污水生物处理原理及工艺简介2

废水生物处理原理及工艺简介0、提纲生

物

处

理原理比较工艺1、废水生物原理；2、好氧生化原理；3、厌氧生化原理；4、运行参数估算。鞍山同北京、沈阳、大连在工艺、吨水成本、占地等方面比较。1、传统活性污泥法；2、SBR（序批式间歇活性污泥法）；3、CAST（CASS）；4、MBR（生物膜法）；5、BAF（曝气生物滤池）；6、A－O脱氮、除磷及AAO工艺；7、氧化沟；8、土地处理系统。0、富营养化0、污水处理前后对比北京北小河污水处理厂处理前后对河流生态影响1、概述—基本概念原理：废水中的有机物、氮、磷等物质对人类来说是污染物，但对微生物来说是营养物质，生物处理就是借助于微生物的新陈代谢活动，使有机污染物转化成为稳定的无害物质，氮、磷得到释放或富集，从而从废水中去除的过程。定义：利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物的一种方法叫做废水生物处理方法，分好氧生物处理法和厌氧生物处理法两种。

特点：1、用生物方法去除水中有机物最经济；

2、90%废水处理工艺属于生物处理工艺；

3、水中氨氮用生物处理方法去除最有效；

4、绝大多数工业废水也是以生物处理方法为主。处理对象：1、有机物；2、氮；3、磷。

可生化判断：BOD/COD≤0.3难生化，0.3和0.5可生化，大于0.5易生化。生物处理工艺：传统推流式、完全混合式、多点进水法、吸附再生法、延时曝气法、高负荷法、生物滤池、生物接触氧化法、生物转盘、好氧生物流化床、深井曝气法、纯氧曝气法、氧化沟工艺、A－B法、生物脱氮法、生物除磷法、SBR、BAF、UASB、EGSB、AF、IC、稳定塘、土地处理法等。1、概述—基本概念1、概述--名词解释COD：化学需氧量（Chemical【化学】oxygenDemand）利用化学氧化剂将废水中可氧化物质（如有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等）氧化分解，然后根据残留的氮化剂的量计算出氧的消耗量。CODCr：（重铬酸钾作为氧化剂测出的COD结果）CODMn：（高锰酸钾作为氧化剂测出的COD结果）一般CODCr>BOD5>CODMn来源：包括BOD来源，还有工业废水如化工、制药、纺织等。BOD：生物需氧量（Biochemical【生物】Oxygen【氧气】Demand【需求】）微生物分解水中的有机化合物时需要消耗氧，这个指标代表消耗掉的氧。BOD5

：（20℃5天BOD）微生物完全分解水中的有机化合物总共约需100天，为缩短检测时间，一般20℃五天内的耗氧量为代表，简称BOD5，对生活污水来说，约占BOD70%。来源：生活污水和制糖、食品、造纸、纤维等工业废水中。1、概述--名词解释AAO（Anaerobic【没有空气】Anoxic【缺少空气】Oxide【氧】）AO脱氮（Anaerobic【缺少空气】Oxide【氧】）AO除磷（Anaerobic【没有空气】Oxide【氧】）好氧：曝气---普通污水处理厌氧：只进水，不搅动，不曝气—高浓度有机废水处理，除磷工艺缺氧：搅动或回流硝化液或微曝气，脱氮工艺实际工艺可能是多种缺氧、好氧、厌氧工艺组合以达到更好的处理效果。NH3-N：氨氮主要来源于人和动物的排泄物、农用化肥的流失，自化工、冶金、石油化工、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水。危害：黑臭、毒性，富营养化。（H2PO4-、HPO42-、PO43-)：磷在废水中，磷通常以无机磷酸盐、聚合磷酸盐和有机磷等多种形式存在，来源农药、医药、饲料、洗涤剂、肥料、食品添加剂等。危害：黑臭、富营养化。2、生物处理--原理微生物可简单分为好氧微生物、厌氧微生物和兼性微生物。好氧微生物指必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，包括大部分微生物，其主要作用有合成代谢、分解代谢和内源呼吸。影响好氧微生物处理效果的因素主要有溶解氧、温度、pH值等；

厌氧微生物是指能在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等，主要代谢作用有水解、发酵、产氢产乙酸、产甲烷等阶段，目前其代谢理论无统一认识，主要影响因素有温度、pH值、氧化还原电位、营养物质、F/M比、有毒物质等；兼性微生物既可在有氧环境中生活，也可在无氧环境中生长，当水中溶解氧高于0.2～0.3mg／L时，兼性菌利用氧气进行新陈代谢；而当溶解氧低于上述数字时，它们同厌氧菌一样，生活时不需要氧气，在自然界中大部分细菌属于这一类。2、生物处理—好氧原理好氧微生物将废水中的有机污染物分解成为最终的无机产物如二氧化碳和水等，或被同化合成为好氧微生物的细胞物质并以剩余污泥的形式通过沉淀等方式与出水分离，从而使废水得到净化。

2、生物处理—污泥颗粒、细菌、真菌2、生物处理--微生物图片2、生物处理—好氧原理(1)分解反应(2)合成反应(3)内源呼吸注：不同种类微生物的实验分子式：在废水的好氧生物处理过程中，主要涉及以下三大类生化反应：2、生物处理—好氧异养代谢:2、生物处理—好氧自养代谢厌氧微生物在无分子氧的条件下将废水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳。优点1运行能耗低；2回收沼气；3处理高浓度、复杂废水，占地少；4污泥产生量少，处理费用低。缺点1：敏感；2效果差；3味大；4去氨氮差。2、生物处理—厌氧原理2、生物处理—厌氧原理厌氧理论过程分为两阶段理论、三阶段理论、四阶段理论及超复杂反应系统等阶段。2、生物处理—厌氧原理三阶段理论2、生物处理—厌氧原理四阶段理论2、生物处理—脱氮原理脱氮过程是指在多种微生物的作用下，将原废水中的有机氮或氨氮最终转化生成为氮气的过程，主要包括氨化、硝化、反硝化三个主要的生物过程：2、生物处理—除磷原理除磷分为三个过程：①除磷细菌在好氧条件下对磷的过量摄取；②除磷细菌在厌氧条件下对磷的释放；③含磷污泥的排放。2、生物处理—水解酸化水解酸化参与菌群为发酵细菌。废水中不溶性的大分子有机物（如蛋白质、纤维素、淀粉和脂肪等）经水解酶（各种形式的蛋白质）的作用，在溶液中分解为水溶性的小分子有机物（如氨基酸、脂肪酸、葡萄糖和甘油等）。原先颗粒状的各种可见物“消失”了，变成了均质的溶液。水解酸化的目的仅在于使复杂的有机物经过水解和发酵，转化为简单的有机物，为后续的好氧生物处理准备易于氧化分解的有机基质。因而，它仅是一种生物预处理工序，或者是厌氧—好氧联合生化处理系统中的前期处理工序。2、生物处理—运行参数估算

加药量。系统多见于自来水厂，有些污水处理厂虽有应用，但并非强制，尤其出水不达标的情况下选择加要处理是简便易行的办法，一般加氯气，许多污水处理厂带有加氯设计。通常情况下，加氯量为2-5mg/L，以此计算，一座3万吨污水处理厂年加氯量18-45吨，10万吨水厂加氯量90-220吨。

鼓风曝气量。曝气池所需要的空气量大约为日处理污水量的7倍（COD浓度400mg/L），如3万吨/日采用活性污泥的污水处理厂大约需要21万立空气/日，按中孔曝气氧气转移效率2kgO2/kwh，每度电0.83元计算，这些风量需电费1.8万元/日，年运转330天，需电费600万元。

运行费用。吨水处理成本0.8-1.2元（包括电耗、药品、人工、设备折旧等），3万吨/日污水处理厂年运行费用800-1400万元。其中电费约40%-60%，500-700万元。2、生物处理—小结知识点1：可生化判断知识点2：生物处理原理：代谢（分解，合成，内源呼吸）知识点3：好氧处理：CO2和H2O。知识点4：厌氧处理：CH4和CO2。知识点5：好氧厌氧比较知识点6：生物脱氮、除磷原理知识点7：常规运行参数2、生物处理现状—北京（数据来源：中国城镇污水处理厂汇编，沈阳、大连同）名称工艺规模（万t/d）占地（万平）投资（万元）吨水成本（元）吨水占地（平）高碑店传统污泥1006816.4416440.7将台洼氧化沟20241.2北小河A-O460.4711751.5清河A2-O20234.4222101.2方庄污A2-O44.20.4711751.1吴家村厂SBR87.7225001.0小红门A2-O604813.7422900.8威嘉A2-O10123.737001.2黄村氧化沟86.4112500.8金源经开循环污泥27.730.3316503.9顺义氧化沟814.11.316251.8良乡卫星城波浪式40.721800门城SBR410.4511250.3昌平氧化沟5.48.31.0319071.5密云水解酸化1.54.41.0368672.9夏都晋阳水解酸化4.51.90.449780.4肖家河22.20.5527501.1合计

/平均265.4/15.6121651.25名称工艺规模（万t/d）占地（万平）投资（万元）吨水成本（元）吨水占地（平）北部污泥+A-O4037.35.9714930.9西部浮动填料活性污泥法158.32.516670.6仙女河BAF207.62.412000.4沈水湾污泥207.90.4五里河一级强化处理102.60.686800.3满堂河湿地26.30.136503.2合计/平均107/17.8311380.92、生物处理现状—沈阳2、生物处理现状—大连名称工艺规模（万t/d）占地（万平）投资（万元）吨水成本（元）吨水占地（平）马栏河BAF124.62.218330.4开发区净化氧化沟85.40.7开发区污水传统污泥86.10.78750.8春柳河传统污泥813.50.8510631.7开发区大窑湾A-O+A2-O88.31.0付家庄TAO10.90.2424000.9开发区排水A-O812.51.2215251.6旅顺一级处理350.5518331.7瓦房店ICEAS611.10.9515831.9合计/平均62/6.8915881.22、生物处理现状—鞍山名称工艺规模（万t/d）占地（平）投资（万元）吨水成本（元）吨水占地（平）二污水一期SBR101000001400014001.00海城一期A-O3264001200040000.88二污水二期A-O/MBR201060004075820380.53海城二期活性污泥326400460015330.88大孤山CAST+深度处理340759696023201.36判甲炉CAST+深度处理5650231057521151.30东台A-O10150001500宁远CAST+深度处理8969001610020131.21腾鳌A2/O2.530000780031201.20感王生化+物化460000804820121.50台安A/O+人工湿地376000686022872.53岫岩A/O+人工湿地260000655832793.00合计/平均63.5/6.1323011.40向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。效果：好，BOD达90%以上，稳定工艺：不很复杂占地：大脱氮除磷：无运行费用：高（主要曝气部分）管理：污泥膨胀等，较低3、传统活性污泥处理法—简介3、传统活性污泥处理法—工艺流程4、SBR：（SequencingBatchReactor），序批式间歇活性污泥法。效果：一般工艺：简单，较老占地：少，土建费用低脱氮除磷：可运行费用：运行费用低管理：操作灵活，对管理员素质要求高4、SBR实例5、CAST+深度处理效果：一般工艺：改进SBR，简单，连续进水间歇排水占地：少，土建费用低脱氮除磷：可脱氮，难除磷运行费用：运行费用低管理：运行可靠，无污泥膨胀循环式活性污泥法（CyclicActivatedSludgeTechnology）的简称（或CASS[CyclicActivatedSludgeSystem]），在传统SBR工艺上发起来的一种新型工艺，整个系统是一个间隙式反应器，在此反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断地重复进行，该法将生物反应过程和泥水分离过程在一个池子中进行。5、CAST工艺5、CAST+深度处理效果CAST优点：①取代调节池、初沉池、曝气池及二沉池，整体结构简单紧凑。②耐冲击负荷强，耐有毒化学物质对处理系统的影响。③可以调节液位的设定值使用反应池部分容积。④在出现冲击负荷时活性污泥不会流失。⑤有效解决污泥膨胀问题。⑥处理流程简洁，控制灵活，适应性强。深度处理：微絮凝技术是省去沉淀过程而将混凝与过滤过程在滤池内同步完成的一种新型接触絮凝过滤工艺技术，可进一步去除BOD、COD和SS以及脱除氮、CAST池出水中磷，氮和磷的去除率可分别达到98%和90%以上。项目一级处理二级处理深度处理CODcr进水指标（mg/L）40036072去除率（%）108035出水指标（mg/L）3607246.8BOD5进水指标（mg/L）20018012.6去除率（%）109325出水指标（mg/L）18012.69.45SS进水指标（mg/L）2205522去除率（%）756055出水指标（mg/L）75229.9NH3-N进水指标（mg/L）30306去除率（%）08020出水指标（mg/L）3064.8TP进水指标（mg/L）330.9去除率（%）07055出水指标（mg/L）30.90.495判甲炉污水厂设计水质指标6、生物膜法：又称固定膜法，与活性污泥法并列的好氧生物处理技术大约1个月时间培养成熟6、生物膜法处理类型—生物滤池效果：较差，一般不能达到1级A工艺：同活性污泥占地：少，土建费用低脱氮除磷：有一定效果运行费用：低管理：易控制，味大，蚊蝇多6、生物膜法处理类型—生物转盘6、生物膜法处理类型—生物转盘6、生物膜法处理类型—生物转盘6、生物膜法处理类型—接触氧化7、MBR：（MembraneBiologicalReactor），膜生物反应器膜生物：以膜为主；废水生物处理技术与膜分离技术结合。相当于笊篱。生物膜：以生物为主。膜作为一种介质，生物附着在上面。膜生物：用于中水回用，处理效果好，高浓度有机废水，粪便，渗滤液。生物膜：处理低浓度废水的效果好，运行管理简单，运行费用低。效果：出水极好，可直接回用工艺：随膜技术发展而提高脱氮除磷：效果好运行费用：运行费用高8、BAF：(BiologicalAeratedFilter)，曝气生物滤池曝气生物滤池开发设计时作为三级处理，现二级，处理水质好。节省了后续沉淀池，容积负荷高、水