水污染控制2第1章概述

《水污染控制工程》多媒体课件废水生物处理原理与技术CollegeofEnvironmentandResourcesFuzhouuniversity福州大学环境与资源学院版权所有(C)2005-2009主讲：方圣琼课程简介

什么是“废水生物处理”？

“废水生物处理”的主要内容是什么？

学习“废水生物处理”后，能做什么？什么是“废水生物处理”？废水中不同类型的污染物需要采用不同的处理方法和工艺进行处理；废水生物处理的对象主要是：两大类污染物：有机物；营养元素——氮和磷

两大类废水：

生活污水或城市污水有机工业废水废水生物处理的主体是微生物例1：生活污水或城市污水的处理进水水质：COD400mg/lBOD200mg/lSS200mg/l出水水质：COD40mg/lBOD15mg/lSS20mg/l排放标准：COD60mg/lBOD20mg/lSS20mg/l例1：生活污水或城市污水的处理污泥的厌氧消化活性污泥系统高碑店污水处理厂的工艺流程图初沉池曝气池二沉池一期二期污泥处理曝气池活性污泥好氧微生物生物0.1mm钟虫小口钟虫草履虫盖纤虫肾形虫变形虫活性污泥中的后生动物轮虫线虫活性污泥中的原生动物活性污泥中的菌胶团曝气池好氧生物处理新工艺办公楼二期预留地进水泵房SBR池格栅、沉砂鼓风机房污泥井污泥脱水机房锅炉房SBR工艺、CAST工艺SBR工艺SBR池鼓风机房滗水器污泥脱水机房锅炉房滗水器好氧生物处理新工艺氧化沟工艺(ORBAL氧化沟)曝气转刷曝气转刷曝气转碟Carrousel氧化沟曝气叶轮好氧生物处理新工艺——曝气生物滤池（BAF）格栅间预处理一级曝气生物滤池一级曝气生物滤池二级曝气生物滤池进水泵房曝气生物滤池（BAF工艺）二级曝气生物滤池一级曝气生物滤池例2：啤酒废水的生物处理进水水质：COD2500mg/lBOD1200mg/lSS200mg/l排放标准：COD150mg/lBOD30mg/lSS70mg/l出水水质：COD50mg/lBOD50mg/lSS50mg/l例2：啤酒废水的生物处理武汉东湖啤酒厂废水处理工程的工艺流程图格栅井调节池污泥脱水机房泥饼外运沼气贮柜

图例UASB反应器氧化沟污水管线污泥管线沼气管线回流管线沉淀池浓缩池集泥井武汉欧联东西湖啤酒废水处理流程图出水水封罐脱硫塔原废水厌氧生物处理好氧生物处理沼气收集污泥处理武汉东西湖啤酒厂厌氧UASB反应器好氧氧化沟武汉东西湖啤酒厂UASB的工作原理图——Paques公司颗粒污泥成熟后的扫描电镜照片（运行180天）本课程的目的与内容介绍废水生物处理的基本原理——理论知识:几种主要废水生物处理方法的基本原理；废水生物处理过程的主要影响因素；废水处理过程中的反应动力学；等。介绍各种废水生物处理工艺——工艺常识：各种废水生物处理的工艺流程、特点及典型参数；等。介绍与废水生物处理有关的设计计算、工程设计以及有关的工程实例——工程实践：生物反应池的有效容积、污泥浓度、曝气量、产气量、剩余污泥产量；等。主要内容第一章概述第二章废水生物处理基本原理第三章好氧生物处理工艺——活性污泥法第四章好氧生物处理工艺——生物膜法第五章好氧生物处理工艺——其它工艺第六章厌氧生物处理工艺第七章营养元素的生物去除（原理与工艺）第八章天然条件下的生物处理第一章概述

1.1

生物处理的基本概念

1.2

生物处理法在废水处理中的地位

1.3生物处理法的分类1.1

生物处理的基本概念1.1.1生物处理的目的和重要性

废水生物处理的目的：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有机物去除营养元素氮和磷1.1

生物处理的基本概念废水生物处理的重要性：

城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济；废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法；大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。1.1.2

微生物在废水生物处理中的作用

去除有机物（以COD或BOD5表示），去除其它无机营养元素如N、P等絮凝沉淀和降解胶体状固体物稳定有机物1.1.3

微生物代谢过程简介有机物微生物新细胞物质CO2、H2O生物残渣内源呼吸分解合成微生物代谢所需要的几个基本要素：

能源；

碳源；

无机营养元素——N、P、S、K、Ca、Mg等

有机营养物（生长因子，如维生素、生物素等）废水生物处理涉及的微生物代谢过程：

化能异养型代谢

化能自养型代谢

光能自养型代谢

光能异养型代谢化能异养型代谢有机碳终产物营养物质细胞物质能量有机残渣内源呼吸分解代谢合成代谢化能自养型代谢无机碳终产物营养物质细胞物质能量有机残渣还原态无机物氧化态无机物内源呼吸分解代谢合成代谢光能自养型代谢无机碳营养物质细胞合成太阳光能量终产物有机残渣内源呼吸光合作用合成代谢1.1.4废水生物处理中的重要微生物微生物非细胞形态的微生物细胞形态的微生物病毒、噬菌体真核生物酵母菌原生动物后生动物原核生物细菌放线菌蓝藻（蓝细菌）真菌霉菌藻类1.1.4生物处理中的重要微生物细菌——是废水生物处理工程中最主要的微生物

真细菌(eubacteria)、古细菌(archaebacteria)

根据需氧情况不同：

好氧细菌、兼性细菌、厌氧细菌；

根据能源碳源利用情况的不同：

光合细菌——光能自养菌、光能异养菌； 非光合细菌——化能自养菌、化能异养菌

根据生长温度的不同：低温菌(10~15ºC)、中温菌(15~45ºC)、高温菌(>45ºC)1.1.4生物处理中的重要微生物真菌：特点：

1)能在低温和低pH值的条件生长

2)在生长过程中对氮的要求较低（1/2）

3)能降解纤维素。应用：

1)处理某些特殊工业废水

2)固体废弃物的堆肥处理1.1.4生物处理中的重要微生物原生动物：原生动物主要以细菌作为食物；种属与数量的变化，与出水水质相关，可作为指示生物。后生动物：后生动物以原生动物和细菌作为食物；也可作为指示生物。1.2

生物处理法在废水处理中的地位1.2.1有机物在废水中的存在形式及其主要去除方法颗粒状有机物(>1m)：可采用机械沉淀法去除胶体状有机物(1nm~100nm)：不能用机械沉淀法去除溶解性有机物(<1nm)：以分散的分子状态存在于水中1.2.2废水处理程度的分级一级处理——预处理或前处理；二级处理——生物处理；三级处理——深度处理城市污水处理厂的典型流程北京市酒仙桥污水处理厂一级处理二级处理城市污水处理厂的典型流程污泥回流原废水粗细格栅进水泵房沉砂池初沉池曝气池二沉池接触池出水泥饼外运集泥井污泥回流泵房污泥浓缩池一级消化池二级消化池污泥脱水机房空气CL2或其它消毒剂絮凝剂上清液回流二级处理一级处理三级处理1.2.2废水处理程度的分级一级处理：去除效果：EBOD

30%,ESS

50%功能：去除大颗粒状有机物，以减轻后续生物处理的负担；调节水量、水质、水温等，有利于后续的生物处理。主要方法：物化法沉砂、沉淀、气浮、除油、中和、调节、加热或冷却等1.2.2废水处理程度的分级二级处理：去除效果：EBOD

85~90%，ESS

90%功能：大量去除胶体状和溶解状有机物，保证出水达标排放方法：各种形式的生物处理工艺1.2.2废水处理程度的分级三级处理：

目的：去除二级处理出水中残存的SS、有机物，脱色、杀菌，脱氮、除磷——防止水体富营养化

方法：物化法——超滤、混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、加氯消毒等；生物法——生物脱氮除磷、生物陶粒、生物活性炭、曝气生物滤池等1.2.3我国水环境中有机物污染现状废水排放量巨大

——总废水量达400亿m3(1.1108m3/d)，其中工业废水和城市生活污水各近50%，处理率低主要污染物是有机物和氮磷营养盐

我国城市污水处理概况

年份污水厂处理能力处理率

1921

上海北区污水厂4104m3/d

1926上海东、西区污水厂到1980全国238个城市,仅有16个建有39个污水厂

85104m3/d1.7%其中二级处理厂19.3万m3/d0.39%到1985年底33个城市，63个污水厂220104m3/d2.2%其中一级处理厂20个73104m3/d0.66%二级处理厂43个147104m3/d1.54%到1996年底全国640多个城市,共建有160多个污水厂812104m3/d6.7%

目前，在全国范围内已经建成很多城市废水处理厂，估计目前我国的城市废水处理率已经达到20%。我国已有的大型污水处理厂

年份污水厂处理能力1985天津纪庄子污水厂26104m3/d1990北京高碑店污水厂50104m3/d(一期，90～93)100104m3/d(二期，95～99)1994天津东郊污水厂34104m3/d其它西安大白杨污水厂32104m3/d南京污水厂26104m3/d上海天山污水厂10.5104m3/d杭州四堡污水厂20104m3/d福州洋里污水厂20104m3/d污染物的主要来源：生活污水：COD=400~500mg/l,BOD5=200~300mg/l工业废水：轻工、食品、石油化工等

啤酒废水：8~20m3废水/m3酒,COD=2000~3500mg/l

酒精废水：12~15m3废水/m3酒,COD=3~6万mg/l

味精