好氧生物處理（原理與工藝）基本概念好氧生物處理的基本生物過程所謂“好氧”：是指這類生物必須在有分子態(tài)氧氣（O2）的存在下，才能進行正常的生理生化反應，主要包括大部分微生物、動物以及我們人類；所謂“厭氧”：是能在無分子態(tài)氧存在的條件下，能進行正常的生理生化反應的生物，如厭氧細菌、酵母菌等。好氧生物處理過程的生化反應方程式：分解反應（又稱氧化反應、異化代謝、分解代謝）異氧微生物CHONS+O2CO2+H2O+NH3+SO42-++能量（有機物的組成元素）異氧微生物異氧微生物C、H、O、N、S+能量C5H7NO2內源呼吸（也稱細胞物質的自身氧化）微生物微生物C5H7NO2+O2CO2+H2O+NH3+SO42-++能量在正常情況下，各類微生物細胞物質的成分是相對穩(wěn)定的，一般可用下列實驗式來表示：細菌： C5H7NO2； 真菌： C16H17NO6； 藻類： C5H8NO2；原生動物： C7H14NO3分解與合成的相互關系：二者不可分，而是相互依賴的；分解過程為合成提供能量和前物，而合成則給分解提供物質基礎；b．分解過程是一個產能過程，合成過程則是一個耗能過程。2)對有機物的去除，二者都有重要貢獻；3）合成量的大小，對于后續(xù)污泥的處理有直接影響（污泥的處理費用一般可以占整個城市污水處理廠的4050%）。不同形式的有機物被生物降解的歷程也不同：一方面：結構簡單、小分子、可溶性物質，直接進入細胞壁；結構復雜、大分子、膠體狀或顆粒狀的物質，則首先被微生物吸附，隨后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有機物，再進入細胞內。另一方面：有機物的化學結構不同，其降解過程也會不同：如：糖類TCA循環(huán)脂類TCA循環(huán)蛋白質影響好氧生物處理的主要因素1）溶解氧（DO）：約1~2mg/l2）水溫：是重要因素之一，在一定范圍內，隨著溫度的升高，生化反應的速率加快，增殖速率也加快；細胞的組成物如蛋白質、核酸等對溫度很敏感，溫度突升或降并超過一定限度時，會有不可逆的破壞；最適宜溫度1530C；40C或10C后，會有不利影響。3)營養(yǎng)物質：細胞組成中，C、H、O、N約占9097%其余310%為無機元素，主要的是P。生活污水一般不需再投加營養(yǎng)物質；而某些工業(yè)廢水則需要，一般對于好氧生物處理工藝，應按BODNP=10051投加N和P。其它無機營養(yǎng)元素：K、Mg、Ca、S、Na等；微量元素：Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等；4)pH值：一般好氧微生物的最適宜pH在6.58.5之間；pH4.5時，真菌將占優(yōu)勢，引起污泥膨脹；另一方面，微生物的活動也會影響混合液的pH值。5)有毒物質（抑制物質）主要有： 重金屬蛋白質的沉淀劑（變性；與-SH結合而失活） 氰化物H2S 鹵族元素及其化合物 酚、醇、醛使蛋白質變性或脫水 染料等；活性污泥系統(tǒng)中有毒物質的最高允許濃度：有毒物質允許濃度有毒物質允許濃度銅化合物(以Cuu計)0.51.0苯10鋅化合物(以Znn計)513氯苯10鎳化合物(以Nii計)2對苯二酚15鉛化合物(以Pbb計)1.0間苯二酚450銻化合物(以Sbb計)0.2鄰苯二酚100鎘化合物(以Cdd計)15間苯三酚100釩化合物(以V計計)5鄰苯三酚100銀化合物(以Agg計)0.25苯胺100鉻化合物(以Crr計)25二硝基甲苯12(以Cr3+計)2.7甲醛160(以Cr6+計)0.5乙醛1000硫化物(以S2--計)525二甲苯7(以以H2S計)20甲苯7氫氰酸氰化鉀18氯苯10硫氰化物36吡啶400砷化合物(以Ass3+計)0.72.0烷基苯磺酸鹽15汞化合物(以Hgg計)0.5甘油56）有機負荷率：污水中的有機物本來是微生物的食物，但太多時，也會不利于微生物。7）氧化還原電位：好氧細菌：+300400mV，至少要求大于+100mV。厭氧細菌：要求小于+100mV，對于嚴格厭氧細菌，則-100mV，甚至-300mV。廢水可生化性和可生化程度的判別生物降解性能是指在微生物的作用下，使某一物質改變原來的化學和物理性質，在結構上引起的變化程度?？煞譃槿悾撼跫壣锝到狻赣袡C物原來的化學結構發(fā)生了部分變化，改變了分子的完整性；環(huán)境可接受的生物降解——指有機物失去了對環(huán)境有害的特性；完全降解——在好氧條件下，有機物被完全無機化；在厭氧條件下，有機物被完全轉化為CH4、CO2等。有機物生物降解性能的分類：易生物降解——易于被微生物作為碳源和能源物質而被利用；可生物降解——能夠逐步被微生物所利用；難生物降解——降解速率很慢或根本不降解。注意：1）“難、易”是相對的；2）同一種化合物在不同種屬微生物的作用下，其降解情況也會有不同。鑒定和評價廢水中有機污染物的好氧生物降解性的方法：分類方法方法要點方法評價根據氧化所耗氧量量水質指標法采用BOD5/CCOD作為有有機物評價指指標。方法改改進：日本通通產省測試法法，以ThOOD代替COD，采用用BOD自動測測定儀測定有有機物28天的生化需需氧量，并以以BOD28/ThOOD來評價有機機物的生物降降解性能；比較簡單，但精度度不高，可粗粗略反映有機機物的降解性性能；瓦呼儀法根據有機物的生化化呼吸線與內內源呼吸線的的比較來判斷斷有機物的生生物降解性能能。測試時，接接種物可采用用活性污泥，接接種量為13gSS//l；較好地反應微生物物氧化分解特特性，但試驗驗水量少，對對結果有影響響；根據有機物的去除除效果靜置燒瓶篩選試驗驗以10ml沉淀后的的生活污水上上清液作為接接種物，90ml含有5mg酵母膏和5mg受試物的的BOD標準稀稀釋水作為反反應液，兩者者混合，室溫溫下培養(yǎng)，1周后測受試試物濃度，并并以該培養(yǎng)液液作為下周培培養(yǎng)的接種物物，如此連續(xù)續(xù)4周，同時進進行已知降解解化合物的對對照試驗；操作簡單，但在靜靜態(tài)條件下混混合及充氧不不好；振蕩培養(yǎng)試驗法在燒瓶中加入接種種物、營養(yǎng)液液及受試物等等，在一定溫溫度下振蕩培培養(yǎng)，在不同同的反應時間間內測定反應應液中受試物物含量，以評評價受試物的的生物降解性性；生物作用條件好，但但吸附對測定定有影響；半連續(xù)活性污泥法法測試時，采用試驗驗組及對照組組二套反應器器間歇運行，測測定反應器內內COD、TOD或DOC的變化化，通過二套套反應器結果果的比較來評評價；試驗結果可靠，但但仍不能模擬擬處理廠實際際運行條件；；活性污泥模型試驗驗模擬連續(xù)流活性污污泥法生物處處理工藝，采采用試驗組與與對照組，通通過兩套系統(tǒng)統(tǒng)對比和分析析來評價；結果最為可靠，但但方法較復雜雜；根據CO2量斯特姆測試法采用活性污泥上清清液作為接種種液，反應時時間28天，溫度25C，有機物降降解以CO2產量占理論CO2產量的百分分率來判斷；；系統(tǒng)復雜，可反映映有機物的無無機化程度；；根據微生物生理生生化指標主要有：ATP測測試法、脫氫氫酶測試法、細細菌標準平板板計數測試法法等試驗結果可靠，但但測試程序較較為復雜。影響有機物生物降解性能的因素：與化學物質的種類性質有關的因素（化學組成、理化性質、濃度、與它種基質的共存）；與微生物的種類、性質有關的因素（微生物的來源、數量、種屬間的關系）；與有機物、微生物所處的環(huán)境有關的因素（pH值、DO、溫度、營養(yǎng)物等）。懸浮生長的好氧生物處理工藝活性污泥法（ActivatedSludgeProcess）活性污泥法的基本原理曝氣池：反應主體二沉池：1）進行泥水分離，保證出水水質；2）保證回流污泥，維持曝氣池內一定的污泥濃度。回流系統(tǒng)：1）保證曝氣池內維持足夠的污泥濃度；2）通過改變回流比，改變曝氣池的運行工況。剩余污泥：1）是去除有機物的途徑之一；2）維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。供氧系統(tǒng)：提供足夠的溶解氧活性污泥系統(tǒng)有效運行的基本條件是：廢水中含有足夠的可容性易降解有機物；混合液含有足夠的溶解氧；活性污泥在池內呈懸浮狀態(tài)；活性污泥連續(xù)回流、及時排除剩余污泥，使混合液保持一定濃度的活性污泥；沒有對微生物有毒有害的物質流入。二．活性污泥的性質及性能指標物理性能：——“菌膠團”——“生物絮凝體”顏色：褐色、（土）黃色、鐵紅色氣味：泥土味（城市污水）比重：略大于1（1.0021.006）粒徑：0.020.2mm比表面積：20100cm2/ml生化性能：活性污泥的含水率：99.299.8%固體物質的組成：有機物75—85%活細胞（有機物75—85%微生物內源代謝的殘留物（Me）：吸附的原廢水中難于生物降解的有機物（Mi）：無機物質（Mii）：3．活性污泥中的微生物：A．細菌：是活性污泥凈化功能最活躍的成分主要菌種有：動膠桿菌屬、假單胞菌屬、微球菌屬、黃桿菌屬、芽胞桿菌屬、產堿桿菌屬、無色桿菌屬等特征：1）多屬好氧和兼性異養(yǎng)型的原核細菌；2）在有氧條件下，具有較強的分解有機物的功能；3）具有較高的增殖速率，其世代時間為2030分鐘；4）其中的動膠桿菌具有將大量細菌結成為“菌膠團”的功能。B.其它微生物------原生動物----在活性污泥中大約為103個/ml4.活性污泥的性能指標：混合液懸浮固體濃度（MLSS）（MixedLiquorSuspendedSolids）MLSS=Ma+Me+Mi+Mii單位：mg/lg/m3（2）混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）（MixedVolatileLiquorSuspendedSolids）MLVSS=Ma+Me+Mi在條件一定時，MLVSS/MLSS是較穩(wěn)定的，對城市污水，一般是0.75—0.85(3)污泥沉降比（SV）（SludgeVolume）——是指將曝氣池中的混合液在量筒中靜置30分鐘，其沉淀污泥與原混合液的體積比，一般以%表示；——能相對地反映污泥數量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及時發(fā)現早期的污泥膨脹；——正常數值2030%（4）污泥體積指數（SVI）（SludgeVolumeIndex）——曝氣池出口處混合液經30分鐘靜沉后，1g干污泥所形成的污泥體積，單位是ml/g。SV（%）10（ml/l）或SV（%）10（ml/l）或SVI=SVI=SV（ml/l）MLSS（g/l）MLSS（g/l）MLSS（g/l）MLSS（g/l）——能更準確地評價污泥的凝聚性能和沉降性能，其值過低，說明泥粒小，密實，無機成分多；其值過高，說明其沉降性能不好，將要或已經發(fā)生膨脹現象；——城市污水的SVI一般為50150ml/g；——注意：1）對于工業(yè)廢水，SVI不在上述范圍內，有時也屬正常；對于高濃度活性污泥系統(tǒng)，即使污泥沉降性能較差，由于MLSS較高，其SVI也不會很高。5.關于活性污泥法運行控制中常用的一些參數：流量CODBOD微生物濃度AQCiBiXiB、CQ+QrCeBeXDQ–Qw