工業(yè)生物技術產(chǎn)業(yè)與生物加工技術課件

1、第十五章 廢水生物處理法 第一節(jié) 概述 污水按污染源可分為無機污水和有機污水。生物方法處理污水的基本原理是：利用生物體的新陳代謝過程，將污水中的有機物消耗掉，以CO2排放到空氣中和形成菌體以活性污泥的形式沉淀出來。生物方法在有機廢水的處理中具有獨到之處：投資及運營費用低，適宜大量處理；處理效果較理想；處理徹底，不會造成二次污染；處理過程操作簡單，運行條件易于控制；能夠回收部分再生能源。廢水的重要指標：1.BOD：生物耗氧量，利用耗氧微生物氧化分解水中的有機物時所消耗的溶解氧的量，以氧的mg/L表示。BOD實際表示的是廢水中可生化降解的那部分有機物的相對含量，因此BOD與水體的污染程度呈正相關。

2、2.COD：化學耗氧量，在一定條件下，用強氧化劑催化處理被測水樣，在進行化學氧化時所消耗的強氧化劑的量，以氧的mg/L表示。它可以作為水體有機物相對含量的指標。常用的氧化劑為：重鉻酸鉀、酸性高錳酸鉀。3.TOC：總有機碳，水體中所含的在105條件下的可燃燒碳。4.固形物TS：水體樣在103105時的恒重干燥物；SS：懸浮固形物，即可濾出固形物；DS：可溶性固形物；VS：揮發(fā)性固形物；FS：非揮發(fā)性固形物第二節(jié) 厭氧生物處理法廢水的厭氧處理主要用于高濃度有機廢水的前處理一、厭氧法的優(yōu)點1產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電或作為能源沼氣中的主要成分是甲烷，含量5075%之間，是一種很好的燃料。以日排COD10t

3、的工廠為例，若COD去除率為80%，甲烷產(chǎn)量為理論的80%時，則可日產(chǎn)甲烷2240m3,其熱值相當于3.85t原煤，可發(fā)電5400度。2對營養(yǎng)物的需求量少好氧方法BOD：N：P=100：5：1，而厭氧方法為（350500）：5：1，相比而言對N、P的需求要小的多，因此厭氧處理時可以不添加或少添加營養(yǎng)鹽。3產(chǎn)生的污泥量少，運行費用低繁殖慢；不需要曝氣 基于這些優(yōu)點，厭氧處理在食品、釀造、制糖等工業(yè)中得到了廣泛的應用。二、厭氧法的缺點1出水的有機物濃度高于好氧處理；發(fā)酵分解有機物不完全；2對溫度變化較為敏感；工業(yè)中需要設置進水的控溫裝置，37。3厭氧微生物對有毒物質(zhì)較為敏感；但經(jīng)過毒物馴化處理的厭

4、氧菌對毒物的耐受力常常會極大地提高。4. 初次啟動過程緩慢,處理時間長好氧處理體系的活性污泥或生物膜通常只需要7天就可以培育成功，而厭氧處理體系的活性污泥或生物膜一般需要812周才可以培育成功 5處理過程中產(chǎn)生臭氣和有色物質(zhì)臭氣主要是硫化氫氣體以及硫醇、氨氣、有機酸等。同時硫化氫還會與水中的鐵離子等金屬離子反應形成黑色的硫化物沉淀，使處理后的廢水顏色較深，需要添加后處理設施，進一步脫色脫臭。厭氧活性污泥的性質(zhì)和組成由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機雜質(zhì)形成的污泥顆粒。呈灰色至黑色。有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能。顆粒厭氧活性污泥的直徑在05mm以上。微生物的組成主

5、要有六種：由外到內(nèi)水解細菌、發(fā)酵細菌、氫細菌和乙酸菌、甲烷菌 、硫酸鹽還原菌、厭氧原生動物其中產(chǎn)甲烷絲菌是厭氧活性污泥的中心骨架。二）厭氧活性污泥凈化廢水的作用機理復雜污染物的厭氧降解過程可以分為四個階段水解階段、發(fā)酵階段（又稱酸化階段）、 產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段?？驁D表示見下圖 1水解階段在細菌胞外酶的作用下大分子的有機物水解為小分子的有機物。2發(fā)酵階段 梭狀芽孢桿菌、擬桿菌等酸化細菌吸收并轉(zhuǎn)化為簡單的化合物分泌到細胞外，產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨等。3產(chǎn)乙酸階段上一階段的產(chǎn)物被進一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質(zhì)，這一階段的主導細菌是乙酸菌。同時水中有硫酸鹽

6、時，還會有硫酸鹽還原菌參與產(chǎn)乙酸過程。4產(chǎn)甲烷階段乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用被轉(zhuǎn)化為甲烷和以及甲烷菌細胞物質(zhì)。經(jīng)過這些階段大分子的有機物就被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、氫氣、硫化氫等小分子物質(zhì)和少量的厭氧污泥。厭氧活性污泥處理的工藝流程厭氧生物反應器發(fā)展第一代厭氧反應器化糞池工作原理2級(平流沉淀+厭氧污泥消化)缺點：污泥量少、易被帶出，靜態(tài)消化 全國各地使用廣泛，為生活污水的預處理液固分離處理污泥及厭氧殺寄生蟲及病菌沼氣阻擋收集污泥沉降第二代厭氧反應器：UASB反應器克服了第一代的缺點，且處理污水工業(yè)級UASB裝置全世界有幾千座UASB反應器，占所有厭氧反應器（第二代以上）總數(shù)的6

7、4%，應用廣泛。第三代厭氧生物反應器EGSB IC UBF厭氧膨脹顆粒污泥床內(nèi)循環(huán)反應器流式污泥床過濾器第三節(jié) 好氧生物處理法 借助一些特殊裝置，通過人工或自然的方式供給氧氣，用來強化和維持好氧微生物的活動，促使菌體分解利用廢水的有機物。一、活性污泥法：又稱曝氣法，是好氧微生物在通氣條件下凈化污水的方法?；钚晕勰啵河删z團形成菌、原生動物、有機和無機膠體以及懸浮物組成的直徑為0.050.5毫米的絨絮狀顆粒。能吸附、氧化、分解有機物。復雜的生態(tài)系統(tǒng)：細菌占90%-95%有機物細胞物質(zhì)與CO2可培養(yǎng)、馴化。菌膠團二、氧化塘法：大面積敞開式的污水處理塘。利用細菌與藻類共生系統(tǒng)來分解污水中的有機污染物，使污水