廢水生物處理原理課件

87643課件主要內容廢水的脫氮與除磷1生物化學基礎2345678本廠生活廢水處理工藝流程及系統(tǒng)本廠生活廢水的組成生活廢水預處理初沉厭氧池三級氧化池二沉池濾池及消毒池污泥消化池1第一講生活廢水處理的必要性生活廢水是人們日常生活中排出的廢水，由于生活廢水含有多種有機物及病菌，如不經處理直接排放到水體中，污染有機物分解腐爛，使水體中溶解氧消耗殆盡，發(fā)黑變臭。因此，生活廢水應進行處理合格后，再行排放。第二講本廠生活廢水處理系統(tǒng)圖廠區(qū)生活廢水啟閉器格柵調節(jié)池廢水泵123流量計初沉池三級氧化池二沉池儲氣罐消音器消音器空濾器風機工業(yè)廢水調節(jié)池生活廢水調節(jié)池濾池風機房消毒池污泥消化池污泥泵清水提升泵反洗泵加氯管曝氣器曝氣器液位計中心管彈性填料PPP生活廢水調節(jié)池污泥回流第三講生活廢水預處理預處理的去除對象天然水體及廢水中含有的較大的懸浮物或漂浮物

預處理的作用?防止水泵葉輪纏繞，管路堵塞；?保證后續(xù)處理設施正常運行

預處理構筑物（設備）常用的預處理構筑物（設備）有：格柵、篩網、撈毛機、調節(jié)池等

第三講生活廢水預處理格柵采用直鋼條平行焊制而成，柵條間距25~40mm，每m3污水截污量0.001~0.003m3安裝傾角45~60°格柵間設置操作平臺分兩類：?人工清理格柵?機械格柵-3.5m

初沉池清水提升泵來通氣帽第三講生活廢水預處理—調節(jié)池廠區(qū)生活廢水前池啟閉器溢流管高含鹽調節(jié)池格柵混凝土池體調節(jié)池容積：200m3調節(jié)池材質：混凝土結構提升泵：3臺提升泵出力：12m3/h第三講生活廢水預處理調節(jié)池作用維持生物處理系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定地運行；提高對有機負荷的緩沖能力，防止有機負荷的急劇變化；對來水進行均質，防止高濃度有毒物質進入后置系統(tǒng)；控制PH值的波動，減少中和過程中酸或堿的消耗量；避免進入后置裝置的流量波動，使自動化操作順利進行；調節(jié)池的設置位置生活廢水往往需要調節(jié)，調節(jié)池通常設在車間附近；污水處理廠設在廠內。調節(jié)池的設置可采用兩種方式：?在線調節(jié)?離線調節(jié)

厭氧生物處理原理—四階段理論產乙酸階段酸化階段甲烷化階段水解階段兼性和部分專性厭氧細菌發(fā)揮作用，復雜的大分子有機物被胞外酶水解成小分子的溶解性有機物溶解性有機物由兼性或專性厭氧細菌經發(fā)酵作用轉化為有機酸、醇、醛、CO2和H2專性厭氧的產氫產乙酸細菌將上階段的產物進一步利用，生成乙酸和H2、CO2同時同型乙酸細菌將H2和CO2合成乙酸，有時也將乙酸分解成H2和CO2。產甲烷菌利用乙酸、H2、CO2和一碳化合物產生CH4專性厭氧的產氫產乙酸細菌將上階段的產物進一步利用，生成乙酸和H2、CO2同時同型乙酸細菌將H2和CO2合成乙酸，有時也將乙酸分解成H2和CO228%厭氧代謝H2乙酸CH4有機酸有機物第一階段第三階段第二階段76%4%20%72%24%52%厭氧處理法的優(yōu)點應用范圍廣有機容積負荷高污泥少，沉降性能好動力消耗低營養(yǎng)鹽少降解有機物種類多對水溫適應范圍廣缺點啟動時間長，降解慢出水水質差，要與好氧連接生物接觸氧化處理技術的實質之一是在池內充填填料，己經充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化，因此，生物接觸氧化處理技術，又稱為“淹沒式曝氣生物濾池”。生物接觸氧化處理原理生物接觸氧化池構造

接觸氧化池的池體在平面上呈矩形，用鋼板焊接制成。各部位的尺寸為：池內填料高度為3.0~3.5m；底部布氣層高為0.6~0.7m；頂部穩(wěn)定水0.5~0.6m，總高度約為4.5~5.0m。生物接觸氧化池構造—池體生物接觸氧化池構造—填料材質:聚烯烴類工藝：拉絲絲條制毛懸掛方式：立體懸掛排列方式：均勻輻射狀態(tài)對填料的要求有下列各項：

①在水力特性方面，比表面積大、空隙率高、水流通暢、良好、阻力小、流速均一。②要求形狀規(guī)則、尺寸均一，表面粗糙度較大；填料表面電位高，附著性就強。

③化學與生物穩(wěn)定性較強，經久耐用，不溶出有害物質，不導致產生二次污染。④在經濟方面要考慮貨源、價格，也要考慮便于運輸與安裝等。

生物接觸氧化池構造—供氣裝置回轉式風機曝氣器空濾器滴油嘴主機電機注油口底座油箱回油管傳送帶壓力表泄壓閥油氣分離器止回閥鼓風機部件組成鼓風機工作過程回轉式風機原理鼓風機靠汽缸內偏置的轉子偏心運轉，并使轉子槽中的4支葉片之間的容積變化將空氣吸入、壓縮、吐出。在運轉中利用鼓風機的壓力差自動將潤滑送到滴油嘴，滴入汽缸內以減少摩擦及噪聲，同時可保持汽缸內氣體不回流。曝氣器母支管連接微孔曝氣器第六講二沉池氧化池產水中心管擋板積泥斗排泥泵污泥消化池濾池二沉池原理：利用重力差來完成固液分離二沉池的作用：固液分離，澄清出水污泥濃縮，保證污泥回流污泥貯存、調節(jié)(動態(tài)控制)中心管擋板的作用：減少流體擾動有利于更好地進行固液分離豎流式第七講濾池及消毒池過濾原理：水通過濾料層時，由于濾料層的吸附阻留作用加之過濾后期膜過濾之綜合效應，使水中懸浮物與水分離的過程。濾料材質：石英砂濾料直徑：1mm濾料層高：500mm布水區(qū)集水區(qū)濾料層濾池二沉池產水消毒池反洗泵來水調節(jié)池第七講消毒池s加氯溢流至生活調節(jié)池濾池出水電動門清水提升泵反洗泵工業(yè)廢水調節(jié)池濾池金川河氯的殺菌作用：由于次氯酸體積小電荷中性，易于穿過細胞壁；同時，它又是一種強氧化劑，能損害細胞膜，使蛋白質、RNA和DNA等物質釋出，并影響多種酶系統(tǒng)(主要是磷酸葡萄糖去氫酶的巰基被氧化破壞)，從而使細菌死亡。電解食鹽水電解槽簡圖+-Cl2H2NaCl溶液陽極陰極HONa+NaCl電解槽結構石棉隔板+-Cl2H2NaCl陽極陰極HONa+NaClsFs排空冷卻水排地溝工業(yè)水來排地溝測溫儀至消毒池水射器冷卻水進水電磁閥沖洗閥電解槽浮球閥進水閥飽和食鹽水溶解箱余氯分析儀電解食鹽水裝置系統(tǒng)圖在食鹽水里氯化鈉完全電離

NaCl=Na++Cl-

H2O=H++OH-

當接通直流電源后，帶負電的OH-和Cl-移向陽極，帶正電的Na+和H+移向陰極。在這樣的電解條件下，在陽極，Cl-比OH-容易失去電子被氧化成氯原子，氯原子兩兩結合成氯分子放出氯氣。

2Cl-2e=Cl2↑(氧化反應)在陰極，H+比Na+容易得到電子，因而H+不斷從陰極獲得電子被還原為氫原子，氫原子兩兩結合成氫分子從陰極放出氫氣。

2H+2e=H2↑(還原反應)電解飽和食鹽水的總的化學方程式可以表示如下：

2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+H2↑+Cl2↑電解食鹽水原理LD-YHL系列高效混合消毒凈水器

YHL系列高效混合消毒凈水器，電解食鹽所生產的CLO2、CL2、O3、等多種強氧化劑具有廣譜氧化和殺菌能力?；旌舷緞┛梢匀コ孱悺愷B(yǎng)菌、鐵細菌、硫酸鹽還原菌等，同時可去除嗅、色，降低污水中的COD和BOD。二、工藝流程

設地漏一個；給水管DN1一根，用于安裝水射器；水射器之后投藥管DN2采用ABS管；DN3為設備供水管（余氯測定儀供水管）。水射器進口壓力0.2MPa<P<0.4MPa。<p>LD-YHL系列高效混合消毒凈水器設備采用進口儀表，可進行PID自動調節(jié)，實現(xiàn)智能控制。配余氯測定儀，可自動控制投藥量，在供水變化時保持水質余氯基本穩(wěn)定，防止投藥量不足或過量。配電磁流量計，可根據流量變化進行精確定比投藥。設備采用脈沖電解法，可實現(xiàn)計算機遠程監(jiān)控。YHL系列高效混合消毒凈水器特點第八講污泥消化池

污泥消化的目的

（1）減少污泥體積（2）穩(wěn)定污泥性質（3）提高污泥的脫水效果（4）利用產生的甲烷氣體（5）消除惡臭（6）提高污泥的衛(wèi)生質量上清液至生活廢水調節(jié)池壓縮空氣人孔氧化池排泥二沉池排泥細菌的呼吸與生物氧化病毒（噬菌體）附講一生物化學基礎真核細胞微生物分批培養(yǎng)物的生長規(guī)律需氧代謝厭氧代謝原核細胞微生物細菌的生物催化劑——酶細菌成分、營養(yǎng)與生長環(huán)境細菌的生理微生物代謝與合成水處理中的微生物第一節(jié)原核細胞微生物細菌：給水和廢水處理中最重要的一類微生物粘液層：有些細菌在一定環(huán)境條件下可形成一層粘液性物質，包圍在細胞壁外，這層物質叫粘液層。其主要成分是多糖和果膠類物質。莢膜：粘液層呈現(xiàn)均勻厚度時，成為莢膜。菌膠團：有些細菌的粘液層能粘結起來，使許多細菌成團塊狀生長，稱為菌膠團。菌膠團細菌：并非所有的細菌都能形成菌膠團，能夠形成菌膠團的細菌稱為菌膠團細菌。水處理中的微生物原核細胞生物僅有原始的核物質，無核膜與核仁的分化，也無細胞器第一節(jié)原核細胞微生物菌膠團：活性污泥和生物膜的重要組成部分較強的吸附和氧化能力活性污泥性能的好壞主要可根據所含菌膠團多少、大小及結構緊密程度來判斷。水處理中的微生物新生菌膠團顏色較淺旺盛的生命力氧化分解有機物能力強老化菌膠團顏色較深生命力較差氧化分解有機物能力弱為了使廢水處理達到較好的效果，要求菌膠團結構緊密，吸附、沉降性能良好。細菌種類產堿桿菌屬動膠菌屬黃桿菌屬假單胞菌屬葡萄球菌屬微球菌屬埃希氏菌屬芽孢桿菌屬甲烷八疊球菌屬甲烷桿菌屬甲烷球菌屬需氧性細菌。細菌中較大的菌屬，在土壤和水體中極常見。有的能夠利用硝酸鹽通過厭氧呼吸進行反硝化。兼性厭氧化能異養(yǎng)型細菌?？煞纸獾鞍踪|。第一節(jié)原核細胞微生物絲狀菌（FilamentousBacteria）維持廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)抗沖擊負荷能力。在正常運行的廢水生物處理系統(tǒng)中，絲狀菌往往是生物絮體或生物膜的骨架，其上附著菌膠團，絲狀細菌和菌膠團細菌形成互惠關系。水處理中的微生物污泥膨脹：絲狀菌過度繁殖，特別是游離于菌膠團之外的非結構性絲狀菌的大量繁殖絲狀菌種類貝日阿托氏菌鐵細菌發(fā)硫細菌球衣菌專性需氧菌。構成生物膜的重要菌種。易于游離，發(fā)生污泥膨脹。（加設生物選擇器控制）一般生活在含氧少、溶有較多鐵質和二氧化碳的水中。易造成鐵質水管腐蝕和堵塞第一節(jié)原核細胞微生物放線菌單細胞微生物。具有分枝的絲狀菌，介于真菌和細菌之間。不少抗生素是由放線菌產生放線菌中的諾卡氏菌屬有分解無機氰化物和烴類化合物的能力，在處理含烴類和無機氰化物的廢水中起重要作用。水處理中的微生物藍細菌有時列入藻類，也稱為藍藻。細胞結構為原核。海洋中的“赤潮”有時也是藍細菌大量繁殖所致。第二節(jié)真核細胞微生物原生動物：單細胞動物常被用作系統(tǒng)的指示生物（主要用于城市污水）。其作用主要在于吞噬細菌——控制細菌的增殖速度，保持微生物群體的生態(tài)平衡。還可直接吞食廢水中的固體有機物，吸收溶解性有機物——直接發(fā)揮凈化作用。水處理中的微生物真核細胞生物

細胞核化程度較高，有核膜和核仁。第二節(jié)真核細胞微生物真菌類似植物的低等生物，結構比細菌、放線菌復雜。真菌形態(tài)有單細胞和多細胞兩種。與水的生物處理相關的是單細胞的酵母菌和多細胞的霉菌。水處理中的微生物藻類含有能進行光合作用的葉綠素的低等植物。自然生物處理技術（氧化塘）常利用藻類的光合作用。第三節(jié)病毒水處理中的微生物病毒

沒有細胞結構的唯一的微生物，大多數(shù)為核酸與蛋白質組成的大分子，只含有DNA或RNA一種類型的核酸。第四節(jié)細菌的成分細菌的生理細菌生長所必需的營養(yǎng)物必須包含該細胞的細胞物質中所含的元素，以及酶的活力及運輸系統(tǒng)所必須的元素。細菌所含的主要生物元素：

C、O、N、P、S、K、Na、Mg、Ca、Cl、Fe等根據主要元素占細菌干重的比例，判斷水質中含有的主要元素含量是否滿足細菌生長需要量。細菌所含的次要生物元素：

Zn、Mn、Cu、Co等次要元素在細菌代謝中必不可少，起專一的催化或結構上的作用。第五節(jié)細菌的營養(yǎng)與生長環(huán)境細菌的生理新陳代謝（metabolism）是維持生命的各種活動（生長、繁殖、運動等）過程中，生物化學變化（包括物質的分解合成）的總稱。細菌的新陳代謝是細菌不斷從外界環(huán)境中攝取其生長與繁殖所必需的營養(yǎng)物質，同時又不斷將自身產生的代謝產物排泄到外界環(huán)境中去的過程。新陳代謝包括：同化作用和異化作用。吸收能量，進行合成反應將吸收的營養(yǎng)物轉化為細胞物質的過程提供基質同化作用第五節(jié)細菌的營養(yǎng)與生長環(huán)境細菌的生理分解反應，放出能量，將自身細胞物質和細胞內的營養(yǎng)物質分解的過程。異化作用提供物質基礎和能量來源細菌的生長環(huán)境細菌的生理環(huán)境因素：溫度：高溫殺菌主要由于菌體的主要成分蛋白質遇熱凝固變性所致。低溫條件下，細菌代謝活動降低，并不致死亡。pH值：改變底物和菌體酶蛋白的帶電狀態(tài)氧化還原條件：一般用氧化還原電勢E表示光線、壓力、干燥（水分）、化學藥劑等馴化：廢水生物處理中，有計劃、有目的地控制細菌生長條件，使細菌遺傳性有利于處理廢水的定向誘導過程。酶（enzyme）：由活細菌細胞產生的一類具有高度催化專一性的特殊蛋白質。第六節(jié)細菌的生物催化劑——酶細菌的生理酶的名稱催化反應氧化還原酶轉移酶水解酶異構酶裂解酶合成酶影響酶催化活性的因素細菌的生理pH值：當?shù)孜餅閮尚噪娊赓|時，隨pH變化表現(xiàn)出不同的解離狀態(tài)。溫度：在酶的最適宜溫度范圍內，每升高10oC，反應速率增加1～2倍。激活劑：加強催化效力。常用Fe+抑制劑：減弱、抑制甚至破壞酶的作用。如重金屬離子當細菌處于平衡生長時，如果生物量增長一倍，則細菌體內的所有可測量物質，如蛋白質、RNA等也增長一倍。即：平衡生長的細菌，其化學組成是恒定的。第七節(jié)分批培養(yǎng)物的生長規(guī)律細菌的生理平衡生長的細菌培養(yǎng)物的增殖率：

為比增殖速率（h-1），N，X，Z分別為每毫升溶液中細菌個數(shù)、質量、任何一種細胞成分。細菌的生長曲線細菌的生理生長曲線：滯后期——指數(shù)增長期——靜止期——死亡期指數(shù)增長期：細菌的增殖速率dx/dt與限制營養(yǎng)物的減少dρ/dt呈正比例關系。

Y為產率因數(shù)，代表每克營養(yǎng)物所產生的細菌質量。第八節(jié)細菌的呼吸與生物氧化細菌的生理細菌的呼吸作用：以有機物或無機化合物為電子供體（使之氧化），無機化合物為電子受體（使之還原），從而產生ATP的代謝過程。通常電子受體為分子氧。細菌根據呼吸類型不同可分為：需氧菌（好氣菌）、厭氧菌（厭氣菌）、兼性菌（兼氣菌）。氧在好氧過程中的作用：（1）作為最終電子受體，被還原為水（2）作為底物在代謝中被結合到有機物的產物中第九節(jié)需氧代謝微生物的代謝與合成無論是降解或合成代謝，都可分為三個階段：

水解——酵解——三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)：降解的組后階段合成的起始階段整個代謝過程的核心附講二廢水生物化學處理基礎第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)細菌的連續(xù)增殖細菌增殖速率與底物消耗速率的關系活性污泥法第一節(jié)細菌的連續(xù)增殖廢水生物化學處理基礎連續(xù)培養(yǎng)器：一方面保持細