廢水生物處理基本原理

1、關(guān)于廢水生物處理基本原理第一張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理借助環(huán)境工程和化學(xué)工程的手段和方法，以微生物作用為主體開發(fā)出了種種用于控制和治理水污染治理的新方法。廢水生物處理：代表：活性污泥法、生物膜法、厭氧處理法、生物脫氮、除磷等工藝技術(shù) 第二張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理基本概念 所謂“好氧”：是指這類生物必須在有分子態(tài)氧氣（O2）的存在下，才能進(jìn)行正常的生理生化反應(yīng)。 所謂“厭氧”：是能在無分子態(tài)氧存在的條件下，能進(jìn)行正常的生理生化反應(yīng)的生物。 第三張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢

2、水生物處理基本原理有機(jī)污染物好氧微生物處理的一般途徑 第四張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理廢水好氧生物處理過程中有機(jī)物的代謝及微生物的合成，可用下列基本圖式來表示：第五張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理1914年在英國建成第一座活性污泥污水處理試驗(yàn)廠是目前城市污水處理的主要方法。作用原理：普通活性污泥法是依據(jù)廢水的自凈作用原理發(fā)展而來的。第一節(jié) 活性污泥法第六張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理第七張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理活性

3、污泥法的特點(diǎn)：曝氣池中污泥濃度一般控制在23g/L，廢水濃度高時(shí)采用較高數(shù)值。廢水在曝氣池中的停留時(shí)間(HRT)常采用48h，視廢水中有機(jī)物濃度而定。回流污泥量約為進(jìn)水流量的2550左右 BOD和懸浮物去除率都很高，達(dá)到9095左右 第八張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理不足之處：對水質(zhì)變化的適應(yīng)能力不強(qiáng)；所供的氧不能充分利用，因?yàn)樵谄貧獬厍岸藦U水水質(zhì)濃度高、污泥負(fù)荷高、需氧量大，而后端則相反，但空氣往往沿池長均勻分布，這就造成前端供氧量不足、后端供氧量過剩的情況。因此，在處理同樣水量時(shí)，同其他類型的活性污泥法相比，曝氣池相對龐大、占地多、能耗費(fèi)用高。

4、第九張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理二、階段曝氣活性污泥法階段曝氣法也稱為多點(diǎn)進(jìn)水活性污泥法，它是普通活性污泥法的一個(gè)簡單的改進(jìn)，可克服普通活性污泥法供氧同需氧不平衡的矛盾。 曝氣池容積同普通活性污泥法比較可以縮小30左右，但其出水差于普通活性污泥法。第十張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理三、漸減曝氣法克服普通活性污泥法曝氣池中供氧、需氧不平衡另一個(gè)改進(jìn)方法是將曝氣池的供氧沿活性污泥推進(jìn)方向逐漸減少，這即為漸減曝氣法。該工藝曝氣池中有機(jī)物濃度隨著向前推進(jìn)不斷降低、污泥需氧量也不斷下降、曝氣量相應(yīng)減少第十一張，PP

5、T共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理第十二張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理四、吸附再生活性污泥法吸附再生活性污泥法系根據(jù)廢水凈化的機(jī)理，污泥對有機(jī)污染物的初期高速吸附作用，將普通活性污泥法作相應(yīng)改進(jìn)發(fā)展而來。第十三張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理特點(diǎn)：（1）回流污泥量比普通活性污泥法多，回流比一般在50 100左右（2）吸附池和再生池的總?cè)莘e比普通活性污泥法曝氣池小得多，空氣用量并不增加，因此減少了占地和降低了造價(jià)。（3）具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)平衡能力，以適應(yīng)進(jìn)水負(fù)荷的變化（4）缺點(diǎn)是去除

6、率較普通活性污泥法低，尤其是對溶解性有機(jī)物較多的工業(yè)廢水，處理效果不理想。第十四張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理五、完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法的流程和普通活性污泥法相同，但廢水和回流污泥進(jìn)入曝氣池時(shí)，立即與池內(nèi)原先存在的混合液充分混合。(a) 采用擴(kuò)散空氣曝氣器的完全混合活性污泥法工藝流程；(b) 采用機(jī)械曝氣的完全混合活性污泥工藝流程；(c) 合建式圓形曝氣沉淀池第十五張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理第十六張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理優(yōu)點(diǎn)：微生物的代謝速

7、率甚高。廢水水力停留時(shí)間往往較短，系統(tǒng)的負(fù)荷較高構(gòu)筑物的占地較省。缺點(diǎn)：導(dǎo)致出水水質(zhì)較差較易發(fā)生絲狀菌過量生長的污泥膨脹等運(yùn)行間題第十七張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理六、序批式活性污泥法序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor，簡稱SBR)是國內(nèi)外近年來新開發(fā)的一種活性污泥法，其工藝特點(diǎn)是將曝氣池和沉淀池合而為一，生化反應(yīng)雖分批進(jìn)行，基本工作周期可由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五個(gè)階段組成第十八張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理SBR具有下述特點(diǎn)：1構(gòu)造簡單、節(jié)省投資省去了二沉池、回流

8、裝置和調(diào)節(jié)池等設(shè)施，因此基建投資較低。2控制靈活，可滿足各種處理要求一個(gè)周期中各個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間、總停留時(shí)間、供氣量等都可按照進(jìn)水水質(zhì)和出水要求而加以調(diào)節(jié)。3活性污泥性狀好、污泥產(chǎn)率低污泥結(jié)構(gòu)緊密，沉降性能良好。此外在沉降期幾乎是在靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，因此污泥沉降時(shí)間短、效率高。SBR的運(yùn)行周期中有一閑量期、污泥處于內(nèi)源呼吸階段，因此污泥產(chǎn)率比較低。4脫氮效果好第十九張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理CAST工藝：作為SBR工藝的一種變型，在CAST系統(tǒng)中污水按一定的周期和階段得到處理。每一循環(huán)由下列階段組成并不斷重復(fù)： 充水曝氣； 充水沉淀； 撇水； 閑置

9、。圖17 CAST系統(tǒng)的反應(yīng)池構(gòu)造l、選擇器；2、厭氧區(qū)；3、主反應(yīng)區(qū)第二十張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理1.工藝簡單，占地面積小，投資較低，沒有二沉池，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。2.曝氣階段生化反應(yīng)推動(dòng)力大：這有利于減少曝氣池容積，降低工程投資。3.沉淀效果好，可有效防止污泥絲狀膨脹。4.運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)，當(dāng)進(jìn)行脫氮除磷時(shí)，可通過間斷曝氣控制反應(yīng)池的溶解水平，提高脫氮除磷的效果。5.CAST工藝可應(yīng)用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛。6.運(yùn)行穩(wěn)定性好。7.基質(zhì)去除率較高。8.剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。第二十一張，P

10、PT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理七、生物吸附氧化法(AB法)第二十二張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理七、生物吸附氧化法(AB法)特點(diǎn)： AB法屬于兩段活性污泥法范疇，但通常不設(shè)初沉池，以便充分利用活性污泥的吸附作用； A級和B級的污泥回流是截然分開的，因而在兩級中具有組成和功能均不相同的微生物種群； A級以極高負(fù)荷運(yùn)行，其污泥負(fù)荷率從大于2.0kgBOD(kgMLSSd)，水力停留時(shí)間為0.5h左右，對不同進(jìn)水水質(zhì)，A級可選擇以好氧或缺氧方式運(yùn)行； B級則以低負(fù)荷運(yùn)行，其污泥負(fù)荷率從小于0.3kgBOD(kgMLSS

11、d)。 第二十三張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理八、延時(shí)曝氣法延時(shí)曝氣，又稱完全氧化活性污泥法，為長時(shí)間曝氣的活性污泥法。采用低負(fù)荷方式運(yùn)行，去除率高，污泥量少 第二十四張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理九、氧化溝連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池通常簡稱為氧化溝，是活性污泥法的一種改型，屬延時(shí)曝氣的一種特殊形式。圖110 卡羅塞爾氧化溝示意圖 第二十五張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理特點(diǎn)；運(yùn)行負(fù)荷低，處理深度大;由于曝氣裝置只設(shè)置在氧化溝的局部區(qū)段，離曝氣機(jī)不同距離處形成好氧、缺氧以及厭氧

12、區(qū)段，故可具有反硝化脫氮的功能；污泥沉降性能好，無臭味；耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)性大；污泥產(chǎn)量較少；動(dòng)力消耗較低，在采用轉(zhuǎn)刷曝氣時(shí)，噪聲亦極小。第二十六張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理第二十七張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理第二十八張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理十、活性污泥法的其他幾種運(yùn)行方式1射流曝氣工藝?yán)蒙淞髌貧馄鞒溲醯幕钚晕勰喾ǎQ為射流曝氣活性污泥法。 根據(jù)空氣補(bǔ)給的方式，又分為供氣式射流曝氣(由鼓風(fēng)機(jī)提供壓力氣源)和自吸式射流曝氣(利用射流器直接抽吸外界空氣)。前

13、者效率較高，可達(dá)1.62.2kgO2/kWh(鼓風(fēng)機(jī)3mm穿孔管中層曝氣時(shí)，動(dòng)力效率一般在1.0kgO2/kWh左右)，但鼓風(fēng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲污染；后者動(dòng)力效率較低，但也已達(dá)到1.12.0kgO2/kWh，同時(shí)可免去鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)置，徹底消除噪聲的二次污染。 第二十九張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理十、活性污泥法的其他幾種運(yùn)行方式2純氧曝氣工藝其特點(diǎn)是以純氧代替空氣曝氣，曝氣池密閉，以提高供氧效率和有機(jī)物降解效率。其優(yōu)點(diǎn)是溶解氧飽和值較高，氧傳遞速率快，生物處理的速度得以提高，因此曝氣時(shí)間短，僅為1.53.0h，污泥濃度約40008000mgMLSS/L

14、，處理效果好。其缺點(diǎn)是純氧制備過程較復(fù)雜，易出故障，運(yùn)行管理較麻煩；曝氣池密封，又對結(jié)構(gòu)的要求提高；進(jìn)水中混有的易揮發(fā)性的碳?xì)浠衔锶菀自诿荛]的曝氣池中積累，因此容易引起爆炸故曝氣池必須考慮防爆措施；生成的CO2也使氣體中CO2分壓上升，溶解于液體，并導(dǎo)致pH值下降，妨礙生物處理的正常運(yùn)行，會(huì)影響處理效率。在有現(xiàn)成純氧供應(yīng)的工業(yè)區(qū)內(nèi)及場地異常緊張的情況下使用該法是合適的。 第三十張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理十、活性污泥法的其他幾種運(yùn)行方式3投料式活性污泥法活性污泥法的各種工藝在運(yùn)行過程中，最關(guān)鍵之處在于維持活性污泥的活性和凝聚性(沉淀性能)。而活性

15、污泥的凝聚性能極易受進(jìn)水水質(zhì)和外界因素的影響，從而導(dǎo)致二沉池出水飄泥等異?，F(xiàn)象。此時(shí)，在曝氣池中投加粉末活性炭、混凝劑或其池化學(xué)藥劑，往往會(huì)取得很好的效果，這就是所謂的“投料式”活性污泥法。其中以投加粉末活性炭為多，又稱PACT法(粉末活性污泥法)。 第三十一張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理第二節(jié) 生物膜法優(yōu)點(diǎn)： 供氧充分，傳質(zhì)條件好； 采用輕質(zhì)塑料填料后構(gòu)筑物輕巧，填料比表面積大； 設(shè)備處理能力大，處理效果好， 不生長濾池蠅，氣味小，衛(wèi)生條件好。生物膜法與活性污泥法的主要區(qū)別在于生物膜固定生長或附著生長于固體填料(或稱載體)的表面，而活性污泥則以絮體

16、(floc)方式懸浮生長于處理構(gòu)筑物中。第三十二張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 廢水生物處理基本原理第三十三張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月生物膜法第三十四張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.1概述和基本原理生物膜法是依靠固著于固體介質(zhì)表面的微生物來凈化有機(jī)物的，因而這種方法亦稱為生物過濾法。 生物膜法的缺點(diǎn)：由于固著于固體表面的微生物量較難控制，因而在運(yùn)轉(zhuǎn)操作上伸縮性差；濾料表面積小，BOD容積負(fù)荷有限，因而空間效果差；采用自然通風(fēng)供養(yǎng)，在生物膜內(nèi)層往往形成厭氧層，從而縮小了具有凈化功能的有效容積。然而由于新工藝新濾料的研制成功，生物膜法

17、作為良好的好氧生物處理技術(shù)仍被廣泛的應(yīng)用著。第三十五張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.1 概述和基本原理生物膜法的類型：（1）潤壁型生物膜法廢水和空氣沿固定的或轉(zhuǎn)動(dòng)的接觸介質(zhì)表面的生物膜流過，如生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤等；（2）浸沒型生物膜法生物膜載體完全浸沒在水中，通過鼓風(fēng)曝氣供氧。如載體固定，稱為接觸氧化法；如載體流化則稱為生物流化床生物膜法潤壁型生物膜法浸沒型生物膜法生物濾池生物轉(zhuǎn)盤接觸氧化法生物流化床第三十六張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十七張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.1 概述和基本原理一、 生物膜的形成及特點(diǎn)掛膜好氧層和厭氧

18、層生物膜的脫落和厚度第三十八張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.1 概述和基本原理二、生物膜中的物質(zhì)遷移 有機(jī)物 供氧三、生物膜凈化廢水的原理第三十九張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、生物濾池的構(gòu)造生物濾池由濾床、布水設(shè)備和排水系統(tǒng)等三部分組成。1.2.2 生物濾池第四十張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.2 生物濾池第四十一張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、生物濾池的構(gòu)造第四十二張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、生物濾池的構(gòu)造1、濾床濾床由濾料組成。濾料是掛膜介質(zhì)，對生物濾池的工作效能影響極大。對濾料的基本要

19、求是：（1）單位體積濾料的表面積要大；（2）孔隙率要高；（3）材質(zhì)輕而強(qiáng)度高；（4）物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對微生物的增殖無危害作用；（5）價(jià)廉，取材方便。 濾料形狀塊狀板狀天然塊狀濾料人工塊狀濾料木板、紙板和塑料板纖維狀碎石、礦渣、碎磚、焦碳等陶瓷環(huán)軟性塑料填料第四十三張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月濾料粒徑 濾料粒徑越小，表面積越大，所能掛的生物膜就越多，但是會(huì)因污泥的沉積而造成堵塞，影響通風(fēng)。通常采用的濾料粒徑如下：普通生物濾池為2550mm；高負(fù)荷生物濾池為5060mm。此外，在濾池底部集水孔板以上設(shè)墊料層高2030cm，粒徑為100150mm。一、生物濾池的構(gòu)造塑料濾料 表面

20、積可達(dá)100200m2/m3，孔隙率高達(dá)8095%，空氣流通好，所以在布水均勻時(shí)可承受高負(fù)荷。 （早期使用的碎石濾料，比表面積65100m2/m3，孔隙率在45%50%左右，其粒徑在38cm左右）濾床高度 同濾料的密度密切相關(guān)。石質(zhì)濾料組成的濾床高度一般在12.5之間（1.11.4t/m3）；塑料濾料（100kg/m3）濾床一般采用雙層濾床，高7m左右；或采用多層的“塔式”結(jié)構(gòu)，高度10m以上。第四十四張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、生物濾池的構(gòu)造第四十五張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、生物濾池的構(gòu)造2、布水設(shè)備旋轉(zhuǎn)布水器的優(yōu)點(diǎn)是布水比較均勻，淋水周期短，水

21、力沖刷作用強(qiáng)；缺點(diǎn)時(shí)噴水孔易堵，低溫時(shí)要采用防凍措施，僅適用于圓形池。 設(shè)置布水設(shè)備的目的是為了使污水能均勻地分布在整個(gè)濾床表面。固定式布水裝置間斷布水，所以布水不均勻，配水的水頭要高（配水面高0.92.1m），目前應(yīng)用較少。 第四十六張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、生物濾池的構(gòu)造3、排水系統(tǒng)池底排水系統(tǒng)由池底、排水假底和集水溝組成。池底排水系統(tǒng)的作用是（1）收集濾床流出的污水與生物膜；（2）保證通風(fēng)；（3）支撐濾料。第四十七張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、生物濾池的類型及運(yùn)行系統(tǒng)生物濾池法低負(fù)荷生物濾池高負(fù)荷生物濾池普通生物濾池回流式生物濾池塔式生物濾池生

22、物濾池的分類普通生物濾池 優(yōu)點(diǎn)是處理效果好，BOD5去除率可達(dá)90%以上，出水BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸鹽含量在10mg/L左右，出水水質(zhì)穩(wěn)定。缺點(diǎn)是占地面積大，易于堵塞（濾率在12md左右 ），影響環(huán)境衛(wèi)生。第四十八張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、生物濾池的類型及運(yùn)行系統(tǒng) 普通生物濾池和高負(fù)荷生物濾池的比較項(xiàng) 目名 稱普通生物濾池高負(fù)荷生物濾池水力負(fù)荷(m3/m2.d) BOD負(fù)荷(kg/m3.d) 濾層深度(m) 回 流 二次污泥 布水周期 BOD去除率（%） 懸浮物去除率（%） 硝化作用150.150.31.83.0無一般黑色，氧化良好5min以下85957

23、080完全硝化10300.81.20.92.41：11：4一般褐色，氧化不充分15s以下75906575負(fù)荷較低時(shí)有硝化 塔式生物濾池是一種超負(fù)荷生物濾池，其水力負(fù)荷可達(dá)80200m3m2d，BOD負(fù)荷可達(dá)23kgm3d，凈化效率也較高。 第四十九張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、生物濾池的類型及運(yùn)行系統(tǒng)由于BOD負(fù)荷不同，三種濾池的不同之處：(1)BOD負(fù)荷高的濾池，生物膜增長快，對水力沖刷的要求也就迫切。增大水力沖刷的主要途徑是加大表面負(fù)荷，其辦法有二：一是增加濾料層高度，二是將處理后的廢水回流到生物濾池的進(jìn)水中去。所以，低負(fù)荷生物濾池的濾料層高度通常只有23m左右，而且多

24、不采用回流措施；塔式濾池的高度達(dá)20m之多，而且常采用回流措施。(2)BOD負(fù)荷高的濾池，要求通風(fēng)條件好，在采用自然通風(fēng)的條件下，就要求濾料的孔隙率大和阻力小。所以，低負(fù)荷濾池的濾料粒徑較小(2570mm)，高負(fù)荷濾池的濾料粒徑較大(40100mm)，對于塔式生物濾池，最好采用塑料濾料。(3)BOD負(fù)荷低的生物濾池的氧化分解程度就高，污泥量少而穩(wěn)定，出水中有較高的溶解氧，有硝酸鹽，BOD5濃度可低于20mg/L；高負(fù)荷生物濾池的氧化分解程度低，污泥量多而不穩(wěn)定，出水中溶解氧低，沒有或很少有硝酸鹽，BOD5濃度高于30mgL，塔式生物濾池的情況可能更差些。 第五十張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于

25、2022年6月三、生物濾池的類型及運(yùn)行系統(tǒng)生物過濾法系統(tǒng)基本上由初沉池、生物濾池、二次沉淀池組合而成，其組合型式有單級運(yùn)行系統(tǒng)和多級運(yùn)行系統(tǒng)。 單級運(yùn)行系統(tǒng)第五十一張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月多級運(yùn)行系統(tǒng) 第五十二張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、生物濾池的類型及運(yùn)行系統(tǒng)采用生物濾池處理廢水時(shí)，應(yīng)該做好濾池類型和運(yùn)行系統(tǒng)的選擇。確定流程時(shí)，應(yīng)該決定是否用初次沉淀池，采用幾級過濾，采用回流與否、選擇回流方式及回流比等問題。塔式生物濾池一般是單級的，可以是多級進(jìn)水?；亓魇缴餅V池可以是單級，也可以是兩級。兩級回流式生物濾池處理效率較高，運(yùn)行上比較靈活，但運(yùn)行費(fèi)及建

26、設(shè)費(fèi)都比較高。在國內(nèi)，塔式生物濾池已被較好地用于工業(yè)有機(jī)廢水的處理。 生物濾池與活性污泥法的比較和應(yīng)用選擇 生物濾池的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行簡單，因此，適用于小城鎮(zhèn)和邊遠(yuǎn)地區(qū)。一般認(rèn)為，它對入流水質(zhì)水量變化的承受能力較強(qiáng)，脫落的生物膜密實(shí)，較容易在二沉池中被分離。但生物濾池處理效率比活性污泥法略低，變化范圍略大些。第五十三張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.3 生物轉(zhuǎn)盤一、構(gòu)造第五十四張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.3 生物轉(zhuǎn)盤第五十五張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.3 生物轉(zhuǎn)盤第五十六張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.

27、2.3 生物轉(zhuǎn)盤 制作圓盤的材料有塑料板、玻璃鋼板、鋁板等，一般要求質(zhì)輕、堅(jiān)固、抗蝕和無毒。圓盤直徑多為l3m，厚度為0.720mm。圓盤組平行安裝于軸上，盤間凈距采用1525mm。圓盤的轉(zhuǎn)速采用0.83rpm，最佳線速以不超過20mmin為宜 。二、工作過程 三、組合型式及處理流程 組合型式有：單軸單級、單軸多級和多軸多級。單軸單級處理時(shí)，廢水從槽的一側(cè)流入，平行于盤面流動(dòng)，從槽的另一側(cè)流出。 生物轉(zhuǎn)盤處理廢水的流程：初次沉淀池生物轉(zhuǎn)盤二次沉淀池，其中無需污泥回流。 處理高濃度廢水時(shí)：初次沉淀池一級轉(zhuǎn)盤池中間沉淀池二級轉(zhuǎn)盤池二次沉淀池。處理結(jié)果可使BOD5由30004000mgL降至10mg

28、L 。第五十七張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.3 生物轉(zhuǎn)盤四、處理特點(diǎn) 轉(zhuǎn)盤上生長的微生物量很大，處理城市污水時(shí)，單位面積轉(zhuǎn)盤上的微生物量最高可達(dá)5mgcm2，折算成氧化槽(廢水槽)混和液濃度大體為1000020000mgL。所以BOD5負(fù)荷可達(dá)1020gm2(盤面)d，轉(zhuǎn)盤水槽容積負(fù)荷達(dá)1.53.0kg/m3d，高出活性污泥法一倍多。另外，由于微生物濃度高，所以FM值（有機(jī)負(fù)荷率）低，一般在0.0020.5左右。微生物基本處于內(nèi)源呼吸期，脫落污泥量少。 生物轉(zhuǎn)盤對沖擊負(fù)荷的適應(yīng)力也強(qiáng)?？蛇m應(yīng)pH值在4.89.5范圍內(nèi)的變化，但pH值若急劇變化，則會(huì)破壞轉(zhuǎn)盤的工作。溫度在

29、1323范圍內(nèi)時(shí)，對處理效果影響不大；在此溫度范圍之外，若按正常條件設(shè)計(jì)，則盤片面積應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)f。此外，生物轉(zhuǎn)盤還有工作可靠、不易堵塞、污泥不易膨脹、氧利用率高等特點(diǎn)，適于處理流量小的工業(yè)廢水。第五十八張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.4 生物接觸氧化法接觸氧化法的優(yōu)點(diǎn)是：容易管理，耐負(fù)荷、水溫變動(dòng)的沖擊力強(qiáng)；剩余污泥量少；比較容易去除難分解和分解速度怪的物質(zhì)。接觸氧化法的缺點(diǎn)是：濾料間水流緩慢，接觸時(shí)間長，水力沖刷力小，生物膜只能自行脫落；剩余污泥往往惡化處理水質(zhì)；動(dòng)力費(fèi)高。第五十九張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.4 生物接觸氧化法第六十張，

30、PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.4 生物接觸氧化法 為了防止堵塞，可采用集中布?xì)饨佑|氧化池，使生物膜直接受上升氣流的強(qiáng)烈攪動(dòng)，以加速生物膜更新。由于微生物棲息填料上，因此，不需回流污泥，不產(chǎn)生污泥膨脹問題。 第六十一張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.4 生物接觸氧化法填料的材料：要求比表面積大、空隙率大、水力阻力小、強(qiáng)度大、化學(xué)和生物穩(wěn)定性好、能經(jīng)久耐用。目前常采用的填料是聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料和環(huán)氧玻璃鋼等做成的蜂窩狀和波紋板狀填料。這些填料的缺點(diǎn)是：在局部平滑面上生物膜附著較慢，稍有沖擊即剝離，填料之間不具備通道，使水流單調(diào)。第六十二張，PPT共一百

31、一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.4 生物接觸氧化法把接觸填料做成網(wǎng)狀塑料組件，采用正向排列，即可防止堵塞，又可提高接觸效率。 第六十三張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月10.4 生物接觸氧化法第六十四張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月10.4 生物接觸氧化法第六十五張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 厭氧生物處理1.3.1 厭氧法的基本原理1.3.2 厭氧法的影響因素1.3.3 厭氧法的工藝和設(shè)備1.3.4 厭氧消化過程動(dòng)力學(xué)1.3.5 厭氧產(chǎn)氣量計(jì)算第六十六張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.1 厭氧法的基本原理在斷絕與空氣接

32、觸的條件下，依賴兼性厭氧菌和專性厭氧菌的生物化學(xué)作用，對有機(jī)物進(jìn)行生化降解的過程，稱為厭氧生物處理法或厭氧消化法。若有機(jī)物的降解產(chǎn)物主要是有機(jī)酸，則此過程稱為不完全的厭氧消化，簡稱為酸發(fā)酵或酸化。若進(jìn)一步將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為以甲烷為主的生物氣，此全過程稱為完全的厭氧消化，簡稱為甲烷發(fā)酵或沼氣發(fā)酵。 厭氧生物處理法的處理對象是：高濃度有機(jī)工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)污水的污泥、動(dòng)植物殘?bào)w等。厭氧生物處理的方法和基本功能有二：（1）酸發(fā)酵的目的是為進(jìn)一步進(jìn)行生物處理提供生物降解的基質(zhì)；（2）甲烷發(fā)酵的目的是進(jìn)一步降解有機(jī)物和生產(chǎn)氣體燃料。完全的厭氧生物處理工藝因兼有降解有機(jī)物和生產(chǎn)氣體燃料的雙重功能，因而得到了廣泛的

33、發(fā)展和應(yīng)用。第六十七張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.1 厭氧法的基本原理厭氧消化二階段過程 第六十八張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.1 厭氧法的基本原理厭氧消化三階段、四階段過程 第六十九張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.1 厭氧法的基本原理1、水解酸化階段（產(chǎn)酸或酸化細(xì)菌）第七十張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.1 厭氧法的基本原理2、產(chǎn)氣階段（甲烷細(xì)菌） 乙酸化階段甲烷化階段第七十一張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.2 厭氧法的影響因素一、溫度條件第七十二張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于

34、2022年6月1.3.2 厭氧法的影響因素二、pH值 一般認(rèn)為，實(shí)測值應(yīng)7.27.4之間為好。低于7.0時(shí)，pH值并不穩(wěn)定，有繼續(xù)下降的趨勢。低于6.5時(shí)，將使正常的處理系統(tǒng)遭到破壞。 如果有機(jī)物負(fù)荷太大，水解和產(chǎn)酸過程的生化速率大大超過氣化速率，將導(dǎo)致?lián)]發(fā)性脂肪酸的積累和pH值的下降，抑制甲烷細(xì)菌的生理機(jī)能。最終使氣化速率銳減，甚止停止。 一般原液的pH值為68。系統(tǒng)中揮發(fā)性脂肪酸濃度（以乙酸記）以不超過3000mg/L為佳。重碳酸鹽及氨氮等物質(zhì)是形成厭氧處理系統(tǒng)堿度的主要物質(zhì)。一般要求系統(tǒng)中堿度在2000mg/L以上，氨氮濃度以介于50200mg/L為佳。 第七十三張，PPT共一百一十二頁

35、，創(chuàng)作于2022年6月1.3.2 厭氧法的影響因素三、氧化還原電位厭氧環(huán)境是厭氧消化過程賴以正常進(jìn)行的最重要的條件。厭氧環(huán)境主要以體系中的氧化還原電位反映。引起發(fā)酵系統(tǒng)的氧化還原電位升高的原因：氧和其它一些氧化劑或氧化態(tài)物質(zhì)的存在(如某些工業(yè)廢水中含有的Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-以及酸性廢水中的H+等)高溫厭氧消化系統(tǒng)適宜的氧化還原電位為-500-600mV；中溫厭氧消化系統(tǒng)及浮動(dòng)溫度厭氧消化系統(tǒng)要求的氧化還原電位應(yīng)低于-300-380mV。產(chǎn)酸細(xì)菌對氧化還原電位的要求不甚嚴(yán)格，甚至可在+100-100mV的兼性條件下生長繁殖；而甲烷細(xì)菌最適宜的氧化還原電位為-350mV或

36、更低。就大多數(shù)生活污水的污泥及性質(zhì)相近的高濃度有機(jī)廢水而言，只要嚴(yán)密隔斷于空氣的接觸，即可保證必要的ORP值。第七十四張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.2 厭氧法的影響因素四、負(fù)荷率 容積負(fù)荷率：反應(yīng)器單位有效容積在單位時(shí)間內(nèi)接納的有機(jī)物量，單位為kg/m3d或g/Ld。有機(jī)物量可用COD.BOD.S和VSS表示。 污泥負(fù)荷率：反應(yīng)器內(nèi)單位重量的污泥在單位時(shí)間內(nèi)接納的有機(jī)物量，單位為kg/kgd或g/gd。 投配率：每天向單位有效容積投加的新料的體積，單位為m3/m3d。投配率的倒數(shù)為平均停留時(shí)間或消化時(shí)間，單位為d。投配率有時(shí)也可用百分?jǐn)?shù)表示，例如，0.07m3/m3d的

37、投配率也可表示為7%。 確定厭氧消化裝置的負(fù)荷率的原則是：在兩個(gè)轉(zhuǎn)化（酸化和氣化）速率保持穩(wěn)定平衡的條件下，求得最大的處理目標(biāo)（最大處理量或最大產(chǎn)氣量）。 三種發(fā)酵狀態(tài) 當(dāng)有機(jī)物負(fù)荷率很高時(shí)，消化液顯酸性（pH7），稱為酸性發(fā)酵狀態(tài)，它是一種低效而又不穩(wěn)定的發(fā)酵狀態(tài)，應(yīng)盡量避免。 當(dāng)有機(jī)物負(fù)荷率適中時(shí)，產(chǎn)酸細(xì)菌代謝產(chǎn)物中的有機(jī)酸基本上能被甲烷細(xì)菌及時(shí)地吸收利用，并轉(zhuǎn)化為沼氣，溶液中殘存的有機(jī)酸量一般為每升數(shù)百毫克。此時(shí)消化液中pH值維持在77.5之間，稱為弱堿性發(fā)酵狀態(tài)，它是一種高效而由穩(wěn)定的發(fā)酵狀態(tài)，最佳負(fù)荷率應(yīng)達(dá)此狀態(tài)。 當(dāng)有機(jī)物負(fù)荷率偏小時(shí)，消化液中的有機(jī)酸殘存量很少，pH值偏高（大于7

38、.5）稱為堿性發(fā)酵狀態(tài)。由于負(fù)荷偏低，是一種雖穩(wěn)定但低效的厭氧消化狀態(tài)。 第七十五張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.2 厭氧法的影響因素五、污泥濃度各種反應(yīng)器要求的污泥濃度不盡相同，一般介于1030gVSS/L之間。 為了保持反應(yīng)器的生物量不致因流失而減少，可采用多種措施，如安裝三相分離器、設(shè)置掛膜介質(zhì)、降低水流速度和回流污泥量等。 第七十六張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.3 厭氧法的工藝和設(shè)備一、普通厭氧消化池 在一個(gè)消化池內(nèi)進(jìn)行酸化，甲烷化和固液分離。設(shè)備簡單。反應(yīng)時(shí)間長，池容積大。污泥易隨水流帶走，消化器內(nèi)難以保持大量的微生物細(xì)胞。攪拌方式有三種

39、：池內(nèi)機(jī)械攪拌；沼氣攪拌；循環(huán)消化液攪拌。容積負(fù)荷為26kgCOD/m3d第七十七張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月11.3 厭氧法的工藝和設(shè)備二、厭氧接觸法 用沉淀池分離污泥并進(jìn)行回流。消化池中進(jìn)行適當(dāng)攪拌，池內(nèi)呈完全混合。能適應(yīng)高有機(jī)物濃度和高懸浮物的廢水。有一定抗沖擊負(fù)荷能力，運(yùn)行較穩(wěn)定，不受進(jìn)水懸浮物的影響。負(fù)荷高時(shí)污泥會(huì)流失。設(shè)備較多，操作上要求較高。污泥濃度1015g/L，容積負(fù)荷210kgCOD/m3d。第七十八張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.3 厭氧法的工藝和設(shè)備三、 厭氧生物濾池和厭氧生物轉(zhuǎn)盤 微生物固著生長在濾料表面。適用于懸浮物量低的廢水

40、。設(shè)備簡單，能承受較高負(fù)荷。出水懸浮固體低。底部易發(fā)生堵塞，填料費(fèi)用較貴。容積負(fù)荷216kgCOD/m3d。第七十九張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.3 厭氧法的工藝和設(shè)備四、上流試厭氧污泥床反應(yīng)器 消化和固液分離在一個(gè)池內(nèi)。微生物量特高。負(fù)荷率高(1020kgCOD/m3d)?？?cè)莘e小。能耗低，不需攪拌。污泥濃度可達(dá)4080g/L。第八十張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.3 厭氧法的工藝和設(shè)備細(xì)部結(jié)構(gòu)第八十一張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.3 厭氧法的工藝和設(shè)備五、厭氧流化床池內(nèi)充填粒徑為0.5mm左右的掛膜介質(zhì)，全部懸浮于上升水

41、流中，廢水常需回流。負(fù)荷率高(1040kgCOD/m3d，反應(yīng)器內(nèi)VSS濃度可達(dá)60g/L)，容積小，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。但管理較復(fù)雜。第八十二張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月表11 幾種典型高效厭氧反應(yīng)器的特點(diǎn)比較反應(yīng)器類型結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn)微生物生長方式厭氧生物濾池反應(yīng)器內(nèi)加入填料，多為上流式，易堵塞或短路。以附著生長為主UASB反應(yīng)器一般無載體，內(nèi)設(shè)氣液固三相分離器，上流式，顆粒污泥形成需要的時(shí)間較長，HRT較長。形成顆粒污泥厭氧流化床加入載體，床層處于流態(tài)化，需回流，載體選擇重要，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求高，HRT短，容積負(fù)荷高。附著生長厭氧附著膜膨脹床加入載體，床層膨脹率520%，采用或

42、不采用回流，載體選擇重要。附著生長厭氧生物轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)型式多樣，板的形狀有平板、波紋板、螺旋板、蜂房管狀板、網(wǎng)板中填料、圓管狀板等；外型為圓形、多邊形、多角形等；板的填粒變化大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地大、造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)高。附著生長內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器IC反應(yīng)器比UASB反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其高徑比大、占地小，有機(jī)負(fù)荷率高、HRT短、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；運(yùn)行費(fèi)用高。目前研究尚不深入，主要用于啤酒、土豆加工等易降解有機(jī)廢水處理。主要為顆粒污泥第八十三張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月厭氧消化工藝的特點(diǎn)總體來講，采用厭氧消化工藝處理污水或污泥具有以下的優(yōu)缺點(diǎn)。1優(yōu)點(diǎn)由于微生物代謝合成的污泥比好氧生化法少，達(dá)到一

43、步消化，故可降低污泥處理費(fèi)用；與好氧生化法對比，所需的氮、磷營養(yǎng)物較少，且不需充氧，故耗電也少；污染基質(zhì)降解轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的消化氣體中含有甲院，為高能量燃料，可作能源加以回收利用；能季節(jié)性或間歇性運(yùn)行，厭氧污泥可以長期存放；可以直接處理基質(zhì)濃度很高的話水或污泥，對許多基質(zhì)其運(yùn)行負(fù)荷也較高；與好氧生化法對比，可以在較高溫度條件下運(yùn)行。當(dāng)利用高溫厭氧消化時(shí)，其處理效果會(huì)大大提高。運(yùn)行成本低。2缺點(diǎn)厭氧污泥增長很慢，故系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間較長；對溫度的變化比較敏感，溫度的波動(dòng)對去除效果影響很大；往往只能作為預(yù)處理工藝來使用，厭氧出水還需進(jìn)一步處理；對負(fù)荷的變化也較敏感，尤其對可能存在的毒性物質(zhì)，運(yùn)行中需特別小心。

44、傳統(tǒng)的厭氧反應(yīng)器停留時(shí)間長，處理建筑物龐大。 第八十四張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 生物脫氮 氮素循環(huán)氮在自然界中的存在形式包括分子態(tài)氮、無機(jī)氮化物和有機(jī)態(tài)氮，其中分子態(tài)氮以游離的氮?dú)庑问酱嬖谟诖髿庵?，占大氣含量?9、但分子氮不能被絕大多數(shù)的生物直接利用，大氣氮進(jìn)入生物有機(jī)體主要有四條途徑。(1)生物固氮：豆科植物能通過共生的根瘤菌固定大氣中的氮，供植物吸收。某些固氮藍(lán)細(xì)菌和固氮細(xì)菌也可以固定大氣中的氮。(2)工業(yè)固氮。氮肥化工，如合成氨等。(3)巖漿固氮?；鹕奖l(fā)時(shí)，噴射出的巖漿可以固定一部分氮。(4)閃電固氮。雷雨時(shí)的閃電現(xiàn)象，可通過電離作用使氮氧化成氮氧化物。

45、第八十五張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 生物脫氮除磷第八十六張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 氮和磷的排放會(huì)加速導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，其次是氨氮的好氧特性會(huì)使水體的溶解氧降低，此外，某些含氮化合物對人和其他生物有毒害作用。因此，國內(nèi)外對氮磷的排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格。本章闡述生物脫氮除磷技術(shù)。生物脫氮除磷技術(shù)是近20年發(fā)展起來的，一般來說比化學(xué)法和物理化學(xué)法去除氮磷經(jīng)濟(jì)，尤其是能有效地利用常規(guī)的二級生物處理工藝流程進(jìn)行改造達(dá)到生物脫氮除磷的目的，是日前應(yīng)用廣泛和最有前途的氮磷處理方法。第八十七張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月生物脫氮原理及影響因素 一、

46、生物脫氮原理 污水中氨主要以有機(jī)氮和氨氮形式存在。在生物處理過程中，有機(jī)氮很容易通過微生物的分解和水解轉(zhuǎn)化成氨氮，即氨化作用。傳統(tǒng)的硝化反硝化生物脫氮的基本原理就在于通過硝化反應(yīng)先將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，再通過反硝化反應(yīng)將硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮還原成氣態(tài)氮從水中逸出，從而達(dá)到脫氮的目的。第八十八張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月氮在水中的存在形態(tài)與分類N無機(jī)NNOx-N(硝態(tài)氮)T K N(凱氏氮)總N(TN)NH3-NNO3-NNO2-N有機(jī)N （尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)）第八十九張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月氨化與硝化反應(yīng)過程 第九十張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于

47、2022年6月硝化反應(yīng)的條件（1）好氧狀態(tài)：DO2mg/L；1gNH3-N完全硝化需氧4.57g，即硝化需氧量。（2）消耗廢水中的堿度：1gNH3-N完全硝化需堿度7.1g（以CaCO3計(jì)），廢水中應(yīng)有足夠堿度，以維持pH值不變。（3）污泥齡C（10-15）d。（4）BOD520mg/L。 第九十一張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月反硝化-1 反硝化包括異化反消化和同化反消化，以異化反消化為主,反硝化菌在DO濃度很低的環(huán)境中，利用硝酸鹽中的氧作為電子受體，有機(jī)物作為碳源及電子供體而得到降解。當(dāng)利用的碳源為甲醇時(shí)：NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO30.056C5H7CO

48、2+0.47N2+1.68H2O + HCO3-NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO30.04C5H7CO2+0.48N2+1.23H2O+HCO3- 反硝化反應(yīng)可使有機(jī)物得到分解氧化，實(shí)際是利用了硝酸鹽中的氧，每還原1gNO3-N所利用的氧量約2.6g。 第九十二張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月反硝化-2 當(dāng)缺乏有機(jī)物時(shí)，則無機(jī)物如氫、Na2S等也可作為反硝化反應(yīng)的電子供體 （1）反硝化菌屬于異養(yǎng)型兼性厭氧菌，在缺氧條件下，進(jìn)行厭氧呼吸，以NO3-O為電子受體，以有機(jī)物的氫為電子供體。 （2）反硝化過程中，硝酸態(tài)氮有二種轉(zhuǎn)化途徑同化反硝化（合成細(xì)胞）和異化反硝化（還原

49、為N2），但以異化反硝化為主。 （3）反硝化反應(yīng)的條件 第九十三張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月反硝化反應(yīng)的條件DO0.5mg/L，一般為0.20.3mg/L（處于缺氧狀態(tài)），如果DO較高，反硝化菌利用氧進(jìn)行呼吸，氧成為電子受體，阻礙NO3-O成為電子受體而使N難還原成N2。但是反硝化菌體內(nèi)的某些酶系統(tǒng)組分只有在有氧條件下，才能合成。反硝硝化菌以在缺氧-好氧交替的環(huán)境中生活為宜。BOD5/TN35，否則需另投加碳源，現(xiàn)多采用CH3OH，其分解產(chǎn)物為CO2+H2O，不留任何難降解的中間產(chǎn)物，且反硝化速率高。 目前反硝化投加有機(jī)碳源一般利用原污水中的有機(jī)物。 還原1g硝態(tài)氮能產(chǎn)生3.

50、57g堿度，而在硝化反應(yīng)中，1gNH3-N氧化為NO3-N要消耗7.14g堿度，在缺氧-好氧中，反硝化產(chǎn)生的堿度可補(bǔ)償硝化消耗堿度的一半左右。 第九十四張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)源反硝化 微生物還可通過消耗自身的原生質(zhì)進(jìn)行所謂的內(nèi)源反硝化 C5H7NO2+4NO3-5CO2+NH3+2H2+4OH- 內(nèi)源反硝化的結(jié)果是細(xì)胞物質(zhì)減少，并會(huì)有NH3的生成。 廢水處理中不希望此種反應(yīng)占主導(dǎo)地位，而應(yīng)提供必要的碳源。 第九十五張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月硝化、反硝化反應(yīng)中氮的轉(zhuǎn)化表1 硝化過程中氮的轉(zhuǎn)化 表2 反硝化反應(yīng)中氮的轉(zhuǎn)化 氮的氧化還原態(tài)氨離子NH4+羥

51、胺NH2OH0+硝?；鵑OH+亞硝酸根NO2+硝酸根NO3氮的氧化還原態(tài) 氨離子NH4+ 羥胺NH2OH0 N2+ 硝?；鵑OH+亞硝酸根NO2+硝酸根NO3第九十六張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 脫氮新理念 （1）短程硝化-反硝化 由傳統(tǒng)硝化-反硝化原理可知，硝化過程是由兩類獨(dú)立的細(xì)菌催化完成的兩個(gè)不同反應(yīng)，應(yīng)該可以分開；而對于反硝化菌，亞硝酸根或硝酸根均可以作為最終受氫體。該方法就是將硝化過程控制在亞硝化階段而終止，隨后進(jìn)行反硝化，在反硝化過程將亞硝酸根作為最終受氫體，故稱為短程(或簡捷)硝化-硝化。 控制硝化反應(yīng)停止在亞硝化階段是實(shí)現(xiàn)短程硝化-反硝化生物脫氮技術(shù)的關(guān)鍵，其

52、主要影響因素有溫度、污泥齡、溶解氧、pH值和游離氨等?？刂戚^高溫度、較低溶解氧和較高pH值和極短的污泥齡條件等，可以抑制硝酸菌生成，使亞硝酸菌占絕對優(yōu)勢，從而使硝化過程控制在亞硝化階段。第九十七張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2）厭氧氨氧化 厭氧氨氧化是荷蘭Delft大學(xué)1990年提出的一種新型脫氮工藝?；驹硎窃趨捬鯒l件下以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體，將氨氮氧化氮?dú)猓蛘哒f利用氨作為電子供體將亞硝酸鹽或硝酸鹽還原成氮?dú)?。參與厭氧氨氧化的細(xì)菌是自養(yǎng)菌。厭氧氨氧化過程無需有機(jī)碳源在。 （3）亞硝酸型完全自養(yǎng)脫氮 基本原理是先將氨氮部分氧化成亞硝酸氮，控制氨根離子與亞硝酸根離

53、子比例為1：1，然后通過厭氧氨氧化作為反硝化實(shí)現(xiàn)脫氮的目的。全過程為自養(yǎng)的好氧亞硝化反應(yīng)結(jié)合自養(yǎng)的厭氧氨氧化反應(yīng)無需有機(jī)碳源，對氧的消耗比傳統(tǒng)硝化/反硝化減少62.5%，同時(shí)減少堿消耗量和污泥生成量。 第九十八張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、硝化反硝化過程影響因素 1溫度 硝化反應(yīng)的適宜溫度范圍是3035，溫度不但影響硝化茵的比增長速率，而且影響硝化菌的活性，在535的范圍內(nèi)，硝化反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快，僅超過30時(shí)增加幅度減少，當(dāng)溫度低于5時(shí)，硝化細(xì)菌的生命活動(dòng)幾乎停止。對于同時(shí)去除有機(jī)物和進(jìn)行硝化反應(yīng)的系統(tǒng)，溫度低于15即發(fā)現(xiàn)硝化速率迅速降低，低溫對硝酸菌的抑制作用更

54、為強(qiáng)烈，因此在低溫1214時(shí)常出現(xiàn)亞硝酸鹽的積累。在3035較高溫度下，亞硝酸菌的最小倍增時(shí)間要小于硝酸菌，因此，通過控制溫度和污泥齡，也可控制反應(yīng)器中亞硝酸菌的絕對優(yōu)勢。 反硝化反應(yīng)的最佳溫度范圍為3545，溫度對硝化菌的影響比反硝化菌大。 第九十九張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2溶解氧 硝化反應(yīng)必須在好氧條件下進(jìn)行，一般應(yīng)維持混合液的溶解氧濃度為23mg/L，溶解氧濃度0.50.7 mg/L，是硝化菌可以忍受的極限。硝化可在高溶解氧狀態(tài)下進(jìn)行，高達(dá)60mg/L的溶解氧濃度也不會(huì)抑制硝化的進(jìn)行，為了維持較高的硝化速率，污泥齡降低時(shí)要相應(yīng)地提高溶解氧濃度。溶解氧對反硝化反應(yīng)有很

55、大影響，主要由于氧會(huì)同硝酸鹽競爭電子供體。同時(shí)分子態(tài)氧也會(huì)抑制硝酸鹽還原酶的合成及其活性，3pH值 硝化反應(yīng)的最佳pH值范圍為7.58.5,硝化菌對pH值變化十分敏感，當(dāng)pH值低于7時(shí)，硝化速率明顯降低低于6和高于9.6時(shí)，硝化反應(yīng)將停止進(jìn)行。反硝化過程的最佳pH值范圍為6.57.5，不適宜的PH值會(huì)影響反硝化菌的生長速率和反硝化酶的活性。當(dāng)pH值低于6.0或高于8.0時(shí)，反硝化反應(yīng)將受到強(qiáng)烈抑制。第一百張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月4C/N比 C/N比值是影響硝化速率和過程的重要因素。硝化菌是自養(yǎng)菌，硝化菌產(chǎn)率或比增長速率比活性污泥異養(yǎng)菌低得多，若廢水中BOD5值太高，將有助

56、于異養(yǎng)菌迅速增殖，從而使微生物中的硝化菌的比例下降，一般認(rèn)為，只有BOD5低于20mg/L時(shí)，硝化反應(yīng)才能完成。反硝化過程需要充足的碳源，理論上lgNO2還原為N2需要碳源有機(jī)物2.86g。一般認(rèn)為，當(dāng)廢水的BOD5/TKN值大于46時(shí)，可認(rèn)為碳源充足，不需另外投加碳源，反之則要投加甲醇或其他易降解的有機(jī)物作碳源。5、污泥齡 為使硝化菌能在連續(xù)流的反應(yīng)系統(tǒng)中存活并維持一定數(shù)量，微生物在反應(yīng)器的停留時(shí)間即污泥齡應(yīng)大于硝化菌的最小世代期。一般應(yīng)取系統(tǒng)的污泥齡為硝化最小世代期的兩倍以上。較長的污泥齡可增強(qiáng)硝化反應(yīng)的能力，并可減輕有毒物質(zhì)的抑制作用。第一百零一張，PPT共一百一十二頁，創(chuàng)作于2022年6月6抑制物質(zhì) 對硝化反應(yīng)有抑制作用的物質(zhì)有：過高濃度氨氮、重金屬、有毒物質(zhì)以及有機(jī)物。一般來說，同樣毒物對亞硝酸菌的影響