污泥中的微生物活性污泥中的微生物2 2、原生动物、原生动物鞭鞭毛毛虫虫纤毛虫纤毛虫活性污泥中的微生物活性污泥中的微生物2 2、原生动物、原生动物2 2、原生动物、原生动物活性污泥中的微生物活性污泥中的微生物原生动物在活性污泥中的作用1、促进絮凝、促进絮凝：分泌黏液，促进生物絮凝，从而改：分泌黏液，促进生物絮凝，从而改善活性污泥的泥水分离特性。善活性污泥的泥水分离特性。2、净化作用：、净化作用：能吞食游离细菌和微小污泥，有利能吞食游离细菌和微小污泥，有利于净化水质；于净化水质；3、指示作用：、指示作用：根据出现的原生动物的种类可判断根据出现的原生动物的种类可判断活性污泥的状态和处理水质的好坏。活性污泥的状态和处理水质的好坏。植鞭毛虫植鞭毛虫 肉足虫肉足虫 动鞭毛虫动鞭毛虫 小型游泳型纤毛虫小型游泳型纤毛虫 大型游泳型纤毛虫大型游泳型纤毛虫 固着型纤毛虫固着型纤毛虫 匍匐型纤毛匍匐型纤毛虫虫 轮虫。轮虫。（3 3）真菌类）真菌类）真菌类）真菌类通常出现在通常出现在通常出现在通常出现在工业废水工业废水工业废水工业废水的活性污泥中，大多为的活性污泥中，大多为的活性污泥中，大多为的活性污泥中，大多为藻类、半知菌藻类、半知菌藻类、半知菌藻类、半知菌类和酵母类类和酵母类类和酵母类类和酵母类的一些种。的一些种。的一些种。的一些种。水节霉水节霉水节霉水节霉瑞氏木霉瑞氏木霉（Trichoderma）假假假假丝丝丝丝酵酵酵酵母母母母（3）其他微生物青霉属青霉属(Penicillium)头孢霉属头孢霉属 (Cephalosporium)枝孢属枝孢属(Cladosporium)镰孢霉镰孢霉(Fusarium)地霉属地霉属(Geotrichum)假丝酵母屑假丝酵母屑(Candida)红酵母属红酵母属(Rhodotorula)活性污泥中的真菌主要为霉菌活性污泥中的真菌主要为霉菌76活性污泥中的微生物活性污泥中的微生物4 4、微小后生动物、微小后生动物轮虫类轮虫类(rotifers)(rotifers)线虫类线虫类(nematodes)4(nematodes)4微小后生动物常摄食污泥中细菌、微小后生动物常摄食污泥中细菌、原生动物残骸的碎片等。原生动物残骸的碎片等。（4）微小后生动物）微小后生动物有轮虫类和线虫类物种，常摄食污泥中细菌和原生动物有轮虫类和线虫类物种，常摄食污泥中细菌和原生动物残骸的碎片。残骸的碎片。轮虫轮虫轮虫轮虫线虫线虫线虫线虫78活性污泥法的基本流程活性污泥法系统组成活性污泥法系统组成1、初沉池、初沉池;2、曝气池、曝气池;3、二沉池、二沉池;4、曝气系统、曝气系统;5、