污水處理基礎(chǔ)知識(shí)的講座

污水處理基礎(chǔ)知識(shí)百威武漢最佳實(shí)踐交流2008.1.21啤酒廢水特點(diǎn)污水生物處理常用術(shù)語解釋

好氧處理技術(shù)

厭氧處理技術(shù)

運(yùn)行參數(shù)及影響因素

啤酒廢水是屬較高濃度的有機(jī)污染廢水污染成分有害無毒，主要含有糖類、果膠、啤酒花、酵母殘?jiān)?、蛋白質(zhì)、纖維素等有機(jī)物和少量無機(jī)鹽類可生化性B/C大于0.6,可生化性較好中等濃度,營養(yǎng)配比平衡,非常適于進(jìn)行生化處理的無毒有機(jī)廢水廢水水質(zhì)變化較大,負(fù)荷沖擊較強(qiáng)宜采用以厭氧生物處理為主的廢水治理工藝

啤酒廢水特點(diǎn)污水的生物處理概念及分類生物處理的概念污水的生物處理是利用微生物具有氧化分解有機(jī)物的這一功能，采取一定的人工措施，創(chuàng)造有利于微生物生長、繁殖的環(huán)境，使其大量增殖以提高氧化分解有機(jī)物效率的一種污水處理方法。

污水處理方法分類（1）物化處理方法混凝、氧化還原、離子交換、氣浮、電化學(xué)、膜法、光化學(xué)、電磁、超聲等（2）生物處理方法好氧生物處理、厭氧生物處理、兼性生物處理名詞解釋（1）（1）BOD(BiologicalOxygenDemand)(生物需氧量):在水溫為20℃的條件下，由于微生物(主要是細(xì)菌)的生活活動(dòng)，將有機(jī)物氧化成無機(jī)物所消耗的溶解氧量，稱為生物化學(xué)需氧量或生化需氧量。（2）COD(ChemicalOxygenDemand)(化學(xué)需氧量):用強(qiáng)氧化劑(我國法定用重鉻酸鉀)，在酸性條件下，將有機(jī)物氧化成CO2與H2O所消耗的氧量，即稱為化學(xué)需氧量（3）MLSS（混合液懸浮固體）

(MixedLiquorSuspendedSolids):MLSS是指曝氣池中單位體積活性污泥混合液中懸浮物的重量，有時(shí)也稱之為污泥濃度。MLSS的大小間接反映了混合液中所含微生物的量。（4）MLVSS(混合液揮發(fā)性懸浮固體):(MixedLiquorVolatileSuspendedSolids)MLVSS是指曝氣池中單位體積活性污泥混合液中揮發(fā)性懸浮物的重量。名詞解釋（2）（5）SV(污泥沉降指數(shù)):(SettlingVelocity)SV是指曝氣池混合液靜止沉降30min后污泥所占的體積。。SV的體積越小，污泥沉降性能越好。城市污水廠SV常在15%—30%。SV值應(yīng)采用1000mL量筒來測定，也有的用100mL量筒，因其直徑較小，對(duì)污泥的沉降有阻滯效應(yīng)，SV值將偏高。（6）SVI(污泥沉降比):(SludgeVolumeIndex)SVI系指曝氣池中活性污泥混合液經(jīng)30min沉降后，1g干污泥所占的污泥層體積(以mL計(jì))。在SVI的概念中排除了污泥濃度對(duì)沉降體積的影響，反映了活性污泥的松散程度，是判斷污泥沉降濃縮性能的一個(gè)常用參數(shù)。一般認(rèn)為SVI小于100時(shí)，污泥沉降良好；SVI大于200時(shí)，污泥膨脹，沉降性能差。名詞解釋（3）（7）Ns(污泥負(fù)荷):曝氣池內(nèi)單位重量(kg)活性污泥，在單位時(shí)間(1d)內(nèi)能夠承受的有機(jī)物的重量。（kgCOD/kgVSS·d）（8）Nv(容積負(fù)荷):單位容積（m3）曝氣池內(nèi)，在單位時(shí)間(1d)內(nèi)能夠承受的有機(jī)物的重量。（kgCOD/m3·d）名詞解釋（4）（9）HRT(水力停留時(shí)間):(HydraulicRemainedTime)污水在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，HRT=V/Q（10）SRT(污泥齡):(SludgeRemainedTime)曝氣池內(nèi)活性污泥總量與每日排放污泥量之比，稱之為污泥齡，即活性污泥在曝氣池內(nèi)的平均停留時(shí)間，因之又稱為“生物固體平均停留時(shí)間”。名詞解釋（5）（12）TSS(出水懸浮固體):(TotalSuspendedSolids)TSS是指單位體積出水中懸浮物的重量。TSS值的大小是活性污泥系統(tǒng)運(yùn)行狀況及污泥性狀的一個(gè)重要的指標(biāo)。TSS的多少與污泥絮粒大小、絲狀菌數(shù)量等有關(guān)。偏高還同管理上的不善導(dǎo)致污泥性狀惡化有關(guān)，如溶解氧不足、進(jìn)水pH值及有毒物質(zhì)超標(biāo)、回流污泥過量等。當(dāng)TSS＞30mg/L時(shí)，表明懸浮物流失過多，這時(shí)應(yīng)尋找原因，采取對(duì)策，加以糾正。名詞解釋（6）（13）TOC(總有機(jī)碳):(TotalOrganicCarbon)將一定數(shù)量的水樣經(jīng)過酸化，用壓縮空氣吹脫其中的無機(jī)碳酸鹽，排除干擾，然后注人含氧量已知的氧氣流中，再通過以鉑鋼為觸媒的燃燒管，在900℃高溫下燃燒，把有機(jī)物所含的碳氧化成CO2，用紅外氣體分析儀記錄CO2的數(shù)量并折算成含碳量即等于總有機(jī)碳。（14）DO(溶解氧):(DissolvedOxidation)每升污水中所含氧氣得質(zhì)量數(shù)(mg/L)。名詞解釋（7）好氧處理原理有機(jī)物+氧+微生物（C,O,H,N,S,P）合成能中間產(chǎn)物原生質(zhì)（微生物生長）CO2,H2O,NH3SO42-,PO43-+能熱隨水排出好氧生物處理過程示意圖活性污泥法凈化廢水過程1．

吸附廢水與活性污泥微生物充分接觸，形成懸濁混合液，廢水中的污染物被比表面積巨大且表面上含有多糖類粘性物質(zhì)的微生物吸附和粘連。呈膠態(tài)的大分子有機(jī)物被吸附后，首先被水解酶作用，分解為小分子物質(zhì)，然后這些小分子與溶解性有機(jī)物一道在透膜酶的作用下或在濃差推動(dòng)下選擇性滲入細(xì)胞體內(nèi)。初期吸附過程進(jìn)行得十分迅速，往往在10~40min內(nèi)，BOD5可下降80%~90%。此后，下降速度迅速減緩。2．

微生物的代謝吸收進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)的污染物通過微生物的代謝反應(yīng)而被降解，一部分經(jīng)過一系列中間狀態(tài)氧化為最終產(chǎn)物CO2和H2O等，另一部分則轉(zhuǎn)化為新的有機(jī)體，使細(xì)胞增殖?；钚晕勰喾▋艋瘡U水過程3．

凝聚與沉淀凝聚的原因主要是：細(xì)菌體內(nèi)積累的聚β-羥基丁酸釋放到液相，促使細(xì)菌間相互凝聚，結(jié)成絨粒；微生物攝食過程釋放的粘性物質(zhì)促使凝聚；在不同的條件下，細(xì)菌內(nèi)部的能量不同，當(dāng)外界營養(yǎng)不足時(shí)，細(xì)菌內(nèi)部能量降低，表面電荷減少，細(xì)菌顆粒間的結(jié)合力大于排斥力，形成絨粒；而當(dāng)營養(yǎng)物充足時(shí)（廢水與活性污泥混合初期，F(xiàn)/M較大），細(xì)菌內(nèi)部能量大，表面電荷增大，形成的絨粒重新分散。沉淀是混合液中固相活性污泥顆粒同廢水分離的過程。固液分離的好壞，直接影響出水水質(zhì)。所以，活性污泥法的處理效率，同其他生物處理方法一樣，應(yīng)包括二次沉淀池的效率，即用曝氣池及二沉池的總效率表示。除了重力沉淀外，也可用氣浮法進(jìn)行固液分離?；钚晕勰喾▋艋瘡U水過程污泥性能指標(biāo)

混合液懸浮固體MLSS污泥沉降比SV污泥體積指數(shù)SVI活性污泥系統(tǒng)的運(yùn)行控制運(yùn)行控制方法

污泥負(fù)荷法

MLSS法

SV法

污泥齡法好氧反應(yīng)影響因素溶解氧含量

1.5-2.5mg/l營養(yǎng)物質(zhì)平衡C：N：P=20：5：1pH值6.5—8.5水溫35℃-15℃MCRT:污泥微生物細(xì)胞平均停留時(shí)間(5-15d)有毒物質(zhì)BOD—污泥負(fù)荷厭氧消化：是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程厭氧生物處理主要依靠三大主要類群的細(xì)菌：水解酸化細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌來聯(lián)合完成的。分為三個(gè)階段：1、水解酸化

2、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸

3、產(chǎn)甲烷厭氧處理原理

有機(jī)物微生物同化合成異化分解原生質(zhì)能量+有機(jī)酸、醇、醛及CO2、NH3、H2S等微生物原生質(zhì)CO2、CH4+能產(chǎn)酸菌作用甲烷菌作用厭氧系統(tǒng)---凈化機(jī)理不溶性有機(jī)物和大分子可溶性有機(jī)物水解揮發(fā)性脂肪酸脫氫兼性菌（異養(yǎng)菌）產(chǎn)酸菌（專性菌）細(xì)菌體有機(jī)物其它產(chǎn)物、H2O等簡單有機(jī)物、長鏈有機(jī)物CO2、H2O甲烷發(fā)酵甲烷菌（專性自養(yǎng)菌）CH4、H2O細(xì)菌體酸性階段堿性階段水解階段產(chǎn)酸階段甲烷階段厭氧處理原理

厭氧處理過程水解階段：在水解與發(fā)酵細(xì)菌作用下，使碳水化合物、蛋白質(zhì)及脂肪水解與發(fā)酵轉(zhuǎn)化成單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油、二氧化碳及氫等。參與的微生物：包括細(xì)菌、原生動(dòng)物和真菌，統(tǒng)稱水解與發(fā)酵細(xì)菌，大多數(shù)為專性厭氧菌，也有不少兼性厭氧茵。產(chǎn)酸階段：在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階段的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成氫、二氧化碳和乙酸。參與的微生物：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌以及同型乙酸菌，它們能夠在厭氧條件下，將第一階段的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為乙酸、二氧化碳、氫；厭氧反應(yīng)處理過程甲烷階段：通過兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌的作用，一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷，另一組是對(duì)乙酸脫按產(chǎn)生甲烷，參與的微生物：甲烷菌或稱為產(chǎn)甲烷菌，屬于絕對(duì)的厭氧菌，主要代謝產(chǎn)物是甲烷。厭氧反應(yīng)處理過程厭氧（UASB）工藝簡介Influent沼氣管Biogas排水管WaterEffluent排泥管SludgeDischarge進(jìn)水管上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）Up-flowAnaerobicSludgeBlanketReactor三相分離器PhaseSeparator布水器WaterDistributor反應(yīng)區(qū)氣液固三相分離區(qū)UASB反應(yīng)器的特點(diǎn)一是反應(yīng)器中高濃度的以顆粒狀形式存在的高活性污泥。這種污泥是在一定的運(yùn)行條件下，通過嚴(yán)格控制反應(yīng)器的水力學(xué)特性以及有機(jī)污染物負(fù)荷的條件下，經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)而形成的。顆粒污泥特性的好壞將直接影響到UASB反應(yīng)器的運(yùn)行性能，即是說有否性能良好的顆粒污泥存在是UASB反應(yīng)器運(yùn)行的關(guān)鍵所在。顆粒污泥是在反應(yīng)器運(yùn)行過程中，通過污泥的自身絮凝、結(jié)合及逐步的固定化過程而形成的。二是反應(yīng)器內(nèi)具有集泥、水和氣分離于一體的三相分離器。這種三相分離器可以自動(dòng)地將泥、水、氣加以分離并起到澄清出水、保證集氣室正常水面的功能。三是反應(yīng)器中無需安裝任何攪拌裝置，反應(yīng)器的攪拌是通過產(chǎn)氣的上升遷移作用而實(shí)現(xiàn)的，因而具有操作管理比較簡單的特性。布水器布水上升流速一般為0.5~1.5m/h，多宜在0.6~0.9m/h之間。水流依次流經(jīng)污泥床、污泥懸浮層至三相分離器及沉淀區(qū)。進(jìn)水與污泥床及污泥懸浮層中的微生物充分混合接觸并進(jìn)行厭氧分解。氣、水、泥三相混合液（消化液）在三相分離器中分離。

UASB反應(yīng)器的運(yùn)行溫度和溫度的波動(dòng)35～40°CpH值

水解與產(chǎn)酸菌對(duì)PH值的適應(yīng)范圍:4.5-8.5

甲烷細(xì)菌對(duì)PH值的適應(yīng)范圍:6.5-7.5

如水解階段與產(chǎn)酸階段的反應(yīng)速率超過甲烷階段，VFA將會(huì)累積，PH值降低，影響甲烷菌的生活環(huán)境VFA（揮發(fā)性脂肪酸）

一般控制在200-400mg/L，同時(shí)需保持一定堿度，使系統(tǒng)有足夠緩沖能力，堿度一般2000mg/L營養(yǎng)物質(zhì)C、N、P比例：200-300：5：1為宜

C/N太高，細(xì)胞的氮量不足，消化液的緩沖能力低，PH值容易降低；C/N太低，氮量過多，PH值可能上升，銨鹽容易積累，會(huì)抑制消化進(jìn)程有機(jī)負(fù)荷4-6kgCOD/m3*d

厭氧外理系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)取決于產(chǎn)酸與產(chǎn)甲烷反應(yīng)速率的相對(duì)平衡.若有機(jī)負(fù)荷過高,產(chǎn)酸產(chǎn)率將大于產(chǎn)甲烷率,揮發(fā)酸將累積而使PH值下降,破壞產(chǎn)甲烷階段的正常進(jìn)行

厭氧生物處理影響因素百威污水處理工藝流程厭氧系統(tǒng)好氧系統(tǒng)厭氧系統(tǒng)---集水井容積：48M3收集來至糖化、發(fā)酵、過濾車間的高COD濃度污水初步混合液位控制厭氧系統(tǒng)---旋轉(zhuǎn)格柵轉(zhuǎn)鼓式格柵(間隙0.5mm)分離高濃度污水中的大顆粒有機(jī)物和無機(jī)物（如谷殼、木塊、浮渣等）分離出的雜物送入垃圾車中污水流入初沉淀池進(jìn)行下步處理厭氧系統(tǒng)---初沉池作用:去除廢水中泥沙等無機(jī)污泥和部分有機(jī)污泥,有利于降低厭氧處理負(fù)荷及懸浮物對(duì)厭氧系統(tǒng)的沖擊。浮渣及沉降于底部的懸浮物排入4#污泥濃縮池

污水溢流至均衡池進(jìn)行下步處理

進(jìn)水TSS：560mg/l出水TSS：330mg/lTSS去除率是應(yīng)映初沉池工作效率的重要指標(biāo)可采化學(xué)沉法淀厭氧系統(tǒng)---均衡池作用:

使厭氧進(jìn)水流量與濃度在一定時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定;預(yù)酸化,產(chǎn)生VFA,有利于厭氧反應(yīng)的進(jìn)行停留時(shí)間和液位

6-8hr60%-80%溫度

16-39℃PH

范圍:4.5-8.5最佳5-7VFA/COD轉(zhuǎn)化率

最小值應(yīng)該為0.3。該轉(zhuǎn)化率越高，UASB中COD的去除效果越好厭氧系統(tǒng)---反應(yīng)器(1)進(jìn)水配水系統(tǒng)(2)反應(yīng)區(qū)

(3)三相分離器(4)出水系統(tǒng)沼氣出水進(jìn)水(5)集氣罩懸浮污泥區(qū)顆粒污泥區(qū)溫度

范圍30-40℃最適宜溫度37-38℃PH：7.0-7.2體積負(fù)荷率和UASB廢水停留時(shí)間

7.0kgCOD/m3/8hr出水指標(biāo)：COD＜240kg/l(或去除率為90%)BOD5＜135mg/lTSS＜200mg/lVFA＜250mg/l

厭氧系統(tǒng)---生物過濾器工作原理:細(xì)菌和藻類在潮濕木塊和石灰石粉的混合物上滋生，廢氣中有氣味的化合物（有機(jī)酸和硫化氫）通過過濾層后轉(zhuǎn)變或者退化,硫化氫（H2S）被氧化成為硫元素和硫酸，再用氫氧化鈣中和后排放。好氧系統(tǒng)---1#曝氣池收集包裝車間、動(dòng)力車間、衛(wèi)生間排水以及厭氧處理系統(tǒng)出水、4#污泥池回水、脫泥機(jī)壓濾水、生活污水通過風(fēng)機(jī)向池中的微生物供氧池中微生物（活性污泥，具有好氧特性），在得到大量氧氣時(shí)，吸附、氧化分解有機(jī)物

最終生成二氧化碳和水，達(dá)到處理污水的目的，同時(shí)其自身得到增殖容積：11000M3好氧系統(tǒng)---二沉池收集1#曝氣池尾部的泥水混合物在相對(duì)靜止的環(huán)境中,依自重力作用進(jìn)行泥、水分離上清液流入2#曝氣池，進(jìn)行下一步處理刮泥機(jī)收集沉入底部的污泥，經(jīng)過污泥泵按工藝要求回流至1#曝氣池或排入4#濃縮池容積：1582M3/2154M3好氧系統(tǒng)---二次曝氣池從1#、2#沉淀池流入的上清液，在該池中再進(jìn)行曝氣進(jìn)一步氧化分解，使排放污水中各項(xiàng)指標(biāo)，如BOD、COD、TSS等進(jìn)一步降低，達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)提高出水的DO容積：5918M3生物指示---金魚缸是污水處理的最后一道工序自于2#曝氣池的污水在此池中沉淀，處理后的污水符合國家的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)處理后的污水可以放養(yǎng)魚類容積：3229M3污水排放標(biāo)準(zhǔn)（國家新擴(kuò)改一級(jí)）

COD100mg/lBOD20mg/lTSS70mg/lPH6-9NH3-N0.5mg/l15mg/lTP好氧系統(tǒng)---4#污泥濃縮池收集好氧系統(tǒng)排放的剩余污泥及厭氧初沉池排出污泥，并作為下一步污泥脫水的污泥源。經(jīng)沉淀、分離、濃縮后上部的清水排入1#曝氣池中進(jìn)行處理

濃縮后污泥送至污泥脫水系統(tǒng)進(jìn)行下一步處理容積：1200M3好氧系統(tǒng)---脫泥機(jī)工作原理：以過濾介質(zhì)兩面的壓力差作為推動(dòng)力使污泥中的水分被強(qiáng)制通過過濾介質(zhì)，形成濾液，而固體顆粒被截留在介質(zhì)上形成濾餅，從而達(dá)到脫水的目的。干污泥運(yùn)出公司外作肥料壓濾水送至