污水生化处理技术.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除污水生化处理生化法是利用微生物的作用，使污水中有机物降解、被吸附而去除的一种处理方法。由于其降解污染物彻底，运行费用相对低，基本不产生“二次污染”等特点。生物处理工艺主要为厌氧工艺和好氧工艺。好氧工艺目前采用的有活性污泥法，生物接触氧化法，生物转盘和塔式生物滤池等。为提高废水的可生化性，缺氧，厌氧工艺往往应用于印染废水氧化工艺处理之前。活性污泥法是目前使用最多的一种方法，有推流式活性污泥法，表面曝气池等。活性污泥法具有投资相对较低，处理效果较好等优点。其中，表面曝气池因存在易发生短流，充氧量与回流量调节不方便，表面活性剂较多时产生泡沫覆盖水面影响充氧效果等弊端，近年已较少采用。而推流式活性污泥法在一些规模较大的工业废水处理站仍得到广泛应用。污泥负荷的设计值通常取0.30.4kg(BOD5)/kg(MLSS)d，其BOD5去除率大于90%，COD去除率大于70%。据上海印染行业的经验表明，当污泥负荷在小于0.2kg(BOD5)/kg(MLSS)d时，BOD5去除率可达90%以上，COD去除率为60%80%。生物接触氧化法：生物接触氧化法具有容积负荷高，占地小，污泥少，不产生丝状菌膨胀，无需污泥回流，管理方便，填料上易保存降解特殊有机物的专性微生物等特点。一、 电镀、热镀废水生化治理工程技术生化法是治理电镀混合废水的高新生物技术，也是电镀热度行业清洁生产的关键技术，现已申报国家专利生化法在投资、运行、操作管理和金属回收、出水水质等方面，均优于传统的化学沉淀法、离子交换法和电解法工艺。技术简介:生化法是治理电镀混合废水的高新生物技术，也是电镀热度行业清洁生产的关键技术，现已申报国家专利生化法在投资、运行、操作管理和金属回收、出水水质等方面，均优于传统的化学沉淀法、离子交换法和电解法工艺。生化法处理电镀混合废水工艺与传统的理化工艺相比较，最大的差别在于运行过程中生物絮凝剂能不断地增殖，生物絮凝剂去除金属离子的量是随生物絮凝剂量的增加而增加，而传统离子交换法中离子交换树脂的交换容量有限，达到饱和吸附后，就不能再去除金属离子。化学沉淀法中，作用物的化学主体也是一定的，无自身增殖的可能。技术特点:复合功能菌的安全性：国内外应用于环境保护的微生物的安全性评价法未见报道。本研究参考了微生物杀虫剂、微生物饲料和生物制剂的安全性等有关资料， 首次将毒理学、微生物学、免疫学、病理学、血液学和流行病学科的理论与电镜技术结合，创造性地研究了复合菌的安全性。通过六种动物、两种植物菌在体内的转归，菌对生长、遗传影响以及菌在不同环境条件下的存亡和杀灭方法进行了研究，追踪了净化工程排放水对动植物的影响，观察了人对菌的反应。研究结果表明菌无毒，不致病，无致毒性，对植物的生长和遗传无影响；菌净化工程排放水对动植物无不利影响，工业应用菌卫生、管理方便；净化重金属废水工程中应用菌安全，从而消除了人们对菌工业应用是否会带来新危害的疑虑。技术原理、工艺流程:本工艺直接利用经长期筛选的微生物菌体作为高效生物絮凝剂的来源。生物菌体是天然有机高分子絮凝剂的重要来源。如酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质N一乙酰糖胺等成分均可作絮凝剂；经过碱水解产生脱乙酰几丁质（壳聚糖），壳聚糖含有活性氨基和羟基、对带电荷的金属离子具有极强的絮凝能力。另外生物菌体分泌到细胞外的代谢产物（细菌膜和粘液质）也可对金属废水产生很好的絮凝作用。有电镀、热镀废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。复合微生物絮凝剂的菌胶团及生物膜形成过程中微生物在物理位置分布及结构联结上有差别，使生物絮凝剂菌胶团和生物膜表面常带负电荷，对重金属有很强的吸附能力。同时，菌胶团（含死菌体）可包埋金属离子，兼之具有良好的沉降性能；从而提高了对电镀重金属废水的净化效果。复合微生物絮凝剂是通过遗传物质的迅速转移来实现整个生物群落对废水中金属污染物的遗传适应，它通过定位于质粒上的有关基因在群落中的快速移动来实现整个废水微生物絮凝剂群落基因型的改变，使其对某金属离子编码有抗性或还原反应的基因分布频率更高，从而提高了对该金属的净化率。微生物絮凝剂净化金属离子的三个层次的协作关系是紧密相关的，即在一定时间内，微生物在废水中对重金属离子几乎同时有絮凝作用、静电吸附作用、酶催化转化作用、络合作用、包埋共沉淀作用和对PH值的缓冲作用，使得金属离子被沉积而废水被净化。工艺流程：生化法治理电镀废水工艺合理地结合了纯生物法和化学法的优势。生化法治理电镀废水工艺的设计主要依据优化的系列生物絮凝剂去除重金属的机理、电镀废水重金属离子浓度和日处理废水量。生物絮凝剂发生池和生物反应器的容积由金属离子浓度的高低和废水量的大小决定。生化法中化学法部分仅占很小的比例，整个工艺流程中，化学部分对整个高浓度废水起到缓冲、稳定、均衡等调节作用，化学药剂投加量仅为传统方法的1/4一1/5，产生的残渣也相应较少。应用范围:本微生物法是治理电镀废水的高新生物技术，具有化学沉淀法、电解法和离子交换法处理电镀废水的优点，避免了这三类方法的不足；同时具有生物质“增殖”的优点，已实施该项技术的微生物治理工程，运行稳定，安全可靠，处理效果好，各项技术指标均低于国家污水综合排放标准。该技术适用于新、老或大、中、小型电镀厂的废水治理，也可适用于铬盐厂、矿山、皮革、印染等废水的治理。二、 煤化工废水生化处理方法对于预处理后的煤化工废水，一般采用缺氧好氧生物法处理（A/O工艺或A2/O工艺），但由于煤化工废水中的多环和杂环类化合物，好氧生物法处理后出水中的COD和氨氮指标难以稳定达标。因此，近年来出现了一些新的生物处理技术，如生物炭法（PACT）、生物流化床处理法（PAM）等。1.生物炭法（PACT）在生化进水中投加粉末活性炭与回流的含炭污泥一起在曝气池内混合，从污泥浓缩池中排出的剩余污泥进污泥脱水装置。在曝气池内，活性污泥附着于粉末活性炭的表面，由于粉末活性炭巨大的比表面积及其很强的吸附能力，提高了污泥的吸附能力，特别在活性污泥与粉末活性炭界面之间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高，从而也提高了COD的降解去除率。一般来说在PACT系统内，活性炭吸附处理COD的动态吸附容量在100%350%（重量百分比），即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.03.5KgCOD。而且，PACT法能处理生物难以降解的有毒有害的有机污染物质。对煤化工废水中的高浓度大分子有机物具有良好的处理效果。2.生物流化床处理法（PAM）PAM法实际上是一种基于特殊结构填料的生物流化床技术，该技术在同一个生物处理单元中将生物膜法与活性污泥法有机结合，污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，通过在活性污泥池中投加特殊载体填料使微生物附着生长于悬浮填料表面，形成一定厚度的微生物膜层。附着生长的微生物可以达到很高的生物量，因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的24倍，可达812g/L，降解效率也因此成倍提高。由于微生物为附着生长方式（不同于活性污泥的悬浮生长），流动床载体表面的微生物具有很长的污泥龄（20d40d），非常有利于生长缓慢的硝化菌等自养型微生物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，因此系统具有很强的硝化去除氨氮能力。硝化过程：NH+4+3/2O22H+NO2+H2O NO2+O2NO3反硝化过程：6NO3+5CH3OH5CO2+2N2+7H2O+6OH-3.固定化生物技术固定化生物技术是近年来发展起来的新技术，可选择性地固定优势菌种，有针对性地处理含有难降解有机毒物的废水。经过驯化的优势菌种对喹啉、异喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高25倍，而且优势菌种的降解效率较高，相关实验证明其处理8h对吡啶等物质降解率在90%以上。4.序批式活性污泥法（SBR）这是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。与传统污水处理工艺不同6，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。该方法使生化反应推动力增大，煤化工废水处理效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好，耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。若出水水质仍不达标，也可以在SBR生化池内投加少量粉末活性炭以提高处理效率。三、 生化处理高浓度有机废水技术采用生化处理5万mg/lCODcr以下高浓度有机废水（如淀粉类酒精废液、淀粉废水等）需要解决的几个问题：这里指的生化处理是采用厌氧 好氧+物化工艺。5万mg/lCODcr以下的高浓度有机废水，一方面BOD/COD比值较高，可生化性比较好，采用生化+物化组合进行处理，效果良好。厌氧产生的甲烷，可以用来烧锅炉或用来发电。经处理后的废液可达标排放，运行费用比较低，经济效益比较好；但另一方面由于废水浓度高，成分复杂，也给生化处理带来很大的难度。采用生化处理必须解决好以下几个问题，才能收到良好效果。1、此类废水有的硫酸根含量比较高，对厌氧的甲烷菌有抑制作用，进入厌氧反应器前必须降低硫酸根的含量；2、当废水含钙、镁离子比较高时，在厌氧过程中会有一个逐步积累的过程，如果不能不断洗出，当积累到一定的程度时，就会对厌氧菌起到抑制作用，因此，解决钙、镁离子的积累也是一个重要问题；3、酒精废液中有相当一部分难以生化的COD需用物化进一步解决； 4、如何控制进水COD适当的浓度，是解决厌氧运行稳定的关键。生化处理50000mg/lCODcr以下的高浓度有机废水的工艺 工艺流程说明：一是前处理系统，包括PH的调整，沉淀、水解酸化、脱硫等；二是生化处理系统，包括厌氧、好氧等；三是后水处理系统，包括二次沉淀、水幕除尘、三次沉淀、气浮、氧化塘等；四是沼气处理系统，包括沼气脱硫、储存、送入锅炉燃烧。在本工艺中，关键技术在于厌氧和好氧。去除80%以上的COD就靠高效率的厌氧反应器和好氧反应器；本工艺选择的厌氧反应器和好氧反应器（一）厌氧反应器 本工艺采用厌氧反应器为污泥床上流内循环反应器，其具有如下特点：1、 能够自动平衡COD负荷冲击：当COD负荷增加，沼气的产量和速度随之增加，由于内循环的速度增大加快，COD去除率也加快，循环回流水亦随之加快稀释进水的COD负荷；当COD负荷减少，沼气的产量和速度随之降低，从而形成较低的内循环流，COD负荷随之降低。2、 污泥床上流内循环反应器所形成的颗粒污泥可以在停机后放置一年以上，不丧失其活性与沉降性能。因此，即便停机后再次运转也很容易再启动。3、 反应器内由于产沼气造成的强烈的搅动与进水充分混合，反应器内不会发生常见的污泥床沟流现象。4、 COD容积负荷高，可达20-30kg COD/m3.d，比UASB反应器高出2-3倍。5、 污染物去除率高：COD65-90%，BOD70-95%。6、 沼气的产气率高，一般为去除1公斤COD可产气0.35-0.65m3。（二）好氧反应器 经厌氧后COD仍比较高，需要采用好氧进一步处理。本工艺采用的是塔式好氧反应器，内设活性污泥流化床，并设有内循环器，上层设有填料形成生物滤膜。这种反应器能使细菌与废液得到充分的接触氧化，COD得以充分降解，COD去除率可达到70-95%，生化后的废液再经过物化处理，去除遗留下来的难以生化或不可生化的COD，物化处理后的废水排入氧化塘经植物吸附，即可达到国家排放标准。处理规模及达到的技术指标 处理前CODcr含量为50000mg/l。PH4.5-5。经处理后CODcr含量达到300mg/l以下，ph7-8.主要设备及其附属材料1、污泥床上流内循环式厌氧反应器若干座2、污泥床上流内循环式好氧反应器若干座3、脉冲沉降器若干座4、酸化水解池若干座5、调节池若干座6、脱硫装置若干座7、加热器若干个8、水封装置1座9、储气罐1座10、流量计若干台11、.污泥罐1台12、鼓风机若干台13、自控仪器仪表14、泵类若干台(带备用)15、管道阀门一批16、防腐保温材料四、环氧树脂废水生化处理工艺1厌氧处理由于废水中的CODcr 浓度较高，大于 2000mg/l，且含有较高浓度的甘油物质，需经过厌氧生物处理使之降解。废水中的甘油在微生物的作用下，先转化为磷酸甘油醛S,然后再转化成为丙酮酸，并进入丙酮酸代谢途径，厌氧生化处理后的废水再经SBR 生化法进一步处理。2 SBR 处理工艺分析序批式间歇活性污泥法（简称SBR），是近年来应用日趋广泛的一种污水生物处理新技术，作为一种废水处理工艺，兼均化、初沉、生物降解等功能，无污泥回流系统，具有如下优点：生化反应推动力大，效率高，可多池串联或并联组合，运行灵活；集曝气、沉淀、排水各种功能于一池，工艺简洁，布置紧凑，能较大幅度降低能耗和减少占地面积；污泥不易膨胀、泥龄长，沉降性能好，剩余污泥量少，仅为普通曝气工艺的50% ； 耐冲击负荷，处理能力强，运行操作较为灵活，曝气、沉淀时间可根据水质情况进行调整，保证了出水水质；脱氮除磷效果明显；集厌氧（缺氧）和耗氧两类特征各异的微生物于一体，装置结构简单、造价低，设备费、运行管理费用低。3 废水处理预期效果（见表 1、表2）4 膜技术的利用含甘油废水可用反渗透膜技术处理，使用较多的是醋酸纤维素膜。用不对称的醋酸丁酯纤维素及醋酸纤维素反渗透管状膜，可以从石化废水中分出甘油，在4.2-5.6MPa压力下操作，其选择性最好；采用多级反渗透装置，并以对流湍流式进水，则可回收31% 以上的甘油，从水中除去 92%以上的无机盐，出水再用生化法处理。5 化学氧化法含甘油废水可用臭氧处理，其氧化产物均可被生化氧化。在紫外光照的催化下，可加速臭氧氧化反应的进行，甘油的分解速率能得到大大的增加。六、污水处理生化调试（一）污泥的培养方法有同步与异步培养与接种，同步是培奍与驯化同时进行或交替进行，异步是先培后驯化，接种是利用类似污水的剩余污泥接种。活性污泥可用糞便水经曝气培养而得，因为粪便污水中，细菌种类多，本身含有的营养丰富，细菌易于繁殖。通常为了缩短培菌周期，我们会选择接种培养。先说粪便水培菌具体步骤：将经过过滤的粪便水投入曝气池，再用生活污水或河水稀释，至BOD约为300-400，进行连续曝气。这样过二，三天后，为补充微生物的营养物质和排除由微生物产生的代谢产物，应进行换水，换水根据操作情况分为间断和连续操作。1.间断操作：当第一次加料曝气并出现模糊的活性污泥绒絮后，就可停止曝气，使混合液静止沉淀，经1-1.5小时后排放上清液，把排放的上清液约占总体积的60-70%。然后再加生活污水和粪便水，这时的粪便水可视曝气池内的污泥量来调整，这样一直下去，直至SV达到30%。一般需2周，水温低时时间要延长。在每次换水时，从停止曝气，沉淀到重新曝气的总时间要控制在2小时之内为宜成熟的污泥应具有良好的混凝，沉降性能，污泥内有大量的菌胶菌和终生纤毛类原生动物，如钟虫，等枝虫，盖纤虫等，并可使污水的生化需氧量去除率达90%左右2.连续操作：在第一次加料出现绒絮后，就不断地往曝气池投加生活污水或河水，添加粪便水的控制原则与间断投配相同。往曝气池的投加的水量，应保证池内的水量能每天更换一次，随着培奍的进展，逐渐加大水量使在培养后期达到每天更换二次。在曝气池出水进入二次沉淀池后不久（0.5-1）就开始回流污泥，污泥的回流量为曝气池进水量的50%驯化的方法：可在进水中逐渐增加被处理的污水的比例，或提高浓度，使生物逐渐适应新的环境开始时，被处理污水的加入量可用曝气池设计负荷的20-30%，达到较好的处理效率后，再继续增加，每次以增加设计负荷的10-20%为宜，每次增加负荷后，须等生物适应巩固后再继续增加，直至满负荷为止。如果被处理工业污水中，缺氮和磷以及其它营养物时，可根据BOD：N：P为100：5：1的比例来调整。个人认为在此阶段，必要的超赿管路要具备，工艺没设计的可用消防管代替。而且各种分析要跟上去，和种参数需及时测定，特别是镜检，因为有经验的人可能通过镜检和数据就可以很好的完成任务，另外良好的心理素质也比较重要，有些现象要果断处理，有些则需等侍再认定上面是异步法，同步就是在污泥培养过程中，不断加入工业污水，使污泥在增长过程中逐渐适应工业污水的环境，这样虽可缩短培养和驯化的时间，但在这一过程中发生的问题，又缺实践经验则难以判断问题出在哪一个环节上。若有条件，就 是接种培养，这样可缩短时间，若是相似的污水的污泥，更可提高驯化效果。（二）试运行当活污泥培驯成熟后，下一步则应进行以确定最佳条件为目的的试行动阶段，首先以设计条件为中心，设定几个阶段的条件以制定试运行计划，一般作为变数考虑因素有混合液内活性污泥浓度。回流率，曝气量，二沉池的混合液和污泥的泥令，污水进水的方式是连续还是间断的。将这些因子组成几种试验条件，观察各个条件下的处理效果。在这个时候，应当注意的是培育成适应于某些处理条件下的污泥是需要一定时间的，不可能象物化那样，马上效果就出现了，因此，用条件变更后短时间内的处理结果来判断会产生误差。应当是多观察处理水质和污泥的性质，在这些参数稳定后再进行正式试验。一般需要3-4周比较稳定。按生化原理：要求在曝气池内保持适宜的微生物与营养物的比例，供给的氧，适应的搅拌强度，一般用污泥负荷加以控制，污泥浓度应天天测，根据浓度或SV，便可控制污泥回流率和剩余污泥量，并可获得这方面 的运行规律。另外剩余污泥量也可通过相应的泥龄来控制。关于供氧量，要满足两方面的需要，一是混合，一是生物生长需要。在最高负荷时，溶氧也应该在1以上，空气量过大也不行，会导致污泥解絮，当污泥负荷超过0.35时，所需的空气量差不多是一定的，在0.25以下时，所需空气是急剧增加的，其原因是在污泥负荷为0.35-0.5时，氧化和吸附是均衡的，生物的耗氧量降解量与需氧有一定的关系。但在低负荷时，相当部分污泥为氧化所破坏，此外，因易于产生硝化作用，因此所需的空气量大增。减量曝气法，氧化慢于吸附，且曝气时间短，所需空气量更少。污泥回流根据浓度而定，回流少是经济的，尽量使用高浓度污泥，为此在二沉池内积存大量污泥是合适的，但应避免污泥停留过长，腐败上浮。关于进水的方式无太大的影响，根据实际情况来比较。如果曝气池的容积不够大或污泥回流有限制的话，应采用阶段进水，这样会减少冲击的影响原生动物的指示作用1指示活性污泥性质(1)污泥恶化。活性污泥絮凝体较小，往往在0.10.2 mm以下。主要出现以下优势原生动物：豆形虫属、肾形虫属、草履虫属、瞬目虫属、波豆虫属、尾滴虫属、滴虫属等。这些都属于快速游泳型的种属。污泥严重恶化时，微型动物几乎不出现，细菌大量分散，活性污泥的凝聚、沉降能力下降，处理能力差。(2)污泥解体。絮凝体细小，有些似针状分散。主要的优势原生动物有：变形虫属、简便虫属等肉足类。(3)污泥膨胀。活性污泥沉降性能差，SVI值高。由于丝状菌的大量生长，出现能摄食丝状菌的裸口目旋毛科、全毛类原生动物及拟轮毛虫等。(4)污泥从恶化恢复到正常。通过反应参数和环境的改变，活性污泥从恶化状态恢复到正常的过渡期常常有下列原生动物出现：漫游虫属、斜叶虫属、管叶虫属等，这些都属于慢速游泳或匍匐行进的生物。(5)污泥良好。易成絮体，活性高，沉降性能好。出现的优势原生动物为：钟虫属、累枝虫属、盖虫属、有肋盾纤虫属、独缩虫属、各种吸管虫类、轮虫类、寡毛类等这些均属于固着性种属或者匍匐性种属。2指示反应操作环境(1)优势种属。Modoni在1988年对污水处理厂进行这方面的研究，总结出：高负荷、曝气量相对不足时，小鞭毛虫占优势；过短的水力停留时间，造成小的游泳型纤毛虫占优势；非常高的负荷或存在难降解的物质时，出现小的裸变形虫和鞭毛虫；大量出现匍匐性和固着性纤毛虫或有壳变形虫时，表明运行环境良好，处理效果好。另外有研究证明，溶解氧不足易出现阿托氏菌属、扭头虫属和新态虫属等；而过分曝气则出现肉足类及轮虫类；有机负荷很低，出现硝化作用时，能观察到游仆虫属、旋口虫属、表壳虫属、鳞壳虫属及轮虫等；在除氮污水厂，低负荷，长水力停留时间及高溶解氧的场合，有壳变形虫是最好的指示生物(2)形态变化。在一定条件下，原生动物能分泌胶质并形成膜将虫体包围起来，形成孢囊。大多数孢囊用以保护虫体免受不利的环境因素(如温度不适，pH值变化，食料短缺等)的影响。待环境转好时，虫体能恢复活力，脱孢而出。同样，鞭毛虫的鞭毛在条件不利时，鞭毛消失，条件适宜时，又重新生出。当曝气池中溶解氧降低到1 mgL以下时，钟虫生活不正常，体内伸缩泡会胀得很大，顶端突进一个气泡，虫体很快会死亡；当pH值突然发生变化超过正常范围，钟虫表现为不活跃，纤毛环停止摆动，虫体收缩成团。所以虽然观察到钟虫数量较大，但虫体萎靡或变形时，则反映出细菌的活力在衰退，污水处理效果有变差的趋势。（三）伴随着生化有时会有大量的泡沫出现污水处理中泡沫原因1.水中含有表活性物质2 丝状菌过量生长会导致菌胶团携带大量空气从而在水面形成稳定的,难以去除的浮渣泡沫,现在已证明丝状菌的过量生长是生成泡沫的主要原因3如果废水中含有过量的脂肪酸,系统的污泥停留时间较长,污泥回流率较低,较低的F/M比会造成丝状菌的过量生长,导致泡沫产生消除和控制:常用的有:表面高速流喷射,控制污泥停留时间提高回流比和F/M比消泡剂的使用对生物相的补充：应该树立这样一个基本思想：每种废水的生物相均有所不同！找出稳定运行时常见的几种微动物数量变化来指导运行管理或是预测，才是最佳的方法。意思就是：每种废水，不论是废水的种类或是相同种类的不同水质情况下，生物相是有所不同的，不能互相套用。看虫相应以类来看，不能片面看某种，这样会让你发神精的。但总有一规律：就是生物相在不同的阶段总是由某种或说某类虫相占优势的，在处理稳定的情况下变化不是很大，但如果出现很大的变化：质的变化（另一类虫相占优势）或量的变化（某种异常活跃，个体非常饱满），这应该引起重视，并同时与测出的数据和水的表观结合起来看（如颜色，味道，SV或是膜观），这样方便判断。强调的一点