水处理工程技术：5.5 工业废水的生物处理

1、工业废水的生物处理,工业废水的生物处理,一、工业废水的可生化性 二、工业废水的好氧生物处理 三、 工业废水的厌氧生物处理 四、 工业废水的厌氧、好氧处理,一、工业废水的可生化性,1）水质指标 （2）微生物耗氧速率 （3）微生物脱氢酶活性 （4）有机化合物分子结构,一、工业废水的可生化性,可生化性也称生物可降解性，即工业废水中有机污染物被生物降解的难易程度。 （1）水质指标 BOD5/CODcr,体现废水中可生物降解的有机物占总有机物量的比值，用该值来评价废水在好氧条件下的微生物可降解性。 BOD5/CODcr0.45时，废水易生物处理； 0.300.45之间时可生化处理，比值越高，表明废水采用

2、好氧生物处理所达到的效果越好,2）微生物耗氧速率,根据微生物与有机物接触后耗氧速率变化，可评价有机物的降解和微生物被抑制或毒害的规律。表示耗氧速率度随时间变化的曲线称为耗氧曲线。 处于内源呼吸期的活性污泥耗氧曲线称为内源呼吸耗氧曲线，投加有机物后的耗氧曲线称为底物(有机物)耗氧曲线。 一般用底物耗氧速率与内源呼吸速率的比值来评价有机物的可生化性,3)微生物脱氢酶活性,单位时间内脱氢酶活化氢的能力表现为它的活性，脱氢酶对毒物的作用非常敏感，有毒物存在时活性(单位时间内活化氢的能力)下降。通过测定微生物的脱氢酶活性可以用来评价废水中有机物的可生化性,4）有机化合物分子结构,有机物的生物降解性与其分

3、子结构有关： 对于烃类化合物，链烃比环烃易分解，直链烃比支链烃易分解，不饱和烃比饱和烃易分解。 官能团的性质、多少以及有机物的同分异构作用，对其可生化性影响很大。 含有羰基(R-CO-R)或双键(-C=C-)的化合物属中等程度可生物降解的化合物，微生物需要较长的驯化时间。 有机化合物在水中的溶解度直接影响可生化性，如油在水中的溶解度很低，很难与细菌接触并为其利用，因此油的生物降解性能差。 含有氨基(R-NH2)或羟基(R-OH)化合物的生物降解性取决于与基团连接的碳原子的饱和程度，并遵循如下的顺序：伯碳原子仲碳原子叔碳原子,二、工业废水的好氧生物处理,1.活性污泥法 （1）营养 （2）混合液温

4、度 2.生物膜法 （1）生物膜法处理工业废水特点 （2）生物滤池 （3）接触氧化,二、 工业废水的好氧生物处理,1.活性污泥法 （1）营养 微生物在其生命活动过程中，所需的营养物质包括：C、N、P以及Na、K、Ca、Mg、Fe、CO、Ni等。 （2）混合液温度 混合液温度在431范围内，反应速度常数K与混合液温度r的关系式可用下式表示： T混合液温度，； K20混合液温度为20时的反应速度常数，d-1； KT混合液温度为T时的反应速度常数，d-1； 温度修正系数,生活污水值为1.015，K值受温度影响较小。工业废水的K值一般受温度影响较大。对浓度较高的溶解性有机废水，为1.011.1。 工业废

5、水的值应通过试验确定。实践表明，温度为36时，污泥絮凝体良好且有原生动物存在，当温度为43时，污泥絮凝体发生解体且不存在原生动物和丝状微生物,2.生物膜法,1）生物膜法处理工业废水特点 生物膜对水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定； 生物膜中的生物相比活性污泥法丰富，沿水流方向生物种群分布合理； 不会发生污泥膨胀，运行管理方便； 存在高营养级的微生物，有机物代谢时较多地转化为能量，合成新细胞(剩余污泥)量较少； 微生物量较难控制，因而在运行方面灵活性较差； 设备容积负荷有限，空间效率较低,2）生物滤池,生物滤池采用塑料填料，有效高度可达12m，水力负荷可达230 m3/(m2d)。对于某些

6、工业废水，根据水力负荷及填料深度的不同，BOD去除率可达90%。 由于溶解性工业废水的反应速率比较低，对这类废水进行高去除率处理时，不宜选用生物滤池。但塑料填料滤池可用于高浓度废水的预处理,3）接触氧化,生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术，兼具两者的优点；是目前工业废水生物处理采用较广泛的一种方法。 工艺选择 生物接触氧化法有很多种处理流程，应根据废水种类、处理程度、基建投资和地方条件等因素来确定。 填料选择 填料的比表面积、生物附着性、是否易于堵塞、价格是重要因素。 停留时间确定 触停留时间越长，处理效果越好。接触停留时间应根据水质、处理程度要求、填料种类，通过

7、试验或同类工厂的运行资料确定,3）接触氧化,气水比的确定 确定气水比时应留有余地。 防止填料堵塞 填料选择时要考虑废水的水质，在处理高浓度有机废水时，选用不易堵塞的填料,三、工业废水的厌氧生物处理,1. 厌氧生物处理工业废水的特点 2. 厌氧生物处理方法 3. 工程应用,三、工业废水的厌氧生物处理,1.厌氧生物处理工业废水的特点 （1）处理效能高，容积小，占地面积小，可降低基建投资和运行费用； （2）能耗低，且可回收生物能源(沼气)，是产能型废水生物处理工艺； （3）污泥产量低，且生成的污泥较稳定； （4）应用范围广； （5）厌氧处理设备启动时间长； （6）处理后出水水质差，往往需要进一步处理

8、才能达到排放标准,厌氧接解法 厌氧膨胀床和厌氧流化床 厌氧生物滤池 厌氧生物转盘 UASB EGSB IC,2.厌氧生物处理方法,3.工程应用,厌氧接触法的工艺特征是在厌氧反应器后设沉淀池，污泥进行回流，使厌氧反应器内能维持较高的微生物浓度，降低水力停留时间，减少出水微生物浓度，在反应器与沉淀池之间设脱气器，维持约5000Pa的真空度，尽可能将混合液中的沼气脱除。但这种措施不能抑制产甲烷菌在沉淀池内继续产气，会导致沉淀池已下沉的污泥上翻，固液分离效果不佳，出水中SS、COD、BOD等各项指标较高，回流污泥浓度因此较低，影响到反应器内污泥浓度的提高。可采取下列措施： （1）在反应器与沉淀池之间设冷却器，使混合液的温度由35降至15，以抑制产甲烷菌在沉淀池内活动，冷却器与脱气器联用能够有效防止产生污泥上浮。 （2）投加混凝剂提高沉淀效果,四、工业废水的厌氧、好氧处理,厌氧处理后出水水质较差往往需要进一步处理才能达到排放标准。一般在厌氧处理后串联好氧生物处理。 以处理玉米为原料的淀粉废水为例，废水中主要含蛋白质、脂肪、纤维素等。废水先提取蛋白进行预处理，能够获得营养丰富的蛋白饲料，同时减轻后续生物处理的负荷。废水处理工艺流程如图5.4.3所示。 厌氧生物处理采用UASB反应器，大部分有机污染物在厌氧反应器中降解,四、 工业废水的厌氧、好氧处理,反应器采用38中温发酵，共4座，每座容积1