污水生物处理介绍

污水生物处理介绍主将人：唐荣成主要内容•生物处理概念解释•常见生物处理工艺介绍•方案设计介绍现代污水处理程度划分（1）一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理后的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。（2）二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD、COD），去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。（3）三级处理，是在一级、二级处理后，进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。废水生物处理概述1、废水的生物处理（BiologicalTreatment）：是通过微生物的新陈代谢作用,将废水中有机物的一部分转化为微生物的细胞物质,另一部分转化为比较稳定的化学物质(无机物或简单有机物)的方法。生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程，分解有机物的微生物主要是细菌，其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程，但作用较小。2、生物处理的三大要素作用者：微生物——细菌；作用对象：有机物、无机物等；条件：最基本的条件是供氧情况，即氧的传递速率。3、操作单元（OperatingUnits）：好氧生物处理(AerobicBiologicalTreatment)、厌氧生物处理(AnaerobicBiologicalTreatment).废水生物处理概述3.好氧生物处理好氧生物处理时，一部分被微生物吸收的有机物氧化分解成简单无机物，同时释放出能量，作为微生物自身生命活动的能源。另一部分有机物则作为其生长繁殖所需要的构造物质，合成新的原生质。好氧生物处理方法：a）活性污泥法：1）普通活性污泥法；2）分步曝气法；3）氧化沟：4）SBR反应器；5）接触稳定法；b）：6）接触氧化池；7）生物滤池；8）生物转盘；9）生物流化床；生物膜法与活性污泥法的比较1）微生物相方面的特征：•a、参与净化反应微生物多样化。与活性污泥法相比，膜法具有更好的生物多样性，生物膜固着在载体上时间长或生物平均停留时间（泥龄）长，其除细菌广泛存在外，世代时间长、比增殖速度小的微生物，如硝化菌等也大量存在，此外，丝状菌，藻类众多，线虫、纤毛虫、轮虫以及昆虫等也都较广泛地存在。•b、食物链长，污泥产率低。生物膜的生物中动物性营养所占比例较大，能栖息高营养水平的生物，其在捕食性纤毛虫，线虫之上还栖息有寡毛类和昆虫，因而污泥少。•c、能够存活世代较长的微生物，在生物膜法中，Qc与污水的停留时间无关，因此硝化细菌等可以增值（特别是在冬季低温）。•d、可分段运行，形成优势微生物种群，提高降解能力。2）工艺方面的特征：•a、对水质水量变动有较强适应性——顺水流方向形成了微生态系统。•b、污泥沉降性能好，宜于固液分离。膜法污泥的生物组分中动物所占比重较大，含水率相对低，且剥落泥块体积较大，故沉降性能好，宜固液分离。但若厌养层过厚，剥落污泥中有轻散颗粒，影响出水水质。•c、能处理低浓度污水。生物膜能处理活性污泥法不能处理的低浓度污水和微污染的原水，使B0D5降至5-10mg/L。•d、易于维护管理、节能。无污泥回系统，甚至无曝气系统，节能并易运行管理。与活性污泥法相比：•①活性污泥法系人工强化生物处理系统，生物量大，处理能力强，而膜法更趋于自然净化原理。•②活性污泥法为人工强化三相传质，膜法趋向浓度差扩散传质，传质效果较活性污泥差，处理效率较活性污泥差。•③适于工业废水处理站和小规模生活污理厂。废水生物处理概述4.厌氧生物处理厌氧污泥实际上是以厌氧细菌为主而构成的微生物生态系统。这些厌氧细菌主要有两种：一种是只要有氧存在就不能繁殖的细菌，称为绝对厌氧菌；另一种是不论有氧存在与否都能增长的细菌，称为兼性厌氧菌。厌氧生物处理方法：普通厌氧消化池：厌氧接触工艺：上流式厌氧污泥床反应器：厌氧生物滤池：厌氧流化床：厌氧生物转盘：好氧与厌氧生物处理的特征与好氧生物处理相比，厌氧生物处理具有以下特征：A、应用范围广。好氧适用低浓度废水，厌氧可直接处理高浓度废水处理。B、能量需求低，还可以产生能量。C、污泥产量极低。D、对水温的适应范围较为宽广。E、能够被降解的有机物多。但F、厌氧处理启动时间较长。G、处理出水水质较差。H、对pH值较为敏感。I、处理过程机理较为复杂。它是多种不同性质的微生物协同工作的过程，远比好氧复杂。废水可生化处理的评价指标﹡一般地，可用BOD5/COD值作为有机物生物降解性的评价指标：BOD5/COD＞0.45时为易生物降解；BOD5/COD＞0.30时为可生物降解；BOD5/COD＜0.30时为较难生物降解；BOD5/COD＜0.20时为不宜生物降解。•BOD5/ThOD(理论需氧量）＞0.30时为可生物降解＜0.10时为不宜生物降解。传统活性污泥法的工艺流程：a.预处理设施：包括初次池、调节池和水解酸化池，主要作用是去除SS、调节水质，使有机氮和有机磷变成NH+4或正磷酸盐、大分子变成小分子，同时去除部分有机物。b.曝气池：工艺主体，其通过充氧、搅拌、混合、传质实现有机物的降解和硝化反应、反硝化反应。c.二次沉淀池：泥水分离，澄清净化、初步浓缩活性污泥。•生物处理系统：微生物或活性污泥降解有机物，使污水净化，但同时增殖。为控制反应器微生物总量与活性，需要回流部分活性污泥，排出部分剩余污泥；回流污泥是为了接种，排放剩余污泥是为了维持活性污泥系统的稳定或MLSS恒定。活性污泥中几种常见微生物活性污泥法——接触稳定法工艺特点：a、将吸附与代谢过程分二个池或二段。b、由于再生池只对活性污泥曝气，减小了池容。c、由于吸附段池容较小（部分为再生池容积），泥水接触时间短（30～60min），出水BOD去除率一般小于90％。活性污泥法——氧化沟法在工艺方面的特征1)可考虑不设初沉他，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度。2)可考虑不单设二次沉淀池，使氧化沟与二次沉淀池合建，可省去污泥回流装置3）BOD负荷低，同活性污泥法的延时曝气系统，对此，具有下列各项效益；A、对水温、木质、水量的变动有较强的适应性；B、污泥龄(生物固体平均停留时间)：一般可达15—30d，为传统活性污泥系统的3—6倍。可以存活、繁殖世代时间长、增殖速度慢的微生物，如硝化菌，在氧化沟内可能产生硝化反应。如运行得当，氧化沟能够具有反硝化脱氮的效应。C、污泥产率低，且多已达到稳定的程度，勿需再进行消化处理。活性污泥法——SBRSBR工艺原理1）SBR的基本原理SBR的工作过程通常包括五个阶段，依次为：进水阶段——加入基质；反应阶段——基质降解；沉淀阶段——泥水分离；排放阶段——排上清液；闲置阶段——活性恢复。从第一次进水开始到第二次进水开始称为一个工作周期。SBR典型的运行模式见图生物膜法介绍•概述：污水的生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理技术。这种处理法的实质是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物，作为营养物质，为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。•生物膜——是使细菌、放线菌、蓝绿细菌一类的微生物和原生动物、后生动物、藻类、真菌一类的真核微生物附着在滤料或某些载体上生长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥。•生物膜法：污水经过从前往后具有细菌→原生动物→后生动物、从表至里具好氧→兼氧→厌氧的生物处理系统而得到净化的生物处理技术。生物膜的构造生物膜介绍•生物膜是高度亲水的物质，在污水不断在其表面更新的条件下，在其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质，在膜的表面和一定深度的内部生长繁殖着大量的各种类型的微生物和微型动物，并形成有机污染物—细菌—原生动物(后生动物)的食物链。•生物膜在其形成与成熟后，由于微生物不断增殖，生物膜的厚度不断增加，在增厚到一定程度后，在氧不能透入的里侧深部即将转变为厌氧状态，形成厌氧性膜。这样，生物膜便由好氧和厌氧两层组成。好氧层的厚度一般为2mm左右，有机物的降解主要是在好氧层内进行。生物膜法——接触氧化法•概述•生物接触氧化处理技术的实质之一是在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化，因此，生物接触氧化处理技术，又称为“淹没式生物滤池”。•生物接触氧化处理技术的另一项技术实质是采用与曝气池相同的曝气方法，向微生物提供共所需要的氧，并起到搅拌与混合作用，这样，这种技术又相当于在曝气池内充填供微生物栖息的填料，因此，又称为“接触曝气法”。生物接触氧化工艺流程一段(级)处理流程生物接触氧化处理技术二段处理流程接触氧化他的基本构造图生物接触氧化用填料蜂窝状填料波纹板状填料生物接触氧化用填料软性纤维状垣料厌氧生物处理工艺介绍——UASB反应器(upflowanaerobicsludgeblanket)1.概述上流式厌氧污泥床反应器，简称UASB反应器，是由荷兰的G.Lettinga等人在20世纪70年代初研制开发的。污泥床反应器内没有载体，是一种悬浮生长型的消化器。由反应区、沉淀区和气室三部分组成。在反应器的底部是浓度较高的污泥层，称污泥床，在污泥床上部是浓度较低的悬浮污泥层，通常把污泥层和悬浮层统称为反应区，在反应区上部设有气、液、固三相分离器。不同构造型式的UASB反应器UASB反应器的基本构造主要包括以下几个部分：①进水配水水系统均匀布水，且有水力搅拌作用。②反应区包括污泥床区和污泥悬浮层区。有机物在这里降解，同时产生沼气。③三相分离器由沉淀区、回流缝和气封组成。（进行气、固、液三相分离）④气室也称集气罩，收集沼气。⑤出水系统均匀收集出水。⑥排泥系统和浮渣清除系统UASB的特点（1）反应器内污泥浓度高，一般平均污泥浓度为30~40g/L，其中底部污泥床污泥浓度60~80g/L，污泥悬浮层污泥浓度5~7g/L；（2）有机负荷高，水力停留时间短，中温消化，COD容积负荷一般为10~20kg（COD）/m3.d；（3）反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动的流到反应区，一般无污泥回流设备；（4）无混合搅拌设备。投产运行正常后，利用本身产生的沼气和进水来搅动；（5）污泥床内不填载体，节省造价及避免堵塞问题。