水污染控制工程第八章(百度文库版)

混合液静置30 min 所得污泥层体积 SV = 100% 原混合液体积
• 3、污泥体积指数(SVI)
• 污泥体积指数简称污泥指数，是指曝气池 混合液静置沉淀30min所得污泥层中，单位 质量的干污泥所具有的体积，单位为mL/g。
• 已知SV和MLSS，可求SVI。
SV SVI MLSS
• SVI—污泥指数，mL/s； • SV—污泥沉降比，%； • MLSS—污泥浓度，g/mL。
• 根据碳源的不同，可将微生物分为：
• 自养型微生物
• 异养型微生物
• 根据利用氧的能力不同，可将微生物分为：
• 好氧
• 厌氧
• 兼性
细菌 球菌（0.5~1.0μm）、杆菌（1.5~3.0μm × 0.5~1.0μm） 螺旋菌（6~15μm × 0.5~5μm） 代表：假单孢菌属（最有代表性，可以分解所有天然有机物） 无色杆菌属、产碱杆菌属、芽孢菌属、微球菌属 真菌 特点：大多数为好氧菌；低温下可以繁殖生长；pH适应范围：2~9； 对N元素要求低，约为细菌需求N量的一半 霉菌（最主要）：可以分解碳水化合物、脂肪、蛋白质、含氮化合物 藻类 特点：可以通过光合作用释放O2，对污水净化有重要作用 单细胞或多细胞的具有光合作用的自养型微生物 代表：绿球藻科，水网藻科、栅藻科、联球藻科 原生 特点：极微小、可运动、通常为单细胞、多数为好氧异养、可摄取细菌作为营养物 动物 代表：肉足纲、鞭毛纲、纤毛纲、吸管纲 功能：可以吞食部分有机物、游离细菌、降浊度、分泌粘液，促进生物污泥絮凝 水质变化，其种类随之变化，有指示作用 后生 代表：轮虫（最典型） 动物 轮虫功能：有效消耗分散的和絮凝的细菌及颗粒微小的有机物 好氧生物净化过程高度有效的指标
• 细菌：净化污水的第一和主要承担者
• 原生动物：细菌的首次捕食者 • 后生动物：细菌的二次捕食者
• 二、微生物的代谢过程 • 微生物的生命过程是营养不断被利用，细 胞物质不断合成又不断消耗的过程。在这 一过程中伴随着新生命的诞生，旧生命的 死亡和营养物(基质)的转化。 • 污水的生物处理就是利用微生物对污染物 (营养物)的代谢转化作用实现的。
• 微生物除需要C、H、O、N、P外，还需要S、
Mg、 Fe、Ca、K等元素，以及Mn、Zn、 Co、Ni、Cu、Mo、V、I、Br、B等微量元 素。
• 2、温度
• 根据适应的温度范围，微生物可分为 • 低温性(好冷性)：生长温度为20℃以下 • 中温性和：生长温度为20-45℃ • 高温性(好热性)：生长温度为45℃以上
• 新陈代谢
分解代谢 合成代谢 内源代谢
• 三、微生物的生长环境
• 废水生物处理的主体是微生物，只有创造 良好的环境条件让微生物大量繁殖才能获 得令人满意的处理效果。影响微生物生长 的条件主要有营养、温度、 pH 值、溶解氧 及有毒物质等。
• 1、营养 • 好氧微生物要求碳氮磷比为 BOD5:N:P=100:5:1 • [或COD:N:P=(200-300):5:1]。 • 厌氧微生物要求碳氮磷比为 • BOD5:N:P=100:6:1。
• 污泥指数反映了活性污泥的密实性和沉降 性能。 • SVI较高，污泥松散，沉降性能较差； • SVI过高，污泥已经膨胀，不易沉淀； • SVI较低，污泥比较密实，沉淀性能较好； • SVI过低，污泥细小密实，含无机物较多， 已经老化，此时虽然有较好的沉淀性能， 但活性和吸附性能都较差。
• 4、泥龄 • 每天必须从系统中排除与增长量相等的活 性污泥量，即剩余污泥，以保持污泥量和 活性的稳定。 • 微生物在曝气池中的平均停留时间，又称 为泥龄，用θc表示，单位为d。
•(3)特殊有机物
•有些有机物比较特殊，能被微生物部分氧化， 却不能被K2Cr2O7氧化。BOD5/COD虽大，但 实际上污水的可生化性较差。
• (4) BOD5/TOD
• TOD 比 COD 更能准确代表污水中有机物的 含量，用BOD5/TOD评价污水的可生化性加 准确。
•(5)接种微生物的驯化
• 4、溶解氧
• 好氧微生物的代谢过程以分子氧为受体， 并参与部分物质的合成。没有分子氧，好 氧微生物就不能生长繁殖，所以，进行好 氧生物处理时，要保持一定浓度的溶解氧 (DO)。
• 为取得良好的处理效果，好氧生物处理时
应控制溶解氧在2-3mg/L • (二沉池出水0.5-1mg/L)为宜。
• 厌氧微生物在有氧的条件下生成H2O2，但
• (1)固体有机物
• 有些固体有机物可在 COD 测定中被重铬酸 钾 氧 化 ， 以 COD 的 形 式 表 现 出 来 ， 但 在 BOD5 测定时对 BOD5 的贡献很小，不能以 BOD5/COD的形式表现出来，致使此时污水 的，但生物处理效果却不差。
• (2)无机还原性物质
• 污水中的无机还原性物质在 BOD5和COD的 测定中也消耗溶解氧。同一种无机还原性 物质在两种测定中消耗的溶解氧量不同， 指示降低，但此时污水的可生化性不一定 差。
第二节 活性污泥法
• 活性污泥法是处理城市污水最广泛使用的 方法，它能从污水中去除溶解的和胶体的 可生物降解有机物以及能被活性污泥吸附 的悬浮固体和其他一些物质。无机盐类(磷 和氮的化合物)也能部分地被去除。类似地 工业废水也可用活性污泥法处理。
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活性污泥法的特点： ①处理效率高、出水水质好。 ②去除的对象广。 ③处理的水量范围广，大小都能适应。 ④运行工艺灵活 ⑤反应速度快。 ⑥氧化彻底。最终产物为CO2和H2O。 ⑦可脱氮除磷，使出水水质进一步提高。
• 推流式活性污泥法的最大优点是处理效率
高，出水水质好 • 缺点： • ①耐冲击负荷能力差
• ②能耗大
• (二)完全混合式活性污泥法
• 完全混合式活性污泥法曝气池呈圆形、正 方形或矩形。圆形和正方形池从中间进水， 周边出水。矩形池从一个长边进水，另一 个长边出水。
• 耐冲击负荷能力较强 • 微生物的活性强，污泥负荷率高，池容小， 基建投资省 • 不会造成氧的浪费，供氧动力消耗相应降 低 • 完全混合法各质点性质相同，生化反应传 质推动力小，易发生短流，所以出水水质 比推流式差，易发生污泥膨胀。
•在测定BOD5时是否采用经过驯化的菌种，对 测定结果影响很大。采用未经驯化的微生物 接种，测得的结果偏低，采用经过驯化的微 生物接种，测得的结果更加符合处理设施的 实际运行情况。
•(6)水样稀释
•测定BOD5时，往往需要对原污水加以稀释。 因为有毒物质在浓度不同时毒性不同，所以， 不同的稀释比对测定结果影响很大。
• 酶是一种两性电解质，pH值的变化影响酶 的电离形式，进而影响酶的催化性能，所 以pH值是影响酶活性的重要因素之一。
• 细菌、放线菌、藻类和原生动物的 pH 值适
应范围是 4-10 。酵母菌和霉菌的最适宜 pH 为 3.0-6.0 。大多数细菌适宜 pH=6.5-8.5 的中 性和偏碱性环境。 • 好氧生物处理的适宜pH为6.5-8.5 • 厌氧生物处理的适宜pH为6.7-7.4
• 1、吸附阶段
• 活性污泥具有巨大的表面积，表面上含有 多糖类粘性物质，使活性污泥具有很好的 吸附性能。污水与活性污泥混合后，污水 中固体有机物等污染物先被吸附转移到活 性污泥表面，称为吸附阶段。
•2、稳定阶段
•吸附转移到活性污泥表面的污染物被微生物 分解转化为CO2和H2O等简单化合物及自身细 胞，这一过程叫做稳定阶段。
• 奸氧生物处理以中温为主，微生物的最适 生民温度为20-37℃。厌氧生物处理时，中 温微生物的最适生长温度为25-40 ℃ ，高温 微生物的最适生长温度为50-60℃，所以厌 氧微生物处理常利用33-38℃和52-57℃两个 温度段，分别叫做中温消化(发酵)和高温消 化(发酵)。
• 3、pH值
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不足之处： ①运行费用高。 ②对水质水量地变化适应性较差。 ③不适合处理高浓Hale Waihona Puke Baidu有机废水。 ④污泥较容易发生膨胀，影响处理效果。 ⑤泥龄较短，产泥量大。 ⑥污泥尚需进一步稳定处理。
• 污泥膨胀：指污泥结构极度松散，体积增
大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的 现象。基本上目前各种类型的活性污泥工 艺都会发生污泥膨胀。污泥膨胀不但发生 率高，发生普遍，而且一旦发生难以控制， 通常都需要很长的时间来调整。
• 好氧生物处理法有：
• 活性污泥法
• 生物膜法
• 六、废水的厌氧生物处理
• 厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件 下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机 物的生物处理方法。
• 有机物的转化分为三部分进行：
• 转化为CH4，是可燃气体，可回收利用；
• 被分解为CO2、H2O、NH3、H2S等无机物，
• 五、污水的好氧生物处理
• 好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的 条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳 定、无害化的处理方法。
• 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。所以，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。
• 污泥浓度与泥龄有关，而泥龄与剩余污泥 排量有关，工程实践中常通过调节剩余污 泥排量来控制污泥浓度。
• 出水水质与泥龄有关，泥龄长，出水水质 好。随着泥龄的延长，污染物去除率很快 达到最大值。
• 二、活性污泥法的运行方式 • (一)推流式活性污泥法
• 推流式活性污泥法曝气池呈矩形。污水由 一端进入，推流式流过整个池子，从另一 端流出。
并为细胞合成提供能量，
• 少量有机物被转化、合成为新的原生质的
组成部分
• 废水厌氧生物处理过程中不需另加氧源，
故运行费用低。还具有剩余污泥少，可回 收CH4等优点。其主要缺点是反应速度较慢， 反应时间较长，处理构筑物容积大等。
• 对于有机污泥和高浓度有机废水(一般
BOD≥2000mg/L)可采用厌氧生物处理法。
• 1、污水可生化性评价方法
• 污水的可生化性常用BOD5或COD的比值来 评价。 •
BOD5 一般情况下， COD
值越大，污水的可生化性
越强
BOD5/COD 可生化性
<0.3 难生化
0.3-0.45 可生化
>0.45 易生化
• 2、污水可生化性评价中的注意事项
• BOD5/COD只能近似代表污水的可生化性， 适用BOD5/COD评价污水的可生化性时应考 虑以下方面的影响。
• (一)活性污泥
• 好氧微生物生长繁殖，凝聚在一起形成菌 胶团。在菌胶团上共生着其它微生物(原生 动物等)，并吸附和交织着无生命的固体杂 质而形成活性污泥。
• (二)活性污泥法基本流程
• (三)活性污泥降解污水中有机物的过程
• 活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解 (去除)过程可分为两个阶段，吸附阶段和稳 定阶段。
第八章 水的生物化学 处理方法
• 水的生物化学处理法就是在人工创造的有
利于微生物生命活动的环境中，使微生物 大量繁殖，提高微生物氧化分解有机物效 率的一种水处理方法。
第一节 废水处理微生物学基础
• 一、废水处理中的微生物 • 在废水生物处理过程中，净化污水的微生 物主要是细菌、真菌、藻类、原生动物和 一些小型的后生动物等。
• (三)吸附再生活性污泥法 • 又称接触稳定法。 • 污水与活性污泥在吸附池内曝气接触1560min，使其中的大部分悬浮物和胶体物质 被活性污泥吸附去除。
• (四)活性污泥法的性能指标
• 污泥浓度(MLSS)
• 污泥沉降比(SV)
• 污泥指数(SVI)
• 泥龄 (θc )
• 1、混合液悬浮同体(MLSS)
• 混合液悬浮固体也称污泥浓度，是指单位 体积混合液含有的悬浮固体量(MLSS)或挥 发性悬浮固体量(MLVSS)，单位为mg/L。
• 2、污泥沉降比(SV)
没有分解H2O2的酶而被H2O2杀死；所以厌 氧生物处理反应器中决不能有分子氧存在。
•5、有毒物质
•对微生物有抑制和毒害作用的化学物质叫有 毒物质。它能破坏细胞的结构，使酶失去活 性。如重金属能与酶的-SH基团结和，或与蛋 白质结合使之变性或沉淀。
• 四、污水的可生化性
• 污水可生化性指的是污水中污染物被微生 物降解的难易程度，即污水生物处理的难 易程度。 • 污水的可生化性取决于污水的水质，即污 水所含污染物的性质。