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1、污水生化处理方法及工艺简介,2015年3月山西新科联环境技术有限公司,工程技术中心*,目录,废水好氧生物处理的特点及应用,2,废水厌氧生物处理的特点及应用,4,废水好氧生物处理工艺,3,废水生物处理技术简介,1,废水厌氧生物处理工艺,5,废水生物处理技术简介,污水处理就是采用各种技术和手段，将污水中所含的污染物质分离去除、回收利用或将其转化为无害物质，使水得到净化。按原理可分为 物理处理法是利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态污染物质的方法。主要方法有：格栅截留法、沉淀法、气浮法和过滤法等。化学处理法是利用化学反应的作用分离回收污水中各种污染物质(包括悬浮物、胶体和溶解物等)的方法，主要用于处
2、理工业废水。主要方法有：中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附和离子交换等。生物处理法是利用微生物的代谢作用使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质的方法。主要方法有好氧法和厌氧法两大类。,废水生物处理技术简介,废水生物处理技术简介,废水生化处理的概念废水生化处理作用的主体 微生物 生物处理：利用微生物分解氧化有机物这一功能，并采取一定的人工措施，创造有利于微生物的生长、繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有机物效率的一种废水处理的方法。,微生物对污染物降解的巨大潜力,个体微小、比表面积大、代谢速率快 较大的酵母菌，一般为椭圆形，宽1-5um,长5-30um。,
3、比表面积大：大肠杆菌与人相比，其比表面积约为人的30万倍，为营养物的吸收与代谢产物的排泄奠定了基础；代谢速度快：发酵乳糖的细菌在1hr内可分解其自重的100010 000倍；假丝酵母（Candida utilis）合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比食用公牛强10万倍。,微生物对污染物降解的巨大潜力,种类繁多、分布广泛、代谢类型多样,W.B.Whitman(U.Of Georgia)细菌普查，地球上存在51030个细菌,非常活跃的群体在海、陆、空等一般环境和极端环境中的极端环境微生物；Pseudomonas cepacia：能降解90种以上有机物，甲基汞、有毒氰、酚类化合物等都能被微生物作为营
4、养物质分解利用。,微生物对污染物降解的巨大潜力,繁殖快、易变异、适应性强,大肠杆菌在条件适宜时17min就分裂一次；有一种假单胞细菌在不到10min就分裂一次；低温、高温、高压、酸、碱、盐、辐射等条件下可以快速适应；对于进入环境中的“陌生”污染物，微生物可通过突变而改变原来的代谢类型而降解之,微生物对污染物降解的巨大潜力,废水处理的微生物包括：真细菌、古细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物及后生动物生化处理技术广泛应用于城市生活污水处理及工业废水的二级处理中根据反应器中氧含量，可分为好氧生化处理、兼氧生化处理及厌氧消化处理,废水生物处理技术简介,微生物呼吸类型,微生物的呼吸指微生物获取能量的生理
5、功能,微 生 物 的 呼 吸 类 型,好氧呼吸是营养物质进入好氧微生物细胞后，通过一系列氧化还原反应获得能量的过程。有分子氧参与的生物氧化，反应的最终受氢体是分子氧。依好氧微生物的类型不同，被其氧化的底物不同，氧化产物也不同。好氧呼吸有异养型微生物呼吸和自养型微生物呼吸两种。,好 氧 呼 吸,微 生 物 的 呼 吸 类 型,异养型微生物 异养型微生物以有机物为底物（电子供体），其终点产物为二氧化碳、氨和水等无机物，同时放出能量。如下式所示：有机废水的好氧生物处理，如活性污泥法、生物膜法、污泥的好氧消化等属于这种类型的呼吸。,微 生 物 的 呼 吸 类 型,2.自养型微生物 自养型微生物以无机物
6、为底物（电子供体），其终点产物也是无机物，同时放出能量。,大型合流污水沟道和污水沟道存在该式所示的生化反应,生物脱氮工艺中的生物硝化过程,微 生 物 的 呼 吸 类 型,厌氧呼吸是在无分子氧（O2）的情况下进行的生物氧化。厌氧微生物只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。在呼吸过程中，底物中的氢被脱氢酶活化，从底物中脱下来的氢经辅酶传递给除氧以外的有机物或无机物，使其还原。厌氧呼吸的受氢体不是分子氧。在厌氧呼吸过程中，底物氧化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底物简单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故释放能量较少。厌氧呼吸按反应过程中的最终受氢体的不同，可分为发酵和无氧呼吸。,厌
7、氧 呼 吸,微 生 物 的 呼 吸 类 型,1.发酵 指供氢体和受氢体都参与有机化合物的生物氧化作用，最终受氢体无需外加，就是供氢体的分解产物（有机物）。这种生物氧化作用不彻底，最终形成的还原性产物，是比原来底物简单的有机物，在反应过程中，释放的自由能较少，故厌氧微生物在进行生命活动过程中，为了满足能量的需要，消耗的底物要比好氧微生物的多。,微 生 物 的 呼 吸 类 型,例如，葡萄糖的发酵过程：总反应式：,微 生 物 的 呼 吸 类 型,2.无氧呼吸 是指以无机氧化物，如NO3-，NO2-，SO42-，S2O32-，CO2等代替分子氧，作为最终受氢体的生物氧化作用。在反硝化作用中，受氢体为N
8、O3-，可用下式所示：总反应式：,微 生 物 的 呼 吸 类 型,在无氧呼吸过程中，供氢体和受氢体之间也需要细胞色素等中间电子传递体，并伴随有磷酸化作用，底物可被彻底氧化，能量得以分级释放，故无氧呼吸也产生较多的能量用于生命活动。但由于有些能量随着电子转移至最终受氢体中，故释放的能量不如好氧呼吸的多。,微 生 物 的 呼 吸 类 型,好氧呼吸、无氧呼吸、发酵三种呼吸方式，获得的能量水平不同，如下表所示。,微 生 物 的 呼 吸 类 型,废水的好氧生物处理的特点及应用,好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。处理过程中散发的臭气较少。所以，目前对中、低浓度的有机废水
9、，或者说BOD5浓度小于500mg/L的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。,废水的好氧生物处理的特点及应用,废水的好氧生化处理,好氧生物处理法两种主要形式：活性污泥法和生物膜法活性污泥法（水体自净人工化），又称悬浮生长法，是使微生物群体在反应器（曝气池）内呈悬浮状，并与废水接触而使之净化的方法。生物膜法则利用附着在载体上的生物膜对污水进行净化（土壤自净人工化）,活性污泥池,生物转盘,生物滤池,活性污泥法,污水处理厂的生物处理的原理,活性污泥法（核心）：往生活污水中通入空气进行曝气，持续一段时间后，污水中即生成一种褐色絮凝体。该絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，可氧化分解污水中的有机物
10、，并易于沉淀分离，从而得到澄清的处理出水。这种絮凝体就是“活性污泥”。1916年英国建成第一座污水处理厂示意图,活性污泥法,传统活性污泥法,活性污泥的形态与组成,形态：略带土壤气味，颜色根据水质不同而不同，多为黄色或褐色。含水率高，一般在99%以上，具较大的比表面积。组成：1、具有代谢功能活性的微生物（细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体)2、微生物自身氧化的残留物 3、污水带入的被微生物吸附的(难降解的)有机物质 4、由污水携入的无机物质,活性污泥法的组成,曝气池和二沉池是活性污泥法的主要组成部分曝气池有推流式和完全混合式两种类型,活性污泥工艺的机理,活性污泥絮体是主要净化者，菌胶团
11、是活性污泥絮体的主要组成，是大部分细菌存在方式 污水中污染物有三种存在形式：溶解态、胶态、悬浮态,活性污泥池,活性污泥絮体的主要构成,正常的活性污泥絮体呈棕色、无臭，内部为厌氧状态的 矿物核，外围由好氧活性较强的细菌组成菌胶团主要由能够产生荚膜及胞外聚合物的细菌组成微生物相的主要构成为细菌、放线菌、藻类、原生动物、后生动物,活性污泥的主要组成细菌,活性污泥的主要组成细菌无色杆菌属气杆菌属产碱杆菌属芽孢杆菌属短杆菌属棒状杆菌属黄杆菌属微杆菌属诺卡式菌属假单孢菌属螺菌属动胶菌属埃希氏菌属微球菌属,主要组成细菌的特性多为化能异养菌，以有机物为营养源多为严格好氧或兼行厌氧细胞分裂后排列方式差别较大以革
12、兰氏阴性为主气杆菌属、短杆菌属、埃希氏菌属、假单孢菌属、动胶菌属、芽孢杆菌属的一些种或变种均有荚膜或发育不好的类似结构（微荚膜），这些构造与活性污泥絮凝体形成有密切关系,活性污泥颗粒细菌组成,活性污泥絮体的主要形成菌,生枝动胶菌属是活性污泥中的优势菌属，是活性污泥絮凝体 的主要凝聚因素诺卡式菌、芽孢杆菌、产碱杆菌属、假单孢菌属也可形成絮体,活性污泥膨胀的原因,活性污泥膨胀现象主要为丝状菌大量繁殖导致，但也存在非丝状菌膨胀污水中含有大量碳水化合物，碳氮比或碳磷比较高溶解氧不足污泥负荷pH值与温度,氧化沟活性污泥膨胀时浮在表面的污泥,活性污泥膨胀时絮体中向外伸出的丝状菌,活性污泥中的真菌和藻类,活
13、性污泥中的真菌：以酵母菌和霉菌为主酵母菌有：粘红酵母、胶红酵母、热带假丝酵母、近平滑假丝酵母等霉菌有：毛霉菌、根霉菌、曲霉菌、青霉菌、镰刀霉菌、漆斑霉菌、胶霉菌、瓶霉菌、芽枝霉菌、珠霉菌、地霉菌、水霉菌等丝状真菌,活性污泥中的真菌和藻类,活性污泥中的藻类的种类和数量很少 二沉池和表面曝气池的澄清区内，由于有良好的透光条件 此有藻类生长,活性污泥中的微型动物,活性污泥中微型动物的种群构成 优势种属为纤毛类原生动物 出现率最高的种属有变形虫属、表壳虫属、滴虫属、楯纤虫属、漫游虫属、斜管虫属、游仆虫属、钟虫属、累枝虫属、独缩虫属、盖虫属、锤吸管虫属,微型动物在活性污泥中的作用,微型动物对废水净化的影
14、响直接净化作用 絮凝作用 澄清作用作为指示生物指示性生物及特点：数量多、个体大、耐毒能力比细菌小、环境条件的变化可引起种群、数量与代谢活力的变化指示处理效果指示污泥性质指示细菌活力指示曝气池技术参数改变的情况,活性污泥处理系统有效运行的基本条件,1、足够的可溶性易降解有机物2、微生物生理活动必需的营养物质3、混合液中有足够的溶解氧（好氧状态）4、活性污泥在曝气池中呈悬浮状态，能与污水充分接触5、污泥连续回流，还要及时排出剩余污泥，使曝气池中保持恒定活性污泥浓度6、无对微生物有毒害作用的物质进入,优点：处理效果好，适用于处理净化程度和稳定程度较高的污水。BOD5的去除率可达90-95%；根据具体
15、情况，可以灵活调整污水处理程度的高低。进水负荷升高时，可通过提高污泥回流比的方法予以解决。缺点：曝气池容积大，占地面积多，基建投资多。对冲击负荷适应能力较差。曝气池末端有可能出现供养速率大于需氧速率的现象，动力消耗较大。为避免曝气池首端混合液处于缺氧或厌氧状态，进水有机负荷不能过高，因此曝气池容积负荷一般较低。脱氮除磷效果低。,传统活性污泥的特点,生物膜法,什么是“生物膜”？,是 附着生长在固体状材料表面的由多种微生物形成的膜状生物聚集体；固体状材料：滤料生物滤池；填料生物接触氧化工艺；转盘生物转盘；载体生物流化床,1、生物膜的形成,前提条件：载体填料或称滤料；营养物质有机物、N、P及其它，由
16、污水提供；接种微生物由污水自行提供，或接种；形成过程：含有营养物质和接种微生物的污水在填料表面流动，经过一定时间后，污水中的微生物会在填料表面附着增殖和生长，形成一层薄的生物膜。生物膜的成熟：在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定。成熟所需时间：在20C下处理城市污水时，生物膜从开始形成到成熟，一般需要30天左右,2、生物膜结构示意图,生物膜的性质：高度亲水，存在着附着水层；,微生物高度密集：各种细菌以及微型动物，形成了有机污染物细菌原(后)生动物的食物链。,3、生物膜的更新与脱落,厌氧膜的加厚：生物膜处于老化状态，净化功能变弱，易于脱落。
17、厌氧代谢产物增多，减弱生物膜的附着能力；破坏厌氧膜与好氧膜之间的平衡；生物膜的更新：老化膜脱落，新生膜会重新生长；新生膜具有更强的净化功能。,什么是“生物膜法”？,定义：以生物膜作为去除废水中的污染物主体的工艺，通称为生物膜法工艺；又称固定膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；起源：土壤自净过程的人工化和强化；处理对象：废水中溶解性和胶体状的有机物及氮素污染物；生活污水或城市废水；以及个别工业废水；分类：生物滤池；生物转盘；生物接触氧化工艺；生物流化床；等,1、生物膜法的运行原则：,减缓生物膜的老化进程；控制厌氧膜的厚度；加快好氧膜的更新；控制使生物膜不集中脱落。,2、生物膜法的
18、主要特点,（1）微生物方面的特征 1)、微生物种类多样化；2)、生物膜上微生物的食物链较长；3)、能够存活世代时间较长的微生物,微生物种类多样化,微生物种属繁多、类型广泛；不用担心污泥膨胀，丝状菌可大量生长，且其对低浓度污水具有较强的处理能力；线虫、轮虫等微型动物较常见，甚至藻类与昆虫也可出现；,生物膜和活性污泥中微生物种类与数量的比较,废水好氧生物处理工艺,废水好氧生物处理工艺,膜生物反应器(MBR)工艺,曝气生物滤池(ABF)工艺,序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺,AB（吸附生物降解）法工艺,氧化沟工艺,涉及生活污水处理的几个术语,BOD5/COD:BOD5和COD都是代表废水受有机物污
19、染的水质指标，其中COD值可近似地代表废水中的全部有机物的好氧量，而BOD5值只是代表了废水在好氧条件下能被微生物氧化分解的这一小部分有机物的好氧量。一般用BOD5/COD来表征城市污水的生化处理的可能性：其值越小，废水中能被微生物所氧化分解的有机物占废水中全部有机物的份额越少，该废水的可生物降解性越差。一般来讲，BOD5/COD45，表示易生化性。C/N：废水中的C/N是影响生化系统去氮效果的一重要因子。当废水中的C/N2.86时才能充分满足反硝化细菌对碳源的需要，当C/N2.86时，废水的C/N愈低，则通过反硝化脱去的氮越低，总氮去除率也相应减少。BOD5/N/P：在污水生物处理中，微生物
20、需要有合适的营养比例。如好氧微生物群体要求的碳、氮、磷之比为BOD5：N：P为100：5：1，在厌氧反硝化中，厌氧微生物群体所需的BOD5：N：P为100：6：1。,容积负荷 单位体积反应器每日接受的废水中污染物的量，一般考虑COD，常用单位：kgCOD/m3反应器d。此值反应出处理同等废水所需的反应器的大小，与投资关系较大。,涉及生活污水处理的几个术语,污泥负荷（F/M）单位时间内进入单位重量污泥污染物的量，一般考虑COD，常用单位：kgCOD/kg干污泥d。此值反应出在同等反应器体积的情况下，所能处理的污染物量的多少。为了达到预定的出水水质，并使污泥具有良好的沉降性能，应该根据进水量和进水
21、浓度（BOD或COD）来确定排泥量，使污泥负荷维持在较稳定的范围。一般说，常规好氧活性污泥的F/M范围是0.1-0.5kgBOD5/(kgMLVSS d),涉及生活污水处理的几个术语,有效水力停留时间（HRT）实际上进入反应器的废水在反应器的平均停留的时间，意义为反应器的有效容积除以单位时间的进水量，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间。,涉及生活污水处理的几个术语,污泥沉降比（SV30）SV30是指曝气池混合液在量筒静止沉降30min后污泥所占的体积百分比。它是分析污泥沉降性能的最简便方法。SV30的值越小，污泥沉降性能就越好。SV30值越大，沉降性能越差。所以在污水厂中往往用S
22、V30来控制剩余污泥的排放量。当SV30超过某个数值时，就应该进行排泥，使曝气池中的污泥维持所需的浓度范围。控制范围：15%-30%,涉及生活污水处理的几个术语,污泥浓度（MLSS）指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的重量，常用MLSS表示。其单位常用“g/L”或”mg/L”。一般用MLSS粗略表示微生物的量。,涉及生活污水处理的几个术语,污泥体积指数（SVI）指曝气池混合液经30min沉淀后，1g干污泥所占的湿污泥体积（以ml计）。例如：混合液MLSS为4g/L，SV30为30%时，则SVI为30*10/4=75mL/gMLSS 在SVI值的概念中排除了污泥浓度对沉降体积的影响，反映了活性
23、污泥结构的松紧程度，是判断污泥沉降浓缩性能的一个常用参数。SVI值高，污泥沉降性能就差，反之，沉降性能就好。控制范围：50-120mL/gMLSS,涉及生活污水处理的几个术语,微生物平均停留时间（MCRT）或污泥停滞时间（SRT）或污泥龄 即微生微在曝气池中的平均停留时间，或曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间 或曝气池中的活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量的比 值，单位：d。污泥龄是一个十分重要的参数，反映了活性污泥吸附有机物以后，进行稳定氧化的时间长短。污泥龄越长，有机物氧化稳定得越彻底，处理效果好，剩余污泥量越少；反之亦然。但污泥龄也不能太长，否则污泥会老化，影响沉淀效果。污泥龄不能
24、短于活性污泥中微生物的世代期，否则曝气池中的污泥会都流失。控制范围：5-15d MCRT与HRT的关系：MCRTHRT,涉及生活污水处理的几个术语,挥发性脂肪酸VFA 厌氧菌的发酵作用能将污水中的饱和及不饱和脂、酯、蛋白质、糖类等有机物质降解成为饱和或不饱和脂肪酸，最主要的是低分子有机酸（VFA），其中乙酸已被实践证明与污泥总硬度有一定的相关性，能够在一定程度上反应出污泥总碱度有一定的相关性，能够在一定程度上反应出污泥消化中有机物无机化的情况。,涉及生活污水处理的几个术语,曝气时间(t)：指污水进入曝气池后，在曝气池中的平均停留时间，也称水力停留时间(HRT),以小时记。污泥膨胀：又指污泥结构
25、极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。有非丝状菌性膨胀和丝状菌性膨胀两种，前者系因为为是黏性物质大量积累而引起，后者系丝状菌异常增长而引起。,涉及生活污水处理的几个术语,氧化沟工艺,氧化沟(Oxidation Dictch,OD)由荷兰于50年代发明，是平面呈椭圆形或环形“跑道”式活性污泥处理构筑物，由荷兰Pasveer博士设计出服务人口360人的生活污水处理，称为Pasveer沟。是传统活性污泥法污水处理技术的改良，外形呈封闭环状沟，其特点是混合液在沟内不中断地循环流动，形成厌氧、缺氧和好氧段，且将传统的鼓风曝气改为表面机械曝气，OD的曝气和动力用“转刷”；国内外OD在城
26、市污水处理厂中已广泛采用；工业污水处理中也有应用；广东南海县污水处理厂、昆明市污水处理厂、广州市石化公司污水处理厂、山东省高密市、成都市青白江污水处理厂等。,1、氧化沟的工艺流程,原废水,沉砂池,1、氧化沟的工艺流程,氧化沟基本构成,氧化沟的基本构成,氧化沟工艺,氧化沟工艺的技术特点(1)氧化沟的流态在整体上是完全混合的,而局部又具有推流特性,使得在污水中能形成良好的混合液生物絮凝体,提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果;另外,其独特的水流特性对除磷脱氮也是极其重要的。(2)氧化沟构造形式的多样性赋予了它灵活机动的运行性能,可按照任意一种活性污泥法的运行方式运行。(3)处理效果稳定,出水水质好,
27、并可实现脱氮。工艺流程简单,构筑物少,节省基建费用,减少占地面积,便于管理。污泥产量少,污泥性质稳定。(4)能承受水量、水质冲击负荷,对高浓度工业废水有很大的稀释能力。,氧化沟工艺分类,氧化沟系统类型及其特点（一）Carrousel 型氧化沟Carrousel 型氧化沟是一个多级串连系统，进水与回流活性污泥混合后，沿水流方向在沟内不停的循环流动，在沟内池的一端安装立式表曝机，每组沟安装一个。该工艺被广泛应用，规模从200m3/d650000 m3/d，BOD去除率达9599，脱氮效率可达90以上，除磷在50左右。其工艺示意图见图4。,Carrousel 型氧化沟,图4 Carrousel 20
28、00型氧化沟,Carrousel 型氧化沟,（二）奥贝尔型氧化沟Orbal型氧化沟由几条同心圆或椭圆形的沟渠组成，沟渠之间采用隔墙分开，形成多条环形道，每一条渠道相当于单独的反应器。运行时，污水先进入最外层的渠道，在其中不断循环的同时，依次进入下一个渠道，最后由位于中心的沟渠流出进入二沉池。Orbal型氧化沟可根据需要分设2条沟渠、3条沟渠和4条沟渠，常用的为3条沟渠形式，如图5。第一条沟渠的体积占总体积的60，第二条占2030，第3条占10左右。运行中，保持第一条、第二条和第三条沟溶解氧浓度依次递增，通常为0mg/l、1.0mg/l、2.0mg/l，以起到除碳、除氮和节省能量的作用。Orba
29、l型氧化沟一般适用于20104 m3/d以下规模的城市污水处理厂，尤其适用于中小规模的城市污水处理厂。,氧化沟工艺分类,图5 Orbal型氧化沟,（三）一体化氧化沟 一体化氧化沟又称合建式氧化沟，它集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独的二沉池，可减少占地面积。但其构造尚待进一步完善，运行经验也待进一步研究。（四）交替式氧化沟 交替式氧化沟是SBR工艺与传统氧化沟工艺组合，可根据使用情况进行很多不同的组合，这是交替式氧化沟系统的突出优点。目前应用的主要有VR型、DE型和T型。,氧化沟工艺分类,D型氧化沟及DE型氧化沟 D型氧化沟由池容完全相同的2个氧化沟组成,两池串联运行,交
30、替作为曝气池和沉淀池,控制运行工况可以实现硝化和一定的反硝化,见图7.在两个池交替作为曝气池和沉淀池的过程中,存在一个过渡轮换期,在过渡轮换期内,转刷全部停止工作.转刷的实际利用率低,是D型氧化沟的一个主要缺点.,氧化沟工艺分类,DE型氧化沟是在D型氧化沟基础上为强化生物脱氮而开发的新工艺.DE型氧化沟为半交替式氧化沟,兼具连续工作式和交替工作式的特点.DE型氧化沟设有独立的二沉池和污泥回流系统,可以实现曝气和沉淀的完全分离;氧化沟内交替进行硝化和反硝化.两个氧化沟相互连通,串联运行,可交替进出水,沟内曝气转刷一般为双速,高速工作时曝气充氧,低速工作时以推动水流为目的.通过两沟内转刷交替处于高
31、速和低速运行,可使两沟交替处于好氧和缺氧状态,从而达到脱氮的目的.在DE型氧化沟前增设一厌氧池,可以实现强化生物除磷.,氧化沟工艺分类,T型氧化沟 由于D型氧化沟的设备闲置率高,在此基础上开发了T型(三沟式)氧化沟.T型氧化沟为三沟交替工作式氧化沟系统.在三沟中,有一沟一直作为曝气池使用,因而提高了转刷的利用率.通过工况设计,设备利用率大大提高.典型工艺见下图,氧化沟前设置配水井,每沟之间相互贯通,两侧沟上设有可调出水堰,剩余污泥一般从中间沟道排出.T型氧化沟运行灵活,曝气沉淀均在沟内完成,无需设二沉池和污泥回流.,氧化沟工艺分类,氧化沟实例,青白江污水处理厂,氧化沟实例,第二节 AB法工艺,
32、吸附生物降解（Adsorption-Biodegradation）工艺德国亚琛大学，Bohnke教授，70年代中期。AB工艺是吸附-生物降解工艺的简称，是在常规活性污泥法和两段活性污泥法基础上发展起来的一种新型的污水处理技术。,AB(Adsorption Biodegradation)工艺,我国在20世纪80年代相继开展了对AB工艺的特性、运行机理及处理过程的稳定性的研究，并将其用于工程实际，且得到了一定规模的应用，如青岛海泊河污水处理厂、淄博污水处理厂、深圳滨河污水处理厂等。AB工艺主要适合进水负荷波动大或含有少量毒性物质的污水处理，其处理效率高、占地面积大、运行管理复杂，国内污水处理中受资
33、金和管理水平等因素的限制，很少采用该工艺。,一、AB法的工艺流程及特征,1、工艺流程,AB工艺,AB法工艺的主要特征 1：A段在很高的负荷下运行，其负荷率通常为普通活性污泥法的50-100倍，污水停留时间只有30-40min，污泥龄仅为0.3-0.5d。污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高。2：B段可在很低的负荷下运行，负荷范围一般为0.15kgBOD/(kgMLSS.d)水力停留时间为2-5h，污泥龄较长，且一般为15-20d。3：A段与B段各自拥有独立的污泥回流系统，相互隔离，保证了各自独立的生物反应过程和不同的微生物生态反应系统，人为地设定了A和B
34、的明确分工。,第三节、间歇式活性污泥法(SBR)工艺,序批式间歇反应器Sequence Batch ReactorSBR,SBR工艺,SBR工艺又称序批式活性污泥法，该过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。SBR工艺在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多新型SBR处理工艺。90年代比利时的SEGHERS公司又开发了UNITANK系统，把经典SBR的
35、时间推流与连续的空间推流结合了起来。目前，我国对SBR工艺的应用很广泛，主要有CASS、CAST、UNITANK、ICEAS、DAT-IAT、MSBR等。,一、SBR的工作原理,SBR的主要反应器只有一个曝气池，同时完成曝气沉淀等的功能，其运行可以分为五个工序：,SBR工艺图,二、SBR的工艺流程,SBR 工艺类型,（一）典型的SBR工艺特点：典型的SBR工艺所有的操作都是间歇的、周期的，且它的脱氮除磷效果不够稳定。,典型SBR工艺流程,（1）生物反应、沉淀均在一个构筑物内完成，节省占地，造价低。（2）承受水量、水质冲击负荷能力较强。（3）污泥沉降性能好，不易发生污泥膨胀。（4）具有良好的工艺
36、性能和灵活的可操作性，通过调节曝气池的强度和水流方式，可以在反应器内交替出现厌氧、缺氧和好氧状态或出现厌氧区、缺氧区、好氧区，通过改变运行方式，合理分配曝气阶段和非曝气阶段的时间，可是实现生物脱氮和除磷的要求。是近年来从国外引进的先进工艺，它具有间歇进水、处理效率高、抗冲击负荷高、占地面积小、自动化程度高、兼具脱氮除磷功能、剩余污泥少等优点，特别适用于间歇进水的工业，在国外污水处理中已被广泛采用。,SBR工艺的特点：,传统SBR工艺的缺点：连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池。对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁。无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求。设备
37、的闲置率较高。污水提升水头损失较大。如果需要后处理，则需要较大容积的调节池。,SBR 工艺,SBR的适用范围：SBR系统进一步拓宽了活性污泥的使用范围，更适合以下情况：（1）中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。（2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。（3）水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。（4）用地紧张的地方。（5）对已建连续流污水处理厂的改造等。（6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。,SBR 工艺
38、,SBR 工程实例,SBR 工程实例,改良型SBR工艺（MSBR）工艺不需设置沉淀池和二沉池，系统连续进、出水，两个序批池交替充当沉淀池用，周期运行。,（二）改良型SBR工艺（MSBR工艺）,（二）改良型SBR工艺（MSBR工艺）,MSBR 工艺的主要特点：采用连续进出水，避免了传统SBR对进水的控制要求及其间歇排水所造成的问题。采用恒水位连续运行，并避免了传统SBR变水位操作水头损失大、池子利用率低的缺点提供对生物脱氮除磷所具有的专用缺氧、厌氧和好氧的反应区，提高了工艺运行的可靠性和灵活性。为泥水分离提供了与传统SBR工艺类似的静止沉淀条件，改善了出水水质。提供了与传统SBR类似的间歇反应区
39、，提高了系统对生物脱氮除磷及有机物的去除效率。,CAST工艺是一种循环式活性污泥法，它的反应池用隔墙分为选择区和主反应区，进水、曝气、沉淀、排水、排泥都是间歇周期运行。与传统的SBR反应器不同，CAST工艺在进水阶段中不设单纯的充水过程或缺氧进水混合工程，另外一个重要特性在于反应器的进水处设置一生物选择区，它是一容积较小的污水污泥接触区，进入反应器的污水和从主反应区回流的活性污泥在此相互混合接触，可以创造出合适微生物生长的条件并选择出絮凝性细菌，可有效地抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的稳定性。,（三）CAST 工艺,CAST 工艺图,（三）CAST 工艺,CAST原理：在预反应区
40、内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CAST工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。CAST工艺的特点如下：流程短、占地省、投资低；运行费用低；适应水质、水量变化的能力强；自动化程度高；出水水质好。,（三）CAST 工艺,UNITANK工艺是1
41、987年INTERBREW与KU Leuven基于三沟式氧化沟结构提出的一种活性污泥法污水处理新技术，该工艺集合了SBR法与传统活性污泥法的优点。把连续系统的空间推流与SBR法的时间推流生化处理过程合二为一，整个系统连续进水和连续出水，而单个池子相对为间歇进水和间歇排水，通过灵活的时间和空间控制，适当改变曝气搅拌方式和增大水力停留时间，可达到脱氮除磷效果。系统的主体一般由三格组成，池间连通，每池可进行好氧、厌氧或缺氧运行，以完成脱碳(COD)、除磷或脱氮。,（四）UNITANK工艺,（四）UNITANK工艺,（四）UNITANK工艺,（四）UNITANK工艺,UNITANK工艺具有传统SBR工
42、艺的一些优点，同时在其基础上又有较大的改进：(1)与传统活性污泥法相比，该系统小省去了污泥回流，节省了太量的投资，运行费用较低。(2)所有的池体均采用矩形，可以共用池壁，而且3个池之间水力押通，中间池擘水受单向水压，占地面积小。(3)系统在恒定水位下运行，水力负荷稳定，不仪可以充分利用反应池的有效容积，而且可以降低对管道阀等设备的要求。同时，在恒定水位下运行，曝气系统可以采用表面曝气设备，使曝气系统的管理和维护较为方便；采用构造简单的固定出水堰代替价格昂贵的滗水器，节省了投资。(4)可以根据反应池内的溶解氧、氧化还原电位等在线监测数据，通过改变供氧量，切换进出水阀门，以及改变好氧、缺氧及厌氧反
43、应时间等控制手段，在空间上营造合适的反啦条件，高效地去除污水中的碳源有机物，以及脱氮除磷。,（四）UNITANK工艺特点,氧化沟法、SBR法主要特点及优缺点比较,氧化沟法、SBR法等工艺技术特点比较,氧化沟法、SBR法主要特点及优缺点比较,曝气系统,空气反冲,水反冲,原废水,粒状填料,处理水,反冲水池,曝气生物滤池示意图,第四节 曝气生物滤池工艺,BAF（Biological Aerated Filter）工艺是综合普通活性污泥法和生物接触氧化法的优点开发研制的一种新工艺，该工艺具有过滤、吸附和生物降解的多重净化作用，占地面积省，处理效率高，操作简单等优点，但该工艺需大量特制填料，造价高，需同
44、时满足水力负荷和有机负荷的要求。,曝气生物滤池（BAF）工艺,1 滤后水2 进水槽3 反冲空气4 反冲出水,典型污水处理厂流程,曝气生物滤池（BAF）工艺,曝气生物滤池（BAF）工程实例,BAF 工艺的特点：,（1）抗冲击负荷能力强，耐低温。（2）采用自动化控制，易于管理。（3）BAF具有多种净化功能，除了用于有机物去除外，还能够去除NH3-N等。通过沿滤层高度上充氧强度的灵活调整达到下层缺氧区和好氧区的相互配合，以实现在同一装置中实现快速脱氮除磷功能。（4）填料的颗粒细小，提高了大的比表面积，使滤池单位体积内保持较高的生物量，保证了工艺的有机容积负荷和去除率都较高。,膜生物反应器是由膜分离技
45、术与生物反应器相结合的生化反应系统；最早出现在酶制剂工业中（60年代）；在水处理中应用膜生物反应器技术开始于70年代初期；80年代中期膜生物反应器应用于水处理有了很大的进展。,第五节、膜生物反应器,专门处理垃圾渗滤液的设备出水可以达到国家新标准甚至中水回用标准处理规模从15吨/天2000吨/天安装形式有室内、集装箱和车载式,1988年在德国汉堡首次用于垃圾渗滤液处理，该项目目前还在运行，1500t/d世界范围内有200多个成功的工程实例2002年首次引入我国目前在国内有七十余个项目使用了该技术,吕梁垃圾填埋场实例,碟管反渗透介绍,污水进入膜柱后沿导流盘与外壳之间的间隙进入过滤膜堆,在压力的推动
46、下，水分子不断透过膜片进入净水流道，再通过中间拉杆上的净水收集孔排出,污水中污染物由于被过滤膜截留，同时净水不断透过，使得污水随着经过的过滤膜片越多变得越来越浓，最后由浓缩液口排出,吕梁垃圾填埋场实例,4.3.2 方案二工艺设计-碟管反渗透介绍,工程实例,瓦房店渗滤液处理工程-第一个国产化项目,日处理能力：150吨/天一级排放标准2006年11月建成投产,两级DTRO直接处理渗滤液电导率设计值20ms/cm回收率78%,废水的厌氧生物处理的特点及应用,1.定义 废水的厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物
47、被降解、转化为简单的化合物，同时释放能量。,有机物的转化分为三部分进行：部分转化为CH4，这是一种可燃气体，可回收利用；还有部分被分解为CO2、H2O、NH3、H2S等无机物，并为细胞合成提供能量；少量有机物被转化、合成为新的原生质的组成部分。由于仅少量有机物用于合成，故相对于好氧生物处理法，其污泥增长率小得多。,废水的厌氧生物处理,厌氧生物处理原理,含可溶性、不溶性碳水化合物、脂肪、蛋白质的废水,水解阶段,溶解性单体（糖、氨基酸）,发酵阶段,H2、CO2、有机酸乙酸、丙酸、丁酸、乳酸和乙醇,产氢产乙酸阶段,H2、CO2、乙酸,产甲烷阶段,CH4、CO2,主要介绍其中的发酵细菌（产酸细菌）、产
48、氢产乙酸菌、产甲烷菌等。,（1）发酵细菌（产酸细菌）：发酵产酸细菌的主要功能有两种：水解在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物；酸化将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等；主要的发酵产酸细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等；水解过程较缓慢，并受多种因素影响（pH、SRT、有机物种类等），有时会成为厌氧反应的限速步骤；产酸反应的速率较快；大多数是厌氧菌，也有大量是兼性厌氧菌；可以按功能来分：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。,3、厌氧消化过程中的主要微生物,3、厌氧消化过程中的主要微生物,（2）产氢产乙酸菌：主要功能是将各种高级脂肪酸
49、和醇类氧化分解为乙酸和H2；为产甲烷细菌提供合适的基质，在厌氧系统中常常与产甲烷细菌处于共生互营关系。注意：上述反应只有在乙酸浓度很低、系统中氢分压也很低时才能顺利进行，因此产氢产乙酸反应的顺利进行，常常需要后续产甲烷反应能及时将其主要的两种产物乙酸和H2消耗掉。主要的产氢产乙酸细菌多为：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等；多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。,3、厌氧消化过程中的主要微生物,（3）产甲烷菌功能是将产氢产乙酸菌的产物乙酸和H2/CO2转化为CH4和CO2，使厌氧消化过程得以顺利进行；产甲烷菌有各种不同的形态，常见的有：产甲烷杆菌；产甲烷球菌；产甲烷八叠球菌；产甲烷丝菌；等等
50、。产甲烷菌都是严格厌氧细菌，要求氧化还原电位在-150-400mv，氧和氧化剂对其有很强的毒害作用；产甲烷菌的增殖速率很慢，繁殖世代时间长，可达4-6天，因此，一般情况下产甲烷反应是厌氧消化的限速步骤。,表1 产酸菌和产甲烷菌的特性参数,（1）主要优点：能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气）；污泥产量很低；厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，产酸菌的产率Y为0.15-0.34kgVSS/kgCOD，产甲烷菌的产率Y为0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的产率约为0.25-0.6kgVSS/kgCOD。厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解；反应过
