第八章污水的生物處理-活性污泥法

第七章污水的生物處理第一節(jié)概述一、水體污染及其危害1、定義：污水（或廢水）是指生產(chǎn)和生活活動(dòng)中排放的水的總稱，包括生活污水、工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水、被污染的雨水等。有機(jī)污染物可生物降解性污染物（天然化合物）難生物降解性污染物—POPs

（合成化合物和芳香族化合物，如農(nóng)藥、塑料等）無(wú)機(jī)污染物2、污水中污染物的分類（1）、按化學(xué)性質(zhì)分類（2）、按物理形態(tài)分類懸浮固體（粒徑0.1~0.45μm以上）膠體（粒徑0.001~0.1μm）懸浮固體（粒徑0.1~0.45μm）溶解性物質(zhì)二、污染物濃度指標(biāo)及其意義根據(jù)有機(jī)物被氧化時(shí)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(jī)碳量來(lái)指示有機(jī)物的含量。

1、TOD：指水中全部有機(jī)物被徹底氧化成H2O、CO2、NO3-、SO42-等無(wú)機(jī)物過(guò)程中所消耗的氧。2、COD：用強(qiáng)氧化劑使污染物氧化所消耗的氧量，包括能被氧化的有機(jī)物與無(wú)機(jī)物。3、BOD：指好氧微生物在溶解氧充足的情況下，分解有機(jī)物所消耗的氧量。4、TOC：指污水中有機(jī)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(biāo)。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(biāo)。三、污水排放標(biāo)準(zhǔn)及處理要求（見(jiàn)教材P210）四、污水處理的一般技術(shù)途徑污水處理技術(shù)可分為物理處理法、化學(xué)處理法、生化處理（或生物處理）法。二級(jí)處理三級(jí)處理一級(jí)處理一般途徑：第二節(jié)微生物對(duì)有機(jī)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)楣盐蹘У倪^(guò)程）的人工強(qiáng)化和具體的應(yīng)用。是通過(guò)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(yīng)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(zhì)：

污水的生物處理的方法很多：1、根據(jù)微生物與氧的關(guān)系可分為好氧處理和厭氧處理。2、根據(jù)微生物在構(gòu)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?！净钚晕勰喾ā渴抢煤写罅亢醚跷⑸锏幕钚晕勰?，在通氣充足的條件下使污水得到凈化的生物學(xué)方法。是目前污水處理技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。一、好氧活性污泥法基本工藝流程如下圖：【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(jī)和無(wú)機(jī)固體物混凝交織在一起所形成的絮狀體，其粒徑在0.02~0.2mm之間,密度在1.002~1.006之間,呈深灰或淺灰色。

活性污泥的結(jié)構(gòu)和功能的中心是菌膠團(tuán)。在其上面生長(zhǎng)有其他微生物，如酵母菌、霉菌、放線菌、藻類、原生動(dòng)物及微型后生動(dòng)物等。（一）、活性污泥的微生物群落:菌膠團(tuán)的作用和形態(tài)作用：加強(qiáng)生物吸附能力和氧化分解有機(jī)物的能力；為原生動(dòng)物提供良好的生存環(huán)境和附著場(chǎng)所；指示作用，顏色、透明度、數(shù)量、顆粒大小即結(jié)構(gòu)松散程度。

菌膠團(tuán)：起絮凝作用的細(xì)菌形成的細(xì)菌團(tuán)塊。形態(tài)：有多種形態(tài)。菌膠團(tuán)絮狀體圖片活性污泥絮狀體的作用有機(jī)物的吸附或黏附及其分解；金屬離子的吸附；防止原生生物對(duì)細(xì)菌的吞食；加強(qiáng)污泥的沉降性，有利于泥水分離原生動(dòng)物的作用促進(jìn)絮凝：能分泌黏液，促進(jìn)生物絮凝；凈化作用：能吞食游離細(xì)菌和微小污泥，改善水質(zhì)；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(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。（二）、活性污泥處理廢水的微生物學(xué)過(guò)程

根據(jù)微生物去除有機(jī)污染物的過(guò)程可歸納為絮凝、吸附、氧化和沉淀等4個(gè)連續(xù)階段。1、絮凝：細(xì)菌的菌膠團(tuán)之間的粘連形成了體積較大的污泥絮凝體；纖毛類原生動(dòng)物通過(guò)纖毛分泌出的多糖和黏蛋白，對(duì)污泥絮體的形成起到促進(jìn)作用。2、吸附：微生物具有膠體粒子所具有的許多特性，如細(xì)菌表面一般帶有負(fù)電荷，而廢水中有機(jī)物常帶有正電荷，因此很容易被微生物所吸附。3、氧化：被吸附的大分子有機(jī)污染物（如石油、農(nóng)藥等），在胞外酶的作用下水解為小分子有機(jī)物，然后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)在酶的作用下又被氧化分解，或釋放能量，或轉(zhuǎn)化為生物體的組成物質(zhì)。通過(guò)曝氣來(lái)實(shí)現(xiàn)氧化過(guò)程，曝氣的2大作用：（1）、為微生物分解有機(jī)物提供充足的氧；（2）、擾動(dòng)水，使污染物與活性污泥充分混合、接觸，有利于促進(jìn)污染物的降解。4、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(guò)活性污泥處理過(guò)的污水必須要進(jìn)行泥水分離。這一過(guò)程在沉淀池中完成。經(jīng)過(guò)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)1、水力停留時(shí)間2、污染物容積負(fù)荷3、污泥負(fù)荷率4、污泥齡5、污泥產(chǎn)率系數(shù)（四）、評(píng)價(jià)活性污泥濃度、沉降性能的常用指標(biāo)1、污泥干重（MLSS）2、揮發(fā)性污泥（MLVSS）3、污泥沉降比（SV%）4、污泥指數(shù)（SVI）（1）、自然培育法：是利用待處理污水中的自然微生物進(jìn)行繁殖，逐步形成生物絮狀體的方法。一般需2~3周。（2）、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接種培育法的培育過(guò)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(jìn)水的條件下進(jìn)行悶曝幾天，同時(shí)進(jìn)行溶解氧量的控制（1mg/L）；3、先小流量進(jìn)水并逐漸提高水流量至設(shè)計(jì)流量，同時(shí)提高溶解氧量（2~3mg/L）；4、利用鏡檢或顏色判定污泥成熟程度。

在無(wú)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(jìn)行活性污泥的馴育。

在生物法處理難降解工業(yè)廢水中，污泥馴化是處理能否取得成效的重要先行環(huán)節(jié)。培育過(guò)程中的基本要求1、BOD5負(fù)荷率2、氧氣3、溫度4、pH5、有毒物質(zhì)濃度（六）、活性污泥法運(yùn)行中的問(wèn)題1、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(yīng)對(duì)絲狀菌膨脹的措施2、污泥解體：絮凝體微細(xì)化導(dǎo)致處理水質(zhì)渾濁。原因有曝氣過(guò)量，污水中含有有毒物質(zhì)。3、起泡沫現(xiàn)象：氣泡大量附著在絲狀菌絲上。4、剩余污泥的處理：脫水后作無(wú)害化處理，如焚燒、堆肥等。（七）、傳統(tǒng)的活性污泥法1、優(yōu)點(diǎn)：曝氣時(shí)間長(zhǎng)，所以處理效果好，BOD去除率為90~95%。2、缺點(diǎn)：動(dòng)力耗費(fèi)大；只能適合處理有機(jī)物濃度較低的廢水（100mg/L＜BOD5

＜500mg/L

）；曝氣池容積大，占用土地多，基建成本高。（八）、活性污泥法的新發(fā)展1、合理布置曝氣管2、合理布置廢水進(jìn)口3、序批式活性污泥法（SBR工藝）特點(diǎn)：（1）、在運(yùn)行周期內(nèi)通過(guò)控制曝氣實(shí)現(xiàn)缺氧-厭氧-好氧的交替過(guò)程和水的停留時(shí)間，實(shí)行間歇方式（2）、在運(yùn)行周期內(nèi)自動(dòng)控制缺氧-厭氧-好氧的交替，過(guò)程，有利于脫氮除磷。特點(diǎn)：將曝氣池分為A（缺氧）、B兩段（好氧），不但可處理高濃度有機(jī)廢水，而且還可以節(jié)省動(dòng)力消耗和提高出水的水質(zhì)。4、吸附-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(guò)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(guò)細(xì)格柵及旋流沉砂池，進(jìn)一步去除小的垃圾和泥砂，污水進(jìn)入水處理主體結(jié)構(gòu)——氧化溝，污水在“O”型的氧化溝中經(jīng)過(guò)曝氣機(jī)調(diào)節(jié)曝氣，使得污水得到缺氧、氧化、硝化、反硝化等反應(yīng)，在該過(guò)程中完成BOD（生物耗氧量）、COD（化學(xué)耗氧量）的去除及污水脫氮的功能，并為下一步水的沉淀作好準(zhǔn)備，經(jīng)過(guò)氧化溝處理的水流入終沉池，加入Fe3+、或Al3+

使得水中的（PO4）3-得以沉淀，充分沉淀后，清水最后經(jīng)二氧化氯消毒后排入長(zhǎng)江。沉淀的污泥經(jīng)脫水機(jī)濾干后焚燒處理。

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