废水生物处理

污泥脱水车间
泥饼外运
污水处理处理目标
► 除去废水中的有机物和悬浮物，得到透明的
处理水。 ► 尽量除去N、P等营养盐类。 ► 尽可能减少产生的污泥量。 ► 尽可能将有用物质作为资源加以回收利用。
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污水的水质污染指标
需氧污染物指标 污水 固体污染物指标
COD BOD 总需氧量 细菌总数
的水
质污 染指 标
细菌污染指标 总大肠菌群数
pH指标 有毒物质指标 金属有毒有害物质
有机有毒有害物质
放射性物质
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生化需氧量（Biological Oxygen Demand, BOD）
BOD 1 既是对水中可生物降解有机成分的 L废水中有机污染物在好氧微生物作 间接指标，也是进行生化反应需氧量的 用下进行氧化分解时所消耗的溶解氧，单位 是 直接反映，它是废水生物处理中最重要 mg/L。 的参数之一。
悬浮物质污染 物理性污染 热污染
放射性污染 生物性污染
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污水处理方法
利用废水中各种污染物密度的 ► 物理法：主要是利用物理作用分离废水中呈 不同这一原理把各种污染物从 污水中分离开来，如沉砂池， 悬浮状态的污染物质。 根据作用原理和方法的不同， 隔油池等。 沉淀法 可将处理方法分为三类： 用活性炭、硅藻土等吸附 剂吸附除去污水中的污染 过滤法 物理法、化学法、生物法。 物。 离心法 吸附法
1、细 菌
► 直接摄取可溶性有机物； ► 主要的优势种
芽孢杆菌属、黄杆菌属、微球菌属、假单胞菌属 和动胶菌属以及球衣菌属等。
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动胶菌属
球衣菌属
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活性污泥中的微生物
2、原生动物
鞭 毛 虫
纤毛虫
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活性污泥中的微生物
3、微小后生动物
► 轮虫类(rotifers)
微小后生动物常摄食污泥中细菌、 ► 线虫类(nematodes) 原生动物残骸的碎片等。
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水体自净
正常情况下，当水体接纳了一定量的有机 水体的自净能力有一定的限度，每一类 污染物后，在无人干预条件下，借助于 天然水体中的自净作用是废水 水体的自净作用都有一个最大阈值即自净 水体自身的调节能力使污染物浓度不断 生物处理技术与方法的基础 容量。水体的自净容量是指在水体正常生 降低，最后水质恢复到污染前的水平
中和法 氧化还原法 离子交换法
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污水处理方法
► 生物法
利用微生物的生命活动过程，对废水中的污染物 质进行转移和转化作用，从而使废水得到净化的 处理方法。 由于整个过程是在微生物所产生的酶的参与下发 生的生物化学反应，因此将废水生物处理称为废 水生化处理。
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废水生物处理的类型
划分依据
微生物种类
含水98％~99％ 干固体和水分
MLVSS MLSS
NVSS
干固体1％~2%
一组活性污泥图片
活性污泥的性质
颜色 味道 状态 相对密度 黄褐色 土腥味 似矾花絮绒颗粒 曝气池混合液：1.002～1.003 回流污泥：1.004～1.006
粒经 比表面积
0.02～0.2mm
20～100cm2/mL
活性污泥中的微生物
水体 水体是指河流、湖泊、池塘、水
库、沼泽、海洋以及地下水等水的聚 他对其中的各种物质具有一定的自动 集体，以及水中的悬浮物、溶解物、 调节能力，经过体系内部一系列的 胶体物质、底泥和水生生物等，构成 连锁反应（生态系统食物链作用） 的一个完整的生态系统或完整的自然 和相互作用，又建立新的平衡。 综合体。
用强化学试剂在化学氧化被测废水所含 有机物过程中所消耗的氧量。
► COD是度量废水中有机污染物含量的一个常用
水质指标。
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化学需氧量
►
用强氧化剂(重铬酸钾或高锰酸钾)在酸性条 件下能将废水中有机物彻底矿化，其中碳水 化合物被氧化为H2O和CO2，此时所测定的氧 (重铬酸钾或高锰酸钾中的化合态氧)的消耗 量即为化学需氧量。
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轮虫
线虫
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活性污泥系统的指标
1、污泥浓度指标
混合液悬浮固体浓度（MLSS）：表示活性污泥在 曝气池混合液中的浓度，mg/L或kg/m3。 混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）：表示有 机悬浮固体的浓度，mg/L或kg/m3。
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2、污泥沉降性能指标
污泥沉降比：SV
取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后，度 量沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例（%）表示污 泥沉降比。该值一般在20%-30%之间。
容积负荷：单位工作体积，单位时间去除BOD或 COD的量，kgBOD/m3· d。 污泥负荷(F/M)：单位质量活性污泥，单位时间 去除COD或BOD的量，kgBOD/kgMLSS· d。
活性污泥法
► 1912年英国的Clark和Gage发现长时间曝气会
产生污泥，同时水质明显改善。 ► Arden和Lockett发现了正是这些污泥对水质 改善有着关键作用，所以把这些污泥称为活 性污泥。
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活性污泥法
► 活性污泥(activated
sludge)：是由多种好氧微 生物、某些兼性或厌氧微 生物以及废水中的固体物 质、胶体等交织在一起的 呈黄褐色絮体。 ► 活性污泥法：是以活性污 泥为主体的污水生物处理 技术。
二级 可生化降解的有机物 处理 生物化学处理
难生化降解的有机物、溶 吸附、离子交换、 三级 解态的无机物、病毒、病 电渗析、反渗透、 处理 菌、磷、氮等 超滤、化学处理法
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格栅 沉砂池
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常用污水处理流程
进厂污水 粗格栅 污水泵房 细格栅 沉砂池 剩余污泥 A2/O 反应池 鼓风机房 UV 消毒 排放
污泥体积指数：SVI SV不能确切表示污泥沉降性能，故人们想起用单位干泥形 成湿泥时的体积来表示污泥沉降性能，简称污泥指数，单位为 mL/g。 1L混合液沉淀30min的活性污泥体积（mL） SV(mL/L) SVI= = 1升混合液中悬浮固体干重（g） MLSS(g/L)
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活性污泥系统的指标
3、负荷
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化学需氧量
► 由重铬酸钾法测定得出的化学需氧量，简称
为CODCr；CODCr测定中使用硫酸银作为催化剂。
► 由高锰酸钾法测定得出的化学需氧量简称为
CODMn或高锰酸钾指数。
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BOD>COD或 BOD<COD？
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化学需氧量
► 由于强氧化剂对有机物的氧化作用比微生物
的生物氧化作用更强烈和彻底，因此废水的 COD一般总是大于BOD值。 ► 对于生活污水BOD5和CODCr的比值大致为0.4～ 0.8。 ► BOD5和CODCr的比值(B/C)大小常常被用来判断 废水能否用好氧生物法来处理或者判断用好 氧生物法处理能够进行到怎样的程度。
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80%
细胞物质
内源 呼吸
20%
残留物
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废水的好氧生物处理的特点
好氧生物处理的反应速度较快，所需的反 应时间较短，故处理构筑物容积较小。且 处理过程中散发的臭气较少。 目前对中、低浓度的有机废水，或者说 BOD5浓度小于500mg/L的有机废水，基本上 采用好氧生物处理法。
在废水处理工程中，好氧生物处理法有活 性污泥法和生物膜法两大类。
类型
方法举例
活性污泥法 厌氧污泥法 好氧塘 活性污泥法 生物滤池 混合式曝气池 间歇硝化池 好氧流化床
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好氧微生物 厌氧微生物 藻类 微生物生长方式 悬浮生长 附着生长 反应器类型 完全混合式 间隙式 流化床
废水的分级处理
处理 级别 污染物质 处理方法
一级 悬浮或胶态固体、悬浮油 格栅、沉淀、上浮、 过滤、混凝、中和 处理 类、酸、碱
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水体污染
水体污染概念： 因某种物质的介入，而导致水体化 学、物理、生物或者放射性等方面特性 的改变，从而影响水体的有效利用，危 害人体健康，或者破坏生态环境、造成 水质恶化的现象。
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水体污染分类
化学性污染 水 体 污 染 分 类
无机物质污染 无机有毒物质污染 有机有毒物质污染 需氧物质污染
油类污染
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污水处理方法 污水中的胶体物质通常带有负电荷， 相互排斥成为稳定的溶液，向污水中 投加带有相反电荷的电解质（絮凝剂） ► 化学法：利用化学反应原理来分离、回收废 中和胶体的电荷，使胶体失去稳定 投加氧化剂或还原剂，使 水中的污染物，或改变污染物的性质，使他 絮凝沉淀。硫酸铝，硫酸亚铁等
废水中的污染物发生氧化 从有害变为无害。 化学絮凝法 或还原反应变成无害物。
物循环中能够净化有机污染物的最大量。 和状态，我们把水体的这种自我净化
作用叫作水体自净(Selfpurification)。
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水体的自净原理
物理净化 生物净化 化学净化 天然水体中的生物活动过程，使污染物质 天然水体的氧化还原、酸碱反应、分解、 天然水体的稀释、扩散、沉淀和挥发 的浓度降低。特别重要的是水中微生物对 凝聚等作用，使污染物质的存在形态发生 等作用，使污染物质的浓度降低。 有机物的氧化分解作用。 变化和浓度降低。
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活性污泥的组成
按栖息着的微生物分： 大量的细菌 真菌 原生动物 后生动物
除活性微生物外，活性污泥还挟带着来自污水的有机物、无机悬浮物、胶 体物；活性污泥中栖息的微生物以好氧微生物为主，是一个以细菌为主体的群 体，除细菌外,还有酵母菌、放线菌、霉菌以及原生动物和后生动物。 活性污泥中细菌含量一般在107～108个/mL；原生动物103个/mL，原生动物 中以纤毛虫居多数，固着型纤毛虫可作为指示生物，固着型纤毛虫如钟虫、等 枝虫、盖纤虫、独缩虫、聚缩虫等出现且数量较多时，说明培养成熟且活性良 好。
废水生物处理技术
第一节 概述
第二节 好氧生物处理
第三节 厌氧生物处理
第四节 脱氮除磷处理
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第一节 概述
废水的生物处理法
利用自然存在的微生物的代谢作用，把水中的有机 污染物转化为简单的无机物的过程（生物化学处理法）， 即利用微生物的生命活动过程来转化污染物，使之无害 化的方法。
废水的生物处理过程是天然污水自净的人工化过程，人 工浓缩的过程。
► 非挥发性固体（FS）：灼烧后剩余的固体物
质即为FS。
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第二节 好氧生物 处理
好氧生物处理
在有氧条件下，有机污染物作为 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的处理方法。
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好氧生物处理原理
分解， 1/3
有机物+O2+ 微生物
合成， 2/3
能量+无机物 能量+无机物 （CO2、NH3） （CO 、NH ）
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废水的可生化性
根据BOD5与CODcr的比值大小判断： B/C>0.45 B/C>0.30 B/C<0.25 B/C<0.2 生化性好 可生化 较难生化 不易生化
总需氧量TOD(Total Oxygen Demand)
► 在900oC下将废水加以燃烧，使废水中的有机
物及部分无机物完全氧化所需氧量。这一指 标目前很少使用。
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天然水体是一个动态平衡体系，
地表水分类
I类 主要适用于源头水、国家自然保护区； 依据地表水水域环境功能和保护目标， Ⅱ类
按功能高低依次划分为五类 主要适用于集中式生活饮用水地表水 源地一级保护区、珍稀水生生物栖息 地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵 场等；
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地表水分类
Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源 地二级保护区、鱼虾类越冬场、泅游通 道、水产养殖区等渔业水域及游泳区； IV类 主要适用于一般工业用水区及人体非直 接接触的娱乐用水区； V类 主要适用于农业用水区及一般景观要求 水域。
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生化需氧量
► 由于微生物的降解作用较缓慢，废水中有机
物完全降解完毕需要大约20 d左右的时间。 因此，为实用起见，一般取5d所消耗的氧来 作为指标，简称为BOD5。另外，由于温度不 一样，微生物降解作用也不一样，因此控制 温度为20oC。
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化学需氧量 (Chemical Oxygen Demand，COD)
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总有机碳TOC(Total Oxygen Carbon)
► 废水样品在约950oC下高温燃烧，用红外线仪
定量测出燃烧中所生成的 CO2量，此时测得的 总有机碳的单位为mg/l，生活污水的 TOC 碳的含量为废水中的总碳 (TC)含量。总碳中 一般为100～350mg/l，其值略高于 BOD5。 包含有机碳和以CO2和HCO3-形成存在的无机碳。 如在高温燃烧前，将废水进行酸化曝气，去 除无机碳后用同样的方法测定的废水的含碳 量即为总有机碳TOC。
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悬浮固体（SS）与溶解性固体（DS）
► 悬浮固体（SS）：废水经过滤器过滤，被过
滤器截留的固体。
► 溶解性固体（DS）：通过过滤器进入滤液中
的固体。
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挥发性固体（VS）与非挥发性固体 （FS）
► 挥发性固体（VS）：把废水中的固体物，经
550oC灼烧1小时，固体中的有机物即被
气化，这就是VS。