1、2015年年3月月山西新科联环境技术有限公司山西新科联环境技术有限公司 工程技术中心工程技术中心 * * * *1ppt课件目录目录废水好氧生物处理的特点及应用2废水厌氧生物处理的特点及应用4废水好氧生物处理工艺3 3废水生物处理技术简介3 1废水厌氧生物处理工艺3 52v废水生物处理技术简介废水生物处理技术简介3v 污水处理污水处理就是采用各种技术和手段，将污水中所含的污染物质分离去除、就是采用各种技术和手段，将污水中所含的污染物质分离去除、回收利用或将其转化为无害物质，使水得到净化。回收利用或将其转化为无害物质，使水得到净化。 按原理可分为按原理可分为 物理处理法物理处理法是利用物理作用分
2、离污水中呈悬浮固体状态污染物质的方是利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态污染物质的方法。主要方法有：格栅截留法、沉淀法、气浮法和过滤法等。法。主要方法有：格栅截留法、沉淀法、气浮法和过滤法等。 化学处理法化学处理法是利用化学反应的作用分离回收污水中各种污染物质是利用化学反应的作用分离回收污水中各种污染物质( (包包括悬浮物、胶体和溶解物等括悬浮物、胶体和溶解物等) )的方法，主要用于处理工业废水。主要方的方法，主要用于处理工业废水。主要方法有：中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附和离子交换等。法有：中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附和离子交换等。 生物处理法生物处理法是利用是
3、利用微生物的代谢作用微生物的代谢作用使污水中呈溶解、胶体状态的有使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质的方法。主要方法有好氧法和厌氧法两机污染物转化为稳定的无害物质的方法。主要方法有好氧法和厌氧法两大类。大类。 废水生物处理技术简介废水生物处理技术简介4废水生物处理技术简介废水生物处理技术简介v 废水生化处理的概念废水生化处理的概念v 废水生化处理作用的主体废水生化处理作用的主体 微生物微生物 生物处理：利用微生物生物处理：利用微生物分解氧化有机物分解氧化有机物这一功能，并采这一功能，并采取一定的人工措施，创造有利于微生物的生长、繁殖的环境，取一定的人工措施，创造有利于微生物
4、的生长、繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有机物效率的一种废使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有机物效率的一种废水处理的方法。水处理的方法。5微生物对污染物降解的巨大潜力微生物对污染物降解的巨大潜力个体微小、比表面积大、代谢速率快个体微小、比表面积大、代谢速率快 较大的酵母菌，一般为椭圆形，宽1-5um,长5-30um。6l比表面积大比表面积大：大肠杆菌与人相比，其比表面积：大肠杆菌与人相比，其比表面积约为人的约为人的30万倍，为营养物的吸收与代谢产物万倍，为营养物的吸收与代谢产物的排泄奠定了基础；的排泄奠定了基础；l代谢速度快代谢速度快：发酵乳糖的细菌在：发酵乳糖的细菌在1hr内
5、可分解内可分解其自重的其自重的100010 000倍；假丝酵母倍；假丝酵母（Candida utilis）合成蛋白质的能力比大豆）合成蛋白质的能力比大豆强强100倍，比食用公牛强倍，比食用公牛强10万倍。万倍。微生物对污染物降解的巨大潜力微生物对污染物降解的巨大潜力7种类繁多、分布广泛、代谢类型多样种类繁多、分布广泛、代谢类型多样lW. B. Whitman (U. Of Georgia)细菌普查，地球上存在51030个细菌, 非常活跃的群体在海、陆、空等一般环境和极端环境中的极端环境微生物；lPseudomonas cepacia：能降解90种以上有机物，甲基汞、有毒氰、酚类化合物等都能被微
6、生物作为营养物质分解利用。微生物对污染物降解的巨大潜力微生物对污染物降解的巨大潜力8繁殖快、易变异、适应性强繁殖快、易变异、适应性强l 大肠杆菌在条件适宜时大肠杆菌在条件适宜时17min就分裂一次；有一种假单就分裂一次；有一种假单胞细菌在不到胞细菌在不到10min就分裂一次；就分裂一次；l 低温、高温、高压、酸、碱、盐、辐射等条件下可以快低温、高温、高压、酸、碱、盐、辐射等条件下可以快速适应；速适应；l 对于进入环境中的对于进入环境中的“陌生陌生”污染物，微生物可通过突变污染物，微生物可通过突变而改变原来的代谢类型而降解之而改变原来的代谢类型而降解之微生物对污染物降解的巨大潜力微生物对污染物降
7、解的巨大潜力9v 废水处理的微生物包括：真细菌、古细菌、真菌、放线菌、废水处理的微生物包括：真细菌、古细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物及后生动物藻类、原生动物及后生动物v 生化处理技术广泛应用于城市生活污水处理及工业废水的生化处理技术广泛应用于城市生活污水处理及工业废水的二级处理中二级处理中v 根据反应器中氧含量，可分为根据反应器中氧含量，可分为好氧生化处理好氧生化处理、兼氧生化处、兼氧生化处理及理及厌氧消化处理厌氧消化处理废水生物处理技术简介废水生物处理技术简介10v微生物呼吸类型微生物呼吸类型11微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能好氧呼吸好氧呼吸
8、厌氧呼吸厌氧呼吸根据氧化的底物、氧化产物的不同根据氧化的底物、氧化产物的不同 按反应过程中的最终受氢体的不同按反应过程中的最终受氢体的不同 自养型微生物自养型微生物 无氧呼吸无氧呼吸异养型微生物异养型微生物发发 酵酵根据受氢体的不同分为根据受氢体的不同分为微微 生生 物物 的的 呼呼 吸吸 类类 型型12好氧呼吸是营养物质进入好氧微生物细胞后，通过一系列好氧呼吸是营养物质进入好氧微生物细胞后，通过一系列氧化还原反应获得能量的过程。氧化还原反应获得能量的过程。有分子氧参与的生物氧化，有分子氧参与的生物氧化， 反应的最终受氢体是分子氧。反应的最终受氢体是分子氧。依好氧微生物的类型不同，被其氧化的底
9、物不同，氧化产依好氧微生物的类型不同，被其氧化的底物不同，氧化产物也不同。好氧呼吸有物也不同。好氧呼吸有异养型微生物呼吸异养型微生物呼吸和和自养型微生物呼自养型微生物呼吸吸两种两种 。 好好 氧氧 呼呼 吸吸 微微 生生 物物 的的 呼呼 吸吸 类类 型型131.异养型微生物异养型微生物 异养型微生物以异养型微生物以有机物有机物为底物（电子供体），其终点产为底物（电子供体），其终点产物为二氧化碳、氨和水等无机物，同时放出能量。如下式所物为二氧化碳、氨和水等无机物，同时放出能量。如下式所示：示： 有机废水的好氧生物处理，如有机废水的好氧生物处理，如活性污泥法、生物膜法、活性污泥法、生物膜法、污泥
10、的好氧消化污泥的好氧消化等属于这种类型的呼吸。等属于这种类型的呼吸。2817.3kJO6H6CO6OOHC2226126能量NHO13H11COH14ONOHC422272911微微 生生 物物 的的 呼呼 吸吸 类类 型型142.自养型微生物自养型微生物 自养型微生物以自养型微生物以无机物无机物为底物（电子供体），其终点产物也为底物（电子供体），其终点产物也是无机物，同时放出能量。是无机物，同时放出能量。能量SOH2OSH4222能量OH2HNO2ONH2324大型合流污水沟道和污水沟大型合流污水沟道和污水沟道存在该式所示的生化反应道存在该式所示的生化反应生物脱氮生物脱氮工艺中的生物工艺中的
11、生物硝化过程硝化过程 光能自养微生物：需要阳光或灯光作能源，依靠体内的光合光能自养微生物：需要阳光或灯光作能源，依靠体内的光合作用色素合成有机物。作用色素合成有机物。CO2+H2O CH2OO2 化能自养微生物：化能自养微生物不具备色素，不能进行光化能自养微生物：化能自养微生物不具备色素，不能进行光合作用，合成有机物所需的能量来自氧化合作用，合成有机物所需的能量来自氧化NH3、H2S等无机物。等无机物。光光叶绿素叶绿素微微 生生 物物 的的 呼呼 吸吸 类类 型型15厌氧呼吸是在厌氧呼吸是在无分子氧（无分子氧（OO2 2）的情况下进行的生物氧化。的情况下进行的生物氧化。厌氧微生物只有脱氢酶系统
12、，没有氧化酶系统。在呼吸过厌氧微生物只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。在呼吸过程中，底物中的氢被脱氢酶活化，从底物中脱下来的氢经辅程中，底物中的氢被脱氢酶活化，从底物中脱下来的氢经辅酶传递给除氧以外的有机物或无机物，使其还原。酶传递给除氧以外的有机物或无机物，使其还原。厌氧呼吸的受氢体不是分子氧。在厌氧呼吸过程中，底物厌氧呼吸的受氢体不是分子氧。在厌氧呼吸过程中，底物氧化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来氧化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底物简单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故释放底物简单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故释放能量较少。能量较少。厌氧
13、呼吸按反应过程中的最终受氢体的不同，可分为厌氧呼吸按反应过程中的最终受氢体的不同，可分为发酵发酵和和无氧呼吸无氧呼吸。 厌厌 氧氧 呼呼 吸吸 微微 生生 物物 的的 呼呼 吸吸 类类 型型16 1.发酵发酵 指供氢体和受氢体都参与有机化合物的生物氧化作用，指供氢体和受氢体都参与有机化合物的生物氧化作用，最终最终受氢体无需外加，就是供氢体的分解产物（有机物）。受氢体无需外加，就是供氢体的分解产物（有机物）。 这种生物氧化作用不彻底，最终形成的还原性产物，是比这种生物氧化作用不彻底，最终形成的还原性产物，是比原来底物简单的原来底物简单的有机物有机物，在反应过程中，释放的自由能较少，在反应过程中，
14、释放的自由能较少，故厌氧微生物在进行生命活动过程中，为了满足能量的需要，故厌氧微生物在进行生命活动过程中，为了满足能量的需要，消耗的底物消耗的底物要比好氧微生物的多要比好氧微生物的多。 微微 生生 物物 的的 呼呼 吸吸 类类 型型17v例如，葡萄糖的发酵过程：例如，葡萄糖的发酵过程：v总反应式：总反应式：4HCOCOOH2CHOHC36126CHO2CH2COCOCOOH2CH323OHCH2CHCHO2CH4H23392.0kJ2COOHCH2CHOHC2236126微微 生生 物物 的的 呼呼 吸吸 类类 型型18 2. 2.无氧呼吸无氧呼吸 是指以是指以无机氧化物无机氧化物，如，如NO
15、NO3 3- -，NONO2 2- -，SOSO4 42-2-，S S2 2OO3 32-2-，COCO2 2等代等代替分子氧，替分子氧，作为最终受氢体的生物氧化作用作为最终受氢体的生物氧化作用。 在反硝化作用中，受氢体为在反硝化作用中，受氢体为NONO3 3- -，可用下式所示：，可用下式所示：总反应式：总反应式： 24H6COO6HOHC226126O12H2N4NO24H2231755.6kJ2NO6H6CO4NOOHC22236126微微 生生 物物 的的 呼呼 吸吸 类类 型型19v 在无氧呼吸过程中，供氢体和受氢体之间也需要细胞在无氧呼吸过程中，供氢体和受氢体之间也需要细胞色素等中
16、间电子传递体，并伴随有磷酸化作用，底物可被色素等中间电子传递体，并伴随有磷酸化作用，底物可被彻底氧化，能量得以分级释放，故无氧呼吸也产生较多的彻底氧化，能量得以分级释放，故无氧呼吸也产生较多的能量用于生命活动。但由于有些能量随着电子转移至最终能量用于生命活动。但由于有些能量随着电子转移至最终受氢体中，故释放的能量受氢体中，故释放的能量不如好氧呼吸的不如好氧呼吸的多。多。微微 生生 物物 的的 呼呼 吸吸 类类 型型20 好氧呼吸、无氧呼吸、发酵三种呼吸方式，获得的好氧呼吸、无氧呼吸、发酵三种呼吸方式，获得的能量水平不同，能量水平不同， 如下表所示。如下表所示。呼吸方式呼吸方式受氢体受氢体化学反
17、应式化学反应式好氧呼吸好氧呼吸能量利用率能量利用率4242分子氧分子氧C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+2817.3kJ无氧呼吸无氧呼吸无机物无机物C6H12C6+4NO3 - 6CO2+6H2O+2N2+1755.6kJ发酵发酵能量利用率能量利用率2626有机物有机物C6H12C6 2CO2+2CH3CH2OH+92.0kJ微微 生生 物物 的的 呼呼 吸吸 类类 型型21v废水的好氧生物处理的特点及应用废水的好氧生物处理的特点及应用22好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。故处理构筑物容积较小。处理过
18、程中散发的臭气较少。处理过程中散发的臭气较少。所以，目前对所以，目前对中、低浓度的有机废水中、低浓度的有机废水，或者说，或者说BODBOD5 5浓度小浓度小于于500mg/L500mg/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。废水的好氧生物处理的特点及应用废水的好氧生物处理的特点及应用23废水的好氧生化处理废水的好氧生化处理v 好氧生物处理法两种主要形式：活性污泥法和生物膜法好氧生物处理法两种主要形式：活性污泥法和生物膜法v 活性污泥法活性污泥法（水体自净人工化），又称悬浮生长法，是使微（水体自净人工化），又称悬浮生长法，是使微生物群体在反应器（曝气池）内
19、呈悬浮状，并与废水接触而生物群体在反应器（曝气池）内呈悬浮状，并与废水接触而使之净化的方法。使之净化的方法。v 生物膜法生物膜法则利用附着在载体上的生物膜对污水进行净化（土则利用附着在载体上的生物膜对污水进行净化（土壤自净人工化）壤自净人工化） 活性污泥池 生物转盘 生物滤池24v活性污泥法活性污泥法25污水处理厂的生物处理的原理v 活性污泥法（核心）：往生活污水中通入空气进行曝气，持续一段时间后，活性污泥法（核心）：往生活污水中通入空气进行曝气，持续一段时间后，污水中即生成一种褐色絮凝体。该絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所污水中即生成一种褐色絮凝体。该絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所
20、构成，可氧化分解污水中的有机物，并易于沉淀分离，从而得到澄清的处理构成，可氧化分解污水中的有机物，并易于沉淀分离，从而得到澄清的处理出水。这种絮凝体就是出水。这种絮凝体就是“活性污泥活性污泥”。v 1916年英国建成第一座污水处理厂示意图年英国建成第一座污水处理厂示意图活性污泥法活性污泥法26曝气池二沉池进 水空气出 水污泥回流剩余污泥v传统活性污泥法传统活性污泥法27活性污泥的形态与组成活性污泥的形态与组成v 形态：略带形态：略带土壤气味土壤气味，颜色根据水质不同而不同，多为，颜色根据水质不同而不同，多为黄色或褐色黄色或褐色。含水率高，一般在含水率高，一般在99%99%以上，具较大的以上，具
21、较大的比表面积比表面积。v 组成：组成：1 1、具有代谢功能活性的微生物（、具有代谢功能活性的微生物（细菌、菌胶团、原生动物、细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体后生动物等微生物群体) )v 2 2、微生物自身氧化的残留物、微生物自身氧化的残留物v 3 3、污水带入的被微生物吸附的、污水带入的被微生物吸附的( (难降解的难降解的) )有机物质有机物质v 4 4、由污水携入的无机物质、由污水携入的无机物质28活性污泥法的组成活性污泥法的组成 曝气池曝气池和和二沉池二沉池是活性污泥法的主要组成部分是活性污泥法的主要组成部分曝气池有推流式和完全混合式两种类型29活性污泥工艺的机理活性污泥工艺
22、的机理 活性污泥絮体是主要净化者，活性污泥絮体是主要净化者， 菌胶团是活性污泥絮体的主要组成，是大部分细菌存在方式菌胶团是活性污泥絮体的主要组成，是大部分细菌存在方式 污水中污染物有三种存在形式：溶解态、胶态、悬浮态污水中污染物有三种存在形式：溶解态、胶态、悬浮态活性污泥池活性污泥池30活性污泥絮体的主要构成活性污泥絮体的主要构成v 正常的活性污泥絮体呈棕色、无臭，内部为厌氧状态的正常的活性污泥絮体呈棕色、无臭，内部为厌氧状态的 矿物核，外围由好氧活性较强的细菌组成矿物核，外围由好氧活性较强的细菌组成v 菌胶团主要由能够产生荚膜及胞外聚合物的细菌组成菌胶团主要由能够产生荚膜及胞外聚合物的细菌组
23、成v 微生物相的主要构成为细菌、放线菌、藻类、原生动物、后生动物微生物相的主要构成为细菌、放线菌、藻类、原生动物、后生动物31活性污泥的主要组成细菌活性污泥的主要组成细菌活性污泥的主要组成细菌活性污泥的主要组成细菌v无色杆菌属无色杆菌属v气杆菌属气杆菌属v产碱杆菌属产碱杆菌属v芽孢杆菌属芽孢杆菌属v短杆菌属短杆菌属v棒状杆菌属棒状杆菌属v黄杆菌属黄杆菌属v微杆菌属微杆菌属v诺卡式菌属诺卡式菌属v假单孢菌属假单孢菌属v螺菌属螺菌属v动胶菌属动胶菌属v埃希氏菌属埃希氏菌属v微球菌属微球菌属主要组成细菌的特性主要组成细菌的特性p多为化能异养菌，以有机物为营养源p多为严格好氧或兼行厌氧p细胞分裂后排列
24、方式差别较大p以革兰氏阴性为主p气杆菌属、短杆菌属、埃希氏菌属、 假单孢菌属、动胶菌属、芽孢杆菌属的一些种或变种均有荚膜或发育不好的类似结构（微荚膜），这些构造与活性污泥絮凝体形成有密切关系32活性污泥颗粒细菌组成活性污泥颗粒细菌组成33活性污泥絮体的主要形成菌活性污泥絮体的主要形成菌v 生枝动胶菌属是活性污泥中的优势菌属，是活性污泥絮凝体生枝动胶菌属是活性污泥中的优势菌属，是活性污泥絮凝体 的主要凝聚因素的主要凝聚因素v 诺卡式菌、芽孢杆菌、产碱杆菌属、假单孢菌属也可形成絮体诺卡式菌、芽孢杆菌、产碱杆菌属、假单孢菌属也可形成絮体34活性污泥膨胀的原因活性污泥膨胀的原因v 活性污泥膨胀现象活性
25、污泥膨胀现象v 主要为丝状菌大量繁殖导致，但也存在非丝状菌膨胀主要为丝状菌大量繁殖导致，但也存在非丝状菌膨胀v 污水中含有大量碳水化合物，碳氮比或碳磷比较高污水中含有大量碳水化合物，碳氮比或碳磷比较高v 溶解氧不足溶解氧不足v 污泥负荷污泥负荷v pH值与温度值与温度 氧化沟活性污泥膨胀时浮在表面的污泥氧化沟活性污泥膨胀时浮在表面的污泥活性污泥膨胀时絮体中向外伸出的丝状菌活性污泥膨胀时絮体中向外伸出的丝状菌35活性污泥中的真菌和藻类活性污泥中的真菌和藻类v 活性污泥中的真菌：以酵母菌和霉菌为主活性污泥中的真菌：以酵母菌和霉菌为主v 酵母菌有：粘红酵母、胶红酵母、热带假丝酵母、近平滑假丝酵母等酵
26、母菌有：粘红酵母、胶红酵母、热带假丝酵母、近平滑假丝酵母等v 霉菌有：毛霉菌、根霉菌、曲霉菌、青霉菌、镰刀霉菌、漆斑霉菌、胶霉菌有：毛霉菌、根霉菌、曲霉菌、青霉菌、镰刀霉菌、漆斑霉菌、胶霉菌、瓶霉菌、芽枝霉菌、珠霉菌、地霉菌、水霉菌等丝状真菌霉菌、瓶霉菌、芽枝霉菌、珠霉菌、地霉菌、水霉菌等丝状真菌 36活性污泥中的真菌和藻类活性污泥中的真菌和藻类v 活性污泥中的藻类的种类和数量很少活性污泥中的藻类的种类和数量很少 v 二沉池和表面曝气池的澄清区内，二沉池和表面曝气池的澄清区内，由于有良好的透光条件由于有良好的透光条件 此有藻类生长此有藻类生长 37活性污泥中的微型动物活性污泥中的微型动物v 活
27、性污泥中微型动物的种群构成活性污泥中微型动物的种群构成 优势种属为纤毛类原生动物优势种属为纤毛类原生动物 出现率最高的种属有变形虫属、表壳虫属、滴虫属、楯纤虫出现率最高的种属有变形虫属、表壳虫属、滴虫属、楯纤虫属、漫游虫属、斜管虫属、游仆虫属、钟虫属、累枝虫属、属、漫游虫属、斜管虫属、游仆虫属、钟虫属、累枝虫属、独缩虫属、盖虫属、锤吸管虫属独缩虫属、盖虫属、锤吸管虫属38微型动物在活性污泥中的作用微型动物在活性污泥中的作用v 微型动物对废水净化的影响微型动物对废水净化的影响 直接净化作用直接净化作用 絮凝作用絮凝作用 澄清作用澄清作用v 作为指示生物作为指示生物 指示性生物及特点：数量多、个体
28、大、耐毒能力比细菌小、环境条件指示性生物及特点：数量多、个体大、耐毒能力比细菌小、环境条件的变化可引起种群、数量与代谢活力的变化的变化可引起种群、数量与代谢活力的变化 指示处理效果指示处理效果 指示污泥性质指示污泥性质 指示细菌活力指示细菌活力 指示曝气池技术参数改变的情况指示曝气池技术参数改变的情况39活性污泥处理系统有效运行的基本条件活性污泥处理系统有效运行的基本条件v 1、足够的可溶性易降解有机物、足够的可溶性易降解有机物v 2、微生物生理活动必需的营养物质、微生物生理活动必需的营养物质v 3、混合液中有、混合液中有足够的溶解氧（好氧状态）足够的溶解氧（好氧状态）v 4、活性污泥在曝气池
29、中呈悬浮状态，能与污水充分接触、活性污泥在曝气池中呈悬浮状态，能与污水充分接触v 5、污泥连续回流，还要及时排出剩余污泥，使曝气池中、污泥连续回流，还要及时排出剩余污泥，使曝气池中保持恒定活性污泥浓度保持恒定活性污泥浓度v 6、无对微生物有毒害作用的物质进入、无对微生物有毒害作用的物质进入40 优点：优点： 处理效果好，适用于处理净化程度和稳定程度较高的污水。处理效果好，适用于处理净化程度和稳定程度较高的污水。BODBOD5 5的去除率的去除率可达可达90-95%90-95%；根据具体情况，可以灵活调整污水处理程度的高低。进水根据具体情况，可以灵活调整污水处理程度的高低。进水负荷升高时，可通过
30、提高污泥回流比的方法予以解决。负荷升高时，可通过提高污泥回流比的方法予以解决。 缺点：缺点： 曝气池容积大，占地面积多，基建投资多。对冲击负荷适应能力较差。曝气池容积大，占地面积多，基建投资多。对冲击负荷适应能力较差。曝气池末端有可能出现供养速率大于需氧速率的现象，动力消耗较大。曝气池末端有可能出现供养速率大于需氧速率的现象，动力消耗较大。为避免曝气池首端混合液处于缺氧或厌氧状态，进水有机负荷不能过高，因为避免曝气池首端混合液处于缺氧或厌氧状态，进水有机负荷不能过高，因此曝气池容积负荷一般较低。脱氮除磷效果低。此曝气池容积负荷一般较低。脱氮除磷效果低。传统活性污泥的特点传统活性污泥的特点41v
31、生物膜法生物膜法42什么是“生物膜”？v是 附着生长在固体状材料表面的由多种微生物形成的膜状生物聚集体；v固体状材料： 滤料生物滤池； 填料生物接触氧化工艺； 转盘生物转盘； 载体生物流化床43l 前提条件：前提条件： 载体载体填料或称滤料；填料或称滤料； 营养物质营养物质有机物、有机物、N N、P P及其它，由污水提供；及其它，由污水提供； 接种微生物接种微生物由污水自行提供，或接种；由污水自行提供，或接种；l 形成过程形成过程：含有营养物质和接种微生物的污水在填料表面流动，经过含有营养物质和接种微生物的污水在填料表面流动，经过一定时间后，污水中的微生物会在填料表面附着增殖和生长，形成一一定
32、时间后，污水中的微生物会在填料表面附着增殖和生长，形成一层薄的生物膜。层薄的生物膜。l 生物膜的成熟生物膜的成熟：在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统：在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定。以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定。l 成熟所需时间成熟所需时间：在：在2020 C C下处理城市污水时，生物膜从开始形成到成熟，下处理城市污水时，生物膜从开始形成到成熟，一般需要一般需要3030天左右天左右442、生物膜结构示意图453、生物膜的更新与脱落l厌氧膜的加厚：厌氧膜的加厚： 生物膜处于老化状态，净化功能变弱，易于脱落
33、。生物膜处于老化状态，净化功能变弱，易于脱落。 厌氧代谢产物增多，减弱生物膜的附着能力；厌氧代谢产物增多，减弱生物膜的附着能力； 破坏厌氧膜与好氧膜之间的平衡；破坏厌氧膜与好氧膜之间的平衡；l生物膜的更新：生物膜的更新： 老化膜脱落，新生膜会重新生长；老化膜脱落，新生膜会重新生长； 新生膜具有更强的净化功能。新生膜具有更强的净化功能。46什么是“生物膜法”？l 定义：以生物膜作为去除废水中的污染物主体的工艺，定义：以生物膜作为去除废水中的污染物主体的工艺， 通称为生物膜法工艺；通称为生物膜法工艺；又称固定膜法，是与活性污泥法并又称固定膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；列的一类
34、废水好氧生物处理技术；l 起源：土壤自净过程的人工化和强化；起源：土壤自净过程的人工化和强化；l 处理对象：处理对象： 废水中溶解性和胶体状的有机物及氮素污染物；废水中溶解性和胶体状的有机物及氮素污染物； 生活污水或城市废水；以及个别工业废水；生活污水或城市废水；以及个别工业废水；l 分类：分类： 生物滤池；生物转盘；生物接触氧化工艺；生物滤池；生物转盘；生物接触氧化工艺； 生物流化床；等生物流化床；等471、生物膜法的运行原则：l 减缓生物膜的老化进程；减缓生物膜的老化进程；l 控制厌氧膜的厚度；控制厌氧膜的厚度；l 加快好氧膜的更新；加快好氧膜的更新；l 控制使生物膜不集中脱落。控制使生物
35、膜不集中脱落。482、生物膜法的主要特点（1 1）微生物方面的特征）微生物方面的特征 1)1)、微生物、微生物种类多样化种类多样化； 2)2)、生物膜上微生物的食物链较长；、生物膜上微生物的食物链较长； 3)3)、能够存活、能够存活世代时间较长世代时间较长的微生物的微生物4950生物膜和活性污泥中微生物种类与数量的比较生物膜和活性污泥中微生物种类与数量的比较 微生物微生物活性污泥活性污泥法法生物膜法生物膜法微生物微生物活性污泥活性污泥法法生物膜生物膜法法细细 菌菌+轮轮 虫虫+ +真真 菌菌+线线 虫虫+ +藻藻 类类 +寡毛虫寡毛虫 +鞭毛虫鞭毛虫+其它后生动其它后生动物物 + +肉足虫肉足
36、虫+昆虫类昆虫类 +纤毛虫纤毛虫+51v废水好氧生物处理工艺废水好氧生物处理工艺52废水好氧生物处理工艺废水好氧生物处理工艺膜生物反应器膜生物反应器(MBR)工艺工艺曝气生物滤池曝气生物滤池(ABF)工艺工艺序批式间歇活性污泥法序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺工艺AB（吸附（吸附生物降解）法工艺生物降解）法工艺氧化沟工艺氧化沟工艺53 涉及生活污水处理的几个术语涉及生活污水处理的几个术语 BODBOD5 5/ COD:/ COD:BODBOD5 5和和CODCOD都是代表废水受有机物污染的水质指标，其中都是代表废水受有机物污染的水质指标，其中CODCOD值可值可近似地代表废水中的全部有机物的
37、好氧量，而近似地代表废水中的全部有机物的好氧量，而BODBOD5 5值只是代表了废水在好氧值只是代表了废水在好氧条件下能被微生物氧化分解的这一小部分有机物的好氧量。一般用条件下能被微生物氧化分解的这一小部分有机物的好氧量。一般用BODBOD5 5/ COD/ COD来表征城市污水的生化处理的可能性：其值越小，废水中能被微生物所氧化来表征城市污水的生化处理的可能性：其值越小，废水中能被微生物所氧化分解的有机物占废水中全部有机物的份额越少，该废水的可生物降解性越差。分解的有机物占废水中全部有机物的份额越少，该废水的可生物降解性越差。一般来讲，一般来讲，BODBOD5 5/ COD45/ COD45
38、，表示易生化性。，表示易生化性。 C/NC/N：废水中的废水中的C/NC/N是影响生化系统去氮效果的一重要因子。当废水中的是影响生化系统去氮效果的一重要因子。当废水中的C/N2.86C/N2.86时才能充分满足反硝化细菌对碳源的需要，当时才能充分满足反硝化细菌对碳源的需要，当C/NC/N2.862.86时，废水时，废水的的C/NC/N愈低，则通过反硝化脱去的氮越低，总氮去除率也相应减少。愈低，则通过反硝化脱去的氮越低，总氮去除率也相应减少。 BODBOD5 5/N/P/N/P：在污水生物处理中，微生物需要有合适的营养比例。如好氧微生在污水生物处理中，微生物需要有合适的营养比例。如好氧微生物群体
39、要求的碳、氮、磷之比为物群体要求的碳、氮、磷之比为BODBOD5 5：N N：P P为为100100：5 5：1 1，在厌氧反硝化中，在厌氧反硝化中，厌氧微生物群体所需的厌氧微生物群体所需的BODBOD5 5：N N：P P为为100100：6 6：1 1。54v容积负荷容积负荷 单位体积反应器每日接受的废水中污染物的量，单位体积反应器每日接受的废水中污染物的量，一般考虑一般考虑CODCOD，常用单位：，常用单位：kgCOD/mkgCOD/m3 3反应器反应器dd。 此值反应出处理同等废水所需的反应器的大小，此值反应出处理同等废水所需的反应器的大小，与投资关系较大。与投资关系较大。 涉及生活污
40、水处理的几个术语涉及生活污水处理的几个术语55v 污泥负荷（污泥负荷（F/MF/M） 单位时间内进入单位重量污泥污染物的量，一般考虑单位时间内进入单位重量污泥污染物的量，一般考虑CODCOD，常，常用单位：用单位：kgCOD/kgkgCOD/kg干污泥干污泥dd。 此值反应出在同等反应器体积的情况下，所能处理的污染物量此值反应出在同等反应器体积的情况下，所能处理的污染物量的多少。的多少。 为了达到预定的出水水质，并使污泥具有良好的沉降性能，为了达到预定的出水水质，并使污泥具有良好的沉降性能，应该根据进水量和进水浓度（应该根据进水量和进水浓度（BODBOD或或CODCOD）来确定排泥量，使污泥负
41、荷）来确定排泥量，使污泥负荷维持在较稳定的范围。一般说，常规好氧活性污泥的维持在较稳定的范围。一般说，常规好氧活性污泥的F/MF/M范围是范围是0.1-0.1-0.5kgBOD0.5kgBOD5 5/(kgMLVSS d)/(kgMLVSS d) 涉及生活污水处理的几个术语涉及生活污水处理的几个术语56v 有效水力停留时间（有效水力停留时间（HRTHRT） 实际上进入反应器的废水在反应器的平均停留的时间，意义为实际上进入反应器的废水在反应器的平均停留的时间，意义为反应器的有效容积除以单位时间的进水量，也就是污水与生物反应器反应器的有效容积除以单位时间的进水量，也就是污水与生物反应器内微生物作用
42、的平均反应时间。内微生物作用的平均反应时间。 涉及生活污水处理的几个术语涉及生活污水处理的几个术语57v 污泥沉降比（污泥沉降比（SVSV3030） SVSV3030是指曝气池混合液在量筒静止沉降是指曝气池混合液在量筒静止沉降30min30min后污泥所占的后污泥所占的体积百分比。体积百分比。 它是分析污泥沉降性能的最简便方法。它是分析污泥沉降性能的最简便方法。 SVSV3030的值越小，污泥的值越小，污泥沉降性能就越好。沉降性能就越好。 SVSV3030值越大，沉降性能越差。所以在污水厂中往往值越大，沉降性能越差。所以在污水厂中往往用用SVSV3030来控制剩余污泥的排放量。当来控制剩余污泥
43、的排放量。当SVSV3030超过某个数值时，就应该进超过某个数值时，就应该进行排泥，使曝气池中的污泥维持所需的浓度范围。行排泥，使曝气池中的污泥维持所需的浓度范围。 控制范围：控制范围：15%-30%15%-30% 涉及生活污水处理的几个术语涉及生活污水处理的几个术语58v 污泥浓度（污泥浓度（MLSS） 指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的重量，常用指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的重量，常用MLSS表示。其单位常用表示。其单位常用“g/L”或或”mg/L”。 一般用一般用MLSS粗略表示微生物的量。粗略表示微生物的量。 涉及生活污水处理的几个术语涉及生活污水处理的几个术语59v 污泥
44、体积指数（污泥体积指数（SVISVI） 指曝气池混合液经指曝气池混合液经30min30min沉淀后，沉淀后，1g1g干污泥所占的湿污泥体积（以干污泥所占的湿污泥体积（以mlml计）。计）。 例如：混合液例如：混合液MLSSMLSS为为4g/L4g/L，SVSV3030为为30%30%时，则时，则SVISVI为为3030* *10/4=75mL/gMLSS10/4=75mL/gMLSS 在在SVISVI值的概念中排除了污泥浓度对沉降体积的影响，反映了活性污值的概念中排除了污泥浓度对沉降体积的影响，反映了活性污泥结构的松紧程度，是泥结构的松紧程度，是判断污泥沉降浓缩性能的一个常用参数判断污泥沉降浓
45、缩性能的一个常用参数。 SVISVI值高，污泥沉降性能就差，反之，沉降性能就好。值高，污泥沉降性能就差，反之，沉降性能就好。 控制范围：控制范围：50-120mL/gMLSS50-120mL/gMLSS 涉及生活污水处理的几个术语涉及生活污水处理的几个术语60v 微生物平均停留时间（微生物平均停留时间（MCRTMCRT）或污泥停滞时间）或污泥停滞时间（SRTSRT）或污泥龄）或污泥龄 即微生微在曝气池中的平均停留时间，即微生微在曝气池中的平均停留时间， 或曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间或曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间 或曝气池中的活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量的比或曝气
46、池中的活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量的比 值，值，单位：单位：d d。 污泥龄是一个十分重要的参数，反映了活性污泥吸附有机物以后，污泥龄是一个十分重要的参数，反映了活性污泥吸附有机物以后，进行稳定氧化的时间长短。污泥龄越长，有机物氧化稳定得越彻底，处进行稳定氧化的时间长短。污泥龄越长，有机物氧化稳定得越彻底，处理效果好，剩余污泥量越少；反之亦然。但污泥龄也不能太长，否则污理效果好，剩余污泥量越少；反之亦然。但污泥龄也不能太长，否则污泥会老化，影响沉淀效果。污泥龄不能短于活性污泥中微生物的世代期，泥会老化，影响沉淀效果。污泥龄不能短于活性污泥中微生物的世代期，否则曝气池中的污泥会都流失。否则
47、曝气池中的污泥会都流失。 控制范围：控制范围：5-15d5-15d MCRT MCRT与与HRTHRT的关系：的关系：MCRTMCRTHRTHRT 涉及生活污水处理的几个术语涉及生活污水处理的几个术语61v 挥发性脂肪酸挥发性脂肪酸VFAVFA 厌氧菌的发酵作用能将污水中的饱和及不饱和脂、酯、蛋白厌氧菌的发酵作用能将污水中的饱和及不饱和脂、酯、蛋白质、糖类等有机物质降解成为饱和或不饱和脂肪酸，最主要的是低分质、糖类等有机物质降解成为饱和或不饱和脂肪酸，最主要的是低分子有机酸（子有机酸（VFAVFA），其中乙酸已被实践证明与污泥总硬度有一定的相），其中乙酸已被实践证明与污泥总硬度有一定的相关性，
48、能够在一定程度上反应出污泥总碱度有一定的相关性，能够在关性，能够在一定程度上反应出污泥总碱度有一定的相关性，能够在一定程度上反应出污泥消化中有机物无机化的情况。一定程度上反应出污泥消化中有机物无机化的情况。 涉及生活污水处理的几个术语涉及生活污水处理的几个术语62 曝气时间曝气时间( (t t) )：指污水进入曝气池后，在曝气池中的平均停留时间，指污水进入曝气池后，在曝气池中的平均停留时间，也称水力停留时间也称水力停留时间(HRT),(HRT),以小时记。以小时记。 污泥膨胀：污泥膨胀：又指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离又指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水
49、水质的现象。有非丝状菌性膨胀和丝状菌性膨胀两种，前者影响出水水质的现象。有非丝状菌性膨胀和丝状菌性膨胀两种，前者系因为为是黏性物质大量积累而引起，后者系丝状菌异常增长而引起。系因为为是黏性物质大量积累而引起，后者系丝状菌异常增长而引起。 涉及生活污水处理的几个术语涉及生活污水处理的几个术语63 氧化沟工艺 氧化沟氧化沟(Oxidation Dictch,OD)(Oxidation Dictch,OD)由荷兰于由荷兰于5050年代发明，是平面呈椭圆形或年代发明，是平面呈椭圆形或环形环形“跑道跑道”式活性污泥处理构筑物，由荷兰式活性污泥处理构筑物，由荷兰PasveerPasveer博士设计出服务人
50、口博士设计出服务人口360360人的生活污水处理，称为人的生活污水处理，称为PasveerPasveer沟。是沟。是传统活性污泥法污水处理技术的传统活性污泥法污水处理技术的改良，外形呈改良，外形呈封闭环状沟封闭环状沟，其特点是混合液在沟内不中断地，其特点是混合液在沟内不中断地循环流动循环流动，形成，形成厌氧、缺氧和好氧段，且将传统的鼓风曝气改为厌氧、缺氧和好氧段，且将传统的鼓风曝气改为表面机械曝气表面机械曝气，ODOD的曝气和的曝气和动力用动力用“转刷转刷” ” ；国内外国内外ODOD在城市污水处理厂中已广泛采用；工业污水处理中也有应用；在城市污水处理厂中已广泛采用；工业污水处理中也有应用；广
