好氧生物法教程

好氧生物法主要内容1好氧生物法的基本原理L

2活性污泥法L3生物膜法L4自然生物法L1好氧生物法的基本原理1.1基本概念

所谓“好氧”：是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；所谓“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等。废水好氧生物处理过程中有机物的代谢及微生物的合成，可用下列基本图式来表示：废水好氧生物处理过程示意图1.2好氧生物处理的基本反应（1）氧化与合成反应（2）内源呼吸反应微生物对自身的细胞物质进行氧化分解，并提供能量即内源呼吸。内源呼吸反应式如下：（3）有机物在微生物作用下的好氧代谢的总反应为：1.3影响好氧生物处理的因素

影响好氧生物处理的因素主要是营养物、温度、pH、水中的溶解氧、毒物和废水中有机物的性质等。

（1）营养物质细胞组成中，C、H、O、N约占90～97%，其余3～10%为无机元素，主要的是P。生活污水一般不需再投加营养物质；而某些工业废水则需要，一般对于好氧生物处理工艺，应按BODNP=10051投加N和P。其它无机营养元素：K、Mg、Ca、S、Na等；微量元素：Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等；（2）温度是重要因素之一，在一定范围内，随着温度的升高，生化反应的速率加快，增殖速率也加快；细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或降并超过一定限度时，会有不可逆的破坏；最适宜温度15～30C，40C或

10C后，会有不利影响。（3）pH值一般好氧微生物的最适宜pH在59之间；pH5时，真菌将占优势，引起污泥膨胀；另一方面，微生物的活动也会影响混合液的pH值。（4）溶解氧废水的好氧生物处理中，微生物是以好氧微生物为主，必须使反应器中保证有足够的溶解氧，使微生物进行有氧呼吸。在好氧生物反应器中，溶解氧一般为2～4mg/L为宜。（5）有毒物质工业废水中，存在着对微生物有抑制、毒害作用的化学物质，如重金属及其化合物、酚、氰等。2活性污泥法主要内容2.1概述L

2.2活性污泥法的基本流程L2.3活性污泥降解有机物的过程L2.4

活性污泥的性能及其评价指标L2.5活性污泥的增长规律L2.6曝气方法和曝气池的构造L2.7活性污泥法的运行方式L2.1概述1882年前后，人们曾进行了向污水中鼓入空气的实验，探讨通入空气后对水质的改善情况；1912年美国的Lawlence研究所开始进行活性污泥实验，1914年，活性污泥法诞生；1917年在英国的曼彻斯特和美国的休斯顿分别建造了活性污泥法污水处理厂，并开始投入运行；1942年由Gould提出了阶段曝气法，1944年Setter提出了改进型曝气法；1945年Krauss为了控制污泥膨胀提出了Krauss法；1951年Ulrich等又提出了吸附再生法。此后，高负荷活性污泥法、延时曝气法、氧化构等方法相继问世并得到发展。2.2活性污泥法的基本流程

向生活污水注入空气进行曝气，并持续一段时间以后，污水中即生成一种絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它有巨大的表面积和很强的吸附性能，称为活性污泥。2.3活性污泥降解解废水中有机机物的过程活性污泥法在在曝气过程中中，对有机物物的去除分两两个阶段，吸吸附阶段和稳稳定阶段。（1）吸附阶段从图可看出，，在泥水混和和曝气30min内，废水中BOD5的去除率可达达70％，在其后有一个个BOD5的回升阶段，，随着曝气时时间的延长，，BOD5再逐渐降低。。BOD5吸附降解曝气过程（2）稳定阶段吸附阶段结束束后，微生物物要对大量被被媳妇的有机机物进行氧化化分解，并利利用有机物合合成细胞自身身物质，进行行细胞的更新新、增殖，同同时也继续吸吸附废水中的的残余的有机机物。经过稳定阶段段后，废水中中的有机物发发生了质的变变化，一部分分被氧化为无无机物，另一一部分变为微微生物细胞体体即活性污泥泥。2.4活性污泥的性性能及其评价价指标2.4.1活性污泥的组组成活性污泥通常常由以下几部部分组成:活性的微生物物;微生物自身氧氧化的残留物物;吸附在活性污污泥上不能被生物物降解的有机机物和无机物物组成。其中微生物是是活性污泥的的主要组成部部分。活性污污泥中的微生生物又是由细细菌、真菌、、原生动物、、后生动物等等多种微生物物群体相结合合所组成的一一个生态系。。活性污泥通常常为黄褐色絮絮状颗粒，其其直径一般为为0.02～2mm，含水率一般般为99.2～99.8％，密度因含水率率不同而异，，一般为1.002～1.006g/cm3。细菌是活性污污泥组成和净净化功能的中中心，是微生生物的最主要要部分。污水中有机物物的性质决定定那些种属的的细菌占优势势。2.4.2活性污泥评价价指标（1）混合液悬浮浮固体浓度(MLSS)，也称为污泥泥浓度。混合液是曝气气池中污水和和活性污泥混混合后的混合合悬浮液。混合液固体悬悬浮物浓度是是指曝气池中中单位体积混混合液所含悬悬浮固体的质质量，单位为为mg/L或g/L。它是计量曝气气池中活性污污泥数量多少少的指标。一一般活性污泥泥法中，MLSS浓度一般为2～3g/L。（2）混合液挥发性性悬浮固体(MLVSS)指活性污泥中中有机固体物物质的浓度，，单位为mg/L或g/L。把混合液悬浮浮固体在600℃焙烧，能挥发发的部分即是是挥发性悬浮浮固体，剩下下的部分称为为非挥发性悬悬浮固体（MLNVSS）。一般在活性污污泥法中用MLVSS表示活性污泥泥中生物的含含量。在一般般情况下，MLVSS/MLSS的比值较固定定，对于生活活污水，常在在0.75～0.85左右。对于工工业废水，其其比值视水质质不同而异。。（3）污泥沉降比(SV)污泥沉降比是是指曝气池混混合液在l00mL量筒中中，静静置沉沉降30min后，沉沉降污污泥所所占的的体积积与混混合液液总体体积之之比的的百分分数。。所以以也常常称为为30min沉降比比。正常的的活性性污泥泥在沉沉降30min后，可可以接接近它它的最最大密密度，，故污污泥沉沉降比比可以以反映映曝气气池正正常运运行时时的污污泥量量。可可用于于控制制剩余余污泥泥的排排放。。它还能能及时时反映映出污污泥膨膨胀等等异常常情况况，便便于及及早查查明原原因，，采取取措施施。（4）污泥泥体积积指数数(SVI)污泥体体积指指数也也称污污泥容容积指指数，，是指指曝气气池出出口处处混合合液，，经30min静置沉沉降后后，沉沉降污污泥体体积中中1g干污泥泥所占占的容容积的的毫升升数，，单位位为mL/g，但一一般不不标出出。它与污污泥沉沉降比比有如如下关关系：：SVI=(SV×10)/X式中：：X的单位位为g/L，SVI以百分分数代代入。SVI值能较较好地地反映映出活活性污污泥的的松散散程度度(活性)和凝聚聚、沉沉降性性能。。SVl值过低低，说说明污污泥颗颗粒细细小紧紧密，，无机机物多多，缺缺乏活活性和和吸附附力；；SVI值过高高，说说明污污泥难难于沉沉降分分离，，并使使回流流污泥泥的浓浓度降降低，，甚至至出现现污泥泥膨胀胀(sludgebulking)，导致致污泥泥流失失等后后果。。一般认认为，，处理理生活活污水水时SVI＜100时，沉沉降性性能良良好；；SVI为100～200时，沉沉降性性能一一般；；SVI＞200时，沉沉降性性能不不好。。一般控控制SVI为50～150之间较较好。。（5）泥龄（（θc）也称细细胞平平均停停留时时间（MCRT）或污泥泥滞留留时间间（SRT）。泥龄是是指每每日新新增长长的活活性污污泥在在曝气气池的的平均均停留留时间间，即即曝气气池全全部活活性污污泥平平均更更新一一次所所需要要的时时间，，或曝曝气池池内活活性污污泥的的总量量与每每日排排放污污泥量量之比比，单单位：：d。普通活活性污污泥法法的泥泥龄一一般采采用5～15d。2.5活性污污泥净净化水水的机机理2.5.1活性污污泥的的增长长规律律活性污污泥中中的微微生物物是多多菌种种的混混合群群体，，其生生长繁繁殖规规律比比较复复杂，，但也也可用用其增增长曲曲线表表示一一般规规律。。活性性污泥泥的增增长过过程可可分为为对数数增长长期、、减速速增长长期和和内源源呼吸吸期三三个阶阶段。。活性污污泥的的增长长曲线线如下下图所所示：：有机物物、活活性污污泥微微生物物及耗耗氧关关系2.5.2有机物物的降降解与与微生生物的的增殖殖活性污污泥微微生物物每日日在曝曝气池池内的的增殖殖量可可用下下式表表示：：式中Q—处理废废水量量(m3/d)Sr—去除BOD５量（Kg/m3）V—曝气池池容积积(m3)a———污泥增增长系系数，，kgVSS/kgBOD5；b————污泥泥自自身身氧氧化化率率，，kgVSS/kgVSS。由方方程程，，求求设设a、b常见见的的几几种种工工业业废废水水的的a、b值废水类型a值b值合成纤维废水0.380.10纸浆和造纸废水0.760.016含酚废水0.70酿造废水0.93生活污水0.5～0.650.05～0.12.5.3有机机物物的的降降解解与与需需氧氧曝气气池池的的耗耗氧氧包包括括，，一一部部分分氧氧化化有有机机物物（（异异化化分分解解））以以取取得得能能量量，，另另一一部部分分转转化化为为新新的的原原生生质质（（同同化化合合成成））和和贮贮藏藏物物质质。。前前者者消消耗耗溶溶解解氧氧，，后后者者在在内内源源呼呼吸吸时时也也消消耗耗溶溶解解氧氧，，由由此此可可得得曝曝气气池池需需氧氧量量R0(kg/d):式中中a′′——平均均转转化化lkg的BOD的需需氧氧量量，，kg/kg；b′—微生生物物(以VSS计)自身身氧氧化化的的需需氧氧量量，，kg/kg·d式中中Ro/VX————氧的的比比耗耗速速度度，，即即每每公公斤斤活活性性污污泥泥(以VSS计)平均均每每天天的耗耗氧氧量量，，kg/kg··d，常常用用Kr表示示；Ro/QSr———比需需氧氧量量，即即去去除除lkg的B0D的需氧氧量量，，kg/kg。2.6曝气气方方法法和和曝曝气气池池的的构构造造曝气气的的理理论论基基础础———双膜膜理理论论浅浅层层理理论论表表面面更更新新理理论论目前前最最普普遍遍使使用用的的用用来来解解释释气气体体转转移移机机理理的的理理论论是是双双膜膜理理论论：：（1）气—液界界面面存存在在着着二二层层膜膜———气膜膜和和液液膜膜（2）这两两层层膜膜使使气气体体分分子子从从一一相相进进入入另另一一相相时时受受到到阻阻力力（3）当气气体体分分子子从从气气相相向向液液相相传传递递时时，，若若气气体体的的溶溶解解度度低低，，则则阻阻力力主主要要来来自自液液膜膜。。氧氧传传递递过过程程的的基基本本方方程程如如下下：：影响氧转转移的因因素：（1）污水水质质（2）水温水温对KLa的影响关关系式为为：KLa（T）＝KLa（20）·1.024（T－20）式中：KLa（T）——水温为T℃时的氧总总转移系系数；KLa（20）——水温为20℃时的氧总总转移系系数；T——设计温度度；1.024———温度系数数。（3）氧的分压压Cs瘦氧分压压的影响响，其校校正修正正系数：：ρ=所在地区区实际气气压（Pa）/1.013××105（4）曝气装置置的安装装深度曝气方法法和设备备活性污泥泥系统的的曝气设设备分鼓鼓风曝气气和机械械曝气两两大类。。表示曝气气设备技技术性能能的主要要指标是是：动力效率率（EP）：每消耗耗1kWh电能转移移到清水水中的氧氧量，以kgO2/kWh计。氧的利用用率(EA)：通过鼓鼓风曝气气转移到到清水中中的氧量量占总供供氧量的百百分比％％。充氧能力力（EL）：通过机机械曝气气装置，，在单位位时间内内转移到到清水中的的氧量，，以kgO2/h计。对曝气设设备的要要求：良好的曝曝气设备备除应当当具有较较高的动动力效率率和氧转转移效率率外，还还应尽可可能满足足下列要要求：（a）搅拌均匀匀；（b）构造简单单；（c）能耗少；；（d）价格低；（e）性能稳定定，故障障少；（f）不产生噪噪音及其其它公害害；（g）对某些工工业废水水耐腐蚀蚀性强。。（1）鼓风曝气气鼓风曝气气是传统统的曝气气方法，，它由鼓鼓风机、、空气扩扩散装置置和风管管组成。。鼓风机一一般采用用回转式式鼓风机机，也有有采用离离心式鼓鼓风机的的，为了了净化空空气，其其进气管管上常装装设空气气过滤器器，在寒寒冷地区区，还常常在进气气管前设设空气预预热器。。空气扩散散装置是是整个鼓鼓风曝气气系统的的关键部部件，其其作用是是将空气气分散成成大小不不同的气气泡，增增大空气气和混和和液之间间的接触触界面，，把空气气中的氧氧溶于水水中。扩散装置置的分类类：小气泡扩扩散装置置：扩散散板、扩扩散管或或扩散盘盘属小气气泡扩散装置置；中气泡扩扩散装置置：穿孔孔管属中中气泡扩扩散装置置；大气泡扩扩散装置置：竖管管曝气属属大气泡泡扩散装装置；水力剪切切扩散装装置：倒倒盆式、、撞击式式和射流流式属水水力剪切扩散散装置机械剪切切扩散装装置：涡涡轮式属属机械剪剪切扩散散装置。。1）扩散板、、扩散管管、扩散散盘扩散板是是用多孔孔性材料料制成的的薄板，，有陶土土制、塑塑料制或或其他材材料制成成的，其其形状可可做成方方形或长长方形，，方形扩扩散板尺尺寸通常常为300××300×（25～40)mm，扩散板板安装在在池底一一侧的预预留槽上上，空气气由竖管管进入槽槽内，然然后通过过扩散板板进入混混合液。。扩散板的的通气率率一般为为l～1.5m3/m2·min，氧利用用率约10％，充氧动力力效率约约为2kgO2/kWh。缺点是板板的孔隙隙小、空空气通过过时压力力损失大大、容易易堵塞。。图扩散板及及其安装装方式扩散管示示意图原帽盖型型扩散器器2）中气泡空空气扩散散装置扩散装置置释放的的气泡直直径1.5～3mm，常用的的是穿孔孔管、WM－180型网状膜膜空气扩扩散装置置。图穿孔管曝曝气器及及布置方方式WM-180型网状膜膜空气扩扩散装置置3）大气泡空空气扩散散装置大气泡空空气扩散散装置释释放气泡泡大于3mm，常用竖竖管。竖管曝气气是在曝曝气池的的一侧布布置以横横管分支支成梳形形的竖管管，竖管管直径在在l5mm以上，离离池底150mm左右。下下图所所示为一一种竖管管扩散器器及其布布置的示示意图。。竖管属属于大气气泡扩散散器，由由于大气气泡在上上升时形形成较强强的紊流流并能够够剧烈地地翻动水水面，从从而加强强了气泡泡液膜层层的更新新和从大大气中吸吸氧的过过程。。图竖竖管扩散散器及其其布置形形式4）水力剪切切扩散装装置属于水力力剪切扩扩散装置置的有倒倒盆式、、射流式式、固定定螺旋式式和撞击击式等右右图是倒倒盆式扩扩散器。。图倒倒盘式空空气扩散散装置5）水力冲击击式空气气扩散装装置（射射流式空空气扩散散装置））利用水泵泵射入的的泥、水水混和液液的高速速水流的的动能，，吸入大大量的空空气，泥泥水气混混和在喉喉管内强强烈混和和搅动，，使气泡泡粉碎成成雾状，，继而在在扩散管管内，由由于速头头变为压压头，细细微气泡泡进一步步压缩，，氧迅速速转移倒倒混和液液中从而而强化了了氧的转转移过程程，氧的的转移率率可高达达20％以上，，单动力力效率不不高。图射射流式式曝气器器（2）机械曝气气机械曝气气设备的的式样较较多，大大致可归归纳为叶叶轮和转转刷两大大类。曝气叶轮轮有安装装在池中中与鼓风风曝气联联合使用用的，也也有安装装在池面面的，后后者称““表面曝曝气”。。表面曝曝气具有有构造简简单，动动力消耗耗小，运运行管理理方便，，氧吸收收率高的的优点，，故应用用较多。。常用的表表面曝气气叶轮有有泵型，，倒伞型型和平板板型。机械曝气气装置按按传动轴轴的安装装方向可可分为竖竖轴式和和卧轴式式两种。。几种叶轮轮曝气器器不同形式式的转刷刷曝气器器曝气池的的类型与与构造从混合液液流型可可分为推推流式L、完全混混合式和和循环混混合式三三种；从平面形形状可分分为长方方廊道形形、圆形形或方形形、环形形跑道形形三种；；从采用的的曝气方方法可分分为鼓风风曝气式式、机械械曝气式式以及两两者联合合使用的的联合式式三种；；从曝气池池与二次次沉淀池池的关系系可分为为分建式式和合建建式两种种。（1）推流式式曝气池池推流式曝曝气池为为长方廊廊道形池池子，常常采用鼓鼓风曝气气，扩散散装置排排放在池池子的一一侧，见见下图。。这样布布置可使使水流在在池中呈呈螺旋状状前进，，增加气气泡和水水的接触触时间。。曝气池的的数目随随污水厂厂大小和和流量而而定，在在结构上上可以分分成若干干单元，，每个单单元包括括几个池池子，每每个池子子常由一一至四个个折流的的廊道组组成。曝曝气池的的池长可可达100m。为了防防止短流流，廊道道长度和和宽度之之比应大大于5，甚至大大于10。为了使水水流更好好的旋转转前进，，宽深比比不大于于2，常在1.5－2之间。池池深常在在－5m3。曝气池进进水口一一般淹没没在水面面以下，，以免污污水进入入曝气池池后沿水水面扩散散，造成成短流，，影响处处理效果果。曝气池出出水设备备可用溢溢流堰或或出水孔孔。通过过出水孔孔的水流流流速一一般较小小(0.1－0.2m/s)，以免污污泥受到到破坏。。图推推流式式曝气池池（2）完全混和和式曝气气池完全混合合式曝气气池常采采用叶轮轮供氧，，多以圆圆形、方方形或多多边形池池子作单单元，主主要是因因为需要要和叶轮轮所能作作用的范范围相适适应。改变叶轮轮的直径径可以适适应不同同直径(边长)、不同深深度的池池子需要要。长方方形曝气气池可以以分成一一系列相相互衔接接的方形形单元，，每个单单元设置置一个叶叶轮。使用完全全混合式式曝气池池时，为为了节约约占地面面积，常常常是把把曝气池池和沉淀淀池合建建。圆形曝气气沉淀池池如图L：圆形曝气气沉淀池池（3）循环混和式式曝气池循环混合式式曝气池多多采用转刷刷供氧，其其平面形状状如环形跑跑道，如下下图所示。。循环混合合式曝气池池也称氧化化渠或氧化化沟，是一一种简易的的活性污泥泥系统，属属于延时曝曝气法。氧化沟的平平面图像跑跑道一样，，转刷设置置在氧化渠渠的直段上上，转刷旋旋转时混合合液在池内内循环流动动，流速保保持在0.3m/s以上，使活活性污泥呈呈悬浮状态态。下图为为环槽式氧氧化沟曝气气池工艺图图：2.9活性污泥法法的运行方方式活性污泥法法包括：普普通活性污污泥法、渐渐减曝气活活性污泥法法、阶段曝曝气活性污污泥法、吸吸附再生活活性污泥法法、完全混混和活性污污泥法、延延时曝气活活性污泥法法、高负荷荷活性污泥泥法、纯氧氧曝气活性性污泥法、、深井曝气气活性污泥泥法等。。（1）普通活性污污泥法优优点：一般呈推流流式。池起起始端易进进入对数生生长期。末末端微生物物进入内源源呼吸，池池的效率高高。曝气时间长长，吸附量量大，去除除率高90～95%。污泥颗粒大大，易沉降降。污泥量少，，剩余污泥泥量占不到到回流的10%。缺缺点：不适于水质质变化大的的水质。长廊式供氧氧利用率低低，能耗较较高。处理时间长长，曝气4～8h普通活性污污泥法的工工艺流程图图L：（2）渐减曝气活活性污泥法法普通法的需需氧率沿池池长降低，，而供氧沿沿池长均匀匀分布，造造成浪费，，改变为沿沿池长减渐渐供氧，以以达到供氧氧与需氧均均衡。针对普通法法池首BOD负荷高，池池尾低，改改变为沿池池长分级注注水，多点点进水法也也称逐步曝曝气法。优点：有机场分配配均匀，需需氧量均匀匀。活性污泥浓浓度不均匀匀，前端浓浓，后端稀稀，有利于于提高曝气气池利用率率，出流混混合液浓度度降低。在相同的BOD负荷条件下下，逐步曝曝气法的BOD容积负荷可可明显增大大，去除一一定量的BOD，曝气池容容积仅为普普通法的一一半，减少少占地面积积。缺点：工艺复杂，，运行管理理要求高。。渐减曝气或或多点进水水管线，阀阀门增多（3）阶段曝气活活性污泥法法也称多点进进水或分段段进水活性性污泥法，，其工艺流程程为：（4）吸附再生活活性污泥法法优点：吸附和污泥泥活化（再再生）分别别在两个系系统中进行行，省去初初沉池，有有利于提高高吸附氧化化有机物的的能力。有有利于活性性污泥的活活化，缩短短吸附和活活化时间，，吸附的曝曝气时间短短（10～30分钟）。回流污泥量量大，对废废水适应性性大，调济济平衡能力力强，回流流比大50～100%。缺点：吸附时间短短，处理效效率低85～90%；污泥回流量量多，增加加回流污泥泥泵的容量量。（5）完全混和和活性污泥泥法完全混和活活性污泥法法的典型工工艺流程为为L：工艺优点：进入曝气池池的废水立立即被池内内混和液所所稀释均化化，原污水水在水质水水量方面的的变化对活活性污泥的的影响较小小，各部位位的水质、、微生物数数量和组成成几乎一致致。因此可可通过对F/M值的调整，，将整个曝曝气池的工工矿控制在在最佳条件件。工艺不足：：连续进出水水时可能产产生短流，，出水水质质不及推流流式，活性性污泥较易易产生膨胀胀现象。（6）延时曝气活活性污泥法法延时曝气活活性污泥法法的特征是是曝气时间间很长，一一般为24h左右，微生生物生长处处于内源代代谢阶段，，污水中的的有机物几几乎完全被被氧化，出出水水质较较好。剩余余污泥量少少，甚至可可以长期不不排泥，且且剩余污泥泥的稳定性性很好，不不必进行厌厌氧消化。。优点：曝气时间长长，负荷低低，控制微微生物生长长在内源呼呼吸，排泥泥量少，适适合于处理理高浓度废废水，水量量少的系统统；低负荷，处处理效果好好，高于90～95%；自动化程度度高，管理理方便。缺点：曝气时间长长，能耗高高；自动化程度度高，基建建投资大（7）高负荷活性性污泥法又称短时曝曝气活性污污泥法。本本工艺的特特点时BOD负荷高，曝曝气时间短短，处理效效率低，一一般BOD去除率为70～75%，因此称之之为不完全全处理活性性污泥法。。（8）纯氧曝气活活性污泥法法主要特点：：纯氧中氧的的分压比空空气约高5倍，纯氧曝曝气可大大大提高氧的的转移效率率；氧的转移率率可提高到到80～90%，而一般的的鼓风曝气气仅为10%左右右；；可使使曝曝气气池池内内活活性性污污泥泥浓浓度度高高达达4000～7000mg/l，能能够够大大大大提提高高曝曝气气池池的的容容积积负负荷荷；；剩余余污污泥泥产产量量少少，，SVI值也低低，，一一般般无无污污泥泥膨膨胀胀之之虑虑。。纯氧氧曝曝气气法法曝曝气气池池构构造造（9）深井井曝曝气气活活性性污污泥泥法法工艺艺流流程程：一般般平平面面呈呈圆圆形形，，直直径径约约介介于于16m，深深度度一一般般为为50150m。主要要特特点点：：a.氧转转移移率率高高，，约约为为常常规规法法的的10倍以以上上；；b.动力力效效率率高高，，占占地地少少，，易易于于维维护护运运行行；；c.耐冲冲击击负负荷荷，，产产泥泥量量少少；；d.一般般可可以以不不建建初初次次沉沉淀淀池池e.但受受地地质质条条件件的的限限制制。。深井井曝曝气气活活性性污污泥泥法法系系统统活性性污污泥泥系系统统的的工工艺艺设设计计包包括括：：处理理工工艺艺流流程程的的确确定定L曝气气池池容容积积的的计计算算曝气气池池的的工工艺艺设设计计及及各各主主要要尺尺寸寸的的确确定定需氧氧量量、、供供氧氧量量及及曝曝气气系系统统的的设设计计计计算算回流流污污泥泥量量的的计计算算及及回回流流污污泥泥设设备备的的工工艺艺设设计计二次次沉沉淀淀池池的的计计算算及及工工艺艺设设计计剩余余污污泥泥量量的的计计算算及及其其处处理理工工艺艺设设计计2.7活性性污污泥泥法法系系统统的的设设计计（1）处理理工工艺艺流流程程的的确确定定活性性污污泥泥法法主主要要用用来来去去除除中中低低浓浓度度的的有有机机废废水水，，该该法法的的运运行行方方式式有有多多种种，，选选择择工工艺艺流流程程时时，，应应考考虑虑如如下下因因素素：：污水水量量：：包包括括日日平平均均流流量量、、最最大大时时流流量量、、最最小小时时流流量量；；水质质：：包包括括原原水水和和经经过过一一级级处处理理后后的的水水质质、、处处理理出出水水水水质质；；对产产生生污污泥泥的的处处理理要要求求、、原原污污水水所所含含有有的的有有毒毒物物质质、、现现场场地地理理条条件件、、气气候候条条件件及及施施工工水水平平等等。。(2)曝气气池池计计算算与与设设计计污泥泥负负荷荷率率计计算算法法，，计计算算公公式式为为：：容积积符符合合率率计计算算法法，，计计算算公公式式为为：：（3）曝气气系系统统的的设设计计3生物物膜膜法法主要要内内容容3.1概述述L3.2生物物滤滤池池L3.3生物物转转盘盘L3.4淹没没式式生生物物滤滤池池L3.5生物物膜膜法法新新工工艺艺L3.1概述述生物物膜膜法法特特点点：：固着着于于固固体体表表面面上上的的微微生生物物对对废废水水水水质质、、水水量量的的变变化化有有较较强强的的适适应应性性；；和和活活性性污污泥泥法法相相比比，，管管理理较较方方便便；；由由于于微微生生物物固固着着于于固固体体表表面面，，即即使使增增殖殖速速度度较较慢慢的的微微生生物物也也能能生生息息，，从从而而构构成成了了稳稳定定的的生生态态系系。。生物物膜膜法法分分为为以以下下三三类类：：(1)润壁壁型型生生物物膜膜法法废废水水和和空空气气沿沿固固定定的的或或转转动动的的接接触触介介质质表表面面的的生生物物膜膜流流过过，，如如生生物物滤滤池池和和生生物物转转盘盘等等；；(2)浸没没型型生生物物膜膜法法接接触触滤滤料料固固定定在在曝曝气气池池内内，，完完全全浸浸没没在在水水中中，，采采用用鼓鼓风风曝曝气气，，如如接接触触氧氧化化法法；；(3)流动动床床型型生生物物膜膜法法使使附附着着有有生生物物膜膜的的活活性性炭炭、、砂砂等等小小粒粒径径接接触触介介质质悬悬浮浮流流动动于于曝曝气气池池中中。。3.2生物物滤滤池池3.2.1工作作原原理理（1）生物物膜膜：：附着着在在构构筑筑物物挂挂膜膜介介质质上上，，并并在在其其上上生生长长和和繁繁殖殖，，由由细细胞胞内内相相外外伸伸展展的的胞胞外外多多聚聚物物使使微微生生物物细细胞胞形形成成纤纤维维装装的的缠缠结结结结构构。。（2）生物物膜膜的的形形成成：随随着着微微生生物物的的不不断断繁繁殖殖增增长长，，废废水水中中悬悬浮浮物物和和微微生生物物的的不不断断沉沉积积，，生生物物膜膜的的厚厚度度不不断断增增加加，，使使生生物物膜膜的的结结构构发发生生变变化化。。膜膜的的表表面面和和废废水水接接触触，，吸吸取取营营养养和和溶溶解解氧氧容容易易，，微微生生物物生生长长繁繁殖殖迅迅速速，，形形成成了了由由好好氧氧和和兼兼性性微微生生物物组组成成的的好好氧氧层层（1～2mm）。在在其其内内部部和和介介质质接接触触的的部部分分，，营营养养和和溶溶解解氧氧的的供供应应条条件件差差，，微微生生物物生生长长繁繁殖殖受受到到限限制制，，好好氧氧微微生生物物难难以以生生活活，，兼兼性性微微生生物物转转化化为为厌厌氧氧代代谢谢方方式式，，某某些些厌厌氧氧微微生生物物恢恢复复了了活活性性，，从从而而形形成成了了由由厌厌氧氧微微生生物物和和兼兼性性微微生生物物组组成成的的厌厌氧氧层层。。厌厌氧氧层层是是在在生生物物膜膜达达到到一一定定厚厚度度时时才才出出现现的的，，随随着着生生物物膜膜的的增增厚厚和和外外伸伸，，厌厌氧氧层层也也随随着着变变厚厚。。（3）处理过程中的的物质转移进入池内的废废水沿膜面流流动时，由于于浓度差的作作用，有机物物会从废水中中转移到附着着水层中去，，进而被生物物膜所吸附。。空气中的氧氧→废水→生生物膜。微生生物对有机物物进行氧化分分解和同化合合成，产生的的二氧化碳和和其它代谢产产物一部分溶溶入附着水层层，一部分吸吸附到空气中中去，如此循循环往复，使使废水中的有有机物不断减减少，从而得得到净化。在向生物膜细细菌供氧的过过程中，由于于存在着气－－液膜阻抗，，因而速度甚甚慢。所以，，随着生物膜膜的厚度的增增大，废水中中的氧将迅速速地被表层的的生物膜所耗耗尽，致使其其深层因氧不不足而发生厌厌氧分解。异常情况：若若供氧不足，，厌氧菌将起起主导作用，，不仅丧失好好氧生物分解解的功能，而而且将使生物物膜发生非正正产的脱落。。（4）生物膜去除有有机物的过程程生物膜的构造造及对废水的的净化原理3.2.2普通生物滤池池普通生物滤池池又称为滴滤滤池，是最早早出现的生物物滤池。（1）普通生物滤滤池的构造池体普通生物滤池池在平面上多多呈方形或者者矩形。滤料滤料是生物滤滤料的主体，，对生物滤池池的净化功能能有直接的影影响。对滤料料的要求是:有较大的比表表面积；较大大的空隙率；；较高的机械械强度；耐腐腐蚀性强；价价格低廉，能能够就地取材材。如图为常常见的两种塑塑料滤料。布水系统生物滤池布水水系统的作用用是向滤料表表面均匀的布布水，若布水水不均匀，会会造成某一部部分滤料负荷荷过大，而另另一部分负荷荷不足，普通通生物滤池常常用的布水系系统是固定喷喷嘴式布水系系统。如图L：排水系统生物滤池的排排水系统设在在滤池的底部部，作用是：：排除处理后后的污水，保保证滤池有良良好的通风和和支撑滤料。。包括：渗水水装置、集水水沟和排水渠渠。如图L固定喷嘴式布布水系统生物滤池池底底排水系统示示意图（2）普通生物滤池池的设计与计计算普通生物滤池池的设计与计计算包括：滤滤料的选定，，滤料容积、、滤池深度和和平面尺寸的的确定，布水水系统和排水水系统的设计计计算等。滤料容积可以以按容积负荷荷计算：V——滤料容积，m3；Q——原污水的日平平均流量，m3/d；La——原污水的BOD5值，mg/L；Nv——容积负荷，gBOD5/(m3滤料·d)滤池表面积：：A——滤池表面积，，m2；H——滤料层高度，，m。求出滤池面积积后，用水力力负荷校核，，水力负荷值值应在1～3m3/（m2滤池·d）（3）普通生物滤池池的优缺点普通生物滤池池适用于水量量不大于1000m3/d的小城镇污水水或有机工业业废水。其优点是：处理效果好，BOD5去除率可达到到95％以上；运行稳稳定，易于管管理，节约能能源。缺点是：占地面积大，，不适于处理理大水量污水水；滤料易堵堵塞；卫生条条件差等。3.2.3高负荷生物滤滤池（1）高负荷生物滤滤池的构造特特点：高负荷生物滤滤池在构造上上与普通生物物滤池基本相相同，如图L：（2）高负荷生物滤滤池的特征及及流程系统为了保证在提提高有机负荷荷的同事又保保证一定的出出水水质，并并防止滤池堵堵塞，进入高高负荷生物滤滤池的BOD5值必须小于200mg/L，否则用处理理水回流加以以稀释。如图图L：（3）高负荷生物滤滤池的设计计计算高负荷生物滤滤池的设计计计算分为两部部分：滤池的的计算和设计计；旋转布水水器的计算与与设计。滤池容积的计计算方法很多多，在此介绍绍负荷法：容积负荷计算算滤料容积的的公式为：其中：V——滤池容积m3；Q——原污水日平均均流量，m3/d；Nv——容积负荷率，，gBOD5/(m3滤料·d)；r——回流比；La——喷洒向滤池污污水的BOD5值，mg/L；Le——喷洒向滤池污污水的BOD5值，mg/L；α——系数；A——滤池表面积，，m2；H——滤料层高度，，m。生物滤池的多多级运行系统统3.2.4塔式生物滤池池（1）塔式生物滤池池的构造特点点：塔式生物滤池池的结构如图图L：（2）塔式生物滤池池的特点：优点：占地面积可大大大缩小，对对水质突变的的适应性强。。塔身高，使通通风条件好，，供氧充足；；缺点：当进水BOD5浓度较高时，，由于生物膜膜生长太快，，容易导致滤滤池堵塞，所所以进水的BOD5浓度应控制在在500mg/L以下，否则必必须用出水回回流稀释；滤池较高，废废水的提升费费用较大，基基建投资也较较大，运行管管理不方便。。3.3生物转盘第一套半生产产性的生物转转盘试验装置置是于1954年在德国海尔尔布隆污水处处理厂建成。。我国从70年代初开始引引进生物转盘盘技术，对其其开展了广泛泛的研究。在在生活污水和和城市污水，，化纤、印染染、制革及造造纸等工业废废水都得到了了应用。3.3.1生物转盘的构构造及净化废废水的原理生物转盘由盘盘片、接触反反应槽、转轴轴及驱动装置置所组成。如如图L：生物转盘的构构造图（2）净化作用原理理——废水处于半静静止状态，而而微生物则在在转动的盘面面上；——转盘40%的面积浸没在在废水中，盘盘面低速转动动；——盘面上生物膜膜的厚度与废废水浓度、性性质及转速有有关，一般0.1~0.5mm。3.3.2生物转盘系统统的典型工艺艺流程（1）生物转盘的的布置形式单轴多级式生生物转盘空气驱动式生生物转盘与沉淀池共建建的生物转盘盘曝气池与生物物转盘相组合合3.3.3生物转盘的设设计与计算生物转盘的设设计和计算包包括：所需转转盘总面积；；接触氧化槽槽总体积、转转轴长度以及及污水在接触触反应槽内的的停留时间。。（1）转盘总面积A其中：Q——平均日污水量量，m3/d；L0——原污水的BOD5值，mg/L；A———盘片总总面积积，m2。Ng———水力负负荷率率，m3/（m2·d）NA——面积负负荷率率，gBOD5/(m2·d)（2）转盘的的总片片数MM＝0.637·A/D2（3）转盘盘的转转轴长长度LL=m·（d＋b）·K（4）接触触反应应槽的的容积积V半圆形形接触触反应应槽时时，总总有效效容积积V和净有有效容容积V′分别为为V＝（0.294～0.335）·（D＋2δ）2LV′＝（0.294～0.335）·（D＋2δ）2（L－mb）（5）平均均接触触时间间ta其中：：ta——平均接接触时时间，，h；V———氧化槽槽有效效容积积，m3；Q———污水流流量，，m3/d。3.4淹没式式生物物滤池池定义：：生物物接触触氧化化法又又称淹淹没式式生物物滤池池，在在反应应器内内设置置填料料，经经过充充氧的的废水水与长长满生生物膜膜的填填料接接触，，在生生物膜膜的作作用下下，废废水的的到净净化。。3.4.1淹没式式生物物滤池池的构构造淹没式式生物物滤池池主要要由池池体、、填料料床、、曝气气装置置和进进出水水装置置等组组成，，如图图L：常见的的填料料主要要有蜂蜂窝状状填料料、波波纹板板填料料及软软性与与半软软性填填料等等。生物接接触氧氧化滤滤池内内常用用的填填料3.4.2淹没式式生物物滤池池的池池型根据进进水与与布气气形式式的不不同，，淹没没式生生物滤滤池的的池型型一般般有：：（1）底部进进水进进气式式（2）侧部进进气、、上部部进水水式（3）表曝充充氧式式（4）射流曝曝气充充氧式式侧面曝曝气的的生物物接触触氧化化池表曝充充氧式式接触触氧化化池3.4.3淹没式式生物物滤池池的典典型工工艺流流程淹没式式生物物滤池池的工工艺流流程一一般分分为一一级、、二级级和多多级处处理形形式。。一级淹淹没式式生物物滤池池的典典型工工艺流流程3.4.4淹没式式生物物滤池池的设设计计计算淹没式式生物物滤池池的设设计计计算包包括：：确定定接触触氧化化池内内填料料的容容积、、总面面积、、总高高度和和污水水与填填料的的接触触时间间等，，目前前常用用的有有负荷荷法和和接触触时间间法。。（1）生物物接触触氧化化池填填料的的容积积式中：：W———填料的的总有有效容容积，，m3；Q———日平均均污水水量，，m3/d；L0——原污水水BOD5值，mg/L；Nw——容积负负荷率率，kgBOD5/（m3·d）。（2）接触触氧化化池面面积式中：：A———接触氧氧化池池总面面积，，m2；H———填料床床高度度，m，一般般取3m。（4）接触触氧化化池的的总高高度为为H0＝H＋h1＋h2＋（m－1）h3＋h4式中：：H0——接触氧氧化池池的总总高度度，m；h1——超高，m，一般取取0.5～1.0m；h2——填料层上上部的稳稳定水层层深，m，一般取取0.4～0.5m；h3——填料层间间隙高度度，m，一般取取0.2～0.3m；h4——配水区高高度，m，一般取取0.5～1.5m；m——填料层数数。（4）若采用用n座接触氧氧化池，，每座接接触氧化化池的面面积f为：（5）污水与填填料的接接触时间间t——污水在填填料层内内的接触触时间，，h。3.5生物膜法法新工艺艺3.5.1生物流化化床以沙、活活性炭、、焦炭等等颗粒微微载体充充填于生生物反应应器内，，由于载载体表面面附着生生长着生生物膜而而使质量量变轻；；当污水水以一定定流速从从下向上上流动时时，载体体便处处于流动动状态。。载体颗粒粒小、表表面积大大，为微微生物生生长提供供了充足足的场所所，极大大的提高高了反应应器内的的微生物物量：10～14g/L。颗粒处于于流态化化状态极极大的提提高了有有机污染染物由污污水向微微生物细细胞膜内内的传质质速度。。按照使载载体流化化的动力力来源的的不听，，生物流流化床分分为以液液流为动动力的两两相流化化床和以以气流为为动力的的三相流流化床。。（1）两相流流化床（2）三相流流化床两相流化化床处理理工艺流流程图3.5.2微孔膜生生物反应应器微孔膜生生物反应应器式近近年来研研究的一一种新型型生物膜膜反应器器，主要要用来处处理有机机废水中中毒性或或挥发性性的有机机污染物物，如酚酚、二氯氯乙烷和和芳香卤卤代物。。在微孔膜膜生物反反应器净净化有机机污染物物的过程程中，为为避免有有毒挥发发性污染染物与曝曝气直接接接触，，解决传传统生物物反应器器中空气气吹脱引引起的污污染物挥挥发的问问题，通通常采用用逆向扩扩散的操操作方式式，即含含有挥发发性污染染物的污污水与曝曝气营养养物基质质分开，，有机物物从微孔孔膜内侧侧向生物物膜方向向扩散，，而氧化化微孔膜膜外侧向向生物膜膜扩散，，而这在在生物膜膜内相聚聚并在微微生物的的作用下下有机污污染物得得以氧化化分解。。4自然生物物法主要内容容4.1概述L4.2生物塘L4.3土地处理理系统L4.1概述当废水排排入水体体或土壤壤后，在在微生物物的作用用下，废废水中的的有机污污染物可可以被氧氧化分解解。水体体或土壤壤都有一一定的自自净能力力，在污污染物的的量较小小的情况况下，水水体和土土壤可以以自行消消除污染染，保持持清洁的的状态。。利用天然然水体和和土壤中中的微生生物来净净化废水水的方法法称为自自然生物物处理。。水体自自净化过过程、生生物塘和和土地处处理系统统都属于于废水的的自然生生物处理理。4.2生物塘稳定塘又又称氧化塘，是一种种天然的的或经过过一定人人工修整整的有机机废水处处理池塘塘。按照照占优势势的微生生物种属属和相应应的生化化反应，，可分为为好氧塘、、兼性塘塘、曝气气塘和厌氧塘四种类型型。4.2.1好氧塘（1）好氧塘塘的作用用原理由于池深深较浅，，阳光能能直接投投入池底底，有机机负荷率率较低，，塘内存存在着菌菌—藻—原生动物物的共生生体系。。图L（2）好氧塘塘的设计计计算好氧塘的的设计不不宜少于于2个，可串串连或并并联运行行。好氧氧深度不不超过0.5m。每座塘的的面积不不宜超过过40000m2；塘表明采采用矩形形为宜，，长宽比比为2～3：1。好氧塘设设计参数数参数类型高负荷好氧塘普通好氧塘深度处理好氧塘BOD5表面符合率[kg/（m2·d）]0.004～0.0160.002～0.0040.0005水力停留时间（d）4～62～65～20水深（m）0.3～0.45～0.50.5～1.0去除率（％）80～9080～9560～80藻类浓度（mg/L）100～260100～2005～10回流比0.2～2.04.2.2兼性塘兼性塘的的上层由由于藻类类的光合合作用和和大气复复氧作用用而含有有较多溶溶解氧，，为好氧氧区；中中层则溶溶解氧逐逐渐减少少，为过过渡区或或兼性区区；塘水水的下层层则为厌厌氧层；；塘的最最底层则则为厌氧氧污泥层层。4.2.3厌氧塘（1）厌氧塘的的特点厌氧塘由由于池深深较大，，约2～4m，