藻类在污水处理中的应用

2015-12-6藻类在污水处理中的应用1藻类处理污水原理2利用藻类处理污水的工艺3藻类的监测及检测作用3一、藻类处理污水原理（一）对营养物质的去除：藻类：𝐶106𝐻263𝑂110𝑁16𝑃藻类可以通过光合作用，吸收𝑁、𝑃元素并完成细胞增殖。同时，由于光合作用增加了PH值，也可以对污水起到消毒作用，减少大肠杆菌及有毒细菌数量。4一、藻类处理污水原理（一）对营养物质的去除：5一、藻类处理污水原理（二）对重金属的去除：1.藻类的细胞结构及功能基团：（1）常用藻类：绿藻门、褐藻门和红藻门，它们的细胞壁有着共同特点：含有大量的多糖及蛋白质。（2）多糖和蛋白质中含有多种功能基团，可以与重金属结合。6一、藻类处理污水原理（二）对重金属的去除：2.藻类去除重金属的机理：表面吸附物理吸附生物吸附络合、离子交换等生物富集7一、藻类处理污水原理（二）对重金属的去除：8一、藻类处理污水原理（三）菌藻共生系统净化污水：藻类进行光合作用释放氧气；细菌利用藻类产生的氧气分解流入塘内的有机物；分解产物中的𝐶𝑂2、𝑁、𝑃等无机物以及一部分小分子有机物成为藻类的营养源；9二、利用藻类处理污水的工艺（一）稳定塘：1.定义：稳定塘又名生物塘，是一种利用水塘中的微生物和藻类对污水和有机废水进行生物处理的方法。该方法与自然水体的自净过程相似，多用于小型污水处理。2.工作原理：利用“藻菌共生系统”进行废水净化10二、利用藻类处理污水的工艺（一）稳定塘：3.分类：按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等划分好氧塘兼性塘厌氧塘曝气塘11二、利用藻类处理污水的工艺（一）稳定塘：4.好氧塘：好氧塘的深度较浅，阳光能透至塘底，全部塘水内都含有溶解氧，塘内菌藻共生，溶解氧主要是由藻类供给，好氧微生物起净化污水作用。适用于气候温暖且阳光充足的地区。12二、利用藻类处理污水的工艺（一）稳定塘：5.厌氧塘：厌氧塘的塘深在2.5～6m，有机负荷高，厌氧微生物分布在污泥层中，起净化作用，净化速度慢，污水在塘内停留时间长，需20～50日。13二、利用藻类处理污水的工艺（一）稳定塘：6.兼性塘：在生物塘中最为流行，其塘深一般为1．5～2．5m，上层是好氧区，藻类的光合作用和大气复氧作用使其有较高的溶解氧，由好氧微生物起净化污水作用；中层的溶解氧逐渐减少，称兼性区（过渡区），由兼性微生物起净化作用；下层塘水无溶解氧，称厌氧区，沉淀污泥在塘底进行厌氧分解。14二、利用藻类处理污水的工艺（一）稳定塘：7.曝气塘：曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的稳定塘。它分为两类：（1）完全混合曝气塘完全混合曝气塘中曝气装置的强度应能使塘内的全部固体呈悬浮状态，并使塘水有足够的溶解氧供微生物分解有机污染物。（2）部分混合曝气塘部分混合曝气塘不要求保持全部固体呈悬浮状态，部分固体沉淀并进行厌氧消化。其塘内曝气机布置较完全混合曝气塘稀疏。15二、利用藻类处理污水的工艺（一）稳定塘：7.曝气塘：曝气塘出水的悬浮固体浓度较高，排放前需进行沉淀，沉淀的方法可以用沉淀池，或在塘中分割出静水区用于沉淀。若曝气塘后设置兼性塘，则兼性塘要在进一步处理其出水的同时起沉淀作用。曝气塘的水力停留时间为3～10日，有效水深2～6m。曝气塘一般不少于3座，通常按串连方式运行。16二、利用藻类处理污水的工艺（一）稳定塘：8.稳定塘的主要性能：好 氧 塘兼 性 塘曝 气 塘厌 氧 塘典型BOD负荷(g/m2.d)常用停留时间(d)355~303~1020~50水深(m)0.3~0.51.2~2.52~62.5~5BOD5去除率(%)80~9550~7550~8050~70出水中藻类浓度(mg/L)主要用途及优缺点 处理其它生物处理的出水。水溶性BOD5浓度低，但藻类固体含量高，因而用途受到限制处理城市原污水及初级处理、生物滤池、曝气塘或厌氧塘出水。运行管理方便，适应能力强，是氧化塘中最常用的池型 常接在兼性塘后，用于工业废水的处理。易于操作维护，塘水混合均匀，有机负荷和去除率高 用于高浓度有机废水的初级处理，后接好氧塘可提高出水水质。污泥量少，有机负荷高。但出水水质差，并产生臭气10010~50008.5~172.2~6.78~3216~8017二、利用藻类处理污水的工艺（一）稳定塘：9.稳定塘的优缺点：（1）稳定塘的优点：基建投资低：可以利用旧河道、沼泽地、谷地等作为稳定塘运行管理简单经济：稳定塘运行管理简单，运行费用约为传统二级处理厂的1/3~1/5。可进行综合利用：实现污水资源化，如将稳定塘出水用于农业灌溉，充分利用污水的水肥资源；养殖水生动物和植物，组成多级食物链的复合生态系统。（2）稳定塘的缺点：占地面积大，没有空闲余地时不宜采用。处理效果受气候影响，如季节、气温、光照、降雨等自然因素都影响稳定塘的处理效果。设计不当时，可能形成二次污染，如污染地下水、产生臭氧和滋生蚊蝇等。18二、利用藻类处理污水的工艺（一）稳定塘：9.稳定塘系统的工艺流程：稳定塘处理系统的组成稳定塘进水的预处理为防止稳定塘内污泥淤积，污水进入稳定塘前应先去除水中的悬浮物质。常用设备为格栅、普通沉砂池和沉淀池。若塘前有提升泵站，而泵站的格栅间隙小于20mm时，塘前可不另设格栅。原污水中的悬浮固体浓度小于100mg/L时，可只设沉砂池，以去除砂质颗粒。原污水中的悬浮固体浓度大于100mg/L时，需考虑设置沉淀池。预处理系统稳定塘后处理设施19二、利用藻类处理污水的工艺（一）稳定塘：9.稳定塘系统的工艺流程：稳定塘的流程组合依当地条件和处理要求不同而异，下图为几种典型的流程组合。20二、利用藻类处理污水的工艺（一）稳定塘：10.稳定塘塘体设计要点：（1）塘的位置稳定塘应设在居民区下风向200m以外，以防止塘散发的臭气影响居民区。（2）防止塘体损害为防止浪的冲刷，塘的衬砌应在设计水位上下各0.5m以上。（3）塘体防渗稳定塘渗漏可能污染地下水源，应做好防渗。方法有沥青防渗衬面、塑料薄膜防渗衬面等。（4）塘的进出口设计时应注意配水、集水均匀，避免短流、沟流及混合死区。主要措施为采用多点进水和出水；进口、出口之间的直线距离尽可能大；进口、出口的方向避开当地主导风向。21二、利用藻类处理污水的工艺（二）其他工艺：1.高效藻类塘：高效藻类塘不同于传统的稳定塘，主要表现在三个方面：（1）塘深较浅,一般为0.3～0.6m；（2）停留时间较短，比一般的稳定塘的停留时间短7～10日;（3）有一个垂直于塘内廊道的、连续搅拌装置。高效藻类塘可以认为是普通稳定塘的优化升级，能够强化细菌和藻类之间的相互作用，具有比普通氧化塘更加丰富的生物相，因此可以大大提高处理污水的有机负荷。22二、利用藻类处理污水的工艺（二）其他工艺：2.藻类固化技术：藻类固化技术是指利用物理或化学手段将游离的藻类细胞定位于限定的空间区域，使其成为一种既保持本身代谢活性，又可在连续反应后回收利用的生物体系。在污染物排放标准比较严格而单纯依靠传统处理难以达标的情况下，藻类固定法成为有效的废水处理辅助方法。将藻类固定法与传统处理法结合起来，可扬长避短，改善处理效果。23三、藻类的监测及检测作用大部分藻类对环境敏感，可以作为环境监测指标。比较常见的指示种类：藻类多样性、生物量、形态。其中，以某种藻类的存在或消失为检测指标，是最经典的一种方法。（1）水体严重污染的指示藻：绿色裸藻、静裸藻、小颤藻；（2）水体中度污染的指示藻：被甲栅藻、四角盘星藻、环绿藻、脆弱刚毛藻、蜂巢席藻；（3）清洁水体的指示藻：肘状针杆、簇生竹枝藻等。藻类在水污染检测方面最常用的是室内的毒性测试。污水虽然经过了处理，但是重金属不能被生物降解，污水处理厂产出的污泥在作进一步处理之前进行生物测试是非常有必要的。谢谢聆听ThankYou