廢水生物處理課程報(bào)告

1、廢水生物處理課程報(bào)告廢水生物處理是利用微生物的生命活動(dòng)，對(duì)廢水中呈溶解態(tài)或膠體狀態(tài)的 有機(jī)污染物降解作用，從而使廢水得到凈化的一種處理方法。 廢水生物處理技術(shù) 以其消耗少、效率高、本錢低、工藝操作管理方便可靠和低二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn) 而備受人們的青睞。一、廢水生物處理根本原理一廢水好氧生物處理原理所謂“好氧：是指這類生物必須在有分子態(tài)氧氣的存在下，才能進(jìn)行正常 的生理生化反響，主要包括大局部微生物、動(dòng)物以及我們?nèi)祟?；所謂“厭氧： 是能在無分子態(tài)氧存在的條件下，能進(jìn)行正常的生理生化反響的生物，如厭氧細(xì) 菌、酵母菌等。廢水厭氧生物處理原理廢水厭氧生物處理指在厭氧條件下由多種微生物的共同作用下，使有機(jī)

2、物分解并產(chǎn)生CH和CQ的過程。1、兩階段理論：20世紀(jì)3060年代，被普遍接受的是“兩階段理論不溶性有機(jī)物可溜性有機(jī)厠堀菌細(xì)胞內(nèi)源呼脂朋醱、醇奠、 g CO畑菌細(xì)胞其它產(chǎn)物圖1 RMjE應(yīng)的兩階段理論團(tuán)示2、三階段理論11:芨醉性軸菌脂肪釀、醇類II 1產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸爵IV*III 產(chǎn)甲愎菌畀鼻型乙酸*CH說明：1) I* II、HkW対四類蘇理論i所廬生的細(xì)胞物嚴(yán)未表示在圖中圖2厭氧反響內(nèi)三階段理論柯四糞辭理論水解、發(fā)酵階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，將丙酸、丁酸等脂肪酸和乙 醇等轉(zhuǎn)化為乙酸、H2/CQ;產(chǎn)甲烷階段：產(chǎn)甲烷菌利用乙酸和 H2、CO產(chǎn)生CH4；3、四階段理論四菌群學(xué)說：實(shí)際上，

3、是在上述三階段理論的根底上，增加了一類細(xì)菌一一同型產(chǎn)乙酸 菌，其主要功能是可以將產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌產(chǎn)生的 H2/CQ合成為乙酸。但研究說明, 實(shí)際上這一局部由H2/CO2合成而來的乙酸的量較少，只占厭氧體系中總乙酸量的 5%左右。三廢水生物脫氮原理1、廢水生物脫氮的根本過程 氨化：廢水中的含氮有機(jī)物，在生物處理過程中被好氧或厭氧異養(yǎng)型微 生物氧化分解為氨氮的過程； 硝化：廢水中的氨氮在好氧自養(yǎng)型微生物 統(tǒng)稱為硝化菌的作用下被 轉(zhuǎn)化為NO和NO的過程； 反硝化：廢水中的NO和/或NO在缺氧條件下在反硝化菌異養(yǎng)型細(xì) 菌的作用下被復(fù)原為N的過程。Nj * MO；叭*Iftft弟1代四廢水生物除磷原理1、

4、除磷菌的過量攝取磷好氧條件下，除磷菌利用廢水中的 BOD或體內(nèi)貯存的聚-羥基丁酸的氧化 分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷，一局部磷被用來合成 ATP另外絕大局部 的磷那么被合成為聚磷酸鹽而貯存在細(xì)胞體內(nèi)。2、除磷菌的磷釋放在厭氧條件下，除磷菌能分解體內(nèi)的聚磷酸鹽而產(chǎn)生 ATP并利用ATP將廢 水中的有機(jī)物攝入細(xì)胞內(nèi)，以聚-羥基丁酸等有機(jī)顆粒的形式貯存于細(xì)胞內(nèi)， 同 時(shí)還將分解聚磷酸鹽所產(chǎn)生的磷酸排出體外。3、富磷污泥的排放在好氧條件下所攝取的磷比在厭氧條件下所釋放的磷多，廢水生物除磷工藝 是利用除磷菌的這一過程，將多余剩余污泥排出系統(tǒng)而到達(dá)除磷的目的。P0,m iii兒處*境生埔獻(xiàn)廉過闿聊帕二

5、、廢水生物處理技術(shù)分類及根本描述1生物接觸氧化法生物接觸氧化法，是一種介于活性污泥法和生物膜法的污水生物處理技術(shù) 兼?zhèn)鋬烧叩膬?yōu)點(diǎn)。其主要構(gòu)筑物為生物接觸氧化池，池內(nèi)充填填料。已經(jīng)充氧的 污水以一定的流速流經(jīng)被其浸沒的填料，在填料上形成生物膜。污水與生物膜廣 泛接觸,在生物膜上微生物的作用下，有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化。由于 池內(nèi)具備適于微生物棲息增殖的良好環(huán)境條件 ,因此,生物膜上生物相豐富、 食物 鏈長、微生物濃度高、活性強(qiáng) ,不產(chǎn)生污泥膨脹 ,污泥生成量少 ,且易于沉淀。生 物接觸氧化法具有多種凈化功能 ,除有效地去除有機(jī)物外 ,如運(yùn)行得當(dāng) ,還能夠脫 氧和除磷。生物接觸氧化法的關(guān)鍵

6、部位是填料。傳統(tǒng)的蜂窩狀塑料管較易堵塞 , 現(xiàn)在常采用吊掛式軟性填料和懸浮或半懸浮球形填料 , 能有效地防止堵塞 , 且面 積較大 , 處理效果好。2 厭氧生物濾池 厭氧生物濾池是一種內(nèi)部裝有填料作為微生物載體的厭氧生物膜法處理裝 置。厭氧微生物附著載體的外表生長 , 當(dāng)污水自下而上升式通過載體所構(gòu)成的固 定床層時(shí) ,在厭氧微生物作用下 , 污水中的有機(jī)物得以厭氧分解 ,并產(chǎn)生沼氣。厭 氧生物濾池有多種變型，填料的開展迅速，其工藝流程為：進(jìn)水一沉淀池T厭氧消 化池T厭氧生物濾池T拔風(fēng)管T氧化溝T進(jìn)氣出水井T排水。污水經(jīng)沉淀池預(yù)處理后進(jìn)入?yún)捬跸剡M(jìn)行水解和酸化 , 可提高污水的可生化性 , 為

7、后續(xù)處理創(chuàng)造 條件。在拔風(fēng)系統(tǒng)作用下 , 生物濾池處于兼氧狀態(tài) , 阻止了污水中甲烷細(xì)菌的產(chǎn)生 使整個(gè)系統(tǒng)仍處于酸性階段,而氧化溝內(nèi)溶解氧一般可穩(wěn)定在1.5 2.8 mg/L,污 水在此進(jìn)一步好氧處理。 拔風(fēng)系統(tǒng)是處理過程的關(guān)鍵。 其主要優(yōu)點(diǎn)是不耗能、 造 價(jià)低、管理簡單、無噪聲、無異味、掛膜快、剩余污泥量少、出水水質(zhì)好、運(yùn)行 效果穩(wěn)定。3 土壤滲濾技術(shù)地下土壤滲濾法在我國日益受到重視。 中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)所 “八五、“九 五期間的研究說明 , 在我國北方寒冷地區(qū)利用地下土壤滲濾法處理生活污水是 可行的 , 且出水能夠作為中水回用 ;1992 年北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院對(duì)地下土 壤毛管滲濾法處

8、理生活污水的凈化效果和綠地利用進(jìn)行了研究; 清華大學(xué)在2000 年國家科技部重大專項(xiàng)中 , 首先在推廣應(yīng)用地下土壤滲濾系統(tǒng) , 取得了良好 效果： 對(duì)生活污水中的有機(jī)物和氮、磷等均具有較高的去除率和穩(wěn)定性,CODcr、B0D5 NH3-N和TP的去除率分別大于 80% 90% 90唏口 98% 除此以外,浙江、 廣東、天津和江蘇等地還分別在無動(dòng)力、 地埋式厭氧處理系統(tǒng)、 雨污別離管網(wǎng)輸 送集中處理和生物投菌治理污水等技術(shù)方式應(yīng)用方面進(jìn)行了探索與嘗試 , 也都取 得了一定的進(jìn)展。4 土壤毛管滲濾系統(tǒng)該系統(tǒng)將污水投配到土壤外表具有一定構(gòu)造的滲濾溝中 , 污染物通過物理、 化學(xué)、微生物的降解和植物的

9、吸收利用得到處理和凈化。 美國、日本、澳大利亞、 以色列、俄羅斯和西歐等國一直十分重視該系統(tǒng)的研究和應(yīng)用 , 在工藝流程、凈 化方法和構(gòu)筑設(shè)施等方面做到了定型化和系列化 , 并編制了相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該 技術(shù)對(duì)懸浮物、有機(jī)物、氨氮、總磷和大腸桿菌的去除率均較高，一般可達(dá)70% 90%7(P953-964), 而且基建投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)簡便 , 整個(gè)系統(tǒng)埋在地下 , 不會(huì)散發(fā)臭味 , 能保證冬季較穩(wěn)定的運(yùn)行 , 便于污水的就地處理和回用。因此 , 對(duì) 于水資源供需矛盾日益緊張、生活污水污染日趨嚴(yán)重的地區(qū) , 該技術(shù)具有很強(qiáng)的 技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。5 微生物改性竹炭復(fù)合水處理技術(shù)“微生物改性竹炭復(fù)

10、合水處理技術(shù) 是南京林業(yè)大學(xué)的成果。 主要有三個(gè)核 心技術(shù)：獨(dú)特的高效微生物菌群、高分子生物填料生物帶和高效載體生 物改性竹炭。高效微生物菌群制備的高效微生物菌劑 , 具有高效性、針對(duì)性、靈 活性、快速啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。高分子填料生物帶具有比外表積大 ，到達(dá)5萬m2/m3掛 膜速度快 , 外表呈正極性 ; 斷面上由外及里形成了好氧、 兼性厭氧和厭氧三種反響 區(qū), 可以去除氮、磷、有機(jī)物等多種污染物質(zhì) ; 單位容積固定的生物量高 ; 安裝固 定簡單 , 運(yùn)用形式靈活等優(yōu)點(diǎn)。生物改性竹炭可以增加微生物和水體中污染物的 接觸時(shí)間 , 能夠?yàn)槲⑸锶郝涮峁┓倍喽m宜的附著和寄居的場所 , 從而在生物 量、生

11、物相等方面大大加強(qiáng) , 系統(tǒng)降解污染物的效率得以提高。 據(jù)悉, 這項(xiàng)技術(shù)噸 水投資僅為850元900元(生活污水或工業(yè)和生活混合污水)，比傳統(tǒng)污水處理 工藝節(jié)省1015%運(yùn)行本錢低,經(jīng)測算,運(yùn)行本錢僅為傳統(tǒng)工藝的50%左右,一般 運(yùn)行費(fèi)用低于0.3元/噸。處理效果可以穩(wěn)定到一級(jí) A標(biāo)準(zhǔn),并且可以實(shí)現(xiàn)廢水回 用。6 硅藻精土處理技術(shù)本技術(shù)采用物理選礦法得到的硅藻含量? 92%勺硅藻精土 ,通過參加外表處 理劑, 改性制成處理各種水質(zhì)的硅藻土水處理劑。這種水處理劑具有很強(qiáng)的吸附 性, 能將污水中的有機(jī)物和無機(jī)物吸附后很快絮凝沉降至底部并形成餅狀 , 獲得 可循環(huán)使用的清水 , 而餅狀的沉渣可徹底別

12、離。這種處理技術(shù) , 投資小、占地少、 設(shè)備簡單、操作方便、耗電和本錢低、污染物去除率高 , 適應(yīng)性及連續(xù)處理能力 強(qiáng),不僅具有傳統(tǒng)工藝的綜合優(yōu)點(diǎn) ,而且克服了傳統(tǒng)污水處理工藝的缺乏 , 還具有 沉渣可徹底別離并回收利用的特點(diǎn)。7 生活污水凈化沼氣池技術(shù)小型生活污水凈化沼氣池應(yīng)用常溫厭氧發(fā)酵技術(shù) ,按照“多級(jí)自流 ,逐級(jí)降解 的原理,建立I級(jí)厭氧發(fā)酵一U級(jí)兼性消化過濾的新裝置。它由厭氧發(fā)酵、兼性 消化過濾、 污水回流和填料等工藝組成。 生活污水中大局部有機(jī)物經(jīng)厭氧發(fā)酵后 產(chǎn)生沼氣 , 發(fā)酵后的污水進(jìn)入兼性消化過濾池 , 局部未分解的有機(jī)物得到進(jìn)一步 降解。沉淀下來的局部有機(jī)質(zhì)和活性污泥回流到厭

13、氧發(fā)酵池內(nèi)提高厭氧發(fā)酵的效 果, 將到達(dá)凈化處理的目的。生活污水凈化沼氣池是一種小型分散化污水治理裝 置, 具有投資少 , 效果好, 運(yùn)行無需能源支持等特點(diǎn)。目前該技術(shù)在漣水、東海等 地得到廣泛應(yīng)用 , 成效較為顯著。三、生物膜法在廢水處理中的應(yīng)用 1、生物膜法的凈水機(jī)理生物膜法和活性污泥法一樣都是利用微生物來去除廢水中各種有機(jī)物的污 水處理工藝。 生物膜法是指大量的微生物附著在介質(zhì)濾料外表， 形生物膜， 污水 同生物膜接觸后， 溶解的有機(jī)污染物被微生物吸附轉(zhuǎn)化為水、 二氧化碳、 氨氣和 微生物細(xì)胞物質(zhì)等，使污水得到凈化。 生物膜是指附著在惰性載體外表上生長的， 具有較強(qiáng)的吸附和生物降解性能的

14、結(jié)構(gòu)，以微生物為主 包含其產(chǎn)生的胞外多聚 物和吸附在微生物外表的無機(jī)及有機(jī)物等組成 ，其中提供微生物附著生長的惰 性載體稱之為濾料或填料。2 生物膜法在醫(yī)藥廢水處理中的作用 醫(yī)藥廢水是目前比擬難處理的廢水，特點(diǎn)是有害物質(zhì)種類多，超標(biāo)倍數(shù)高， 對(duì)環(huán)境污染較大。 醫(yī)藥廢水處理方法很多， 例如鐵碳微電解生化法、 生物膜 法、納米TiO2。光催化劑降解法等。吉林省某藥業(yè)生產(chǎn)過程中排放的污水量為 160m3/d?？偱欧趴诤蛙囬g排放的 主要污染物有懸浮物SS、化學(xué)需氧量COD生物化學(xué)需氧量BOD、氨氮NH。N等有害物質(zhì)。pH值為6.09.0,污水水質(zhì)情況是 CODc1150mg/L、BOD5 650mg/

15、L、SS 180mg/L、氨氮32mg/L。在處理該藥業(yè)公司醫(yī)藥廢水時(shí)，采用了水解酸化一接觸氧化工藝，即在生化 反響池中填加固定的彈性立體填料合成纖維或尼龍等做生物載體，利用鼓風(fēng)機(jī) 供氧，使載體上迅速生長生物膜。生物膜的生成、更新、脫落就是微生物群體代 謝興衰的過程。四、廢水生物處理技術(shù)的應(yīng)用開展對(duì)于我國這樣一個(gè)污染嚴(yán)重、資源短缺的不興旺國家，先進(jìn)的水處理工藝開 發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是適合我國國情、高效、低耗和低本錢的污水處理技術(shù)。 各類效率 高、投入低、可到達(dá)一定治理深度的城市污水處理新技術(shù)， 對(duì)經(jīng)濟(jì)尚不夠興旺而 污染亟待治理的我國，尤其是絕大多數(shù)沒有污水處理設(shè)施的 17000多個(gè)建制鎮(zhèn)， 在一段時(shí)

16、期內(nèi)都將具有重要意義。1、城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)重點(diǎn)由于我國目前還處于社會(huì)主義開展的初級(jí)階段。 大多數(shù)中小城鎮(zhèn)處于不太發(fā) 達(dá)的農(nóng)村地區(qū)，造成污染的是量大面廣，是我國下一階段治理的重點(diǎn)。對(duì)于我國 大量的中、小城鎮(zhèn)的小型城市污水處理廠，是我國水污染控制的難點(diǎn)。根據(jù)這一 特點(diǎn)必須開發(fā)中小城鎮(zhèn)適用的簡易高效污水處理成套技術(shù)，重點(diǎn)要解決城市污水處理廠的三高問題，即投資高、電耗高和運(yùn)行費(fèi)用高。國家環(huán)?？偩衷岢鲂枰?建立與我國現(xiàn)階段國情相適應(yīng)的、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的先進(jìn)工藝技術(shù)的示范工程，示范工 程應(yīng)該滿足：噸水投資低，噸水造價(jià)應(yīng)該控制在 800元；運(yùn)行費(fèi)用低，噸水運(yùn)行 費(fèi)應(yīng)該控制在0.3元以下；在工程中采用國產(chǎn)化的設(shè)

17、備，并且采用總承包和實(shí)施 運(yùn)營的機(jī)制。2、關(guān)于城鎮(zhèn)污水處理主導(dǎo)工藝的思考對(duì)于引進(jìn)的工藝技術(shù)，在與國外咨詢公司合作過程中，大局部較好的實(shí)現(xiàn)了 預(yù)定的目標(biāo)。但是，往往我們自己設(shè)計(jì)的污水處理工程工程， 在實(shí)施的過程中有 會(huì)出現(xiàn)各種應(yīng)用不當(dāng)?shù)膯栴}。這是因?yàn)橐酝覈鬯幚砑夹g(shù)研究偏重于工藝開 發(fā)研究，對(duì)一種工藝的了解缺乏足夠的系統(tǒng)性、 完整性，也缺乏對(duì)整個(gè)處理工藝 綜合性的比擬研究和技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)體系。 這也造成我國城市污水處理，在技術(shù)選 擇上搖擺不定、不斷刮風(fēng)。首先 80年代末流行AB工藝、然后在90年代出開始 流行三溝氧化溝其他形式的氧化溝，目前又流行SBR或UNITANK工藝的原因 所在。缺乏全面

18、和綜合比擬能力，在很長的一段時(shí)間內(nèi)國外的新技術(shù)和新產(chǎn)品就不斷沖擊國內(nèi)市場，成熟技術(shù)和國產(chǎn)技術(shù)總是無法在市場上占有一席之地。這是我國城市污水領(lǐng)域存在的問題之一。西方國家經(jīng)過一、二十年的治理工作，一些國家污水處理率到達(dá)90%以上。在這一時(shí)期1960-1970年在城市污水處理領(lǐng)域出現(xiàn)大量各種形式的污水處理 新工藝。而進(jìn)入90年代，西方國家城市污水處理市場需求萎縮，一個(gè)國家一年 僅有一、兩個(gè)城市污水處理廠的建設(shè)，所以在技術(shù)上失去了開發(fā)新工藝的動(dòng)力。 可數(shù)的新工藝的開展，也是基于這些國家老的污水處理廠超負(fù)荷改造的需要曝氣生物濾池和水回用的需求膜生物反響器。社會(huì)需求是技術(shù)開展的最好驅(qū)動(dòng) 力，而我們國家對(duì)污

19、水處理工藝有極大的迫切的需求，我國對(duì)污水處理技術(shù)開發(fā)仍有巨大的動(dòng)力。3、從可持續(xù)性思考城鎮(zhèn)污水處理工藝技術(shù)目前我國城市污水處理廠普遍采用的工藝是國外在水污染控制過程中，被證明是行之有效的技術(shù)。并且是歐美等興旺國家所采用的主導(dǎo)技術(shù)， 我國與歐美等 國家與工藝幾乎處在同一水平上，但是我國的國民生產(chǎn)總值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于上述國家， 采用以上技術(shù)是否能夠完全適合我國的國情，是我們需要考慮的一個(gè)問題。這需要從技術(shù)的先進(jìn)性和是否代表了可持續(xù)開展的方向兩個(gè)方面來考慮。目前政府往往簡單認(rèn)為一個(gè)城市有污水處理廠，就是經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)開展， 符合了可持續(xù)開展的原那么。對(duì)可持續(xù)開展全面理解應(yīng)該根據(jù)世界環(huán)境與開展委員 會(huì)在?我們

20、共同的未來?的報(bào)告中對(duì)可持續(xù)開展的定義：“可持續(xù)開展是即滿足 當(dāng)代人的需求，而又不損害后代人滿足其需求的能力的開展。從技術(shù)層面考慮需要判斷污水處理工藝是否符合可持續(xù)開展原那么，需要從可持續(xù)開展的公平性原 那么是否表達(dá)資源和環(huán)境共享、持續(xù)性是否滿足資源和環(huán)境的永續(xù)性利用和共 同性原那么是否有利于解決全球性環(huán)境問題方面來考慮。目前國內(nèi)大多采用國外引進(jìn)的延時(shí)曝氣的氧化溝、SBR等工藝。首先，這些工藝是上世紀(jì)六、七十年代開發(fā)的工藝，是根據(jù)西方，特別歐洲國家排放標(biāo)準(zhǔn)制 訂的工藝。例如采用延時(shí)曝氣低負(fù)荷工藝特別適合北歐國家的氣候條件冬季低溫，而延時(shí)曝氣對(duì)污泥是采用好氧穩(wěn)定的方法，采用耗能的方法進(jìn)行污泥穩(wěn)定 化處理。適合了這些國家的國情和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)開展情況。事實(shí)上，低負(fù)荷曝氣池的池容和設(shè)備是中、 高負(fù)荷活性污泥工藝的幾倍，在 建筑材料和土地資源上是高消耗，相應(yīng)的投資要高數(shù)倍；其次，延時(shí)曝氣系統(tǒng)能 耗比中、高負(fù)荷活性污泥要高4050%左右。同時(shí)，能耗增加會(huì)帶來了直接運(yùn)行 費(fèi)的增加，能耗增加也會(huì)還要增加間接投資。據(jù)資料報(bào)道目前國內(nèi)每kW發(fā)電能力除塵脫硫需要投資5001000元，那么每萬噸污水增加的脫硫投資需要