污水生物处理好氧厌氧生物处理公开课一等奖课件省赛课获奖课件

污水生物处理第1页第三节污水生物处理一、污水生物处理概述污水生物处理就是利用微生物氧化分解及转化功能，以污水有机物(少数以无机物)作为微生物营养物质，采取一定人工措施，发明一种可控制环境，通过微生物代谢作用，使污水中污染物质被降解、转化，污水得以净化。第2页好氧生物处理厌（兼）氧生物处理第3页好氧生物处理原理在充足供氧条件下，利用好氧微生物生命活动过程，将有机污染物氧化分解成较稳定无机物处理办法，在工程上称为污水好氧生物处理。第4页有机物好氧分解图示第5页在污水好氧处理过程中，必须不间断地供应溶解氧。由于氧是有机物最后氢受体，正是由于这种氢转移，才使能量释放出来，成为细菌生命活动和合成新细胞物质能源。要确保污水处理效果，首先必须有足够数量微生物，同步，还必须有足够数量营养物质。第6页好氧生物处理传统活性污泥法氧化沟序批式活性污泥法生物滤池、生物转盘流化床活性污泥法生物膜法第7页活性污泥特性与微生物

①特性a、形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。b、颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度）。c、理化性质：ρ=1.002～1.006，含水率99%，直径大小0.02～0.2mm，表面积20～100cm2/ml，pH值约6.7，有较强缓冲能力。其固相组分主要为有机物，约占75～85%。d、生物特性：具有一定沉降性能和生物活性。（理解：自我繁殖、生物吸附与生物氧化）。e、组成：由微生物群体Ma，微生物残体Me，难降解有机物Mi，无机物Mii四部分组成。第8页②微生物组成及其作用组成：包括细菌、真菌、原生动物、后生动物。细菌：以异养型原核生物(细菌)为主，数量107～108个/mL，自养菌数量略低。其优势菌种：产碱杆菌属等，它是降解污染物质主体，具有分解有机物能力。真菌：由细小腐生或寄生菌组成，具分解碳水化合物，脂肪、蛋白质功能，但丝状菌大量增殖会引发污泥膨胀。原生动物：肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类、捕食游离细菌。其出现次序反应了处理水质好坏（这里好坏是指有机物清除），最初是肉足虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫；当处理水质良好时出现固着型纤毛虫，如钟虫、等枝虫、独缩虫、聚缩虫、盖纤虫等。后生动物(主要指轮虫、线虫、甲壳虫如水骚类），捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定标志。第9页活性污泥法工艺流程初次沉淀池曝气池空气进水回流污泥剩下污泥污泥出水二次沉淀池第10页氧化沟（OD）1.概念：氧化沟是一种改良活性污泥法，其曝气池呈封闭沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，因此被称为“氧化沟”，又称‘‘环形曝气池”。第11页采取立式表曝机卡鲁塞尔氧化沟(英国ASHVale污水处理厂)第12页第13页氧化沟工艺特点简化了预处理氧化沟HRT较长，有机物可得到较彻底清除，排出污泥已经高度稳定，不需初沉池和厌氧消化具有推流式流态特性DO浓度在沿池长方向形成好氧、缺氧和厌氧条件，合理设计可用来脱氮除磷。第14页第15页第16页OTV-Gruger三沟式氧化沟(Faabborg污水处理厂)第17页

Orbal型氧化沟第18页SBRSBR法(SequencingBatchReator)，是连续活性污泥法一种改型，它反应机制以及污染物质清除机制和传统活性污泥法基本相同，仅运行操作不同样。SBR操作模式由进水、反应、沉淀、出水和待机等5个基本过程组成。第19页1、典型SBR反应器原理第20页2、SBR反应器第21页3.典型SBR反应器长处第22页4.同步，典型SBR反应器也存在一定问题例如：1)对于单一SBR反应器应用需要较大调整池；2)对于多种SBR反应器进水和排水阀门自动切换频繁；3)无法处理大型污水处理项目连续进水、连续出水处理要求。4)设备闲置率较高5)污水提升水头损失较大。正是以上这一系列问题存在造成了对于SBR反应器不停改善和开发。第23页5.CASS(CAST)工艺循环式活性污泥法工艺第24页6.其他SBR演变工艺ICEAS工艺

IntermittentCycleExtendedAerationSystem间歇式循环延时曝气工艺第25页A-O工艺A/O工艺将前段厌氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在厌氧段，一方面，异养菌将污水中淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性有机物转化成可溶性有机物，当这些经厌氧水解产物进入好氧池进行好氧处理时，可提升污水可生化性及氧效率；另一方面，从好氧池回流回污泥中聚磷菌在该段释放磷，以达成除磷目标。第26页第27页第28页A2O工艺A2/O处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺简称

A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧—好氧除磷工艺（A/O）基础上开发出来，该工艺具有脱氮除磷功能，是一种深度二级处理工艺。

该工艺在厌氧—好氧除磷工艺（A/O）中加一缺氧池，将好氧池流出一部分混合液回流到缺氧池前端，以达成硝化脱氮目标第29页第30页第31页生物膜法好氧生物膜法是根据土壤自净原剪发展起来。从好氧微生物对有机物降解过程基本原理上分析，生物膜法和活性污泥法是相同，二者主要不一样在于活性污泥法是靠曝气池中悬浮流动着活性污泥来分解有机物，而生物膜法则是主要依靠固着于载体表面微生物膜来净化有机物。第32页曝气生物滤池生物曝气滤池(BAF)构造曝气生物滤池主体可分为布水系统、布气系统、承托层、生物填料层、反冲洗等五个部分。第33页第34页MBR工艺MBR又称膜生物反应器（MembraneBio-Reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合新型水处理技术。采取膜构造主要是中空纤维膜。膜--生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成第35页第36页第37页流化床流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程反应器。在用于气固系统时，又称沸腾床反应器。第38页流化床第39页污水厌氧生物处理概述厌氧生物处理机理厌氧处理反应器技术

第40页一、概述厌氧生物处理是指利用厌氧微生物代谢过程，在无氧条件下把污水中有机污染物转化为无机物和少许细胞物质污水处理办法。与好氧生物处理技术相比，它具有下列突出长处：第41页能耗低(约为好氧10％～15％）可回收生物能源（沼气）产生剩下污泥量少（相称于好氧1/10~1/6）可承受有机负荷高，占地少第42页但厌氧生物处理也有本身缺陷，主要是：厌氧处理后出水COD、BOD值较高，难以达标（需好氧处理作为后处理）厌氧水力停留时间一般较长，厌氧启动时间一般也较长受温度等影响大，有恶臭第43页二、厌氧生物处理机理厌氧生物降解过程可分为四个阶段：1.水解阶段2.酸化阶段(也叫发酵阶段)3.产乙酸阶段4.产甲烷阶段第44页水解阶段水解细菌将不溶性有机物转变成可溶性有机物,将高分子溶性有机物转变成小分子有机物(通过细菌胞外酶作用)纤维素被纤维素酶水解成纤维二糖和葡萄糖淀粉被淀粉酶水解成麦芽糖和葡萄糖蛋白质被蛋白酶水解成短酞和氨基酸脂肪被脂肪酶水解成丙二醇和脂肪酸第45页酸化阶段水解阶段产生小分子水解产物在酸化菌细胞内转化为更简单化合物并分泌到细胞外,这一阶段主要产物有VFA\醇类\乳酸\CO2\NH3\H2S等。与此同步，酸化菌也利用部分物质合成新细胞物质。

第46页产乙酸阶段在此阶段，酸化阶段产物被深入转化为乙酸、H2、碳酸等以及新细胞物质。第47页产甲烷阶段在此阶段，乙酸、H2、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为CH4、CO2和新细胞物质。整个厌氧降解速率取决于以上四个阶段中速度最慢那个阶段，由于产甲烷菌生长迟缓,因此产甲烷反应较慢,因此一般产甲烷阶段是整个厌氧降解过程速率限制性阶段.第48页小结

(厌氧生物处理反应机理图)原酸化阶段和产乙酸阶段可合并为一种阶段第49页几个厌氧生物滤池第50页UASB工艺上流式厌氧污泥床反应器是一种处理污水厌氧生物办法，又叫升流式厌氧污泥床，英文缩写UASB（Up-flowAnaerobicSludgeBed/Blanket）。由荷兰Lettinga专家于1977年发明。污水自下而上通过UASB。反应器底部有一种高浓度、高活性污泥床，污水中大部分有机污染物在此间通过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。因水流和气泡搅动，污泥床之上有一种污泥悬浮层。第51页UASB工艺反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部污泥床；消化液从澄清区出水。UASB负荷能力很大，适用于高浓度有机废水处理。运行良好UASB有很高有机污染物清除率，不需要搅拌，能适应较大幅度负荷冲击、温度和pH变化。第52页UASB反应器工作原理第53页厌氧膨胀床和流化床工艺流程进水第54页第55页污水自然生物处理第56页污水自然生物处理回顾与前瞻污水自然生物处理已有300多年历史，但随着经济和社会发展，生活污水和工业废水水质水量发生了很大变化，“典型式”生态系统自然净化能力承受不了越来越沉重污染负荷。为理解决日益严重水环境污染问题，出现了以普通活性污泥法、生物膜法等高效人工净化技术。但进入20世纪70年代，严重世界能源危机，迫使人们又转向研究节省能源、资源和投资处理方法。污水自然生物处理作为“替代技术”之一受到重视。第57页第58页一、稳定塘（生物塘）1、概述稳定塘：又叫生物稳定塘（biologicalstabilizationpond），俗称氧化塘（oxidationpond）。1)工作原理：依靠自然生态系统净化作用使污水净化。2)供氧方式：通过大气和藻类光合作用供氧，或人工曝气（曝气塘）。3)分类：按DO浓度高低分好氧稳定塘,兼性塘,厌氧塘,曝气塘。按处理程度分一级、二级和深度处理塘。按出水方式又可分连续出水塘、控制性水塘、贮存塘。4)合适条件：要求有废河道、沼泽地、峡谷、荒地且地质条件良好地形；要考虑气温、光照和风力。5)优缺陷：工程简单，建设投资少，能耗少，成本低廉，利于农业浇灌，能实现污水资源化。但占地面积大，净化效果受季节（含光照、气温）影响，易造成地下水污染，周围环境条件较差。第59页生物塘种类及特性名称好氧生物塘兼氧生物塘厌氧生物塘曝气生物塘水深（米）0.2~0.41~2.52.5~42.5~4.5停留时间(日)2~67~3030~502~10BOD负荷（g/m3d）10~202~102~100BOD清除率80~9535~7550~7050~80光合反应有有藻类浓度（毫克/升）>10010~50第60页齐齐哈尔南郊污水处理厂880公顷氧化塘第61页北京通州区污水深水曝气塘第62页第63页兼性塘第64页二、污水土地处理系统

1.概念：在人工控制条件下,将污水投配在土地上，通过土壤－微生物－植物生态系统，进行物理、化学、物理化学和生物化学净化过程，使污水得到净化一种污水处理工艺。2.工作原理：利用土壤—微生物—植物生态系统,进行物理、化学、物化和生化作用过程，使污水得到净化。其中土壤胶体和土壤微生物是土壤能够容纳、缓冲和分解微生物关键。3.净化作用机理物理过滤：土壤颗粒孔隙截留。物理吸附：黏土等硅酸盐类物质具有离子交换和吸附作用。物理化学吸附：重金属离子与土壤胶体、腐植酸等鳌合作用.化学反应和化学沉淀：与土壤中某些组分形成难溶性化合物或因pH变化而沉淀、挥发。如与土壤中铁、铝、钙、磷、碳酸盐等发生反应，氨氮在碱性条件下挥发等。微生物代谢：通过多种微生物互相依存、协同作用，降解多种有机物和氮磷等污染物质。植物代谢：植物吸取、降解和蒸腾作用。第65页4、组成：预处理设备，调整与贮存设备，污水输送、配水控制系统，土地净化地、净化水搜集、利用系统。5、工艺a、慢速渗滤处理系统：利用草场、林地、荒地以及农田、蔗地等（土壤微生物与植物），不考虑处理水流出。第66页b、迅速渗滤处理系统：在专门处理地上间歇处理(利用土壤微生物进行交替厌氧与好氧)，下设专门回收处理水系统。c、地表漫流处理系统：利用缓坡草地迟缓流动（要求土地渗入性差），并以地表径流聚集、排放和利