工业废水的生物处理

第十章工业废水的生物处理§10—1工业废水的可生化性§10—2工业废水的好氧生物处理§10—3工业废水的厌氧生物处理§10—1工业废水的可生化性一、工业废水的可生化性的评价方法二、可生化性评价试验应注意的问题一、工业废水的可生化性的评价方法1、从废水生物处理角度对有机物分类：易降解有机物，且无毒害或抑制作用可降解有机物，但有毒害或抑制作用难降解有机物，但无毒害或抑制作用难降解有机物，并有毒害或抑制作用2、评价废水中有机物的生物降解性和毒害或抑制性的方法（1）水质标准法BOD5/COD＞0.3可采用生化法处理BOD5/COD＞0.5采用生化法处理比较优越BOD5/COD＜0.3可生化性差，可看驯化后是否可以采用生化法。（2）微生物耗氧速度法耗氧曲线：微生物累积耗氧量随时间的变化曲线①内源呼吸耗氧曲线（呼吸线）处于内源呼吸期的活性污泥的耗氧曲线②有机物（底物）耗氧曲线（生化线）投加有机物后的耗氧曲线呼吸线累积耗氧量时间生化线15d生化线2生化线与呼吸线差值越大，生化性能越好。生化线低于呼吸线，表明废水对m有抑制。（3）脱氢酶活性法微生物产生的各种酶，可催化有机物的氧化还原反应，脱氢酶能使被氧化的有机物的氢原子活化并传递给特定的受氢体，单位时间内脱氢酶活化氢的能力表现为它的活性。可以通过测定微生物的脱氢酶活性来评价废水中有机物的可生化性。(4)有机化合物分子结构评价法有机物的生物降解性与其分子结构有关①含有羧基、酯类或羟基的非毒性脂肪族化合物最易生物降解②含羰基或双键的化合物属中等程度可生物降解的化合物，且需很长的驯化时间③含有按季或羟基化合物的生物降解性取决于与基团连接的碳原子饱和程度。④卤代化合物的生物降解性随卤素取代程度的提高而下降。二、可生化性评价试验应注意的问题1.生物处理方法有机物对于不同菌种来说，降解能力不同；不同的处理方法，对有机物的处理程度不同。2.微生物来源与浓度应说明微生物是否经过驯化以及驯化程度。微生物浓度尽可能与实际浓度相同。有机物浓度、营养物质、pH值、水温、共存物质有机物浓度等对可生化性都有影响。通过实验确定废水的可生化性。§10-3工业废水的好氧生物处理一、活性污泥法二、生物膜法一、活性污泥法1、营养和混合液温度对工艺的影响（1）营养氮、磷、微量元素易被m利用的氮源形式为NH4+和NO3-；废水中的磷必须以正磷酸盐的形式才能被m利用。（2）温度工业废水的K值（反应速度常数）受温度变化影响较大温度过高，污泥解体；温度过低，出水SS浓度可能↑2、活性污泥法的选择推流式活性污泥法适用于处理易生物降解的工业废水和生活污水完全混合式活性污泥法适用于难降解有机废水的处理生物选择器—完全混合式活性污泥法适用于易生物降解有机废水的处理3、出水悬浮物的控制出水悬浮物高的原因：废水总溶解固体（TDS）浓度高，导致污泥絮体分散，使出水悬浮物↑；曝气池混合液温度变化，会造成絮体分散；污泥负荷过高或过低；废水含有机分散剂过高；表曝装置剧烈搅拌；二沉池设计不合理主要措施：投加混凝剂4、应用实例推流式活性污泥法处理炼油及石油化工废水完全混合式活性污泥法处理聚酯和三纶废水二、生物膜法1、生物接触氧化法（1）特点：具有较高的处理效率；污泥不回流，不发生污泥膨胀；耐负荷冲击能力强；挂膜培菌简单（2）生物接触氧化的设计（p585）流程的选择：根据废水类型、处理程度、管理水平、基建投资和地方条件来确定填料的选择：首先考虑价格；再考虑技术上的高性能接触停留时间的选择：根据水质、处理程度要求、填料的种类，通过实验或类比调查来定；气水比的选择：留有适当余地，增加运行的灵活性防止填料堵塞的措施：所选填料同水质相适应；定期反冲；填料分层设置（3）应用举例（p586）啤酒废水处理2、生物转盘（1）影响处理性能的主要参数：转速、废水停留时间、反应槽的级数、盘浸没深度和温度等。（2）应用举例草浆造纸中段废水处理3、生物滤池塑料填料；多数情况下，不适于处理溶解性工业废水，经济上不可行。可用于高浓度废水的预处理§10—3工业废水的厌氧生物处理一、概述二、厌氧生物处理设备一、概述（p589）1.厌氧生物处理的优点：（1）有机负荷高（2）污泥产量低（3）能耗低（回收甲烷）（4）营养物质需要量少（5）应用范围广（6）对水温的适宜范围较广2.厌氧生物处理的缺点(1)厌氧处理设备启动时间长(2)处理后出水水质差一般在厌氧后串联好氧生物处理。二、厌氧生物处理设备1.厌氧接触法消化池脱气器沉淀池出水进水剩余污泥回流污泥2.厌氧生物滤池(p592)去除机理：装填填料的厌氧反应器。厌氧微生物以生物膜的形态生长在滤料表面，废水淹没地通过滤料，在生物膜的呼吸作用和微生物的代谢作用以及滤料的截留作用下，废水中的有机物被去除。分类：分为升流式和降流式两种生物滤池。适用：适宜于溶解性有机废水的处理。3.UASB的基本原理及其特点（1）UASB的基本原理废水自下而上地通过厌氧污泥床，床体底部是一层絮凝和沉淀性能良好的污泥层，中部是一层悬浮层，上部是澄清区。澄清区设有三相分离器，用以完成气、液、固三相分离。被分离出的消化气由上部导出，被分离的污泥自动回流到下部反应区，出水溢流到后续构筑物。（2）UASB的特点①UASB反应器属于高效厌氧反应器，床体污泥浓度可以维持在相当高的水平，折合浓度可达20-30g/L。②对于一般的高浓度有机废水，在中温条件下，容积负荷一般可达10kgCODCr/(m3·d)左右，因而停留时间较短、所需池容大大缩小。UASB的特点③良好的污泥床常可形成一个相当稳定的生物相，所形成的颗粒污泥或絮状污泥有良好的沉淀性能，对负荷冲击、温度和pH值的变化有一定的适应性。④设备简单，运行方便，不需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料。⑤UASB正常运行后产生剩余的颗粒污泥，可以在常温下保存很长时间而不损失活性，可用于新建的UASB反应器接种，使启动时间大大缩短。⑥生产实际当中，UASB对于布水系统要求比较高，另外三相分离器的设计极为关键。⑦UASB的脱氮除磷性能较差，而且有臭味，因此尚需进行深度净化，使出水达到要求。4.厌氧膨胀床和厌氧流化床床内充填细小的固体颗粒填料，废水从底部进入，使填料层膨胀。厌氧膨胀床：膨胀率10%～20%，颗粒略呈膨胀状态，但仍保持互相接触。厌氧流化床：膨胀率20%～70%，颗粒在床中作无规则自由运动。厌氧膨胀床和厌氧流化床优点细颗粒填料为微生物附着生长提供比较大的比表面积，故床内微生物浓度高，30gVSS/L，因此有机物容积负荷较高，水力停留时间短，耐冲击负荷能力强，运行稳定。防止堵塞床内生物固体停留时间较长，运行稳定，剩余污泥量少。可用于高浓度有机废水的厌氧处理，也可用于低浓度的城市污水处理。厌氧膨胀床和厌氧流化床缺点载体流化耗能较大系统的设计要求高5、厌氧生物转盘构造与好氧生物转盘相似，不同之处在于上部加盖密封，可收集沼气和防止液面上的空间有氧存在。废水处理依靠盘片表面生物膜和悬浮在反应槽中的厌氧活性污泥共同来完成6、厌氧挡板式反应器结构：在反应器内垂直于水流方向设多块挡板来保持反应器内较高的污泥浓度以减少水力停留时间。特点反应器启动时间短；避免堵塞；避免污泥流失；不需混合搅拌装置；不需载体。7.复合厌氧反应器在一个设备内由几种厌氧反应器复合而成的一种厌氧处理法。目前多为升流式厌氧污泥床和厌氧生物滤池复合而成的升流式厌氧污泥床过滤器。分类无三相分离器的升流式厌氧污泥床过滤器（UBF）有三相分离器的升流式厌氧污泥床过滤器（UASB+AF）8.两相厌氧法产酸相产甲烷相出水进水（1）两相厌氧法的特点①能够向产酸菌、乙酸菌、产甲烷菌分别提供各自最佳的生长繁殖条件，在各自反应器内能够得到最高的反应速度；②进水负荷有较大变动时，酸化反应器，有一定的缓冲作用，对后续的产甲烷相反应器影响小。③负荷率高，反应器容积小，酸化反应器反应进程快，水力停留时间短，COD浓度可去除20～25%左右，可减少产甲烷反应器的负荷。④反应器容积小，基建费用低。（2）两相厌氧法在工业废水处理中的应用适用于：含有大量SS，特别是含纤维素的废水；含COD浓度高，悬浮物浓度低的工业废水，如：亚麻厂、淀粉厂、葡萄糖厂等工业废水含有毒化合物的复杂可溶性废水，如:含有较高浓度的硝酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、氮等的工业废水