6-生物处理2(活性污泥法、厌氧、脱氮除磷)

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废水或污泥 中不溶态大 分子有机物
发 蛋白质 酵
菌 多糖
脂类
发 氨基酸 酵
菌 C 6H 12O 6
甘油
脂肪酸
I 甲酸 类 甲醇 产 甲胺 物 乙酸等
II 丙 酸
产氢 产乙
类 丁酸 酸菌
产 乳酸
物 乙醇等
C O 2 、［ H ］ 和乙酸
甲 烷
通过不同
菌 途径转化
为 CH4、 CO2 等
水解阶段
酸化阶段
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➢ 曝气池（曝气）的作用:
1、使活性污泥处于悬浮状态 2、提供溶解氧(供氧装置)
➢ 二沉池的作用:
1、固液分离 2、浓缩活性污泥，以较高的浓度回流曝气池前
➢ 回流装置的作用:
使池内保持一定的悬浮固体和微生物的浓度
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9
活性污泥性能评价指标
➢ 足够的数量（生物量）
用污泥浓度表示。 混合液悬浮固体浓度：MLSS 混合液挥发性悬浮固体浓度：MLVSS
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什么是活性污泥？ 由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体 及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、 具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。
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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
✓ 活性污泥：活性微生物+来自污水的有机物、无机悬浮 物、胶体物；
✓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，活性污泥中细菌含量一般在107～108个/mL；
气化阶段
酸化 I
酸 化 II
不 完 全 厌 氧 消 化 (酸 发 酵 )
厌氧发酵的几个阶段
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二、厌氧生物处理——原理
厌氧生物处理的方法和基本功能有二：
（1）酸发酵的目的：为进一步进行生物处理提供易 生物降解的基质；
（2）甲烷发酵的目的：进一步降解有机物和生产气 体燃料。
完全的厌氧生物处理工艺-----因兼有降解有机物和生
厌氧生物处理法（厌氧消化法）
在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌 和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生 物降解的过程。
处理对象：
不溶性固态有机物（难生物降解有机物）
应用场合：高浓度有机废水、城镇污水的污泥、
温度较高的有机工业废水。
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二、厌氧生物处理——原理
消化经历四个阶段： 水解阶段 酸化阶段 乙酸化阶段 甲烷化阶段
（自学内容） 厌氧接触工艺 UASB与厌氧膨胀颗粒污泥床反应器 厌氧生物滤池 厌氧生物转盘 厌氧膨胀床与厌氧流化床反应器
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五、厌氧和好氧技术的联合运用
◆A/O法；可以达到生物脱氮的目的、脱磷效果 ◆厌氧一缺氧—好氧法(A/A/O法) ◆缺氧—厌氧—好氧法(倒置A/A/O法) 可以在去除BOD、COD的同时，达到脱氮、 除磷的效果。
产气体燃料的双重功能，因而得到了广泛的发展和应 用。
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三、厌氧消化的影响因素与控制要求
在厌氧消化系统中微生物主要分为两大类： 非产甲烷菌（non-menthanogens） 产甲烷细菌（menthanogens）。
产酸菌和产甲烷菌的特性参数
参数
产甲烷菌
产酸菌
对pH的敏感性
敏感，最佳pH为6.8~7.2 不太敏感，最佳pH为5.5~7.0
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内容
➢基本概念 ➢气体传递和曝气池 ➢活性污泥法的发展和演变 ➢曝气池的计算 ➢二次沉淀池
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一、气 体 传 递 原 理
双膜理论
基点：认为在气液界面 存在着二层膜（即气膜 和液膜）这一物理现象。
这两层薄膜使气体分 子从一相进入另一相时 受到了阻力。当气体分 子从气相向液相传递时， 若气体的溶解度低，则 阻力主要来自液膜。
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目录
第一节 废水处理微生物学基础 第二节 废水的好氧生物处理（一）--稳定塘、土地处理 第三节 废水的好氧生物处理（二）--活性污泥法 第四节 废水的好氧生物处理（三）--生物膜法 第五节 废水的厌氧生物处理 第六节 生物脱氮除磷技术 第七节 水处理厂污泥处理技术
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氮、磷
来源：
氧转移效率(EA)：通过鼓风曝气系统转移到混合液 中的氧量占总供氧的比例，单位为％。
冲氧能力(EL)：通过机械曝气系统单位时间内转移 到液体中的氧量，单位为kg（O2）/h。
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曝气池的三种池型
推流式 曝气池
完全混合 式曝气池
两种池型 结合式
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内容
➢基本概念 ➢气体传递和曝气池 ➢活性污泥法的发展和演变 ➢曝气池的计算 ➢二次沉淀池
➢ 足够的数量（生物量）
（MLSS、MLVSS）
➢ 性能良好（沉降浓缩性能）
（SV、SVI）
➢ 污泥龄 活性污泥在曝气池中停留的时间。
c 活性污泥/总 每量 日排放剩余污泥的
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➢活性污泥净化反应影响因素
营养物质： BOD5:N:P=100:5:1 溶解氧 ： 2-4mg/L 水温： 20～30℃之间 pH: 最佳的pH值为6.5～8.5 有毒物质 主要是重金属，H2S、酚等
• 序批式活性污泥法（SBR法）
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内容
➢基本概念 ➢气体传递和曝气池 ➢活性污泥法的发展和演变 ➢ 曝气池的计算 ➢二次沉淀池
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曝气池的计算：纯经验方法
有机物负 荷率法
劳伦斯（Lawronce） 和麦卡蒂(McCarty)
法
麦金尼 (McKinney)
法
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劳伦斯和麦卡蒂法
完全混合曝气池的计算模式
污水中的X0 很小,可以忽略不计,因而Xo =0, 在稳
定状态下dX/dt=0且 dS S0 S
dt
t
污泥龄： c 活性污泥/总 每量 日排放剩余污
C
VX QwXu QeXe
V X CQ (1 Y(S K0dC S))
回流比
R QR Q
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劳伦斯和麦卡蒂法
完全混合曝气池的计算模式
➢ 曝气池体积的计算 ➢ 排出的剩余活性污泥量计算 ➢ 确定所需的空气量
50
60
10
20
10 5（8）
20 8（15）
1
1.5
如何去除以达 到排放标准？
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内容组成
➢ 生物脱氮处理技术 ➢ 生物除磷处理技术 ➢ 生物同步脱氮除磷处理技术
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一、生物脱氮处理技术 氮在水中的存在形态与分类
有机N （尿素、氨基酸、蛋白质）
为主
TKN
N 少量
NH3-N
处理生活污水的活性污泥
MLVSS: 70% NVSS: 30%
MLVSS: 一般范围为55％～75％
NVSS: 一般范围为25％～45％
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➢活性污泥的沉降浓缩性能
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。
*以沉淀活性污泥的体积占混合液体积的比例（%）表示污泥沉降
干固体和水分
含水98％～99％ 干固体1％～2%
MLSS
MLVSS
NVSS
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构成活性污泥法的三个要素
引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是 活性污泥；
废水中的有机物，它是处理对象，也是微生 物的食料；
溶解氧，没有充足的溶解氧，好氧微生物 既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。
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活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
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将上式进行积分，可求得总的传质系数：
d dt KLa(s L)
KLa2.3t21 t1lgS S 1 2
KLa值受污水水质的影响，把用于清水测出的值用于 污水，要采用修正系数α，同样清水的ρs值要用于污 水要乘以系数β，因而上式变为：
K La ( 污水 K La ( 清水
) )
s ( 污水 s ( 清水
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内容
➢基本概念 ➢气体传递和曝气池 ➢活性污泥法的发展和演变 ➢曝气池的计算 ➢二次沉淀池
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活性污泥法运行中的监测项目
反映处理效果的指标 BOD5、COD、SS、VS、有毒物质
反映污泥情况指标 SV、MLSS、MLVSS、SVI、DO、微生物
反映污泥营养和环境条件的指标 N、P、水温、PH
第二篇
水污染控制工程
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目录
第一节 废水处理微生物学基础 第二节 废水的好氧生物处理（一） 稳定塘、土地处理 第三节 废水的好氧生物处理（二）--生物膜法 第四节 废水的好氧生物处理（三）--活性污泥法 第五节 废水的厌氧生物处理 第六节 生物脱氮除磷技术 第七节 水处理厂污泥处理技术
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内容
➢基本概念 ➢气体传递和曝气池 ➢活性污泥法的发展和演变 ➢曝气池的计算 ➢二次沉淀池
➢ 曝气池体积的计算 ➢ 排出的剩余活性污泥量计算 ➢ 确定所需的空气量
(1)曝气池体积的计算
应把整个系统作为整体来考虑，包括曝气池、二沉
池、曝气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处 理处置。
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对系统进行微生物量的物料平衡计算：
d d X tV Q 0 X 0 Q w X u ( Q 0 Q w )X e V y d d S t K d X
✓ 未加处理或处理不完全的工业废水和生活污水 ✓ 有机垃圾和家畜家禽粪便以及农施化肥
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一般城市污水水质与排放要求
项目
CODcr BOD5
SS TKN(NH3-N)
TP
进水水质/（mg·L-1）
250~300 100~150 150~200 35（25）
5~6
国家排放标准/（mg·L-1）
一级A
一级B
) )
d
dt
KLa(s L)