厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法n废水厌氧处理主要用于废水厌氧处理主要用于高浓度有机废水前处理高浓度有机废水前处理;n一、厌氧法优点一、厌氧法优点n n提问：提问：提问：提问：优点有哪些？优点有哪些？优点有哪些？优点有哪些？n n1 1产生沼气可用于发电或作为能源产生沼气可用于发电或作为能源n沼气中主要成份是甲烷，含量沼气中主要成份是甲烷，含量5075%之间，之间，是一个很好燃料。是一个很好燃料。以日排以日排COD10t工厂为例，工厂为例，若若COD去除率为去除率为80%，甲烷产量为理论，甲烷产量为理论80%时，时，则可日产甲烷则可日产甲烷2240m3,其热值相当于其热值相当于3.85t原煤，原煤，可发电可发电5400度电。度电。第1页2 2对营养物需求量少对营养物需求量少n好好氧氧方方法法BOD：N：P=100：5：1，而而厌厌氧氧方方法法为为（350500）：5：1，相相比比而而言言对对N、P需需求求要要小小多多，所以厌氧处理时能够不添加或少添加营养盐。所以厌氧处理时能够不添加或少添加营养盐。4 4产生污泥量少，运行费用低产生污泥量少，运行费用低n繁殖慢；不需要曝气繁殖慢；不需要曝气 n基基于于这这些些优优点点，厌厌氧氧处处理理在在食食品品、酿酿造造、制制糖糖等等工工业业中得到了广泛应用。但厌氧处理也存在缺点中得到了广泛应用。但厌氧处理也存在缺点第2页n n提问：提问：提问：提问：n n1 1 1 1出水有机物浓度高于好氧处理；出水有机物浓度高于好氧处理；n发酵分解有机物不完全；发酵分解有机物不完全；n n2 2 2 2对温度改变较为敏感；对温度改变较为敏感；n工业中需要设置进水控温装置，工业中需要设置进水控温装置，37。n n3 3 3 3厌氧微生物对有毒物质较为敏感；厌氧微生物对有毒物质较为敏感；n但经过毒物驯化但经过毒物驯化处理厌氧菌对毒物耐受力经常会极大地提升。处理厌氧菌对毒物耐受力经常会极大地提升。第3页n4.4.首次开启过程迟缓首次开启过程迟缓,处理时间长处理时间长n好氧处理体系活性污泥或生物膜通常只需要好氧处理体系活性污泥或生物膜通常只需要7天天就能够培育成就能够培育成功，而厌氧处理体系活性污泥或生物膜普通需要功，而厌氧处理体系活性污泥或生物膜普通需要812周周才能够才能够培育成功培育成功 n5 5处理过程中产生臭气和有色物质处理过程中产生臭气和有色物质n臭气主要是SRB形成含有臭味硫化氢气体硫化氢气体以及硫醇硫醇、氨气、有氨气、有机酸机酸等臭气。同时硫化氢还会与水中铁离子等金属离子反应形成黑色硫化物黑色硫化物沉淀，使处理后废水颜色较深，需要添加后处理设施，深入脱色脱臭。第4页 厌氧活性污泥法厌氧活性污泥法（一）厌氧活性污泥性质和组成（一）厌氧活性污泥性质和组成n由由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中有机杂质兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中有机杂质形成污泥颗粒。形成污泥颗粒。n呈呈灰色灰色至至黑色黑色，n有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定沉降性能；有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定沉降性能；n颗粒厌氧活性污泥直径在颗粒厌氧活性污泥直径在05mm以上。以上。n微生物组成主要有六种：微生物组成主要有六种：n由由外外到到内内水水解解细细菌菌、发发酵酵细细菌菌、氢氢细细菌菌和和乙乙酸酸菌菌、甲甲烷烷菌菌、硫硫酸酸盐盐还还原原菌菌、厌厌氧氧原原生生动动物物其其中中产产甲甲烷烷丝丝菌菌是是厌氧活性污泥中心骨架厌氧活性污泥中心骨架第5页厌氧活性污泥净化废水作用机理厌氧活性污泥净化废水作用机理n复复杂杂污污染染物物厌厌氧氧降降解解过过程程能能够够分分为为四四个个阶阶段段水水解解阶阶段段、发发酵酵阶段（又称酸化阶段）、阶段（又称酸化阶段）、产乙酸阶段产乙酸阶段、产甲烷阶段产甲烷阶段n1水解阶段水解阶段n在细菌胞外酶作用下大分子有机物水解为小分子有机物在细菌胞外酶作用下大分子有机物水解为小分子有机物n2 2发酵阶段发酵阶段 n梭状芽孢杆菌梭状芽孢杆菌、拟杆菌等拟杆菌等酸化细菌酸化细菌吸收并转化为更为简单化合吸收并转化为更为简单化合物分泌到细胞外，产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化物分泌到细胞外，产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨等碳、氢气、氨等第6页复杂有机物复杂有机物1 1水解水解 2 2发酵发酵脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸 乙酸乙酸乙酸乙酸 HH2 2+CO+CO2 23 3产乙酸产乙酸 CHCH4 4+CO+CO2 2HH2 2S+COS+CO2 2硫酸盐还原硫酸盐还原4 4产甲烷产甲烷4 4产甲烷产甲烷硫酸盐还原第7页n n3 3 3 3产乙酸阶段产乙酸阶段产乙酸阶段产乙酸阶段n上上一一阶阶段段产产物物被被深深入入转转化化为为乙乙酸酸、氢氢气气、碳碳酸酸以以及及新新细细胞胞物物质质，这这一一阶阶段段主主导导细细菌菌是是乙乙酸酸菌菌。同同时时水水中中有有硫硫酸酸盐盐时时，还还会会有有硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌参加产乙酸过程。参加产乙酸过程。n n4 4 4 4产甲烷阶段产甲烷阶段产甲烷阶段产甲烷阶段n乙乙酸酸、氢氢气气、碳碳酸酸、甲甲酸酸和和甲甲醇醇等等被被甲甲烷烷菌菌利利用用被被转转化化为为甲甲烷烷和以及和以及甲烷菌甲烷菌细胞物质。细胞物质。n经经过过这这些些阶阶段段大大分分子子有有机机物物就就被被转转化化为为甲甲烷烷、二二氧氧化化碳碳、氢氢气气、硫化氢等小分子物质和少许厌氧污泥。硫化氢等小分子物质和少许厌氧污泥。第8页 厌氧活性污泥处理工艺流程厌氧活性污泥处理工艺流程n其中厌氧活性污泥反应器是工艺中关键其中厌氧活性污泥反应器是工艺中关键废废水水调整池调整池热热交交换换器器37厌氧活性厌氧活性污泥反应器污泥反应器气柜气柜沉淀池沉淀池出出水水回流污泥回流污泥剩下污泥剩下污泥第9页厌氧生物膜法厌氧生物膜法n主要指主要指厌氧滤器（厌氧滤器（AF）沼气出水 进水AF第10页厌氧生物反应器发展厌氧生物反应器发展n工作原理工作原理n2 2级级(平流沉淀平流沉淀+厌氧污泥消厌氧污泥消化化)全国各地使用广泛，为生活污水预处理液固分离处理污泥处理污泥处理污泥处理污泥及厌氧杀寄生虫及病菌第一代厌氧反应器第一代厌氧反应器化粪池化粪池n缺点：缺点：污泥量少、污泥量少、易被带出，静态易被带出，静态消化消化 第11页n克服了第一代缺点，且处理污水 第二代厌氧反应器第二代厌氧反应器第二代厌氧反应器第二代厌氧反应器(1)(1)UASBUASB反应器反应器influentSludge bed污污泥泥沉沉降降沼气沼气阻挡阻挡搜集搜集effluent第12页工业级工业级UASB装置装置http:/www.fkk.co.jp/e/ourbusiness/water-body2-e.htmlhttp:/ 64第14页n n(2)(2)Anaerobic Filter Anaerobic Filter 厌氧滤床厌氧滤床厌氧滤床厌氧滤床(AF)AF)n(3)Anaerobic fluidized bed biofilm reactorn n厌氧流化床生物膜反应器（厌氧流化床生物膜反应器（厌氧流化床生物膜反应器（厌氧流化床生物膜反应器（AFB)AFB)化工流化床化工流化床原理原理炉灰炉灰等作生物膜等作生物膜载体，载体，生物颗粒流生物颗粒流化化出水外出水外回流回流第15页 第三代厌氧生物反应器第三代厌氧生物反应器第三代厌氧生物反应器第三代厌氧生物反应器n厌氧膨胀颗粒污泥床厌氧膨胀颗粒污泥床 内循环反应器内循环反应器 升流式污泥床过滤器升流式污泥床过滤器填料填料EGSB IC UBF第16页第17页n n以前通常能不用厌氧法处理就不用以前通常能不用厌氧法处理就不用，不不得已时结合厌氧处理与好氧处理先后处得已时结合厌氧处理与好氧处理先后处理，理，现在厌氧反应器发展快速现在厌氧反应器发展快速逐步成为水处理新主力设备。逐步成为水处理新主力设备。第18页第四节第四节 生物脱氮和生物除磷生物脱氮和生物除磷n n一、污、废水脱氮、除磷详细指标一、污、废水脱氮、除磷详细指标一、污、废水脱氮、除磷详细指标一、污、废水脱氮、除磷详细指标n一级标准一级标准n废水废水磷磷含量在含量在005 5mg/Lmg/Ln氨氮氨氮 1515mgmgL L第19页微生物脱氮工艺、原理及其微生物微生物脱氮工艺、原理及其微生物A/OA/O脱氮工艺脱氮工艺脱氮工艺脱氮工艺废废水水好好氧氧脱脱碳碳缺缺氧氧反反硝硝化化沉淀池沉淀池好好氧氧硝硝化化沉淀池沉淀池1好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水出水回流回流？n(一一)微生物脱氮工艺微生物脱氮工艺n活性污泥法经典工艺活性污泥法经典工艺A/O工艺（工艺（缺缺氧、好氧工艺）氧、好氧工艺）第20页脱氮原理脱氮原理n缺氧反硝化缺氧反硝化n n细菌细菌细菌细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌）反硝化细菌（兼性厌氧菌）n n反应反应反应反应：NO3-N反硝化反硝化还原为还原为N2，溢出水面释放到溢出水面释放到大气大气n n碳源碳源碳源碳源：原水中原水中BODn n硝酸盐硝酸盐硝酸盐硝酸盐起源起源起源起源：回流出水中硝化产物回流出水中硝化产物第21页n好氧脱碳硝化好氧脱碳硝化n脱碳脱碳氧化去除氧化去除CODn脱碳菌脱碳菌好氧好氧有机物呼吸有机物呼吸细菌细菌，以，以有机物为碳源有机物为碳源n硝化菌硝化菌好氧好氧氨盐呼吸氨盐呼吸细菌细菌，以，以碳酸盐为碳源碳酸盐为碳源n（NH4+NO2-NO3-)n硝化菌碳源是脱碳菌代谢产物；硝化菌碳源是脱碳菌代谢产物；n有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长快速有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长快速，硝化硝化菌氧利用不足，生长迟缓；菌氧利用不足，生长迟缓；第22页n硝化脱氮时有时需要补碱（硝化脱氮时有时需要补碱（Na2CO3或或NaOH)n 硝化作用消耗碱（硝化作用消耗碱（NH4+、CO3-），），水水pH下降；下降；补充补充碳源、升高碳源、升高pHn硝化菌世代周期长，轻易从活性污泥系统中被洗掉，硝化菌世代周期长，轻易从活性污泥系统中被洗掉，怎样处理怎样处理n挂生物膜或投加悬浮填料挂生物膜或投加悬浮填料n定时投菌定时投菌第23页两级滤池法工艺流程两级滤池法工艺流程两级滤池法工艺流程两级滤池法工艺流程好氧好氧脱碳脱碳硝化硝化滤池滤池进水进水厌氧厌氧反硝反硝化化 滤池滤池 出水出水出水出水甲醇甲醇补充反硝化菌碳源！补充反硝化菌碳源！利用进水中BOD第24页微生物除磷原理、工艺及其微生物微生物除磷原理、工艺及其微生物n（BOD：N：P）100：5：1微微生生物物除除碳碳同同时时吸吸收收磷磷元元素素用用以以合合成成细细胞胞物物质质和和合合成成ATP等等，但但只只去去除除污污水水中中约约19左左右右磷磷。一些高含磷废水中残留磷还相当高，故需用除磷工艺处理。一些高含磷废水中残留磷还相当高，故需用除磷工艺处理。n 1微生物除磷原理微生物除磷原理n依依靠靠聚聚磷磷菌菌（兼兼性性厌厌氧氧菌菌）聚聚磷磷，再再从从水水中中除除去去这这些些细菌。细菌。第25页n好氧时好氧时：大量繁殖（大量繁殖（消耗消耗好氧好氧状态能源状态能源聚聚-羟基丁二酸羟基丁二酸（PHB），n 逆浓度梯度过量吸磷（逆浓度梯度过量吸磷（贮备贮备厌氧厌氧状态能源状态能源多聚磷酸盐多聚磷酸盐颗粒颗粒(即异染颗粒即异染颗粒)）；）；n厌厌氧时氧时：正相反正相反不繁殖不繁殖，释放磷酸盐释放磷酸盐于体外（产生能量供于体外（产生能量供其其贮备贮备消耗消耗好氧好氧状态能源状态能源PHB）。聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P部分回流部分回流做种做种大部分大部分（P）去除去除水中水中水中水中P P第26页2 2工艺介绍工艺介绍工艺介绍工艺介绍n常见脱磷工艺以下列图所表示常见脱磷工艺以下列图所表示进进水水厌氧放磷好氧聚磷出出水水部分污泥回流接种剩下污剩下污泥处理泥处理沉淀脱磷第27页用生物法处理废水对水质要求用生物法处理废水对水质要求n因因为为生生物物法法中中各各种种微微生生物物生生长长与与水水质质关关系系亲亲密密，因因而而必必须须控控制制适适宜宜水水质质指标以确保微生物能够正常生长和工作。指标以确保微生物能够正常生长和工作。n n生物处理水质要求表生物处理水质要求表生物处理水质要求表生物处理水质要求表相关污废水中毒物种类及浓度限制可参阅书本127、128表6-11、表6-12内容。第28页