工业废水处理-第二章-3

1、第五节 工业废水的生物处理技术一、废水的生物处理概述第五节 工业废水的生物处理技术1、废水生物处理： 通过微生物的新陈代谢作用,将废水中有机物的一部分转化为微生物的细胞物质，另一部分转化为比较稳定的化学物质(无机物或简单有机物)的方法。 废水的生物处理技术是有机污染物自然降解的人工化手段。生物处理的三大要素 作用者：微生物主要是细菌； 作用对象：有机物、无机物等； 作用条件：反应器内部相互接触、氧的供应情况。一、废水的生物处理概述第五节 工业废水的生物处理技术2、废水生物处理的对象：絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物； 稳定和去除废水中的溶解性的可生物降解的有机物； 去除营养元素氮和磷

2、。一、废水的生物处理概述第五节 工业废水的生物处理技术3、废水的可生化性： 根据BOD5与CODcr的比值大小判断：B/C0.45 B/C0.30 B/C0.25 B/C0.2生化性好 可生化 较难生化 不易生化一、废水的生物处理概述第五节 工业废水的生物处理技术3、废水的可生化性：底物浓度相对耗氧速率内源代谢相对耗氧速率BACD一、废水的生物处理概述第五节 工业废水的生物处理技术4、废水生物处理的基本原理：微生物的新陈代谢新陈代谢合成代谢(同化作用)分解代谢(异化作用)复杂物质分解为简单物质简单物质合成为复杂物质吸收能量释放能量能量代谢物质代谢一、废水的生物处理概述第五节 工业废水的生物处理

3、技术4、废水生物处理的基本原理：2）微生物的呼吸类型微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能好氧呼吸厌氧呼吸根据氧化的底物、氧化产物的不同 按反应过程中的最终受氢体的不同 自养型微生物 缺氧呼吸异养型微生物发 酵根据受氢体的不同分为一、废水的生物处理概述第五节 工业废水的生物处理技术4、废水生物处理的基本原理：2）微生物的 呼吸类型呼吸方式受氢体化学反应式好氧呼吸分子氧C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+2817.3kJ缺氧呼吸无机物C6H12O6+4NO3 - 6CO2+6H2O+2N2+1755.6kJ发酵有机物C6H12C6 2CO2+2CH3CH2OH+92.0kJ一、废水的生物

4、处理概述第五节 工业废水的生物处理技术5、废水生物处理的方法分类：一、废水的生物处理概述第五节 工业废水的生物处理技术5、废水生物处理的方法分类：1）废水的好氧生物处理 好氧生物处理是在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。处理过程中散发的臭气较少。中、低浓度的有机废水，或者说BOD5浓度小于500mg/L的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。在废水处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。废水的好氧生物处理的特点一、废水的生物处理概述第五节 工业废水的生物处理技术5

5、、废水生物处理的方法分类：2）废水的厌氧生物处理 废水的厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物，同时释放能量。大分子有机物（碳水化合物、蛋白质、脂肪等）简单有机物（单糖、氨基酸等）有机酸（丙酸、丁酸、戊酸等）、醇、醛等H2/CO2乙酸CH4水解(胞外酶)酸化（产酸细菌）乙酸化（乙酸细菌）甲烷化（甲烷细菌）甲烷化（甲烷细菌）废水厌氧生物处理的特点 由于废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少、可回收能量（CH4）等优点。 其主要缺点是反应速度较慢，

6、反应时间较长，处理构筑物容积大，出水水质差等。为维持较高的反应速度，需维持较高的温度，就要消耗能源。 对于有机污泥和高浓度有机废水（一般BOD51000mg/L）可采用厌氧生物处理法。 一般厌氧生物处理出水需要经过好氧生物处理进行进一步处理 与好氧生物处理相比，厌氧生物处理具有以下特征：A、应用范围广，厌氧可直接处理高浓度废水处理，难降解工业废水。B、能量需求低，还可以产生能量。C、污泥产量极低。D、对水温的适应范围较为宽广。E、能够被降解的有机物多。F、厌氧处理启动时间较长。G、处理出水水质较差。H、对pH值较为敏感。I、处理过程机理较为复杂。第五节 工业废水的生物处理技术6、废水的生物处理

7、脱氮除磷：1）废水的生物脱氮细胞分子式：C60H87O23N12P(考虑磷)第五节 工业废水的生物处理技术6、废水的生物处理脱氮除磷：2）废水的生物除磷细胞分子式：C60H87O23N12P(考虑磷)二、废水的好氧生物处理技术第五节 工业废水的生物处理技术1、活性污泥法：活性污泥：它由好气性微生物（包括细菌、真菌、原生动物和后生动物）及其代谢的和吸附的有机物、无机物组成，具有降解废水中有机污染物（也有可部分利用无机物）的能力，显示生物化学活性。二、废水的好氧生物处理技术第五节 工业废水的生物处理技术2）活性污泥法基本流程：废水适当预处理（如初沉）曝气池内混合反应曝气系统提供搅拌及供氧二次沉淀池

8、，进行固液分离，排水并富集污泥回流系统维持曝气池生物浓度二、废水的好氧生物处理技术第五节 工业废水的生物处理技术2）活性污泥法的运行方式：传统活性污泥法 渐 减 曝 气分 步 曝 气完全混合法浅 层 曝 气深 层 曝 气高负荷曝气或变形曝气克 劳 斯 法延 时 曝 气接触稳定法氧 化 沟纯 氧 曝 气活性污泥生物滤池（ABF工艺）吸附生物降解工艺（AB法）序批式活性污泥法（SBR法）第五节 工业废水的生物处理技术3）活性污泥法的设计参数：二、废水的好氧生物处理技术第五节 工业废水的生物处理技术2、生物膜法： 生物膜法又称固定膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术空气中氧溶解于流动水

9、层中；污水中有机物由流动水层传递到附着水层，再进入生物膜；微生物代谢有机物。第五节 工业废水的生物处理技术1）生物膜法的基本流程：初沉池初沉池作用：去除大部分悬浮固体物质，防止生物膜反应器堵塞，尤其对空隙小的填料是非常必要的。二沉池二沉池作用：去除脱落的生物膜，提高出水水质出水回流出水回流作用：提高生物膜反应器的水力负荷，加大水流对生物膜的冲刷作用，更新生物膜，避免生物膜的过量累积，从而维持良好的生物膜活性和合适膜厚度。生物膜反应器处理水原污水第五节 工业废水的生物处理技术2）生物膜法的特点： 1、微生物种类多样 化；2. 生物膜上微生物的食物链较长； 3. 能够存活世代时间较长的微生物有利于

10、硝化作用； 4. 分段运行与优占种属：分段运行，每段都繁衍与进入本段污水水质相适应的微生物，并形成优占种属，非常有利于微生物新陈代谢功能的充分发挥和有机污染物的降解。 微生物方面 第五节 工业废水的生物处理技术2）生物膜法的特点：1、对水质、水量变动有较强的适应性；2、污泥沉降性能良好，易于固液分离；3、能够处理低浓度污水； 4、易于维护运行，节能、运行费用少；5、剩余污泥产生量少。 处理工艺方面 1.优点 生物膜法对污水水质、水量的变化有较强的适应性、管理方便，不会发生污泥膨胀。 微生物固着于载体表面，时代周期长较长的高级微生物也能增殖，生物更为丰富、稳定，产生的剩余污泥少。2.缺点生物膜载

11、体增加系统投资。由于载体材料比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。适用于中、小水量污水的处理且污水中SS不太高。3）生物膜法相较于活性污泥法的优缺点：第五节 工业废水的生物处理技术4）生物膜法的主要设施：生物膜法的主要设施生物接触氧化池生物流化床间歇生物滤池普通（单层）生物滤池塔式（多层）生物滤池生物转盘生物滤池生 物 接 触 氧 化 池 的 设 计 计 算1生物接触氧化池的有效容积（即填料体积）V式中：qv平均日设计污水量，m3/d；s0 、se分别为进水与出水的BOD5，mg/L；Nv有机容积负荷率，kg ( BOD5)/ (m3d)(城市污水可用1.01.8)。2生物接触氧化池的

12、总面积A和座数n式中：h0填料高度，一般采用3.0m；A1每座池子的面积, m2,一般1.5h5.空气量D和空气管道系统计算 式中：D01m3污水所需气量，m3/m3 ，一般为1520 m3/ m3 。二、废水的厌氧生物处理技术第五节 工业废水的生物处理技术二、废水的厌氧生物处理技术第五节 工业废水的生物处理技术二、废水的厌氧生物处理技术第五节 工业废水的生物处理技术三、废水的生物脱氮除磷技术第五节 工业废水的生物处理技术1）废水的生物脱氮技术三、废水的生物脱氮除磷技术第五节 工业废水的生物处理技术1）废水的生物脱氮技术缺氧-好氧生物脱氮工艺三、废水的生物脱氮除磷技术第五节 工业废水的生物处理

13、技术1）废水的生物脱氮技术三、废水的生物脱氮除磷技术第五节 工业废水的生物处理技术2）废水的生物除磷技术厌氧-好氧除磷工艺流程三、废水的生物脱氮除磷技术第五节 工业废水的生物处理技术2）废水的生物除磷技术三、废水的生物脱氮除磷技术第五节 工业废水的生物处理技术3）废水的生物脱氮除磷技术A2/O工艺基本流程三、废水的生物脱氮除磷技术第五节 工业废水的生物处理技术3）废水的生物脱氮除磷技术改进的Bardenpho工艺三、废水的生物脱氮除磷技术第五节 工业废水的生物处理技术3）废水的生物脱氮除磷技术UCT工艺MSBR工艺传统A2O工艺MSBR脱氮除磷工艺四、工业有机废水的厌氧好氧组合工艺第五节 工业废水的生物处理技术AO+A可以代表：高浓度废水的厌氧发酵工艺难降解有机废水的水解酸化，提高可生化性工艺含氮废水的厌氧反硝化工艺含磷废水的厌氧释磷工艺 有些废水含有很多复杂的有机物，对于好氧生物处理而言是属于难生物降解或不能降解的，但这些有机物往往可以通过厌氧菌分解为较小分子的有机物，而那些较小分子的有机物可以通过好氧菌