污水的生物處理

關(guān)于污水的生物處理第1頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)概述一、水體污染及其危害（一）我國(guó)水體污染現(xiàn)狀污水：指在生活與生產(chǎn)活動(dòng)中排放水的總稱，是水環(huán)境污染的主要污染源之一，包括生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水，被污染的雨水等。第2頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)面臨著污水排放量大且處理率低等嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)。

污水排放量逐年增加；工業(yè)廢水排放量占一半，處理率約70％，而出水率僅為1/3；城市污水處理率只有18.5％.全國(guó)七大水系有一半河段污染嚴(yán)重；多數(shù)城市地下水受到不同程度污染，且逐年加重。第3頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）污水中化學(xué)污染物的特點(diǎn)及危害按化學(xué)性質(zhì)分無(wú)機(jī)污染物有機(jī)污染物可生物降解性污染物難生物降解性污染物按物理狀態(tài)分懸浮固體（粒徑0.1～0.45微米以上）膠體性物質(zhì)（粒徑0.1～0.001微米）溶解性物質(zhì)第4頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水中無(wú)機(jī)污染物包括氮磷等植物性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、非金屬、金屬與重金屬以及主要因無(wú)機(jī)物存在而形成的酸堿度的改變污水中的可生物降解性有機(jī)污染物排入水體后，在微生物的作用下得到降解，從而消耗了水中的溶解氧，引起水體缺氧和水生生物的死亡，破壞水體功能。在厭氧條件下有機(jī)物被微生物降解產(chǎn)生H2S、NH3、低級(jí)脂肪酸等有害或惡臭物質(zhì)，另外，H2S會(huì)與鐵形成黑色沉淀，引起水體的（黑臭）現(xiàn)象。

難生物降解污染物，如農(nóng)藥、鹵代烴、芳香族化合物、聚氯聯(lián)苯等，一般具有毒性大、穩(wěn)定性強(qiáng)、易于在生物體內(nèi)富集等特點(diǎn)；他們排入環(huán)境中后長(zhǎng)時(shí)間滯留，可直接或通過(guò)生物鏈對(duì)人體健康造成危害。第5頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、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，常以污水的需氧量或總有機(jī)碳量來(lái)指示有機(jī)物的含量。對(duì)于污水中的氮、磷含量常用總氮和總磷表達(dá)（一）全需氧量（TOD）指水中全部有機(jī)物在被徹底氧化稱水、二氧化碳等無(wú)機(jī)物過(guò)程中所消耗的氧第6頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）化學(xué)需氧量（COD）是表示水體中有機(jī)物含量的一個(gè)簡(jiǎn)便的間接指標(biāo)，指1L污水中所含的有機(jī)物在用強(qiáng)氧化劑將它氧化后，所消耗氧的毫克數(shù)。

常用的化學(xué)氧化劑有K2Cr2O7和KMnO4，但前者的氧化能力更強(qiáng)，能使水體中80%-100%的有機(jī)物迅速氧化，由此測(cè)得的COD值應(yīng)標(biāo)以“CODCr”。第7頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）“生化需氧量”或“生化耗氧量”又稱生物需氧量，是水中有機(jī)物含量的一個(gè)間接指標(biāo)。一般指在1L污水或待測(cè)水樣中所含的一部分易被氧化的有機(jī)物，當(dāng)微生物對(duì)其氧化、分解時(shí)，所消耗的水中溶解氧毫克數(shù)。BOD的測(cè)定條件一般規(guī)定在20℃下5晝夜，故常用BOD5表示。我國(guó)對(duì)地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定為：一級(jí)水BOD5＜1mg/L；二級(jí)水＜3mg/L；三級(jí)水＜4mg/L，若＞10mg/L時(shí)，表示該水已嚴(yán)重污染。第8頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月指水體內(nèi)所含有機(jī)物中的全部有機(jī)碳的和含量?？赏ㄟ^(guò)把水樣中所有有機(jī)物全部氧化成CO2和H2O，然后測(cè)定生成CO2的量來(lái)計(jì)算。（四）總有機(jī)碳（五）總氮指污水中所有含氮化合物的總氮含量，是表示污水被氮污染的綜合指標(biāo)（六）總磷指污水中所有含氮化合物的總磷含量，是表示污水被磷污染的綜合指標(biāo)第9頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、污水排放標(biāo)準(zhǔn)及處理要求分為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)第10頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、污水處理的一般技術(shù)途徑

污水處理的基本目的是利用各種技術(shù)，將污水中的污染物分離去除或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，使污水得到凈化。污水處理技術(shù)物理處理法化學(xué)處理法生物處理法第11頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月物理處理法：利用物理原理主要分離污水中的懸浮固體?；瘜W(xué)處理法：利用化學(xué)反應(yīng)分解污水中各種形態(tài)的污染物。生物處理法：利用微生物代謝作用轉(zhuǎn)化污水中的膠體性或溶解性污染物，使之成為無(wú)害物質(zhì)的方法。生物處理法是污水處理工藝的主流技術(shù)第12頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)處理對(duì)象與程度，污水處理可分為一級(jí)處理：主要通過(guò)過(guò)濾、沉淀等物理學(xué)方法去除污水中粗大固形物及部分懸浮物。二級(jí)處理：在一級(jí)處理的基礎(chǔ)上，主要去除水中有機(jī)物。三級(jí)處理：也稱深度處理，是使二級(jí)處理后的出水進(jìn)一步凈化，使各種有機(jī)物和無(wú)機(jī)污染物去除率達(dá)98%以上。可采用物理、化學(xué)、生物學(xué)等各種手段。第13頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)有機(jī)污水的生物處理一、有機(jī)污水生物處理的基本原理水體自凈：天然水體受到污染后，在沒(méi)有人為干預(yù)的條件下，可借助水體自身的能力使之得到凈化。水體自凈過(guò)程主要包括：稀釋、沉降、擴(kuò)散等物理作用；氧化、還原、分解、絮凝等化學(xué)作用和生物降解作用，而生物降解即生物凈化作用是水體自凈的主要?jiǎng)恿Α５?4頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月污水生物處理法：通過(guò)創(chuàng)造適宜的條件，使微生物高濃度的富集在特定的構(gòu)筑物，即污水處理裝置中，充分利用微生物的作用，高速度、高效率的分解/轉(zhuǎn)化污水中的污染物，從而使污水得到凈化。根據(jù)處理過(guò)程中起作用的微生物對(duì)氧氣要求的不同，可將污水處理分為好氧處理與厭氧處理第15頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月污水生物處理法類型好氧生物處理法活性污泥法生物膜法厭氧生物處理法氧化塘法土地處理法有機(jī)污水生物處理總的生化過(guò)程見(jiàn)圖8-2第16頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、好氧生物處理第17頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）活性污泥法利用含有大量好氧性微生物的活性污泥，在強(qiáng)力通氣的條件下使污水凈化的生物學(xué)方法。1.活性污泥的性質(zhì)和生物相活性污泥：以好氧性細(xì)菌為主體的微生物和水中的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)混雜在一起形成的肉眼可見(jiàn)的絮狀顆粒。第18頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月顆粒大小約0.05~0.5mm，表面積為20~100cm2/mL，比重約1.002~1.006，靜置時(shí)能立即凝聚成較大的絨粒而沉降。絮狀體一般呈黃褐色，因水質(zhì)不同也有呈深灰、灰褐，灰白等色。第19頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月活性污泥中的生物組分（1）細(xì)菌起主導(dǎo)作用，活性污泥中有多種細(xì)菌；主要的優(yōu)勢(shì)種有：產(chǎn)堿桿菌屬、芽孢桿菌屬、黃桿菌屬、微球菌屬、假單胞菌屬和動(dòng)膠菌屬以及球衣菌屬等。第20頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第21頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)膠菌屬第22頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月球衣菌屬第23頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月活性污泥中，細(xì)菌大多數(shù)以菌膠團(tuán)的形式存在，呈游離狀態(tài)的較少；生枝動(dòng)膠菌是最早發(fā)現(xiàn)的菌膠團(tuán)形成菌；現(xiàn)已知道埃希氏菌屬、假單胞菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、芽孢桿菌屬的一些菌株均可以產(chǎn)生菌膠團(tuán)。第24頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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；防止原生動(dòng)物對(duì)細(xì)菌的吞食；增強(qiáng)污泥的沉降性，有利于污水分離。第25頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在活性污泥中的一些絲狀細(xì)菌，如球衣菌屬、貝日阿托氏菌屬和硫發(fā)菌屬等，附著在菌膠團(tuán)上或與之交織在一起，成為活性污泥的骨架。第26頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）原生動(dòng)物纖毛蟲(chóng)類：游泳型和固著型鞭毛蟲(chóng)類肉足蟲(chóng)類都為好氧性生物，主要附聚在活性污泥的表面。第27頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月原生動(dòng)物在活性污泥中的作用促進(jìn)絮凝：分泌黏液，促進(jìn)生物絮凝，從而改善活性污泥的泥水分離特性。凈化作用：能吞食游離細(xì)菌和微小污泥，有利于該是水質(zhì)；指示作用：根據(jù)出現(xiàn)的原生動(dòng)物的種類可判斷活性污泥的狀態(tài)和處理水質(zhì)的好壞。植鞭毛蟲(chóng)→肉足蟲(chóng)→動(dòng)鞭毛蟲(chóng)→小型游泳型纖毛蟲(chóng)→大型游泳型纖毛蟲(chóng)→固著型纖毛蟲(chóng)→匍匐型纖毛蟲(chóng)→輪蟲(chóng)。第28頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）其他微生物青霉屬(Penicillium)頭孢霉屬(Cephalosporium)枝孢屬(Cladosporium)鐮孢霉(Fusarium)地霉屬(Geotrichum)假絲酵母屑(Candida)紅酵母屬(Rhodotorula)活性污泥中的真菌主要為霉菌第29頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.活性污泥法的工藝流程及微生物學(xué)過(guò)程（1）活性污泥法的基本工藝流程及工藝參數(shù)以曝氣方式的不同，分為普遍曝氣法完全混合曝氣法逐步曝氣法旋流式曝氣法純氧曝氣法第30頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月活性污泥系統(tǒng)主要由初沉池（一次沉淀池）、生物反應(yīng)器和二沉池（二次沉淀池）組成。污水初沉池曝氣池二沉池處理后出水剩余污泥回流污泥活性污泥的基本工藝流程如下：第31頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）活性污泥法的微生物學(xué)過(guò)程活性污泥的比表面積大，吸附力強(qiáng)。廢水進(jìn)入曝氣池與活性污泥接觸后，其中有機(jī)物在約1～30分鐘的短時(shí)間內(nèi)被吸附到活性污泥上。大分子的有機(jī)物，先被細(xì)菌的胞外酶分解，成為較小分子化合物，然后攝入菌體內(nèi)。第32頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月低分子有機(jī)物則可直接吸收。在微生物胞內(nèi)酶作用下，有機(jī)物的一部分同化形成微生物有機(jī)體，另一部分轉(zhuǎn)化為CO2、H2O、NH3、SO42-、PO42-等簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物及能量釋出。第33頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月活性污泥中的微生物不斷地氧化分解污泥所吸附的有機(jī)質(zhì)，合成新的微生物細(xì)胞?；钚晕勰嗑哂辛己玫某两敌阅?，使處理水與污泥分開(kāi)，達(dá)到凈化的目的。

微生物的代謝，無(wú)論合成或分解，都是一系列極為復(fù)雜的生物化學(xué)變化，有分解、合成、氧化、還原、轉(zhuǎn)移、異構(gòu)等各種反應(yīng)，絕大多數(shù)是在特定的酶促作用中進(jìn)行的。第34頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）活性污泥的培育及馴化活性污泥的培育一般在曝氣池中進(jìn)行，步驟如下：A、將污水泵入曝氣池，并按曝氣池有效體積的5%～10%投入接種污泥。B、在不進(jìn)水的條件下，連續(xù)曝氣數(shù)天，溶解氧控制在1mg/L左右。C、繼續(xù)保持曝氣，以小流量進(jìn)水，并逐漸提高進(jìn)水流量，最終達(dá)到設(shè)計(jì)流量。判斷活性污泥是否成熟，可以利用鏡檢的方法。第35頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月活性污泥的馴化將取來(lái)的污泥/土壤置入含有待處理污水的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，在開(kāi)始馴化時(shí)先加入少量污水，然后轉(zhuǎn)種擴(kuò)大培養(yǎng)量，廢水濃度逐漸增加；在此過(guò)程中，使微生物由原來(lái)不適應(yīng)而馴化至適應(yīng)，降解污染物能力從無(wú)到有，由弱到強(qiáng)。第36頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.活性污泥法的基本要求（1）養(yǎng)料活性污泥的生物合成，取決于能源物質(zhì)的性質(zhì)、濃度、氮和磷等的平衡，少量的鉀、鈉、硫、鈣、鎂、鐵以及痕量的銅、鋅、鉆、鋁等都是必要的。一般認(rèn)為BOD：N：P的比例為100：5：1是適宜的第37頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有機(jī)物的濃度:濃度過(guò)高，微生物難以適應(yīng)，或感氧氣供應(yīng)不足；同時(shí)，進(jìn)水有機(jī)物濃度高時(shí)，出水濃度也會(huì)相應(yīng)提高。濃度過(guò)低，微生物缺乏營(yíng)養(yǎng)，也會(huì)降低處理效果。一般而言，好氧性生物處理法進(jìn)水有機(jī)物濃度不宜超過(guò)BOD5500～1000mg/L。第38頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）水中溶解氧(DO)溶解氧太低會(huì)影響到活性污泥微生物的正常代謝活動(dòng)，凈化功能下降，易于滋生絲狀菌產(chǎn)生污泥膨脹?；旌弦喝芙庋鯘舛冗^(guò)高，氧轉(zhuǎn)移效率降低，浪費(fèi)動(dòng)力費(fèi)用，還會(huì)引起絮凝體分散。DO應(yīng)保持在1.5~3mg／L較為適宜。第39頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）溫度一般認(rèn)為活性污泥處理中的適宜溫度為25~32℃，<10℃或過(guò)高溫度都會(huì)影響處理效果。（4）pH

活性污泥微生物的最適pH值介于6.5~8.0之間。pH<4.5，原生動(dòng)物全部消失，真菌將占優(yōu)勢(shì)，容易產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象。pH>9.0，微生物的代謝速率也會(huì)受到影響。第40頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（5）有毒物質(zhì)無(wú)機(jī)物和有機(jī)物兩類無(wú)機(jī)物有重金屬、硫化氫、鹵族元素及其化合物，有機(jī)物有酚、醇、醛等。重金屬及其鹽類是蛋白質(zhì)沉淀劑，其離子易與細(xì)胞蛋白質(zhì)結(jié)合，使之變性。第41頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.活性污泥法運(yùn)行中的問(wèn)題（1）污泥膨脹：在曝氣池運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)污泥結(jié)構(gòu)松散，沉降性能惡化，隨水漂浮，溢出池外的異?，F(xiàn)象，引起出水水質(zhì)的惡化。第42頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月引起污泥膨脹的原因和條件（1）污泥膨脹類型有絲狀菌性膨脹和非絲狀菌性膨脹兩種非絲狀菌膨脹因高黏性物質(zhì)大量積累而引起的膨脹。低溫季節(jié)容易產(chǎn)生，出現(xiàn)這種污泥膨脹時(shí)，廢水凈化效果良好，上清液清澈，但污泥難于沉淀。第43頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月絲狀菌性膨脹絲狀菌性膨脹是由于絲狀菌異常增長(zhǎng)而引起的；活性污泥呈棉絮狀，沉降性能變差。通常所說(shuō)的膨脹是指絲狀菌性膨脹(filamentousbulking)。第44頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月污水處理廠常見(jiàn)的污泥膨脹(1)缺氮和缺磷的廢水：如造紙廢水、含酚廢水和印染廢水，污泥膨脹比較嚴(yán)重。(2)溫度過(guò)高：夏秋季膨脹現(xiàn)象頻繁。有時(shí)低水溫也會(huì)有問(wèn)題。第45頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)污泥負(fù)荷過(guò)低或高：一般認(rèn)為污泥負(fù)荷超過(guò)0.35kgBOD／(kgMLSSd)就會(huì)膨脹。(4)廢水中懸浮物低，低分子糖類多；(5)有毒金屬、硫化物等毒物流入。第46頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月抑制絲狀菌生長(zhǎng)的方法投加化學(xué)藥劑調(diào)節(jié)水的酸堿度調(diào)整其他工藝條件，如改變供氧量、排泥量、進(jìn)水流量等。鏡檢時(shí)，絲狀菌已伸出絮狀體外或原生動(dòng)物種類與數(shù)量發(fā)生急劇變化，則預(yù)示污泥可能發(fā)生膨脹。第47頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）污泥的解體（不絮凝）：在曝氣池運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)污泥絮凝體微細(xì)化，導(dǎo)致處理水質(zhì)渾濁，處理效果變壞的現(xiàn)象。引起的原因：曝氣過(guò)量、污水中混入有毒物質(zhì)等。解決方法：通過(guò)控制曝氣量、或?qū)ξ鬯M(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。第48頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）起泡沫現(xiàn)象：在曝氣池運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)起泡現(xiàn)象。原因：污水中含有合成洗滌劑或由微生物產(chǎn)生的表面活性物質(zhì)。解決方法：適當(dāng)減少曝氣量或噴灑消泡劑可緩解泡沫現(xiàn)象。（4）剩余污泥：經(jīng)焚燒或堆肥處理掉。第49頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.活性污泥法的新發(fā)展傳統(tǒng)活性污泥法的缺點(diǎn)：基建投資高、運(yùn)行費(fèi)用高、負(fù)荷小、污泥產(chǎn)生量大、易發(fā)生污泥膨脹、氮磷去除率低等。新方法：序批式活性污泥法吸附-生物降解工藝等第50頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）序批式活性污泥法（SBR）

SBR是活性污泥法的一個(gè)變型，它的反應(yīng)機(jī)理以及污染物質(zhì)的去除機(jī)制與傳統(tǒng)活性污泥基本相同，僅運(yùn)行操作不同，操作模式由進(jìn)水——反應(yīng)——沉淀——排水——靜置5個(gè)程序，在一個(gè)周期均在一個(gè)設(shè)有曝氣和攪拌裝置的反應(yīng)器（池）中進(jìn)行，這種操作周而復(fù)始進(jìn)行，以達(dá)到不斷進(jìn)行污水處理的目的，省卻二沉池和污水、污泥回流系統(tǒng)。第51頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在SBR工藝中，因污水一次性投入反應(yīng)器，有機(jī)物濃度隨時(shí)間變化而減少，到反應(yīng)后期污染物濃度降低，這種變化能較好的控制絲狀細(xì)菌，而有利于菌膠團(tuán)形成菌的生長(zhǎng)通過(guò)控制曝氣可實(shí)現(xiàn)厭氧與好氧交替的狀態(tài)，可抑制好氧絲狀菌的繁殖。因此，可有效防止污泥膨脹的發(fā)生，從而提高污泥的沉降性。優(yōu)點(diǎn)第52頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通過(guò)控制反應(yīng)工序的曝氣時(shí)間和其他工序的持續(xù)時(shí)間，在反應(yīng)器內(nèi)可實(shí)現(xiàn)厭氧-缺氧-好氧條件的交替，又可獲得脫氮除磷的效果。與傳統(tǒng)方法比，具有投資少，處理效率高等特點(diǎn)。第53頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）吸附-生物降解工藝（AB）AB工藝是兩段活性污泥工藝，分為A段和B段，A段為吸附段，B段為生物氧化段。AB工藝的主要處理構(gòu)筑物有A段曝氣池＋中間池、B段曝氣池和二沉池等，通常不設(shè)初沉池，以A段為一級(jí)處理系統(tǒng)。A段和B段擁有各自獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，因此有各自獨(dú)特的微生物種群，有利于系統(tǒng)功能的穩(wěn)定。第54頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月AB工藝基本原理AB工藝是污水生物處理技術(shù)的重大突破，它實(shí)際上是一個(gè)開(kāi)放性的處理系統(tǒng)。A段連續(xù)不斷地從排水管網(wǎng)系統(tǒng)接種在管網(wǎng)系統(tǒng)中已存活地大量地細(xì)菌，對(duì)此，可以把排水系統(tǒng)看成是一個(gè)巨大地中間反應(yīng)器，其中存活大量細(xì)菌，而且還不斷地進(jìn)行增值、適應(yīng)、淘汰、優(yōu)選等過(guò)程，從而能夠培育出適應(yīng)性和活性都很強(qiáng)地微生物群體。本工藝不設(shè)初沉池，使原水中地微生物全部進(jìn)入系統(tǒng)，使A段成為一個(gè)開(kāi)放性地生物動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。第55頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月A段負(fù)荷較高，有利于增值速度快的微生物生長(zhǎng)繁殖，而且在這里成活的只能使抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的原核細(xì)菌，其他微生物都不能存活。廢水經(jīng)A段處理后，BOD去處40％～70％；可生化性也有所提高，有利于B段的工作。A段污泥產(chǎn)率較高，吸附能力強(qiáng)，重金屬、難降解物質(zhì)以及氮、磷等植物性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等，都可通過(guò)污泥的吸附作用，二得到去處。第56頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月A段對(duì)有機(jī)物的去除，主要是靠污泥絮體的吸附作用，生物降解作用只占1/3左右，由于物理化學(xué)作用占主導(dǎo)作用，因此，A段對(duì)污水中的有毒物質(zhì)、PH值、有機(jī)負(fù)荷以及溫度的變化具有一定的適應(yīng)性。B段的各項(xiàng)反映使以A段的正常工作為基礎(chǔ)的，其中，A段對(duì)有機(jī)物的吸附作用是常重要的。B段的生物系統(tǒng)主要由世代期長(zhǎng)的真核微生物組成，并根據(jù)具體工藝情況有所變化。B段接受的污水水質(zhì)水量都基本穩(wěn)定，幾乎不用考慮沖擊負(fù)荷，得以充分發(fā)揮凈化功能。由于A段具有除氮的功能，BOD/N值有所降低，因此，B段具有進(jìn)行消化反應(yīng)的工藝條件。第57頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月AB工藝特點(diǎn)

AB工藝?yán)昧讼到y(tǒng)工程的基本理論，省去了傳統(tǒng)污水生物處理工藝中的初沉池，采用合理的兩段處理工藝流程，根據(jù)微生物生長(zhǎng)核繁殖的規(guī)律，以及對(duì)有機(jī)基質(zhì)的代謝關(guān)系，使A段和B段分別在兩種不同的而且相差較為懸殊的負(fù)荷條件下運(yùn)行，兩段的污泥回流系統(tǒng)分開(kāi)，保證處理過(guò)程中的生物相穩(wěn)定性。因此，AB工藝具有許多優(yōu)良的性能特點(diǎn)。第58頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）生物膜法指以生長(zhǎng)在固體表面上的生物膜為凈化主體的生物處理法。1.生物膜中的生物：生物膜由細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物和其它動(dòng)物構(gòu)成。但生物膜主要由菌膠團(tuán)和絲狀菌組成。第59頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)菌好氧菌(專性或兼性的)主要有動(dòng)膠菌、假單胞菌、產(chǎn)堿桿菌和黃桿菌，硝化細(xì)菌、亞硝化單細(xì)菌和硝化桿菌，專性厭氧菌有脫硫弧菌和產(chǎn)甲烷菌等。絲狀細(xì)菌如浮游球衣菌、貝日阿托氏菌第60頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月真菌在生物膜中比在活性污泥中多，首先定殖在基質(zhì)上主要的真菌有白地霉、水生鐮孢、瘤孢、紅漿霉和多胞絲胞酵母。絲狀生長(zhǎng)有助于氧向生物膜深處擴(kuò)散。真菌第61頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月藻類常見(jiàn)藻類：小球藻、綠球藻、裸藻、絲藻、席藻、毛枝藻以及顫藍(lán)菌等。原生動(dòng)物肉眼可見(jiàn)的動(dòng)物最重要的是蛾蠅。第62頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.生物膜的凈化原理污水從上部均勻噴灑到生物濾池表面，薄膜狀吸附于濾料周圍形成附著水(adhesivewater)，沿薄膜流過(guò)濾料即流動(dòng)水(flowingwater)。濾料表面微生物迅速繁殖，形成一層充滿微生物的生物膜。革蘭氏陰性菌絲狀細(xì)菌，并有糖萼的形成，有助于生物膜微生物黏結(jié)在濾料表面。第63頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物膜具有強(qiáng)烈的吸附、吸收、分解作用，微生物合成新細(xì)胞，膜不斷加厚。生物膜達(dá)到一定厚度時(shí)，生物膜內(nèi)層形成厭氧層，厭氧層逐漸擴(kuò)大增厚，隨后造成生物膜整塊脫落。濾料表面又生成新的生物膜，如此循環(huán)往復(fù)不斷更新。第64頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第65頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第66頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.生物膜的培育（1）自然掛膜法：利用待處理污水中的自然菌種進(jìn)行生物膜培養(yǎng)的方法。將待處理的污水一次性通入生物膜反應(yīng)器，在不進(jìn)水的情況下連續(xù)循環(huán)3～7天。之后改為連續(xù)進(jìn)水，流量從小到大，最終達(dá)到設(shè)計(jì)流量。在此過(guò)程中污水和空氣中的微生物附著在填料的表面，生長(zhǎng)繁殖，生物量逐漸增加，形成微生物膜第67頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）菌種添加掛膜法：為加速生物膜的形成或提高生物膜的降解能力，向污水中投加優(yōu)良菌種。具體做法：將待處理污水與接種菌種在生物膜反應(yīng)器內(nèi)混合，連續(xù)循環(huán)3～7天，之后改為連續(xù)加水，流量從小到大，最終達(dá)到設(shè)計(jì)流量。第68頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.生物膜反應(yīng)器類型及其應(yīng)用進(jìn)展常用的有生物濾池、接觸氧化、生物轉(zhuǎn)盤(pán)和生物流化床。面積負(fù)荷：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位濾池面積所能承受的廢水量或有機(jī)污染物。第69頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）生物濾池：分為普通生物濾池、塔式生物濾池和曝氣生物濾池。普通生物濾池：污水通過(guò)一層表面布滿生物膜的濾料，使之得以凈化。多采用自然通風(fēng)；特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理方便；存在問(wèn)題：衛(wèi)生條件差，容易滋生蚊蠅，處理效率較低。第70頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月塔式生物濾池：特點(diǎn)是占地少，基建費(fèi)用省，凈化效果好。高度一般在20m以上，形似高塔。第71頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月塔式生物濾池第72頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月曝氣生物濾池：需進(jìn)行人工曝氣，污水流向可從上到下，也可從下到上。第73頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）生物接觸氧化池中裝填一定數(shù)量的填料，附著在填料上的微生物依靠機(jī)械充氧獲氧，氧化分解有機(jī)物，又稱淹沒(méi)式生物濾池，是介于活性污泥法和生物濾池法之間的處理工藝。停留時(shí)間為0.5h~15h，BOD負(fù)荷1~6BODkg/(m3d)，去除效率80％~90％(BOD5)。第74頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）流化床生物膜法：是一種固體顆粒流態(tài)化技術(shù)，使生物膜掛在運(yùn)動(dòng)的顆粒上處理廢水。流化床生物膜法的主體結(jié)構(gòu)是塔式或柱式反應(yīng)器，里面填一定高度的砂、無(wú)煙煤或活性炭，微生物以此為載體形成生物膜構(gòu)成生物粒子。反應(yīng)器底部通入污水與空氣，從而形成了氣、液固三相反應(yīng)系統(tǒng)。當(dāng)污水流速達(dá)到某一定值時(shí)，生物粒子可在反應(yīng)器內(nèi)自動(dòng)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)整個(gè)反應(yīng)器出現(xiàn)硫化狀態(tài)，形成流化床。第75頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物流化床作用過(guò)程經(jīng)歷液—固接觸、營(yíng)養(yǎng)物與氧氣轉(zhuǎn)入、微生物吸附及代謝作用、污染物降解轉(zhuǎn)化、代謝物傳出等階段，包括一系列復(fù)雜的生化、物理、化學(xué)變化。脫落的生物膜與出水、在二次沉淀池中分離。第76頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）微污染水源水的生物膜預(yù)處理微污染水：指受到輕度污染的水體，供自來(lái)水廠引進(jìn)作為源水使用，是飲用水的源水。危害：一方面，該水中有機(jī)物可能促進(jìn)異養(yǎng)菌生長(zhǎng)而影響水質(zhì)，氨氮可能導(dǎo)致亞硝化細(xì)菌活動(dòng)而致水中產(chǎn)生亞硝酸；另一方面源水中的微量有機(jī)物經(jīng)自來(lái)水廠家氯消毒后，會(huì)生成具有致突變性和致癌性的化合物。采用生物膜預(yù)處理微污染水去除微量有機(jī)物保證飲水的衛(wèi)生安全。第77頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、厭氧生物處理厭氧處理法是在缺氧條件下利用厭氧微生物(包括兼性厭氧微生物)分解污水中有機(jī)物的方法，也稱厭氧消化法。其代謝產(chǎn)物沼氣主要成分是甲烷，故又稱作沼氣發(fā)酵法或甲烷發(fā)酵法。第78頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月厭氧生物處理法的主要優(yōu)點(diǎn)有：能耗低；可回收生物能源(沼氣)；每去除單位質(zhì)量底物產(chǎn)生的微生物(污泥)量少；而且由于處理過(guò)程不需要氧，所以不受傳氧能力的限制，因而具有較高的有機(jī)物負(fù)荷的潛力。其缺點(diǎn)是處理后出水的COD、BOD值較高，水力停留時(shí)間較長(zhǎng)并產(chǎn)生惡臭等。第79頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）沼氣發(fā)酵的生物化學(xué)在厭氧條件下，污水中各種復(fù)雜有機(jī)物受到多種微生物的分解作用，最后生成CH4和CO2。，其過(guò)程復(fù)雜，目前，普遍接受的認(rèn)識(shí)是沼氣發(fā)酵包括3個(gè)階段以及5種菌群。第80頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一階段：有機(jī)酸的產(chǎn)生水解和發(fā)酵性細(xì)菌群將復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)酸：纖維素、淀粉等水解為單糖，再酵解為丙酮酸；將蛋白質(zhì)水解為氨基酸，脫氨基成有機(jī)酸和氨；脂類水解為各種低級(jí)脂肪酸和醇，例如乙酸、丙酸、丁酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氫等。第81頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二階段：乙酸和氫氣的產(chǎn)生產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸細(xì)菌群進(jìn)一步把第一階段的產(chǎn)物分解為乙酸和氫氣；硫酸還原菌和其他產(chǎn)乙酸和氫氣的細(xì)菌將第一階段發(fā)酵的三碳以上的有機(jī)酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸、芳香族酸及醇等分解為乙酸和氫氣。第82頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三階段：甲烷的產(chǎn)生將乙酸，包括甲酸、CO2、H2、等轉(zhuǎn)化為CH4。微生物：兩組生理不同的專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌群第83頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月不溶性有機(jī)物和大分子溶性有機(jī)物水解階段（胞外酶作用）簡(jiǎn)單溶性有機(jī)物產(chǎn)酸脫氫階段（產(chǎn)酸細(xì)菌作用）細(xì)菌細(xì)胞其它產(chǎn)物揮發(fā)酸CO2+H2產(chǎn)甲烷階段（產(chǎn)甲烷細(xì)菌作用）細(xì)菌細(xì)胞CH4+CO2厭氧處理的連續(xù)反應(yīng)過(guò)程

第84頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）厭氧污泥的性質(zhì)及微生物特征厭氧活性污泥一般呈灰色至黑色，大多以細(xì)菌為主，還有少量真菌、藻類和原生動(dòng)物。細(xì)菌以兼性或?qū)Ｐ詤捬蹙鸀橹?。?5頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在沼氣發(fā)酵型的厭氧處理中，以下述5種菌群為主1.初級(jí)發(fā)酵菌：主要為兼性與專性厭氧型異氧微生物，其優(yōu)勢(shì)菌隨水質(zhì)和環(huán)境條件，特別是溫度不同而異。主要有梭菌屬、擬桿菌屬、丁酸弧菌屬、真桿菌屬、雙歧桿菌屬等。第86頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.產(chǎn)氫產(chǎn)酸細(xì)菌：也稱二級(jí)發(fā)酵菌。該類菌產(chǎn)氫及乙酸，可供甲烷菌利用，其生長(zhǎng)過(guò)程需要吸收大量能量，有賴于甲烷細(xì)菌同化H2釋放能量供其利用，因此二者形成共養(yǎng)關(guān)系。常見(jiàn)的有沃氏共養(yǎng)單胞菌、沃氏共養(yǎng)桿菌及脫硫弧菌屬的某些種。第87頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.同型產(chǎn)乙酸菌：是有機(jī)無(wú)機(jī)混合營(yíng)養(yǎng)型的專性厭氧菌，以CO2為最終氫受體生成乙酸，因厭氧呼吸的唯一產(chǎn)物為乙酸，故稱為同型乙酸細(xì)菌。主要有伍氏醋酸桿菌、威氏醋酸桿菌、熱自養(yǎng)梭菌等。第88頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.產(chǎn)甲烷菌：是兼性厭氧古細(xì)菌。在沼氣發(fā)酵中包括兩類細(xì)菌，即氧化氫的產(chǎn)甲烷菌和利用乙酸的產(chǎn)甲烷菌，反應(yīng)如下：4H2+CO2CH4+2H2OCH3COOHCH4+CO2第89頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）厭氧污泥的培育方法由于厭氧菌生長(zhǎng)速度慢，世代時(shí)間長(zhǎng)，最好取同類水質(zhì)污水厭氧處理裝置的污泥作為接種污泥；另外，城市污水處理廠的濃縮污泥也可作為接種源；厭氧活性污泥的馴化/培育在厭氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。第90頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）厭氧處理法的基本要求1.菌種：一般采用混合菌種；2.氧化還原電位：嚴(yán)格的厭氧環(huán)境，氧化還原電位E值一般要求＜-200mV；3.發(fā)酵溫度：沼氣發(fā)酵多溫度及其敏感，污水最適發(fā)酵溫度，中溫型為20～40℃，最佳37～38℃,；高溫型發(fā)酵以53～54℃為宜。第91頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.廢水組成：以BOD：N：P=100：6：1為佳，含N低于2%時(shí)，菌體不易繁殖。5.pH和有機(jī)酸濃度：一般pH維持在6.5～7.5為宜，有機(jī)酸控制在＜2000mg/L；6.CO2產(chǎn)生狀況：發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2以占沼氣的25%～35%為宜。第92頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（五）厭氧反應(yīng)器類型一、普通厭氧消化池污水、污泥間歇地或連續(xù)地進(jìn)入消化池，經(jīng)消化后的污泥和污水由消化池的上部排水，頂部排沼氣，水力或機(jī)械攪拌裝置充分混合，水力停留時(shí)間等于固體停留時(shí)間，無(wú)污泥回流?；钚晕勰酀舛炔桓撸话?％。停留時(shí)間7~20d。第93頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.厭氧接觸法在常規(guī)消化池的基礎(chǔ)上增設(shè)了污泥回流裝置，污泥從沉淀池回流到消化池。污泥濃度增至10％甚至20％左右，效率較高，停留時(shí)間約為0.5~6d。厭氧接觸法適用于處理懸浮物濃度較高的高濃度有機(jī)廢水。第94頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.厭氧生物濾池反應(yīng)器內(nèi)全部或部分填充填料供微生物附著生長(zhǎng)，填料有較大的比表面積和較高的孔隙度。一般為上升式，需要在過(guò)濾器后設(shè)沉淀分離裝置分離生物膜。停留時(shí)間一般約1~8d。第95頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）反應(yīng)器是一個(gè)無(wú)填料的空容器，運(yùn)行時(shí)污水以一定流速自下進(jìn)入反應(yīng)器，通過(guò)一個(gè)懸浮的污泥層，料液和污泥菌體接觸反應(yīng)并產(chǎn)生沼氣小氣泡，氣泡托起使污泥上升，在上部有一個(gè)關(guān)鍵裝置氣—液—固三相分離器，使污泥下沉，氣水分離。第96頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.厭氧流化床其特點(diǎn)是顆粒污泥隨污水的流動(dòng)而流動(dòng)，形成所謂的固體流態(tài)化，不形成污泥床。第97頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、其他處理技術(shù)（一）氧化塘法被世界廣泛采用的主要處理方法。規(guī)?？蓮奶幚硇∮?000人的污水