好氧生物处理原理与工艺

好氧生物处理（原理与工艺）基本概念好氧生物处理的的基本生物过过程所谓“好氧”：：是指这类生生物必须在有有分子态氧气气（O2）的存在下下，才能进行行正常的生理理生化反应，主主要包括大部部分微生物、动动物以及我们们人类；所谓“厌氧”：：是能在无分分子态氧存在在的条件下，能能进行正常的的生理生化反反应的生物，如如厌氧细菌、酵酵母菌等。好氧生物处理过过程的生化反反应方程式：：分解反应（又称称氧化反应、异异化代谢、分分解代谢）异氧微生物CHONS+O2CO2+H2O+NH3+SO42-++能量（有机物的组成成元素）异氧微生物合成反应（也称称合成代谢、同异氧微生物C、H、O、NN、S++能量C5H7NO2内源呼吸（也称称细胞物质的的自身氧化）微生物微生物C5H7NO22+O2CO2+H2O+NH3+SO42-++能量在正常情况下，各各类微生物细细胞物质的成成分是相对稳稳定的，一般般可用下列实实验式来表示示：细菌：C5H77NO2；真菌：C16H17NO6；藻类：C5H8NO2；原生动物物：C7H14NO3分解与合成的相相互关系：二者不可分，而而是相互依赖赖的；分解过程为合成成提供能量和和前物，而合合成则给分解解提供物质基基础；b．分解过程是是一个产能过过程，合成过过程则是一个个耗能过程。2)对有机物物的去除，二二者都有重要要贡献；3）合成量的大大小，对于后续污污泥的处理有有直接影响（污污泥的处理费费用一般可以以占整个城市市污水处理厂厂的4050%）。不同形式的有机机物被生物降降解的历程也也不同：一方面：结构简单、小分分子、可溶性性物质，直接接进入细胞壁壁；结构复杂、大分分子、胶体状状或颗粒状的的物质，则首首先被微生物物吸附，随后后在胞外酶的的作用下被水水解液化成小小分子有机物物，再进入细细胞内。另一方面：有机机物的化学结结构不同，其其降解过程也也会不同：如：糖类TCA循环脂类TCA循环蛋白质影响好氧生物处处理的主要因因素1）溶解氧（DDO）：约1~2mg//l2）水温：是重重要因素之一一，在一定范围内，随随着温度的升升高，生化反反应的速率加加快，增殖速速率也加快；；细胞的组成物如如蛋白质、核核酸等对温度度很敏感，温温度突升或降降并超过一定定限度时，会会有不可逆的的破坏；最适宜温度15330C；40C或10C后，会有不不利影响。3)营养物质：：细胞组成中，CC、H、O、N约占9097%其余310%为为无机元素，主主要的是P。生活污水一般不不需再投加营营养物质；而某些工业废水水则需要，一般对于好好氧生物处理理工艺，应按按BODNP=100051投加N和P。其它无机营养元元素：K、Mg、Ca、S、Na等；微量元素：FFe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等；4)pH值：一般好氧微生物物的最适宜ppH在6.58.55之间；pH4.5时时，真菌将占占优势，引起起污泥膨胀；；另一方面，微生生物的活动也也会影响混合合液的pH值。5)有毒物质（抑抑制物质）主要有：重金属属蛋白质的沉沉淀剂（变性性；与-SH结合而失失活）氰化物物H2S卤族元元素及其化合合物酚、醇醇、醛使蛋白质变变性或脱水染料等等；活性污泥系统中中有毒物质的的最高允许浓浓度：有毒物质允许浓度有毒物质允许浓度铜化合物(以CCu计)0.51.0苯10锌化合物(以ZZn计)513氯苯10镍化合物(以NNi计)2对苯二酚15铅化合物(以PPb计)1.0间苯二酚450锑化合物(以SSb计)0.2邻苯二酚100镉化合物(以CCd计)15间苯三酚100钒化合物(以VV计)5邻苯三酚100银化合物(以AAg计)0.25苯胺100铬化合物(以CCr计)25二硝基甲苯12(以Cr3++计)2.7甲醛160(以Cr6++计)0.5乙醛1000硫化物(以S22-计)525二甲苯7((以H2S计)20甲苯7氢氰酸氰化钾18氯苯10硫氰化物36吡啶400砷化合物(以AAs3+计)0.72.0烷基苯磺酸盐15汞化合物(以HHg计)0.5甘油56）有机负荷率率：污水中中的有机物本本来是微生物物的食物，但但太多时，也也会不利于微微生物。7）氧化还原电电位：好氧细细菌：+30004000mV，至少要求大大于+100mV。厌氧细细菌：要求小于+100mV，对于严严格厌氧细菌菌，则-1000mV，甚至-3000mV。废水可生化性和和可生化程度度的判别生物降降解性能是指指在微生物的的作用下，使使某一物质改改变原来的化化学和物理性性质，在结构构上引起的变变化程度。可分为为三类：初级生物降解———指有机物原原来的化学结结构发生了部部分变化，改改变了分子的的完整性；环境可接受的生生物降解——指有机物失失去了对环境境有害的特性性；完全降解——在在好氧条件下下，有机物被被完全无机化化；在厌氧条条件下，有机机物被完全转转化为CH4、CO2等。有机物物生物降解性性能的分类：：易生物降解———易于被微生生物作为碳源源和能源物质质而被利用；；可生物降解———能够逐步被被微生物所利利用；难生物降解———降解速率很很慢或根本不不降解。注意：1）“难难、易”是相对的；；22）同一种化化合物在不同同种属微生物物的作用下，其其降解情况也也会有不同。鉴定和和评价废水中中有机污染物物的好氧生物物降解性的方方法：分类方法方法要点方法评价根据氧化所耗氧氧量水质指标法采用BOD5//COD作为为有机物评价价指标。方法法改进：日本本通产省测试试法，以ThhOD代替COD，采用用BOD自动测测定仪测定有有机物28天的生化需需氧量，并以以BOD28/ThOOD来评价有机机物的生物降降解性能；比较简单，但精精度不高，可可粗略反映有有机物的降解解性能；瓦呼仪法根据有机物的生生化呼吸线与与内源呼吸线线的比较来判判断有机物的的生物降解性性能。测试时时，接种物可可采用活性污污泥，接种量量为13gSS//l；较好地反应微生生物氧化分解解特性，但试试验水量少，对对结果有影响响；根据有机物的去去除效果静置烧瓶筛选试试验以10ml沉淀淀后的生活污污水上清液作作为接种物，90ml含有5mg酵母膏和5mg受试物的的BOD标准稀稀释水作为反反应液，两者者混合，室温温下培养，1周后测受试试物浓度，并并以该培养液液作为下周培培养的接种物物，如此连续续4周，同时进进行已知降解解化合物的对对照试验；操作简单，但在在静态条件下下混合及充氧氧不好；振荡培养试验法法在烧瓶中加入接接种物、营养养液及受试物物等，在一定定温度下振荡荡培养，在不不同的反应时时间内测定反反应液中受试试物含量，以以评价受试物物的生物降解解性；生物作用条件好好，但吸附对对测定有影响响；半连续活性污泥泥法测试时，采用试试验组及对照照组二套反应应器间歇运行行，测定反应应器内CODD、TOD或DOC的变化化，通过二套套反应器结果果的比较来评评价；试验结果可靠，但但仍不能模拟拟处理厂实际际运行条件；；活性污泥模型试试验模拟连续流活性性污泥法生物物处理工艺，采采用试验组与与对照组，通通过两套系统统对比和分析析来评价；结果最为可靠，但但方法较复杂杂；根据CO2量斯特姆测试法采用活性污泥上上清液作为接接种液，反应应时间28天，温度25C，有机物降降解以CO2产量占理论CO2产量的百分分率来判断；；系统复杂，可反反映有机物的的无机化程度度；根据微生物生理理生化指标主要有：ATPP测试法、脱脱氢酶测试法法、细菌标准准平板计数测测试法等试验结果可靠，但但测试程序较较为复杂。影响有有机物生物降降解性能的因因素：与化学物质的种种类性质有关关的因素（化化学组成、理理化性质、浓浓度、与它种种基质的共存存）；与微生物的种类类、性质有关关的因素（微微生物的来源源、数量、种种属间的关系系）；与有机物、微生生物所处的环环境有关的因因素（pH值、DO、温度、营营养物等）。悬浮生长的好氧氧生物处理工工艺活性污泥法（ActivvatedSludggeProocess）活性污泥法的基基本原理曝气池：反应主主体二沉池：1）进进行泥水分离离，保证出水水水质；2）保证回流流污泥，维持持曝气池内一一定的污泥浓浓度。回流系统：1）保证曝气气池内维持足足够的污泥浓浓度；2）通过改变变回流比，改改变曝气池的的运行工况。剩余污泥：1）是去除有有机物的途径径之一；2）维持系统统的稳定运行行。供氧系统：提供足够的的溶解氧活性污泥系统有有效运行的基基本条件是：：废水中含有足够够的可容性易易降解有机物物；混合液含有足够够的溶解氧；；活性污泥在池内内呈悬浮状态态；活性污泥连续回回流、及时排排除剩余污泥泥，使混合液液保持一定浓浓度的活性污污泥；没有对微生物有有毒有害的物物质流入。二．活性污泥的的性质及性能能指标物理性能：———“菌胶团”——“生物絮凝体”颜色：褐色、（土土）黄色、铁铁红色气味：泥土味（城城市污水）比重：略大于11（1.0021..006）粒径：0.0220.2mm比表面积：200100cm2/ml生化性能：活性污泥的含水水率：99.2299.8%%固体物质的组成成：有机物75—85%活细胞（Ma有机物75—85%微生物内源代谢谢的残留物（Me）：吸附的原废水中中难于生物降降解的有机物物（Mi）：无机物质（Miii）：3．活性污泥中中的微生物：：A．细菌：是活性污泥泥净化功能最最活跃的成分分主要菌种有：动胶杆菌属属、假单胞菌菌属、微球菌菌属、黄杆菌菌属、芽胞杆杆菌属、产碱碱杆菌属、无无色杆菌属等等特征：1）多多属好氧和兼兼性异养型的的原核细菌；；2）在有氧条条件下，具有有较强的分解解有机物的功功能；3）具有较高高的增殖速率率，其世代时时间为2030分钟；4）其中的动动胶杆菌具有有将大量细菌菌结成为“菌胶团”的功能。B.其它微生物物-------原生动物----在活性污泥泥中大约为103个/ml4.活性污泥的的性能指标：：混合液悬浮固体体浓度（MLLSS）（MixeedLiiquorSusppendeddSollids）MLSS=Ma+Me+Mi+Miii单位：mmg/lgg/m3（2）混合液挥挥发性悬浮固固体浓度（MMLVSS）（MixeedVoolatilleLiquuorSSuspenndedSolidds）MLVSS==Ma+Me+Mi在条件一定时，MLVSS/MLSS是较稳定的，对城市污水，一般是0.75—0.85(3)污泥沉降降比（SV）（SludggeVoolume）——是指将曝气气池中的混合合液在量筒中中静置30分钟，其沉沉淀污泥与原原混合液的体体积比，一般般以%表示；——能相对地反反映污泥数量量以及污泥的的凝聚、沉降降性能，可用用以控制排泥泥量和及时发发现早期的污污泥膨胀；——正常数值22030%（4）污泥体积积指数（SVVI）（SludggeVoolumeIndeex）——曝气池出口口处混合液经经30分钟静沉后后，1g干污泥所形形成的污泥体体积，单位是ml/gg。SV（%）10（ml/l）或SV（%）10（ml/l）或SVI=SVI=SV（ml/l）MLSS（g/l）MLSS（g/l）MLSS（g/l）MLSS（g/l）——能更准确地地评价污泥的的凝聚性能和和沉降性能，其值过低，说明明泥粒小，密密实，无机成成分多；其值过高，说明明其沉降性能能不好，将要要或已经发生生膨胀现象；；——城市污水的的SVI一般为550150ml/g；——注意：1）对对于工业废水水，SVI不在上上述范围内，有有时也属正常常；对于高浓度活性性污泥系统，即即使污泥沉降降性能较差，由由于MLSSS较高，其SVVI也不会很很高。5.关于活性污污泥法运行控控制中常用的的一些参数：：流量CCODBODD微生物浓度度AQCCiBBiXiB、CQQ+QrrCCeBeeXDQ–QwCe