工業(yè)廢水處理-第二章-3

1、第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)一、廢水的生物處理概述第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)1、廢水生物處理： 通過微生物的新陳代謝作用,將廢水中有機物的一部分轉(zhuǎn)化為微生物的細胞物質(zhì)，另一部分轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)(無機物或簡單有機物)的方法。 廢水的生物處理技術(shù)是有機污染物自然降解的人工化手段。生物處理的三大要素 作用者：微生物主要是細菌； 作用對象：有機物、無機物等； 作用條件：反應(yīng)器內(nèi)部相互接觸、氧的供應(yīng)情況。一、廢水的生物處理概述第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)2、廢水生物處理的對象：絮凝和去除廢水中不可自然沉淀的膠體狀固體物； 穩(wěn)定和去除廢水中的溶解性的可生物降解的有機物； 去除營養(yǎng)元素氮和磷

2、。一、廢水的生物處理概述第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)3、廢水的可生化性： 根據(jù)BOD5與CODcr的比值大小判斷：B/C0.45 B/C0.30 B/C0.25 B/C0.2生化性好 可生化 較難生化 不易生化一、廢水的生物處理概述第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)3、廢水的可生化性：底物濃度相對耗氧速率內(nèi)源代謝相對耗氧速率BACD一、廢水的生物處理概述第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)4、廢水生物處理的基本原理：微生物的新陳代謝新陳代謝合成代謝(同化作用)分解代謝(異化作用)復(fù)雜物質(zhì)分解為簡單物質(zhì)簡單物質(zhì)合成為復(fù)雜物質(zhì)吸收能量釋放能量能量代謝物質(zhì)代謝一、廢水的生物處理概述第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理

3、技術(shù)4、廢水生物處理的基本原理：2）微生物的呼吸類型微生物的呼吸指微生物獲取能量的生理功能好氧呼吸厭氧呼吸根據(jù)氧化的底物、氧化產(chǎn)物的不同 按反應(yīng)過程中的最終受氫體的不同 自養(yǎng)型微生物 缺氧呼吸異養(yǎng)型微生物發(fā) 酵根據(jù)受氫體的不同分為一、廢水的生物處理概述第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)4、廢水生物處理的基本原理：2）微生物的 呼吸類型呼吸方式受氫體化學(xué)反應(yīng)式好氧呼吸分子氧C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+2817.3kJ缺氧呼吸無機物C6H12O6+4NO3 - 6CO2+6H2O+2N2+1755.6kJ發(fā)酵有機物C6H12C6 2CO2+2CH3CH2OH+92.0kJ一、廢水的生物

4、處理概述第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)5、廢水生物處理的方法分類：一、廢水的生物處理概述第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)5、廢水生物處理的方法分類：1）廢水的好氧生物處理 好氧生物處理是在有游離氧（分子氧）存在的條件下，好氧微生物降解有機物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。好氧生物處理的反應(yīng)速度較快，所需的反應(yīng)時間較短，故處理構(gòu)筑物容積較小。處理過程中散發(fā)的臭氣較少。中、低濃度的有機廢水，或者說BOD5濃度小于500mg/L的有機廢水，基本上采用好氧生物處理法。在廢水處理工程中，好氧生物處理法有活性污泥法和生物膜法兩大類。廢水的好氧生物處理的特點一、廢水的生物處理概述第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)5

5、、廢水生物處理的方法分類：2）廢水的厭氧生物處理 廢水的厭氧生物處理是在沒有游離氧存在的條件下，兼性細菌與厭氧細菌降解和穩(wěn)定有機物的生物處理方法。在厭氧生物處理過程中，復(fù)雜的有機化合物被降解、轉(zhuǎn)化為簡單的化合物，同時釋放能量。大分子有機物（碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等）簡單有機物（單糖、氨基酸等）有機酸（丙酸、丁酸、戊酸等）、醇、醛等H2/CO2乙酸CH4水解(胞外酶)酸化（產(chǎn)酸細菌）乙酸化（乙酸細菌）甲烷化（甲烷細菌）甲烷化（甲烷細菌）廢水厭氧生物處理的特點 由于廢水厭氧生物處理過程不需另加氧源，故運行費用低。此外，它還具有剩余污泥量少、可回收能量（CH4）等優(yōu)點。 其主要缺點是反應(yīng)速度較慢，

6、反應(yīng)時間較長，處理構(gòu)筑物容積大，出水水質(zhì)差等。為維持較高的反應(yīng)速度，需維持較高的溫度，就要消耗能源。 對于有機污泥和高濃度有機廢水（一般BOD51000mg/L）可采用厭氧生物處理法。 一般厭氧生物處理出水需要經(jīng)過好氧生物處理進行進一步處理 與好氧生物處理相比，厭氧生物處理具有以下特征：A、應(yīng)用范圍廣，厭氧可直接處理高濃度廢水處理，難降解工業(yè)廢水。B、能量需求低，還可以產(chǎn)生能量。C、污泥產(chǎn)量極低。D、對水溫的適應(yīng)范圍較為寬廣。E、能夠被降解的有機物多。F、厭氧處理啟動時間較長。G、處理出水水質(zhì)較差。H、對pH值較為敏感。I、處理過程機理較為復(fù)雜。第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)6、廢水的生物處理

7、脫氮除磷：1）廢水的生物脫氮細胞分子式：C60H87O23N12P(考慮磷)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)6、廢水的生物處理脫氮除磷：2）廢水的生物除磷細胞分子式：C60H87O23N12P(考慮磷)二、廢水的好氧生物處理技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)1、活性污泥法：活性污泥：它由好氣性微生物（包括細菌、真菌、原生動物和后生動物）及其代謝的和吸附的有機物、無機物組成，具有降解廢水中有機污染物（也有可部分利用無機物）的能力，顯示生物化學(xué)活性。二、廢水的好氧生物處理技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)2）活性污泥法基本流程：廢水適當(dāng)預(yù)處理（如初沉）曝氣池內(nèi)混合反應(yīng)曝氣系統(tǒng)提供攪拌及供氧二次沉淀池

8、，進行固液分離，排水并富集污泥回流系統(tǒng)維持曝氣池生物濃度二、廢水的好氧生物處理技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)2）活性污泥法的運行方式：傳統(tǒng)活性污泥法 漸 減 曝 氣分 步 曝 氣完全混合法淺 層 曝 氣深 層 曝 氣高負荷曝氣或變形曝氣克 勞 斯 法延 時 曝 氣接觸穩(wěn)定法氧 化 溝純 氧 曝 氣活性污泥生物濾池（ABF工藝）吸附生物降解工藝（AB法）序批式活性污泥法（SBR法）第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)3）活性污泥法的設(shè)計參數(shù)：二、廢水的好氧生物處理技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)2、生物膜法： 生物膜法又稱固定膜法，是與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術(shù)空氣中氧溶解于流動水

9、層中；污水中有機物由流動水層傳遞到附著水層，再進入生物膜；微生物代謝有機物。第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)1）生物膜法的基本流程：初沉池初沉池作用：去除大部分懸浮固體物質(zhì)，防止生物膜反應(yīng)器堵塞，尤其對空隙小的填料是非常必要的。二沉池二沉池作用：去除脫落的生物膜，提高出水水質(zhì)出水回流出水回流作用：提高生物膜反應(yīng)器的水力負荷，加大水流對生物膜的沖刷作用，更新生物膜，避免生物膜的過量累積，從而維持良好的生物膜活性和合適膜厚度。生物膜反應(yīng)器處理水原污水第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)2）生物膜法的特點： 1、微生物種類多樣 化；2. 生物膜上微生物的食物鏈較長； 3. 能夠存活世代時間較長的微生物有利于

10、硝化作用； 4. 分段運行與優(yōu)占種屬：分段運行，每段都繁衍與進入本段污水水質(zhì)相適應(yīng)的微生物，并形成優(yōu)占種屬，非常有利于微生物新陳代謝功能的充分發(fā)揮和有機污染物的降解。 微生物方面 第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)2）生物膜法的特點：1、對水質(zhì)、水量變動有較強的適應(yīng)性；2、污泥沉降性能良好，易于固液分離；3、能夠處理低濃度污水； 4、易于維護運行，節(jié)能、運行費用少；5、剩余污泥產(chǎn)生量少。 處理工藝方面 1.優(yōu)點 生物膜法對污水水質(zhì)、水量的變化有較強的適應(yīng)性、管理方便，不會發(fā)生污泥膨脹。 微生物固著于載體表面，時代周期長較長的高級微生物也能增殖，生物更為豐富、穩(wěn)定，產(chǎn)生的剩余污泥少。2.缺點生物膜載

11、體增加系統(tǒng)投資。由于載體材料比表面積小，故設(shè)備容積負荷有限，空間效率較低。適用于中、小水量污水的處理且污水中SS不太高。3）生物膜法相較于活性污泥法的優(yōu)缺點：第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)4）生物膜法的主要設(shè)施：生物膜法的主要設(shè)施生物接觸氧化池生物流化床間歇生物濾池普通（單層）生物濾池塔式（多層）生物濾池生物轉(zhuǎn)盤生物濾池生 物 接 觸 氧 化 池 的 設(shè) 計 計 算1生物接觸氧化池的有效容積（即填料體積）V式中：qv平均日設(shè)計污水量，m3/d；s0 、se分別為進水與出水的BOD5，mg/L；Nv有機容積負荷率，kg ( BOD5)/ (m3d)(城市污水可用1.01.8)。2生物接觸氧化池的

12、總面積A和座數(shù)n式中：h0填料高度，一般采用3.0m；A1每座池子的面積, m2,一般1.5h5.空氣量D和空氣管道系統(tǒng)計算 式中：D01m3污水所需氣量，m3/m3 ，一般為1520 m3/ m3 。二、廢水的厭氧生物處理技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)二、廢水的厭氧生物處理技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)二、廢水的厭氧生物處理技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)三、廢水的生物脫氮除磷技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)1）廢水的生物脫氮技術(shù)三、廢水的生物脫氮除磷技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)1）廢水的生物脫氮技術(shù)缺氧-好氧生物脫氮工藝三、廢水的生物脫氮除磷技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理

13、技術(shù)1）廢水的生物脫氮技術(shù)三、廢水的生物脫氮除磷技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)2）廢水的生物除磷技術(shù)厭氧-好氧除磷工藝流程三、廢水的生物脫氮除磷技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)2）廢水的生物除磷技術(shù)三、廢水的生物脫氮除磷技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)3）廢水的生物脫氮除磷技術(shù)A2/O工藝基本流程三、廢水的生物脫氮除磷技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)3）廢水的生物脫氮除磷技術(shù)改進的Bardenpho工藝三、廢水的生物脫氮除磷技術(shù)第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)3）廢水的生物脫氮除磷技術(shù)UCT工藝MSBR工藝傳統(tǒng)A2O工藝MSBR脫氮除磷工藝四、工業(yè)有機廢水的厭氧好氧組合工藝第五節(jié) 工業(yè)廢水的生物處理技術(shù)AO+A可以代表：高濃度廢水的厭氧發(fā)酵工藝難降解有機廢水的水解酸化，提高可生化性工藝含氮廢水的厭氧反硝化工藝含磷廢水的厭氧釋磷工藝 有些廢水含有很多復(fù)雜的有機物，對于好氧生物處理而言是屬于難生物降解或不能降解的，但這些有機物往往可以通過厭氧菌分解為較小分子的有機物，而那些較小分子的有機物可以通過好氧菌