污水的好氧生物处理课件.ppt

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1、第三章 污水的好氧生物处理活性污泥法,第一节 基本概念,第二节 气体传递和曝气池,第三章 第一节 基本概念 第二节 气体传递和曝气池,第一节 基本概念,第一节 基本概念,什么是活性污泥？,由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。,什么是活性污泥？ 由细菌、菌胶团、原生动物、后生,一组活性污泥图片,一组活性污泥图片,活性污泥的性质,活性污泥的性质颜色黄褐色状态似矾花絮绒颗粒味道土腥味相对密度,曝气池,曝气池,污水的好氧生物处理课件,曝气池出水堰,曝气池出水堰,曝气池混合液配水进入二沉池,曝气池混合液配水进

2、入二沉池,按栖息着的微生物分：,活性污泥的组成,按栖息着的微生物分：活性污泥的组成大量的细菌真菌原生动物后生,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。,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,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

3、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。,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,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

4、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

5、，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

6、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,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,有办法知道确切的生物量吗？,有人曾企图

7、通过直接测定污泥中细胞的DNA量、有机氮量、三磷酸腺苷（ATP）量、脱氢酶的活力等指标去反映活性污泥的活力，这种方法既复杂又不准确，而且微生物的含量不断变化。,按McKinney的分析：,MLSS=Ma+Me+Mi+Mii,Ma具备活性细胞成分,Me内源代谢残留的微生物有机体,Mi未代谢的不可生化的有机悬浮固体,Mii吸附的无机悬浮固体,有办法知道确切的生物量吗？ 有人曾企图通过直接,按有机性和无机性成分：,按有机性和无机性成分：处理生活污水的活性污泥MLVSS: 7,污泥沉降比：SV,活性污泥的沉降浓缩性能,取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的体积

8、，以占混合液体积的比例（%）表示污泥沉降比。,污泥体积指数：SVI,SV不能确切表示污泥沉降性能，故人们想起用单位干泥形成湿泥时的体积来表示污泥沉降性能，简称污泥指数，单位为mL/g。,1升混合液沉淀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),污泥沉降比：SV活性污泥的沉降浓缩性能 取混合,活性污泥指标,xR回流污泥的悬浮固体浓度，mg/L;R污泥回流比；x混合液污泥浓度， mg/L,活性污泥指标 xR回流污泥的悬浮固体浓度，mg/L;,活性污泥法的基本流程,活性污泥法的基本流程,活性污泥降解污水中有机物的过程,活性污泥在

9、曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段。,吸附阶段,稳定阶段,由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的粘性物质，导致污水中的有机物转移到活性污泥上去。,主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。,活性污泥降解污水中有机物的过程 吸附阶段稳定阶,活性污泥降解污水中有机物的过程,污水与污泥混合曝气后BOD的变化曲线,活性污泥降解污水中有机物的过程污水与污泥混合曝气后BOD的变,活性污泥降解污水中有机物的过程,活性污泥降解污水中有机物的过程,对活性污泥法曝气过程中污水中有机物的变化分析得到结论,废水中的有机物,残留在废水中的有机物,从废水中去除的有机物,微生物不能利用的有

10、机物,微生物能利用的有机物,微生物能利用而尚未利用的有机物,微生物不能利用的有机物,微生物已利用的有机物（氧化和合成）,（吸附量）,增殖的微生物体,氧化产物,对活性污泥法曝气过程中污水中有机物的变化分析得到结论废水中的,活性污泥降解污水中有机物的过程,活性污泥降解污水中有机物的过程,曲线反映污水中有机物的去除规律；曲线反映活性污泥利用有机物的规律；曲线反映了活性污泥吸附有机物的规律。,这三条曲线反映出，在曝气过程中：A:污水中有机物的去除在较短时间( 图中是5h左右)内就基本完成了（见曲线）；B:污水中的有机物先是转移到（吸附）污泥上（见曲线），然后逐渐为微生物所利用（见曲线）；C:吸附作用在

11、相当短的时间（图中是45min左右）内就基本完成了（见曲线）；D:微生物利用有机物的过程比较缓慢（见曲线）。,这三条曲线反映出，在曝气过程中：,第二节气体传递和曝气池,第二节,一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；,二是废水中的有机物，它是处理对象，也是微生物的食料；,三是溶解氧，没有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存也不能发挥氧化分解作用。,活性污泥法的三个要素构成 一,气 体 传 递 原 理,双膜理论的基点是认为在气液界面存在着二层膜（即气膜和液膜）这一物理现象。 这两层薄膜使气体分子从一相进入另一相时受到了阻力。当气体分子从气相向液相传递时，若气体的溶解度低，则阻力主要来自

12、液膜。,气 体 传 递 原 理,在废水生物处理系统中，氧的传递速率可用下式表示：,式中：dm/dt气体传递速率；Kg气体扩散系数；A气体扩散通过的面积；s0气体在溶液中的饱和浓度；0气体在溶液中的浓度。而dm=Vd0，则前式可改写成：,在废水生物处理系统中，氧的传递速率可用下式表示： 式中：dm,通常KgA/V项用KLa来代替，由此（142）式变为：,KLa值受污水水质的影响，把用于清水测出的值用于污水，要采用修正系数，同样清水的s0值要用于污水要乘值，因而上式变为：,式中,通常KgA/V项用KLa来代替，由此（142）式变为：,溶解在水中的憎水性有机物影响KLa值；水中溶解的无机物影响s0值

13、；溶解的有机物影响KLa值；温度也影响KLa和s0值。,影响KLa值的因素,影响KLa值的因素,从常用污水处理流程看曝气系统,从常用污水处理流程看曝气系统,曝气的作用与曝气方式,1 好氧微生物的需氧代谢2 兼性微生物酶的好氧合成3 混合液的搅拌作用（厌氧、缺氧池另加搅拌器）曝气方式：1鼓风曝气系统2机械曝气装置：纵轴表面曝气机、横轴表面曝气器3鼓风+机械曝气系统4其他：富氧曝气、纯氧曝气,曝气的作用与曝气方式 1 好氧微生物的需氧代谢,污水的好氧生物处理课件,微孔曝气盘,微孔曝气盘,微孔曝气设备测试,微孔曝气设备测试,微孔曝气设备安装,微孔曝气设备安装,微孔曝气设备的运行状况,微孔曝气设备的运

14、行状况,射流曝气器,射流曝气器,曝气转刷,曝气转刷,测试中的曝气转碟,测试中的曝气转碟,曝 气 设 备 性 能 指 标,氧转移率，单位为mg（O2）/（Lh）；,充氧能力（或动力效率），即每消耗1kWh动力能传递到水中的氧量（或氧传递速率），单位为kg（O2）/（kWh）；,氧利用率，通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧的百分比，单位为。,曝 气 设 备 性 能 指 标 氧转移率，单位为mg（O2,曝 气 设 备 性 能,满足混合要求的曝气量满铺的小气泡扩散器： 2.2m3/（m2 h）旋流的大中气泡扩散器：1.2m3/（m2 h）机械曝气： 13W/m3,注:标准状态是用清水, 水温

15、20, 大气压力为101.325kPa,最初水中的溶解氧浓度为0。现场试验用的是污水，水温15 ，海拔150m， =0.85，=0.9。,曝 气 设 备 性 能满足混合要求的曝气量注:标准状态是用,曝气池的三种池形,推流式曝气池,完全混合式曝气池,两种池形结合形,曝气池的三种池形推流式曝气池完全混合式曝气池两种池形结合形,推流式曝气池,推流式曝气池（1）平面布置（2）横断面布置,根据横断面上的水流情况，可分为,根据横断面上的水流情况,推流式曝气池,推流式曝气池,推流式曝气池,推流式曝气池,局部完全混合推流式曝气池,局部完全混合推流式曝气池,A 推流式（CAS）：废水从曝气池的狭长流槽一端进入，

16、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

17、） 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

18、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）,（三）影响微生物对物质降解转化作用的因素,1、微生物的代谢活性2、微生物的适应性3、化合物结构4、环境因素,（三）影响微生物对物质降解转化作用的因素1、微生物的代谢活性,（四）微生物对常见污染物的降解和转化,1、大分子有机物的降解，以多糖，淀粉为例2、木质素的降解芳香族化合物，再由细菌，真菌，放线菌等降解3、烃类的微生物降解，包括芳烃类和脂环烃类的降解4、石油的微生物降解5、人工合成化合物的降解 有机农药，洗涤剂（ABS-LAS）,增塑剂的降解,（四）微生物对常见污染物的降解和转化1、大分子有机物的降解，,THANK YOU！,THANK YOU！,