第04章--水污染与农业-第9节 污水的生物处理

1、.,第九节 污水的生物处理,.,1.活性污泥法的特点 （1）活性污泥的概念： 以好氧性细菌为主体的微生物和水中的悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的肉眼可见的絮状颗粒。,一、活性污泥法,.,（2）活性污泥的性质 颜色：黄褐色,黑色说明厌氧、白色说明无机物过多 味道：土腥味 状态：似花絮绒颗粒 相对密度：曝气池混合液 1.0021.003 回流污泥 1.0041.006 粒经：0.020.2 mm 比表面积：20100 cm2/mL,.,一组活性污泥图片,.,初级曝气池,.,曝气池,.,.,曝气池出水堰,.,（3）普通活性污泥法处理系统,活性污泥法通常是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统

2、所组成。,.,活性污泥中微生物以好氧微生物为主，一个以细菌为主体的群体，还有酵母菌、放线菌、霉菌以及原生动物等的群体。 活性污泥中细菌含量一般在107108个/mL；原生动物103个/mL。 干固体：12% 水分：含水9899,（4）活性污泥的组成,.,微生物旺盛的代谢活动，氧化分解有机污染物，使污水净化。 污泥所吸附的有机质不断地被微生物氧化分解，合成新的微生物细胞。 氧化阶段合成的菌体絮凝形成絮凝体，具有良好的沉降性能。,（5）活性污泥法的特征,.,.,（6）活性污泥法的影响因素,水中溶解氧(DO)：保持在2.04.0 mgL左右 溶解氧太低会滋生丝状菌产生污泥膨胀。 温度和pH： 一般认

3、为适宜温度为1530。 微生物的最适pH值介于6.08.0之间。 营养盐浓度和平衡 一般认为BOD：N：P的比例为100：5：1。,.,（7）活性污泥法运行中常见的问题,污泥膨胀 产生原因：污泥结构松散，沉降性差，造成污 泥上浮而随水流失。 解决方法：加强曝气提高供氧量； 加大排泥量，提高进水浓度； 曝气池中含碳高而使碳氮比失调 时，投加含氮化合物； 加氯可以起凝聚和杀菌双重作用。,.,泡沫问题 产生原因：当废水中含有合成洗涤剂时，就会在曝气池表面形成大量泡沫。 解决方法：定时投加除沫剂以破除泡沫。,.,污泥上浮 产生原因：活性污泥上氮气吸附多时，由于比重降低，污泥随气体浮上水面。 污泥由于缺

4、氧而腐化，产生大量甲烷及二氧化碳气体附着在污泥上，使污泥比重变小而上浮，上浮的污泥发黑发臭。 解决方法：增加曝气、及时排泥、减少曝气池进水量。,.,二、好氧生物膜法 (biofilm),1生物膜法：利用固着在惰性材料表面的膜状生物群落处理污水的方法。 主要生物膜法有： 生物滤池： 生物转盘； 生物接触氧化法等。,.,2 生物膜的净化原理,污水喷洒到生物滤池表面，在滤料表面微生物迅速繁殖，形成充满微生物的生物膜。 生物膜具有强烈的吸附作用和分解作用。 微生物合成新细胞，膜不断加厚。达到一定厚度时，生物膜内层形成厌氧层，厌氧层逐渐扩大增厚，随后造成生物膜整块脱落。 滤料表面又生成新的生物膜，如此循

5、环往复不断更新。,.,.,. 生物滤池 (biological filter)。 长方形或圆形池子，池内装有滤料(石子、炉渣或塑料滤料等)，滤料层上有布水装置，下有排水系统。,.,生物滤池组成: 上部布水系统 滤料 池壁 池底排水系统,.,塔式生物滤池,.,生物滤池滤料的要求比表面要大；孔率高；质材强度高；价廉 一般为实心拳状滤料，如碎石、卵石、炉渣等； 工作层的滤料的粒径为2540 mm， 承托层滤料的粒径为70100 mm。,.,池底排水系统 排水系统处于滤床的底部，其作用是收集处理后的废水和保证良好的通风； 一般由渗水顶板、集水沟和排水渠所组成； 一般在出水区的四周池壁均匀布置进风孔。,

6、.,4. 生物转盘,生物转盘的工作特点 不需曝气和回流 运行管理简单 动力消耗和费用低,生物转盘的主体是垂直固定在水平轴上的一组圆形盘片和一个同它配合的半圆形水槽。,.,微生物生长并形成生物膜附着在盘片表面，约40%50%的盘面浸没在废水中。 工作时，废水流过水槽，电动机转动转盘，生物膜和大气与废水轮替接触。 生物膜的厚度约为0.52.0mm，内层的微生物生物膜脱落后，随同出水流至二次沉淀池.,.,5. 生物接触氧化法,接触氧化池构造示例,.,生物接触氧化法是浸没曝气式生物滤池，曝气池和生物滤池综合在一起,兼有两者优点。 (1) 有较高的微生物浓度，可达1020g/L； (2)生物膜具有含有大

7、量丝状菌，形成了稳定的膜系统，污泥产量低； (3)具有较高的氧利用率； (4) 生物膜活性高； (5)没有污泥膨胀的问题。,.,接触氧化池外观图,.,酚醛树脂蜂窝填料,常用填料的类型,.,三、氧化塘法,被世界广泛采用的主要处理方法。规模可从处理小于1千人的污水到大于10万人的污水。 我国从1950年初开始应用氧化塘处理城市污水和工业废水。 1950年代西安利用古运河建立了污水库。,.,氧化塘(或氧化沟)： 特殊的活性污泥法。氧化塘是人工的、接近自然水生生态系统，在氧化塘(或氧化沟)内，各种生物共存于同一环境中，保持互生关系。其食物链与自然水体基本相同。,.,2. 氧化塘和活性污泥法的不同点 微

8、生物量较低， 不需要曝气， 下层有厌氧分解， 生物以藻菌共生为主，并起主要的净化作用。,.,3. 氧化塘净化污水的原理,表层好氧菌或兼性厌氧菌氧化分解有机物，释放出氮、磷和CO2。 表层的藻类利用氮、磷和CO2，光合作用，释放出氧气。为好氧菌所利用，这样构成藻菌“共生”体系。 塘下层和污泥层进行厌氧过程，形成CH4、NH3，和H2S。,.,四、 厌氧处理法,厌氧处理法是在缺氧条件下利用厌氧微生物(包括兼性厌氧微生物)分解污水中有机物的方法，也称厌氧消化法。 其代谢产物沼气主要成分是甲烷，故又称作沼气发酵法或甲烷发酵法。,.,.,五、生物处理的优点,1、生物处理的优点 效率高 普通活性污泥水处理

9、厂，每天1m3曝气池能转换12kg干有机物，100倍于森林。 效果好 BOD去除率达90%95%，COD去除率为60%70%。 成本低、运行费用少； 可处理的水量大，方法成熟 生物处理是废水二级处理的首选方法,.,六、污水处理场污水处理过程 分为五个阶段： 预处理(preliminary treatment) 一级处理(primary treatment) 二级处理(secondary treatment) 三级处理(tertiary ) 污泥处理(sludge treatment),.,预处理(preliminary treatment) 去除粗砂粒和大的固体物，漂浮物和油污也在此阶段去除。

10、,.,2. 一级处理(primary treatment)又称沉淀处理(sedimentation) 悬浮固体以污泥的形式去除; 去除7080的悬浮固体、2540的BOD5，减轻后续处理工艺的负荷和提高处理效果。,.,3. 二级处理(secondary treatment) 又称生物处理(biological treatment) 主要利用构筑物内或特定外境中的微生物去除水中溶解的或胶体状态的有机物; 去除8095的BOD5，使城市污水BOD5下降到30mg/L以下。,.,4. 三级处理(tertiary ) 又称高级处理(advanced treatment) 通过活性炭吸附、臭氧消毒和生物脱除等物理、化学和生物学方法去除氮磷营养盐、难降解物质、病原体等污染物。,.,5. 污泥处理(sludge treatment) 将处理过程中产生的污泥经过脱水、稳定和处置。,.,七、创新计划项目申请书,题目：生物床高效廉价污水处理技术,.,项目的研究意义、现状分析,项目研究的目标：,在微生物作用下去除污水中的重金属、N和P。,内容：,应用生物膜技术，微生物吸收和吸附重金属，氮和磷，微生物死亡后生物膜脱落，收集脱落物，经酸化后去除重金属。,拟解决的关