生物法處理生活污水理論知識(shí)培訓(xùn)1目錄5.工藝概述2.好氧反應(yīng)3.脫氮除磷1.厭氧反應(yīng)4.污泥處理6.常用水質(zhì)指標(biāo)2前言廢水的處理方法：污水的主要處理方法主要分為：物理法、化學(xué)法、生物法等。3厭氧生物降解過(guò)程可分為四個(gè)階段：1.水解階段2.酸化階段(也叫發(fā)酵階段)3.乙酸化階段4.產(chǎn)甲烷階段一.厭氧反應(yīng)451水解階段不溶性物質(zhì)可溶性物質(zhì)高分子物質(zhì)小分子物質(zhì)纖維素被纖維素酶水解成纖維二糖和葡萄糖淀粉被淀粉酶水解成麥芽糖和葡萄糖蛋白質(zhì)被蛋白酶水解成短酞和氨基酸脂肪被脂肪酶水解成丙二醇和脂肪酸一.厭氧反應(yīng)水解階段產(chǎn)生的小分子水解產(chǎn)物在酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外,這一階段的主要產(chǎn)物有VFA\醇類\乳酸\CO2\NH3\H2S等。與此同時(shí)，酸化菌也利用部分物質(zhì)合成新的細(xì)胞物質(zhì)。

一.厭氧反應(yīng)2酸化階段673乙酸化階段在此階段，酸化階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、H2、碳酸等以及新的細(xì)胞物質(zhì)。一.厭氧反應(yīng)4產(chǎn)甲烷階段在此階段，乙酸、H2、碳酸、甲酸和甲醇等被轉(zhuǎn)化為CH4、CO2和新的細(xì)胞物質(zhì)。整個(gè)厭氧降解的速率取決于以上四個(gè)階段中速度最慢的那個(gè)階段，因?yàn)楫a(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)緩慢,所以產(chǎn)甲烷的反應(yīng)較慢,所以一般產(chǎn)甲烷階段是整個(gè)厭氧降解過(guò)程的速率限制性階段.一.厭氧反應(yīng)89大分子有機(jī)物（碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等）水解的和溶解的有機(jī)物有機(jī)酸、醇類、醛類等H2、CO2乙酸CH41水解階段細(xì)菌胞外酶2酸化階段產(chǎn)酸細(xì)菌2酸化階段3乙酸化階段4甲烷化階段4甲烷化階段甲烷細(xì)菌甲烷細(xì)菌生物接觸氧化工藝是在池內(nèi)設(shè)置填料，微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給，生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后，填料壁的微生物會(huì)因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長(zhǎng)，此時(shí)，脫落的生物膜將隨出水流出池外。二.好氧反應(yīng)10二.好氧反應(yīng)11生物膜法的主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較強(qiáng)。生物膜法的共同特點(diǎn)是微生物附著在介質(zhì)“濾料”表面上，形成生物膜，污水同生物膜接觸后，溶解的有機(jī)污染物被微生物吸附轉(zhuǎn)化為H2O、CO2、NH3和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化，所需氧氣一般來(lái)自大氣或人工曝氣。二.好氧反應(yīng)12生物脫氮主要過(guò)程為：氨化、硝化，反硝化；微生物生長(zhǎng)同化一部分N。氨化

硝化反硝化三.脫氮除磷133.1氨化反應(yīng)在氨化微生物的作用下，有機(jī)N化合物可以在好氧或厭氧條件下分解轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。以氨基酸為例：三.脫氮除磷14

在好氧條件下，將NH4+轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-的過(guò)程。此作用是由亞硝酸菌和硝酸菌兩種菌共同完成的。其反應(yīng)如下：

2NH4＋＋3O2→2NO2-＋2H2O＋4H＋

2NO2-＋O2→2NO3-3.2硝化反應(yīng)化能自養(yǎng)型三.脫氮除磷15硝化細(xì)菌生長(zhǎng)影響因子：硝化細(xì)菌是化能自養(yǎng)菌，生長(zhǎng)率低，對(duì)環(huán)境條件變化較為敏感。溫度，溶解氧，污泥齡，pH，有機(jī)負(fù)荷等都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響。硝化反應(yīng)的適宜溫度為20℃～30℃。低于15℃時(shí)，反應(yīng)速度迅速下降，5℃時(shí)反應(yīng)幾乎完全停止。由于硝化菌是自養(yǎng)菌，若水中BOD5值過(guò)高，將有助于異養(yǎng)菌的迅速增殖，微生物中的硝化菌的比例下降。三.脫氮除磷16硝化細(xì)菌生長(zhǎng)影響因子：硝化菌的生長(zhǎng)世代周期較長(zhǎng)，為了保證硝化作用的進(jìn)行，泥齡應(yīng)取大于硝化菌最小世代時(shí)間（3～10d）兩倍以上。硝化反應(yīng)對(duì)溶解氧有較高的要求，處理系統(tǒng)中的溶解氧量最好保持在2mg/L以上。在硝化反應(yīng)過(guò)程中，有H+釋放出來(lái)，使pH值下降。硝化菌受pH值的影響很敏感，為了保持適宜的pH值7～8，應(yīng)在廢水中保持足夠的堿度，以調(diào)節(jié)pH值的變化。1g氨態(tài)氮(以N計(jì))完全硝化，需堿度(以CaCO3計(jì))7.1g。三.生物脫氮17

污水中的硝態(tài)氮NO3-－N和亞硝態(tài)氮NO2-－N，在無(wú)氧或低氧條件下被反硝化細(xì)菌還原成氮?dú)獾倪^(guò)程。具體反應(yīng)如下：6NO2-＋3CH3OH→3N2＋3CO2+3H2O＋6OH－6NO3-＋5CH3OH→3N2＋7H2O＋5CO2+6OH－

3.3反硝化作用三.生物脫氮18

反硝化菌屬異養(yǎng)型兼性厭氧菌，在有氧存在時(shí)，它會(huì)以O(shè)2為電子受體進(jìn)行好氧呼吸；在無(wú)氧而有NO3-或NO2-存在時(shí)，則以NO3-或NO2-為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體和營(yíng)養(yǎng)源進(jìn)行反硝化反應(yīng)。在反硝化反應(yīng)中，最大的問(wèn)題就是污水中可用于反硝化的有機(jī)碳的多少及其可生化程度。當(dāng)污水中BOD5／TKN>3～5時(shí)，可認(rèn)為碳源充足。

三.生物脫氮3.3反硝化作用19不同的有機(jī)碳將導(dǎo)致反硝化速率的不同。碳源按其來(lái)源可分為三類：①外加碳源，多采用甲醇，因?yàn)榧状急环纸夂蟮漠a(chǎn)物為CO2，H2O，不產(chǎn)生其它難降解的中間產(chǎn)物，但其費(fèi)用較高；②原水中含有的有機(jī)碳；③內(nèi)源呼吸碳源——細(xì)菌體內(nèi)的原生物質(zhì)及其貯存的有機(jī)物。3.3反硝化作用三.脫氮除磷20反硝化反應(yīng)的適宜pH值為6.5～7.5。pH值高于8或低于6時(shí)，反硝化速率將迅速下降。反硝化反應(yīng)的溫度范圍較寬，在5℃～40℃范圍內(nèi)都可以進(jìn)行。但溫度低于15℃時(shí)，反硝化速率明顯下降。3.3反硝化作用三.生物脫氮213.4同化作用污水中的一部分氮（氨氮或有機(jī)氮）被同化成微生物細(xì)胞的組成成分，并以剩余污泥的形式得以從污水中去除的過(guò)程，稱為同化作用。

以反硝化菌為例，在反硝化菌代謝活動(dòng)的同時(shí)，伴隨著反硝化菌的生長(zhǎng)繁殖，即菌體合成過(guò)程。三.生物脫氮22聚磷菌（PAOs）厭氧釋磷

好氧（缺氧）超量吸磷三.脫氮除磷3.5生物除磷23厭氧放磷：在厭氧狀態(tài)下，兼性菌將溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)化成VFA；活性污泥中的聚磷菌(PAOs)將體內(nèi)積聚的聚磷分解，分解產(chǎn)生的能量部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主動(dòng)吸收易降解的COD（如VFA）轉(zhuǎn)化為PHB（聚β羥基丁酸）的形態(tài)儲(chǔ)藏于體內(nèi)。聚磷分解形成的無(wú)機(jī)磷釋放回污水中，這就是厭氧放磷。三.脫氮除磷4.5生物除磷24好氧吸磷：進(jìn)入好（缺）氧狀態(tài)后，聚磷菌將儲(chǔ)存于體內(nèi)的PHB進(jìn)行好氧分解并釋出大量能量供聚磷菌增殖，部分供其主動(dòng)吸收污水中的磷酸鹽，以聚磷的形式積聚于體內(nèi)，這就是好氧吸磷。由于活性污泥在運(yùn)行中不斷增殖，為了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，必須從系統(tǒng)中排除和增殖量相當(dāng)?shù)幕钚晕勰?，也就是剩余污泥。剩余污泥中包含過(guò)量吸收磷的聚磷菌，也就是從污水中去除的含磷物質(zhì)。(正常細(xì)胞含磷1％～3％，聚磷菌吸磷量可達(dá)12％)4.5生物除磷三.脫氮除磷25

來(lái)源處理目的柵渣沉砂池沉渣初沉池污泥二沉池生物污泥富含有機(jī)物，容易腐化、破壞環(huán)境，必須妥善處置降低含水率，減少體積穩(wěn)定有機(jī)物，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染四.污泥處理4.1

污泥來(lái)源26總原則：減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、綜合利用

四.污泥處理4.2

污泥處理工藝271.格柵生活污水經(jīng)過(guò)排放管路自流進(jìn)入格柵井進(jìn)行過(guò)濾。廠區(qū)生活污水經(jīng)過(guò)管路從化糞池引入格柵井，并入生產(chǎn)污水一同過(guò)濾后進(jìn)入污水處理系統(tǒng)統(tǒng)一處理。格柵井內(nèi)設(shè)人工格柵，主要作用是截留污水中的大塊懸浮物和漂浮物，以保證整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的安全性。格柵至少每周清理一次。五.工藝概述282.調(diào)節(jié)池格柵井出水自流進(jìn)入提升井。提升井用于收集格柵井出水。提升井內(nèi)污水經(jīng)提升泵提升進(jìn)入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池的主要作用有三點(diǎn)：一是調(diào)節(jié)水量，緩沖生產(chǎn)線排水峰量，為后續(xù)污水處理系統(tǒng)提供穩(wěn)定的運(yùn)行條件；二是考慮到生產(chǎn)線排水所含的污染物濃度因時(shí)序不同存在差異，均衡進(jìn)入后續(xù)污水處理系統(tǒng)的污水水質(zhì)；三是污水的原水pH值波動(dòng)較大，可在調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)pH監(jiān)控、調(diào)節(jié)設(shè)備，以穩(wěn)定污水的pH值，減少對(duì)后續(xù)生化反應(yīng)中微生物的影響。四是調(diào)節(jié)池曝氣可以去除部分COD，為后續(xù)處理減輕壓力。五.工藝概述293.初沉池調(diào)節(jié)池出水自流進(jìn)入初沉池。初沉池用于沉淀格柵未能截留的大部分較小的懸浮物在初沉池中沉淀形成污泥，達(dá)到與污水分離的目的。根據(jù)水質(zhì)情況，懸浮物主要是未經(jīng)格柵過(guò)濾掉的可沉淀顆粒狀物質(zhì)，比重一般都大于1的，在沉淀階段選用豎流式沉淀池，較適用于該類顆粒狀物質(zhì)的沉淀，并可起到有效的作用。初沉池至少每天排泥2次，視具體情況增加排泥次數(shù)。保證初沉池沒(méi)有大量污泥隨水流入集水池，保證后續(xù)工藝的安全運(yùn)行。五.工藝概述304.水解酸化初沉池出水自流進(jìn)入集水池集水池用于收集初沉池出水。集水池內(nèi)污水經(jīng)提升泵提升進(jìn)入水解酸化池。水解酸化生物處理工藝是將系統(tǒng)控制在缺氧狀態(tài)下的水解酸化階段。原理是通過(guò)水解菌、產(chǎn)酸菌釋放的酶促使水中難以生物降解的大分子物質(zhì)發(fā)生生物催化反應(yīng)，具體表現(xiàn)為斷鏈和水溶。微生物則利用水溶性底物完成胞內(nèi)生化反應(yīng)，同時(shí)排出各種有機(jī)酸。五.工藝概述31因此水解酸化過(guò)程廢水中易降解有機(jī)物質(zhì)減少較少，而一些難降解大分子物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為易于降解的小分子物質(zhì)（如：有機(jī)酸）。從而使廢水的可生化性和降解速度大幅度提高。因此，后續(xù)的厭氧生物處理可在較短的水力停留時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的COD去除率。同時(shí)，水解反應(yīng)也能降低一部分COD（約10%~20%）。。五.工藝概述325.厭氧反應(yīng)水解酸化池內(nèi)污水經(jīng)配水系統(tǒng)均勻配水后自流進(jìn)入生化反應(yīng)池。生化反應(yīng)池共分三級(jí)，并聯(lián)運(yùn)行。厭氧生物處理作為利用厭氧性微生物的代謝特性，在毋需提供外源能量的條件下，以被還原有機(jī)物作為受氫體，同時(shí)產(chǎn)生有能源價(jià)值的甲烷氣體。厭氧生物處理法不僅適用于高濃度有機(jī)廢水，進(jìn)水BOD最高濃度可達(dá)數(shù)萬(wàn)毫克每升，也可適用于低濃度有機(jī)廢水，如城市污水等。五.工藝概述336.好氧反應(yīng)生物接觸氧化工藝是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給，生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后，填料壁的微生物會(huì)因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長(zhǎng)，此時(shí)，脫落的生物膜將隨出水流出池外。五.工藝概述34生物接觸氧化工藝具有以下特點(diǎn)：（1）

由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷；（2）

由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；（3）剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問(wèn)題，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便。五.工藝概述357.二次沉淀生物接觸氧化池出水自流進(jìn)入二沉池。生物接觸氧化池流失的部分微生物在二沉池中沉淀形成生化污泥，達(dá)到與污水分離的目的。二沉池內(nèi)設(shè)污泥回流泵，污泥定量回流至生物接觸氧化池內(nèi)，以調(diào)節(jié)生物接觸氧化池內(nèi)的微生物量。二沉池出水自流進(jìn)入清水池，達(dá)標(biāo)排放。五.工藝概述368.污泥處理污水處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的污泥分兩類：物化污泥和生化污泥。由于生物接觸氧化法產(chǎn)生的剩余不多，加上部分剩余污泥被回流至生物接觸氧化池內(nèi)用于調(diào)節(jié)生物量，因此污泥處理系統(tǒng)處理的污泥主要以物化污泥為主，初沉池沉淀的物化污泥重力流自流進(jìn)入污泥池。經(jīng)污泥提升泵提升進(jìn)入板框壓濾機(jī)壓濾處理。處理后的污泥外運(yùn)。壓濾機(jī)壓濾出水排入調(diào)節(jié)池。二沉池沉淀的生化污泥中回流后剩余的部分重力流自流進(jìn)入污泥。與初沉池的物化污泥混合后，進(jìn)入后續(xù)污泥處理系統(tǒng)統(tǒng)一處理。五.工藝概述37過(guò)多氮、磷進(jìn)入天然水體，易導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化，藻類大量繁殖，水中溶解氧急劇下降，影響魚類生存，并可使某些湖泊由貧營(yíng)養(yǎng)湖發(fā)展為沼澤和干地。指汞、鎘、鉛、鉻、鎳等生物毒性顯著元素，也包括具有一定毒害性的鋅、銅、鈷、錫等。主要危害：抑制微生物生長(zhǎng)，富集至人體，影響人體健康。主要砷、含硫化合物、氰化物等。一般處理后污水pH在6~9間。水體受酸堿污染隨pH變化，消滅或抑制生物生長(zhǎng)，妨礙水體自凈，腐蝕船舶。植物營(yíng)養(yǎng)元素重金屬無(wú)機(jī)性非金屬pH無(wú)機(jī)性指標(biāo)六.常用水質(zhì)指標(biāo)38有機(jī)物生化需氧量(BiologicalOxygenDemand,

BOD)

反映有氧條件下水中可生物降解有機(jī)物的主要污染特性（以mg/L為單位）。有機(jī)污染物被好氧微生物氧化分解過(guò)程可分為兩個(gè)階段：第一階段主要是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水和氨；第二階段主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸和硝酸鹽。污水的生化需氧量通常只指第一階段有機(jī)物生物氧化所需氧量，全部生物氧化需要20~100d完成。實(shí)際中常以5d作為測(cè)定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱5日生化需氧量（BOD5）；以20℃為測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溫度。在規(guī)定條件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水樣中有機(jī)物所需要的氧量(20℃，5d)。六.常用水質(zhì)指標(biāo)39有機(jī)物化學(xué)需氧量(ChemicalOxygenDemand,

COD)

常用氧化劑是重鉻酸鉀K2Cr2O7

（稱CODCr)和高錳酸鉀KMnO4(稱CODMn)。酸性條件下，硫酸銀作為催化劑，氧化性最強(qiáng)。廢水中無(wú)機(jī)的還原性物質(zhì)同樣被氧化。如果廢水中有機(jī)物的組成相對(duì)穩(wěn)定，則化學(xué)需氧量和生化需氧量之間應(yīng)有一定的比例關(guān)系：生活污水通常在0.4~0.5。用化學(xué)方法氧化分解廢水中的有機(jī)物所消耗的氧化劑量折合成氧量（O2）（mg/L）。六.常用水質(zhì)指標(biāo)40有機(jī)物總有機(jī)碳（TOC）和總需氧量（TOD）TOC:totalorganismcarbon950℃時(shí)以鉑作為催化劑，使水樣氣化燃燒，然后測(cè)定氣體中CO2的含量，從而確定水樣中碳元素總量。測(cè)定中應(yīng)該去除無(wú)機(jī)碳的含量。各水質(zhì)間TOC或TOD與BOD無(wú)固定相關(guān)關(guān)系。水質(zhì)條件基本不變時(shí)，BOD與TOC或TOD間存在一定相關(guān)關(guān)系。TOD:totaloxygendemand

在900~950℃高溫下，將污水中能被氧化的物質(zhì),燃燒氧化成穩(wěn)定的氧化物后，測(cè)量載氣中氧的減少量，稱為總需氧量（TOD）。

TOD測(cè)定方便而快速。六.常用水質(zhì)指標(biāo)41有機(jī)物油類污染物

石油類：煉油廠廢水、石油運(yùn)輸泄漏、工業(yè)含油污水動(dòng)植物油脂：產(chǎn)生于人的生活過(guò)程和食品工業(yè)

油類污染物進(jìn)入水體影響水生生物的生長(zhǎng)、降低水體的資源價(jià)值：油膜覆蓋水面阻礙水蒸發(fā)，影響大氣和水體的熱交換。