第8章污水的生物处理

CO2、H2O、SO42－、 NO3－、NH4＋、PO43－、 H2S、CH4、有机酸、醇 等
热能
排水
排出 不可降解
残留物
图8－2 污水处理中的生化过程
二 好氧生物处理
（一）活性污泥法
1914年的在英国曼彻斯特
利用含有大量好氧微生物的活性污泥，在强力通气的 条件下使污水净化的生物学方法
1、活性污泥的基本特性
二、污染物浓度指标及其意义
• 全需氧量（TOD):水中全部有机物在被彻
底氧化成无机物过程中所消耗的氧
• 有机物和少量无机物在铂催化下，在燃 烧炉900℃高温燃烧成稳定的最终产物 所消耗的氧的量。
• 与理论需氧量相近
• 化学需氧量（COD）：是指在一定条件下， 用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量， 以氧的毫克/升来表示。
后生动物(主要指轮虫），捕食菌胶团和原生动物，是水质 稳定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处 理的质量。
原生动物及微型后生动物
– 净化作用：腐生性营养的原生动物可吸收 溶解性有机物，动物性营养的原生动物可 吞食有机颗粒、游离细菌及其它微小生物
– 促进絮凝和沉淀作用 – 指示作用：可作为处理系统运转管理的指
• 总磷（TP）：所有含磷化合物
三、污水排放标准及处理要求
目前我国颁布的水质标准主要有： • 水环境质量标准：地表水环境质量标准；生
活饮用水卫生标准等 • 水环境质量标准按功能分为五类 • 排放标准：污水综合排放标准；医院污水排
放标准和一批工业水污染物排放标准 • 排放标准分3个等级，规定相关指标的浓度
• 菌胶团细菌是活性污泥的主体，它的作用：
• 具有很强的吸附、氧化分解有机物的能力 • 金属离子的吸附 • 使细菌避免被微型动物所吞噬， • 并且与污泥的沉降性能和二沉池能否有效泥水
分离密切相关； • 为原生动物、微型后生动物提供了良好的生存
环境、附着场所
原生动物：肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类、捕食游离细菌。 其出现的顺序反映了处理水质的好坏（这里的好坏是指有机物 的去除），最初是肉足虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫；当处 理水质良好时出现固着型纤毛虫，如钟虫、等枝虫、独缩虫、 聚缩虫、盖纤虫等。
• 它的测定采用燃烧法：在950 ℃和铂催化下， 测定二氧化碳的含量，并扣除150 ℃燃烧测得 的碳酸盐等无机碳元素的含量。
• 该法能将有机物全部氧化，比BOD 5和COD 更能直接表示有机物的总量，故常常被用来 评价水体中有机物污染的程度
• 总氮（TN）：污水中所有含氮化合物的总含 氮量
• 有机百度文库、氨氮、硝酸氮、亚硝酸氮
标 • 其他微生物：真菌
活性污泥法的基本工艺流程
进水 初沉池
曝气池
二沉池 出水
污泥
回流污泥
图8－5 活性污泥法的基本流程
剩余污泥
活性污泥的设计参数和操作条件
①水力停留时间：曝气池有效容积与污水流量 的比值
②污染物容积负荷：单位曝气池有效容积在单 位时间内流入的污染物的量
• 它反映了水中受还原性物质污染的程度，水 中还原性物质包括：有机物、亚硝酸盐、亚 铁盐、硫化物等。水被有机物污染是很普遍 的，故COD也作为有机物相对含量的指标之 一。
• 在规定条件下，强氧化剂重铬酸钾K2Cr2O7可 氧化大多数常见的有机污染物，故在实际使 用中常把COD Cr 的测定值近似地代表废水中 的全部有机物
组成：
好氧微生物 兼性厌氧微生物 专性厌氧微生物
有机和无机的固体
絮状体或绒粒
活性污泥的特征与微生物
形态 在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中
呈“絮状”。
颜色 正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变
（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度）。
理化性质 ρ=1.002～1.006，含水率99%，直径大小0.02～0.2mm，表面
积20～100cm2/ml，pH值约6.7，有较强的缓冲能力。其固相组分 主要为有机物，约占75～85%。
生物特性 具有一定的沉降性能 和生物活性。
活性污泥的特征与微生物
组成
细菌：以异养型原核生物(细 菌)为主，数量107～108个/ml， 自养菌数量略低。其优势菌种： 产碱杆菌属等，它是降解污染 物质的主体，具有分解有机物 的能力。
• 生化需氧量（BOD）：微生物在有足够溶解 氧存在的条件下，分解有机物所消耗的氧量
• BOD5：200C培养5天时的氧消耗量
• 在污水处理厂，作为有机污染物含量的指标
• 是间接指标，有一定得局限性，只能评价易 生物降解的有机物
• 总有机碳（TOC）：污水中有机物的总含碳 量
• 能反映污水中有机物的总含量
第八章 污水的生物处理
第一节 概述 第二节 有机污水的生物处理 第三节 氮磷污水的生物处理 第四节 其他无机污染物废水的生物处理
第一节 概述
一、水体污染及其危害
污水中污染物的种类
人工合成
来源 天然成分 有机
性质 无机
悬浮固体 形态 胶体性
溶解性
高浓度 浓度 低浓度
可生物降解 降解能力 非生物降解
决定了是否采用微生物处理以及选用哪种微生物处理方法
四、污水处理的一般技术途径
• 污水处理方法：物理、化学、生物处理法 • 一级处理：通过过滤、沉淀等物理学方法去
除污水中粗大固形物及部分悬浮物
• 二级处理：以生物法为主要手段
• 三级处理：深度处理，使各种有机和无机污 染物去除率达98%以上
第二节 有机污水的生物处理
一、有机污水生物处理的基本原理
污水生物处理法是天然水体生物自净原 理的人工强化和具体应用。分类：
•真菌：由细小的腐生或寄生菌组成， 具分解碳水化合物，脂肪、蛋白质的 功能，但丝状菌大量增殖会引发污泥 膨胀。
活性污泥中的微生物
细菌
• 起主导作用，是去除有机物的主力军 • 形成活性污泥絮状体的细菌——菌胶团
细菌
– 菌胶团：狭义指动胶菌属（Zoogloea）形成 的细菌团块，广义指所有具有荚膜或粘液或 明胶质的絮凝性细菌互相絮凝聚集形成的菌 胶团块。
氧气
好氧处理 厌氧处理
悬浮型（活性污泥） 存在形式 附着型（生物膜）
常用的方法有：好氧生物处理法；厌氧生物处理法； 氧化塘法；土地处理法
污水生物处理的生化过程
合成 微生物细胞 细胞构成物
内
C、H、O、N、 维生素等
生物污泥
源
呼
微生物
吸
能源
受氢体 O2、CO2、SO42－、NO3－等
分解
能量 ＋ 代谢产物