第八章污水的生物處理-活性污泥法

1、第七章第七章 污水的生物處理污水的生物處理v第一節(jié) 概 述一、水體污染及其危害一、水體污染及其危害1、定義：污水（或廢水）是指生產和生活活動中排放的水、定義：污水（或廢水）是指生產和生活活動中排放的水的總稱，包括生活污水、工業(yè)污水、農業(yè)污水、被污染的總稱，包括生活污水、工業(yè)污水、農業(yè)污水、被污染的雨水等。的雨水等。有機污染物有機污染物可生物降解性污染物（天然化合物）可生物降解性污染物（天然化合物）難生物降解性污染物難生物降解性污染物POPs （合成化合（合成化合物和芳香族化合物，如農藥、塑料等）物和芳香族化合物，如農藥、塑料等）無機污染物無機污染物2、污水中污染物的分類、污水中污染物的分類（1

2、）、按化學性質分類）、按化學性質分類（2）、按物理形態(tài)分類）、按物理形態(tài)分類懸浮固體（粒徑懸浮固體（粒徑0.10.45m以上）以上）膠體（粒徑膠體（粒徑0.0010.1m）懸浮固體（粒徑懸浮固體（粒徑0.10.45m）溶解性物質溶解性物質二、污染物濃度指標及其意義二、污染物濃度指標及其意義v 根據(jù)有機物被氧化時都需要消耗氧的共性，常常以污水的需氧量(TOC、COD、BOD)或總有機碳量來指示有機物的含量。 1、TOD：指水中全部有機物被徹底氧化成H2O、CO2、NO3-、SO42-等無機物過程中所消耗的氧。2、COD：用強氧化劑使污染物氧化所消耗的氧量，包括能被氧化的有機物與無機物。3、BOD

3、：指好氧微生物在溶解氧充足的情況下，分解有機物所消耗的氧量。4、TOC：指污水中有機物的總含碳量。5、TN：指污水中全部含氮化合物的總含氮量，是表示污水被氮污染的綜合指標。6、TP：指污水中全部含磷化合物的總含磷量， 是表示污水被磷污染的綜合指標。三、污水排放標準及處理要求（見教材三、污水排放標準及處理要求（見教材P210）四、污水處理的一般技術途徑四、污水處理的一般技術途徑 污水處理技術可分為物理處理法、化學處理法、生化處理（或生物處理）法。二級處理二級處理三級處理三級處理一級處理一級處理v一般途徑：一般途徑：第二節(jié) 微生物對有機污水的處理 污水生物處理法是天然水體生物自凈（由多污帶變?yōu)楣盐?/p>

4、帶的過程）的人工強化和具體的應用。是通過人為地創(chuàng)造有利條件（良好的微生物群體、充足的氧、利于反應的裝置等）讓污染物高效率地被微生物分解，從而使水得到凈化。原理和本質：原理和本質：v 污水的生物處理的方法很多：1、根據(jù)微生物與氧的關系可分為好氧處理和厭氧處理。2、根據(jù)微生物在構筑物中處于懸浮狀態(tài)或固著狀態(tài)，又可分為活性污泥法和生物膜法。其中活性污泥和生物膜是凈化污（廢）水的工作主體。v【活性污泥法】是利用含有大量好氧微生物的活性污泥，在通氣充足的條件下使污水得到凈化的生物學方法。是目前污水處理技術領域中應用最為廣泛的技術之一。一、好氧活性污泥法一、好氧活性污泥法基本工藝流程如下圖：基本工藝流程如

5、下圖： v【活性污泥】是由主體為各種好氧微生物群體以及污（廢）水中的有機和無機固體物混凝交織在一起所形成的絮狀體，其粒徑在0.020.2mm之間, 密度在1.0021.006之間, 呈深灰或淺灰色。 活性污泥的結構和功能的中心是菌膠團。在其上面生長有其他微生物，如酵母菌、霉菌、放線菌、藻類、原生動物及微型后生動物等。（一）、活性污泥的微生物群落（一）、活性污泥的微生物群落:菌膠團的作用和形態(tài)菌膠團的作用和形態(tài)作用：作用：v加強生物吸附能力和氧化分解有機物的能力；v為原生動物提供良好的生存環(huán)境和附著場所；v指示作用，顏色、透明度、數(shù)量、顆粒大小即結構松散程度。 菌膠團：起絮凝作用的細菌形成的細菌

6、團塊。形態(tài)：形態(tài)：有多種形態(tài)。菌菌膠膠團團絮絮狀狀體體圖圖片片活性污泥絮狀體的作用活性污泥絮狀體的作用v有機物的吸附或黏附及其分解；v金屬離子的吸附；v防止原生生物對細菌的吞食；v加強污泥的沉降性，有利于泥水分離 原生動物的作用原生動物的作用v促進絮凝：能分泌黏液，促進生物絮凝；v凈化作用：能吞食游離細菌和微小污泥，改善水質；v指示作用：能指示污泥培養(yǎng)的成熟程度及指示污水處理系統(tǒng)運轉是否正常。（二）、活性污泥處理廢水的微生物學過程 根據(jù)微生物去除有機污染物的過程可歸納為絮凝、吸附、氧化和沉淀等4個連續(xù)階段。1、絮凝：細菌的菌膠團之間的粘連形成了體積較大的污泥絮凝體；纖毛類原生動物通過纖毛分泌出

7、的多糖和黏蛋白，對污泥絮體的形成起到促進作用。2、吸附、吸附：微生物具有膠體粒子所具有的許多特性，如細菌表面一般帶有負電荷，而廢水中有機物常帶有正電荷，因此很容易被微生物所吸附。3、氧化、氧化：被吸附的大分子有機污染物（如石油、農藥等），在胞外酶的作用下水解為小分子有機物，然后進入細胞內在酶的作用下又被氧化分解，或釋放能量，或轉化為生物體的組成物質。通過曝氣來實現(xiàn)氧化過程，曝氣的2大作用：（1）、為微生物分解有機物提供充足的氧；（2）、擾動水，使污染物與活性污泥充分混合、接觸，有利于促進污染物的降解。4、沉淀、沉淀：由于活性污泥本身也是污水污染物的重要組成部分，因此經(jīng)過活性污泥處理過的污水必須

8、要進行泥水分離。這一過程在沉淀池中完成。經(jīng)過沉淀的上清液是污水生物處理系統(tǒng)的最終出水。（三）、活性污泥處理系統(tǒng)中的常用參數(shù)（三）、活性污泥處理系統(tǒng)中的常用參數(shù)1、水力停留時間2、污染物容積負荷3、污泥負荷率4、污泥齡5、污泥產率系數(shù)（四）、評價活性污泥濃度、沉降性能的常用指標（四）、評價活性污泥濃度、沉降性能的常用指標1、污泥干重（、污泥干重（MLSS）2、揮發(fā)性污泥（、揮發(fā)性污泥（MLVSS）3、污泥沉降比（、污泥沉降比（SV%）4、污泥指數(shù)（、污泥指數(shù)（SVI）v（1）、自然培育法）、自然培育法：是利用待處理污水中的自然微生物進行繁殖，逐步形成生物絮狀體的方法。一般需23周。v（2）、接種

9、培育法）、接種培育法：向污水中人為添加優(yōu)良菌種（如污水處理廠的濃縮污泥或干泥餅或天然土壤），以加快微生物的繁殖，從而加快形成微生物絮狀體的方法。（五）、活性污泥培育和馴化（五）、活性污泥培育和馴化接種培育法的接種培育法的培育過程：培育過程：1、按曝氣池有效體積的5%10%的量投入接種污泥；2、在不進水的條件下進行悶曝幾天，同時進行溶解氧量的控制（1mg/L）；3、先小流量進水并逐漸提高水流量至設計流量，同時提高溶解氧量（23mg/L）；4、利用鏡檢或顏色判定污泥成熟程度。 在無法獲得同類污水處理廠活性污泥的情況下，常采在無法獲得同類污水處理廠活性污泥的情況下，常采用馴化的方法進行活性污泥的馴育

10、。用馴化的方法進行活性污泥的馴育。 在生物法處理難降解工業(yè)廢水中，污泥馴化是處理能在生物法處理難降解工業(yè)廢水中，污泥馴化是處理能否取得成效的重要先行環(huán)節(jié)。否取得成效的重要先行環(huán)節(jié)。培育過程中的基本要求培育過程中的基本要求1、BOD5負荷率負荷率2、氧氣氧氣3、溫度溫度4、pH5、有毒物質濃度有毒物質濃度（六）、活性污泥法運行中的問題（六）、活性污泥法運行中的問題1、污泥膨脹、污泥膨脹（1）、定義（2）、分類：絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹。（3）、原因（4）、應對絲狀菌膨脹的措施2、污泥解體：、污泥解體：絮凝體微細化導致處理水質渾濁。原因有曝氣過量，污水中含有有毒物質。3、起泡沫現(xiàn)象：、起泡沫現(xiàn)象：

11、氣泡大量附著在絲狀菌絲上。4、剩余污泥的處理：、剩余污泥的處理：脫水后作無害化處理，如焚燒、堆肥等。（七）、傳統(tǒng)的活性污泥法（七）、傳統(tǒng)的活性污泥法1、優(yōu)點：曝氣時間長，所以處理效果好，、優(yōu)點：曝氣時間長，所以處理效果好，BOD去除率為去除率為9095%。2、缺點：動力耗費大；只能適合處理有機物濃度較低的廢水、缺點：動力耗費大；只能適合處理有機物濃度較低的廢水（ 100mg/L BOD5 500mg/L ）；曝氣池容積大，占用土地多，）；曝氣池容積大，占用土地多，基建成本高?；ǔ杀靖摺＃ò耍?、活性污泥法的新發(fā)展（八）、活性污泥法的新發(fā)展1、合理布置曝氣管、合理布置曝氣管2、合理布置廢水進口、

12、合理布置廢水進口3、序批式活性污泥法（、序批式活性污泥法（SBR工藝）工藝）特點：（1）、在運行周期內通過控制曝氣實現(xiàn)缺氧-厭氧-好氧的交替過程和水的停留時間，實行間歇方式 （2）、在運行周期內自動控制缺氧-厭氧-好氧的交替，過程，有利于脫氮除磷。 特點：將曝氣池分為A（缺氧）、B兩段（好氧），不但可處理高濃度有機廢水，而且還可以節(jié)省動力消耗和提高出水的水質。4、吸附、吸附-生物降解工藝生物降解工藝 Orbal氧化溝水處理工藝起源于南非。城市污水由管道集中后，水流首先經(jīng)過粗格柵，將粗的垃圾去除，然后由提升泵將污水提高水頭（后面工藝要求有高水頭），再經(jīng)過細格柵及旋流沉砂池，進一步去除小的垃圾和泥砂，污水進入水處理主體結構氧化溝，污水在“O”