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生活污水处理工艺基础 1 总说明主要污染物 COD BOD5 总磷 总氮 次要污染物 SS 油类 表面活性剂 色度 大肠菌群治理目标 GB18918 2002 城镇污水处理厂污染物排放标准 分三级 主要目标 一级A 2 矿井水处理工艺基础 3 一 微生物学基础 活性污泥 1 发现1912年英国的克拉克 Clark 和盖奇 Gage 发现的 活性污泥是一种好氧生物处理方法 1916年 应用这个试验的工艺建成的第一个活性污泥法污水处理厂 4 一 微生物学基础 活性污泥 2 活性污泥 5 一 微生物学基础 活性污泥 2 活性污泥由复杂微生物形成复杂的食物链的活性污泥 6 一 微生物学基础 活性污泥 2 活性污泥生物学分类 原核生物 原生生物 各界低等生物氧需求分类 好氧生物 厌氧生物 兼氧生物营养分类 自养生物 异养生物活性污泥中复杂的微生物与污水中的有机营养 污染 物形成了复杂的食物链 使得污水得到净化 活性污泥中生物的种类与组成不但表明其性能 也可标志处理后的水质 7 一 微生物学基础 活性污泥 2 活性污泥 8 一 微生物学基础 活性污泥 3 碳水化合物的净化机理好氧条件下 纤维素 淀粉葡萄糖CO2 H2O脂肪甘油 脂肪酸CO2 H2O芳香族 烃中间体CO2 H2O厌氧条件下 纤维素 淀粉醇 酸 CH4 CO2 H2O脂肪酸 CH4 CO2 H2O芳香族 烃小分子烃类 9 一 微生物学基础 活性污泥 4 含氮有机物的净化机理a 氨化 蛋白质 尿素NH3 好 缺氧条件下均可发生 b 硝化 2NH3 3O2 2HNO2 2H2O2HNO2 O2 2HNO3c 反硝化 C6H12O6 4NO3 6CO2 6H2O 2N2 10 一 微生物学基础 活性污泥 4 含氮有机物的净化机理 11 一 微生物学基础 活性污泥 5 含磷有机物的净化机理活性污泥在厌氧 好氧的交替变换过程中会产生聚磷菌 它在厌氧条件下放P吸C 好氧条件下放C吸P 通过排放好氧状态下的剩余活性污泥 可达到去除磷的目的 12 一 微生物学基础 活性污泥 5 含磷有机物的净化机理 13 一 微生物学基础 活性污泥 6 氮磷同时净化机理 A2O工艺 14 二 活性污泥指标与影响因素 1 混合液悬浮固体 MLSS 该指标是指曝气池单位容积混合液中 所含活性污泥固体的总重量 单位为mg L 常用符号V表示 该指标用来表示活性污泥量 指标中包含具有代谢功能的活性微生物群体 Ma 微生物内源呼吸 自身氧化的残留物 Me 原污水含有的微生物难以降解有机物 Mi 原污水含有的无机物 Mii 等四部分 可表示为 MLSS Ma Me Mi MiiMLSS通常在2000 4000mg L之间 15 二 活性污泥指标与影响因素 2 混合液挥发性悬浮固体 MLVSS 该指标是指曝气池单位容积混合液中 所含有机物的总重量 单位为mg L 常用符号Vx表示 该指标也用来表示活性污泥量 指标中包含具有代谢功能的活性微生物群体 Ma 微生物内源呼吸 自身氧化的残留物 Me 原污水含有的微生物难以降解有机物 Mi 等三部分 可表示为 MLSS Ma Me Mi 16 二 活性污泥指标与影响因素 3 污泥沉降比 SV SV是指一定量的曝气中的混合液 通常为1L 在量筒中静置30min后 沉降的污泥体积与静置前混合液体积之比 一般以百分数表示 该指标通常用于工艺管理 如控制剩余污泥排放 了解污泥膨胀情况 SV通常约为30 17 二 活性污泥指标与影响因素 4 污泥容积指数 SVI SVI是指曝气中的混合液静置30min后 每克干污泥形成的沉淀污泥所占的容积 其单位为mL g SVI通常在70 100mL g之间 如果SVI大于200mL g表明发生了污泥膨胀 18 二 活性污泥指标与影响因素 5 污泥泥龄 c 它是活性污泥在曝气池中的平均停留时间 有时也称为生物固体的平均停留时间 SRT 单位为 d 日 污泥泥龄表达式见下式 式中 c 污泥龄 d X 曝气池中的MLSS kg m3 V 曝气池的体积 m3 X 每日排出处理系统的活性污泥量 也即曝气池中每日增长的活性污泥量 kg d 该指标通常用于工艺管理 如控制剩余污泥排放 了解污泥膨胀情况 SV通常约为30 19 二 活性污泥指标与影响因素 6 污泥负荷和曝气池容积负荷在活性污泥法中 有机污染物的降解速度 活性污泥的增长速度和溶解氧的利用速度是工艺设计 运行最为关心的问题 而决定这三者之间最重要的因素就是有机物量与活性污泥量的比值 这一比值就是曝气池进水BOD5污泥负荷 污泥负荷也简称食料比 F M 它表征曝气池中单位质量活性污泥 在单位时间内去除有机污染物的量 20 二 活性污泥指标与影响因素 6 污泥负荷和曝气池容积负荷式中 Us 曝气池进水BOD5污泥负荷 kgBOD5 kgMLSS dQ 曝气池的设计流量 m3 dSo 曝气池进水BOD5浓度 mg LXv 曝气池内混合液悬浮固体平均浓度 mgMLSS LV 曝气池的容积 m3 21 二 活性污泥指标与影响因素 6 污泥负荷和曝气池容积负荷曝气池单位容积在单位时间内降解有机物的量简称为曝气池容积负荷 Q S0Uv V符号意义及单位同前 Us与Uv的关系 Uv Us Xv 22 二 活性污泥指标与影响因素 6 污泥负荷和曝气池容积负荷曝气池单位容积在单位时间内降解有机物的量简称为曝气池容积负荷 Q S0Uv V符号意义及单位同前 Us与Uv的关系 Uv Us Xv 23 二 活性污泥指标与影响因素 6 污泥负荷和曝气池容积负荷曝气池单位容积在单位时间内降解有机物的量简称为曝气池容积负荷 Q S0Uv V符号意义及单位同前 Us与Uv的关系 Uv Us Xv 24 二 活性污泥指标与影响因素 6 污泥负荷和曝气池容积负荷由前两表可知 脱氮和除磷是相互影响的 脱氮要求较低负荷和较长泥龄 除磷却要求较高负荷和较短泥龄 因此 在设计中要统筹考虑 实际中产生了一些兼顾脱氮除磷的变形工艺 25 二 活性污泥指标与影响因素 26 二 活性污泥指标与影响因素 27 二 活性污泥指标与影响因素 28 二 活性污泥指标与影响因素 7 活性污泥法影响因素 营养物质的平衡营养物质的平衡对微生物生长至关重要 当某些元素不足或缺少时会影响活性污泥的正常功能发挥 当碳源不足时会使得活性污泥生长不良 污泥松散 絮凝性不好 BOD N P 100 5 1 溶解氧的含量在污水好氧生物处理中 为维持好氧微生物的代谢要求 需向曝气池补充氧气 以保证曝气池混合液溶解氧浓度不小于2mg L 29 二 活性污泥指标与影响因素 7 活性污泥法影响因素 pH值曝气池中不利的pH值可引起细胞膜电荷的变化 从而影响微生物对营养物质的吸收以及代谢过程中酶的活性 改变营养物质的供给性和有害物质的毒性 此外 不利的pH值条件不仅影响微生物的生长 甚至影响微生物的形态 水温水温改变 影响在生物体内所进行的许多生化反应 因而影响生物的代谢活动 此外 水中温度改变可引起其它环境因子变化 从而影响微生物的生命活动 有毒物质等 30 三 活性污泥法常用构筑物形式 1 A2O法 31 三 活性污泥法常用工艺流程 2 序批式活性污泥法 SBR法 其工作原理与活性污泥法相同 不同之处是在一个池体中按时间顺序进行进水 曝气反应 沉淀 出水 排泥与闲置等基本操作 从污水进水到闲置待机结束称为一个操作周期 这种操作周而复始 SBR池 沉砂池 调节池 32 三 常用工艺流程 2 序批式活性污泥法 SBR法 33 三 活性污泥法常用工艺流程 2 序批式活性污泥法 SBR法 34 三 活性污泥法常用工艺流程 3 CAST工艺CAST工艺在反应池用隔墙分为生物选择区与主反应区 在生物选择区污水与回流污泥混合接触 严格遵循活性污泥种群组成动力学规律 创造合适的微生物生长条件并选择出絮凝性细菌 有效抑制丝状菌 克服污泥膨胀 提高系统稳定性 35 三 活性污泥法常用工艺流程 4 氧化沟 36 三 活性污泥法常用工艺流程 4 氧化沟 37 三 活性污泥法常用工艺流程 4 氧化沟 38 三 活性污泥法常用工艺流程 4 氧化沟 39 四 生物膜法常用工艺流程 1 生物膜法原理简介生物膜法是通过细菌等微生物附着在载体或介质表面上 生长繁殖 形成膜状活性生物污泥 生物膜 生物膜中的微生物以污水中的有机污染物为营养物质 在新陈代谢过程中将有机物降解 同时微生物自身也得到增殖的 40 四 生物膜法常用工艺流程 1 生物膜法原理简介生物膜法的主要特点 生物膜中微生物种群丰富 生物膜法中优势菌种分层生长 传质条件好 可处理低浓度进水 生物膜法工艺过程稳定 适应性强 生物膜法动力消耗少 运行管理方便 41 四 生物膜法常用工艺流程 1 生物膜法原理简介 42 四 生物膜法常用工艺流程 2 生物接触氧化 43 四 生物膜