化工废水处理生化处理法课件.ppt

第三章化工废水处理 龚春生五邑大学化环学院 第五节生化处理法 1 1废水生化处理 利用生物的新陈代谢作用 对废水中的污染物进行转化和稳定 使之无害化的处理方法 一 废水生化处理及其分类 按氧的利用方式不同 好氧生物处理厌氧生物处理 按微生物在水中的集聚状态不同 悬浮生长系统固定膜系统 1 2生化法分类 根据微生物的新陈代谢形式 生物处理法可以分为好氧处理法和厌氧处理法两大类 二 废水生化处理微生物 细菌 以异养型的原核细菌为主 世代时间为20 30min 主要细菌有 产碱杆菌属 芽孢杆菌属 黄杆菌属 动胶杆菌属 假单胞菌属 丛毛单胞菌属 大肠埃希氏杆菌等 真菌 主要是丝状菌原生动物 肉足虫 鞭毛虫和纤毛虫三类 主要摄食游离的细菌 起到进一步净化水质的作用 后生动物 主要指轮虫 在活性污泥系统中不经常出现 仅在处理水质很好的完全氧化型的活性污泥系统中出现 弧状菌 丝状菌 葡萄球菌 变形虫 小口钟虫 草履虫 吸管虫属 累枝虫 圆筒盖虫 轮虫 2 2影响微生物生长的主要因素 微生物的营养 碳 氮是构成菌体的重要元素 磷源是主要的无机营养元素 BOD N P 100 5 1 反应温度 微生物可分为高温性 中温性 常温性和低温性四种 好氧以中温性为主 水温20 35 为宜 pH值 一般好氧生化处理pH值可控制在6 5 8 5之间 厌氧处理要求较严 宜控制pH值在6 7 7 4之间 溶解氧 好氧过程要求溶解氧浓度在2 4mg L之间 厌氧微生物则要在隔离氧的环境中生长 有毒物质 重金属离子 酚 甲醛 甲醇 苯 氯苯 硫化物 氰化钾 氯化钠 硫酸根 硝酸根等 三 好氧生化处理 活性污泥法 3 1活性污泥法定义 活性污泥 以具有活性的微生物为主要构成的絮状悬浮物 易于沉淀分离 并使污水得到澄清 活性污泥组成 有代谢功能活性的微生物群体 生物内源代谢 自身氧化的残留物 污水挟入的难生物降解的惰性有机物质 污水挟入的无机物质 活性污泥法 以活性污泥为主体的污水生物处理技术 3 2活性污泥的指标 活性污泥的数量及性能好坏是决定处理效果的关键 常用下列三个指标来衡量 活性污泥浓度 MLSS或MLVSS 污泥沉降比 SV 污泥容积指数 SVI 3 3活性污泥净化废水中有机物的三个阶段 吸附 废水中的污染物被比表面积巨大微生物吸附和粘连 在废水与活性污泥接触初期 吸附过程进行得十分迅速 在10 40分钟内 废水BOD可下降80 90 微生物的代谢 氧化 吸附到活性污泥中细胞上的有机物 通过微生物的代谢反应将有机物氧化降解 凝聚与沉淀 凝聚 微生物聚集成絮状体的过程 沉淀 活性污泥与废水分离的过程 对出水水质有较大影响 3 4活性污泥法的基本流程 出水 曝气与空气扩散系统 曝气池 进水来自初沉池 二沉池 回流污泥 剩余污泥 3 5活性污泥法的分类 按废水和回流污泥的进入方式及其在曝气池中的混合方式 分为 推流式和完全混合式 3 6一些改良的活性污泥法 生物吸附 氧化法 简称AB法 氧化沟法批式活性污泥法 简称SBR 3 7活性污泥法新进展 深层曝气法纯氧曝气法 四 好氧生化处理 生物膜法 4 1生物膜法定义 生物膜 以附着在惰性载体表面生长的 以微生物为主 包含微生物及其产生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的无机及有机物等组成 并具有较强的吸附和生物降解性能的结构 生物膜组成 细菌 真菌 原生动物 后生动物 滤池蝇和藻类 一些肉眼可见的蠕虫 昆虫的幼虫 生物膜法 以生物膜为主体的污水生物处理技术 4 2生物膜法机理 生物膜法与活性污泥法的主要区别 在于生物膜或固定生长 或附着生长于固体填料 或称载体 的表面 而活性污泥则以絮体方式悬浮生长于处理构筑物中 4 3生物膜法分类 按生物膜与废水的接触方式 可分为填充式和浸渍式两种 在填充式生物膜法中 废水和空气沿固定的填料和转动的盘片表面流过 与其上生长的生物膜接触 根据设备的不同可分为生物滤池和生物转盘 在浸渍式生物膜法中 生物膜载体完全浸没在水中 通过鼓风曝气供氧 如载体固定 称为接触氧化法 如载体流化则称为生物流化床 几种典型的生物膜法单元装置 五 厌氧生化法 5 1厌氧生化法定义 厌氧生化法也称厌氧消化 在无分子氧的条件下 通过厌氧微生物 包括兼性微生物 的作用 将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳的过程 常用于处理有机污泥 高浓度有机废水 也可用于处理中 低浓度有机废水 5 2厌氧生物处理的基本原理 复杂有机物碳水化合物 蛋白质 脂类 简单溶解性有机物 水解 发酵 脂肪酸 醇类 H2 CO2 CH3COOH 产氢产乙酸菌 同型产乙酸菌 另一组产甲烷菌 CH4 CO2 一组产甲烷菌 甲烷产量的70 甲烷产量的30 水解发酵阶段水解发酵菌主要是专性厌氧菌和兼性厌氧菌 产氢产乙酸阶段在产氢产乙酸菌的作用下 产甲烷阶段两组生理上不同的产甲烷菌 按降解机理分段 厌氧消化的三阶段理论 厌氧发酵三个阶段和COD转化率 水解酸化阶段 产氢产乙酸阶段 产甲烷阶段 4 76 20 24 52 28 72 2020 1 29 21 可编辑 3 几种厌氧生化法的工艺和设备 普通厌氧池 通常为地下池 可以设置几个挡隔 厌氧生物滤池 厌氧生物滤池的构造与一般的好氧生物滤池相似 池内设置填料 但池顶密封 厌氧接触法 类似于好氧传统活性污泥法 分段厌氧消化法 二相厌氧消化法 将水解酸化的过程和甲烷化过程分开在两个反应器内进行 以使两类微生物都能在各自的最佳条件下生长繁殖 污水生物处理 厌氧处理 好氧处理 废水浓度 水力停留时间 有机容积负荷 能耗 主要副产物 5 20天 3 10小时 7 45kgBOD m3 d 高质燃料 中 高浓度 低浓度 高出十倍 剩余污泥 低 0 4 1 0kgBOD m3 d BOD N P 100 5 1 BOD N P 200 400 5 1 营养物需要 小结 生化处理法 生化处理方法及分类生化处理微生物活性污泥法生物膜法厌氧生化法 污泥浓度 1升混合液内所含的悬浮固体 MLSS 或挥发性悬浮固体 MLVSS 的重量 单位为g L或mg L 污泥浓度间接地反映了混合液中所含微生物的浓度 通常 曝气池内MLSS在2 6g L之间 多为 g L MLSS和MLVSS都不能直接表示微生物的量 因为MLSS中包括了活性污泥吸附的无机惰性物质 没有生物活性 的量 MLVSS也不能直接反映微生物的量 因为活性污泥也可以吸附挥发性的有机物 无生物活性 返回 污泥沉降比 SV 一定量的曝气池混合液静置30分钟后 沉淀污泥与原混合液的体积比 混合液静置30min沉淀后的污泥体积SV 100 混合液体积当污泥的沉降性能良好时 SV值可间接表示曝气池的活性污泥数量 常用该指标作为控制污泥回流量及排放量的依据 一般SV值控制在15 30 返回 污泥容积指数 SVI 混合液经 分钟沉淀后 g干污泥所占有沉淀污泥容积的毫升数 单位为mL g 但一般不标注 SV的百分数 10SVI MLSS g L SVI值反映了活性污泥的沉降性能 一般该指标控制在50 150之间为宜 返回 污水与污泥混合曝气后BOD的变化曲线 返回 生物吸附 氧化法 返回 纯氧曝气法 返回 好氧分解代谢 好氧微生物和兼性微生物参与 在有溶解氧的条件下 将有机物分解为CO 和H O 并释放出能量的过程 如葡萄糖在有氧情况下完全氧化 C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 2817 3kj 厌氧分解代谢 厌氧微生物和兼性微生物在无溶解氧的条件下 将复杂有机物分解成简单有机物和无机物 如有机酸 醇 CO2等 再被甲烷菌进一步转化为甲烷和CO2等 并释放出能量的代谢过程 葡萄糖的两种厌氧分解代谢 C H12O6 CH3CH2OH CO2 226kjC6H12O6 NO3 CO2 H2O N2 1755 6kj 返回 吸附 生物降解工艺 AB法 特点 段以高负荷或超高负荷运行 段以低负荷运行 该工艺处理效果稳定 抗冲击负荷能力很强 适用于处理浓度较高 水质水量变化很大的场合 返回 氧化沟法 1 特点 曝气时间长 24 48小时 污泥负荷低 污泥浓度高 剩余污泥少 有较好的脱N P作用 返回 二沉池 出水 污泥 废水 氧化沟法 2 氧化沟法 3 间歇活性污泥法 法 在同一个曝气池中 间歇 依次进行进水 反应 沉淀 排水 闲置五个阶段 完成一个周期的时间为4 12小时 特点 流程短 装置结构简单 交替出现好氧 缺氧状态 有利于生物脱氮除磷