一活性污泥法概述

废水生物处理基本原理“好氧”：是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）存在的条件下，才能进行正常的生理生化反应；——主要包括大部分微生物、动物以及人类；“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物；——主要有厌氧细菌、酵母菌等生物处理法的分类生物处理法天然生物处理人工生物处理生物稳定塘土地处理系统好氧生物处理厌氧生物处理活性污泥法生物膜法传统厌氧消化现代高速厌氧反应器什么是废水生物处理?废水中的有机污染物或营养元素N、P在污水中作为营养物质被驯化的微生物摄取、代谢与利用的过程。废水生物处理的对象主要是：三大类污染物：絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状有机物(1nm~100nm)去除（降解）废水中的溶解性有机物去除营养元素氮和磷两大类废水：生活污水或城市污水有机工业废水废水生物处理的主体是微生物废水生物处理中的重要微生物放线菌微生物非细胞形态的微生物细胞形态的微生物病毒、噬菌体真核生物酵母菌原生动物后生动物原核生物细菌蓝藻（蓝细菌）真菌霉菌藻类生物处理中的重要微生物细菌——废水生物处理工程中最主要的微生物根据需氧情况不同：好氧细菌、兼性细菌、厌氧细菌；根据能源、碳源利用情况的不同：光合细菌——光能自养菌、光能异养菌；非光合细菌——化能自养菌、化能异养菌。根据生长温度的不同：低温菌(10~15ºC)、中温菌(15~45ºC)、高温菌(45ºC)1.1.2生物处理中的重要微生物真菌（霉菌）：特点：1）能在低温和低pH值的条件生长2）在生长过程中对氮的要求较低（1/2）3）能降解纤维素。4）大多数真菌属于好氧菌。应用：1)处理某些特殊工业废水2)固体废弃物的堆肥处理生物处理中的重要微生物原生动物：原生动物主要以细菌作为食物；活性污泥微生物中的原生动物有肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫。种属与数量的变化，与出水水质相关，可作为指示生物。后生动物：后生动物以原生动物和细菌作为食物；主要的后生动物有轮虫，也可作为指示生物。活性污泥微生物群体形成的食物链营养级Ⅰ分解者（细菌、真菌）营养级Ⅱ一次捕食者（原生动物）营养级Ⅲ二次捕食者（后生动物）有机物代谢生物处理中的重要微生物细菌等各类微生物的种类和数量与污水水质及其处理工艺有密切关系。在特定的污水中形成与之相适应的微生物群落。在废水处理中，起有机物分解作用的主要是化能异养微生物一、好氧生物处理的基本生物过程：各类微生物细胞物质的实验分子式分别是：细菌：C5H7NO2；真菌：C16H17NO6；藻类：C5H8NO2；原生动物：C7H14NO3CHONS+O2CO2+H2O+NH3+SO42-++能量(有机底物)内源呼吸（也称细胞物质的自身氧化）C、H、O、N、S+能量C5H7NO2C5H7NO2+O2CO2+H2O+NH3+SO42-++能量合成代谢（也称合成反应、同化作用）分解代谢（又称氧化分解、异化代谢、分解反应）微生物对自身的细胞物质进行氧化分解，并提供能量，贯穿于微生物的整个生命期。废水好氧生物处理中异养微生物的代谢途径内源呼吸产物+能量(CO2、H2O、NH3、SO42-…)污水中的可降解有机物新细胞物质（C5H7NO2）代谢产物(CO2、H2O、NH3、SO42-…)(1/3)分解代谢(2/3)合成代谢+异养微生物O2＋能量净增细胞物质内源呼吸～80%～20%内源呼吸残留物O2无机代谢产物少量能量剩余污泥多糖、脂蛋白组成的细胞壁组分和壁外的粘液层摄取即废水生物处理中的活性污泥或生物膜的增长部分，称为剩余污泥。好氧生物处理中自养微生物的代谢途径新的细胞物质（C5H7NO2）代谢产物+（N02、NO3、SO42、Fe3+…）氧化合成污水中的无机污染物(NH3、NO2、H2S、Fe2+…)+自养菌O2能量内源呼吸内源呼吸产物+能量（CO2、H2O、NH3、SO42…）内源呼吸残留物O2CO2净增细胞物质无机代谢产物少量能量剩余污泥摄取二、影响好氧生物处理的主要因素1）溶解氧（DO）：好氧微生物的正常生长与水中溶解氧含量有密切关系——好氧生物反应器中，溶解氧约2~4mg/l。2）水温：是重要因素之一在一定范围内，随着温度的升高，反应、增殖速率加快。一般，温度每升高10C，反应速率会增高1倍；细胞内的如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或突降并超过一定限度时，会造成不可逆的破坏；最适宜温度2030C；40C或10C后，会有不利影响温度与细菌生物活性之间的关系注：图中的纵标为相对活性，以25C为基准。中温带好氧细菌厌氧细菌厌氧细菌温度（C）高温带相对活性影响好氧生物处理的主要因素3)营养物质：微生物细胞组成中，C、H、O、N约占干物质的9097%，其余310%为无机营养元素，P、S、K、Mg、Ca、Na等，其中主要的有P。微量元素：Fe、Co、Ni、Mo等；废水的生物处理中：生活污水一般不需再投加营养物质；某些工业废水需要投加营养物质：淀粉浆料、尿素、磷酸盐好氧生物处理，应按BOD5NP=10051投加N和P影响好氧生物处理的主要因素4）pH值：对于一般细菌、放射菌、藻类和原生动物在中性或偏碱性（6.5～7.5）的环境中生长繁殖最好；好氧微生物的最适宜pH在6.58.5之间；pH4.5时，真菌将占优势，引起污泥膨胀；5）有毒物质（抑制物质）重金属：蛋白质的沉淀剂（变性；与-SH结合而失活）；氰化物；H2S或硫化物；卤族元素及其化合物；酚、醇、醛：使蛋白质变性或脱水；染料；活性污泥系统中有毒物质的最高允许浓度：有毒物质允许浓度(mg/l)有毒物质允许浓度(mg/l)铜化合物(以Cu计)0.51.0苯10锌化合物(以Zn计)513氯苯10镍化合物(以Ni计)2对苯二酚15铅化合物(以Pb计)1.0间苯二酚450锑化合物(以Sb计)0.2邻苯二酚100镉化合物(以Cd计)15间苯三酚100钒化合物(以V计)5邻苯三酚100银化合物(以Ag计)0.25苯胺100铬化合物(以Cr计)25二硝基甲苯12(以Cr3+计)2.7甲醛160(以Cr6+计)0.5乙醛1000硫化物(以S2-计)525二甲苯7(以H2S计)20甲苯7氢氰酸氰化钾18氯苯10硫氰化物36吡啶400砷化合物(以As3+计)0.72.0烷基苯磺酸盐15汞化合物(以Hg计)0.5甘油5废水可生化性和可生化程度的判别提出问题：某种废水或有机物能否用生物处理法进行处理；如果可以处理，其难易程度如何？微生物降解性能（有机物可生化性能）：是指在微生物作用下，使有机物改变其原来的化学和物理性质，在结构上引起的变化程度。易生物降解——易于被微生物作为碳源和能源所利用；可生物降解——能够逐步被微生物所利用；难生物降解——降解速率很慢或根本不降解。有机物或废水可生化性的分类：废水可生化性的实验方法：根据氧化所耗氧量：水质指标法:BOD5/COD值；BOD5/COD值0.5易生化处理0.3BOD5/COD值0.5可生化处理BOD5/COD值0.3难生化处理