污水的生物处理---活性污泥法.doc

污水的生物处理---活性污泥法
(Biological Treatment of Wastewater:
The Activated Sludge Process)
水体自净,氧化塘
自然条件下 土壤自净,土地处理
好氧处理 人工条件下 活性污泥法
生物处理 生物膜法
厌氧处理 自然条件下 :高温堆肥、厌氧塘
人工条件下 厌氧处理技术
污泥消化
(Aerobic/Anaerobic
Suspended-Growth Treatment Processes
Attached-Growth Treatment Processes)
4.1.1. 活性污泥处理法的基本概念与流程
Wastewater
Air
Aeration tank Secondary clarifier
Return Sludge
Excess sludge
4.1.2 活性污泥的形态与活性污泥微生物
1.活性污泥的形态: 颜色,味,形状,比重,含水率
表面积20-100cm2/ml;
有机(75-85%)/无机成分,
活性污泥组成:Ma +Me+Mi+Mii
微生物 惰性有机物 无机物
自身氧化残留物
2.活性污泥微生物(Ma)及其在活性污泥反应中作用
细菌:产碱干菌属,芽胞干菌属,动胶杆菌属,假单胞菌属,大肠杆菌属,无色杆菌属等 (增殖世代时间20-30min); 数量:107-108个/mL
真菌:丝状菌,霉菌;净化能力与不利影响
原生动物: 肉足虫类:如变形虫、滴虫,
鞭毛虫类,:豆形虫、肾形虫、草履虫;
纤毛虫类:钟虫、等枝虫、盖纤虫
原生动物------ 细菌的捕食者
后生动物:轮虫;水质良好的标志
微
生 残留食物量
物
量
微生物总量
自由游泳
纤毛虫类 有柄纤毛虫类
鞭毛虫类
肉足虫类 轮虫类
Time
图:原生动物在活性污泥反应过程中数量和种类的增长与递变模式
3.活性污泥微生物的增殖与活性污泥的增长
多种属的活性污泥微生物增殖规律与纯种微生物增殖规律相似
微生物增殖==活性污泥增殖
活性污泥的增殖受活性污泥能含量的控制
F/M—有机物量/活性污泥量---有机负荷
量
对数增殖 减速增殖 内源呼吸
C d
X (Sludge)
氧利用速率
b
S(BOD)
a
适应期X0
Time
静态培养条件下,活性污泥增长曲线、有机物降解和氧利用速率
4.活性污泥絮体的形成
意义与作用
活性污泥絮凝体形成的骨干---菌胶团
活性污泥形成机制:
能含量---F/M; 电斥力与范德华引力
细菌种类:分泌粘着物的细菌:动胶杆菌、黄杆菌、蜡状芽孢杆菌等
4.1.3 活性污泥净化反应过程
有机物污染物净化---有机物被微生物摄取、代谢与利用
1、初期吸附去除
初期:5-10 min 30min内BOD去除率达到70%
ˉ活性污泥强吸附能力的产生源:
1)具有很大的表面积:2000-10000m2/m3混合液
2)多糖类粘质层
ˉ吸附能力影响因素:
1)微生物的生理状态 处于饥饿状态的微生物具有最强吸附能力
2)反应器中流态
吸附不等于降解,吸附能力是有限的,提高吸附能力—污泥曝气
2、微生物代谢
小分子有机物---细胞壁—微生物体内—内酶—代谢
大分子有机物—水解酶—小分子—细胞壁—微生物体内…
有机物的氧化方程:
新细胞的合成:
微生物自身氧化:
分解代谢与合成代谢模式图:
H2O,CO2,NH3 +能量
分解代谢(1/3)
有机物 +O2
合成(2/3) 内源呼吸产物+能量
合成细胞物质+O2 80%
内源呼吸残留物 20%
4.2 活性污泥净化反应影响因素与主要设计、运行参数
4.2.1 活性污泥净化反应影响因素
1.营养物质平衡:C:N:P= 100:5:1
其他微量元素:钠、钾、钙、镁、铁…
2.溶解氧含量: DO32mg/L
3.PH值 6.5-8.5
4.水温 适宜:10-450C 最佳:15-350C
5.有毒物质:重金属、酚类、甲醛
经过培养驯化后, 微生物对有毒物质有适应与降解能力 (表4-4 p105)
4.2.2活性污泥处理系统的控制指标与设计、运行操作参数
使活性污泥系统正常、高效运行的基本条件:
·适当的污水水质、水量
·具有活性和足够量的活性污泥生物量
·满足微生物需要的溶解氧
·良好的流态,气、液、固充分接触
控制指标(设计、运行操作参数)
1、表示及控制混合液中活性污泥微生物量的指标
(1)Mixed liquor suspended solids (MLSS)
(2)Mixed liquor volatile suspended solids (MLVSS)
f=MLVSS/MLSS 0.75
2、活性污泥的沉降