第十四章 工业废水的生物处理
工业废水厌氧生物处理课件
2020年4月10日星期
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厌氧生物处理主要方法---厌氧生物滤池
滤料是厌氧生物滤池的主 体部分。
滤料应具备下列各项条 件：比表面积大，孔隙 率高，表面粗糙，生物 膜易于附着，化学及生 物学的稳定性强，机械 强度高等。常用的滤料 有碎石、卵石、焦炭和 各种形式的塑料滤料。
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四、厌氧生物处理主要方法
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厌氧生物处理主要方法
化粪池 厌氧接触法 厌氧滤池（AF) 上流式厌氧污泥床(UASB) IC厌氧反应器（Internal circulation）
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厌氧生物处理主要方法---化粪池
用于处理来自厕所的粪便废水。曾广泛用于不 设污水厂的合流制排水系统。还可用于郊区的别墅 式建筑。
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厌氧生物处理主要方法 ---上流式厌氧污泥床(UASB)
60年代荷兰农业大学环境系发明了上流式厌氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed简称UASB)，UASB反应器是目 前应用最为广泛的高速厌氧反应器。
据1993年的报道，国外至少已有400个以上的生产性
UASB构造
进水配水系统 主反应区 三相分离区
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UASB处理机理
废水由反应器底部进入，反应器主体为无填料 的空容器，其中含有大量厌氧污泥。由于废水 以一定流速自下向上流动以及厌氧过程产生的 大量沼气的搅拌作用，废水与污泥充分混合， 有机质被吸附分解，所产沼气经由反应器上部 三相分离器的集气室排出，含有悬浮污泥的废 水进入三相分离器的沉降区，废水经处理后排 出反应器。
污水生物处理原理
污水生物处理原理一、概述污水生物处理是一种利用微生物代谢作用将有机物转化为无机物的处理方法。
它通过生物学过程将污水中的有机物质降解为二氧化碳和水，并将含氮、含磷等污染物转化为氮气和磷酸盐等无害物质，从而达到净化水体的目的。
本文将详细介绍污水生物处理的原理、工艺流程和应用。
二、原理污水生物处理的原理主要基于微生物的代谢作用。
在生物处理系统中，有机物质通过好氧或者厌氧微生物的作用被降解为二氧化碳和水。
好氧微生物利用氧气进行代谢作用，将有机物质氧化为二氧化碳和水，并释放能量。
厌氧微生物在缺氧环境下进行代谢作用，将有机物质分解为甲烷、硫化氢等产物。
污水生物处理的关键是微生物的生长和代谢过程。
微生物需要适宜的温度、pH 值、营养物质等条件才干正常生长。
在生物处理系统中，通过控制这些条件，使微生物能够高效降解污水中的有机物质。
三、工艺流程1. 初级处理：将污水经过格栅、砂池等设备去除大颗粒物质和沉积物，以防止对后续工艺设备造成阻塞和损坏。
2. 生物处理：将初级处理后的污水引入生物反应器，如活性污泥法、固定床生物反应器等。
在生物反应器中，通过添加活性污泥或者固定生物膜，利用微生物的降解作用，将污水中的有机物质分解为无机物质。
3. 深度处理：对生物处理后的污水进行进一步处理，以去除残存的有机物质、氮、磷等污染物。
常用的深度处理方法包括沉淀池、过滤器、生物膜反应器等。
4. 消毒处理：对处理后的污水进行消毒，以杀灭残留的病原微生物。
常用的消毒方法包括紫外线照射、氯消毒等。
四、应用污水生物处理广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂等场所。
它具有处理效果好、投资成本低、运行成本低等优点，被认为是一种环保、可持续的处理方法。
在城市污水处理厂中，污水生物处理通常作为主要的处理工艺。
通过合理设计和运行，可以将污水中的有机物质、氮、磷等污染物去除达到国家排放标准，并将处理后的水体回用于农田灌溉、景观水体等。
在工业废水处理厂中，根据不同的废水特性和排放要求，可以选择不同的生物处理工艺。
第十四章生化反应动力学 - 第六章水体污染与自净
已被底物所饱和，只有增加酶浓度，才有可能提高
反应速度。
（2）当底物浓度 较小时， 速度和底物浓度成正比例关系，即
反应。
,酶反应 ，呈一级
（11-17）
3.米氏常数的意义及测定
（1） 值是酶的特征常数之一，只与酶的性质有关， 而与酶浓度无关。不同的酶，数值不同。
（2）如果一个酶有几种底物，则对每一种底物，各有 一个特定的 。
定义：单位时间，底物减少量或产 物增加量衡量。一般以底物减少量。因为 产物增加量需要鉴定，成本较高。
产率系数 观测产率系数（净增长系数）：降 解1kgBOD5有机物所净增加的细胞量。
以S表示废物（污染物），X表示微生物细胞，P 表示分解最终产物，生化反应可以下式表示
S→y·X+z·P （11-7） 以及
厌氧微生物和兼性微生物
产物 无机物，微生物增长（多） 可燃气体，无机物，微生物增长（少）
条件（微生物生长）氧
无氧
特点 快、效果好、所需容积小 慢、不彻底、所需容积小
受环境影响 小
难启动，条件苛刻
对环境影响 污泥量大
酸臭、但污泥量小
适用 BOD5<500mg/L
BOD5>2000mg/L（为什么）
二、微生物的生长规律和生长环境 1.微生物的生长规律
由（11-20）式，
以及
代入（11-19）式得：
（11-21）
式中q及 为底物的比降解速度及其最大值； 为底物浓度；
为饱和常数，即 度常数。
时的底物浓度，故又称半速
及 值可通过实验，采用如前介绍的双倒数作图法 去求得，并由此定出11-21式。
（11-21）式和（11-19）式是废水生物处理工程中目前常 用的二个基本的反应动力学方程式。在实践中，可以结合物
工业废水处理方法
工业废水处理方法
工业废水处理方法的选择取决于废水的特点和污染物的类型。
以下是常见的工业废水处理方法：
1. 生物处理：利用微生物降解废水中的有机物和污染物。
生物处理方法包括活性污泥法、固定化床法、曝气法等。
这些方法可有效去除废水中的有机物和一些无机污染物。
2. 物理处理：使用物理过程来去除废水中的悬浮物和悬浮颗粒。
常用的物理处理方法包括沉淀、过滤、离心和膜技术。
这些方法可去除悬浮颗粒、油脂和部分溶解性物质。
3. 化学处理：利用化学药剂来沉淀、氧化或中和废水中的污染物。
常见的化学处理方法包括混凝、氧化、沉降和中和。
这些方法可去除重金属、化学物质和有机物。
4. 膜技术：使用膜过滤和透析来去除废水中的污染物和溶解物。
常见的膜技术包括反渗透、超滤和微滤。
膜技术可去除溶解性有机物、微生物、重金属和盐类。
5. 高级氧化：利用氧化过程来降解废水中的有机物和难降解物。
常用的高级氧化方法包括紫外光催化氧化、臭氧氧化和超声波氧化。
这些方法可去除难降解有机物。
6. 植物处理：利用水生植物来吸收废水中的营养物和污染物。
植物处理方法包括人工湿地、藻类培养池和水生植物过滤带。
这些方法可去除有机物和营养物。
选择适当的工业废水处理方法需要考虑废水的性质、处理要求和经济可行性。
不同的工业废水可能需要结合多种方法进行处理，以达到排放标准和环保要求。
工程类工业废水的生物处理PPT教学课件
2 UASB反应器的基本构造和工作原理
（1）特征 在反应器上部设置气、固、液三相分离器，下部为污泥悬浮层区和污泥区， 废水从反应器底部流入，向上流至反应器顶部流出。
（2）基本构造
①进水配水水系统 ②反应区 ③三相分离器 ④气室 ⑤出水系统 ⑥排泥系统和浮渣清除系统
（2）UASB的特点
①床内生物量多20-30g/l ②容积负荷率高一般可以达到10kgCOD/m3.d ③设备不需充填填料，不需设置搅拌装置（为什么？），便于管理。
（3） 颗粒污泥形成的机理
几种假设：晶核假说，类似于结晶； 电中和作用； 胞外多聚物架桥作用。 主要掌握：UASB反应器的最大特点：就是在反应器内实现污泥颗粒化，从 而具有良好的沉降性能。
2 厌氧生物滤池
装填滤料的厌氧反应器。厌氧微生物以生物膜的形态生长在滤料表面， 废水淹没地通过滤料，在生物膜的吸附作用和微生物的代谢作用以及滤料 的截留作用下，废水中有机污染物被去除。产生的沼气则聚集于池顶部罩 内，并从顶部引出。处理水则由旁侧流出。为了分离处理水挟出的生物膜， 一般在滤池后需设沉淀池。
3 厌氧生物转盘
（1）构造 由盘片、密封的反应槽、转轴及驱动装置等组成
（2）特点： 1. 微生物浓度高，可承受高的有机物负荷； 2. 废水在反应器内按水平方向流动，勿需提升废水，节能； 3. 勿需处理水回流，与厌氧膨胀床和流化床相较既节能又便于操作； 4. 处理含悬浮固体较高的废水，不存在堵塞问题； 5. 由于转盘转动，不断使老化生物膜脱落，使生物膜经常保持较高的活性； 6. 有承受冲击负荷的能力，处理过程稳定性较强； 7. 可采用多级串联，各级微生物处于最佳生存条件下；
第十四章 工业废水的生物处理
一、好氧生物处理工艺
工业废水排放的处理技术
工业废水排放的处理技术随着工业化进程的加快，工业废水排放已成为严重的环境污染问题。
为了处理和减少工业废水的污染，需要采用适当的处理技术。
本文将介绍几种常用的工业废水处理技术，包括生物处理、物理处理和化学处理，并对其进行详细阐述和分析。
一、生物处理技术1.生物滤池处理：生物滤池是通过微生物附着在滤料上进行废水处理的一种方法。
其主要原理是利用微生物对废水中的有机物进行分解和降解。
通过构建合适的滤料，提供微生物生长和附着的环境，可以高效地去除废水中的有机物质。
2.活性污泥法：活性污泥法是利用生物膜中的微生物来进行废水处理的一种方法。
通过引入活性污泥，废水中的有机污染物被微生物降解为无机物，并且活性污泥可以循环利用，在处理过程中维持持续的生物降解效果。
二、物理处理技术1.沉淀法：沉淀法是通过重力作用使悬浮颗粒沉淀到底部，实现废水中固体颗粒的分离。
常用的方法有重力沉降和浮选法。
该技术适用于处理废水中的悬浮颗粒较大的情况。
2.过滤法：过滤法利用过滤介质将废水中的颗粒物拦截下来，使废水变清澈。
常见的过滤介质包括砂石、活性炭和纤维膜等。
通过选择合适的过滤介质和优化过滤条件，可以高效地去除废水中的颗粒物。
三、化学处理技术1.吸附法：吸附法利用吸附剂将废水中的污染物吸附到其表面，从而实现废水的净化。
常用的吸附剂有活性炭、沸石和硅胶等。
通过选择合适的吸附剂和调整操作条件，可以有效去除废水中的有机物和重金属离子等。
2.氧化法：氧化法是指采用氧化剂将废水中的有机物氧化为无害的物质。
常用的氧化剂有氯、臭氧和过氧化氢等。
氧化法可以有效地去除废水中的有机物、色度和异味等，但是需要注意副产物的处理。
以上是几种常见的工业废水处理技术，每种技术都有其适用的场景和优缺点。
在实际应用中，需要根据废水的特性和要求选择合适的处理技术，并结合实际情况进行调整和改进。
此外，还需要注意废水处理的法律法规和标准，确保达到环保要求。
随着科技的进步和创新，相信在不久的将来，会有更多高效、低成本的工业废水处理技术被开发和应用。
废水生物处理基本原理和主要微生物类群讲PPT课件
类型
外观
BIP
生物特征
1．有机物较少，BOD 和
1． 细菌数量减少，每毫
河
悬浮物含量低，溶解氧
升水只有几万个。
浓度升高；
2． 藻类大量繁殖，水生
流 流
β
-中污带
2．NH3 和 H2S 分别氧化为 N03— 和 S042-，两者含
8~20
植物出现。*** 3． 原生动物有固着型纤
量均减少。
毛虫如：独缩虫、聚缩
向
虫等活跃，轮虫、浮游 甲壳动物及昆虫出现。
***β-中污带的藻类见下图。
变异直链硅藻
水花束丝藻 梭裸藻
短棘盘星藻
寡污带
类型
外观
BIP
生物特征
1． 有机 物 全 部无 机 化 ，
1． 细菌极少；
河
BOD 和悬浮物含量极
2． 出现鱼腥藻、硅藻、
低，水的浑浊度低，溶
黄藻、钟虫、变形虫、
流
解氧恢复到正常含量。
第一节 废水生物处理的基本原理
用，将废水中的污染物氧化分解。 微生物在转化有机物的过程中，将一部分分解产物用于合成 微生物细胞物质和细胞内贮藏物，另一部分变为代谢产物 排除体外并释放能量。于是微生物不断生长繁殖，不断转化 废水中的污染物，使废水得以净化。
好氧条件 有机物 厌氧条件 有机物
水蚂蟥
对于重 金属和 有机氯 农药耐 受力很 强，常 出现在 有机污 染严重 的河段。
α中污带
类型
外观
BIP
生物特征
1．水为灰色，溶解氧少，
1． 生物种类比多污带稍
河
为半厌氧状态，有机
多。细菌数量较多，每
物 量 减 少 ， BOD 下
污水(生活污水和工业废水)的生物处理法
组成：主要由菌胶团细菌、原生动物和后生动物组成 的微生物群体。还含有一些无机物、分解中的有机物 和微生物自身代谢残留物。 • 原理：由污水中繁殖的大量微生物凝絮而成的绒絮 状泥柱，具有很强的吸附和氧化分解有机物的能力。
3．污泥的最终处理 • 肥料 • 焚烧 • 填地或充作筑路材料
微生物处理发酵工业废水的展望
• 直接厌气处理； • 有机废水生产酵母蛋白饲料； • 光合细菌处理发酵工业潜力巨大，作为饵
• 一般污泥处理的费用约占全污水处理厂运行费用 的20％～50％。
（一）污泥的脱水与干化 ：污泥在浓缩池内静止 停留12～24小时，体积缩小为原污泥体积的1/3。
（二）污泥消化： 1.厌氧消化：将污泥置于密闭的消化池中，利用
厌氧微生物的作用，产生沼气 2．污泥好氧消化：利用好氧和兼氧菌，在污泥处
理系统中曝气供氧，微生物分解生物可降解的 有机物（污泥）及细胞原生质。
（七）pH值：对水体生物生长有较大影响，也直接影 响水处理工艺及装置的选用。
（八）大肠菌群数：是指单位体积水中所含的大肠菌 群的数目，单位为个／L，它是常用的细菌学指标。
污水处理技术
污水处理流程 污水处理方法分类及其原理
污水处理流程
一级处理：主要是去除污水中呈悬浮状的固体污 染物质，物理处理法中的大部分用作一级处理。 经一级处理后的污水，BOD只能去除30％左右。
• S菌氧化乙醇产生H2 • MOH：以H2为氢供体还原CO2产生甲烷
第三阶段--产甲烷
乙酸物 简 丙酸 单
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14.3 工业废水的厌氧生物处理
8、两相厌氧法 是一种新型的厌氧生物处理工艺，有机底物的厌氧降解，可以分为产酸和产甲烷
两个阶段。把这两个阶段的反应分别在两个独立的反应器内进行。分别创 造各自最佳的环境条件，培养两类不同的微生物，并有旺盛的生理功能活 动，将这两个反应器串联起来，形成能够承受较高的负荷率的两相厌氧发 酵系统。
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思考题
1.某工业废水的BOD5/CODcr=5.0，初步判断它的可生化性为（ ）
A.较好 B.可以 C.较难
D.不宜
2. 习惯上将工业废水分为四类： 、
、
、
和
。
3. 工业废水可生化性问题的实质是什么？评价废水可生化性的主要 方法有哪几种？
4.下列厌氧生物处理装置肯定不是从池底进水、池顶出水的是 （ ）
升流式厌氧生物滤池，废水由底部进入，向上流动通过滤料 层，处理水从滤池顶部旁侧升流式厌氧生物滤池中，生物量大部分 以生物膜的形式附在滤料表面，少部分以厌氧活性污泥的形式存在 于滤料的间隙中，它的生物总量比降流式厌氧生物滤池高，
降流式厌氧生物滤池，处理水由滤池底部排出，沼气收集管 仍设于池顶部上端，堵塞问题不如升流式厌氧生物滤池那样严重。
特点 1)能够向产酸菌、乙酸菌、产甲烷菌分别提供各自最佳的生长繁殖条件， 使各个反应器达到最佳的运行效果； 2)当进水负荷有大幅度变动时，酸化反应器存在着一定的缓冲作用，对后 续的产甲烷反应器影响能够缓解，具有一定的耐冲击负荷的能力。 3)酸化反应器反应进程快，水力停留时间短，负荷率高，能够减轻产甲烷 反应器的负荷。
特点：①生物量浓度较高，有机负荷率较高；②能承受冲击 负荷（填料内污泥浓度可达几十g/l,一般也有3-4g/l)；③勿需污泥回 流；④设备简单、能耗低、运行管理方便，费用低。
P593图14-13
10
14.3 工业废水的厌氧生物处理
3、升流式厌氧污泥床(UASB) 升流式厌氧污泥床集生物反应与沉淀于一体的厌氧反应器
抑制产甲烷菌在沉淀池内活动。 3)投加混凝剂，提高沉淀效果。 P590图14-11
9
14.3 工业废水的厌氧生物处理
2、厌氧生物滤池 厌氧生物滤池是装填滤料的厌氧反应器。厌氧微生物以生物
膜的形态生长在滤料表面，废水淹没滤料，在生物膜的吸附作用和 微生物的代谢作用以及滤料的截留作用下，废水中有机污染物被去 除。 根据水流方向，厌氧生物滤池可分为升流式和降流式两种形式：
泥，后来用于处理高浓度有机废水。普通厌氧生物处理法 的主要缺点是水力停留时间长，一般需要20～30d。 常用的新型厌氧生物处理有厌氧接触法、厌氧生物滤池、 升流式厌氧污泥床、厌氧膨胀床和厌氧流化床、厌氧生物 转盘、厌氧挡板式反应器等。 工业废水厌氧生物处理后面常常要连接好氧生物处理。
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14.3 工业废水的厌氧生物处理
活性炭、陶粒和沸石等，填料粒径一般为0.2～1mm。废水从床底部流 人，为使填料层膨胀，需将部分出水用循环泵进行回流，提高床内水 流的上升流速。一般认为膨胀率为10％～20％称膨胀床，颗粒略呈膨胀 状态，但仍保持互相接触；膨胀率为20％～70％时，称为流化床，颗粒 在床中作无规则自由运动。 特点 1)细颗粒的填料为微生物附着生长提供比较大的比表面积，使床内具有 很高的微生物浓度，水力停留时间短，耐冲击负荷能力强，运行稳定 2)载体处于膨胀状态，能防止载体堵塞。 3)生物固体停留时间较长，运行稳定，剩余污泥量少。 P599图14-18
3
14.2工业废水的好氧生物处理 P579-588
活性污泥法 营养： 微量元素方式选择:推流式 完全混合 生物选择器+完全混合
生物膜法
生物接触氧化 生物转盘 生物滤池
4
14.3 工业废水的厌氧生物处理
5
14.3 工业废水的厌氧生物处理
一、概述 厌氧生物处理法最早用于处理城市污水处理厂的沉淀污
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14.3 工业废水的厌氧生物处理
5、厌氧生物转盘
由盘片、密封的反应槽、转轴及驱动装置组成，上部加盖密封，防
止液面上的空间有氧存在。盘片转动时的剪力将老化的生物膜
剥下，在水中呈悬浮状态，随水流出槽外。
特点：
1)微生物浓度高，可承受高额的有机物负荷
2)废水在反应器内按水平方向流动，勿需提升废水
3)可处理含悬浮固体较高的废水，不存在堵塞问题
A.厌氧流化床 B.UASB反应器 C.厌氧滤池 D.厌氧接触池
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第14章 工业废水的生物处理
1
主要内容：
工业废水的生化性评价 工业废水的好氧生物处理 工业废水的厌氧生物处理
2
14.1工业废水的生化性评价 P577-579
工业废水的可生化性评价方法 水质标准法 微生物耗氧速度法 脱氢酶活性法 有机物分子结构评价法 可生化性评价实验注意事项 生物处理方法 微生物来源及浓度
二、厌氧生物处理工艺及设备
1、厌氧接触法 厌氧接触法是在厌氧反应器后设沉淀池，污泥进行回流，使
厌氧反应器内污泥能维持较高的污泥浓度，降低水力停留时间。 特点： 1)在反应器与沉淀池之间设脱气器，维持真空度，尽可能地将混
合液中的沼气脱除。（防止沼气在沉淀过程中使污泥上浮） 2)在反应器与沉淀池之间设冷却器，使混合液的温度由下降，以
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特点： 1)污泥床内生物量多 2)容积负荷率高（10-40kgCOD/m3•d,一般好氧法为
0.5~2kgCOD/m3•d) 3)设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，
不存在堵塞问题。
P590图14-16
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14.3 工业废水的厌氧生物处理
4、厌氧膨胀床和厌氧流化床 厌氧膨胀床和厌氧流化床内充填细小的固体颗粒填料，如石英砂、无烟煤、
4)可采用多级串联，各级微生物处于最佳的生存条件下
5)由于转盘转动，不断使老化生物膜脱落，使生物膜经常保持
较高的活性
P602图14-21
14
14.3 工业废水的厌氧生物处理
6、厌氧挡板式反应器
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14.3 工业废水的厌氧生物处理
7、复合厌氧法 是在一个设备内由几种厌氧反应器复合而成的一种
厌氧处理法。目前开发的多为升流式厌氧污泥 床和厌氧生物滤池复合而成的升流式厌氧污泥 床过滤器。可分为无三相分离器的升流式厌氧 污泥床过滤器(UBF)和有三相分离器的升流式 厌氧污泥床过滤器(UASB+AF)。
1)进水配水系统，将进入反应器的废水均匀地分配到反应器整个横 断面，起到水力搅拌并均匀上升。
2)反应区，反应区内存留大量具有良好凝聚和沉淀性能的污泥，在 池底部形成颗粒污泥层。废水从厌氧污泥床底部流入，与颗粒污泥层 中的污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解有机物，同时产生的微 小沼气气泡不断地放出。微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形 成较大的气泡。在颗粒污泥层上部，由于沼气的搅动，形成一个污泥 浓度较小的悬浮污泥层。 3)三相分离器，其功能是将气体、固体和液体三相进行分离。 4)集气室，其功能是收集产生的沼气，并将其导出气室送往沼气柜 5)处理水排出系统，均匀收集处理水并将 其排出反应器。