發(fā)酵廢水的生物處理法

1、發(fā)酵廢水的生物處理發(fā)酵廢水的生物處理2021-03-28發(fā)酵廢水生物處理第一節(jié) 水污染及處理概述水體污染及危害：污染物進(jìn)入河流、湖泊、海洋或地下水等；水體富營養(yǎng)化；水和水體底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化；第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理防止水體污染的途徑（1）減少污染物的排放。 改革生產(chǎn)工藝。 綜合利用廢水。（2）廢水無害化。（3）對水體及其污染源進(jìn)行監(jiān)測和管理。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理 pH值； 懸浮物質(zhì)含量； 需氧有機(jī)物，主要測定BOD、COD等； 有毒物，如重金屬、氰化物、亞硝酸鹽； 其它特定指標(biāo)，針對廢水特點(diǎn)而定。例如核電排水的放射性指標(biāo)、醫(yī)院和生物

2、制品廢水的病原體指標(biāo)等。第一節(jié) 水污染及處理概述監(jiān)測指標(biāo)主要有：發(fā)酵廢水生物處理或分離，或無害化。第一節(jié) 水污染及處理概述廢水處理技術(shù)物理法、化學(xué)法、生物法。發(fā)酵廢水生物處理物理法a沉淀法； b過濾法； c離心分離法； d氣浮法；e蒸發(fā)結(jié)晶； f反滲透法； 化學(xué)方法a混凝法；b中和法；c化學(xué)沉淀法；d氧化還原法；e電滲析法；生物方法a活性污泥法；b生物膜法和生物(氧化)塘法；c污水灌溉；第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理廢水處理流程廢水中污染物成分極其復(fù)雜多樣，任何一種處理方法都難以達(dá)到完全凈化的目的，而常常要幾種方法組成處理系統(tǒng)，才能達(dá)到處理的要求。按處理程度的不同，廢水處理系統(tǒng)可分為

3、一級處理、二級處理和深度處理。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理一級處理只除去廢水中的懸浮物，以物理方法為主，處理后的廢水一般還不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，是預(yù)處理。二級處理最常用的是生物處理法，能大幅度地除去廢水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)物，使廢水符合排放標(biāo)準(zhǔn)。深度處理是進(jìn)一步除去廢水中懸浮物質(zhì)，無機(jī)鹽類及其它污染物質(zhì)，使之達(dá)到工業(yè)用水或城市非飲用水的要求。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理項(xiàng)目項(xiàng)目一級標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)三級標(biāo)準(zhǔn)三級標(biāo)準(zhǔn)pHBOD5(mg/L)COD/(ml/L)氨氮氨氮/(ml/L)磷酸鹽磷酸鹽/(ml/L)6-9 2060150.56-930120251.06-

4、9 - - - -城市污水處理廠污染物排放濃度第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理微生物對污染物質(zhì)降解與轉(zhuǎn)化的適應(yīng)性微生物個(gè)體微小，比表面積大，代謝速率快；微生物種類繁多，分布廣，代謝類型多，具有多種降解酶；微生物繁殖快，易變異，適應(yīng)性強(qiáng)；微生物中存在有降解性質(zhì)粒(plasmid) ；共代謝作用(co-metabolism)；廢水生物處理原理第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理微生物對污染物降解與轉(zhuǎn)化的途徑礦化作用：有機(jī)物在微生物的作用下徹底分解為H2O 、CO2和簡單的無機(jī)化合物的過程。共代謝作用：當(dāng)環(huán)境中存在其他可利用的碳源和能源時(shí)，難降解的化合物才能被利用(被修飾或轉(zhuǎn)化但非徹底降

5、解)。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理影響微生物降解轉(zhuǎn)化作用的因素微生物的代謝活性、種類、生長狀況；化合物的結(jié)構(gòu)(生產(chǎn)“環(huán)境友好材料”)；環(huán)境因素：如溫度、酸堿度、營養(yǎng)、氧、底物濃度；第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理微生物對常見污染物的降解與轉(zhuǎn)化有機(jī)物好氧降解的一般途徑 大分子有機(jī)物大分子有機(jī)物（多糖，脂肪，蛋白質(zhì)，）（多糖，脂肪，蛋白質(zhì)，）小分子有機(jī)物小分子有機(jī)物丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACo2+H2O胞外酶胞外酶氧化脫羧氧化脫羧三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理廢水生物處理的類型據(jù)微生物種類好氧（兼性）微生物：活性污泥法、生物膜法；厭氧微生物：厭氧

6、污泥法；藻類 ：氧化塘；據(jù)微生物生長方式懸浮生長：活性污泥法；附著生長：生物膜法；第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理好氧生物處理生化需氧量：在20條件下，微生物好氧分解水樣中有機(jī)物所消耗的氧量，如BOD5；評價(jià)有機(jī)污染物中易生物降解的部分。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理有機(jī)物被微生物攝取后，通過代謝活動(dòng)，約有1/3被分解；約有2/3被轉(zhuǎn)化，合成為新的原生質(zhì)。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理好氧生物處理的反應(yīng)速度較快，所需的反應(yīng)時(shí)間較短，故處理構(gòu)筑物容積較小。目前對中、低濃度的有機(jī)廢水(BOD5500mg/L) ，基本上采用好氧生物處理法。在廢水處理工程中，好氧生物處理法

7、有活性污泥法和生物膜法兩大類。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理厭氧生物處理有機(jī)物的轉(zhuǎn)化分為三部分進(jìn)行：部分轉(zhuǎn)化為CH4；部分被分解為CO2、H2O、NH3、H2S等無機(jī)物，并為細(xì)胞合成提供能量；少量用于原生質(zhì)合成。故相對于好氧生物處理法，其污泥增長率小得多。第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理由于廢水厭氧生物處理過程不需另加氧源，故運(yùn)行費(fèi)用低。此外，它還具有剩余污泥量少、可回收能量（CH4）等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是速度較慢，反應(yīng)時(shí)間較長，處理構(gòu)筑物容積大等。為維持較高的反應(yīng)速度，需維持較高的溫度。對于有機(jī)污泥和高濃度有機(jī)廢水(一般BOD52000mg/

8、L)可采用厭氧生物處理法。 第一節(jié) 水污染及處理概述發(fā)酵廢水生物處理第二節(jié) 活性污泥法活性污泥：由細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物群體及吸附的污水中有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理微生物、有機(jī)物、無機(jī)懸浮物、膠體物；活性污泥中的棲息生物以微生物(好氧)為主，細(xì)菌含量一般在107-108個(gè)/mL；原生動(dòng)物103個(gè)/mL，原生動(dòng)物中以纖毛蟲居多；固著型纖毛蟲可作為指示生物，如鐘蟲、蓋纖蟲、獨(dú)縮蟲、聚縮蟲等出現(xiàn)且數(shù)量較多時(shí)，說明培養(yǎng)成熟且活性良好?；钚晕勰嗟慕M成第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理活性污泥法的基本流程第二

9、節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理活性污泥降解污水中有機(jī)物的過程活性污泥在曝氣過程中，對有機(jī)物的降解(去除)過程可分為兩個(gè)階段：吸附階段穩(wěn)定階段活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類的黏性物質(zhì)，污水中有機(jī)物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去。被吸附的有機(jī)物為微生物所利用。第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理曝氣過程中污水中有機(jī)物的變化殘留在廢殘留在廢水中的有水中的有機(jī)物機(jī)物從廢水中從廢水中去除的有去除的有機(jī)物機(jī)物微生物不能利用的有機(jī)物微生物不能利用的有機(jī)物微生物能利用的有機(jī)物微生物能利用的有機(jī)物微生物能利用而尚未微生物能利用而尚未利用的有機(jī)物利用的有機(jī)物微生物不能利用的有微生物不能利用的有機(jī)物機(jī)物微生物已利用

10、的有機(jī)微生物已利用的有機(jī)物（氧化和合成）物（氧化和合成）（吸附量）（吸附量）增殖的生物體增殖的生物體氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物廢廢水水中中的的有有機(jī)機(jī)物物第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理污水中有機(jī)物的去除規(guī)律；活性污泥利用有機(jī)物的規(guī)律；活性污泥吸附有機(jī)物的規(guī)律。第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理曝氣過程中，污水中有機(jī)物的去除在較短時(shí)間( 圖中是5h左右)內(nèi)就基本完成了；污水中的有機(jī)物先是轉(zhuǎn)移到污泥上(),然后逐漸為微生物所利用()；吸附作用在相當(dāng)短的時(shí)間(圖中是45min左右)內(nèi)就基本完成了()；微生物利用有機(jī)物的過程比較緩慢()。 第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理氣體傳遞和曝氣池一、微生物。活性污

11、泥；污泥馴化；二、有機(jī)物。處理對象，微生物的營養(yǎng)料；三、溶解氧。充足的溶解氧，為好氧微生物的生存、發(fā)揮氧化分解作用提供保障。構(gòu)成活性污泥法的三個(gè)要素第二節(jié) 活性污泥法發(fā)酵廢水生物處理第三節(jié) 生物濾池法一、生物濾池的構(gòu)造 1、濾床：濾床由濾料組成。濾料是微生物生長棲息的場所。第三節(jié) 生物濾池法發(fā)酵廢水生物處理2.布水設(shè)備 第三節(jié) 生物濾池法3.排水系統(tǒng) 發(fā)酵廢水生物處理二、生物濾池法的流程 低負(fù)荷生物濾池又稱普通生物濾池所示為傳統(tǒng)的普通生物濾池的流程；第三節(jié) 生物濾池法發(fā)酵廢水生物處理交替式二級生物濾池 第三節(jié) 生物濾池法發(fā)酵廢水生物處理幾種常用的回流式生物濾池法的流程 第三節(jié) 生物濾池法發(fā)酵廢

12、水生物處理三、生物濾池的機(jī)理 1.生物膜 污水流過濾床時(shí)，有一部分污水、污染物和細(xì)菌附著在濾料表面上，微生物便在濾料表面大量繁殖，不久，形成一層充滿微生物的粘膜，稱為生物膜。這個(gè)起始階段通常叫“掛膜”，是生物濾池的成熟期。 生物膜是由細(xì)菌（好氧、厭氧、兼性）、真菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物以及一些肉眼可見的蠕蟲、昆蟲的幼蟲等組成。 第三節(jié) 生物濾池法發(fā)酵廢水生物處理2.影響生物濾池性能的主要因素 （1）濾池高度 濾床的上層和下層相比，生物膜量、微生物種類和去除有機(jī)物的速率均不相同。濾床上層，污水中有機(jī)物濃度較高，微生物繁殖速率高，種屬較低級以細(xì)菌為主，生物膜量較多，有機(jī)物去除速率較高。隨著濾床

13、深度增加，微生物從低級趨向高級，種類逐漸增多，生物膜量從多到少。 第三節(jié) 生物濾池法發(fā)酵廢水生物處理（3）回流 利用污水廠的出水，或生物濾池出水稀釋進(jìn)水的做法稱回流，回流水量與進(jìn)水量之比叫回流比。 （2）負(fù)荷率 負(fù)荷率的單位是m3(水)/ m3d或m3(水)/m2d；若提高負(fù)荷率，出水水質(zhì)將相應(yīng)有所下降。 第三節(jié) 生物濾池法（4）供氧 生物濾池供氧不足，生物膜好氧層厚度變薄。 發(fā)酵廢水生物處理第四節(jié) 氧化塘法氧化塘又稱穩(wěn)定塘，按塘內(nèi)的微生物類型、供氧方式和功能等進(jìn)行劃分，可分類如下： 1.好氧塘 好氧塘的深度較淺，陽光能透至塘底，全部塘水都含有溶解氧，塘內(nèi)菌藻共生，溶解氧主要是由藻類供給，好氧

14、微生物起凈化污水作用。 第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理2.兼性塘 兼性塘的深度較大，上層為好氧區(qū)，藻類的光合作用和大氣復(fù)氧作用使其有較高的溶解氧，由好氧微生物起凈化污水作用；中層的溶解氧逐漸減少，稱兼性區(qū)(過渡區(qū))，由兼性微生物起凈化作用；下層塘水無溶解氧，稱厭氧區(qū)，沉淀污泥在塘底進(jìn)行厭氧分解。 第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理3.厭氧塘 厭氧塘的塘深在2m以上，有機(jī)負(fù)荷高，全部塘水均無溶解氧，呈厭氧狀態(tài)，由厭氧微生物起凈化作用，凈化速度慢，污水在塘內(nèi)停留時(shí)間長。 第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理4.曝氣塘 曝氣塘采用人工曝氣供

15、氧，塘深在2m以上，全部塘水有溶解氧，由好氧微生物起凈化作用，污水停留時(shí)間較短。 第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理5.深度處理塘 深度處理塘又稱三級處理塘或熟化塘，屬于好氧塘。其進(jìn)水有機(jī)污染物濃度很低，一般B0D530mg/L。常用于處理傳統(tǒng)二級處理廠的出水，提高出水水質(zhì)，以滿足受納水體或回用水的水質(zhì)要求。 第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理除上述幾種常見的穩(wěn)定塘以外，還有水生植物塘(塘內(nèi)種植水葫蘆、水花生等水生植物，以提高污水凈化效果，特別是提高對磷、氮的凈化效果)、生態(tài)塘(塘內(nèi)養(yǎng)魚、鴨、鵝等，通過食物鏈形成復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，以提高凈化效果)、完全儲(chǔ)存塘(完全蒸發(fā)塘)等也正在被廣泛研究、開發(fā)和應(yīng)

16、用。 第四節(jié) 氧化塘法發(fā)酵廢水生物處理第五節(jié) 厭氧生物處理法污泥的消化過程分為兩個(gè)階段。固態(tài)有機(jī)物液化；降解產(chǎn)物氣化；(二階段學(xué)說) 一、原理消化過程液化(酸化)pH迅速下降，轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中有機(jī)酸是主體氣化(甲烷化)產(chǎn)生消化氣，主體是CH4第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理三(四)階段學(xué)說:大分子有機(jī)物(碳水化合物，蛋白質(zhì)，脂肪等)水解細(xì)菌的胞外酶水解的和溶解的有機(jī)物酸化產(chǎn)酸細(xì)菌有機(jī)酸醇 類醛類等H2，CO2乙酸化乙酸細(xì)菌乙酸甲烷化甲烷細(xì)菌CH4甲烷細(xì)菌CH4第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理參與消化的細(xì)菌，酸化階段的統(tǒng)稱產(chǎn)酸或酸化細(xì)菌，幾乎包括所有的兼性細(xì)菌；甲烷化階段的統(tǒng)稱甲烷細(xì)菌，已

17、經(jīng)證實(shí)的已有80多種。第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理與好氧法相比，厭氧法的降解較不徹底，放出熱量少，反應(yīng)速度低(相差一個(gè)數(shù)量級)。要克服這些缺點(diǎn)，最主要的方法應(yīng)是增加參加反應(yīng)的微生物數(shù)量(濃度)和提高反應(yīng)時(shí)的溫度。因此，厭氧生物處理法目前還主要用于污泥的消化、高濃度有機(jī)廢水和溫度較高的有機(jī)工業(yè)廢水的處理。 第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理二、污水的厭氧生物處理方法 1.化糞池 第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理2.厭氧生物濾池 厭氧生物濾池是密封的水池，池內(nèi)放置填料，污水從池底進(jìn)入，從池頂排出。微生物附著生長在濾料上，平均停留時(shí)間可長達(dá) 100d左右。第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理3.厭氧接觸法 廢水先進(jìn)人混合接觸池(消化池)與回流的厭氧污泥相混合，然后經(jīng)真空脫氣器而流人沉淀池。接觸池中的污泥濃度要求很高，在12000-15000mg/L左右，因此污泥回流量很大，一般是廢水流量的2-3倍。第五節(jié) 厭氧生物處理法發(fā)酵廢水生物處理4.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器