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1、Chen Shuixia/ZSU,第五章 废水的生物化学处理方法,利用自然环境中的微生物，并通过微生物体内的生物化学作用来氧化分解废水中的有机物和某些无机毒物(如氰化物、硫化物)，使之转化为稳定无毒物质的一种水处理方法。 生化法处理废水具有效率高、成本低、投资省、操作简单等优点常见的有活性污泥法、生物过滤法、生物膜法、生物塘法和厌氧生物法等,Protozoa,第一节 废水处理中的微生物学基础,微生物的分类,微生物,植物型,动物型,菌类（细菌、真菌）,原生动物,藻类,后生动物,Chen Shuixia/ZSU,微生物的分类（续）,细菌：是废水处理中最重要的一类微生物。分下等细菌和高等细菌两类。下
2、等细菌简称细菌，是单细胞生物，它的数量最多，氧化分解有机物的能力较大，在废水处理中所起的作用最重要下等细菌按其形态可分为球菌、杆菌和螺旋菌三类高等细菌单细胞高等细菌，形成细长分支丝状体，称为放线菌。大多数放线菌是好氧性的多细胞的高等细菌，由单个细胞连成丝状体，称为丝状细菌。废水处理中常见的丝状菌主要要为球衣菌属、铁细菌属、贝日阿托氏菌属,Chen Shuixia/ZSU,微生物的分类（续）,真菌是类似植物的低等生物，是一种丝状无叶绿素的微生物，不能进行光合作用，是寄生的或腐生的。水处理中常见的真菌有酵母菌和霉菌两种酵母菌是单细胞的真菌，个体比细菌大几倍至几十倍，主要以出芽增殖。酵母菌培养条件要
3、求不高，繁殖迅速，目前已广泛应用于无毒的高浓度有机工业废水的处理及综合利用。霉菌可分解碳水化合物、脂肪、蛋白质及其他含氮有机化合物，在废水处理过程中数量、种类均不多，是需氧微生物。藻类藻类是含有能进行光合作用的叶绿素的低等植物。能利用光能、CO2、PO43-、NH3等产生新细胞并放出氧气，增加水中的溶解氧在生物氧化塘中对有机物的氧化起重要作用。在废水处理中所能起的作用有限,Chen Shuixia/ZSU,微生物的分类（续）,原生动物原生动物是单细胞动物或以细胞群体(独立细胞的集合体）而存在在废水处理中所起的作用主要是吞食细菌，这不但起了净化废水的作用，而且也控制了细菌的增殖速度，保持了微生物
4、群体的生态平衡还可以吞食废水中的固体有机物及溶解的有机物，直接起净化作用后生动物后生动物是多细胞动物，多存在于活性污泥和生物膜中通过对其种类、数量和活动规律的观察可以推测废水处理进行的程度。是生物净化程度的有效指标。,Chen Shuixia/ZSU,微生物的生长规律,细菌的生长经历四个时期停滞期、对数增长期、稳定期和衰退期在对数增长期内，细菌对废水处理速率最快，若将细菌生长稳定在这一时期，则装置效率高，可缩短处理时间及减小装置容积。但这时要供给细菌较多的营养食料，要求进水中有机物含量高，势必造成出水中有机物也相应增多，出水水质变差，排出的污泥量增大。稳定期（静止期）细菌数量较高，但对营养物要
5、求低，运行稳定，水中有机物消耗得较彻底，去除率高，产生污泥量也少。但处理时间长，设备体积大。,Chen Shuixia/ZSU,第二节 微生物处理废水的基本原理,微生物处理废水主要是利用微生物对废水中某些物质的氧化分解作用。这种氧化分解作用是在特定酶的催化作用下进行的。酶是由活细菌细胞所制造和分泌的一类具有高度催化专一性的特殊蛋白质。分子量为一万至数百万。每种酶专门催化某一类反应，不同的细菌产生不同的酶，进行着各种各样的酶促反应。酶的分类和作用：内酶和外酶内酶：存在与细胞内。催化透过细胞壁而进入细菌体内的小分子量有机物发生合成和呼吸作用，以提供细胞所需的能量或合成细胞物质。外酶：可透过细胞壁，
6、作用于细胞外的大分子量有机物或不溶性颗粒或胶体，催化其发生水解反应，生成可溶性物质，渗入细胞内，在内酶的作用下继续生化反应。异化作用和同化作用细菌在分解氧化有机物的过程中获得能量及细胞的构成材料，称同化作用而将有机物分解成简单的有机物或无机物，称异化作用。该作用使废水得到净化。,Chen Shuixia/ZSU,废水生化处理法的主要类型,一些细菌只能在有氧存在的环境中生长，称需氧细菌(或称好氧细菌)，利用此类微生物的作用来处理废水称为好氧生物处理法。另一些细菌只能在无氧的环境中生长，叫厌氧细菌，相应的处理方法叫厌氧生物处理。,好氧生物处理法,厌氧生物处理法,自然条件,人工条件,自然条件,人工条
7、件,水体自净天然水体、氧化塘,土壤净化,悬浮法活性污泥法、氧化塘、氧化沟,固着法生物滤池、生物转盘、接触氧化,厌氧塘,厌氧消化、厌氧流化床、厌氧滤池,Chen Shuixia/ZSU,1、好氧生物处理法,被吸收的有机物在酶的作用下进行生化反应，将有机物中的C、N、P、S等元素转化或氧化为CO2、NH3、亚硝酸盐或硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐等，同时部分有机物合成为新的原生质，为细菌生长、繁殖提供营养物质。好氧生物处理法不产生带臭味的物质，所需时间短，大多数有机物均能处理。在废水中有机物浓度不高，供氧速率能满足生物氧化的需要时，常采用好氧生物处理法。活性污泥法、生物过滤法，污水灌溉、生物氧化塘等都属于
8、此类处理方法。,有机物（C、N、P、S）+O2,微生物,分解,合成,CO2NH3、亚硝酸盐或硝酸盐，磷酸盐，硫酸盐, 能量, 能量,原生质（微生物生长能源）,Chen Shuixia/ZSU,2、厌氧生物处理法,第一阶段：产酸阶段。高分子有机化合物在产酸细菌作用下降解成低分子的中间产物，如有机酸(蚁酸、醋酸、丁酸、氨基酸)和醇类及氨、硫化物、二氧化碳等无机物并放出能量。此阶段可分为两个时期：第一时期为酸性消化期。此时细菌首先分解的是碳水化合物，产生大量的有机酸，致使溶液pH值迅速下降（可达5以下）第二时期为酸性减进期。此时有机酸和含氮化合物开始分解，生成氨胺、碳酸盐等碱性物，pH值则逐渐上升，
9、同时放出硫化氢，硫醇等恶臭气体。第二阶段为碱性分解阶段或产气阶段，甲烷细菌利用产酸菌产生的有机酸、醇作为营养源，产生甲烷、二氧化碳、氨、氢等气体。厌氧生化反应速度慢，反应时间长。一般来说高浓度的有机废水可采用厌氧生物法来处理,有机物,产酸细菌,分解,合成,有机酸或醇, 能量,原生质（微生物生长能源）,氨、胺、碳酸盐,甲烷、无机气体,甲烷细菌,产酸阶段,产气阶段,Chen Shuixia/ZSU,4、生化处理法对处理水质的要求,生化法处理废水主要是通过微生物的新陈代谢来实现的，因此必须创造一定环境以利于微生物的生长繁殖，才能提高废水处理效果。 废水中污染物浓度生化需氧量BOD和化学需氧量COD：
10、对好氧性生化处理，一般要求处理废水的BOD55001000mg/L，过高则影响处理效果；过低则养料太少，影响微生物的繁殖。有毒物质：影响微生物生长的重金属、氰化物、油脂等控制在一定范围。营养物微生物生长必需的碳源、氮源、无机盐等。工业废水一般缺乏氮和磷。生活污水中一般所含养料充足，是最经济的营养源，所以可在工业废水中加入一定量的生活污水或含氮、磷等元素的化合物来加以补充。溶解氧：一般应维持在24mg/L左右 水的pH值：水温,Chen Shuixia/ZSU,第三节 活性污泥法,活性污泥法是用好氧生物处理废水的重要方法。是城市污水和有机工业废水最有效的处理方法之一 。 它是利用悬浮在废水中人工
11、培养的微生物群体活性污泥，对废水中的有机物和某些无机毒素产生吸附、氧化分解而使废水得到净化的方法。,Chen Shuixia/ZSU,第三节 活性污泥法,基本过程由以下几个步骤组成：,初次沉淀 在初次沉淀池内进行，主要除去泥砂及大颗粒的悬浮物混合 利用一定的设备或手段将活性污泥和待处理废水进行均匀混合。曝气 是活性污泥法的核心步骤，通过一定的设备向曝气池内分散空气或纯氧，为生物的氧化作用提供充足的氧气并使混合液得到搅拌。活性污泥处于悬浮状态，有利于微生物相废水中的有机物、溶解氧充分接触和反应。二次沉淀 在二次沉淀池内对活性污泥和已处理的废农进行液固分离。下层为分离出的活性污泥大部分送回曝气池，
12、称为回流污泥其余做为废弃物排出，上层清水则为已处理好废水，排出沉淀池。,初次沉淀,混合,曝气池,二次沉淀,空气,回流活性污泥,废弃活性污泥,处理后废水,废水,Chen Shuixia/ZSU,Chen Shuixia/ZSU,2、活性污泥法的生物化学过程,活性污泥法由三个阶段组成，即吸附、氧化和絮凝沉淀。吸附阶段：活性污泥有较大的表面积，且表面上含有多糖类粘性物质，因此对废水中的有机物有很强的吸附作用，当它和废水混合时，迅速将废水中的有机物吸附到活性污泥上。这一过程速率较快，一般1045min即可完成，BOD去除率可达90%。稳定阶段或氧化阶段：被吸附的有机物由于酶的作用，在水中氧较充分的条件
13、下进行生物化学作用，将部分有机物氧化分解为简单的无机物并放出细菌生长所需的能量；而将另部分有机物转化为生物体所必需的营养物，合成新的原生质。于是，细菌不断长大，并分裂出更多的细菌，加速了有机物的氧化分解过程，这时活性污泥量则不断增大。随着活性污泥量的增加，有机物大量消耗，水中营养物质大大减少，这时部分细菌的原生质也可能进行氧化作用放出能量进入内源呼吸。这一过程比吸附过程要慢得多。无论是有机物的氧化分解或是原生质的合成都将消耗被活性污泥所吸附的有机物，使水中的有机物得以去除。凝聚和沉淀：由氧化过程中所合成的菌体有机体发生凝聚和沉淀，从水中分离出来，使废水得以净化,Chen Shuixia/ZSU
14、,3、活性污泥,活性污泥是一种褐色絮状体，由各种微生物（细菌、真菌、原生动物）、无机物和分解中的有机物组成，形成一特殊的生态系统。活性污泥的性能：性能良好的活性污泥应松散(有利吸附和氧化有机物)并具有良好的凝聚沉淀性能(利于处理后的清水分离)，通常用下列几个指标来评价活性污泥的优劣：污泥浓度 也称混合液悬浮固体(Mixed Liquor Suspended Solids ， MLSS)，是指曝气区内1升混合液所含悬浮物量，以mg/L表示。它反映出活性污泥所含微生物多少和处理有机物能力的强弱。适宜的浓度应根据具体情况确定，一般废水处理可取21034 103 mg/L。沉降比(SV) 1L混合液静
15、置沉降30分钟后，沉淀污泥占混合液的体积百分比。它反映出污泥的凝聚沉淀性能和污泥量的多少，以便控制污泥排除时间和排除数。一般取15%40左右。,Chen Shuixia/ZSU,活性污泥,污泥指数(SVI) 也称污泥容积指数，是指混合液经30分钟沉降后，1g干污泥在湿的时候所占体积，以ml/g计。它反映出污泥的松散程度和凝聚、沉降性能。该值越低则说明污泥颗粒小而紧密易沉降，但活性和吸附力低，含无机物多；过高则太松散，难以沉淀，一般取50150之间。污泥龄(Q0） 也称污泥停留时间(简称SRT)或细菌平均停留时间(简称MCRT）：通过调节废弃污泥量就可以改变Q0 的值，把它控制在适宜于细菌增殖的
16、时间范围内，一般为314天。区域沉淀速度(ZSV) 当活性污泥浓度大于500mg/L时，污泥沉降以区域沉淀方式进行，泥水之间有明显的界面，此界面的沉淀速度叫区域沉淀速度。易沉淀污泥的ZSV值约为6m/h。,Chen Shuixia/ZSU,Sludge Volume Index, SVI,A mixed liquor has 4000 mg/L suspended solids. After 30 minutes of settling in a 1 L cylinder, the sludge occupied 400 ml.,SVI = (400 x 1000)/ 4000 = 100 m
17、l/g,Good settling if SVI 200 . problemsDesirable: 150 mg/LBulking Sludge(膨胀污泥): 150 mg/LDefined as a sludge which settles and compacts slowly.,污泥浓度MLSS=4000mg/L 沉降比SV=400/(11000)100%=40%,Chen Shuixia/ZSU,Activated Sludge,Major design parameter: F/MF/M = QSo/VXSo = initial soluble BODX = MLVSS in tan
18、kLow F/M (low rate of wasting)starved organismsmore complete degradationlarger, more costly aeration tanksmore O2 requiredhigher power costs (to supply O2)less sludge to handleHigh F/M (high rate of wasting)organisms are saturated with foodlow treatment efficiency,Chen Shuixia/ZSU,污泥的培养和驯化,具有相当数量和处理
19、某种废水能力特定的污泥是活性污泥法的关键。最好的办法是将同类型的废水处理厂成熟的活性污泥直接拿来培养并加以应用。否则就必须进行污泥的培养和驯化，来制取符合要求的活性污泥。污泥的培养 活性污泥培养时所需的菌种一般可从粪便或河泥中选取。在城市的污水处理厂，多从粪便水和生活污水中选取。先将稀粪水过滤后引入曝气池，然后加入生活污水或河水，通入空气，连续曝气一周，使出现少量活性污泥絮体。为了进一步提供微生物繁殖所需营养和排泄其已积累的代谢产物，应定时换水。这时应停止通气，静置沉淀半小时，放去上层清液，再加入新的粪便水和生活污水，继续曝气，每天重复此过程一次，15天左右培养可完成。,Chen Shuixi
20、a/ZSU,污泥的培养和驯化,污泥的驯化 对工业废水的处理上述污泥中的微生物则不能适应，因此，必须对其进行驯化。驯化的目的在于：特殊物质分解菌的繁殖和不适应菌的自然淘汰，菌适应酶的产生和增多；确立有机物氧化分解中各阶段各种微生物作用和秩序。经驯化后的活性污泥才可用于工业废水的处理。可采用把待处理工业废水以逐步加大水量投入曝气池的方法来驯化；也可将培养和驯化结合进行，即在培养的同时，不断加入工业废水，并逐步增多，使微生物逐步适应所处的环境。对于含某些特殊毒物的工业废水，一般细菌不能适应，必须筛选出对此种毒物有氧化分解能力的特殊菌种，对菌种进行驯化和扩大培养，然后再接种到曝气池内。这类特殊菌种的筛
21、选通常是在特种废水长期流过的地方(一般远离排污口37km处）汲取污泥，通过曝气培养而实现。,Chen Shuixia/ZSU,4、曝气及曝气设备,在整个处理过程中，必须提供充足的氧气并使活性污泥处于悬浮状态以满足微生物生长反应的需求，且使微生物、有机物和氧气充分接触，相互作用，以提高处理效果。曝气在本质上是气液两相间的质量传递过程。增大气液两相的接触面积和混合液的流动程度都有利于氧溶解速率的提高。活性污泥法中常用的曝气设备主要有三种类型：鼓风、表面曝气及射流。,Chen Shuixia/ZSU,曝气设备鼓风式曝气设备,鼓风式曝气设备： 鼓风曝气是最常用的曝气方法，它由加压设备(回转式或离心式鼓
22、风机)、空气输配管系统和浸没于混合液的扩散器三部分组成,Chen Shuixia/ZSU,曝气设备表面式曝气器,机械式曝气器： 可分两类，一类是表面曝气器，直接从空气中吸入氧气；另一类是淹没式叶轮曝气器，它是从曝气池底部的空气分布器引入的空气中吸取氧气。竖式曝气机：曝气机的转动轴与水面垂直，轴上装有叶轮，叶轮淹投在水面下10100mm处。当叶轮旋转时，便会吸入空气，同时把水吸入中心。然后向四周喷洒出来，形成水滴和膜状水，从而使空气中氧很快溶入水中 卧式曝气刷：这类设备转动轴与水面平行，轴上装有不锈钢丝(旋刷）或板条，部分浸入水中。转动时钢丝或板条把大量液滴抛入空中，使液面剧烈波动，并推动混合液
23、在池内的流动，促进氧的溶解和扩散。,Chen Shuixia/ZSU,曝气池(aeration basin),曝气池实际上是一个生化反应器。它主要由池体、曝气系统和进出口等几部分组成。池型有圆形长方形等。 推流式曝气池 推流式曝气池是一个长方形池子；池长有时可达100余米，用隔墙分成几个单独进水的隔间每一隔间又分成数个廊道，废水在廊道内顺次流动，池深一般35m，廊道宽度与池深之比为12，池长为池宽的510倍。空气扩散设备放在池底一侧的沟槽上，利用空气压缩机将空气压入池内，通过放在池底的扩散板或穿孔管等扩散设备使空气形成气泡与废水混合并使池中水流呈平推流式前进。,进水,出水,排泥,进水,完全混合
24、式曝气池,Chen Shuixia/ZSU,活性污泥法的运行方式,普通（传统）活性污泥法：废水和回流污泥自池前端进入，污水净化的吸附阶段和氧化阶段在同一池内完成，水中有机物浓度和需氧量均沿池长而逐渐降低。出口端的污泥一般已进入内源呼吸期，废水中有机物很少，此时活性污泥容易在沉淀池中混凝、沉淀。同时，污泥中的微生物处于饥饿状态，恢复了活性，回流入曝气池后有较强的吸附性和氧化性。所以该法对有机物和悬浮物去除率高，可达90%95%，且水质稳定，污泥少。它的缺点是曝气时间长（48h），故所需曝气池容积大。,初次沉淀,混合,曝气池,二次沉淀,空气,回流活性污泥,废弃活性污泥,处理后废水,废水,Chen
25、Shuixia/ZSU,活性污泥法的运行方式,逐步曝气法(Step aeration)是普通法的改进。该法是将要处理的废水沿池长的几个进口同时入池，使有机物负荷沿池长均匀分布，从而使池内各处需氧量均匀，提高了微生物的氧化分解能力，并提高了空气的利用率。该法的另一特点是污泥量前段高，后段低，因而出曝气池的污泥浓度低，减轻了沉淀池的负担，该法特别适用于大型曝气池及高浓度废水处理,曝气池,沉淀池,进水,回流活性污泥,废弃活性污泥,出水,空气,Chen Shuixia/ZSU,活性污泥法的运行方式,吸附再生曝气法 （生物吸附法、接触稳定法）它的特点是将吸附和再生分别在两个池子内进行。在吸附池内，进水与
26、再生后的活性污泥充分混合30一40分钟，使污泥吸附了大部分的悬浮物、胶体物质后进入沉淀池进行分离，分离出来的回流污泥在再生池中采用不投食料的空曝方法进行生物氧化分解作用。然后再回到吸附池曝气23h以后，这时微生物处于高度饥饿状态，从而使污泥完全恢复活性。该法的优点是吸附时间短，池子的总容积小于普通曝气法，空气用量也少(剩余活性污泥不再曝气），回流污泥量多（对负荷变化适应性强）。缺点是BOD去除率低,为8590%左右，回流污泥量大增加了能耗。,吸附池,再生池（污泥曝气池）,沉淀池,出水,剩余污泥,进水,Chen Shuixia/ZSU,活性污泥法的运行方式,完全混合曝气法 可以认为该法曝气池内混
27、合液处于理想混合状况 。可最大限度承受要处理水质的变化。池内水质均匀，便于将曝气池控制在最理想的工作条件下进行，使微生物的活性得到充分发挥。缺点是，由于连续进出水，可能发生短流而带出部分有机物影响出水水质，同时池中活性污泥不能达列内源呼吸期，故出水水质不如普通曝气法好,曝气池,沉淀池,进水,回流活性污泥,废弃活性污泥,出水,空气,Chen Shuixia/ZSU,活性污泥法在工业废水处理中的应用,食品工业废水造纸工业废水化工废水纺织、农药和含氰废水,Chen Shuixia/ZSU,第四节 生物膜法,生物膜法也是一种典型的好氧生物处理方法。固着于某些载体(如碎石、炉渣、塑料蜂窝、圆盘等)上的好
28、氧微生物和原生动物、后生动物在载体上生长繁殖形成生物膜；当废水通过某些载体时，微生物（生物膜）吸附和氧化分解有机物，使污水得以净化。,生物膜(biofilm)粘附在滤料表面的一层微生物群体，是一层充满微生物的粘膜生物膜一般较薄(2mm)左右，当通风良好时，只有好氧层，若膜层过厚，还会产生厌氧层。,Chen Shuixia/ZSU,生物膜法处理废水的机理,生化反应机理生物膜在有充足氧的条件下，对有机物进行氧化分解，将其转化为无机盐和CO2，生物膜中的微生物也在这一代谢过程中获得能量，合成原生质供自身生长、繁殖的需要。生物膜增厚。厌氧层也变厚，靠近载体表面处的微生物由于得不到营养物，其生长进入内源
29、呼吸期，附着于载体的能力减弱，生物膜呈老化状态，在外部水流作用下而脱落，并开始增长新的生物膜,生物膜的培养和驯化先使微生物在载体表面生长繁殖，形成生物膜即“挂膜” 然后使膜上微生物产生一定变异，逐渐适应所处理的废水水质。前者称培养，后者为培养和驯化,滤料,厌氧层,好氧层,吸附水,无机物,有机物,氧,有机酸,还原性气体,Chen Shuixia/ZSU,根据装置的不同，生物膜法可分为生物滤池、生物转盘和生物接触氧化法等三类。,Chen Shuixia/ZSU,4.1 生物滤池,按其结构可分成普通生物滤池塔式生物滤池它们都是由滤床，布水设备和排水系统三部分组成,Chen Shuixia/ZSU,4
30、.1 生物滤池普通生物滤池,滤床是生物滤池的主体部分，由滤池和滤枓两部分组成。池有方形、矩形、圆形等，多用砖石砌成或用混凝土浇筑而成滤料一般采用碎石、卵石、炉渣焦炭等，粒径要选择合适，以满足表面积和空隙翠的要求布水设备的目的是使污水能均匀分布在整个滤床上生物滤池的布水设备分为两类：移动式(常用回转式)布水器和固定喷嘴布水系统普通生物滤池具有处理效果好(BOD去除率可达95以上)、运行稳定、易于管理和节能等特点。但它的处理负荷低、占地面积大。适于处理量小的场合。,Chen Shuixia/ZSU,4.1 生物滤池塔式生物滤池,为新型高负荷生物滤池，其处理废水的原理与普通生物滤池相同塔身可分几层采
31、用自然通风或人工通风塔内滤料多采用塑料滤料，如环氧树脂固化的玻璃布、纸蜂窝、塑料波纹板等滤料层中上几层滤料去除废水中大部分有机物，下几层主要进行硝化作用，进一步改善水质塔式生物滤池的各层生长着的微生物种属不同，适应不同层污水性质的生物群落，有利于有机污染物的降解，使之能承受较大的有机物和有毒物的冲击负荷,衡量生物滤池工作效率的主要指标 水力负荷q：单位体积滤料(或单位滤池面积)每天能处理的废水量有机物负荷L：单位体积滤料每天能除去废水中有机物量，单位是kg BOD5/立方米滤料天)。有机物去除百分数E：废水通过滤池后，有机物降低的数量占原有数量的百分数。以上三个指标数值越大，说明滤池工作效率越
32、高。,Chen Shuixia/ZSU,4.2 生物转盘,生物转盘也称旋转式生物反应器。其工作原理与生物滤池相同，只是构造形式不同。生物转盘是一组固定在同一轴上的数十片间距很近的等直径圆盘组成。操作时圆盘的一半浸设在废水中。当圆盘缓缓转动时，废水中微生物便吸附在圆盘表面，生长繁殖，形成生物膜。生物膜与废水接触吸附了废水中的有机物，当圆盘离开水时，生物膜从空气中吸取氧，在酶的作用下使有机物氧化分解，同时使生物膜得到再生，恢复了吸附氧化分解有机物的能力。圆盘每转一周，生物膜就完成一次吸附氧化再生过程随着转盘的不断转动，生物膜也逐渐变厚衰老并在水流的剪切力下脱落，随污水一起排进沉淀池。,转盘的转动也
33、使处理槽中的污水不断被搅动充氧，使脱落的生物膜在槽中呈悬浮状态，继续起净化作用。因此生物转盘还兼有活性污泥池的功能。,Chen Shuixia/ZSU,生物转盘（续）,生物转盘的优点是污泥颗粒大、易分离，操作简单、占地面积小、易控制和调整、适应负荷变化能力强、出水水质好。缺点是投资大，处理易挥发有毒废水时，对大气污染严重。广泛用于生活污水处理，也可用于处理食品加工、纺织印染、石油化工、纸浆造纸等工业部门的废水，通常用于处理低浓度有机废水。,Chen Shuixia/ZSU,4.3 生物接触氧化法,生物接触氧化法又称浸没式生物滤池，它是在曝气池中设置填料，做为生物膜的载体，利用生物膜和悬浮活性污
34、泥的联合作用来净化污水，因而兼具生物滤池和活性污泥法两者的优点优势：生物接触氧化法的生物膜上生物量很大，可形成一个密集而稳定的生态系，因而有较高的净化效果。不但能有效去除有机物，还可用于脱氮和脱磷。抗冲击负荷能力强，污泥生成量小，不需污泥回流，易管理，无产生污泥膨胀的危害。出水水质稳定。是一种很有发展前途的处理方法。缺点：生物接触氧化法的缺点是填料层易被堵塞，因此必须控制生物膜的适当厚度，并定时用大气量搅动氧化池，把衰老的生物膜及时吹脱排出。,接触氧化池结构,Chen Shuixia/ZSU,4.4 生物流化床,结构与化工的流化床相同。填料为砂粒或活性炭，其表面生长生物膜当废水通过时，颗粒悬浮
35、于床内，并与均匀分散的生物膜接触而得到净化。微生物浓度高，净化速度快,Chen Shuixia/ZSU,第五节 生物塘法,生物塘天然的或经过人工修整的河道、池塘、洼地，也可以是由人工修成的浅水池可采用单级、多级或不同种类的生物塘组合起来配套使用生物塘的类型好氧塘：整个塘容积都处于好氧状态，它的深度一般小于1m，使阳光可透过水层直达池底。塘内由藻类、好氧性细菌和原生动物等组成共生系统。好氧性微生物通过代谢活动氧化分解有机物，代谢产物CO2可做为藻类的碳源。藻类利用太阳光进行光合作用，吸收CO2合成细胞并放出O2，同时塘面也可进行自然复氧，供微生物和原生动物利用。,Chen Shuixia/ZSU
36、,Aerobic Ponds,Shallow ponds (1 m deep)Light penetrates to bottomActive algal photosynthesisOrganic matter converted to CO2, NO3-, HSO4-, HPO42-, etc.,Chen Shuixia/ZSU,生物塘法（续）,兼性塘兼性塘水深在12m在塘内不同深度水域分别进行好氧反应与厌氧反应。 塘的上层(深度小于0.5m)，阳光可以透过，有大量藻类生长，溶解氧比较高，是好氧微生物活动的区域，水层中发生的生化反应与好氧塘相同塘的中层，溶解氧数量较少，为兼性微生物活动区域
37、。塘的下层及塘底的污泥，溶解氧的浓度为零，则为厌氧微生物活动区域，厌氧发酵的液态产物如氨基酸、脂肪酸等与塘水混合，而气态产物如CO2、CH4等则逸出水面或在通过好氧层时为藻类或好氧微生物所利用。,Chen Shuixia/ZSU,生物塘法（续）,厌氧塘厌氧塘水深在2.54m塘的表面往往形成浮渣层面使塘水溶解氧极低，塘内基本没有藻类生长，主要是厌氧微生物的活动使有机物破分解成CH4和CO2。 厌氧塘适于处理高浓度有机废水缺点是有机物去除率不高，出水水质差。所以一般不单独使用，而是和其它类型塘串联使用曝气氧化塘通过安装在塘面的人工曝气设备强化氧气溶解过程的氧化塘，按曝气的强度可分为好氧曝气氧化塘和
38、兼性曝气氧化塘 水生生物氧化塘在普通氧化塘内种植具有净水功能的水生植物或培殖水生动物，以强化氧化塘的净化功能,Chen Shuixia/ZSU,第六节 厌氧生物法,厌氧生物处理是在无氧的情况下，利用兼性菌和厌氧菌，分解有机物的一种生物处理法。具有如下特点：厌氧法可以使废水中90以上可生物降解的有机物以副产品甲烷气体的形式转变为能量；无需供氧设备，节省能源；污泥产量少(约为好氧法的l/5)；容积负荷高(为好氧法的3倍)进水浓度高。一般进水COD可达500010000mg/L(为好氧法10倍)；可承受较大的负荷变化冲击投资少，运行费用低(比好氧装置投资低25，运行费用低一倍)厌氧法的主要缺点是微生
39、物生长繁殖速度慢，处理时间较长，对低浓度有机污水处理效率低。厌氧生物处理主要有消化法、厌氧接触法和厌氧生物滤池等,Chen Shuixia/ZSU,厌氧生物法（续）,消化法：主要用于生活污泥及高浓度废水的处理传统的消化池不加搅拌，池水般为三层，上层为浮渣，中层为水流，下层为污泥。污泥在池底进行厌氧消化，这种消化池不能调节温度，微生物和有机物不能充分接触，因此消化速度很低。近年来设计的高速消化池化池装有加热设备和搅拌装置，给微生物的活动提供下适宜的条件，提高下消化速率。,Chen Shuixia/ZSU,厌氧生物法（续）,厌氧过滤法：即厌氧生物滤池法，生物滤池构造类似一般生物滤池，废水自下而上流
40、过惰性填料层；借助在填料空隙中载留的微生物而维持较高的固体停留时间(可达100天以上)，因而有很高的处理效果，且能在高容积负荷下运行。,厌氧接触法：其流程如图所示。废水进入消化池与回流厌氧污泥混合，经厌氧处理后进入沉淀池，清水自上部排出，污泥部分回流到消化池。,Chen Shuixia/ZSU,厌氧生物法的进展,上流式厌氧污泥床(UASB，Upflow Anearobic Sludge Bed): 废水由底部进入反应器，缓慢通过絮凝微生物床得到处理。该法的优点是微生物床浓度很高，因而可容许很高的有机负荷。厌氧流化床(AFB, Anearobic Fluidized Bed): 其原理与好氧流化
41、床生物反应器相同借助流动砂粒表面的生物膜使废水中有机物降解。该法的优点是生物膜分布均匀，处理效果好。厌氧膨胀床反应器法（ Anearobic Expanded Granular Sludge Bed）：其设计原理与结构同流化床反应器相似不同之处是采用了颗粒小、重量轻的微生物生长介质(如500m的多孔氧比铝小球)和很小的回流比，该法的优点是提供了细菌生长的大量表面积，缺点是介质价格较贵。厌氧活性炭过滤法：过滤塔里放置了吸附能力强的活性炭作过滤介质，它可以作为微生物的生长介质同时对染物也起吸附作用，在一定程度上可以对有机负荷的变化起缓冲作用因此，可以处理有机物浓度变化大的废水。厌氧生物转盘法：将生物转盘用于厌氧生物的处理转盘完全淹没于水中以保持厌氧条件,Chen Shuixia/ZSU,第七节 生物污泥的处理,数量巨大成份相当复杂。无机营养物，重金属，病原微生物，寄生虫卵等有毒有害物质目前世界上所采用的污泥处理和处置方法中应用较多的是厌氧消化法和焚烧法。,Chen Shuixia/ZSU,
