废水好氧生物处理

水处理基础知识第五章污水好氧生物处理污水好氧生物处理内容：第一节污水处理技术概述第二节活性污泥法2020/7/173第一节污水处理技术概述一、污水的物理性质和指标污水物理性质的指标包括：水温色度臭味固体含量2020/7/174第一节污水处理技术概述一、污水的物理性质和指标水温1、水温对污水的特理性质、化学性质及生物性质有直接影响。2、生活污水年平均温度差别不大，约10-20摄氏度；3、生产污水的水温与生产工艺有关，变化较大，水温低于5度或高于40度会影响污水生物处理的效果。2020/7/175第一节污水处理技术概述一、污水的物理性质和指标色度1、生活污水常呈灰色。但当污水中溶解氧降至0，污水中所含有机物腐烂，则水呈现黑褐色并有臭味；2、生产污水的色度视工矿企业的性质而异，颜色各异，但给人不悦的感观；3、色度由悬浮固体、胶体或不溶性物质组成，悬浮固体形成的色度为表色，胶体或不溶性物质形成的色度为真色。2020/7/176第一节污水处理技术概述一、污水的物理性质和指标臭味1、生活污水的臭味主要由有机物腐败产生的气体造成；2、臭味给人以不悦的感觉，甚至会危及人体生理，造成呼吸困难、倒胃胸闷、呕吐等。2020/7/177第一节污水处理技术概述一、污水的物理性质和指标固体含量1、按存在的形态的不同可分为：悬浮物（SS，0.1-1微米）、胶体和溶解固体（DS,0.001-0.1微米）三种；2、按性质不同可分为有机物、无机物和生物体三种；3、悬浮物（SS）、胶体和溶解固体（DS）均由有机物和无机物组成。2020/7/178第一节污水处理技术概述二、污水的化学性质及指标1、无机化学性质及指标酸碱度，氮、磷，硫化物与硫酸盐，氯化物，非重金属无机物有毒物质，重金属离子2020/7/179第一节污水处理技术概述二、污水的化学性质及指标2、有机化学性质及指标有机物的主要成分是碳水化合物、蛋白质与尿素、脂肪和油类、酚、有机酸和碱、表面活性剂、有机农药；组成元素是碳、氢、氧、氮和少量的硫、磷、铁等。2020/7/1710第一节污水处理技术概述三、好氧生物处理的基本原理1、在好氧条件下，有机物在好氧微生物的作用下氧化分解，有机物浓度下降，微生物量增加。微生物将有机物摄入体内后，以其作为营养源加以代谢，代谢按两条途径进行：合成代谢和分解代谢。2020/7/1711第一节污水处理技术概述三、好氧生物处理的基本原理2、有机物好氧分解图示图1-1有机物好氧生物降解图示2020/7/1712第一节污水处理技术概述三、好氧生物处理的基本原理3、有机物好氧分解图示图1-22020/7/1713第一节污水处理技术概述四、有机物分解三过程在有机物的好氧分解过程中，有机物的降解、微生物的增殖及溶解氧的消耗这三个过程是同步进行的，也是控制好氧生物处理成功与否的关键过程。2020/7/1714第一节污水处理技术概述（1）有机物的降解图1-3有机物好氧生物降解的一般途径2020/7/1715第一节污水处理技术概述（2）微生物的增殖缓慢期对数期稳定期衰亡期2020/7/1716第一节污水处理技术概述缓慢期（延迟期、滞留适应期）特点：分裂迟缓、代谢活跃。产生原因：（1）接种时的机械损伤引起（2）细胞分裂必需因子的缺乏缓慢期2020/7/1717第一节污水处理技术概述对数期（指数生长期）特点：（1）代谢活性强（2）世代时短而稳定对数生长期2020/7/1718第一节污水处理技术概述稳定期（最高生长量期）特点：1、细菌数量增加率为0。2、部分细菌大量积累代谢产物。稳定期2020/7/1719第一节污水处理技术概述特点：菌体活性降低、大量死亡；细胞畸变、自溶；革兰氏染色不稳定。衰亡期衰亡期2020/7/1720第一节污水处理技术概述（3）溶解氧的提供溶解氧是影响好氧生物处理过程的重要因素。充足的溶解氧供应有利于好氧生物降解过程的顺利进行。溶解氧的需求量与微生物的代谢过程密切相关。在不同的好氧生物处理过程和工艺中，溶解氧的提供方式也不同。2020/7/1721第二节活性污泥法一、几个基本概念活性污泥:活性污泥就是在活性污泥法中，废水处于搅动状态，微生物以细小的生物絮体形式存在，微生物与废水中的有机物密切接触，吸附和分解废水中的有机污染物，当搅动停止后，细小的絮体絮凝成较大的絮凝体沉降，这种易于沉降的絮凝体叫做活性污泥。活性污泥法:简单地说，活性污泥法就是通过各种微生物在供氧的条件下，把废水中的有机物分解为简单的物质，从而达到净化废水的目的的过程。它是一种好氧的生物处理方法。2020/7/1722第二节活性污泥法一、几个基本概念菌胶团：细菌分泌的胶质将细菌包覆成表面为多糖类粒状团块，使细菌具有抵抗外界不利因素的能力，并使活性污泥自身具有良好的凝聚和沉降性能。菌胶团是活性污泥的主要组成部分，通常情况下，细菌是以菌胶团的形式存在，具有分枝状、片状和垂丝状等。2020/7/1723第二节活性污泥法一、几个基本概念化学需氧量（COD）：表示水中有机物污染程度的一个重要指标，是指在一定的条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量。由于水体中还含有一定的还原性物质，因而它反映的污染物中有机物的数量并不十分准确。但由于操作方便，通常在水质比较稳定，对水质要求不十分严格时以它来表示污染物的浓度。理论计算与实际相差无几。2020/7/1724第二节活性污泥法一、几个基本概念悬浮物（SS）悬浮物是指水中不能通过一定的滤器的固体物质的量，以mg/l表示，它的高低直接影响水质的混浊度。2020/7/1725第二节活性污泥法一、几个基本概念污泥膨胀是指由于某种原因引起活性污泥絮体的结构被破坏，变得松散、质轻，以丝状菌为主构成泥床，从而使得沉降性能恶化，SVI不断升高，二沉池泥水难以分离，泥面不断上升，造成二沉池溢泥，污泥流失，曝气池中MLSS浓度降低，从而破坏正常的处理工艺操作的一种现象。2020/7/1726第二节活性污泥法一、几个基本概念腐化污泥由于供养不足或停止曝气时间过长或者是曝气池中有死角，使得厌氧细菌增长繁殖，污泥发生厌氧分解而大块上翻。通常污泥为黑色，夹杂有小气泡，有臭味。2020/7/1727第二节活性污泥法一、几个基本概念老化污泥曝气时间过长或供氧过多或进水过小、有机物浓度较低或池中产生死角等都可能使微生物处于饥饿状态而引起自身的氧化，过早进入衰退期。此时污泥颗粒细小，团状絮体结构被破坏，质轻、色淡，凝聚性能差，沉降缓慢，出水中SS偏高。2020/7/1728第二节活性污泥法一、几个基本概念污泥负荷（Bx）污泥负荷就是入流的BOD的量（食料）和活性污泥（微生物）的比值，单位为kg(BOD5)/kg(MLSS)·d。一般来说，污泥负荷在0.2-0.5之间时，BOD的去除率可达到90%以上。污泥负荷=进入曝气池的BOD的数量（流量×浓度）/曝气池中污泥浓度（MLSS×曝气池的容积）2020/7/1729第二节活性污泥法一、几个基本概念生物硝化：活性污泥中还有以氮、硫、铁或其化合物为能源的自养菌，如硝化菌，它能在绝对好氧条件下，将氨氮氧化为亚硝酸盐，并进一步可氧化为硝酸盐。这些反应称硝化反应。生物脱氮：兼性厌氧菌利用有机物将亚硝酸盐或硝酸盐还原为氮气的反应称为反硝化生物脱氮（简称脱氮），参与反硝化脱氮反应的兼性厌氧菌称为脱氮菌。2020/7/1730第二节活性污泥法二、基本流程初次沉淀池曝气池回流污泥泵房曝气设备二次沉淀池回流活性污泥空气剩余污泥2020/7/1731第二节活性污泥法三、活性污泥处理系统有效运行的基本条件（1）废水中有足够的可溶性易降解有机物；（2）曝气池中有足够的氧气；（3）活性污泥在池中呈悬浮状态，可与废水充分接触；（4）活性污泥连续回流，及时排出剩余污泥；（5）没有对微生物有毒害作用的物质进入。2020/7/1732第二节活性污泥法三、活性污泥的性能指标（一）混合液悬浮固体（MLSS）氧化沟中污水和活性污泥混合后的混合液中的悬浮固体的数量，是计量曝气池中活性污泥数量的指标。由于测定简便，因而往往以它作为粗略计量活性污泥微生物量的主要参数。2020/7/1733第二节活性污泥法三、活性污泥的性能指标（二）污泥沉降比（SV）是指曝气池混合液在100或1000ml的量筒中，静置30分钟后，沉淀污泥与混合液的体积比。SV%可以反映曝气池正常运行时的污泥量，可用于控制剩余污泥的排放，还能及时反映出污泥膨胀等异常现象。SV的测定0min15min30minSV=40%2020/7/1735第二节活性污泥法三、活性污泥的性能指标（三）污泥体积指数（SVI）污泥指数是指曝气池混合液经30分钟静沉后，相应的1克干污泥所占的容积，单位为ml/g。SVI能很好地反映出活性污泥的松散程度和凝聚沉降性能。良好的活性污泥的SVI值通常在50-200之间，SVI过高的污泥，必须降低污泥浓度才能很好的沉降。2020/7/1736第二节活性污泥法四、影响活性污泥性能的因素（一）溶解氧（DO)供氧多少一般用混合液中的溶解氧的浓度来表示。由于活性污泥絮凝体的大小不同，所需要的最小溶解氧浓度也就不一样。絮凝体越小，与废水的接触面积就越大，也越宜于对氧的摄取，所需的溶解氧浓度就越小；反之絮凝体大，则所需的溶解氧就越大。为了使沉淀分离性能良好，较大的絮凝体是所期望的，因此，溶解氧的浓度以2-3mg/l为宜。2020/7/1737第二节活性污泥法（一）溶解氧（DO)1、供氧不足溶解氧浓度过低，微生物代谢受阻净化功能下降；易于滋生丝状菌产生污泥膨胀现象。2、溶解氧浓度过高，氧的利用效率降低，增加动力费用。2020/7/1738第二节活性污泥法四、影响活性污泥性能的因素（二）营养物质在活性污泥法中，微生物的代谢需要一定的营养物质，除了主要的碳源（BOD）外，还需要氮、磷和其它微量元素。一般的要求是，BOD:N:P=100:5:1。2020/7/1739第二节活性污泥法四、影响活性污泥性能的因素（三）pH值对于好氧生物处理，pH值一般以6.5-9.0为宜。低于6.5时，真菌即开始与细菌竞争，低于4.5时，真菌将完全占据优势，严重影响沉淀分离；超过9.0时，代谢速度将受到障碍。2020/7/1740第二节活性污泥法四、影响活性污泥性能的因素（四）水温水温是影响微生物生长活动的重要因素。夏季易于进行生化处理，而冬季净化效果降低，关键的原因就是水温下降引起的。在微生物酶系统不受变性影响的温度范围内，水温上升有利于微生物的活动，提高其反应速度。此外，水温上升还有利于混合、搅拌、沉淀等物理过程，但不利于氧的转移。一般认为，水温在20-30℃时为最好，35℃以上和10℃以下，处理效果将下降。2020/7/1741第二节活性污泥法四、影响活性污泥性能的因素（五）有毒物质对生物处理有毒害作用的物质很多，大致可以分为重金属（锌、铜、镍、铅、铬等）、硫化氢等无机物质和氰、酚等物质。这些物质或是破坏细菌的某些必要的生理结构，或是抑制细菌的代谢进程，进而影响到污泥的活性。2020/7/1742第二节活性污泥法五、活性污泥的基本特性含水率99%具有沉降性，比重接近1具生物活性絮体大小为0.02—0.2mm具一定pH缓冲能力2020/7/1743第二节活性污泥法六、微生物种类（一）主要种类肉足类鞭毛类纤毛类变形虫鞭毛虫草履虫2020/7/1744第二节活性污泥法六、微生物种类（二）活性污泥微生物的组成细菌：是生物相中的主要成分，形成菌胶团。对污水生物处理起作用的菌种有菌胶团、球衣细菌、硝化菌、脱氮菌、聚磷菌等几种。原生动物：鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫真菌：主要是霉菌，一般呈丝状后生动物：轮虫类、线虫类等。2020/7/1745第二节活性污泥法六、微生物种类（三）几种常见的微生物累枝虫钟虫2020/7/1746第二节活性污泥法六、微生物种类（三）几种常见的微生物丝状菌瓢体虫2020/7/1747第二节活性污泥法六、微生物种类（四）在废水处理中的作用１、改善水质：（１）有机物降解