第七章 环境污染的净化方法2006-新

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最早于1914年由英国Ardern和Lockett创建。

活性污泥特性:
1.具有很强的吸附能力 生活污水 10- 30 min, 85%~ 90% BOD可吸附去除。水中 铁、铜、铅、镍、锌等 30%~90%能被吸附去除。 2.具有很强的分解、氧化有机物的能力 大分子有机物质在胞外酶下成小分子有机物,然后微生物异化 和同化作用。吸附达到饱和后,微生物氧化分解,使污泥又重呈活 性。 3.具有较长的食物链
5.污泥负荷(Ls):单位时间,单位重量能处理有机物的数量。
Kg(BOD)/kg(MLSS).d=0.3-0.6;过高则膨胀
小结----活性污泥法
向曝气池曝气充氧,形成菌胶团的细菌逐渐形成絮
状体(Floc),原生动物附着其上,丝状的细菌与 真菌也交织穿插其间,形成一颗颗悬浮于混合液中 絮体颗粒。 活性污泥颗粒与进入曝气池的污水相接触,即发生 对废水中污染物的吸附、分解、吸收等作用。 经过一段时间曝气后,污水中的有机物质大部分被 同化为微生物有机体,然后进入沉淀池。 絮状化的活性污泥颗粒沉降至池底部,上清液即为 处理过的水,排出系统。沉淀的污泥一部分补充、 回流到曝气池中,与未处理污水混合重复述作用; 另一部分污泥则为剩余污泥被排出。
根据微生物附着的材料及其填充形式,可分
为填充床、软性填料床、旋转盘片式生物反 应器等。 例如,普通生物滤池常采用碎石、焦炭、塑 料滤料等各种填料,而塔式生物滤他常采用 蜂窝填料等各种化工用填料。
1.普通生物滤池
生物滤池:最早出现,又称洒滴池。
碎石、卵石、炉渣,
厚度=1.5-2m
结构简单、基建费用低 占地面积大、处理量小 普通生物滤池: 175g(BOD)/m3.d 高负荷生物滤池: 875g(BOD)/m3.d
2.生物转盘滤池
生物膜粘附在盘表面,废水流向与盘面平行,0.013-0.05r/s
①能繁殖大量丝状菌②生物膜与污水、空气的接触时间可通过调节 圆盘转速来控制;③可进行分级运转。④挂膜较容易。⑤管理方 便、运行费用省。 可处理:丙烯腈废水、含酚废水、医院污水、宾馆污水、啤酒废水 等,往往在废水量小的治理工程中应用较多。
(二)活性污泥法主要类型 • 1.推流式活性污泥法(CAS)
①初沉池 ②曝气池③二沉池④再生池
2、短时曝气法(推流式)
随有机物浓度降低减少通气量
减少曝气设备和动力
3.阶段曝气法(SAAS)(推流式)
多点进水法
降低池前耗氧,曝气池体积减少30%
4.生物吸附法(AB) (推流式)
15-60分钟吸附
(-)活性污泥法基本特征

①利用生物絮凝体为生化反应的主体物; ②利用曝气设备向生化反应系统分散空气或氧气, 为微生物提供氧源; ③对体系进行混合搅拌以增加接触和加速生化反 应传质过程; ④采用沉淀方式去除有机物,降低出水中的微 生物的固体含量; ⑤通过回流使沉淀池浓缩的微生物絮凝体返 回到反应系统; ⑥为保证系统内生物细胞平均停留的时间 稳定,经常排出一部分生物固体。
生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等。 在石油化工、印染、制革、造纸、食品、医药、农 药、化纤等工业废水处理中已得广泛应用。
(一) 生物膜 净化 原理
(二)生物膜的微生物组成
1.细菌和真菌
细菌 好气层:专性好气的芽孢杆菌属; 厌气层:专性厌气的反硫化弧菌属的细菌存 在于膜和滤料的界面上。
滤膜上数量最多的细菌则是兼性细菌,主要有假 单胞菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属、无色杆菌属、 微球菌属、动胶杆菌属等 6个属的菌。另外,还 有大肠杆菌和产气杆菌等。
真菌
丝状微生物,如球衣细菌、贝氏硫细菌和发
硫细菌(厌气部分)。好气区还有丝状真菌
(PH较低或特殊工业废水)。
2.原生动物
频度高:纤毛虫类和肉足类。纤毛虫类占多数。
污泥:中温两级消化工艺, 绿肥、发电(20%)
沼气干式球罐
污泥消化池
沼气发电机房
深度处理设施:1万m3/日
中水
回用水泵房
中心控制室
二、生物膜法
利用微生物在固体表面的附着生长对废水进行生物 处理的技术,称为生物膜法(Biofilm)。 主要用于:固定床(Fixed Bed)生物处理技术、 流化床(Fluid Bed)生物处理技术,如生物滤池、

活性污泥膨胀的原因:
一是重金属阻碍了絮凝体形成,或因温度过高和
营养缺乏而发生解絮化作用,此为非状菌膨胀; 另一丝状菌膨胀,即由于丝状菌的大量繁殖,引 起沉降困难所致。

目前认为,膨胀是活性污泥中两类细菌:菌 胶团细菌和丝状细菌竞争的结果。
3.活性污泥中的真菌

主要为丝状真菌:毛霉属(Mucor)、根霉属 (Rhizopus)、曲霉属(Aspergillus)、青霉属 (Penicillium)、镰刀霉(Fusarium)、漆斑菌属 ( Myrothecium)、粘帚霉属( Gliocladium)、瓶霉属 ( Phialophora)、芽枝霉属(Cladmprium)、短梗霉属 (Aureobasidium)、木霉属(Trichoderma)、地霉属 (Geotrichum)和头孢霉属(Gephalosporium)。


菌胶团细菌:最早Butterfield(1935)从活性污泥 中分离得到。能形成胶状物,使细菌胶合在一起成为 指状菌胶团,被定名为分枝状动胶杆菌(Zoogloea ramigera),为无芽孢杆菌,极生鞭毛、能运动、形成荚膜,可利用
碳水化合物、明胶、酪素和蛋白胨,无硝化作用,不产生硫化氢,在灭菌 的污水中通气纯培养菌株能形成良好的絮状体。
(五)活性污泥的工作参数
1.混合液悬浮固体(MLSS):2-4g/L
2.混合液挥发性悬浮固体(MLVSS): MLVSS与 MLSS 比=0.75 3.污泥沉降比(SV):静30分钟,沉降污泥与原混合液体积比。 4.污泥容积系数=污泥指数(SVI):静止30分钟,沉降污泥体积与污泥干
重比。 SVI=50-150, SVI >200膨胀
分:活性污泥法、氧化塘、氧化沟、生物膜 法

一、活性污泥法

活性污泥法(Activated Sludge Process):利用悬浮
生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生物处 理方法。 微生物絮体就是活性污泥,由好气性微生物(包括 细菌、真菌、原生动物和后生动物)及其代谢和吸 附的有机物、无机物组成。 活性污泥絮体颗粒大小为0.02~0.2 mm,表面积 为20~100 cm2/mL,密度约为1.002~1.006。
2.活性污泥中丝状细菌与污泥膨胀
丝状细菌在活性污泥中交叉穿织于菌胶团内, 或附着生长于絮凝体表面。少数种类可游离 于污泥絮凝体之间。氧化分解有机物。 丝状细菌数量上可超过菌胶团细菌,使污泥 絮凝体沉降性能变差,严重时即引起活性污 泥膨胀(Sludge Bulking),造成出水水质 下降。主要有浮游球衣菌(Sphaerotilus natans)、 贝氏硫细菌(Beggiatoa)、发硫细菌(Thiothrix) 等。
与活性污泥不同:呈分枝状增殖的种类如独缩虫、 累枝虫、盖虫等常占优势,有时可见到由这些种的 数百个细胞组成的群体。 上层常有植鞭毛虫分布,有足够的有机物与细菌竞 争。纤毛虫则在滤膜的好气层的各个部位均能找到, 在滤膜的表层是游动纤毛虫占优势,较下层为有柄 纤毛虫占优势。
3.微型后生动物
北京市区污水收集与处理系统规划示意图
北京排水集团高碑店污水处理厂
北京排水集团高碑店污水处理厂 --活性污泥法二级处理 进水泵房隔栅间 100万m3/日 一级处理: 曝气沉砂池、初次沉淀池
初次沉淀池(平流式) 曝气沉砂池
二级处理:曝气池、二次沉淀池
空气曝气池(活性污泥)
二次沉淀池
活性污泥中微生物
“有机物~细菌~原生动物~微型后生动物”食物链。 4.具有良好的沉降性能 具絮状结构而有良好沉降性能,使处理水较易与泥 分离。
活性污泥降解过程:

第一阶段是吸附阶段。
菌胶团大量絮凝和吸附废水,大部分有机污 染物通过吸附去除。

第二阶段是摄取、分解阶段。
细菌将被吸附污染物摄入细胞内,一部分在 氧作用下,转化为菌体本身结构组分和新的细胞, 另一完全被氧化为二氧化碳和水等。
沉降1小时后再生
适合胶状污染物,总体积减少50%, 但可溶性吸附有限
5.完全混合式活性污泥法(CMAS)
叶轮搅拌,充氧稀释
①曝气池②二沉池
耐大冲击,充氧均匀。处理效果稍差,易发生污泥膨胀
6.序批式间歇反应器(Series Batch
Reactor,SBR) 新工艺,程序化自动控制充水、反应、沉淀、 排水排泥和停置五个阶段生化处理。自动控 制装置。 特色:曝气时间决定反应性质。利用兼性菌, 在同一反应器内程序地进行缺氧一厌氧一好 氧过程。对氮、磷、硫脱除效果显著。特别 适合处理浓度高、排放量小各种工业有机废。
废水生物处理的类型
1、按微生物种类:
好氧处理:活性污泥法、氧化塘、氧
化沟 厌氧处理:污泥消化 兼性处理:生物滤膜
2、按微生物存在状态
悬浮生长系统:好氧的活性污泥法、
厌氧的甲烷发酵法、厌氧-好氧活性 污泥生物脱氮法、光合细菌法等。 固定膜系统:生物滤池、生物转盘。
3、按反应器的形式
优势种及数量 (个/mL) 钟虫 2 000 累枝虫 2 600 盖纤虫 5 800 盾纤虫 11 000
5.活性污泥中的微型后生动物

主要有轮虫、线虫和寡毛类。多以细菌、原 生动物及活性污泥碎片为食。
轮虫:有机质含量较低,水质较好; 线虫:城市污水厂的活性污泥中大量存在。 寡毛类以颤蚯蚓为代表:体形最大,分化较高级
的多细胞生物。 当BOD负荷非常低,剩余污泥排除很少时轮虫、 寡毛类的数量可达 500~3 000个/mL。
(四)污水处理系统中的酶 城市污水:粪便、尿、厨房冲洗物、地表径流等
构成,包括脂肪酶、 淀粉酶、蛋白酶、过氧化氢酶、 蔗糖酶等。

活性污泥的酶:脱氢酶、淀粉酶、脲酶、蛋白酶
(PH7-8) 、过氧化氢酶(PH7) 、脂肪酶(PH6.5)、胃 蛋白酶(活性增2-3倍)、胰蛋白酶等等。 丝状细菌:特异酶氨—亚硝酸;亚硝酸--硝酸 细菌:脲酶(尿素)、蛋白酶(蛋白质)活性高于原生动 物4倍;原生动物以氨基酸为氮源。
轮虫类、线虫类、昆虫类、腹足类、寡毛类
等。 轮虫类种类与活性污泥的大体相同,但个体 数多得多。线虫类也比活性污泥中多。出现 的颤体虫属(Aeolosoma)、仙女虫属 (Nais)、吻盲虫属(Pristina)等寡毛类, 在 lmg干生物膜中有时可达到 1000个以 上。
(三)固定床生物处理的主要类型
2缺氧池配水量为总进水量的50左右其余部分分为四次配入后续曝气3第二曝气池由一次配水改为三次配水由一级完全混合改为三级完全混合既降低后续曝气池的有机负荷又节省部分曝气动力回流污泥与反硝化池中废水发生吸附沉淀通过排出剩余污泥将部分悬浮物胶体分子及少量溶解性大分子去除
第七章

环境污染的净化方法
第一节 废水的好氧生物处理 第二节 废水的厌氧生物处理 第三节 废水的微生物脱氮除磷 第四节 固体废弃物的微生物处理(专题片)
7.氧化沟(Oxidation Ditch)
低速、缺氧,反硝化
溶解氧梯度,停留 长,易硝化
高速、充氧,硝化
缺氧、碳源:4-8小时
(三)活性污泥中的微生物<1mm
1.形成活性污泥絮状体的细菌 能形成活性污泥絮状体(Floc)的细菌称为菌 胶团细菌。主要成分,强吸附、氧化有机物能 力。 絮状体作用:避免被吞噬,关系沉降、泥水分离。
3.生物接触氧化滤池
完全混和式:完全混和式曝气池
间隙式:间隙消化池
推流式:推流式曝气池
固定床:生物滤池
流化床:好氧流化床 转盘式:生物转盘
第一节 废水的好氧生物处理
好氧生物处理(Aerobic
Biological Treatment):在有氧的条件下,有机 物作为好氧微生物的营养基质而被氧化 分解,使污染物的浓度下降。
4、活性污泥中的原生动物-指标
有80属、288个种。 初期,鞭毛虫类和根足虫类, 然后,自由游泳的纤毛虫类, 活性污泥成熟,处理效果良好时,匍匐型或附着型 纤毛虫占优势(促进絮凝作用和对细菌的捕食)。

原生动物总数
(个/mL) 城市污水
4 400 小规模生活污水 3 440 制药工厂废水 6 480 家庭污水 16 980
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