廢水生化處理工藝培訓課件

1、 廢水生化處理操作工藝培訓內(nèi)部資料XX科技(無錫)有限公司第1頁，共44頁。一、生物處理的基本概念1、定義：利用生物（主要是微生物）的新陳代謝過程，采用一定人工措施，創(chuàng)造有利于微生物生長繁殖的條件、環(huán)境，使之大量增殖，提高其氧化分解能力和效率，對廢水中污染物（主要是有機物）進行降解轉(zhuǎn)化，使廢水得以凈化的一種廢水處理方法。2、生物處理的目的（對象）：有機物、N、P、含硫含氰的無機廢水。第2頁，共44頁。溶解的和膠體狀態(tài)存在于水中的有機物(需氧)BOD可生物降解的有毒物(工業(yè)污染物) 如酚、腈等氮需氧物質(zhì)TKN、NH3等植物營養(yǎng)物質(zhì)TN、TP、S等第3頁，共44頁。二、生物處理的主體1、主體構成：

2、各種類型的微生物(細菌、真菌、原生動物、后生動物)、浮游生物、水生植物等。2、凈化機理：使廢水中可生物降解(或轉(zhuǎn)化)的污染物質(zhì)穩(wěn)定化或轉(zhuǎn)化為易于從水中分離的物質(zhì)（固體或者氣體從水中分離），從而使之被去除。第4頁，共44頁。三、水中微生物的分類1、按照需要氧氣可分為：好氧和厭氧 好氧 C：N：P100：5：1 厭氧 C：N：P200：5：12、按照存在形式分為 菌膠團，懸浮生長工藝系統(tǒng)活性污泥法； 生物膜，附著生長工藝系統(tǒng)生物膜法。第5頁，共44頁。四、水中微生物的種群分類1、細菌體積微小，表面積大接觸能力好；有很強的吸附、降解能力；外形：球形、桿菌、螺旋形聚集一起形成菌落；不同水質(zhì)的廢水中，細

3、菌種類不同適者生存。2、真菌多存在于生物濾池中；低pH酸性廢水適合生存；降解含氰廢水。第6頁，共44頁。3、菌膠團菌膠團由細菌以及細菌分泌的膠質(zhì)組成的細小顆粒，比游歷細菌有更好的生存機會和沉淀性能。它與活性污泥吸附、氧化降解有機物、凝聚沉淀性能有關；菌膠團需要較高的好氣性活性污泥（好氧法）；菌膠團特點：1、活性高，含有大量微生物；2、絮狀，具有較好比表面積和吸附能力；3、容易沉降；4、一般為黃色，褐色，并根據(jù)廢水特性和培養(yǎng)條件發(fā)生變化；絲狀菌：導致污泥膨脹，沉降性能變差。第7頁，共44頁。4、原生動物和后生動物一般在生活污水中大量存在其代謝原理（1）體表吸收溶解性有機物；（2）吞噬細小有機顆粒

4、和游離細菌輪蟲是污水、廢水處理后段工藝中經(jīng)常出現(xiàn)的指標性后生動物。它的出現(xiàn)一般表明水質(zhì)較好。5、微型藻類放出氧氣，減少營養(yǎng)物質(zhì)，使無機鹽含量減少。第8頁，共44頁。五、外界環(huán)境對微生物影響1、溫度：高溫，中溫（2040），低溫，影響效果2、酸堿度：6 93、營養(yǎng)物質(zhì)：無機鹽類（S）、微量元素 好氧 C：N：P100：5：1 厭氧 C：N：P200：5：14、溶解氧：2 4mg/L，出水在1mg/L5、相互影響（1）互生關系（2）對抗關系第9頁，共44頁。活性污泥法活性污泥法基本流程如圖（1）所示，包括曝氣池、二沉池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排除系統(tǒng)。 曝氣池：生物反應器，種類、運行方式繁多，構造

5、特點各不相同，但作用相同，均為廢水與微生物混合接觸、進行生物反應、供氧的場所。 二沉池：固液分離，澄清出水；污泥濃縮，保證污泥回流，污泥貯存、調(diào)節(jié)(動態(tài)控制) 第10頁，共44頁。圖1活性污泥法基本流程第11頁，共44頁。流程簡介回流：向曝氣池提供大量污泥，滿足生物反應之需。 廢水在曝氣池內(nèi)停留期間，廢物去除所導致的污泥增長量很小，要保證曝氣池內(nèi)有足夠的生物量 SRT（污泥停留時間）HRT（水力停留時間）。需要通過回流污泥實現(xiàn)。排泥：控制泥齡、污泥濃度(生物量)及其活性。每日增長的污泥稱為剩余污泥。曝氣：供氧、混合、保持污泥呈懸浮狀態(tài)。凈化過程：凝聚、吸附截留、生物氧化、沉淀分離等綜合作用的結

6、果。 第12頁，共44頁。正常運行的必要條件1、保持足夠的微生物量和活性；2、保證活性污泥、氧氣、廢水充分混合接觸；3、提供足夠的氧氣供微生物利用；4、懸浮固體應與廢水有效分離第13頁，共44頁?；钚晕勰嗟男阅苤笜嘶钚晕勰嘁话阌伤牟糠纸M成： 活性微生物 Ma 生物難降解物質(zhì)，惰性有機物 Mi 微生物自身氧化殘余物 Me 無機顆粒 Mii 有效成分Ma：由細菌、真菌、原生動物和后生動物組成的微生物生態(tài)系統(tǒng) 。第14頁，共44頁?；钚晕勰嗟慕M成食物鏈細菌是凈化主要承擔者，在一定條件下，形成菌膠團具有自身絮凝和沉降性能原生動物：首次捕食者（如肉足蟲綱，鞭毛綱和纖毛綱等）后生動物：二次捕食者（如輪蟲、

7、線蟲等） 第15頁，共44頁?；钚晕勰嗟耐庥^生物活性含有大量的活性微生物(細菌、原生、后生動物)絮狀，具有極大的比表面積和吸附能力細菌在一定生長條件下的細胞分解物(菌膠團)形成易于凝聚沉降一般為黃、褐色，依廢水特性和培養(yǎng)條件而異 第16頁，共44頁。凈化過程和機理懸浮生長系統(tǒng)中的凈化作用是生物氧化、生物絮體的形成與吸附作用以及有效的固液分離等作用的綜合結果。 1、有機物的初期去除絮凝體的吸附作用 2、微生物的代謝作用(生物氧化作用) 3、生物絮凝體的形成與凝聚沉降性能第17頁，共44頁。有機物的初級去除在實踐中發(fā)現(xiàn)，如污水與活性污泥接觸35分鐘后，就產(chǎn)生很高的有機物去除率(可以通過測定經(jīng)初沉后

8、的廢水BOD5和接觸混合數(shù)分種后的沉淀上清液的BOD5驗證)，這種快速去除的現(xiàn)象主要是由于生物絮體的吸附和截留網(wǎng)捕作用，是一個物理過程(可以通過比較BOD的去除量與耗氧量進行分析)。第18頁，共44頁。有機物的初級去除生物絮體的表面積大(200010000m2/m3)。主要是懸浮的和膠體的有機物質(zhì)被迅速去除。當吸附在污泥表面的固體有機物逐漸被細胞外酶 水解后，重新回到液相，即有所謂“再擴散”現(xiàn)象。初期吸附去除量受到污水類型和污泥性能影響 。第19頁，共44頁。微生物的代謝作用有機物的去除過程：污泥增長、有機物利用、氧的消耗。 第20頁，共44頁。生物絮凝體的形成與凝聚沉降性能生物絮體的形成關系

9、到生物吸附作用好壞、細菌(微生物)與污水的分離效果。生物絮凝體形成機理：粘液和細菌聚合物 活性污泥生物種群中有些微生物能分泌粘性的膠狀物質(zhì)，促進絮體的形成。該現(xiàn)象可解釋極低負荷時出水中懸浮物含量增加的原因。 第21頁，共44頁?；钚晕勰嗟男阅苤笜薃S的性能好壞從兩個方面評判吸附氧化性能:活性好，松散絮狀，比表面積大分離性能:易于絮凝、聚結沉降 1、污泥濃度Xa間接反映biomass 2、污泥沉降比SV30 3、污泥體積指數(shù)SVI(Sludge Volume Index) 第22頁，共44頁。活性污泥的性能指標 污泥濃度一般用常用MLSS表示，一般1.53g/l，有些情況下46g/l。近年來，隨

10、著充氧設備效率的提高，污泥濃度有增加的趨勢。為避免MLSS中無機成份的影響，采用MLVSS（揮發(fā)性的懸浮固體）表示。特定條件下，VSS/SS的比例相對穩(wěn)定。對于城市污水，VSS/SS約為0.60.8。第23頁，共44頁?；钚晕勰嗟男阅苤笜薙V30:取曝氣池混合液于1L量筒內(nèi)靜置沉淀30分鐘后，沉淀污泥體積與原混合液體積之比，以表示。測定簡便易行，常測項目，1530左右較好。第24頁，共44頁?；钚晕勰嗟男阅苤笜薙VI:曝氣池混合液經(jīng)30分鐘沉降后，一克干污泥所占體積，以ml計(ml/g) SV30和SVI都表示污泥的松散程度和絮凝沉降性能，后者受到污泥量的影響， 對于城市生活污水，SVI=50

11、150之間 第25頁，共44頁?；钚晕勰嗟男阅苤笜薙VI過低，污泥顆粒細小，緊密，無機成分多，缺乏活性和吸附能力 SVI過高，污泥難以沉降分離，即將膨脹或已經(jīng)膨脹 曝氣池污泥濃度與SVI的關系（Xa的估算）第26頁，共44頁?；钚晕勰嗟男阅苤笜宋锪虾馑悖?式中：R回流比，R=QR/Q第27頁，共44頁。第28頁，共44頁?；钚晕勰嗟男阅苤笜死迷?、后生動物作為指示生物所定污泥質(zhì)量和處理效果。選擇利用原后生動物的主要原因是大部分的原后生動物都以游離的細菌作為捕食對象，這樣游離細菌產(chǎn)生的原因及程度都可以通過原后生動物的觀察得到驗證。活性污泥成熟，處理效果穩(wěn)定時：固著型纖毛蟲有污鐘蟲、溝鐘蟲、累枝

12、蟲、蓋纖蟲等；后生動物有輪蟲、紅斑瓢點蟲、線蟲等。第29頁，共44頁?；钚晕勰嗟男阅苤笜?若含有大量自由游泳型纖毛蟲、大量鞭毛蟲水質(zhì)不好。 特點：體型??；具有鞭毛；活動快速；數(shù)量驚人，以游離細菌為食?；钚晕勰鄡?nèi)出現(xiàn)大量的游離細菌，其直接原因是此時的活性污泥絮凝性不佳，繼而表現(xiàn)出沉降性差。所以，大凡存在較多游離細菌的時候，污水、廢水的處理效果和沉降比都不好。第30頁，共44頁?；钚晕勰喾ǖ墓に嚳刂?、pH值：pH值的控制不但是排放水要求的控制，更是對活性污泥法主體微生物生長條件的要求?？刂撇缓弥苯佑绊懱幚硇Ч踔猎斐缮到y(tǒng)的癱瘓。2、水溫：進入活性污泥法處理系統(tǒng)的原水，其水溫控制也很重要，適

13、合的水溫是發(fā)揮活性污泥法最高處理效率的前提條件。3、原水的成分：活性污泥法作為處理有機污染物的首選工藝，有機污染物的濃度固然重要，但是其水質(zhì)成分的均勻、全面性也至關重要。第31頁，共44頁?；钚晕勰喾ǖ墓に嚳刂?、食微比：污泥負荷的調(diào)節(jié)和控制是操作人員對系統(tǒng)控制和調(diào)整的常用方法，往往在處理突發(fā)事件時被用到。5、溶解氧（DO）：活性污泥法工藝的微生物皆以好氧菌為主體，缺乏溶解氧的時候首先影響的是處理效率，更甚者會對整個活性污泥系統(tǒng)產(chǎn)生抑制，使得恢復周期延長；而過度的溶解氧也會影響出水水質(zhì)。6、活性污泥濃度（MLSS）：控制活性污泥濃度對有機污染物的去除率、抗沖擊負荷能力、出水懸浮顆粒濃度、節(jié)能降

14、耗等都有顯著影響。第32頁，共44頁?；钚晕勰喾ǖ墓に嚳刂?、沉降比（SV30）：沉降比作為現(xiàn)場監(jiān)測活性污泥系統(tǒng)運行狀況是最簡易、有效的方法，但是去往往被操作人員忽略，此控制指標對整個活性污泥系統(tǒng)故障的及早發(fā)現(xiàn)具有重要的參考價值。8、污泥溶劑指數(shù)（SVI）：對于判斷活性污泥處于何種增長狀態(tài)、污泥膨脹情況、活性污泥濃度等具有參考價值。9、污泥齡：就活性污泥主體的微生物而言，其生命周期也是存在的，在不斷增殖、死亡交替過程中，也就完成了對有機污染物的去除。該指標可以解決出水渾濁、含有細小活性污泥顆粒等問題。第33頁，共44頁?；钚晕勰喾ǖ墓に嚳刂?0、回流比（R）：活性污泥回流比在工藝控制中，其目的

15、是為了補充活性污泥槽流失的活性污泥，達到處理的平衡。11、營養(yǎng)劑的投加：活性污泥的正常代謝和人體一樣需要多種元素，除了需要正常的蛋白質(zhì)外，對氮、磷、鐵、錳等也有不同的需求。第34頁，共44頁。工藝控制指標pH值pH值是體現(xiàn)溶液或者物質(zhì)酸堿度的表示方法，表示水中氫離子濃度值。一般我們的pH值控制在6-9。在實際的廢水、污水調(diào)節(jié)過程中，pH值一般調(diào)節(jié)成堿性而不要酸性：1、酸性污水、廢水更容易腐蝕處理設施；2、偏堿性有利于后段混凝沉淀效果的提升；3、就活性污泥主體微生物來講，抗堿性污水、廢水的能力要優(yōu)于抗酸性的能力；4、偏堿性廢水更容易形成氫氧化物沉淀而為污染物的進一步去除提供便利。第35頁，共44

16、頁。pH值異常對各處理段的影響異常pH值表現(xiàn)生化段影響物化段影響pH值過低（低于6）活性污泥系統(tǒng)池面有酸味；處理效率下降；原生動物活動減弱混凝處理段絮體細小、混凝效果差；初級沉淀池出水混濁，堰口有生物膜或者青苔剝落pH值過高（高于9）出水混濁；處理效率下降；活性污泥有解體現(xiàn)象；原生動物可見死亡解體。混凝處理段絮體粗大、間隙水混濁，混凝效果差；初級沉淀池出水混濁，堰口有生物膜或者青苔剝落第36頁，共44頁。工藝控制指標水溫水溫的調(diào)整對后續(xù)處理裝置的運行影響雖然沒有pH值波動帶來的負面影響大，但是對出來效率的影響，絲狀菌膨脹，出水混濁等情況還是比較常見。水溫對活性污泥種群的影響。過低的水溫就原生動

17、物而言，表現(xiàn)為原后生動物數(shù)量下降、活動受限、部分種群消失等現(xiàn)象。第37頁，共44頁。水溫異常對各處理段的影響異常水溫表現(xiàn)生化段影響物化段影響水溫過低（低于10）處理效率降低，抗沖擊能力減弱；出水未沉降絮體增多混凝效果差，絮體細??；耗藥量增加；沉沉池處理效率下降水溫過高（高于40）部分活性污泥受高溫環(huán)境影響，容易導致解體；同時受具體活動活躍影響也會導致出水混濁發(fā)生無明顯影響，在缺氧狀況下，沉淀池底泥容易上浮第38頁，共44頁。原水成分變化對活性污泥的影響原水成分變化對活性污泥的影響原因分析pH值異常波動抑制生長、導致死亡不適合的生長環(huán)境有機物濃度過高造成負荷沖擊、沉降性差微生物增長迅速，活性高有

18、機物濃度過低活性污泥易老化食物供給不足，活性污泥死亡懸浮顆粒濃度過高物化段去除不足，活性污泥有效成分低混雜過多固體顆粒，造成活性污泥濃度增長的假象表面活性劑過多池體泡沫過多，充氧效率低覆蓋池體液面，氧轉(zhuǎn)移率低進水含有有毒物質(zhì)活性污泥解體，活性抑制中毒發(fā)生，細胞合成收到抑制第39頁，共44頁。食微比（F/M）M即MLSS得意思，意為活性污泥濃度。F/M代表的是污泥的負荷食微比表現(xiàn)對應沉降比表現(xiàn)食微比過低1、沉降過程中可出現(xiàn)活性污泥過多2、活性污泥色澤較深3、沉降過程較為迅速4、上清液帶有細小顆粒5、沉降的活性污泥壓縮性好食微比過高1、活性污泥稀少2、活性污泥色澤鮮淡3、絮凝沉降速度相對緩慢4、上清液混濁5、沉降活性污泥階段壓縮性差第40頁，共44頁。沉降比和活性污泥容積指數(shù)SV30取曝氣池末端混合液1000ml于1000ml的量筒中，靜止30min后，沉淀的活性污泥體積占整個混合液的體積比例SVI指在曝氣池末端懸浮固體混合液倒入1000ml量筒中，靜止30min周，1g活性污泥干污泥所占的容積SVI=10SV30/MLSS 活性污泥法的SVI