第八章污水的生物处理-活性污泥法

1、第七章第七章 污水的生物处理污水的生物处理v第一节 概 述一、水体污染及其危害一、水体污染及其危害1、定义：污水（或废水）是指生产和生活活动中排放的水、定义：污水（或废水）是指生产和生活活动中排放的水的总称，包括生活污水、工业污水、农业污水、被污染的总称，包括生活污水、工业污水、农业污水、被污染的雨水等。的雨水等。有机污染物有机污染物可生物降解性污染物（天然化合物）可生物降解性污染物（天然化合物）难生物降解性污染物难生物降解性污染物POPs （合成化合（合成化合物和芳香族化合物，如农药、塑料等）物和芳香族化合物，如农药、塑料等）无机污染物无机污染物2、污水中污染物的分类、污水中污染物的分类（1

2、）、按化学性质分类）、按化学性质分类（2）、按物理形态分类）、按物理形态分类悬浮固体（粒径悬浮固体（粒径0.10.45m以上）以上）胶体（粒径胶体（粒径0.0010.1m）悬浮固体（粒径悬浮固体（粒径0.10.45m）溶解性物质溶解性物质二、污染物浓度指标及其意义二、污染物浓度指标及其意义v 根据有机物被氧化时都需要消耗氧的共性，常常以污水的需氧量(TOC、COD、BOD)或总有机碳量来指示有机物的含量。 1、TOD：指水中全部有机物被彻底氧化成H2O、CO2、NO3-、SO42-等无机物过程中所消耗的氧。2、COD：用强氧化剂使污染物氧化所消耗的氧量，包括能被氧化的有机物与无机物。3、BOD

3、：指好氧微生物在溶解氧充足的情况下，分解有机物所消耗的氧量。4、TOC：指污水中有机物的总含碳量。5、TN：指污水中全部含氮化合物的总含氮量，是表示污水被氮污染的综合指标。6、TP：指污水中全部含磷化合物的总含磷量， 是表示污水被磷污染的综合指标。三、污水排放标准及处理要求（见教材三、污水排放标准及处理要求（见教材P210）四、污水处理的一般技术途径四、污水处理的一般技术途径 污水处理技术可分为物理处理法、化学处理法、生化处理（或生物处理）法。二级处理二级处理三级处理三级处理一级处理一级处理v一般途径：一般途径：第二节 微生物对有机污水的处理 污水生物处理法是天然水体生物自净（由多污带变为寡污

4、带的过程）的人工强化和具体的应用。是通过人为地创造有利条件（良好的微生物群体、充足的氧、利于反应的装置等）让污染物高效率地被微生物分解，从而使水得到净化。原理和本质：原理和本质：v 污水的生物处理的方法很多：1、根据微生物与氧的关系可分为好氧处理和厌氧处理。2、根据微生物在构筑物中处于悬浮状态或固着状态，又可分为活性污泥法和生物膜法。其中活性污泥和生物膜是净化污（废）水的工作主体。v【活性污泥法】是利用含有大量好氧微生物的活性污泥，在通气充足的条件下使污水得到净化的生物学方法。是目前污水处理技术领域中应用最为广泛的技术之一。一、好氧活性污泥法一、好氧活性污泥法基本工艺流程如下图：基本工艺流程如

5、下图： v【活性污泥】是由主体为各种好氧微生物群体以及污（废）水中的有机和无机固体物混凝交织在一起所形成的絮状体，其粒径在0.020.2mm之间, 密度在1.0021.006之间, 呈深灰或浅灰色。 活性污泥的结构和功能的中心是菌胶团。在其上面生长有其他微生物，如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物及微型后生动物等。（一）、活性污泥的微生物群落（一）、活性污泥的微生物群落:菌胶团的作用和形态菌胶团的作用和形态作用：作用：v加强生物吸附能力和氧化分解有机物的能力；v为原生动物提供良好的生存环境和附着场所；v指示作用，颜色、透明度、数量、颗粒大小即结构松散程度。 菌胶团：起絮凝作用的细菌形成的细菌

6、团块。形态：形态：有多种形态。菌菌胶胶团团絮絮状状体体图图片片活性污泥絮状体的作用活性污泥絮状体的作用v有机物的吸附或黏附及其分解；v金属离子的吸附；v防止原生生物对细菌的吞食；v加强污泥的沉降性，有利于泥水分离 原生动物的作用原生动物的作用v促进絮凝：能分泌黏液，促进生物絮凝；v净化作用：能吞食游离细菌和微小污泥，改善水质；v指示作用：能指示污泥培养的成熟程度及指示污水处理系统运转是否正常。（二）、活性污泥处理废水的微生物学过程 根据微生物去除有机污染物的过程可归纳为絮凝、吸附、氧化和沉淀等4个连续阶段。1、絮凝：细菌的菌胶团之间的粘连形成了体积较大的污泥絮凝体；纤毛类原生动物通过纤毛分泌出

7、的多糖和黏蛋白，对污泥絮体的形成起到促进作用。2、吸附、吸附：微生物具有胶体粒子所具有的许多特性，如细菌表面一般带有负电荷，而废水中有机物常带有正电荷，因此很容易被微生物所吸附。3、氧化、氧化：被吸附的大分子有机污染物（如石油、农药等），在胞外酶的作用下水解为小分子有机物，然后进入细胞内在酶的作用下又被氧化分解，或释放能量，或转化为生物体的组成物质。通过曝气来实现氧化过程，曝气的2大作用：（1）、为微生物分解有机物提供充足的氧；（2）、扰动水，使污染物与活性污泥充分混合、接触，有利于促进污染物的降解。4、沉淀、沉淀：由于活性污泥本身也是污水污染物的重要组成部分，因此经过活性污泥处理过的污水必须

8、要进行泥水分离。这一过程在沉淀池中完成。经过沉淀的上清液是污水生物处理系统的最终出水。（三）、活性污泥处理系统中的常用参数（三）、活性污泥处理系统中的常用参数1、水力停留时间2、污染物容积负荷3、污泥负荷率4、污泥龄5、污泥产率系数（四）、评价活性污泥浓度、沉降性能的常用指标（四）、评价活性污泥浓度、沉降性能的常用指标1、污泥干重（、污泥干重（MLSS）2、挥发性污泥（、挥发性污泥（MLVSS）3、污泥沉降比（、污泥沉降比（SV%）4、污泥指数（、污泥指数（SVI）v（1）、自然培育法）、自然培育法：是利用待处理污水中的自然微生物进行繁殖，逐步形成生物絮状体的方法。一般需23周。v（2）、接种

9、培育法）、接种培育法：向污水中人为添加优良菌种（如污水处理厂的浓缩污泥或干泥饼或天然土壤），以加快微生物的繁殖，从而加快形成微生物絮状体的方法。（五）、活性污泥培育和驯化（五）、活性污泥培育和驯化接种培育法的接种培育法的培育过程：培育过程：1、按曝气池有效体积的5%10%的量投入接种污泥；2、在不进水的条件下进行闷曝几天，同时进行溶解氧量的控制（1mg/L）；3、先小流量进水并逐渐提高水流量至设计流量，同时提高溶解氧量（23mg/L）；4、利用镜检或颜色判定污泥成熟程度。 在无法获得同类污水处理厂活性污泥的情况下，常采在无法获得同类污水处理厂活性污泥的情况下，常采用驯化的方法进行活性污泥的驯育

10、。用驯化的方法进行活性污泥的驯育。 在生物法处理难降解工业废水中，污泥驯化是处理能在生物法处理难降解工业废水中，污泥驯化是处理能否取得成效的重要先行环节。否取得成效的重要先行环节。培育过程中的基本要求培育过程中的基本要求1、BOD5负荷率负荷率2、氧气氧气3、温度温度4、pH5、有毒物质浓度有毒物质浓度（六）、活性污泥法运行中的问题（六）、活性污泥法运行中的问题1、污泥膨胀、污泥膨胀（1）、定义（2）、分类：丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀。（3）、原因（4）、应对丝状菌膨胀的措施2、污泥解体：、污泥解体：絮凝体微细化导致处理水质浑浊。原因有曝气过量，污水中含有有毒物质。3、起泡沫现象：、起泡沫现象：

11、气泡大量附着在丝状菌丝上。4、剩余污泥的处理：、剩余污泥的处理：脱水后作无害化处理，如焚烧、堆肥等。（七）、传统的活性污泥法（七）、传统的活性污泥法1、优点：曝气时间长，所以处理效果好，、优点：曝气时间长，所以处理效果好，BOD去除率为去除率为9095%。2、缺点：动力耗费大；只能适合处理有机物浓度较低的废水、缺点：动力耗费大；只能适合处理有机物浓度较低的废水（ 100mg/L BOD5 500mg/L ）；曝气池容积大，占用土地多，）；曝气池容积大，占用土地多，基建成本高。基建成本高。（八）、活性污泥法的新发展（八）、活性污泥法的新发展1、合理布置曝气管、合理布置曝气管2、合理布置废水进口、

12、合理布置废水进口3、序批式活性污泥法（、序批式活性污泥法（SBR工艺）工艺）特点：（1）、在运行周期内通过控制曝气实现缺氧-厌氧-好氧的交替过程和水的停留时间，实行间歇方式 （2）、在运行周期内自动控制缺氧-厌氧-好氧的交替，过程，有利于脱氮除磷。 特点：将曝气池分为A（缺氧）、B两段（好氧），不但可处理高浓度有机废水，而且还可以节省动力消耗和提高出水的水质。4、吸附、吸附-生物降解工艺生物降解工艺 Orbal氧化沟水处理工艺起源于南非。城市污水由管道集中后，水流首先经过粗格栅，将粗的垃圾去除，然后由提升泵将污水提高水头（后面工艺要求有高水头），再经过细格栅及旋流沉砂池，进一步去除小的垃圾和泥

13、砂，污水进入水处理主体结构氧化沟，污水在“O”型的氧化沟中经过曝气机调节曝气，使得污水得到缺氧、氧化、硝化、反硝化等反应，在该过程中完成BOD（生物耗氧量）、COD（化学耗氧量）的去除及污水脱氮的功能，并为下一步水的沉淀作好准备，经过氧化沟处理的水流入终沉池，加入Fe3+、或Al3+ 使得水中的（PO4）3- 得以沉淀，充分沉淀后，清水最后经二氧化氯消毒后排入长江。沉淀的污泥经脱水机滤干后焚烧处理。 5、氧、氧 化化 沟沟v人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，v明辨是非的能力。明辨是非的能力。v所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，v古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。v”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，通过阅读科技书籍