废水生物处理基本原理18068ppt课件

废水处理设备，班主任：郭勇，工艺装备和安全工程系，第一章利用废水生物处理的基本原理，环境工程和化学工程的手段和方法，开发了以微生物作用为主体控制和管理水污染的新方法。 废水生物处理：代表：活性污泥法、生物膜法、厌氧处理法、生物脱氮、除磷等技术，第一章废水生物处理的基本原理，基本概念“好氧”:这种生物只有在分子态氧(O2 )的存在下才能进行正常的生理生化反应。 “厌氧”是指在不存在分子氧的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物。 第一章废水生物处理的基本原理，有机污染物好氧微生物处理的一般途径，第一章废水生物处理的基本原理，废水好氧生物处理过程中有机物代谢和微生物合成，可用以下基本图表示：第一章废水生物处理的基本原理，1914年在英国建立第一个活性污泥污水处理试验站作用原理：普通活性污泥法是基于废水自净化作用原理发展起来的。 第一节活性污泥法、第一章废水生物处理的基本原理、第一章废水生物处理的基本原理、活性污泥法的特征：曝气池的污泥浓度一般控制在23g/L，废水浓度高时采用高数值。 废水在曝气槽中的滞留时间(HRT )根据废水中的有机物浓度，经常采用48小时。 逆流污泥量约为供水流量的25%50%左右，BOD和浮游物去除率高，达到90%95%左右，第一章废水生物处理的基本原理、不足点：对水质变化的适应力不强供给的氧不能充分利用。 在曝气槽前端废水的水质浓度高、污泥负荷高、需氧量大，与此相对，后端相反，空气大多沿池长均匀分布，这导致前端的氧气供给量不足，后端的氧气供给量过剩。 因此，在处理相同水量的情况下，与其他类型的活性污泥法相比，曝气池较大、占地多、能源成本高。 第一章废水生物处理的基本原理，第二、阶段曝气活性污泥法又称多点入水活性污泥法，是普通活性污泥法的简单改进，能够克服普通活性污泥法的供氧和氧不平衡的矛盾。 曝气槽的容积与普通活性污泥法相比可以缩小30%左右，但其出水比普通活性污泥法差。 第一章废水生物处理的基本原理，三、递减曝气法是克服普通活性污泥法曝气槽供氧、氧气不平衡的另一个改善方法，就是使曝气槽供氧沿活性污泥的推进方向逐渐减少，这就是递减曝气法。 该工艺随着曝气槽中有机物浓度的前进而下降，污泥的需氧量也下降，曝气量也相应减少，第一章废水生物处理的基本原理，第一章废水生物处理的基本原理，第四，吸附再生活性污泥法根据废水净化的机理，测定污泥对有机污染物的初期第一章废水生物处理的基本原理特征： (1)回流污泥比普通活性污泥法多，回流比一般在50%100%左右。 (2)吸附池和再生池的总容积比普通活性污泥法曝气池小得多，空气使用量不增加，减少了占地面积，降低了成本。 (3)具有较强的调节平衡能力，应对进水负荷变化的(4)缺点是去除率低于普通活性污泥法，特别是在溶解性有机物多的工业废水中，处理效果不好。 第一章废水生物处理的基本原理是，五、完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法的流程与普通活性污泥法相同，但废水和回流污泥一进入曝气池，就能与池内存在的混合液充分混合。(a )使用扩散空气曝气器的完全混合活性污泥法工艺流程(b )使用机械曝气的完全混合活性污泥工艺流程(c )合建式圆形曝气沉淀池、第一章废水生物处理的基本原理、第一章废水生物处理的基本原理、优点：微生物的代谢速度非常高。 废水水力停留时间短，系统负荷高，建筑物占地面积少。 缺点：出水水质差，容易引起丝状菌过度生长的污泥膨胀等运行问题，第一章废水生物处理的基本原理为：六、逐次活性污泥法逐次活性污泥法(sequenceingbatchroctor，简称SBR )是国内外新开发的活性污泥法， 其技术特点将曝气池和沉淀池融为一体，生化反应分批进行，但基本工作周期由入水、反应、沉淀、排水和闲置5个阶段构成，第一章废水的生物处理的基本原理是，SBR具有以下特点：1.结构简单，节约投资，二沉池、回流装置和调节池2、控制灵活，能满足各种处理要求的一个循环中各阶段的运转时间、总停留时间、供给量等可以根据供水水质和出水要求进行调节。 3、活性污泥性状好，污泥收率低，污泥结构紧密，沉降性能良好。 另外，由于沉降期几乎是在静止状态下沉淀的，所以污泥沉降时间短，效率高。 由于SBR运行周期处于淡季，污泥处于内源性呼吸阶段，所以污泥产量低。 4、脱氮效果好，第一章废水生物处理的基本原理是：CAST工艺：作为SBR工艺的变形，CAST系统以一定的周期和阶段处理污水。 各循环由以下阶段构成，重复：充水/曝气； 充水/沉淀投水偶像。 图1-7CAST系统的反应池结构l，选择器2 .厌氧区3，主反应区，第一章废水生物处理的基本原理是，2 .在曝气阶段生化反应的推动力很大：这有助于减少曝气池的容积，减少工程投资。 3 .沉淀效果好，能有效地防止污泥的丝状膨胀。 4 .运行灵活，抗冲击性强。 进行脱氮除磷时，可以通过间歇曝气控制反应槽的溶解水平，提高脱氮除磷的效果。 5.CAST技术可应用于大型、中型和小型污水处理工程，比SBR技术的应用范围更广。 6 .驾驶稳定性好。 7 .基质去除率高。 8 .剩馀污泥量小，性质稳定。 第一章废水生物处理的基本原理是、七、生物吸附氧化法(AB法)，第一章废水生物处理的基本原理是、七、生物吸附氧化法(AB法)A级和b级的污泥回流完全分离，因此有二级组成和功能不同的微生物种群A级以极高的负荷运行， 其污泥负荷率大于2.0kgBOD/(kgMLSSd )，水力滞留时间为0.5h左右，对于不同的入水水质，a级能够以好氧或缺氧方式运行B级低负荷运行，污泥负荷率不足0.3kgBOD/(kgMLSSd )。 第一章废水生物处理的基本原理，八、延迟曝气法是延迟曝气，又称为完全氧化活性污泥法，是长时间曝气的活性污泥法。 低负荷方式运行，去除率高，污泥量少，第一章废水生物处理的基本原理，九、氧化沟连续环式反应槽通常简称为氧化沟，是活性污泥法的变形，是延迟曝气的特殊形式。图1-10卡塞尔氧化槽的示意图，第一章废水生物处理的基本原理，特征运转负荷低，处理深度大的曝气装置只是设置在氧化槽的局部区域，由于离曝气机不同的距离形成了好氧、缺氧及厌氧区域，因此，具有脱氮、脱氮功能污泥沉降性能没有臭味耐冲击负荷、适应性大污泥产量少动力消耗低，采用旋转刷曝气时，噪音也极小。 第一章废水生物处理的基本原理，第一章废水生物处理的基本原理，第一章废水生物处理的基本原理，十、活性污泥法其他几种运转方式，1 .喷射曝气技术称为利用喷射曝气器填充氧的活性污泥法，喷射曝气活性污泥法。 根据空气补给的方式，分为供气式喷射曝气(从鼓风机供给的压力气体源)和自吸引式喷射曝气(用喷气式飞机直接吸引外部气体)。 前者效率高，为1.62.2goo2/kwh (鼓风机3mm穿孔管中层曝气时，动力效率一般为1.0kgO2/kWh左右)，鼓风机产生一定的噪音污染的后者虽然动力效率低，但在已经达到1.12.0kgO2/kWh的同时第一章废水生物处理的基本原理，十、活性污泥法的其他几种运行方式，2 .纯氧曝气技术的特征是密封纯氧、曝气池，提高供氧效率和有机物分解效率。 其优点是溶解氧饱和值高，氧传递速度快，生物处理速度提高，曝光时间短，仅1.53.0h，污泥浓度约40008000mgMLSS/L，处理效果好。 其缺点是纯氧的制造过程复杂、容易故障、运行管理麻烦的曝气池被密封，对结构要求提高的混入浸水中的挥发性碳氢化合物容易在密封的曝气槽中蓄积，容易引起爆炸， 曝气槽必须考虑防爆措施，生成的CO2也会上升气体中的CO2分压，溶解于液体中，降低pH，妨碍生物处理的正常运行，影响处理效率。 在现有纯氧供给的工业园区内或地方异常紧张的情况下使用该方法是合适的。 第一章废水生物处理的基本原理，十、活性污泥法的其他几种运行方式，3 .加料式活性污泥法的各过程在运行中最重要的是保持活性污泥的活性和凝聚性(沉淀性能)。 由于活性污泥的凝聚性能容易受到入水水质和外部因素的影响，因此会引起二沉池出水浮游泥等异常现象。 此时，如果向曝气池投入粉末活性炭、凝集剂或其池化学药剂，就能获得良好效果，即所谓的“加料式”活性污泥法。 其中多投入粉末活性炭，也称为PACT法(粉末活性污泥法)。 第一章废水生物处理的基本原理，第二节生物膜法，优点：供氧充足，遗传条件好采用轻量塑料填充剂后，构筑物轻，填充剂比表面积大设备处理能力大，处理效果好，滤池苍蝇不生长，气味小，卫生条件好。 生物膜法和活性污泥法的主要区别在于生物膜在固体填充物(或载体)表面固定生长，活性污泥以絮凝(floc )方式悬浮在处理构筑物中生长。 第一章废水生物处理的基本原理是、1.2.1的概要和基本原理，生物膜法是通过附着在固体介质表面的微生物净化有机物的，因此该方法也被称为生物过滤法。 生物膜法的缺点：固体表面附着的微生物量难以控制，运转操作伸缩性差，过滤材料表面积小，BOD容积负荷有限，采用了空间效应差的自然通风支撑，在生物膜的内层形成了厌氧层，缩小了具有净化功能的有效容积。 但是由于新技术的新过滤器开发成功，生物膜法作为良好的好氧生物处理技术被广泛应用。、1.2.1的概要和基本原理，生物膜法的类型： (1)润滑壁型生物膜法废水和空气沿固定或旋转接触介质表面的生物膜流动，例如生物滤池和生物刻度盘等； (2)浸泡式生物膜法生物膜载体完全浸泡在水中，用吹气曝气供氧。 在载体固定的情况下，被称为接触氧化法的载体流动的情况下，被称为生物流动层的有：、1.2.1的概况和基本原理，1、生物膜的形成和特征膜好氧层和厌氧层生物膜的剥离和厚度，、1.2.1的概况和基本原理，2、生物膜中的物质移动有机物供给，3， 生物膜净化废水的原理、1、生物滤池的结构、生物滤池由过滤床、布水设备和排水系统三部分组成。 1.2.2生物滤池、1.2.2生物滤池、1、生物滤池的结构、1、生物滤池的结构、1、过滤床、过滤床由滤材构成。 过滤材料是挂膜介质，对生物滤池的工作性能有很大影响。 对过滤材料的基本要求是，(1)每单位体积的过滤材料的表面积大；(2)气孔率高；(3)材质轻强度高；(4)物理化学性质稳定，不危害微生物增殖；(5)廉价，采访方便。 过滤器粒径的过滤器粒径越小，表面积越大，挂的生物膜越多，但由于污泥的堆积堵塞，影响通风。 通常采用的滤材的粒径如下：普通生物滤池为2550mm，高负荷生物滤池为5060mm。 另外，在过滤池底部的集水孔板上设置了垫层高度2030cm、粒径100150mm . 另一方面，生物过滤池的构造，塑料过滤材料的表面积达到100200m2/m3，气孔率高达8095%，空气流通良好，因此布水均匀时能承受高负荷。 (早期使用的碎石滤材，比表面积65100m2/m3、气孔率45%50%左右，其粒径为38cm左右)过滤床高度与滤材的密度密切相关。 由石质过滤材料构成的过滤床的高度一般在12.5之间(1.11.4t/m3 )。 塑料过滤材料(100kg/m3 )过滤床一般采用双重过滤床，高度为7m左右或者采用多层“塔”结构，高度在10m以上。、一、生物滤池的构造、一、生物滤池的构造、2、布水设备、旋转布水器的优点是布水比较均匀，洒水周期短，有水力清洗作用强的缺点时容易堵塞喷水孔，低温时采用防冻措施，在圆形游泳池的设置布水设备的目的是使污水能均匀分布在整个滤床表面。 固定式布水装置由于断断续续地布水，布水不均匀，供水水头高(配水面高度为0.92.1m )，所以现在的应用很少。、一、生物滤池的构造，3、排水系统的池底排水系统由池底、排水伪底和集沟构成。 池底排水系统的作用是(1)收集从过滤床流出的污水和生物膜(2)保证换气(3)支撑过滤器。三、生物滤池的类型和运行系统、生物滤池的分类、普通生物滤池的优点处理效果好，BOD5的去除率在90%以上，出水BOD5在25mg/L以下，硝酸盐含量在10mg/L左右，出水水质稳定。 缺点是占地面积大，容易堵塞(过滤率为12m/d左右)，影响环境卫生。、三、生物滤池的类型和运行系统，塔式生物滤池是超负荷生物滤池，水力负荷为80200m3/m2d，BOD负荷为23kg/m3d，净化效率也高。 三、生物滤池的类型和运行系统BOD负荷不同，因此三种滤池的差异： (1)BOD负荷高的滤池，生物膜生长快，对水力清洗的要求也很紧迫。 增大水力清洗的主要方法是增大表面负荷，其方法是提高过滤层的高度，将处理后的废水恢复到生物滤池的浸水中。 因此，低负荷生物过滤池的过滤材料层的高度通常只有23m左右，而且经常不采用回流对策的塔型过滤池的高度达到了20m，并且经常采用回流对策。 (2)对于BOD负荷高的过滤池，换气条件好，在采用自然换气的条件下，要求过滤材料的气孔率大、阻力小。因此，低负荷滤池的过滤材料粒径小(2570mm )，高负荷滤池的过滤材料粒径大(40100mm )，但塔型生物滤池最好采用塑料过滤材料。 (3)BOD负荷低的生物滤池的氧化分解程度高，