51 第五章工業(yè)廢水好氧處理-泥法60ppt課件

1、第一章第一章 工業(yè)廢水處置概論工業(yè)廢水處置概論第二章第二章 工業(yè)廢水的物理處置工業(yè)廢水的物理處置第三章第三章 工業(yè)廢水的化學處置工業(yè)廢水的化學處置第四章第四章 工業(yè)廢水的物化處置工業(yè)廢水的物化處置第五章第五章 工業(yè)廢水的生物處置工業(yè)廢水的生物處置第六章第六章 工業(yè)廢水的處置運用工業(yè)廢水的處置運用一、工業(yè)廢水的可生化性 指在微生物的作用下，使某一物質(zhì)改動原來的化學和物理性質(zhì)，在構(gòu)造上引起的變化程度。 1.1 生物降解性能的定義： 1.2 工業(yè)廢水中有機物的分類：無生物毒性，易降解的，包括大多數(shù)有機物，如淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)；無生物毒性，難降解的，如：烴類、木質(zhì)素、纖維素、烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醇等；

2、有生物毒性，可生物降解的，如：鄰氯酚、甲醛、苯酚、硝基化合物等；有生物毒性，難生物降解的，如：多氯聯(lián)苯、喹啉、吡啶、塑料、橡膠等高分子聚合物等。1.4 廢水可生化性的分類 初級生物降解指有機物原來的化學構(gòu)造發(fā)生了變化，改動了分子的完好性； 環(huán)境可接受的生物降解指有機物失去了對環(huán)境有害的特性； 完全降解在好氧條件下，有機物被完全無機化，轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2O ；在厭氧條件下，有機物被完全轉(zhuǎn)化為CH4、CO2和H2O等。 1.5 工業(yè)廢水可生化性的評價方法1.5.1 水質(zhì)目的評價法以BOD5與COD及BOD5COD比值作為廢水有機污染的綜合目的。當比值在0.30.35以上即以為是容易生物降解的，但也

3、經(jīng)常出現(xiàn)假陽性和假陰性的景象。 B/C0.6 可生化性良好 B/C=0.450.6可生化性較好 B/C=0.250.45可生化性尚可 B/C烯烴炔烴 具有伯碳原子的化合物比具有仲碳原子的化合物容易生物降解，叔碳原子和季碳原子更難生物降解。 伯碳化合物仲碳化合物叔碳化合物季碳化合物 如丙醇的B/C比0.625，丙炔醇僅為0.02; 正丁醇B/C比為0.55，叔丁醇B/C比為零。(3)鹵素化合物鹵素化合物 對微生物有一定的毒性，生物降解性也對微生物有一定的毒性，生物降解性也差。鹵原子越多，可降解性越差，毒性越差。鹵原子越多，可降解性越差，毒性越大。大。如：一氯甲烷如：一氯甲烷二氯甲烷二氯甲烷三氯甲

4、烷三氯甲烷四氯化四氯化碳碳留意：留意： 鹵素化合物降解過程中有鹵化氫生成，鹵素化合物降解過程中有鹵化氫生成，降低廢水的降低廢水的pH值。值。提高鹵素化合物生物可降解性的預處置技術(shù)提高鹵素化合物生物可降解性的預處置技術(shù)：堿性水解或金屬復原。堿性水解或金屬復原。(4)醇類化合物醇類化合物 醇是一類容易生物降解的物質(zhì)，但丙醇是一類容易生物降解的物質(zhì)，但丙炔醇、氯乙醇、叔丁醇等難以生物降解炔醇、氯乙醇、叔丁醇等難以生物降解。(5) 醚類化合物醚類化合物 普通均屬于生物不可降解的物質(zhì)，但普通均屬于生物不可降解的物質(zhì)，但對微生物的毒性不大。對微生物的毒性不大。預處置措施：氣提、蒸餾。預處置措施：氣提、蒸餾

5、。(6)醛、酮、酸、酯、酚、醌、酰胺、腈醛、酮、酸、酯、酚、醌、酰胺、腈類化合物類化合物 均為容易生物降解的化合物。除非均為容易生物降解的化合物。除非含鹵素、叔碳原子、三價鍵等。含鹵素、叔碳原子、三價鍵等。(7)硝基、亞硝基、偶氮化合物硝基、亞硝基、偶氮化合物 均為生物難降解化合物，能夠?qū)ξ⑸鶠樯镫y降解化合物，能夠?qū)ξ⑸镞€具有毒性作用。物還具有毒性作用。預處置措施：硫酸亞鐵或鐵碳法復原，將預處置措施：硫酸亞鐵或鐵碳法復原，將硝基、亞硝基、偶氮基團復原為苯胺類硝基、亞硝基、偶氮基團復原為苯胺類化合物?；衔铩?8) 胺類化合物胺類化合物 胺類化合物的生物可降解性和其氮原胺類化合物的生物可降

6、解性和其氮原子上的取代基的數(shù)目多少有關(guān)。子上的取代基的數(shù)目多少有關(guān)。 伯胺伯胺仲胺仲胺叔胺叔胺季胺季胺留意：長碳鏈季胺鹽具有劇烈的泡沫作用，留意：長碳鏈季胺鹽具有劇烈的泡沫作用，這對生物處置極為不利。這對生物處置極為不利。預處置方法：低分子叔胺可用氣提、蒸餾、預處置方法：低分子叔胺可用氣提、蒸餾、萃取等方法預處置，季胺可用沉淀法、溶萃取等方法預處置，季胺可用沉淀法、溶劑萃取法、泡沫分別法等進展預處置。劑萃取法、泡沫分別法等進展預處置。芳胺均屬于生物易降解化合物，除非有其他芳胺均屬于生物易降解化合物，除非有其他難降解要素存在。難降解要素存在。(9) 有機硫化物有機硫化物 工業(yè)廢水中常見的有機硫化

7、合物有洗滌劑、工業(yè)廢水中常見的有機硫化合物有洗滌劑、水溶性染料等。水溶性染料等。 在洗滌劑中有有機硫酸鹽和有機磺酸鹽，當在洗滌劑中有有機硫酸鹽和有機磺酸鹽，當碳鏈為直鏈時，其生物降解性較好；如有較多碳鏈為直鏈時，其生物降解性較好；如有較多的支鏈時，其生物降解性較差。的支鏈時，其生物降解性較差。 烷基硫酸鹽的生物降解性烷基硫酸鹽的生物降解性烷基磺酸鹽烷基磺酸鹽預處置措施：預處置措施： 鎂鹽沉淀法、泡沫分別法鎂鹽沉淀法、泡沫分別法留意：留意： 生物降解過程中會產(chǎn)生硫酸，使水的生物降解過程中會產(chǎn)生硫酸，使水的pH值值降低。降低。(10) 雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物 比較復雜，普通情況下，如沒有生物降比較復

8、雜，普通情況下，如沒有生物降解不利要素，降解微生物經(jīng)過一段時間的解不利要素，降解微生物經(jīng)過一段時間的馴化，可以生物降解。馴化，可以生物降解。(11) 有機元素化合物有機元素化合物 大多數(shù)的有機元素化合物生物降解性較大多數(shù)的有機元素化合物生物降解性較差，能夠?qū)ξ⑸锞哂卸拘宰饔茫缬袡C差，能夠?qū)ξ⑸锞哂卸拘宰饔?，如有機汞、有機錫、有機磷酸酯等。含有機磷酸汞、有機錫、有機磷酸酯等。含有機磷酸酯廢水先進展水解，使磷酸游離出來，再酯廢水先進展水解，使磷酸游離出來，再經(jīng)過生物降解。經(jīng)過生物降解。(12) 水溶性高分子化合物水溶性高分子化合物 分子量越大，生物降解性越差。分子量越大，生物降解性越差。(1

9、3) 具有殺菌作用的成分具有殺菌作用的成分 生物降解性較差，對微生物還具有毒性生物降解性較差，對微生物還具有毒性作用。作用。 如含土霉素廢水，對厭氧處置中的產(chǎn)甲如含土霉素廢水，對厭氧處置中的產(chǎn)甲烷菌具有抑制造用，普通采用鐵鹽、石灰烷菌具有抑制造用，普通采用鐵鹽、石灰預處置，以保證生化的正常運轉(zhuǎn)。預處置，以保證生化的正常運轉(zhuǎn)。1.5.3 其他方法 微生物耗氧速度法瓦呼儀法 根據(jù)有機物的生化呼吸線與內(nèi)源呼吸線的比較來判別有機物的生物降解性能。測試時，接種物可采用活性污泥，接種量為13 gSS/l。 脫氫酶活性法1.6 影響可生化性的要素 1、與污染物質(zhì)的種類、性質(zhì)有關(guān)的要素化學組成、理化性質(zhì)、濃度

10、、與其它基質(zhì)的共存等； 2、與微生物的種類、性質(zhì)有關(guān)的要素微生物的來源、數(shù)量、種屬間的關(guān)系等； 3、與有機物、微生物所處的環(huán)境有關(guān)的要素pH值、DO、溫度、營養(yǎng)物質(zhì)等。二、工業(yè)廢水好氧生物處置 工藝方式 工業(yè)廢水處置的工藝與城市污水處置工藝類似，主要區(qū)別在于： 設(shè)計參數(shù) 處置流程與級數(shù)2.1 工業(yè)廢水好氧生物處置常見工藝 活性污泥法 推流式活性污泥法 完全混合法 生物膜法 生物接觸氧化法 生物轉(zhuǎn)盤法 生物濾池法 曝氣生物濾池2.1.1 活性污泥法的根本原理 活性污泥法的根本工藝流程 剩余活性污泥回流污泥二次沉淀池廢水曝氣池初次沉淀池出水空氣2.1.2 活性污泥法的根本組成 曝氣池：反響主體。

11、二沉池： a進展泥水分別，保證出水水質(zhì)；b保證回流污泥，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。 回流系統(tǒng)：a維持曝氣池的污泥濃度；b改動回流比，改動曝氣池的運轉(zhuǎn)工況。 剩余污泥排放系統(tǒng)： a是去除有機物的途徑之一；b維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。 供氧系統(tǒng)： 提供足夠的溶解氧 。2.1.3 活性污泥法有效運轉(zhuǎn)的根本條件 廢水中含有足夠的可溶性易降解有機物； 混合液含有足夠的溶解氧；活性污泥延續(xù)回流，使混合液堅持一定濃度的活性污泥，及時排除剩余污泥； 活性污泥在池內(nèi)呈懸浮形狀； 無有毒有害的物質(zhì)流入。 2.1.4 活性污泥的根本性質(zhì) 物理性能：“菌膠團、“生物絮凝體；顏色：褐色、土黃色、鐵紅色；氣味：泥土味城市污水；比

12、重：略大于11.0021.006；粒徑：0.020.2 mm；比外表積：20100cm2/ml；活性污泥的含水率：99.299.8%。 2.1.5 2.1.5 活性污泥中的微生物活性污泥中的微生物 活性污泥由細菌、真菌、原生動物、后生動物等微生物組成。 細菌：是活性污泥凈化功能最活潑的成分。主要菌種有：動膠桿菌屬、假單胞菌屬、微球菌屬、黃桿菌屬、芽胞桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、無色桿菌屬等。 其它微生物-原生動物、后生動物-在活性污泥中大約為103個/ml。2.1.6 細菌的根本特征1) 絕大多數(shù)細菌都是好氧或兼性化能異養(yǎng)型原核細菌；2) 在好氧條件下，具有很強的分解有機物的功能；3) 具有較高的增殖

13、速率，世代時間僅為2030分鐘；4) 其中的動膠桿菌具有將大量細菌結(jié)合成為“菌膠團的功能?；钚晕勰嗟奶卣?具有很強的吸附才干； 具有很強的分解、氧化有機物才干異化作用和同化作用； 具有良好的沉降性能絮狀構(gòu)造。2.1.7 傳統(tǒng)推流式活性污泥法 主要優(yōu)點：1) 處置效果好：BOD5的去除率可達9095%；2) 對廢水的處置程度比較靈敏，可根據(jù)要求進展調(diào)理。 存在問題：1) 為了防止池首端構(gòu)成厭氧形狀，不宜采用過高的有機負荷，因此池容較大，占地面積較大；2) 在池末端能夠出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的景象，會浪費了動力費用；3) 對沖擊負荷的順應(yīng)性較弱。2.1.8 完全混合活性污泥法 主要特點：a.可以

14、方便地經(jīng)過對F/M的調(diào)理，使反響器內(nèi)的有機物降解反響控制在最正確形狀；b.廢水一進入曝氣池，就立刻被大量混合液所稀釋，所以對沖擊負荷有一定的抵抗才干；c.適宜于處置較高濃度的有機工業(yè)廢水。 構(gòu)造方式：合建式曝氣沉淀池、分建式。2.1.9 曝氣池的類型 按混合液在曝氣池內(nèi)的流態(tài)，分為推流式、完全混合式和循環(huán)混合式三種； 按曝氣方式，分為鼓風曝氣池、機械曝氣池及機械鼓風曝氣池； 按曝氣池的外形，分為長方廊道形、圓形、方形以及環(huán)狀跑道形等四種； 按曝氣池與二沉池的關(guān)系，分為合建式即曝氣沉淀池和分建式兩種。 2.1.10 曝氣的作用 充氧：向活性污泥中的微生物提供溶解氧，滿足其在生長和代謝過程中所需的

15、氧量。 攪動混合：使活性污泥在曝氣池內(nèi)處于懸浮形狀，與廢水充分接觸。2.1.11 曝氣系統(tǒng)的設(shè)計計算 鼓風曝氣系統(tǒng)：鼓風曝氣系統(tǒng)： 求風量即供氣量：求得需氧速率求風量即供氣量：求得需氧速率O2 O2 ，根據(jù)供，根據(jù)供氧速率氧速率 = =需氧速率，求得規(guī)范氧轉(zhuǎn)移速率，求需氧速率，求得規(guī)范氧轉(zhuǎn)移速率，求得供氣量得供氣量m3/dm3/d 或或(m3/min)(m3/min)； 求風壓風機出口風壓：根據(jù)管路系統(tǒng)的沿求風壓風機出口風壓：根據(jù)管路系統(tǒng)的沿程阻力、部分阻力、靜水壓力再加上一定的余程阻力、部分阻力、靜水壓力再加上一定的余量，得到所要求的最小風壓。量，得到所要求的最小風壓。 根據(jù)風量與風壓選擇適

16、宜的風機。根據(jù)風量與風壓選擇適宜的風機。 曝氣系統(tǒng)的計算方法 鼓風曝氣系統(tǒng)風量空氣量風量空氣量(m3/d)供氧速率供氧速率(kgO2/d)需氧速率需氧速率(kgO2/d)風壓風壓 vrVXbQSaO2=實踐條件實踐條件規(guī)范條件規(guī)范條件？風機選擇風機選擇規(guī)范條件規(guī)范條件曝氣的原理與過程：曝氣的原理與過程：氣泡氣泡細胞細胞BODDOCO2/H2O空氣空氣O221%N279%壓力、壓力、氣量氣量供氧：供氧：FICK定律定律與雙膜實際、與雙膜實際、KLa需氧：需氧：vrVXbQSaO2曝氣：供氣實踐廢水曝氣：供氣實踐廢水O279%DO=12mg/L供氧與需氧供氧與需氧供氧與供氣供氧與供氣實踐與規(guī)范實踐

17、與規(guī)范曝氣設(shè)備：曝氣設(shè)備：規(guī)范形狀下規(guī)范形狀下供氣量、阻力供氣量、阻力2.1.12 鼓風曝氣安裝 鼓風曝氣安裝可分為：微小氣泡型、中氣泡型、大氣泡型、水力剪切型、水力沖擊型等 。 微小氣泡型曝氣安裝： 由微孔透氣資料陶土、氧化鋁、氧化硅或尼龍等制成的分散板、分散盤和分散管等； 氣泡直徑在2mm以下為小氣泡； 氣泡在200m以下者，為微孔； 氧的利用率較高，EA=1525%； 動力效率在2 kgO2/kw.h以上； 缺陷：易堵塞，空氣需經(jīng)過濾凈化，分散阻力大。微孔曝氣器曝氣軟管曝氣軟管 中氣泡型曝氣安裝： 氣泡直徑為26mm。 1) 穿孔管： 氧的利用率EA = 58%； 2) 新型中氣泡型曝氣

18、安裝： 散流式曝氣器 氧的利用率EA = 812%。水力剪切型空氣分散安裝： 利用安裝本身的構(gòu)造特點，產(chǎn)生水力剪切作用，將大氣泡切割成小氣泡，添加氣液接觸面積，到達提高效率的目的。如：螺旋曝氣器等。 螺旋曝氣器p155圖4-58、4-59 氧利用率EA = 610%。 水力沖擊型曝氣器： 射流曝氣：分為自吸式和供氣式自吸式射流曝氣器由壓力管、噴嘴、吸氣管、混合室和出水管等組成； 氧的利用率EA = 20%； 噪音小，無需鼓風機房； 普通適用于小規(guī)模污水廠。 2.2 泥法的常見異常景象與對策 1、污泥腐化、污泥腐化 景象：活性污泥呈灰黑色、污泥發(fā)生厭景象：活性污泥呈灰黑色、污泥發(fā)生厭氧反響，污泥

19、中出現(xiàn)硫細菌，出水水質(zhì)氧反響，污泥中出現(xiàn)硫細菌，出水水質(zhì)惡化；惡化； 緣由：緣由：1)負荷量增高；負荷量增高；2)曝氣缺乏；曝氣缺乏；3)工業(yè)廢水的流入等；工業(yè)廢水的流入等； 對策：對策：1)控制負荷量；控制負荷量；2)增大曝氣量；增大曝氣量；3)切斷或控制工業(yè)廢水的流入。切斷或控制工業(yè)廢水的流入。 2、污泥上浮、污泥上浮 景象：污泥沉淀景象：污泥沉淀3060min后呈層狀上后呈層狀上浮，多發(fā)生在夏季；浮，多發(fā)生在夏季； 緣由：硝化作用導致在二沉池中被復原緣由：硝化作用導致在二沉池中被復原成成N2，引起污泥上??；，引起污泥上??； 對策：減少污泥在二沉池的對策：減少污泥在二沉池的HRT。3、污泥

20、解體、污泥解體景象：在沉淀后的上清液中含有大量的懸景象：在沉淀后的上清液中含有大量的懸浮微小絮體，出水透明度下降；浮微小絮體，出水透明度下降；緣由：污泥解體；曝氣過度；負荷下降，緣由：污泥解體；曝氣過度；負荷下降，活性污泥本身氧化過度；活性污泥本身氧化過度；對策：減少曝氣；增大負荷量。對策：減少曝氣；增大負荷量。4、泥水界面不明顯、泥水界面不明顯 景象：泥水沒有明晰的界面。景象：泥水沒有明晰的界面。 緣由：高濃度有機廢水的流入，使微生緣由：高濃度有機廢水的流入，使微生物處于對數(shù)增長期；污泥構(gòu)成的絮體性物處于對數(shù)增長期；污泥構(gòu)成的絮體性能較差；能較差； 對策：降低負荷；增大回流量以提高曝對策：降

21、低負荷；增大回流量以提高曝氣池中的氣池中的MLSS，降低，降低F/M值。值。 5、污泥膨脹 指活性污泥質(zhì)量變輕、膨大，沉降性能惡化，在二沉池中不能正常沉淀下來，SVI異常增高，可達400以上。 5.1 絲狀菌污泥膨脹 主要是由于絲狀菌異常增殖而引起的，主要的絲狀菌有：球衣菌屬、貝氏硫細菌以及正?；钚晕勰嘀械哪承┙z狀菌如芽孢桿菌屬、某些霉菌等。 污泥膨脹的“選擇性實際生長速率基質(zhì)濃度高基質(zhì)濃度低基質(zhì)濃度菌膠團菌膠團細菌細菌絲狀菌絲狀菌以為活性污泥中主要存在著兩大類群的細菌：以為活性污泥中主要存在著兩大類群的細菌： 菌膠團細菌和絲狀細菌菌膠團細菌和絲狀細菌5.1.1 5.1.1 絲狀菌污泥膨脹類型

22、絲狀菌污泥膨脹類型 (1) 低F/M比即低基質(zhì)濃度引起的營養(yǎng)缺乏型膨脹； (2) 低溶解氧濃度引起的溶解氧缺乏型膨脹； (3) 高H2S濃度引起的硫細菌型膨脹。 5.1.2 污泥膨脹的對策 5.1.2.1 暫時控制措施：(l) 污泥助沉法： 改善、提高活性污泥的絮凝性，投加絮凝劑如：硫酸鋁； 改善、提高活性污泥的沉降性、密實性，投加粘土、消石灰等； (2) 滅菌法： 殺滅絲狀菌，如投加氯、臭氧、過氧化氫等的藥劑； 投加硫酸銅，可控制有球衣菌引起的膨脹。 5.1.2.2 工藝運轉(zhuǎn)調(diào)理措施 (1) 加強曝氣：提高混合液的DO值；使污泥常處于好氧形狀，防止污泥腐化，加強預曝氣或再生性曝氣； (2)

23、調(diào)理運轉(zhuǎn)條件：調(diào)整進水pH值；調(diào)整混合液中的營養(yǎng)物質(zhì)；如有能夠，可思索調(diào)理水溫絲狀菌膨脹多發(fā)生在20以上；調(diào)整污泥負荷，當超越0.35kgBOD /kgMLSS.d時，易發(fā)生絲狀菌膨脹。 5.1.2.3 永久性控制措施： 在工藝中添加一個生物選擇器，該法主要針對低基質(zhì)濃度下引起的營養(yǎng)缺乏型污泥膨脹，其出發(fā)點就是呵斥曝氣池中的生態(tài)環(huán)境有利于選擇性地開展菌膠團細菌，運用生物競爭的機制抑制絲狀菌的過度增殖，從而控制污泥膨脹。生物選擇器生物選擇器(1)好氧選擇器：在曝氣池之前添加一個預好氧選擇器：在曝氣池之前添加一個預曝氣池，使回流污泥與進水充分混合，其曝氣池，使回流污泥與進水充分混合，其停留時間停留時間530min，多為，多為20min的選的選擇非常重要。擇非常重要。進水進水選擇器選擇器曝氣池曝氣池二沉池二沉池回流污泥回流污泥出水出水生物選擇器 好氧選擇器： 缺氧選擇器：高的基質(zhì)濃度；菌膠團細菌在缺氧條件下但有NO3有比絲狀菌高得多的基質(zhì)利用率和硝酸鹽復原率； 厭氧選擇器：其作用機制與缺氧選擇器類似，即在厭氧條件下，絲狀菌具有較低的多聚磷酸鹽的釋放速度而遭到抑制。 5.2 非絲狀菌性膨脹5.2.1 高粘性污泥膨脹：高粘性污泥膨脹： 景象：廢水凈化效果良好，但污泥難于沉淀景象：廢水凈化效果良好，但污泥難于沉淀，污泥顆粒大量隨出水流失；，污泥