废水生物处理基本原理PPT文件格式下载.ppt

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定义：

利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物的一种方法叫做废水生物处理方法，分好氧生物处理法和厌氧生物处理法两种。

特点：

1、用生物方法去除水中有机物最经济；

2、90%废水处理工艺属于生物处理工艺；

3、水中氨氮用生物处理方法去除最有效；

4、绝大多数工业废水也是以生物处理方法为主。

处理对象：

1、有机物；

2、氮；

3、磷。

可生化判断：

BOD/COD0.3难生化，0.3和0.5可生化，大于0.5易生化。

第一章废水生物处理基本原理,BOD：

生物需氧量（Biochemical【生物】Oxygen【氧气】Demand【需求】）微生物分解水中的有机化合物时需要消耗氧，这个指标代表消耗掉的氧。

BOD5：

（205天BOD）微生物完全分解水中的有机化合物总共约需100天，为缩短检测时间，一般20五天内的耗氧量为代表，简称BOD5，对生活污水来说，约占BOD70%。

来源：

生活污水和制糖、食品、造纸、纤维等工业废水中。

COD：

化学需氧量（Chemical【化学】oxygenDemand）利用化学氧化剂将废水中可氧化物质（如有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等）氧化分解，然后根据残留的氮化剂的量计算出氧的消耗量。

CODCr：

（重铬酸钾作为氧化剂测出的COD结果）CODMn：

（高锰酸钾作为氧化剂测出的COD结果）一般CODCrBOD5CODMn来源：

包括BOD来源，还有工业废水如化工、制药、纺织等。

第一章废水生物处理基本原理,NH3-N：

氨氮主要来源于人和动物的排泄物、农用化肥的流失，自化工、冶金、石油化工、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水。

危害：

黑臭、毒性，富营养化。

（H2PO4-、HPO42-、PO43-）：

磷在废水中，磷通常以无机磷酸盐、聚合磷酸盐和有机磷等多种形式存在，来源农药、医药、饲料、洗涤剂、肥料、食品添加剂等。

黑臭、富营养化。

AAO（Anaerobic【没有空气】Anoxic【缺少空气】Oxide【氧】）AO脱氮（Anaerobic【缺少空气】Oxide【氧】）AO除磷（Anaerobic【没有空气】Oxide【氧】）,好氧：

曝气-普通污水处理厌氧：

只进水，不搅动，不曝气高浓度有机废水处理，除磷工艺缺氧：

搅动或回流硝化液或微曝气，脱氮工艺实际工艺可能是多种缺氧、好氧、厌氧工艺组合以达到更好的处理效果。

第一章废水生物处理基本原理,生物处理好氧原理,好氧微生物将废水中的有机污染物分解成为最终的无机产物如二氧化碳和水等，或被同化合成为好氧微生物的细胞物质并以剩余污泥的形式通过沉淀等方式与出水分离，从而使废水得到净化。

第一章废水生物处理基本原理,第一章废水生物处理基本原理,有机污染物好氧微生物处理的一般途径,2、生物处理好氧异养代谢:

第一章废水生物处理基本原理,第一章废水生物处理基本原理,1914年在英国建成第一座活性污泥污水处理试验厂是目前城市污水处理的主要方法。

作用原理：

普通活性污泥法是依据废水的自净作用原理发展而来的。

第一节活性污泥法,第一章废水生物处理基本原理,第一章废水生物处理基本原理,活性污泥法的特点：

曝气池中污泥浓度一般控制在23g/L，废水浓度高时采用较高数值。

废水在曝气池中的停留时间（HRT）常采用48h，视废水中有机物浓度而定。

回流污泥量约为进水流量的2550左右BOD和悬浮物去除率都很高，达到9095左右,第一章废水生物处理基本原理,不足之处：

对水质变化的适应能力不强；

所供的氧不能充分利用，因为在曝气池前端废水水质浓度高、污泥负荷高、需氧量大，而后端则相反，但空气往往沿池长均匀分布，这就造成前端供氧量不足、后端供氧量过剩的情况。

因此，在处理同样水量时，同其他类型的活性污泥法相比，曝气池相对庞大、占地多、能耗费用高。

第一章废水生物处理基本原理,六、序批式活性污泥法序批式活性污泥法（SequencingBatchReactor，简称SBR）是国内外近年来新开发的一种活性污泥法，其工艺特点是将曝气池和沉淀池合而为一，生化反应虽分批进行，基本工作周期可由进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段组成,第一章废水生物处理基本原理,SBR具有下述特点：

1构造简单、节省投资省去了二沉池、回流装置和调节池等设施，因此基建投资较低。

2控制灵活，可满足各种处理要求一个周期中各个阶段的运行时间、总停留时间、供气量等都可按照进水水质和出水要求而加以调节。

3活性污泥性状好、污泥产率低污泥结构紧密，沉降性能良好。

此外在沉降期几乎是在静止状态下沉淀，因此污泥沉降时间短、效率高。

SBR的运行周期中有一闲量期、污泥处于内源呼吸阶段，因此污泥产率比较低。

4脱氮效果好,第一章废水生物处理基本原理,第二节生物膜法,优点：

供氧充分，传质条件好；

采用轻质塑料填料后构筑物轻巧，填料比表面积大；

设备处理能力大，处理效果好，不生长滤池蝇，气味小，卫生条件好。

生物膜法与活性污泥法的主要区别在于生物膜固定生长或附着生长于固体填料（或称载体）的表面，而活性污泥则以絮体（floc）方式悬浮生长于处理构筑物中。

1.2.1概述和基本原理,生物膜法是依靠固着于固体介质表面的微生物来净化有机物的，因而这种方法亦称为生物过滤法。

生物膜法的缺点：

由于固着于固体表面的微生物量较难控制，因而在运转操作上伸缩性差；

滤料表面积小，BOD容积负荷有限，因而空间效果差；

采用自然通风供养，在生物膜内层往往形成厌氧层，从而缩小了具有净化功能的有效容积。

然而由于新工艺新滤料的研制成功，生物膜法作为良好的好氧生物处理技术仍被广泛的应用着。

1.2.1概述和基本原理,生物膜法的类型：

（1）润壁型生物膜法废水和空气沿固定的或转动的接触介质表面的生物膜流过，如生物滤池和生物转盘等；

（2）浸没型生物膜法生物膜载体完全浸没在水中，通过鼓风曝气供氧。

如载体固定，称为接触氧化法；

如载体流化则称为生物流化床,1.2.1概述和基本原理,二、生物膜中的物质迁移有机物供氧,三、生物膜净化废水的原理,1.2.2生物滤池,三、生物滤池的类型及运行系统,生物滤池的分类,普通生物滤池优点是处理效果好，BOD5去除率可达90%以上，出水BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸盐含量在10mg/L左右，出水水质稳定。

缺点是占地面积大，易于堵塞（滤率在12md左右），影响环境卫生。

1.2.3生物转盘,1.2.4生物接触氧化法,接触氧化法的优点是：

容易管理，耐负荷、水温变动的冲击力强；

剩余污泥量少；

比较容易去除难分解和分解速度怪的物质。

接触氧化法的缺点是：

滤料间水流缓慢，接触时间长，水力冲刷力小，生物膜只能自行脱落；

剩余污泥往往恶化处理水质；

动力费高。

1.2.4生物接触氧化法,第三节厌氧生物处理,1.3.1厌氧法的基本原理1.3.2厌氧法的影响因素1.3.3厌氧法的工艺和设备1.3.4厌氧消化过程动力学1.3.5厌氧产气量计算,1.3.1厌氧法的基本原理,在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生化降解的过程，称为厌氧生物处理法或厌氧消化法。

若有机物的降解产物主要是有机酸，则此过程称为不完全的厌氧消化，简称为酸发酵或酸化。

若进一步将有机酸转化为以甲烷为主的生物气，此全过程称为完全的厌氧消化，简称为甲烷发酵或沼气发酵。

厌氧生物处理法的处理对象是：

高浓度有机工业废水、城镇污水的污泥、动植物残体等。

厌氧生物处理的方法和基本功能有二：

（1）酸发酵的目的是为进一步进行生物处理提供生物降解的基质；

（2）甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和生产气体燃料。

完全的厌氧生物处理工艺因兼有降解有机物和生产气体燃料的双重功能，因而得到了广泛的发展和应用。

1.3.1厌氧法的基本原理,厌氧消化二阶段过程,1.3.1厌氧法的基本原理,厌氧消化三阶段、四阶段过程,1.3.1厌氧法的基本原理,1、水解酸化阶段（产酸或酸化细菌）,1.3.1厌氧法的基本原理,2、产气阶段（甲烷细菌）乙酸化阶段,甲烷化阶段,1.3.2厌氧法的影响因素,一、温度条件,1.3.2厌氧法的影响因素,二、pH值一般认为，实测值应7.27.4之间为好。

低于7.0时，pH值并不稳定，有继续下降的趋势。

低于6.5时，将使正常的处理系统遭到破坏。

如果有机物负荷太大，水解和产酸过程的生化速率大大超过气化速率，将导致挥发性脂肪酸的积累和pH值的下降，抑制甲烷细菌的生理机能。

最终使气化速率锐减，甚止停止。

一般原液的pH值为68。

系统中挥发性脂肪酸浓度（以乙酸记）以不超过3000mg/L为佳。

重碳酸盐及氨氮等物质是形成厌氧处理系统碱度的主要物质。

一般要求系统中碱度在2000mg/L以上，氨氮浓度以介于50200mg/L为佳。

1.3.2厌氧法的影响因素,三、氧化还原电位厌氧环境是厌氧消化过程赖以正常进行的最重要的条件。

厌氧环境主要以体系中的氧化还原电位反映。

引起发酵系统的氧化还原电位升高的原因：

氧和其它一些氧化剂或氧化态物质的存在（如某些工业废水中含有的Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-以及酸性废水中的H+等）高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500-600mV；

中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化还原电位应低于-300-380mV。

产酸细菌对氧化还原电位的要求不甚严格，甚至可在+100-100mV的兼性条件下生长繁殖；

而甲烷细菌最适宜的氧化还原电位为-350mV或更低。

就大多数生活污水的污泥及性质相近的高浓度有机废水而言，只要严密隔断于空气的接触，即可保证必要的ORP值。

1.3.2厌氧法的影响因素,四、负荷率容积负荷率：

反应器单位有效容积在单位时间内接纳的有机物量，单位为kg/m3d或g/Ld。

有机物量可用COD.BOD.S和VSS表示。

污泥负荷率：

反应器内单位重量的污泥在单位时间内接纳的有机物量，单位为kg/kgd或g/gd。

投配率：

每天向单位有效容积投加的新料的体积，单位为m3/m3d。

投配率的倒数为平均停留时间或消化时间，单位为d。

投配率有时也可用百分数表示，例如，0.07m3/m3d的投配率也可表示为7%。

确定厌氧消化装置的负荷率的原则是：

在两个转化（酸化和气化）速率保持稳定平衡的条件下，求得最大的处理目标（最大处理量或最大产气量）。

三种发酵状态当有机物负荷率很高时，消化液显酸性（pH7），称为酸性发酵状态，它是一种低效而又不稳定的发酵状态，应尽量避免。

当有机物负荷率