6-生物處理2.ppt課件

1、水污染控制工程水污染控制工程內(nèi)內(nèi) 容容什么是活性污泥？什么是活性污泥？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(wú)機(jī)物質(zhì)組成的、有一定活力的、及吸附的污水中有機(jī)和無(wú)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。具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。 按棲息著的微生物分：活性污泥的組成活性污泥的組成大量的細(xì)菌大量的細(xì)菌真菌真菌原生動(dòng)物原生動(dòng)物后生動(dòng)物后生動(dòng)物 活性污泥：活性微生物+來(lái)自污水的有機(jī)物、無(wú)機(jī)懸浮 物、膠體物；棲息的微生物以好氧微生物為主，是一個(gè)以細(xì)菌為主體的群體，活性污泥中細(xì)菌含量普通在107108

2、個(gè)/mL； 干固體和水分含水含水98989999干固體干固體1 12%2%MLSSMLSSMLVSSMLVSSNVSSNVSS 構(gòu)成活性污泥法的三個(gè)要素 引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥； 廢水中的有機(jī)物，它是處置對(duì)象，也是微生物的食料； 溶解氧，沒有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能發(fā)揚(yáng)氧化分解作用?；罨钚孕晕畚勰嗄喾ǚǖ牡母颈玖髁鞒坛?處置生活污水的活性污泥處置生活污水的活性污泥MLVSS: 70%MLVSS: 70%NVSS: 30%NVSS: 30% MLSS：表示懸浮固體物質(zhì)總量，MLVSS揮發(fā)性固體成分表示有機(jī)物含量，NVSS灼燒殘量，表示無(wú)機(jī)物含量。 M

3、LVSS：包含了微生物量，但不僅是微生物的量，由于測(cè)定方便，目前還是近似用于表示微生物的量。MLVSS: MLVSS: 普通范圍為普通范圍為55557575NVSS: NVSS: 普通范圍為普通范圍為25254545污泥沉降比：污泥沉降比：SVSV活性污泥的沉降濃縮性能活性污泥的沉降濃縮性能!取混合液至取混合液至1000mL1000mL或或100mL100mL量筒，靜止沉淀量筒，靜止沉淀30min30min后，度量沉淀活后，度量沉淀活性污泥的體積。性污泥的體積。!以沉淀活性污泥的體積占混合液體積的比例以沉淀活性污泥的體積占混合液體積的比例% %表示污泥沉降表示污泥沉降比比(mL/L)(mL/L

4、)。20%-30%20%-30%!SV=SV=靜止沉淀靜止沉淀30min30min后沉淀活性污泥的體積后沉淀活性污泥的體積/ /混合液體積混合液體積* *100%100%污泥體積指數(shù)：污泥體積指數(shù)：SVISVI!SVSV不能確切表示污泥沉降性能，故人們想起用單位干泥構(gòu)成濕泥不能確切表示污泥沉降性能，故人們想起用單位干泥構(gòu)成濕泥時(shí)的體積來(lái)表示污泥沉降性能，簡(jiǎn)稱污泥指數(shù)，單位為時(shí)的體積來(lái)表示污泥沉降性能，簡(jiǎn)稱污泥指數(shù)，單位為mL/gmL/g。!混合液靜置混合液靜置3030分鐘后，單位干污泥所構(gòu)成的沉淀污泥所占的容積分鐘后，單位干污泥所構(gòu)成的沉淀污泥所占的容積!SVI=SVI=靜止沉淀靜止沉淀30m

5、in30min后沉淀活性污泥的體積后沉淀活性污泥的體積/ /混合液污泥干重混合液污泥干重! =SV /MLSS =SV /MLSS01002005004003002.52.00.51.52.50SVI高 負(fù) 荷一 般 負(fù) 荷低負(fù)荷BOD-污 泥 負(fù) 荷 率 (kgBOD/kgMLSS d)圖 17-2 污 泥 負(fù) 荷 與 SVI值 之 間 的 關(guān) 系每日排放剩余污泥的量活性污泥總量/c營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)： BOD5:N:P=100:5:1 BOD5:N:P=100:5:1溶解氧溶解氧 ： 2-4mg/L 2-4mg/L水溫：水溫： 20 203030之間之間pH: pH: 最正確的最正確的pH

6、pH值為值為6.56.58.58.5有毒物質(zhì)有毒物質(zhì) 主要是重金屬，主要是重金屬，H2SH2S、酚等、酚等活性污泥凈化反響影響要素活性污泥凈化反響影響要素內(nèi)內(nèi) 容容一、氣一、氣 體體 傳傳 遞遞 原原 理理 雙膜實(shí)際基點(diǎn)：以為在氣液界面存在著二層膜即氣膜和液膜這一物理景象。 這兩層薄膜使氣體分子從一相進(jìn)入另一相時(shí)遭到了阻力。當(dāng)氣體分子從氣相向液相傳送時(shí)，假設(shè)氣體的溶解度低，那么阻力主要來(lái)自液膜。 在廢水生物處置系統(tǒng)中，氧的傳送速率在廢水生物處置系統(tǒng)中，氧的傳送速率dm/dtdm/dt氣體傳送速率氣體傳送速率Kg Kg 氣體分散系數(shù)氣體分散系數(shù)A A 氣體分散經(jīng)過的面積氣體分散經(jīng)過的面積s s

7、氣體在溶液中的飽和濃度氣體在溶液中的飽和濃度 L L 氣體在溶液中的實(shí)踐濃度氣體在溶液中的實(shí)踐濃度)(ddLgsAKtm)(ddLsgVAKtVddm )(ddLsLa Kt氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)單位容積內(nèi)氧單位容積內(nèi)氧的轉(zhuǎn)移速率的轉(zhuǎn)移速率F將上式進(jìn)展積分，可求得總的傳質(zhì)系數(shù)：將上式進(jìn)展積分，可求得總的傳質(zhì)系數(shù)：1S212Lalg13 . 2SttKF KLa值受污水水質(zhì)的影響，把用于清水測(cè)出的值用于污水，要采用修正系數(shù)，同樣清水的s值要用于污水要乘以系數(shù)，因此上式變?yōu)椋?(ddLsLaKt)()()()(ssLaLa清水污水清水污水KK)(ddLsLa Kt 曝 氣 設(shè) 備 性 能 指

8、 標(biāo) 比較各種曝氣設(shè)備性能的主要目的 動(dòng)力效率動(dòng)力效率Ep)Ep)：即每耗費(fèi)：即每耗費(fèi)1kWh1kWh動(dòng)力能傳送到水中動(dòng)力能傳送到水中的氧量或氧傳送速率的氧量或氧傳送速率, ,單位為單位為kgkgO2O2/ /kWhkWh。 氧轉(zhuǎn)移效率氧轉(zhuǎn)移效率(EA)(EA)：經(jīng)過鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液：經(jīng)過鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧的比例，單位為。中的氧量占總供氧的比例，單位為。 沖氧才干沖氧才干(EL)：經(jīng)過機(jī)械曝氣系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到液體：經(jīng)過機(jī)械曝氣系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到液體中的氧量，單位為中的氧量，單位為kgO2/h。曝氣池的三種池型曝氣池的三種池型推流式推流式曝氣池曝氣池完全混合完

9、全混合式曝氣池式曝氣池兩種池型兩種池型結(jié)合式結(jié)合式內(nèi)內(nèi) 容容傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法 漸漸 減減 曝曝 氣氣分分 步步 曝曝 氣氣完全混合法完全混合法淺淺 層層 曝曝 氣氣深深 層層 曝曝 氣氣高負(fù)荷曝氣或變形曝氣高負(fù)荷曝氣或變形曝氣克克 勞勞 斯斯 法法延延 時(shí)時(shí) 曝曝 氣氣接觸穩(wěn)定法接觸穩(wěn)定法氧氧 化化 溝溝純純 氧氧 曝曝 氣氣活性污泥生物濾池活性污泥生物濾池ABFABF工藝工藝吸附生物降解工藝吸附生物降解工藝ABAB法法序批式活性污泥法序批式活性污泥法SBRSBR法法活性污泥法的多種運(yùn)轉(zhuǎn)方式(自學(xué)內(nèi)容)有機(jī)物去除有機(jī)物去除和氨氮硝化和氨氮硝化內(nèi)內(nèi) 容容曝氣池的計(jì)算：純閱歷方法曝氣池

10、的計(jì)算：純閱歷方法勞倫斯勞倫斯LawronceLawronce和麥卡蒂和麥卡蒂(McCarty)(McCarty)法法有機(jī)物負(fù)荷率法麥金尼麥金尼(McKinney)(McKinney)法法 曝氣池體積的計(jì)算曝氣池體積的計(jì)算 排出的剩余活性污泥量計(jì)算排出的剩余活性污泥量計(jì)算 確定所需的空氣量確定所需的空氣量F應(yīng)把整個(gè)系統(tǒng)作為整體來(lái)思索，包括曝氣池、二沉應(yīng)把整個(gè)系統(tǒng)作為整體來(lái)思索，包括曝氣池、二沉池、曝氣設(shè)備、回流設(shè)備等，甚至包括剩余污泥的處池、曝氣設(shè)備、回流設(shè)備等，甚至包括剩余污泥的處置處置。置處置。勞倫斯和麥卡蒂法勞倫斯和麥卡蒂法完全混合曝氣池的計(jì)算完全混合曝氣池的計(jì)算方式方式 (1)(1)曝

11、氣池體積的計(jì)算曝氣池體積的計(jì)算!污水中的污水中的X0 X0 很小很小, ,可以忽略不計(jì)可以忽略不計(jì), ,因此因此Xo =0, Xo =0, 在在穩(wěn)定形狀下穩(wěn)定形狀下dX/dt=0dX/dt=0且且tSStS0dd)1()(Cd0CKXSSQYVXKtSyVXQQXQXQVtXewuwd000dd)(ddF 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展微生物量的物料平衡計(jì)算：eeuwXQXQVXC每日排放剩余污泥的量活性污泥總量 /c污泥齡：污泥齡：QQRR回流比回流比(2)(2)排出的剩余活性污泥量計(jì)算排出的剩余活性污泥量計(jì)算 uwXQVXCeeuwXQXQVXCuCWXVXQ勞倫斯和麥卡蒂法勞倫斯和麥卡蒂法完全混合曝氣池的計(jì)

12、算完全混合曝氣池的計(jì)算方式方式 曝氣池體積的計(jì)算曝氣池體積的計(jì)算 排出的剩余活性污泥量計(jì)算排出的剩余活性污泥量計(jì)算 確定所需的空氣量確定所需的空氣量勞倫斯和麥卡蒂法勞倫斯和麥卡蒂法完全混合曝氣池的計(jì)算完全混合曝氣池的計(jì)算方式方式 (3)(3)確定所需的空氣量確定所需的空氣量 所需氧氣量所需氧氣量 所需空氣量所需空氣量F空氣中氧的含量為空氣中氧的含量為23.223.2, ,氧的密度為氧的密度為1.201kg/ m3 1.201kg/ m3 。將。將上面求得的氧量除以氧的密度和空氣中氧的含量，即為所上面求得的氧量除以氧的密度和空氣中氧的含量，即為所需的空氣量。需的空氣量。 曝氣池體積的計(jì)算曝氣池體

13、積的計(jì)算 排出的剩余活性污泥量計(jì)算排出的剩余活性污泥量計(jì)算 確定所需的空氣量確定所需的空氣量?jī)?nèi)內(nèi) 容容厭氧生物處置法厭氧消化法厭氧生物處置法厭氧消化法 在斷絕與空氣接觸的條件下，依賴兼性厭在斷絕與空氣接觸的條件下，依賴兼性厭氧菌和專性厭氧菌的生物化學(xué)作用，對(duì)有機(jī)物進(jìn)氧菌和專性厭氧菌的生物化學(xué)作用，對(duì)有機(jī)物進(jìn)展生物降解的過程。展生物降解的過程。處置對(duì)象：處置對(duì)象：不溶性固態(tài)有機(jī)物難生物降解有機(jī)物不溶性固態(tài)有機(jī)物難生物降解有機(jī)物運(yùn)用場(chǎng)所：高濃度有機(jī)廢水、城鎮(zhèn)污水的污泥、運(yùn)用場(chǎng)所：高濃度有機(jī)廢水、城鎮(zhèn)污水的污泥、溫度較高的有機(jī)工業(yè)廢水。溫度較高的有機(jī)工業(yè)廢水。 I 甲酸 類 甲醇 產(chǎn) 甲胺 通過不同

14、 廢水或污泥 蛋白質(zhì) 氨基酸 物 乙酸等 途徑轉(zhuǎn)化 中不溶態(tài)大 多 糖 C6H12O6 為 CH4、 分子有機(jī)物 脂 類 甘油 II 丙酸 CO2等 脂肪酸 類 丁酸 CO2 、 H 產(chǎn) 乳酸 和乙酸 物 乙醇等 水解階段 酸化階段 氣化階段 酸化 I 酸化 II 不完全厭氧消化(酸發(fā)酵) 發(fā) 酵 菌 發(fā) 酵 菌 甲 烷 菌 產(chǎn)氫 產(chǎn)乙 酸菌 厭氧發(fā)酵的幾個(gè)階段產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌的特性參數(shù)三、厭氧消化的影響要素與控制要求三、厭氧消化的影響要素與控制要求影影響響因因素素A/O法；可以到達(dá)生物脫氮的目的、脫磷效果厭氧一缺氧好氧法(A/A/O法)缺氧厭氧好氧法(倒置A/A/O法) 可以在去除BOD、C

15、OD的同時(shí)，到達(dá)脫氮、除磷的效果。五、厭氧和好氧技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用五、厭氧和好氧技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用 來(lái)源：來(lái)源： 未加處置或處置不完全的工業(yè)廢水和未加處置或處置不完全的工業(yè)廢水和生活污水生活污水 有機(jī)渣滓和家畜家禽糞便以及農(nóng)施化有機(jī)渣滓和家畜家禽糞便以及農(nóng)施化肥肥普通城市污水水質(zhì)與排放要求普通城市污水水質(zhì)與排放要求如何去除以到如何去除以到達(dá)排放規(guī)范？達(dá)排放規(guī)范？N 無(wú)機(jī)NNOx-NNOx-N( (硝態(tài)氮硝態(tài)氮) )T K NT K N( (總凱氏氮總凱氏氮) )總N(TN)NH3-NNO3-NNO2-N有機(jī)有機(jī)N N 尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)為主為主少量少量 生物脫氮是在專性微生物的作

16、用下，將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2和NxO氣體的過程。F包括氨化、硝化和反硝化三個(gè)反響過程。包括氨化、硝化和反硝化三個(gè)反響過程。一生物脫氮機(jī)理及影響要素一生物脫氮機(jī)理及影響要素氨化反響：氨化反響：322NHRCOHCOOHOHCOOHRCHNH3222NHCORCOCOOHOCOOHRCHNH 在氨化微生物的作用下，有機(jī)氮化合物分解、轉(zhuǎn)在氨化微生物的作用下，有機(jī)氮化合物分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮?；癁榘睉B(tài)氮。一生物脫氮機(jī)理及影響要素一生物脫氮機(jī)理及影響要素硝化反響：硝化反響：硝化反響是在好氧條件下，將硝化反響是在好氧條件下，將NH4+NH4+轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為NO2-NO2-和和NO3-NO3-的過程。的過程

17、。! 總反響式為：OHH2NOO2NH2324硝化細(xì)菌O2H4H2NO3O2NH22亞硝酸菌24 322NO2O2NO2硝酸菌一生物脫氮機(jī)理及影響要素一生物脫氮機(jī)理及影響要素 硝化反響：硝化反響：OHH2NOO2NH2324硝化細(xì)菌自養(yǎng)菌自養(yǎng)菌一生物脫氮機(jī)理及影響要素一生物脫氮機(jī)理及影響要素 反硝化反響：反硝化反響：反硝化反響是指在無(wú)氧的條件下，反硝化菌將硝酸反硝化反響是指在無(wú)氧的條件下，反硝化菌將硝酸鹽氮鹽氮(NO3-)(NO3-)和亞硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮(NO2-)(NO2-)復(fù)原為氮?dú)獾倪^程。復(fù)原為氮?dú)獾倪^程。OH4CO2NO6OHCH26NO22233硝酸還原菌-222326OHOH3

18、CO3N3OHCH36NO亞硝酸還原菌-222336OHOH7CO5N3OHCH56NO反硝化菌!總反響式為：總反響式為：一生物脫氮機(jī)理及影響要素一生物脫氮機(jī)理及影響要素 反硝化反響：反硝化反響：-222336OHOH7CO5N3OHCH56NO反硝化菌異養(yǎng)兼性異養(yǎng)兼性厭氧菌厭氧菌1 1三段生物脫氮工藝三段生物脫氮工藝二生物脫氮工藝二生物脫氮工藝2二級(jí)活性污泥生物脫氮工藝二生物脫氮工藝二生物脫氮工藝含磷化合物含磷化合物有機(jī)磷有機(jī)磷有機(jī)磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等有機(jī)磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等無(wú)機(jī)磷無(wú)機(jī)磷磷酸鹽：磷酸鹽：正磷酸鹽正磷酸鹽(PO43-)(PO43-)、磷酸氫鹽、磷酸氫鹽(HPO42-) (HPO42-) 、磷酸二氫鹽磷酸二氫鹽H2PO4-H2PO4-、偏磷酸鹽、偏磷酸鹽(PO3-)(PO3-)聚合磷酸鹽：聚合磷酸鹽：焦磷酸鹽焦磷酸鹽(P2O74(P2O74) ) 、三磷酸鹽、三磷酸鹽(P3O105-)(P3O105-)、 三磷酸氫鹽三磷酸氫鹽(HP3O92-) (HP3O92-) 一生物除磷機(jī)理及影響要素一生物除磷機(jī)理及影響要素 一類特殊的細(xì)菌一類特殊的細(xì)菌-可以過量地、超出其生理需求地從外可以過量地、超出其生理需求地從外部攝取磷，并