第九章第二节活性污泥丝状膨胀第三节厌氧消化

第二节活性污泥膨胀和控制对策1、提问：什么是活性污泥膨胀？正常的活性污泥颗粒体积膨胀，活性污泥松散，继而分裂为沉降性很差的小颗粒污泥，引起二沉池池面飘泥严重，泥水分离困难，出水水质急剧变差的现象。本质—污泥密度变小或黏附能力下降。分非丝状菌污泥膨胀与丝状菌污泥膨胀两类指标—SVI(污泥体积指数)<200ml/g正常2、活性污泥丝状膨胀成因丝状菌过度生长环境因素温度活性污泥菌最适生长温度30度左右，在这一范围内丝状菌也有可能大量繁殖。DO引起活性污泥膨胀细菌大多是微量好氧菌或好氧菌，但即使好氧菌其适应性也较强，废水中DO较少时，丝状菌可竞争性利用氧，优势生长。可溶性有机物有机物由于缺氧分解不彻底，生成大量有机酸、低分子糖类等可溶性物,适合丝状菌生长。有机物浓度废水C/N比高，N少，菌丝体储备营养物稀少、表面积大，在稀溶液中争夺营养物质的能力强，更适合于贫瘠环境（包括溶解氧、各种营养物）的生长；3.污泥膨胀的预防与控制对策如何预防污泥膨胀A.设调节池(及事故池)控制高负荷（BOD、毒物）冲击B.

控制溶解氧溶解氧浓度必须控制在3～4mg/L。C

调节废水的营养配比尽量逼近BOD5与N和P的比例BOD5：N：P＝100：5：1。补N——尿素或含氮量高的污泥消化池上清液补P——磷酸钠D.

改革工艺将活性污泥法改为生物膜法在曝气池中加填料改为生物接触氧化法SBR(即序批式间歇曝气反应器)法第三节厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落废水的厌氧处理主要用于高浓度有机废水的前处理;一、厌氧法的优点1．产生的沼气可用于发电或作为能源沼气中的主要成分是甲烷，含量50~75%之间，是一种很好的燃料。以日排COD10t的工厂为例，若COD去除率为80%，甲烷产量为理论的80%时，则可日产甲烷2240m3,其热值相当于3.85t原煤，可发电5400度电。2．对营养物的需求量少好氧方法BOD：N：P=100：5：1，而厌氧方法为（350~500）：5：1，相比而言对N、P的需求要小的多，因此厌氧处理时可以不添加或少添加营养盐。3．产生的污泥量少，运行费用低?繁殖慢；不需要曝气基于这些优点，厌氧处理在食品、酿造、制糖等工业中得到了广泛的应用。但厌氧处理也存在缺点1．出水的有机物浓度高于好氧处理；发酵分解有机物不完全；2．对温度变化较为敏感；工业中需要设置进水的控温装置，37℃。3．厌氧微生物对有毒物质较为敏感；但经过毒物驯化处理的厌氧菌对毒物的耐受力常常会极大地提高。二、厌氧法的缺点4.

初次启动过程缓慢,处理时间长好氧处理体系的活性污泥或生物膜通常只需要7天就可以培育成功，而厌氧处理体系的活性污泥或生物膜一般需要8~12周才可以培育成功。5．处理过程中产生臭气和有色物质臭气主要是SRB形成的具有臭味的硫化氢气体以及硫醇、氨气、有机酸等的臭气。同时硫化氢还会与水中的铁离子等金属离子反应形成黑色的硫化物沉淀，使处理后的废水颜色较深，需要添加后处理设施，进一步脱色脱臭。

三、厌氧活性污泥法（一）．厌氧活性污泥的性质和组成由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒。呈灰色至黑色，有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；颗粒厌氧活性污泥的直径在0．5mm以上。微生物的组成主要有六种：由外到内水解细菌、发酵细菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌、硫酸盐还原菌、同型产乙酸菌其中产甲烷菌是厌氧活性污泥的中心骨架。（二）厌氧活性污泥净化废水的作用机理复杂污染物的厌氧降解过程可以分为四个阶段水解、发酵阶段（又称酸化阶段）、产乙酸阶段、产甲烷阶段、同型产乙酸阶段。1．水解、发酵阶段在水解性细菌作用下大分子的有机物水解为小分子的有机物梭状芽孢杆菌、拟杆菌等酸化细菌将水解产物进一步吸收并转化为更为简单的化合物分泌到细胞外，产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨等。氨的作用？可中和产生的酸，为甲烷菌创造适宜的弱碱性环境，同时也可做甲烷菌的氮源。２．产氢、产乙酸阶段上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质，这一阶段的主导细菌是产氢、产乙酸菌。同时水中有硫酸盐时，还会有硫酸盐还原菌参与产乙酸过程。３．产甲烷阶段两组不同生理特性的专性厌氧的产甲烷菌，一组将氢气、ＣＯ２合成甲烷或将ＣＯ和Ｈ２合成甲烷。一组将乙酸脱羧生成甲烷和ＣＯ２，或将甲酸、甲醇、及甲基胺裂解成甲烷。经过这些阶段大分子的有机物就被转化为甲烷、二氧化碳、氢气、硫化氢等小分子物质和少量的厌氧污泥。４．同型产乙酸阶段同型产乙酸菌将Ｈ２和ＣＯ２转化为乙酸。复杂有机物1水解、发酵脂肪酸

乙酸H2+CO2２产氢产乙酸CH4+CO2H2S+CO2硫酸盐还原硫酸盐还原３产甲烷３产甲烷硫酸盐还原（４同型产乙酸）（三）厌氧活性污泥处理的工艺流程其中厌氧活性污泥反应器是工艺中的核心废水调节池热交换器↑37℃厌氧活性污泥反应器气柜沉淀池出水回流污泥剩余污泥四、厌氧生物膜法主要指厌氧滤器（AF）沼气出水进水AF五、厌氧生物反应器发展工作原理2级(平流沉淀+厌氧污泥消化)全国各地使用广泛，为生活污水的预处理——液固分离处理污泥及厌氧杀寄生虫及病菌第一代厌氧反应器——化粪池缺点：污泥量少、易被带出，静态消化

克服了第一代的缺点，且处理污水第二代厌氧反应器UASB反应器（上流式厌氧污泥床）influentSludgebed污泥沉降沼气阻挡收集effluent工业级UASB装置http://www.fkk.co.jp/e/ourbusiness/water-body2-e.htmlhttp:///uasb.htmhttp://www.biogas.ch/emmi.htm钢制圆形结构混凝土方形结构（便于施工及分离器设置）全世界有几千座UASB反应器，占所有厌氧反应器（第二代以上）总数的64%，应用广泛

64％(2)AnaerobicFilter厌氧滤床(AF)(3)Anaerobicfluidizedbedbiofilmreactor厌氧流化床生物膜反应器（AFB)①化工流化床原理

②炉灰等作生物膜载体，生物颗粒流化

③出水外回流

第三代厌氧生物反应器厌氧膨胀颗粒污泥床内循环反应器升流式污泥床过滤器填料EGSBICUBF六、光合细菌处理高浓度有机废水BOD5>10000mg/L的高浓度有机废水，传统的好氧生物处理法动力消耗较大，需添加较多的营养盐，产生大量的生物污泥，运行费用较高；厌氧处理法则存在处理系统启动周期长，要求较严格的操作条件，且CODcr去除率不及好氧处理法的缺点，可用有机光合细菌处理。其细胞内具有能进行光合作用的载色体，可进行光合磷酸化反应和光氧化还原反应。在好氧黑暗条件下，红螺菌的这种载色体不起作用，此时它通过三羧酸循环（即TCA循环）来进行有机酸代谢。在厌氧光照时又很快激活载色体，上述循环受阻，迅速转换代谢途径，并将有机酸异化的氧化还原反应与同化的光氧化还原反应紧密地衔接起来。优点：不像好氧活性污泥那样易受溶解氧的影响，可利用光能进行高效的基质代谢，也不像厌氧甲烷细菌对氧的存在非常敏感，即使环境中的氧增加，其降解活性不受影响。有机污染物去除率高，设备简单，基建投资少，占地面积小，管理容易，运行费用低，而且菌体污泥是对人畜无毒性、富含维生素的蛋白饲料。有机光合细菌特点需先由水解性细菌把水中大分子有机物水解成脂肪酸、氨基酸、单糖等小分子有机物。水解池PSB处理池沉淀或离心PSB培养池进水出水阳光阳光光合细菌种类：红螺菌属，红假单胞菌属，红微菌属等因为光合细菌只能利用低分子化合物，以此合成大量自身所需物质，进行大量繁殖，从而减少水中BOD。有机光合细菌法工艺？七、含硫酸盐废水的厌氧微生物处理

化学