环境污染物的生物处理课件.ppt

第三节 环境污染物的生物净化方法,第一节 废水的好氧生物处理第二节 废水的厌氧生物处理第三节 特定微生物处理及组合工艺第四节 废水的微生物脱氮除磷第四节 固体废弃物的微生物处理第五节 大气污染物的微生物处理,主要内容：介绍环境污染物（污水、大气污染和固废）的微生物处理方法及其工艺流程,第三节 环境污染物的生物净化方法第一节 废水的好氧生物处理,人均水资源占有量不到世界平均水平的1/3,全国水资源总量约2.81012 m3，人均2281 m3；世界人均6918 m3。目前全国有400多个城市缺水，正常年份城市缺水60亿m3。,净水被使用后， 理化性质发生改变，水质受到不同程度污染，称为废水(waste water)，也称为污水(sewage)；分： 生活污水(domestic sewage，sanitary sewage) 工业废水(industrial waste water）。,人均水资源占有量不到世界平均水平的1/3,全国水资源总量约2,生活污水：来源广，水质相似；杂质多，占总量的0.1-1%。,含大量有机物，占全部悬浮物 (suspended solid, SS ) 的3/4以上，BOD 300-500mg/L，主要包括纤维素、油脂、肥皂、蛋白质及其分解产物。一般不含毒物。无机杂质以泥沙、矿物废料及溶解盐类居多。适于微生物繁殖，含大量细菌和病原体。肥效较高。水量水质与季节、居民生活状况、生活习惯(用水量有关)，处理率约9%。,生活污水：来源广，水质相似；杂质多，占总量的0.1-1%。含,工业废水：成分复杂，变化剧烈，不同工业废水的质和量有明显差异，主要取决于工业生产的性质、工艺和规模。年排放量约400-500亿吨，处理率小于30%。若年排放量达800亿吨时，将使70%的水资源不能使用。冶金、建材、发电：主要含无机物。食品、石化、炼油：主要含有机物。焦化、化工、农药：大量有机物、大量无机物、毒物。,工业废水：成分复杂，变化剧烈，不同工业废水的质和量有明显差异,工业废水种类及来源,工业废水种类及来源废水种类废水来源1 重金属废水采矿、冶炼、,废水处理基本方法,（1）物理法 利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物，在处理过程中不改变其化学性质。常采用的有沉淀法、过滤法、离心法、蒸发法。分离和去除大块垃圾、悬浮固体。 （2）化学法 利用化学反应或物理化学作用处理、回收废水中的污染物，常用的方法有化学沉淀法、混凝法、中和法、萃取法、吸附法、离心交换法、电渗析法等。（3）生物法 利用微生物的生化作用处理废水中的有机污染物。常用的方法有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法等。,好氧生物处理法 ：利用好氧微生物在有氧条件下将废水中有机物分解的方法。厌氧生物处理法：在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将污泥中的有机物分解，最后产生甲烷和二氧化碳等气体。,废水处理基本方法 （1）物理法好氧生物处理法 ：利用好氧微生,废水微生物处理城市污水处理,借助于各种技术手段将污水中的各种污染物分离或降解，从而使污水得以净化。根据处理程度的不同，污水处理可分为三级，即一级、二级和三级。,废水微生物处理城市污水处理 借助于各种技术手段将污水中的,1、一级处理（初级处理）,一级处理：是利用隔栅以及沉淀等物理作用去除废水中的大颗粒固态污染物（粒径100 um以上），可由筛滤、重力沉淀、浮选等物理方法串联而成。废水经一级处理主要是悬浮物（SS）的去除，而对废水中的胶体和溶解性污染物的去除作用不大。悬浮固体去除约70-80%，BOD去除约30%，达不到排放标准，一般作为预处理。主要的作用有：筛滤、水质水量调节、沉淀、调节池有调节水量，还有预曝气作用。,1、一级处理（初级处理） 一级处理：是利用隔栅以及沉淀等物理,环境污染物的生物处理课件,2、二级处理,二级处理的主要任务是大幅度地去除废水中呈胶体和溶解状态的有机物。常用的方法是生物法和絮凝法。 （一）生物法，即生物处理，利用微生物将污水中的有机物分解为无机物，从而达到净化的目的。 1）好氧处理：活性污泥法：传统法、阶段曝气法、生物吸附法、完全混合法等。生物膜法：普通生物滤池、生物滤塔、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等。自然生物处理法：氧化塘、土地处理系统。 2）厌氧处理：即生物还原处理法，主要用于处理高浓度有机废水和污泥。 好氧生物处理效率高，使用广泛，已成为污水生物处理的主要方法。厌氧生物处理主要用于污泥的消化处理和高浓度有机污水的处理。,2、二级处理 二级处理的主要任务是大幅度地去除废水中呈胶,2、二级处理,（二）絮凝法：通过加入絮凝剂，破坏胶体的稳定性，使胶体发生凝聚，产生絮凝物，并发生吸附作用，将废水中的污染物吸附在一起，然后沉降而与水分离。常用的凝聚剂有硫酸铝、明矾、铁盐（硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁等）以及高分子凝聚剂。 经过二级处理的水8090的有机物被除去，BOD较低，一般可达到农灌标准和废水排放标准。数量不多时可排入自净能力较强的河流中，但水中还存留一定的悬浮物、生物不能降解的有机物、溶解性无机盐和N、P等，并含有病毒和细菌。因此不能作为饮用水、工业用水和地下水的补给用水。,2、二级处理（二）絮凝法：通过加入絮凝剂，破坏胶体的稳定性，,环境污染物的生物处理课件,3、三级处理,又称为高级处理或深度处理，进一步去除二级处理未能去除的污染物。如未能降解的有机物、可溶性无机物以及氮、磷等。它根据废水中的不同成份分别采取物理、化学等方法进行处理。经三级处理的废水能达到城市用水、工业用水和饮用水标准，但三级处理的处理费用很高。【二级处理中的单一方法， 常不能去除废水中的氮、磷元素，需要用几种方法组合。此外，水体富营养化的关键在于流入水体的营养盐负荷量，其中，磷的作用远大于氮的作用。】,3、三级处理又称为高级处理或深度处理，进一步去除二级处理未能,三级处理工艺系统：1）混凝、澄清过滤系统2）直接过滤系统,三级处理工艺系统：,3）微絮凝过滤系统4）生物膜过滤系统,3）微絮凝过滤系统,5）气浮过滤系统6）臭氧化系统,5）气浮过滤系统,7）臭氧、活性炭联用系统8）反渗透工艺系统,7）臭氧、活性炭联用系统,6.1 污水的好氧生物处理方法,起源：最早由英国人Ardern和Lockett创建（1914年），1917 年建厂运行。目前在我国应用较为广泛。,1） 活性污泥法（Activated sludge process, ASP）,6.1 污水的好氧生物处理方法起源：最早由英国人Ardern,活性污泥：活性污泥是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。它是在污水中以有机污染物作培养基，在充氧曝气条件下对各种微生物群体进行混合连续培养而成的。活性污泥具有凝聚、吸附、氧化以及分解污水中有机物的性能，因而可使污水得到净化。,环境污染物的生物处理课件,有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物的能力； 菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境；为原生动物、微型后生动物提供附着场所具有指示作用。,有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物的能力；,曝气池,曝气池出水堰,曝气池曝气池出水堰,活性污泥混合液,活性污泥混合液,活性污泥的形态,颜色,黄褐色,状态,似矾花絮绒颗粒,味道,土腥味,相对密度,1.0021.006 kg/L,粒径,0.020.2mm,20100cm2/mL,比表面积,99%以上,含水率,活性污泥的形态颜色黄褐色状态似矾花絮绒颗粒味道土腥味相对密度,活性污泥中的微生物：能形成活性污泥絮状体的细菌（菌胶团细菌）、丝状细菌（污泥膨胀）、真菌、原生动物（监测处理系统运转的指标，可一定程度上反映出水质和处理效果）、后生动物（轮虫、线虫和寡毛虫）。,活性污泥中的微生物：能形成活性污泥絮状体的细菌（菌胶团细菌）,活性污泥净化反应的机理,初期吸附去除 污水与活性污泥接触510min，污水中大部分有机物(70%以上的BOD，75%以上COD)迅速被去除。此时的去除并非降解，而是被污泥吸附，粘着在生物絮体的表面，这种由物理吸附和生物吸附交织在一起的初期高速去除现象叫初期吸附。,活性污泥净化反应的机理初期吸附去除,微生物的代射 被吸附的有机物粘附在絮体表面，与微生物细胞接触，在渗透膜的作用下，进入细胞体内，并在酶的作用下要不被降解，要不被同化成细胞本身。,微生物的代射,好氧微生物对有机物氧化分解过程,有机物的降解速率，微生物的存在方式、增殖规律，溶解氧的提供方式是好氧生物处理工艺的关键,机理：是利用人工培养和驯化的微生物群体去分解废水中可供生物降解的有机物，从而使废水得到净化。两个阶段：吸附分解,好氧微生物对有机物氧化分解过程 有机物的降解速率，微生,活性污泥的特征与微生物,形态 在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”。,颜色 正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度）。,理化性质 =1.0021.006，含水率99%，直径大小0.020.2mm，表面积20100cm2/ml，pH值约6.7，有较强的缓冲能力。其固相组分主要为有机物，约占7585%。,活性污泥的特征与微生物形态颜色理化性质,生物特性具有一定的沉降性能和生物活性。,组成 由微生物群体Ma，微生物残体Me，难降解有机物Mi，无机物Mii四部分组成。,生物特性组成,Ma具备活性细胞成分；,Me内源代谢残留的微生物有机体；,Mi难为细菌降解的有机悬浮固体；,Mii吸附的无机悬浮固体。,活性污泥的组成,按有机性和无机性分,Ma具备活性细胞成分；Me内源代谢残留的微生物有机,活性污泥的特征与微生物,组成,细菌：以异养型原核生物(细菌)为主，数量107108个/ml，自养菌数量略低。其优势菌种：产碱杆菌属等，它是降解污染物质的主体，具有分解有机物的能力。,真菌：由细小的腐生或寄生菌组成，具分解碳水化合物，脂肪、蛋白质的功能，但丝状菌大量增殖会引发污泥膨胀。,活性污泥的特征与微生物组成细菌：以异养型原核生物(细菌)为主,原生动物：肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类、捕食游离细菌。其出现的顺序反映了处理水质的好坏（这里的好坏是指有机物的去除），最初是肉足虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫；当处理水质良好时出现固着型纤毛虫，如钟虫、等枝虫、独缩虫、聚缩虫、盖纤虫等。,后生动物(主要指轮虫），捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处理的质量。,原生动物：肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类、捕食游离,活性污泥法的主要类型：按照废水和回流污泥进入方式以及其在曝气池中的混合方式，分为推流式完全混合式。,活性污泥法的主要类型：按照废水和回流污泥进入方式以及其在曝,活性污泥法的基本流程,活性污泥法的基本流程,环境污染物的生物处理课件,环境污染物的生物处理课件,鼓风曝气：将空压机送出的压缩空气通过一系列管道系统送到安装在曝气池底的空气扩散装置，以微小气泡形式逸出，转移到混合液中，同时混合液搅拌、混合。机械曝气：利用安装在水面上、下的叶轮高速转动，剧烈搅动水面，产生水跃，液面与空气接触表面不断更新，使空气中的氧转移到混合液中。,鼓风曝气：将空压机送出的压缩空气通过一系列管道系统送到安装在,三叶式罗茨鼓风机,常用鼓风机形式,多极离心风机,多级风机,三叶式罗茨鼓风机常用鼓风机形式多极离心风机多级风机,A 推流式（CAS）：废水从曝气池的狭长流槽一端进入，另一端流出。随着水流的过程，底物降解，微生物增长。曝气池F（污染物浓度）/M（微生物的生物量）变化,优点：BOD和SS去除率高，可达90%95%，适于处理要求高、水质稳的废水。缺点：对水质变化适应差；实际需氧前大后小，使前段氧少、后段氧余；曝气池容积负荷低、占地面积大、基建费高。,A 推流式（CAS）：废水从曝气池的狭长流槽一端进入，另一端,推流式曝气池,（1） 普通活性污泥法 优点：曝气时间长，吸附量大，去除率高9095%。 污泥颗粒大，易沉降。 污泥量少，剩余污泥量占不到回流的10%。 缺点：不适于水质变化大的水质。 长廊式供氧利用率低，能耗较高。 处理时间长，曝气48h,推流式曝气池（1） 普通活性污泥法 优点：,B 阶段曝气法（SAAS）：多点进水法，可克服前段氧少、后段氧余缺点，提高空气利用率，曝气池容积减少30%。,B 阶段曝气法（SAAS）：多点进水法，可克服前段氧少、后段,C 生物吸附法（AB）：再生吸附曝气法。吸附阶段和氧化分解阶段分开进行。对于处理废水中的胶体污染物比较理想，并可使吸附和再生曝气池的总体积减少50以上。但吸附时间短，效果有限。,C 生物吸附法（AB）：再生吸附曝气法。吸附阶段和氧化分解阶,D 完全混合式（CMAS）废水进入曝气池后在搅拌下立即与池内活性污泥混合液混合，从而使进水得到良好的稀释，污泥与废水得到充分混合，可以最大限度地承受水质变化的冲击。特点：承受冲击负荷强，适应工业废水特点，可处理高浓度有机废水；需氧均匀，动力省；但连续出水时，水质不理想、容易发生污泥膨胀。废水在池内停留时间短，细菌处于对数生长期，处理效果差。,D 完全混合式（CMAS）,环境污染物的生物处理课件,鼓风曝气完全混合曝气池,鼓风曝气完全混合曝气池,短时曝气法（渐减曝气法）改进曝气方法：加大入口通气量，而后逐渐减少减少曝气设备和动力消耗阶段曝气法（SAAS）多点进水法生物吸附法（AB）吸附与氧化分解分别进行处理效果较降低完全混合式活性污泥法忍受较大负荷充氧均匀有利于丝状真菌的生长，易发生污泥膨胀,短时曝气法（渐减曝气法）,活性污泥中的微生物,1 形成活性污泥絮状体的细菌:以异养型原核生物(细菌)为主，数量107108个/ml，自养菌数量略低。其优势菌种：产碱杆菌属等，它是降解污染物质的主体，具有分解有机物的能力。2 活性污泥中丝状细菌与污泥膨胀3 活性污泥中的真菌:由细小的腐生或寄生菌组成，具分解碳水化合物，脂肪、蛋白质的功能，但丝状菌大量增殖会引发污泥膨胀。4 活性污泥中的原生动物:肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫3类、捕食游离细菌。其出现的顺序反映了处理水质的好坏（这里的好坏是指有机物的去除），最初是肉足虫，继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫；当处理水质良好时出现固着型纤毛虫，如钟虫、等枝虫、独缩虫、聚缩虫、盖纤虫等。5 活性污泥中的微型后生动物:主要指轮虫，捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处理的质量。,活性污泥中的微生物1 形成活性污泥絮状体的细菌:以异养型原核,丝状细菌：如球衣菌、贝氏硫菌、发硫菌等，往往附着在菌胶团上或与之交织在一起，成为活性污泥的骨架。具有很强的氧化分解有机物的能力，但繁殖过多会引起活性污泥膨胀。,丝状细菌：如球衣菌、贝氏硫菌、发硫菌等，往往附着在菌胶团上或,真菌：不多，主要为霉菌，已报道的有：毛霉属、曲霉属、青霉属、镰孢霉属、枝孢霉属、木霉属、地霉属等。 霉菌的出现与水质有关，常出现于pH偏低的污水中。霉菌与絮状体的形成和污泥膨胀均有联系。,真菌：不多，主要为霉菌，已报道的有：毛霉属、曲霉属、青霉属、,原生动物：好氧性单细胞生物，附聚在活性污泥的表面作用：促进絮凝：有的能分泌黏液。净化作用：吞食细菌和微小污泥，改善水质指示作用：根据活性污泥中原生动物的种类可判断活性污泥的状态和处理水质的好坏。,鞭毛虫和肉足虫 游动纤毛虫 固着型纤毛虫 （有柄纤毛虫：钟虫）,原生动物：好氧性单细胞生物，附聚在活性污泥的表面 鞭毛虫,鞭毛虫,肉足虫类,具有1至多根鞭毛作为运动胞器，体表有一层坚硬角质膜，保持外形不变。植鞭毛虫类体内有叶绿素进行植物型营养如绿眼虫、眼虫；动鞭毛虫如滴虫、波豆虫。,以肉质伪足作为运动和摄食胞器，无固定形状，如变形虫。在污泥运行初期可见到大量以有机颗粒为食的肉足虫和鞭毛虫。,鞭毛虫肉足虫类 具有1至多根鞭毛作为运动胞器，体表有一层坚,匍匐型纤毛虫,游动型纤毛虫,体外有纤毛作为运动和摄食工具。以游离的细菌为食，随着菌胶团形成，数量减少，在污泥老化、解絮，处理效果差时数量增多,纤毛粘合成棘毛，排列于腹面，在污泥表面爬行或游动。,匍匐型纤毛虫游动型纤毛虫体外有纤毛作为运动和摄食工具。以游离,固着型纤毛虫钟虫,虫体钟形，口缘纤毛摆动，将细菌或有机颗粒引进胞口，能分泌粘液固着在絮泥上。如小口钟虫、沟钟虫等。当污泥运行正常，处理水质良好时，暴气池中大量出现。,固着型纤毛虫虫体钟形，口缘纤毛摆动，将细菌或有机颗粒引进胞口,微型后生动物轮虫、线虫、寡毛类。以细菌、原生动物及污泥碎片为食。,微型后生动物轮虫、线虫、寡毛类。以细菌、原生动物及污泥碎,一组活性污泥图片（细菌）,菌胶团,污泥细碎,菌胶团,菌胶团,一组活性污泥图片（细菌）菌胶团污泥细碎菌胶团菌胶团,肉足虫（变形虫）,游泳型纤毛虫,固着型纤毛虫（累枝虫）,一组活性污泥图片（原生动物）,游泳型纤毛虫（草履虫）,肉足虫（变形虫）游泳型纤毛虫固着型纤毛虫（累枝虫）一组活性污,轮虫,轮虫,一组活性污泥图片（后生动物）,轮虫轮虫一组活性污泥图片（后生动物）,原生动物和后生动物可以作为指示微生物,原生动物和后生动物可以作为指示微生物,污水处理的生物学诊断 赵庆祥 长英夫译 化学工业出版社，2012年,污水处理的生物学诊断,1. 混合液中活性污泥微生物量的指标,1 L曝气池混合液中所含悬浮固体的重量（mixed liquor suspended solids, MLSS)，g/L，mg/L，一般控制在2-4g/L,1 L混合液挥发性悬浮固体（能被完全燃烧的物质）的重量（mixed liquor volatile suspended solids, MLVSS)， g/L，,一般情况下，生活污水f值为0.75左右。,活性污泥的工作参数,1. 混合液中活性污泥微生物量的指标1 L曝气池混合液中所含,污泥沉降比：SV(setting velocity),一定量的混合液静止沉淀30min后，沉淀的活性污泥体积与原混合液体积的比值。%。城市污水：SV取15%-30%.,污泥容积：SVI(sludge volume index),1L混合液沉淀30min的活性污泥体积（mL） SV(mL/L)SVI= = 1升混合液中悬浮固体干重（g） MLSS(g/L),SVI=70100 其活性污泥凝聚沉淀性能很好SVI值过低，活性污泥颗粒细小，无机物含量高，缺乏活性。SVI值过高，沉淀性能不好，可能产生污泥膨胀。,2.活性污泥的沉降性能及其评定指标,污泥沉降比：SV(setting velocity),活性污泥法(Activated Sludge Process)首先于20 世纪初在英国出现,迄今已有近百年历史，是当前应用最广泛的污水处理技术之一，该方法自1914年在英国曼切斯特市建成污水试验厂以来，已有90多年的历史。 目前，它已成为有机废水生物处理的主体，但是仍存在一些不容忽视的缺点：对冲击负荷适应能力差，易发生污泥膨胀，处理构筑物占地面积大、基建投资和运行费用高、管理复杂等。近几十年来，国内外学者准对以上这些问题进行了不懈地探索和研究，在供氧方式、运转条件、反应器形式等方面进行了革新、开发了多种活性污泥法新工艺，使得活性污泥法朝着高效、节能的方面发展。,活性污泥法(Activated Sludge Pro,2）生物膜法,生物膜法是使微生物附着在载体（碎石、焦炭、塑料滤料、蜂窝填料等）表面，污水在流经附着在载体表面微生膜的过程中，通过有机物的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及在膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物进行分解。生物膜法和活性污泥法一样都是利用微生物来去除废水中有机物的方法。生物膜中的微生物则附着生长在某些固体物的表面，所以生物膜处理系统又称为附着生长系统。,定义：利用微生物在固体表面的附着生长对废水进行生物处理的技术，,2）生物膜法 生物膜法是使微生物附着在载体（碎石、焦炭、塑料,环境污染物的生物处理课件,生物膜微生物组成细菌和真菌好气：芽孢杆菌属、丝状真菌厌氧：反硫化弧菌属、大肠杆菌、产气杆菌、丝状微生物兼性细菌：假单胞杆菌属、产碱杆菌、黄杆菌、无色杆菌、微球菌、动胶杆菌原生动物：纤毛虫、肉足类、独缩虫、盖虫、累枝虫微型后生动物：比活性污泥多，轮虫、线虫、昆虫、寡毛类,生物膜微生物组成,生物膜的培育 1、自然挂膜法：利用待处理污水中的自然菌种进行生物膜培育的方法。具体做法为：将待处理的污水一次性通入生物膜反应器，在不进水的情况下连续循环37天。之后改为连续进水，流量从小到大，最终达到设计流量。在这过程中污水中的微生物附着在填料的表面，生长繁殖，生物量逐渐增加，形成微生物膜。 2、菌种添加挂膜法：为加速生物膜的形成或提高生物膜的降解能力，可向污水中投加优良菌种，如污水处理厂成熟的活性污泥、生物膜，或分离得到的高效菌种等。具体做法为：将待处理污水与接种菌种在生物膜反应器内混合，连续循环37天。之后改为连续进水，流量从小到大，最终达到设计流量。,生物膜的培育,生物膜法的基本特征（优点）:生物膜对水质、水量变化适应性强，稳定性好；微生物多样性高，食物链较长生物膜各阶段微生物种类不同具较高的脱氮能力生物密度大，单位处理能力大耐污力强，动力消耗较小无需污泥回流，不发生污泥膨胀，运转管理方便。,缺点运行灵活性差，难以人为控制；载体比表面积小，设备容积负荷小，空间效率低；处理效率差，BOD去除率约80%左右，出水BOD 28mg/l（活性污泥法BOD 90%，出水14mg/l）。,生物膜法的基本特征（优点）: 缺点运行灵活性差，难以,A 普通生物滤池是最早出现的一种生物处理方法，又称洒滴池。结构简单，管理方便。,固定床生物处理技术，流动床生物处理技术,第一代工艺，滤料粒径较小(2570mm)，滤料层高度通常只有23m左右，多不采用回流措施；优点：处理效果好，BOD5去除率可达90%以上，出水BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸盐含量在10mg/L左右，出水水质稳定。缺点：占地面积大，易于堵塞，影响环境卫生。,进水水池滤床二次沉淀池出水A 普通生物滤池固定床生物处理技术,环境污染物的生物处理课件,池体,池体,环境污染物的生物处理课件,生物滤池的构造,生物滤池的构造,典型的生物滤池的构造,自然通风,不设曝气系统.,典型的生物滤池的构造 滤 床 布水设备排水系统,几种常见滤料,比表面积在98340m2/m3，孔隙率为9395,比表面积在81195m2/m3，孔隙率为9395,比表面积65100m2/m3，孔隙率4550,几种常见滤料 比表面积在98340m2/m3，比表面积在8,环境污染物的生物处理课件,生物滤池的布水设备分为两类,固定式喷嘴布水系统,布 水 设 备,为了使污水能均匀地分布在整个滤床表面上生物滤池的布水设备分为,环境污染物的生物处理课件,环境污染物的生物处理课件,环境污染物的生物处理课件,B 生物滤塔,又称塔式生物滤池，相当于几个滤池重叠，呈塔形，高422米，BOD负荷高，净化率也较高。一次投资较大，但经常运转费用较低。分层，适应废水沿程水质变化，可提高废水中有毒物质的容许浓度，且占地少；滤料厚，水流大，通风好，氧化能力高，适应废水冲击负荷；水力负荷过大时处理效率低，BOD去除约60%85%。适合处理含氰、酚、醛等有毒污水，效果好，出水符合要求。对大分子的有机物氧化分解较困难,B 生物滤塔 又称塔式生物滤池，相当于几个滤池重叠，呈塔形,结构组成：塔体、支架、隔栅、滤料、布水设置、排水系统、通风装置。优点：占地小、有机负荷高26倍、处理能力高，适于大城市处理负荷高的废水处理。缺点：对大分子有机物的氧化分解困难，需要水泵,结构组成：塔体、支架、隔栅、滤料、布水设置、排水系统、通风装,C 生物转盘滤池（Biological Disk）,又称转盘式生物滤池，由许多平行排列塑料圆盘组成，圆盘一半浸在水中一半暴露于空气中，生物膜交替接触空气和污水使有机物氧化分解，盘上附着的微生物使污水得到净化。无滤料堵塞，生物膜与废水接触时间长而均匀，盘面利用率高，易控制；处理负荷高于滤塔，充氧好；多层布置的占地与滤塔同，能耗低。无污泥回流，无污泥膨胀；剩余污泥量小，污泥颗粒大，含水低，沉淀快，易分离脱水、干化。盘材贵，投资大。处理有毒挥发性废水时，空气污染重；转盘性能受环境气温影响大。适于小规模的废水处理。,C 生物转盘滤池（Biological Disk）又称转盘式,第一套半生产性的生物转盘试验装置是于1954年在德国海尔布隆污水处理厂建成。生物转盘技术具有一系列优点，在国际范围内的到广泛应用，是一种净化效果好、能源消耗低的生物处理技术 我国从70年代初开始引进生物转盘技术，对其开展了广泛的研究。在生活污水和城市污水，化纤、印染、制革及造纸等工业废水都得到了应用。,第一套半生产性的生物转盘试验装置是于1954年在德国,出水进水进水出水,优点不会发生污泥堵塞和膨胀，可处理高浓度有机废水可通过调节转盘转速调节生物膜与空气和水的接触时间；生物膜的量也可通过转速控制缺点：塑料价格高，建设投资高、点地面积大，用于废水量小的治理工程,112出水进水污泥处理1一次沉淀池2二次沉淀池,D 生物接触氧化滤池,生物接触氧化法是在曝气池中安装固定填料，废水在压缩空气的带动下，同填料上的生物膜不断接触，同时压缩空气提供氧气。在固、液、气三相接触中，废水中的有机物被吸附和分解。 如图为生物接触氧化滤池结构的结构示意图。生物接触氧化法对BOD去除率比较高，负荷变化适应能力强，不会发生污泥膨胀现象，便于操作管理，且占地面积小，因此被广泛采用。,D 生物接触氧化滤池进水进气出水 生物接触氧化法是在曝,接触氧化池构造示例,也称作淹没式生物滤池，它是指在反应池中设置惰性填料，已经预先充氧曝气的污水浸没并流经全部填料，污水中的有机物与填料上的生物膜广泛接触，在微生物的新陈代谢作用下污染物得到去除。,接触氧化池构造示例 也称作淹没式生物滤池，它是指,环境污染物的生物处理课件,生物接触氧化滤池内常用的填料,生物接触氧化滤池内常用的填料,酚醛树脂蜂窝填料,聚乙烯蜂窝填料,酚醛树脂蜂窝填料聚乙烯蜂窝填料,正六角行蜂窝状斜管,聚乙烯蜂窝填料,正六角行蜂窝状斜管聚乙烯蜂窝填料,半软性填料,半软性填料,弹性立体填料,YHT型弹性生物的环填料,弹性立体填料YHT型弹性生物的环填料,软性、复合填料,组合填料,软性纤维填料,软性、复合填料组合填料软性纤维填料,生物接触氧化法填料,环境污染物的生物处理课件,立体弹性填料,立体弹性填料,漂浮填料,漂浮填料,新型的纤维网状填料,新型的纤维网状填料,新型的三维立体网状填料,新型的三维立体网状填料,生物接触氧化法的特点,(1)具有较高的微生物浓度，一般可达1020g/L； (2)不需污泥回流，没有污泥膨胀的问题； (3)具有较强的耐冲击负荷能力； (4)生物膜具有丰富的生物相，污泥产量低。,缺点：填料易堵塞和更换，运行费用较高。,生物接触氧化法的特点 (1)具有较高的微生物浓度，一般可达1,粒径小于1 mm的砂、焦碳、活性炭等为载体，通过脉冲进水，污水自下而上经过载体，使滤料呈流动状态（流化），然后，滤料自身缓慢落下，再次接触污水。 比表面积巨大，可达2000-3000M2/M3，污泥浓度达10g-40g/l（是普通活性污泥法的10-20倍)。 16分钟内使普通污水BOD去除率达93%。,E 生物流化床法,粒径小于1 mm的砂、焦碳、活性炭等为载体，通过脉冲,流化床是以砂、活性炭、焦炭一类的较小的惰性颗粒为载体充填在床内，载体表面被覆着生物膜，其质变轻，污水以一定流速从下向上流动，使载体处于流化状态。,流化床是以砂、活性炭、焦炭一类的较小的惰性颗粒为载体,三相生物流化床,三相生物流化床,三相流化床设备较简单，操作亦较容易。,三相生物流化床是气、液、固三相直接在流化床体内进行生化反应，不另设充氧设备和脱膜设备，载体表面的生物膜依靠气体的搅动作用，使颗粒之间剧烈摩擦而脱落。,三相生物流化床的设计应注意防止气泡在床内合并成大气泡而影响充氧效率。,充氧方式,减压释放空气充氧,射流曝气充氧,三相流化床设备较简单，操作亦较容易。 三相生物流,磷富营养化，藻类对磷的需求量只有对氮的1/101/20污水中磷以有机磷、磷酸盐和聚磷酸盐的形式存在。有机磷在微生物作用下释放出来的磷是以磷酸盐的形式存在；聚磷酸盐在水溶液中能逐渐水解成磷酸盐。二级生物处理的出水中90左右的磷是以磷酸盐的形式存在。城市生活污水总磷含量大约在20 mg/L左右，普通二级生物处理后的出水含磷量在1-5 mg/L，达不到国家排放标准。,（二）生物除磷,城市污水中存在的含磷物质基本上都是不同形式的磷酸盐（简称磷或总磷，用P 或 TP 表示）。按化学特性（酸性水解和消化）则可进一步分成正磷酸盐、聚合磷酸盐和有机磷酸盐，分别简称正磷、聚磷和有机磷。,在GB8978-1996中对排污单元排放废水中的元素磷严格控制在0.1mg/L和0.3mg/L,磷富营养化，藻类对磷的需求量只有对氮的1/101/20,原 理：,生物除磷的生理基础是污泥中存在一种聚磷菌，聚磷菌有在好氧条件下积累磷和厌氧条件下释放磷的能力。厌氧条件下，污泥中的聚磷菌将细胞内积累的聚磷分解，并排入到液体中（放磷），产生的能量一方面供生长所需，可吸收环境中的低级脂肪酸(如乙酸)，以PHB形式储存起来。好氧条件下，聚磷菌体内的PHB分解成乙酰CoA，一部分用于细胞合成，大部分进入三羧酸循环和乙醛酸循环，产生氢离子和电子。是一个产能和耗氧的过程。产能生长，聚磷,假单胞菌属和气单胞菌属,乙酸乙酰CoAPHB,PHB乙酰CoA,不动细菌属、棒杆菌属、微丝菌,原 理：生物除磷的生理基础是污泥中存在一种聚磷菌，聚磷菌有在,好氧时：大量繁殖（消耗好氧状态能源聚-羟基丁二酸（PHB），逆浓度梯度过量吸磷（贮备厌氧状态能源多聚磷酸盐颗粒(即异染颗粒) ）；厌氧时：与上相反不繁殖，释放磷酸盐于体外（产生能量供其储备消耗好氧状态能源PHB）。,部分回流做种,大部分（P）去除,水中P,好氧时：大量繁殖（消耗好氧状态能源聚-羟基丁二酸（PH,环境污染物的生物处理课件,除磷工艺A/O法,Anaerobic/Oxic、厌氧/好氧法,在生物除磷系统中污泥含磷量的典型值在6%左右，有些能达到 8%-12%，而普通活性污泥含磷量只有2%。,除磷工艺A/O法Anaerobic/Oxic、厌氧/好氧,废水中的有机物进入厌氧区后，在发酵性产酸菌的作用下转化成乙酸。聚磷菌在厌氧的不利环境下可将贮积在体内的聚磷分解。在此过程中释放出的能量可供聚磷菌在厌氧压抑环境下存活之用；另一部分能量可供聚磷菌主动吸收乙酸、H+和e-，使之以PHB形式贮藏在菌体内，并使发酵产酸过程得以继续进行。 聚磷分解后的无机磷酸盐释放至聚磷菌体外（厌氧放磷现象）。 进入好氧区后，PHB分解释放出的大量能量可供聚磷菌的生长、繁殖。当环境中有溶磷存在时，一部分能量可供聚磷菌主动吸收磷酸盐，并以聚磷酸盐的形式贮积在体内，此即为聚磷菌的好氧吸磷现象。,废水中的有机物进入厌氧区后，在发酵性产酸菌的作用下转化,生物除磷工艺的影响因素,1 碳源的浓度和种类2 溶解氧（厌氧池：小于0.2mg/L；好氧池大于2mg/L）3 硝酸盐和亚硝酸盐4 温度5 pH值P287,生物除磷工艺的影响因素1 碳源的浓度和种类,生物脱氮除磷工艺A/A/O法，A2O,Anaerobic/Anoxic/Oxic法，即厌氧/缺氧/好氧法，即在A/O基础的厌氧池和好氧池之间增设一个不曝气的缺氧池，并使好氧池中带有硝酸盐的混合液汇流到缺氧池，进行反硝化脱氮，这样在除磷的同时达到脱氮的目的，其他特征同A/O法，也称为修改的Phoredox法。,生物脱氮除磷工艺A/A/O法，A2OAnaerobic/,环境污染物的生物处理课件,