污水处理方法

1、污水处理方法污水处理方法湖南大学土木工程学院 组员 黄海 周志宇 吴子豪 孙家琪 彭菲 杜莹 黄塘甥 王忠玉 姜顺彬 污水处理方法01020304常规活性污泥法常规活性污泥法高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法污泥消化法污泥消化法延时曝气法延时曝气法设计之美常规活性污泥法工艺流程常规活性污泥法常规活性污泥法高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法污泥消化法污泥消化法延时曝气法延时曝气法常规活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法，由英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）于1912年发明。由一次沉淀池、曝气池、二次沉淀池、曝气设备以及污泥回流设备等组成，主要构筑物是曝气池和二次沉淀池。基本组成及特点曝气池

2、及曝气设备曝气池及曝气设备二沉池二沉池回流系统回流系统剩余污泥排放系统剩余污泥排放系统n 作为反应主体，提供足够的溶解氧。n 进行泥水分离，保证出水水质；保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。 n 维持曝气池的污泥浓度，改变回流比，改变曝气池的运行工况。n 是去除有机物的途径之一，维持系统的稳定运行。 活性污泥系统有效运行的基本条件03020104废水中含有足够的可容性易降解有机物No.1 活性污泥在池内呈悬浮状态No.3混合液含有足够的溶解氧No.2活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥，且无有毒有害的物质流入。No.4研究微生物阶段的原因 在废水生物活性污泥处理

3、系统中，活性污泥与细菌有着极为相似的生长规律。系统处于不同的运行状态所采用的微生物所处的生长阶段不同，或处于静止期，或处于对数生长期，或处于衰亡期等。 根据废水水质的具体情况，主要是废水中有机物浓度，利用不同生长阶段的微生物对废水中的有机物进行消化，达到净化废水的目的。因此，在废水生物处理过程中，正确选择不同阶段的微生物并将微生物维持在合适的阶段极为重要。 一般来说，常规活性污泥法和生物膜法处理废水时利用生长率下降阶段的微生物，包括减速器、静止期的微生物，而不用生长率上升阶段的微生物。因为生长率上升阶段的微生物代谢活力很强，生长繁殖速率很快，需消耗大量的营养物质，能去除废水中有机物也较多，但必

4、须要求废水维持在较高的有机物浓度，而常规活性污泥法属于连续培养方式，在进水有机物浓度高的情况下，出水中残留的有机物含量也会相应增加，难以达到出水要求。研究微生物阶段的原因p 另外，该阶段的微生物生长繁殖茂盛，细胞表面的黏液层和荚膜尚未生成，微生物运动活跃而不形成菌胶团，沉降性差，从而导致出水水质差，所以不采用生长率上升阶段的微生物。p 而静止期的微生物，代谢活力虽然不如对数期，但仍有相当的代谢活力，既具有去除有机物的能力，又有利于荚膜等结构的形成，易于凝聚和沉降，处理效果仍然较好。此时微生物最大的特点是体内积累了大量储存物，如易染粒、聚-羟基丁酸、黏液层和荚膜，产生了荚膜物质，强化了微生物的生

5、物吸附能力，且凝聚和沉降能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质较好。p 所以为了获得既具有较强的氧化和吸附有机物的能力，又具有良好的沉降性能的活性污泥，在实际中常将活性污泥控制在减速生长末期和内源呼吸初期。“活性污泥活性污泥的增殖规律及其的增殖规律及其应用应用“活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。活性污泥的增殖曲线注意：1)间歇静态培养；2)底物是一次投加；3)图中同时还表示了有机底物降解和氧的消耗曲线。适应期 02经过适应期后，微生物从数量上可能没有增殖，但发生了一些质的变化01是活性污泥微生物对于新的环境条件

6、、污水中有机物污染物的种类等的一个短暂的适应过程03a.菌体体积有所增大；b.酶系统也已做了相应调整；c.产生了一些适应新环境的变异。BOD5、COD等各项污染指标可能并无较大变化对数增长期l F/M值高，所以有机底物非常丰富，营养物质不是微生物增殖的控制因素；l 微生物的增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，它仅由微生物本身所特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身的生理机能的限制；l 微生物以最高速率对有机物进行摄取，也以最高速率增殖，而合成新细胞；此时的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活动能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮凝体，污泥的沉淀性能不佳；l 活性污泥的代谢速率

7、极高，需氧量大；l 一般不采用此阶段作为运行工况，但也有采用的，如高负荷活性污泥法。减速增长期F/M下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生物增殖的控制因素；微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比，为一级反应；有机底物的降解速率也开始下降；微生物的增殖速率在逐渐下降，直至在本期的最后阶段下降为零，但微生物的量还在增长；活性污泥的能量水平已下降，絮凝体开始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较大改善，并且整个系统运行稳定；一般来说，大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行工况控制在这一范围内的。内源呼吸期CONTENTS内源呼吸的速率在本期之初首次超过了

8、合成速率，因此从整体上来说，活性污泥的量在减少，最终所有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物，而这些物质多是难于降解的细胞壁等；污泥的无机化程度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差；有机物基本消耗殆尽，处理水质良好；一般不用这一阶段作为运行工况，但也有采用，如延时曝气法。曝气池的形式与构造01n根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械鼓风曝气池；n根据曝气池的形状，可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种。类型02 推流式曝气池 完全混合式曝气池 循环混合式曝气池：氧化沟流态03曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合的要求，因此，曝气池的构造首先取决于曝气方式和所

9、采用的曝气装置。构造推流式与完全混合式循环混合式设计之美高负荷活性污泥法工艺流程02沉淀池01格栅03浓缩池04鼓风机房05消毒接触池概述： 和曝气池的构造等方面与传统法基本相同。曝气池表面呈长方形，在曝气和水力条件的推动下，曝气池中的水流均匀地推进流动，废水从池首端进入，从池尾端流出，前段液流与后段液流不发生混合。工艺流程基本组成常规活性污泥法常规活性污泥法高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法污泥消化法污泥消化法延时曝气法延时曝气法 从城市排水管网来的污水，经过格栅、沉砂池等预处理装置去除漂浮物和一部分悬浮物后，进入到活性污泥生化反应器中，同时从二次沉淀池连续回流的活性污泥，作为接种污泥，也于此

10、同时进入生化反应器，而从鼓风机房送来的压缩空气，通过安装在生化反应器底部的曝气器，以微小气泡的形式进入污水中，其作用除向污水充氧外，还使生化反应器内的污水、活性污泥处于剧烈搅动的状态，形成混污合液。工艺流程基本组成常规活性污泥法常规活性污泥法高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法污泥消化法污泥消化法延时曝气法延时曝气法 经过活性污泥净化过的混合液由生化反应器的另一端流出进入二次沉淀池，在二次沉淀池中进行固液分离，活性污泥通过沉淀与污水分离，澄清后的污水排出，与消毒剂混合流入消毒接触池，最后排向农灌管网或贮水窖。而经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部由污泥回流泵抽出，一部分回流曝气池中，其余部分则作为剩余污

11、泥排出系统后，经浓缩池浓缩后输送至污泥干化场，污泥经自然干化后变成泥饼用作农家肥。主要特点所适用地区主要去除物处理效果低不设初沉池系统和曝气池的构造等方面相同，区别在于未设置初沉池。BOD有机负荷率高，曝气时间短，曝气时间约为1.53h，曝气池中的MLSS约为200500mg/L,处理效果较差(BOD去除率70%左右）,一般作为前处理。高负荷活性污泥系统对有机物的去除以絮凝、吸附、沉淀作用为主对COD(包括SCOD、PCOD)、BOD，、SS(VSS)有较高的去除效果；对氮、磷有一定的去除作用。高负荷活性污泥法作为污水资源化的处理工艺，处理流程简单、基建投资和运行费用较低，是解决经济欠发达地区

12、水资源短缺和水污染严重的一种最佳并切合实际的方法。需采用微生物的阶段 02高负荷活性污泥系统中，微生物处于对数增殖期，菌体增殖显著，但由于絮凝体形成菌的大量繁殖而形成密实的絮凝体，故絮凝体在整体上具有良好的沉降性能01由于泥龄短(平均为043天)，活性污泥主要由细菌群落组成，增殖速度较慢的丝状菌难以在系统内存留，从而控制了污泥膨胀。03 此外，由于不设初沉池，系统中的活性污泥絮凝体絮凝吸附了大量的来自原水的悬浮颗粒，增加了絮凝体的比重而有利于活性污泥的沉降，使得出水中悬浮物和挥发性悬浮物浓度显著降低。THANKS概述 好氧厌氧好氧 采用需氧生物处理以降解和稳定污泥中的有机物的，称需氧消化。常用

13、于处理剩余活性污泥，曝气时间随温度而异，20C时约需10天，10C时约需15天，需氧消化的余泥不易浓缩。厌氧污泥消化方法有好氧消化法和厌氧消化法两种，是分别利用需氧微生物和厌氧微生物的代谢作用使污泥稳定化污泥中的有机物在无氧条件下，被细菌降解为以甲烷和二氧化碳为主的污泥气和稳定的污泥（称消化污泥）。厌氧消化工艺流程厌氧特点 理论上效率更高，系统更优化，由酸发酵池及甲烷发酵池串联而成，两段可有不同的组合方式，抗冲击负荷及毒物的能力强，运行稳定，酸化池可采用较低温度。工艺将生理条件完全不同的发酵细菌和甲烷细菌两大菌群进行的生化过程分别在两个容器中顺序独立完成，并且维持各自的最佳环境条件，就形成了两

14、相厌氧消化系统。消化池进排泥系统搅拌系统加热系统集气系统厌氧消化工艺流程消化池进排泥系统搅拌系统加热系统集气系统消化池进排泥系统搅拌系统加热系统集气系统好氧消化原理u 污泥好氧消化的基本原理是使微生物处于内源呼吸阶段，以其自身生物体作为代谢底物获得能量和进行再合成。u C5H7NO2+5O2+H+5CO2+NH4+2H2O+能量u 由于污泥好氧消化时间可长达1520d,利于世代时间较长的硝化菌生长， 故还存在硝化作用 NH4+202N03-+H20+2H+u 上述反应都是在微生物酶催化作用下进行的，其反应速率以及有机体降解规律可以通过参与反应的微生物活性予以反映。 消化池进排泥系统搅拌系统加热

15、系统集气系统好氧消化工艺流程及特点对比1.传统工艺 传统的污泥好氧消化工艺的基本原理主要足使污泥中的微生物进入内源呼吸阶段进行自身转化，从而使污泥减量，其常用的工艺流程主要有连续进泥和间歇进泥2种，其工艺流程如下图所示：消化池进排泥系统搅拌系统加热系统集气系统好氧消化工艺流程及特点对比2.缺氧/好氧消化工艺 即在 CAD工艺的前端加一段缺氧区，使污泥在该段发生反硝化反应，其产生的碱度可补偿硝化反应中所消耗的碱度,所以不必另行投碱就可使 pH 值保持在7左右。通常 A / AD 可通过2种方法实现，如下图所示消化池进排泥系统搅拌系统加热系统集气系统好氧消化工艺流程及特点对比3.自热高温好氧工艺污

16、泥自热高温好氧消化是利用有机物好氧氧化所释放的代谢热，达到并维持高温，而不需要外加热源。该法与普通好氧消化相比反应速度快、停留时间短、基建费用低、改善污泥沉淀脱水性能等优点，而且可全部杀灭病原体，不需进一步消毒处理。如下图所示：消化池进排泥系统搅拌系统加热系统集气系统好氧消化工艺流程及特点对比：厌氧消化的微生物变化01根据厌氧消化三阶段理论，复杂有机物的厌氧消化过程主要包括水解、产酸和产甲烷三个阶段由多种相互依存的细菌群（兼性厌氧细菌和厌氧细菌）来完成复杂的基质混合物最终转化为甲烷和二氧化碳，并合成自身细胞物质。每一阶段各有其独特的微生物类群.。分段02在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物，蛋

17、白质与脂肪酸水解发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等。起作用的细菌: 主要包括纤维素分解菌、脂肪分解菌、蛋白质水解菌。水解阶段03在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化为氢、二氧化碳和乙酸。起作用的细菌:主要产氢产乙酸细菌群，利用水解阶段的产物产生乙酸、氢气和二氧化碳等。产酸阶段04起作用的细菌是:产甲烷菌，利用乙酸、丙酸、甲醇等化合物为基质，将其转化成甲烷，其中乙酸和H2/C02是其主要基质。起作用的细菌：产甲烷菌，绝对的厌氧菌，代谢产物主要是甲烷。产甲烷阶段厌氧消化的作用机理有两段论、三段论、四段论之分。就两段论可以分为产酸阶段和产甲烷阶段。三段分为水解、产酸和产甲烷

18、阶段。四段水解、酸化阶段，乙酸化阶段，甲烷化阶段 以下主要阐述一下三段论(较为公认的理论模式)：好氧消化的微生物变化 污泥的需氧消化法是在不提供新鲜的营养物质的前提下对污泥进行曝气。随着污泥中原有营养物质的不断减少，微生物细胞逐步被氧化，污泥中的微生物就进入内源呼吸阶段。其中一部分微生物细胞被氧化成二氧化碳、氨和水，同时释放出能量作为另一部分微生物合成新细胞的能源。ATP污泥消化采用的微生物的阶段 对于有机物含量低、BOD5/COD0.3、可生化性差的废水，可用衰亡期微生物处理。在污泥好氧消化和厌氧消化中，均采用衰亡期的微生物处理。因为污泥消化的目的是使污泥减量化和稳定化，使污泥在好氧或厌氧条

19、件下尽可能保持长的时间停留，微生物细胞以储存物、酶、甚至细胞本身的蛋白质作为营养，进行内源代谢，并随着营养物质的逐渐耗尽，细胞的生长明显受阻，菌体自溶、解体、死亡，结果使细菌总数不断下降，污水提高有机负荷，达到污泥减量和稳定的目的。构筑物 厌氧消化厌氧消化 消化池污泥厌氧消化的构筑物可用化粪池、双层沉淀池或消化池，一般用消化池。消化池多为圆形，直径一般为635米，池壁高515米，池底为圆锥形，底坡25左右。池盖有固定式和浮动式两种。池盖上设有检修口、集气管等装置。浮动池盖可随污泥面升降，保证池内压力高于大气压，防止空气侵入池内形成可爆混合气体而引起消化池瀑炸。消化池还装有各种管道。 好好氧消化

20、氧消化 好氧消化池的构造与完全 混合好氧消化室，进行污泥消化；泥液分离室，便污泥沉淀回流并把上清液排除；消化污泥排泥管；曝气系统，由压缩空气管，中心导流筒组成，提供氧气并起搅拌作用。 构筑物污泥消化池延时曝气延时曝气法法工艺流程特点微生物阶段构筑物概述定义又名延时曝气活性污泥法，或完全氧化活性污泥法，是50年代初期在美国开始应用的。指长时间曝气使微生物处于内源代谢阶段生长的活性污泥法废水生物处理系统。特点其特点是曝气时间长（约1-3天），微生物生长控制在内源代谢阶段，因此，排泥量很少，管理方便，处理效果也较好（BOD去除率达85-95%）。但由于曝气时间长，曝气池的建造费和耗电费用都较高。适用延时曝气法此法适用于小型处理站（如小于3800m3/d），处理有机物浓度较高或处理要求较高的废水。采用完全混合的运行方式。工艺流程特点微生