1、水 處 理 工 程 萬 沙,第五節(jié) 生物處理法,一、廢水生化處理基礎(chǔ)： 廢水中的主要污染物有COD，BOD，懸浮物氨氮及油類，這些污染物排入地面水系后造成河流黑臭。 廢水的生化處理是利用微生物的新陳代謝作用，對廢水中的污染物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化與穩(wěn)定，使其無害化的處理過程。對污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化與穩(wěn)定的主體是微生物。,第五節(jié) 生物處理法,1、生物處理法的基本原理： 廢水生物處理主要是通過微生物的新 陳代謝作用來實現(xiàn)的。參與這一過程的 微生物主要有細(xì)菌、真菌、原生動物、 后生動物以及藻類等，其中細(xì)菌起主要 作用。,第五節(jié) 生物處理法,（1）生物處理中常見的微生物： 細(xì)菌：細(xì)菌是微小的單細(xì)胞生物，按其 外形可分為

2、球菌、桿菌和弧菌三種類型。 在活性污泥中，除一般的細(xì)菌外。還存 在一些較高等的細(xì)菌，如單細(xì)胞的放線菌、 由許多細(xì)胞連接成的絲狀菌。,第五節(jié) 生物處理法,真菌：真菌具有單細(xì)胞和多細(xì)胞兩種形態(tài)， 前者細(xì)胞多呈圓形或橢圓形，常見的有酵母菌； 后者細(xì)菌呈絲狀，分枝交織成團(tuán)，統(tǒng)稱霉菌。 在活性污泥中，大量霉菌的生長繁殖會引起污 泥膨脹。,第五節(jié) 生物處理法,原生動物：在生物處理中，主要的原 生動物有肉足蟲類、鞭毛蟲類、纖毛蟲類 等，其中以纖毛蟲類原生動物與廢水處理 的關(guān)系最為密切，因為它愛吃細(xì)菌和有機(jī) 物。纖毛蟲類按其運動方式可分為游泳型 和固著型兩種，正常的活性污泥以固著型 纖毛蟲為主，此時活性污泥生

3、長良好，凈 化效果也較好。,第五節(jié) 生物處理法,后生動物：又稱多細(xì)胞動物，主要有 輪蟲、線蟲等。輪蟲以吞食有機(jī)物顆粒、 細(xì)菌、藻類以及小的原生動物為主。要求 較高的溶解氧，所以輪蟲常在有機(jī)物含量 較低的水中出現(xiàn)，表明廢水處理的效果較 好。活性污泥中線蟲很多，無凈化能力， 其出現(xiàn)表明污泥己培養(yǎng)成熟。,第五節(jié) 生物處理法,藻類：是一種單細(xì)胞或多細(xì)胞的植物。 富含蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)。藻類細(xì)胞內(nèi) 有葉綠素，能進(jìn)行光合作用，可以利用光能 將空氣中所吸收的二氧化碳合成為細(xì)胞質(zhì)， 放出氧氣，增加水中的溶解氧。藻類在活性 污泥中很少，生物濾池表面可以見到，而生 物氧化塘則有多種種屬的藻類。,第五節(jié) 生物處

4、理法,（2）微生物的新陳代謝： 微生物在生命活動過程中，不斷地從外 界環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質(zhì)，通過復(fù)雜的酶催化 反應(yīng)將其加以利用，提供能量并合成新的生 物體，同時又不斷地向外界環(huán)境排泄廢物。 這種為了維持生命活動的過程與繁殖下一代 而進(jìn)行的各種化學(xué)變化稱為新陳代謝。,第五節(jié) 生物處理法,根據(jù)能量的釋放及吸收，可將代謝分為分解代謝和合成代謝。 在微生物的生命活動過程中，這兩種代謝過程不是單獨進(jìn)行的，是相互依賴，共同進(jìn)行的，分解代謝為合成代謝提供物質(zhì)基礎(chǔ)和能量來源，通過合成代謝又使生物體不斷增加。兩者密切配合推動了一切生物的生命活動。,第五節(jié) 生物處理法,1）分解代謝： 高能化合物分解為低能化合物，物

5、質(zhì)由繁到簡并逐級釋放能量的過程叫分解代謝，或稱異化作用。一切生物進(jìn)行生命活動所需要的物質(zhì)和能量都是通過分解代謝提供的，所以說分解代謝是新陳代謝的基礎(chǔ)。根據(jù)分解代謝過程對氧的需求，又可分為好氧分解代謝和厭氧分解代謝。,第五節(jié) 生物處理法,好氧分解代謝是好氧微生物和兼性微生物參與，在有溶解氧的條件下，將有機(jī)物分解為CO2和H2O，并釋放出能量的代謝過程。 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+2880KJ,第五節(jié) 生物處理法,厭氧分解代謝是厭氧微生物和兼性微生物在無溶解氧的條件下，將復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡單的有機(jī)物和無機(jī)物（如有機(jī)酸、醇、CO2等），再被甲烷菌進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為甲烷和CO2等，并釋放

6、出能量的代謝的過程。 C6H12O6+12KNO3 6CO2+6H2O+12KNO2+1796KJ C6H12O6 2CH3CH2OH+2CO2+226KJ,第五節(jié) 生物處理法,2）合成代謝： 微生物從外界獲得能量，將低能化合物合成為生物體的過程叫合成代謝，或稱同化作用。 簡言之，是微生物機(jī)體自身物質(zhì)制造的過程。在此過程中，微生物體合成所需要的能量和物質(zhì)可由分解代謝提供。,第五節(jié) 生物處理法,微生物的新陳代謝體系：,第五節(jié) 生物處理法,(3)酶及酶反應(yīng)： 微生物與廢水中有機(jī)物作用時，一切化學(xué)反應(yīng)都是在酶的催化條件下才能進(jìn)行，酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的能在生物體內(nèi)和生物體外起催化作用的生物催化劑。,第五

7、節(jié) 生物處理法,酶有單成分酶和雙成分酶之分。單成分酶完全由蛋白質(zhì)組成，這類酶蛋白質(zhì)本身就具有催化活性，多數(shù)可以分泌到細(xì)胞體外催化水解，所以是外酶。,第五節(jié) 生物處理法,雙成分酶是由蛋白質(zhì)和活性原子基團(tuán)相結(jié)合而成，蛋白質(zhì)部分為主酶，活性原子基團(tuán)一般是非蛋白質(zhì)部分，此部分若與蛋白質(zhì)部分結(jié)合較緊密時，稱之為輔基，結(jié)合不牢固時，稱之為輔酶。主酶與輔基或輔酶組成全酶，兩者不能單獨起催化作用，只有有機(jī)結(jié)合成全酶才能起催化作用，其中蛋白質(zhì)部分是決定催化什么樣的底物以及在什么部位發(fā)生反應(yīng)，輔基和輔酶則決定催化什么樣的化學(xué)反應(yīng)。雙成分酶（全酶）保留在細(xì)胞內(nèi)，所以稱之為內(nèi)酶。,第五節(jié) 生物處理法,酶具有一般無機(jī)催

8、化劑所共有的特點，更具其特殊性能，主要表現(xiàn)以下幾方面： 催化效率高。對于同一反應(yīng)，酶比一般化學(xué)催化劑的催化速度高106-1013倍。 酶的活性大小與環(huán)境條件密切相關(guān)，在高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子、紫外線以及高強(qiáng)輻射等條件下，都會因蛋白質(zhì)變性而降低酶的催化活力，甚至使活力消失。因此，對廢水的條件加以適當(dāng)控制，以維持酶具有最高的活力。,第五節(jié) 生物處理法,有些物質(zhì)如鎂離子及鉀離子等，對酶有激活作用，稱為酶的激活劑，可以提高酶的活性。 還有些物質(zhì)，特別是一些重金屬離子能降低酶的活性，稱為酶的抑制劑，或稱酶中毒，氛化物也是抑制劑的一種，所以對于氛化物廢水，不宜采用生化法進(jìn)行處理。,第五節(jié) 生物

9、處理法,酶的專一性：酶對其所作用的物質(zhì)即底物有著嚴(yán)格的選擇性。一種酶只能作用于一些結(jié)構(gòu)極其相似的化合物，甚至只能作用于一種化合物而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 所以，處理不同性質(zhì)的廢水，對微生物必須進(jìn)行篩選和馴化，分別加以利用。,第五節(jié) 生物處理法,酶的活性還受廢水中有機(jī)物濃度的影響，濃度提高，活性也增加，但是濃度高到一定程度之后，由于酶已全部和有機(jī)物結(jié)合，故濃度升高，反應(yīng)速率反而下降。一般用生化法處理高濃度廢水時，應(yīng)先進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂尅?第五節(jié) 生物處理法,酶催化反應(yīng)通常稱之為酶促反應(yīng)或酶反應(yīng)。酶促反應(yīng)速率受酶濃度、基質(zhì)濃度、PH值、溫度、反應(yīng)產(chǎn)物、活化劑和抑制劑等因素的影響。,第五節(jié) 生物處理法,(4)微

10、生物的生長： 廢水處理的過程實際上可以看做是一種微生物的連續(xù)培養(yǎng)過程，即不斷給微生物供給食物，使微生物數(shù)量不斷增加。 微生物的生長規(guī)律可用微生物生長曲線來描述，表示微生物在不同的培養(yǎng)環(huán)境下的生長情況及微生物的整個生長過程。按其生長速度的不同，生長曲線可劃分為四個生長期。,第五節(jié) 生物處理法,微生物生 長曲線：,第五節(jié) 生物處理法,在廢水處理中，通過控制底物量（F） 與微生物量（M）的比值F/M，使微生物 處于不同的生長狀況，從而控制微生物的 活性與廢水處理的效果。一般廢水處理中 ?？刂艶/M在較低的范圍內(nèi)，利用平衡期 或內(nèi)源代謝初期微生物的生長活動，使廢 水中的有機(jī)物穩(wěn)定化，以取得較好的處理

11、效果。,第五節(jié) 生物處理法,（5）微生物的生長動力學(xué)： 微生物增長的一些比較重要的先決條件主要有: 碳源； 能源； 外部電子受體； 適宜的物理化學(xué)環(huán)境；,第五節(jié) 生物處理法,2、微生物生長的影晌因素： 廢水生化處理是以廢水中所含的污染物作為營養(yǎng)源，利用微生物的代謝作用使污染物被降解，廢水得以凈化。 顯然，如果廢水中的污染物不能被微生物所降解，則生化處理是無效的。如果廢水中的污染物可以被微生物降解，則可以獲得良好的處理效果。,第五節(jié) 生物處理法,但是當(dāng)廢水突然進(jìn)入有毒物質(zhì)，或環(huán)境條件突然發(fā)生變化，超過微生物的承受限度時，將會對微生物產(chǎn)生抑制或毒害作用，使系統(tǒng)的運行遭到嚴(yán)重破壞。 因此，進(jìn)行生化處

12、理時，給微生物的生長繁殖提供適宜的環(huán)境條件是非常重要的。,第五節(jié) 生物處理法,生物處理對廢水水質(zhì)的要求主要有以下幾個方面： pH值。在廢水處理過程中，pH值不能有突然變動，否則將使微生物的活力受到抑制，以至于造成微生物的死亡。對好氧生物處理，pH值可保持在6-9范圍內(nèi)，對厭氧生物處理，pH值應(yīng)保持在6.5-8之間。,第五節(jié) 生物處理法,溫度。溫度過高時，微生物會死亡，而溫度過低，微生物的新陳代謝作用將變得緩慢，活力受到抑制。一般生物處理要求水溫控制在20-40之間。,第五節(jié) 生物處理法,水中的營養(yǎng)物及其毒物。微生物的生長、繁殖需要多種營養(yǎng)物質(zhì)，其中包括碳源、氮源、無機(jī)鹽類等。水質(zhì)經(jīng)過分析后、需

13、向水中投加缺少的營養(yǎng)物質(zhì)，以滿足所需的各種營養(yǎng)物，并保持一定的比例關(guān)系。,第五節(jié) 生物處理法,氧氣。根據(jù)微生物對氧的要求，可分為好氧微生物、厭氧微生物及兼性微生物。好氧微生物在降解有機(jī)物的代謝過程中以分子氧作為受氫體，如果分子氧不足，降解過程就會因沒有受氫體而無法進(jìn)行，微生物的正常生長規(guī)律就會受到影響，甚至被破壞。所以在好氧生物處理的反應(yīng)過程中，一般需從外界供氧。一般要求廢水中的溶解氧濃度維持在2-4mg/L左右為宜。,第五節(jié) 生物處理法,厭氧微生物對氧氣很敏感，當(dāng)有氧存在時，它們就無法生長。這是因為在有氧存在的環(huán)境中，厭氧微生物在代謝過程中由脫氫酶所活化的氫將會與氧結(jié)合形成H2O2，而厭氧微

14、生物缺乏分解H2O2的酶，從而形成H2O2積累，對微生物細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用。所以厭氧處理設(shè)備要嚴(yán)格密封，隔絕空氣。,第五節(jié) 生物處理法,有機(jī)物的濃度:進(jìn)水有機(jī)物的濃度高，將增加生物反應(yīng)所需的氧量，往往由于水中含氧量不足造成缺氧，影響生化處理效果。但進(jìn)水有機(jī)物的濃度太低，容易造成養(yǎng)料不夠，缺乏營養(yǎng)也使處理效果受到影響。一般進(jìn)水BOD5值以不超過500-1000mg/L，不低于100mg/L為宜。,第五節(jié) 生物處理法,3、生物處理法的分類： 生化處理方法主要分為好氧處理和厭氧 處理兩大類型。 按照微生物的生長方式，可分為懸浮生 長型和附著生長型兩類；按照系統(tǒng)的運行方 式可分為連續(xù)式和間隙式；按照主體

15、設(shè)備中 的水流狀態(tài)，可分為推流式和完全混合式等。,第五節(jié) 生物處理法,根據(jù)作用原理的不同，生物處理大致分類如下：,第五節(jié) 生物處理法,二、活性污泥法： 1、傳統(tǒng)活性污泥法： （1）基本原理： 活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理廢水的一類好氧生物處理方法，這種生物絮體稱為活性污泥。 在處理廢水過程中，活性污泥對廢水中的有機(jī)物具有很強(qiáng)的吸附和氧化分解能力。污泥中的微生物，在廢水處理中起主要作用的是細(xì)菌和原生動物。,第五節(jié) 生物處理法,活性污泥處理廢水中有機(jī)質(zhì)的過程，分為兩個階段進(jìn)行，即生物吸附階段和生物氧化階段。,第五節(jié) 生物處理法,l）生物吸附階段： 廢水與活性污泥微生物充分接觸，形成懸濁

16、混合液，廢水中的污染物被比表面積巨大且表面上含有多糖類活性物質(zhì)的微生物吸附和粘連。大分子有機(jī)物被吸附后，首先在水解酶作用下，分解為小分子物質(zhì)。然后這些小分子與溶解性有機(jī)物在酶的作用下或在濃差推動下選擇性滲入細(xì)胞體內(nèi)，從而使廢水中的有機(jī)物含量下降而得到凈化。這一階段進(jìn)行得非常迅速，對于含懸浮狀態(tài)有機(jī)物較多的廢水，有機(jī)物的去除率是相當(dāng)高的，往往在10-40min內(nèi)，BOD可下降80%一90%。此后，下降速度迅速減緩。在這個階段，吸附作用是主要的。生物氧化作用是次要的。,第五節(jié) 生物處理法,2）生物氧化階段： 被吸附和吸收的有機(jī)物質(zhì)繼續(xù)被氧化，這段時間需要很長，進(jìn)行非常緩慢。在生物吸附階段，隨著有機(jī)

17、物吸附量的增加，污泥的活性逐漸減弱。當(dāng)吸附飽和后，污泥失去吸附能力。經(jīng)過生物氧化階段吸附的有機(jī)物被氧化分解后，活性污泥又呈現(xiàn)活性，恢復(fù)吸附能力。,第五節(jié) 生物處理法,（2）活性污泥指標(biāo)： 衡量活性污泥數(shù)量和性能好壞的指標(biāo)主 要有以下幾項： 1）活性污泥的濃度（MLSS） 指1L混合液內(nèi)所含的懸浮固體（MLSS） 或揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）的量，單位為 g/L或mg/L。 污泥濃度的大小可間接地反映廢水中所 含微生物的濃度。,第五節(jié) 生物處理法,2）污泥沉降比（SV%）： 是指一定量的曝氣池廢水靜置30nin后， 沉淀污泥與廢水的體積比，用%表示。 它反映污泥的沉淀和凝聚性能好壞。污 泥沉降

18、比越大，越有利于活性污泥與水的 分離。,第五節(jié) 生物處理法,3）污泥容積指數(shù)（SVI）： 又稱污泥指數(shù)，是指一定量的曝氣池廢 水經(jīng)30nin沉淀后，1g干污泥所占有沉淀污 泥容積的體積，單位為mL/g。 它實質(zhì)是反映活性污泥的松散程度。污 泥指數(shù)越大，則 污泥越松散。,第五節(jié) 生物處理法,（3）活性污泥法基本流程：,第五節(jié) 生物處理法,（4）活性污泥法的分類： 按廢水和回流污泥的進(jìn)入方式及其 在曝氣池中的混合方式，活性污泥法可 分為推流式和完全混合式兩大類。,第五節(jié) 生物處理法,推流式活性污泥曝氣池有若干個狹長的 流槽，廢水從一端進(jìn)人，另一端流出。此類 曝氣池又可分為平行水流（并聯(lián)）式和轉(zhuǎn)折

19、水流（串聯(lián)）式兩種。廢水在池內(nèi)的流動過 程中，底物降解。微生物增長，F(xiàn)IM沿程變化， 系統(tǒng)在生長曲線某一段上工作。,第五節(jié) 生物處理法,完全混合式是廢水進(jìn)人曝氣池后，在空氣攪 拌作用下立即與池內(nèi)活性污泥混合液混合，從 而使進(jìn)水得到良好的稀釋，污泥與廢水得到充 分混合，可以最大限度地承受廢水水質(zhì)變化的 沖擊。同時，由于池內(nèi)各點水質(zhì)均勻，F(xiàn)/M 一定，系統(tǒng)處于生長曲線某一點上工作。運行 時，可以調(diào)節(jié)F/M，使曝氣池處于良好的工況 條件下工作。,第五節(jié) 生物處理法,按供氧方式分，活性污泥法可分為鼓風(fēng)曝 氣式和機(jī)械曝氣式兩大類： 鼓風(fēng)曝氣式是采用空氣（或純氧）作 為氧源，以氣泡形式鼓人廢水中，適用于

20、長方形的曝氣池，布?xì)庠O(shè)備一般安裝在曝 氣池的底部，氣泡在形成、上升和破壞時 向水傳氧并攪動水流。,第五節(jié) 生物處理法,機(jī)械曝氣是用專門的曝氣機(jī)械，劇烈地 攪動水面，使空氣中的氧溶解于水中。曝氣 機(jī)兼有攪拌和充氧作用，使系統(tǒng)接近于完全 混型。如果在一個長方形池內(nèi)安裝多個曝氣 機(jī)，廢水從一端進(jìn)入，經(jīng)幾次機(jī)械曝氣后， 從另一端流出，這種型式相當(dāng)于若干個完全 混合式曝氣池串聯(lián)工作，適用于廢水量很大 的處理系統(tǒng)。,第五節(jié) 生物處理法,(5)活性污泥法參數(shù): 1）污泥負(fù)荷： 在活性污泥法中，一般將有機(jī)底物與活性 污泥的質(zhì)量比（F/M)，即單位質(zhì)量活性污泥 （ kgMLSS）或單位體積曝氣池（m3）在單位時

21、 間(d）內(nèi)所承受的有機(jī)物量（ kgBOD），稱為 污泥負(fù)荷。,第五節(jié) 生物處理法,有時為了表示有機(jī)物的去除情況，也采 用去除負(fù)荷Lr,即單位質(zhì)量活性污泥在單位時 間內(nèi)去除的有機(jī)物質(zhì)量。 污泥負(fù)荷與廢水處理效率、活性污泥特 性、污泥生成量、氧的消耗量有很大的關(guān)系， 廢水溫度對污泥負(fù)荷的選擇也有一定的影響。,第五節(jié) 生物處理法,在一定的負(fù)荷范圍內(nèi)，隨著污泥負(fù) 荷的升高。處理效率下降，處理水的底 物濃度升高。,第五節(jié) 生物處理法,各種廢水污泥負(fù)荷與BOD去除率的關(guān)系：,第五節(jié) 生物處理法,(6)活性污泥系統(tǒng)的設(shè)計: 1）曝氣系統(tǒng)設(shè)計： 活性污泥法是一種好氧生物處理法，有 機(jī)物的降解與有機(jī)體的合成都

22、需要氧的參與， 沒有充足氧氣，好氧微生物不可能存在，更 不能發(fā)揮氧化分解的作用。同時作為一個有 效的處理工藝，還必須使微生物、有機(jī)物與 氧充分接觸,因此，混合攪拌作用也是不可 缺少的。通過曝氣可以實現(xiàn)充氧與混合兩個 目的。,第五節(jié) 生物處理法,曝氣方法可分為以下二種: 鼓風(fēng)曝氣:鼓風(fēng)曝氣就是利用鼓風(fēng)機(jī)或 空壓機(jī)向曝氣池充人一定壓力的空氣，一方 面供應(yīng)生化反應(yīng)所需要的氧量，同時保持混 合液懸浮固體均勻混合，氣壓要足以克服管 道系統(tǒng)及擴(kuò)散器阻力及擴(kuò)散器上部的靜水壓。,第五節(jié) 生物處理法,常用的空氣擴(kuò)散器：,第五節(jié) 生物處理法,第五節(jié) 生物處理法,第五節(jié) 生物處理法,機(jī)械曝氣:機(jī)械曝氣大多以裝在曝氣

23、池 水面的葉輪快速轉(zhuǎn)動，進(jìn)行表層充氧。按 轉(zhuǎn)軸的方向不同，表面曝氣分為豎式和臥 式兩類。常用的有平板葉輪、倒傘型葉輪 和泵型葉輪。,第五節(jié) 生物處理法,機(jī)械曝氣裝置：,第五節(jié) 生物處理法,機(jī)械曝氣常用于曝氣池較小的場合， 可減少動力消耗，維護(hù)管理也較方便。鼓 風(fēng)曝氣供應(yīng)空氣的伸縮性較大，曝氣效果 也較好，一般用于較大的曝氣池。,第五節(jié) 生物處理法,2)曝氣池設(shè)計： 曝氣池類型:曝氣池實際上是一個生化 反應(yīng)器，按水力特征可分為推流式和完全混 合式以及二者結(jié)合式三大類。 曝氣設(shè)備的選用和布置必須與池型和水 力要求相配合。,第五節(jié) 生物處理法,曝氣池類型： a、推流曝氣池：推流曝氣池的長寬比一 般為

24、5-10，受場地限制時，長池可以折流。 廢水從一端進(jìn)，另一端出，進(jìn)水方式不限， 出水多用溢流堰，一般采用鼓風(fēng)曝氣擴(kuò)散器。 池寬和有效水深之比一般為1-2，有效水深 最小為3m，最大為9m，超高0.5m。,第五節(jié) 生物處理法,根據(jù)橫斷面上的水流情況，又可分為平推 流和旋轉(zhuǎn)推流，在平推流曝氣池底鋪滿擴(kuò)散 器，池中水流只有沿池長方向流動。在旋轉(zhuǎn) 推流曝氣池中，擴(kuò)散器裝于橫斷面的一側(cè)， 由于氣泡形成的密度差，池水產(chǎn)生旋流，即 除沿池長方向流動外，還有側(cè)向流動。為了 保證池內(nèi)有良好的旋流運動，池兩側(cè)墻的墻 腳都宜建成外凸450的斜面。,第五節(jié) 生物處理法,b、完全混合曝氣池:完全混合曝氣池平面 可以是圓

25、形、方形或矩形。曝氣設(shè)備可采用 有面曝氣機(jī)，置于池的表層中心，廢水從池 底中部進(jìn)人。廢水一進(jìn)人池內(nèi)，即在表面曝 氣機(jī)的攪拌下，立即與全池混合均勻，不像 推流式那樣上下段有明顯的區(qū)別。完全混合 曝氣池可以和沉淀池分建或合建。,第五節(jié) 生物處理法,曝氣池構(gòu)造圖：,第五節(jié) 生物處理法,曝氣池的設(shè)計計算 曝氣池（區(qū)）的經(jīng)驗設(shè)計計算方法主 要有負(fù)荷法和泥齡法。,第五節(jié) 生物處理法,2、吸附生物氧化法： 吸附生物氧化法又稱吸附生物降解法， 簡稱AB法。 該法是在傳統(tǒng)二段活性污泥法和高負(fù) 荷活性污泥法的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種生物處 理新工藝，屬超高負(fù)荷活性污泥法。AB法 與傳統(tǒng)活性污泥法相比，在處理效率、運 行穩(wěn)

26、定性、工程投資及運行費用等方面均 具有明顯的優(yōu)勢，是一種非常有效的生物 處理方法。,第五節(jié) 生物處理法,AB法的工藝流程圖：,第五節(jié) 生物處理法,AB法工藝的主要特征： 1）、A段在很高的負(fù)荷下運行，其負(fù)荷率通 常為普通活性污泥法的50100倍，污水停留時 間只有3040min，污泥齡僅為0.30.5d。污泥 齡較高，真核生物無法生存，只有某些世代短 的原核細(xì)菌才能適應(yīng)生存并得以生長繁殖，A 段對水質(zhì)、水量、PH值和有毒物質(zhì)的沖擊負(fù)荷 有極好的緩沖作用。A段產(chǎn)生的污泥量較大， 約占整個處理系統(tǒng)污泥產(chǎn)量的80%左右，且剩 余污泥中的有機(jī)物含量高。,第五節(jié) 生物處理法,2）、B段可在很低的負(fù)荷下運

27、行，負(fù)荷范圍 一般為0.15kgBOD/(kgMLSS.d)水力停留時間 為25h，污泥齡較長，且一般為1520d。在B 段曝氣池中生長的微生物除菌膠團(tuán)微生物外， 有相當(dāng)數(shù)量的高級真核微生物，這些微生物世 代期比較長，并適宜在有機(jī)物含量比較低的 情況下生存和繁殖。 3）、A段與B段各自擁有獨立的污泥回流 系統(tǒng)，相互隔離，保證了各自獨立的生物反應(yīng) 過程和不同的微生物生態(tài)反應(yīng)系統(tǒng)，人為地設(shè) 定了A和B的明確分工。,第五節(jié) 生物處理法,工作機(jī)理： 1）、開放式系統(tǒng)原理： AB工藝中不設(shè)初沉池，從而使污水中的微 生物在A段得到充分利用，并連續(xù)不斷的更新， 使A段形成一個開放性的、不斷由原污水中生 物補(bǔ)

28、充的生物動態(tài)系統(tǒng)。,第五節(jié) 生物處理法,AB法工藝的優(yōu)點： 1）對有機(jī)底物去除效率高。 2）系統(tǒng)運行穩(wěn)定。主要表現(xiàn)在：出水水質(zhì) 波動小，有極強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，有良好的 污泥沉降性能。 3）有較好的脫氮除磷效果。 4）節(jié)能。運行費用低，耗電量低，可回收 沼氣能源。經(jīng)試驗證明，AB法工藝較傳統(tǒng)的一 段法工藝節(jié)省運行費用20%25%。,第五節(jié) 生物處理法,AB工藝的缺點： 1）A段在運行中如果控制不好，很容易產(chǎn)生 臭氣，影響附近的環(huán)境衛(wèi)生，這主要是由于A段 在超高有機(jī)負(fù)荷下工作，使A段曝氣池運行于厭 氧工況下，導(dǎo)致產(chǎn)生硫化氫、大糞素等惡臭氣體。,第五節(jié) 生物處理法,2）當(dāng)對除磷脫氮要求很高時，A段

29、不宜按AB 法的原來除處有機(jī)物的分配比去除BOD55%60%， 因為這樣B段曝氣池的進(jìn)水含碳有機(jī)物含量的 碳/氮比偏低，不能有效的脫氮。,第五節(jié) 生物處理法,3）污泥產(chǎn)率高，A段產(chǎn)生的污泥量較大，約 占整個處理系統(tǒng)污泥產(chǎn)量的80%左右，且剩余 污泥中的有機(jī)物含量高，這給污泥的最終穩(wěn)定 化處置帶來了較大壓力。,第五節(jié) 生物處理法,3、間歇式活性污泥法（SBR）： 間歇式活性污泥法也稱序批式活性污泥 法，是由一個或多個SBR池組成，運行時廢水 分批進(jìn)入池中，依次經(jīng)歷5個獨立階段，即進(jìn) 水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置。進(jìn)水及排水 用水位控制，反應(yīng)及沉淀用時間控制，一個 運行周期的時間依負(fù)荷及出水要求而異

30、，一 般為4-12h，其中反應(yīng)占40%，有效池容為周 期內(nèi)進(jìn)水量與所需污泥體積的和。,第五節(jié) 生物處理法,SBR工藝與傳統(tǒng)活性污泥法、A/O法、 AB法、氧氣溝等生物處理法比較：具有 流程簡單、管理方便、基建投資省、處 理效果好、同時最重要的一點是非常適 合中小型城市污水處理廠脫氮降磷要求。,第五節(jié) 生物處理法,SBR工藝操作過程：,進(jìn)水 格柵 沉砂池 沉砂池 初次沉淀池 間歇式暴氣池 出水,第五節(jié) 生物處理法,基本操作運行程序如下： （1）進(jìn)水： 污水連續(xù)進(jìn)入連續(xù)曝氣DAT池經(jīng)連續(xù)曝氣后， 通過DAT池與間歇曝氣IAT池之間導(dǎo)流設(shè)施進(jìn) 入IAT池。DAT不直接排放處理水，因此不像 連續(xù)進(jìn)連續(xù)

31、出水的活性污泥法容易受負(fù)荷變 化的影響。,第五節(jié) 生物處理法,（2）反應(yīng)： 反應(yīng)工藝分兩部分進(jìn)行。首先發(fā)在連續(xù)曝氣 DAT池。該池在連續(xù)進(jìn)水的同時連續(xù)曝氣。 去除有機(jī)物的機(jī)理和操作與連續(xù)流活性污泥 法相同。 反應(yīng)工序的第二部分發(fā)生在間歇曝氣IAT池， 經(jīng)DAT池初步生物處理的污水連續(xù)進(jìn)入IAT。 按工藝設(shè)置進(jìn)行一定時間的曝氣以達(dá)到好氧的 目的。,第五節(jié) 生物處理法,（3）沉淀： 沉淀工序僅發(fā)生在IAT池。當(dāng)IAT池停止曝 氣以后，活性污泥絮體開始重力沉淀和泥水分 離。IAT池的沉淀工序相當(dāng)于連續(xù)流活性污泥 法中的二次沉淀池功能。,第五節(jié) 生物處理法,（4）排水： 排水工序只發(fā)生在IAT池。池池

32、水位達(dá)到最高水位，并經(jīng)過沉淀工藝以后，上清液由設(shè)置在IAT地末端的潷水器緩慢排出地外。當(dāng)池水位達(dá)到處理周期開始時的最低水位時，停止?jié)?第五節(jié) 生物處理法,（5）閑置： 在間歇曝氣池（IAT）地沉淀后到下個周 期開始期間可視污水的性質(zhì)設(shè)置一閑置期，在 該時段內(nèi)可根據(jù)需要進(jìn)行攪拌或曝氣。在厭氧 條件下攪拌比好氧條件下的曝氣要省能量，同 時對保持污泥的活性也是有利的。在以脫磷為 目的的裝置中，剩余污泥的排放一般是在閑置 工序之初和沉淀工序的最后進(jìn)行。,第五節(jié) 生物處理法,工藝特點 ： （1）運行穩(wěn)定，處理效率高，出水質(zhì)量好。 （2）處理構(gòu)筑物少，處理流程簡化。 （3）建設(shè)費用少，自動化程度高，操

33、作運 行簡單，調(diào)度靈活。 （4）節(jié)省占地面積。 （5）可達(dá)到脫磷脫氮的目的。,第五節(jié) 生物處理法,4、延時曝氣法： 也稱完全氧化法，與普通活性污泥法相比， 由于采用的污泥負(fù)荷很低，曝氣時間長，約24 -48h，因而曝氣池的容積大，處理單位廢水所 消耗的空氣量多，僅適用于廢水處理量較小的 場合。該方法大多采用完全餛合曝氣池，不設(shè) 初沉池，曝氣中的污泥濃度較高，達(dá)到3- 6g/l， 但微生物處于內(nèi)源呼吸階段，剩余污泥量少， 污泥有很高的穩(wěn)定性，泥粒細(xì)小，不易沉淀， 因此二沉池停留時間長，BOD5的去除效率大 約75%一95%，運行時對氮磷的要求低，適應(yīng)沖 擊的能力強(qiáng)。,第五節(jié) 生物處理法,三、生物

34、膜法： 生物膜法是另一種好氧生物處理法?；?性污泥法是依靠曝氣池中懸浮流動著的括性 污泥來分解有機(jī)物的。而生物膜法是通過廢 水同生物膜接觸，生物膜吸附和氧化廢水中 的有機(jī)物并同廢水進(jìn)行物質(zhì)交換，從而使廢 水得到凈化的過程，常用的有生物濾池、塔 式濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化和生物流 化床等。,第五節(jié) 生物處理法,生物膜法具有以下特點： 固著于固體表面上的生物膜對廢 水水質(zhì)、水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性， 操作穩(wěn)定性好。 不會發(fā)生污泥膨脹，運行管理較 方便。,第五節(jié) 生物處理法,由于微生物固著于固體表面，即使增 殖速度慢的微生物也能生長繁殖。而在活性 污泥法中，世代期比停留時間長的微生物被 排出曝氣

35、池，因此，生物膜中的生物相更為 豐富，且沿水流方向膜中生物種群具有一定 分布。 因高營養(yǎng)級的微生物存在，有機(jī)物代 謝時較多的轉(zhuǎn)移為能量，合成新細(xì)胞即剩余 污泥量較少。,第五節(jié) 生物處理法,采用自然通風(fēng)供氧。 活性生物難以人為控制，因而在運行 方面靈活性較差。 由于載體材料的比表面積小，故設(shè)備 容積負(fù)荷有限，空間效率較低。,第五節(jié) 生物處理法,1、生物接觸氧化法： 生物接觸氧化池：接觸氧化池內(nèi)用鼓風(fēng) 或機(jī)械方法充氧，填料大多為蜂窩型硬性填 料或纖維型軟性填料。,第五節(jié) 生物處理法,生物接觸氧化池構(gòu)造示意圖：,第五節(jié) 生物處理法,接觸氧化池填料的選擇，要求比表面積 大、空隙率大，水力阻力小，性能穩(wěn)

36、定。垂 直放置的塑料蜂窩管填料曾經(jīng)廣泛采用。這 種填料比表面積較大，單位填料上生長的生 物膜數(shù)量較大。 但是這種填料各蜂窩管間互不相通，當(dāng)負(fù) 荷增大或布水均勻性較差時，則易出現(xiàn)堵塞， 此時若加大曝氣量，又會導(dǎo)致生物膜穩(wěn)定性 變差，周期性的大量剝離。,第五節(jié) 生物處理法,網(wǎng)狀填料中，水流可以四面八方連通， 相當(dāng)于經(jīng)過多次再分布，從而防止了由于 水氣分布不均勻而形成的堵塞現(xiàn)象。缺點 是填料表面較光滑，掛膜緩慢，稍有沖擊， 就易于脫落。,第五節(jié) 生物處理法,軟性填料，由縱向安設(shè)的纖維繩上綁 扎一束束的造纖維絲，形成巨大的生物膜 支承面積，這種填料耐腐蝕、耐生物降解， 不堵塞，造價低，體積小，質(zhì)量輕，

37、易于 組裝，適應(yīng)性強(qiáng)，處理效果好。但這種填 料在氧化池停止工作時，會形成纖維束結(jié) 塊，清洗較困難。,第五節(jié) 生物處理法,接觸氧化池填料：,第五節(jié) 生物處理法,2、塔式生物濾池： 塔式生物濾池是在床式生物濾池的基礎(chǔ) 上發(fā)展起來的，是一種新型的大處理量的生 物濾池，濾料采用孔隙率大的輕質(zhì)塑料濾料， 濾層厚度大，從而提高了抽風(fēng)能力和廢水處 理能力。塔式生物濾池進(jìn)水負(fù)荷特別大，自 動沖刷能力強(qiáng)，只要濾料填裝合理，不會出 現(xiàn)濾層堵塞現(xiàn)象。,第五節(jié) 生物處理法,塔式生物濾池：,第五節(jié) 生物處理法,3、生物轉(zhuǎn)盤： 生物轉(zhuǎn)盤是一種新穎的廢水處理裝置， 又稱為浸沒式生物濾池。其工作原理與生 物濾池基本相同，但其

38、構(gòu)造卻完全不一樣。 生物轉(zhuǎn)盤是由固定在一根軸上的許多間距 很小的圓盤或多角形盤片組成。,第五節(jié) 生物處理法,盤片作為生物膜的載體，當(dāng)生物膜處于 浸沒狀態(tài)時，廢水有機(jī)物被生物膜吸附， 而當(dāng)它處于水面上時，大氣的氧向生物膜 傳遞，生物膜內(nèi)所吸附的有機(jī)物氧化分解， 生物膜恢復(fù)活性。這樣，生物轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)動 一圈即完成一個吸附和一個氧化周期。轉(zhuǎn) 盤不斷地轉(zhuǎn)動，上述過程不停地循環(huán)進(jìn)行， 使廢水得到凈化。剝落的生物膜隨水流人 沉淀池，將水與污泥分開。,第五節(jié) 生物處理法,與生物濾池相同，生物轉(zhuǎn)盤無污泥回流 系統(tǒng)，為了稀釋進(jìn)水，可考慮出水回流，但 是生物膜的沖刷不依靠水力負(fù)荷的增大，而 是通過控制一定的盤面轉(zhuǎn)速

39、來達(dá)到。 生物轉(zhuǎn)盤的優(yōu)點是操作簡單，生物膜與 廢水接觸的時間可以通過調(diào)整轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速加以 控制，故適應(yīng)廢水負(fù)荷變化的能力強(qiáng)。其缺 點是轉(zhuǎn)盤材料造價高，機(jī)械轉(zhuǎn)動部件容易 損壞，投資較高。,第五節(jié) 生物處理法,生物轉(zhuǎn)盤工藝流程圖：,第五節(jié) 生物處理法,4、生物膜廢水處理技術(shù)新進(jìn)展： 早期出現(xiàn)的生物濾池（普通生物濾池）雖 然處理污水效果較好，但其負(fù)荷比較低，占地 面積大，易堵塞，其應(yīng)用受到了限制。后來人 們對其進(jìn)行了改進(jìn)，如將處理后的水回流等， 從而提高了水力負(fù)荷和BOD負(fù)荷，這就是高負(fù)荷 生物濾池。,第五節(jié) 生物處理法,四、厭氧生化處理： 1、厭氧生物處理原理： 廢水厭氧生物處理是環(huán)境工程與能源工程

40、中一項重要技術(shù)。是有機(jī)廢水強(qiáng)有力的處理 方法之一。,第五節(jié) 生物處理法,由于世界能源的緊缺，能產(chǎn)生能源的廢水厭 氧技術(shù)得到重視，不斷開發(fā)出新的厭氧處理工 藝和構(gòu)筑物。大幅度地提高了厭氧反應(yīng)器內(nèi)活 性污泥的持留量，使廢水的處理時間大大縮短， 處理效率成倍提高。特別在高濃度有機(jī)廢水處 理方面逐漸顯示出它的優(yōu)越性。,第五節(jié) 生物處理法,廢水的厭氧生物處理是指在無分子氧的條 件下通過厭氧微生物（或兼氧微生物）的作用， 將廢水中的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳 的過程，所以又稱厭氧消化。厭氧生物處理實 際上是一個復(fù)雜的生物化學(xué)過程，厭氧過程主 要依靠三大主要類群的細(xì)菌，即水解產(chǎn)酸細(xì)菌、 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和

41、產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成。,第五節(jié) 生物處理法,厭氧過程分為三個連續(xù)的階段，即水解酸 化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段；,第五節(jié) 生物處理法,三個階段的反應(yīng)速率因廢水性質(zhì)的不同 而異。而且厭氧生物處理對環(huán)境的要求比好 氧法要嚴(yán)格。一般認(rèn)為，控制厭氧生物處理 效率的基本因素有兩類:一類是基礎(chǔ)因素，包 括微生物量（污泥濃度）、營養(yǎng)比、混合接 觸狀況、有機(jī)負(fù)荷等；另一類是周圍的環(huán)境 因素，如溫度、PH值、氧化還原電位、有毒 物質(zhì)的含量等。,第五節(jié) 生物處理法,厭氧生物處理的主要影響因素有pH值、碳 氮化、溫度、阻抑物等。 (1)pH值： 消化過程的pH值應(yīng)控制在6.7-7.2為宜。 (2)碳氮比:

42、 碳氮比值控制的適宜范圍以20:1-30:1為宜。 (3)溫度： 溫度對厭氧消化有很大影響，因為溫度直 接影響生化反應(yīng)速率的快慢。,第五節(jié) 生物處理法,(4)阻抑物： 厭氧消化過程的阻抑物主要為重金屬離子 和陰離子。 1）重金屬離子的阻抑作用： 重金屬離子對甲烷消化所起的阻抑作用有 兩個方面:與酶結(jié)合，產(chǎn)生變性物質(zhì)；重金 屬離子及其堿性化合物的凝聚作用，使酶沉淀。 2）陰離子的阻抑作用： 陰離子的阻抑作用最大的是硫化物。,第五節(jié) 生物處理法,2、普通厭氧消化池： 普通消化池的優(yōu)點是:可以直接處理懸浮固體 含量較高或顆粒較大的料液，消化反應(yīng)和固液 分離在同一個池進(jìn)行，結(jié)構(gòu)簡單。 其缺點是無法保持

43、或補(bǔ)充厭氧活性污泥，消 化池內(nèi)難以保持大量的微生物；無攪拌的消化 池會出現(xiàn)料液分層現(xiàn)象，微生物不能與料液均 勻接觸，消化效果差。,第五節(jié) 生物處理法,普通厭氧消化池：,第五節(jié) 生物處理法,消化池要進(jìn)行攪拌，常用的攪拌方式有 三種:機(jī)械攪拌；沼氣攪拌，即用壓縮 機(jī)將沼氣從頂部抽出，再從池底充人，進(jìn)行 循環(huán)攪拌；循環(huán)消化液攪拌，即在池內(nèi)設(shè) 射流器，池外設(shè)置的水泵將循環(huán)消化液經(jīng)射 流器重新打人消化池內(nèi)，射流器喉管吸入的 是消化產(chǎn)生的沼氣。,第五節(jié) 生物處理法,3、厭氧接觸消化池： 為了克服消化不能保持或補(bǔ)充厭氧污泥的 缺點、在普通消化池后設(shè)置一沉淀池，將污泥 沉淀后回流至消化池，一方面可以保持消化池

44、 內(nèi)污泥的濃度，同時出水中污泥的含量少，水 質(zhì)穩(wěn)定。,第五節(jié) 生物處理法,厭氧接觸法工藝流程圖：,第五節(jié) 生物處理法,從消化池排出的混合液在沉淀池中進(jìn)行固 液分離有一定的困難。原因有二:一方面由于 混合液中污泥上附著大量的微小沼氣泡，易引 起污泥上??；同時，由于混合液中的污泥仍具 有產(chǎn)甲烷活性，在沉淀過程中仍能繼續(xù)產(chǎn)氣， 從而妨礙污泥顆粒的沉降和壓縮。因此，混合 液在進(jìn)入沉淀池前要進(jìn)行脫氣處理。,第五節(jié) 生物處理法,常用的脫氣方法有以下幾種： 1）真空脫氣：由消化池排出的混合液經(jīng)真空 脫氣器，將污泥絮體上的氣泡除去。 2）熱交換器急冷法脫氣：將混合液進(jìn)行急速 冷卻，以控制污泥繼續(xù)產(chǎn)氣，從而使厭

45、氧污泥有 效地沉淀。 3）絮凝沉淀：向混合液中投加絮凝劑，使厭 氧污泥凝聚成大顆粒，以加速沉降。 4）用超濾器代替沉淀池，改善固液分離效果。,第五節(jié) 生物處理法,設(shè)有真空脫氣器和熱交換 器的厭氧接觸法工藝流程：,第五節(jié) 生物處理法,厭氧接觸法的特點: 消化池內(nèi)污泥濃度較高。耐沖擊能力強(qiáng)； 消化池的容積負(fù)荷較普通消化池高，水 力停留時間比普通消化池大大縮短； 可以直接處理懸浮固體含量較高或穎粒 較大的料液，不存在堵塞問題； 混合液經(jīng)沉淀后，出水水質(zhì)好，但需增 加沉淀池、污泥回流和脫氣等設(shè)備；,第五節(jié) 生物處理法,6、厭氧濾池： 厭氧濾池又稱厭氧固定膜反應(yīng)器，濾池呈 圓柱形，池內(nèi)裝放填料，池底和池

46、頂密封。厭 氧微生物附著于填料的表面生長，當(dāng)廢水通過 埃料層時，在填料表面的厭氧生物膜作用下， 廢水中的有機(jī)物被降解。并產(chǎn)生沼氣，沼氣從 池頂部排出。濾池中的生物膜不斷地進(jìn)行新陳 代謝，脫落的生物膜隨出水流出池外。,第五節(jié) 生物處理法,厭氧濾池工藝圖：,第五節(jié) 生物處理法,廢水從池底進(jìn)入，從池上部排出，稱升 流式厭氧撼池；廢水從池上部進(jìn)入，以降流 的形式流過填料層，從池底部排出，稱降流 式厭氧濾池。,第五節(jié) 生物處理法,對厭氧生物濾池采取如下改進(jìn): 出水回流，使進(jìn)水有機(jī)物濃度得以稀釋， 同時提高池內(nèi)水流的流速，沖刷濾料空繚中 的懸浮物，有利于消除濾池的堵塞。此外， 對某些酸性水，出水回流起到中

47、和作用，減 少中和藥劑的用量。 為了避免堵塞，僅在濾池上部和中部各 設(shè)置一填料薄層，空隙率大大提高，處理能 力增大。,第五節(jié) 生物處理法,采用平流式厭氧生物濾池，濾池前段下部 進(jìn)水，后段上部溢流出水，頂部設(shè)氣室，底部 設(shè)污泥排放口，使沉淀懸浮物得到連續(xù)排除。 采用軟性填料。軟性填料空隙率大，可克 服堵塞現(xiàn)象。,第五節(jié) 生物處理法,厭氧生物濾池的特點如下： 由于填料為微生物附著生長提供了較大 的表面積，濾池中的微生物數(shù)量較高，而且生 物膜停留時間長，平均停留時間長達(dá)100d左右， 因而可承受的有機(jī)容積負(fù)荷高，COD容積負(fù)荷 為2-16kgCOD/m3.d，且耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)； 廢水與生物膜兩相接

48、觸面大，強(qiáng)化了傳 質(zhì)過程，因而有機(jī)物去除速度快；,第五節(jié) 生物處理法,微生物附著生長為主，不易流失，因此不 需污泥回流和攪拌設(shè)備； 啟動或停止行動后再啟動比前述厭氧工藝 法時間短。但該工藝也存在一些問題:處理含懸 浮物濃度高的有機(jī)廢水。易發(fā)生堵塞，尤以進(jìn) 水部位更嚴(yán)重。濾池的清洗也還沒有簡單有效 的方法；,第五節(jié) 生物處理法,7、厭氧流化床： 厭氧膨脹床和流化床，床內(nèi)填充細(xì)小的固 體顆粒作載體。常用的載體有石英砂、無煙煤、 活性炭、陶粒和沸石等，粒徑一般為0.2-1mm. 廢水從床底部流入，向上流動。為使填料層膨 脹或流化，常用循環(huán)泵將部分出水回流，以提 高床內(nèi)水流的上升速度。,第五節(jié) 生物處

49、理法,厭氧膨脹床和流 化床的工藝流程圖：,第五節(jié) 生物處理法,與其他厭氧生物反應(yīng)器相比較，厭氧流化 床有以下特點： 顆粒的載體為微生物附著生長提供較大 的表面積，使床內(nèi)具有很高的微生物濃度 （一般為30gVSS/L左右），因此，有機(jī)物容 積負(fù)荷較大10-40kgCOD/(M3.d)，水力停 留時間短，具有較好的耐沖擊負(fù)荷能力，運 行穩(wěn)定；,第六節(jié) 污泥處理與處置,污水廠的污泥是指處理污水所產(chǎn)生的固 態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物，除灰分外，含 有大量的水分（90-95%）、揮發(fā)性物質(zhì)、病 原體、寄生蟲卵、重金屬、鹽類及某些難分 解的有機(jī)物，體積非常龐大，且易腐化發(fā)臭， 如不加處理的任意排放會對環(huán)境造

50、成嚴(yán)重的 污染。,第六節(jié) 污泥處理與處置,一、污泥的來源、特性及處理方法： 1、污泥的來源： （1）初次沉淀污泥來自初次沉淀池，其性 質(zhì)隨廢水的成分而異。 （2）二沉池污泥來自生化處理系統(tǒng)二次沉 淀池的污泥稱二沉池污泥，其中，活性污泥法 二沉池多余外排部分的污泥稱剩余活性污泥。,第六節(jié) 污泥處理與處置,（3）消化污泥生污泥（初次沉淀池、二沉 池污泥）經(jīng)厭氧消化處理后產(chǎn)生的污泥稱為消 化污泥。 （4）化學(xué)污泥用混凝、化學(xué)沉淀等化學(xué)方 法處理廢水所產(chǎn)生的污泥稱為化學(xué)污泥。,第六節(jié) 污泥處理與處置,2、污泥的特性： (1)含有機(jī)物多，性質(zhì)不穩(wěn)定，易腐化發(fā)臭； (2)有毒有害污染物的含量高，廢水處理過

51、 程中許多有害物質(zhì)富集到污泥中； (3)含水率高，呈膠狀結(jié)構(gòu)，不易脫水； (4)可用管道輸送； (5)含較多植物營養(yǎng)素，有肥效； (6)含病原菌及寄生蟲卵，流行病學(xué)上不安全。,第六節(jié) 污泥處理與處置,3、污泥的特性可用以下幾個指標(biāo)來表征: （1）污泥含水率：污泥中所含水分的質(zhì)量與 污泥總質(zhì)量之比稱為污泥含水率。 （2）揮發(fā)性固體（或稱灼燒減重）和灰分 （或稱灼燒殘渣）：揮發(fā)性固體近似地等于 有機(jī)物含量；灰分表示無機(jī)物含量。 （3）污泥的相對密度：污泥的相對密度等于 污泥質(zhì)量與同體積的水質(zhì)量之比值。,第六節(jié) 污泥處理與處置,4、國內(nèi)外污泥的處理與處置現(xiàn)狀： 污泥的處理基于以下三方面的考慮: （1

52、）、污泥的減量化； （2）、穩(wěn)定化； （3）、無害化；,第六節(jié) 污泥處理與處置,日本污泥處理工藝： 濃縮-脫水-焚燒； 濃縮-消化-脫水-焚燒； 濃縮-消化-脫水； 三種主要的污泥處理方式，占到日本全 部污泥處理的70%以上，可見，日本污泥最終 處置已以污泥焚燒為主導(dǎo)工藝。,第六節(jié) 污泥處理與處置,國內(nèi)城市污水處理廠污泥大部分采用濃 縮-消化-脫水的處理工藝，脫水后的干污泥 進(jìn)行綜合利用或直接送填埋場進(jìn)行填埋處理， 只有少量的污水處理廠采用焚燒處理，進(jìn)行 能源利用。,第六節(jié) 污泥處理與處置,國內(nèi)外污水處理廠污泥處理 及處置的一般工藝流程：,第六節(jié) 污泥處理與處置,二、污泥的濃縮及預(yù)處理： 1、

53、污泥的濃縮： 沉淀池排出的污泥含水率比較高，因此， 首先要進(jìn)行濃縮脫水，降低其含水率及體積， 減小用于貯存污泥的池容積、處理所需的投 藥量及污泥處理設(shè)備的尺寸。污水處理廠中 常用的污泥濃縮方法主要有重力濃縮和氣浮 濃縮兩種。,第六節(jié) 污泥處理與處置,（1）重力濃縮法： 重力濃縮法是應(yīng)用最廣、操作最簡便的 一種濃縮方法，它的主要構(gòu)筑物是污泥濃縮 池。根據(jù)運行方式不同，重力濃縮法可以分 為連續(xù)式和間歇式兩種。相應(yīng)地，重力濃縮 池也分為連續(xù)式和間歇式兩種。,第六節(jié) 污泥處理與處置,污泥間歇式濃縮池：,第六節(jié) 污泥處理與處置,污泥連續(xù)流重力濃縮池：,第六節(jié) 污泥處理與處置,濃縮池必須同時滿足以下條件:

54、 上清液澄清； 排出的污泥固體濃度達(dá)到設(shè)計要求； 固體回收率高。,第六節(jié) 污泥處理與處置,（2）氣浮濃縮法： 氣浮濃縮法：是利用高度分散的微小氣 泡作為載體去粘附廢水中的污染物，使其密 度小于水而上浮到水面實現(xiàn)固液或液液分離 的過程。在水處理過程中，可用來代替二次 沉淀池，分離和濃縮剩余活性污泥，特別適 用于那些易于產(chǎn)生污泥膨脹的生化處理工藝 中。,氣浮濃縮的工藝流程圖：,第六節(jié) 污泥處理與處置,2、污泥的預(yù)處理： 污泥預(yù)處理就是要克服水合作用和電 排斥作用。增大污泥順粒的尺寸，使污泥 易于過濾或濃縮。,第六節(jié) 污泥處理與處置,污泥的預(yù)處理途徑有二: 第一是脫穩(wěn)、凝聚，脫穩(wěn)依靠在污泥中加 入合

55、成有機(jī)聚合物、無機(jī)鹽等混凝劑，使顆粒 表面性質(zhì)改變并凝聚起來，由于要投加化學(xué)藥 劑，從而增加了運行費用；第二是改善污泥顆 粒間的結(jié)構(gòu)，減少過濾阻力，使不堵塞過濾介 質(zhì)（濾布）。無機(jī)沉淀物或一定的填充料可以 起這方面的作用。,第六節(jié) 污泥處理與處置,污泥經(jīng)預(yù)處理常用的調(diào)理方法： （l）化學(xué)調(diào)理： 化學(xué)調(diào)理實質(zhì)是向污泥中投加各種混凝 劑，使污泥形成顆粒大、孔隙多和結(jié)構(gòu)強(qiáng)的 濾餅。 由于調(diào)理劑的投加范圍很大，因此在特 定的情況下，最好是經(jīng)過試驗決定最佳劑量。,第六節(jié) 污泥處理與處置,無機(jī)調(diào)理劑價廉易得，但渣量大，受pH 值的影響大。處理后污泥量增大，污泥中無機(jī) 成分比例提高，污泥的燃燒價值降低；而有

56、機(jī) 調(diào)理劑則與之相反。綜合應(yīng)用2一3種混凝劑， 混合投配或依次投配，可以提高效能。如石灰 和二氯化鐵同時使用，由于石灰和污水中的重 碳酸鹽生成的碳酸鈣能形成顆粒結(jié)構(gòu)而增加了 污泥的孔隙率。,第六節(jié) 污泥處理與處置,(2)熱調(diào)理： 熱調(diào)理使污泥在一定壓力（1-1.5MPa） 下短時間加熱（160 -200C）。這種調(diào)理 方法使固體凝結(jié)，破壞凝體結(jié)構(gòu)，降低污 泥固體和水的親和力。而且污泥也被消毒， 臭味幾乎被消除，并易于在真空或壓力過 濾機(jī)中過濾。,第六節(jié) 污泥處理與處置,熱調(diào)理法可用以調(diào)節(jié)各種混合的有機(jī)廢 水污泥，包括難以處置的剩余活性污泥，最 適用于生物污泥，未曾發(fā)現(xiàn)工業(yè)廢物對污泥 熱處理有影

57、響。但缺點是能耗較大，操作技 術(shù)水平要求高，有臭氣放出，且調(diào)理后的污 泥在過濾后所得濾液有機(jī)物濃度很高。熱調(diào) 理不讓污泥中的有機(jī)物氧化。,第六節(jié) 污泥處理與處置,（3）淘洗： 淘洗是一項單元操作。在操作過程中將固體 或固一液混合物與液體完全混合，使某些組分轉(zhuǎn) 移到液體中。典型范例為將消化污泥在化學(xué)調(diào)理 前進(jìn)行洗滌，以去除可能消耗大量化學(xué)藥品的某 些可溶性有機(jī)和無機(jī)組分。,第六節(jié) 污泥處理與處置,淘洗液中的BOD和COD值都很高，需回流到 廢水處理裝置去處理。淘洗能降低堿度，從而 降低調(diào)理化學(xué)藥品投加量，但通常洗滌污泥的 費用超過由于降低調(diào)理化學(xué)藥品的節(jié)省費用。 且由于從污泥中洗出來的細(xì)小固體在

58、主要的廢 水處理裝置中可能不能完全被截流。因而，雖 然過去采用這種操作比較普遏，現(xiàn)在不提倡采 用。,第六節(jié) 污泥處理與處置,3、污泥的消化： 污泥消化的主要目的是改善污泥的衛(wèi)生條 件和使污泥易于脫水。目前通常采用的是二 級消化。 二級消化池在設(shè)計上有兩種不同的設(shè)計總 圖。,第六節(jié) 污泥處理與處置,一種是在一級消化池和二級消化池兩個 池子內(nèi)完成消化過程。在一級消化池中，設(shè) 有集氣、加熱、攪拌等設(shè)備，不排出上清液。 污泥中有機(jī)物的分解主要是在一級消化池內(nèi) 完成的。在二級消化池中設(shè)有集氣設(shè)備和撇 除上清液裝置，但不再加熱和攪拌，污泥在 二級消化池中最后完成消化，全部消化過程 產(chǎn)生的上清液由二級消化排

59、出。,第六節(jié) 污泥處理與處置,另一種是不把二級消化池看成完成污泥消 化過程的一個構(gòu)筑物，而更偏重于污泥的殘余 消化、進(jìn)一步產(chǎn)氣、污泥的貯存和降溫以便于 脫水等。整個消化過程基本上是一級消化池內(nèi) 完成。為避免污泥的過度濃縮以致在排泥和脫 水方面可能產(chǎn)生的困難，有時在二級消化池中 同時設(shè)置攪拌裝置，只是使用頻率較低。有的 污水處理廠在該他內(nèi)也不排出上清液，運轉(zhuǎn)效 果也比較好。,第六節(jié) 污泥處理與處置,影響污泥消化的主要因素有以下幾個。 （1）溫度： 根據(jù)不同的溫度可將消化分為三個類型: 低溫發(fā)酵，消化溫度為5-15； 中溫發(fā)酵，溫度為31-35； 高溫發(fā)酵，溫度為50-55；,第六節(jié) 污泥處理與處置,溫度的高低主要決定消化過程的快慢，如 在高溫下只要10d即能完成消化過程，中溫條件 下就需要延長至20-30d，而當(dāng)溫度降至10左 右時，消化過程則需要3一4個月。 溫度的高低對產(chǎn)氣量也有一定的影響，高 溫發(fā)酵的產(chǎn)氣量比中溫發(fā)酵略有增加。 高溫發(fā)酵幾乎能殺滅所有的病原菌和寄生 蟲卵，而中溫發(fā)酵只能殺滅其中