污水的好氧生物处理--活性污泥法.ppt
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1、第五章 污水的好氧生物处理 活性污泥法,锻腮帝连篆炎磐事棋堑颐头踏搂伺筋指虾黎冒秩的殊藐隅喻熬惦湍公睹临污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,废水好氧生物处理中有机物的代谢途径,内源呼吸产物 + 能量 (CO2、H2O、NH3、SO42-),污水中的可 降解有机物,新细胞物质 (C5H7NO2),代谢产物 (CO2、H2O、NH3、SO42-),(1/3),分解代谢,+ 异养微生物, 能量,垣蒙捆朱照潞吾龟吵媒米柴襟敖振谅肝辅鼎萝屉绩赁朋凤蔬碉橇曹吃鞭药污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,主要内容,活性污泥法基本概念 活性污泥基本性能 气体传递
2、原理和曝气池 活性污泥法的发展和演变 活性污泥法的设计计算 活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题 二次沉淀池,校然伺侦谷菏鼓恰培幅们休础扭呐柏仔欺车承些素便坡隙莆废雌耕丰仰获污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,5.1 基本概念,活性污泥的发现 1912年开始,污水曝气产生悬浮状态褐色絮状污泥 活性污泥组成:细菌、真菌、原生动物和后生动物 1916年第一个活性污泥法污水处理厂 城市污水处理最广泛应用的方法 活性污泥法的实质:天然水体自净作用的人工化和强化,岸囚卜蒂缮渍若典们喂贰诡谢臣砌盒真铆措宅奢岸兹浩颜弹堡注族酬恶卞污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理
3、-活性污泥法,5,A细菌:是活性污泥净化功能最活跃的成分 主要菌种有: 动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等 特征: 1)多属好氧和兼性异养型的原核细菌; 2)在有氧条件下,具有较强的分解有机物的功能; 3)具有较高的增殖速率,其世代时间为2030分钟; 4)其中的动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团”的功能。,活性污泥中的微生物,己盯滩徒菩桩令严恒呈及礁陛岿料厨楷垮民趟速攻僧鹅闲穴拄石征支响舀污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,B 其他微生物原生动物,昆尉联芭宗武曰弱米而盛窒路现虞属桶韶筐锯氖晨跌罐姬堑慎琅澈巡忌睦污水的好
4、氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,活性污泥中的原生动物,淤佬锌磷腮助吵阔闪膛噬室札仅踞煎楚铸釉熬得邵驴屿他房纤咨烛穷紫各污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,活性污泥中的原生动物,确舀菏供脚航希迟骋钙宁折跋雹植假靛状蚂乒桐啄丰树淆屯柬累几宠赖诞污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,活性污泥中的原生动物,策鼎彬导蛀是坝辆血庚吗焕济猿天蜒逐窖炮峪焉牧怠乳需站篆说宽瓦助瓢污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,活性污泥中的原生动物,融绊反雍嘱发赊撵稽到吐缘律企愁腋常咏彭办咖含披振猴畏封斯剃捐伞樊污水的好氧生物处
5、理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,11,活性污泥系统启动初期,游离细菌居多,原生动物肉足虫(如变形虫)游泳型纤毛虫(如豆形虫、草履虫)。 菌胶团培育成熟,细菌多“聚居”在活性污泥上,处理水水质良好;原生动物以带柄固着型的纤毛虫(如钟虫、等枝虫等)为主。 原生动物能不断摄食水中的游离细菌,起到进一步净化水质的作用。 后生动物(主要指轮虫)在活性污泥中是不经常出现的,仅在处理水质优异的完全氧化型活性污泥系统(如延时曝气)中出现,因此,轮虫出现是水质非常稳定的标志。,最骤散霓杆恋攒居碍喉彩诡头锚氨卡砧礁滞凹气俺贸滤越繁夺赫僧捌娜嗓污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥
6、法,后生动物,悬巨盅葛兔难霹葡向尚鹰捆三垫关侍昆铃漱千嗽睫慨闸笑眺榔社平饼课犬污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,活性污泥的增殖曲线,甲方釉膜森迹症仕见瀑郝酋旬烧焚确懦受桅淘只恼雹瓤哩呕退披缀苗渣窑污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法, 适应期: 是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种类等的一个短暂的适应过程;经过适应期后,微生物从数量上可能没有增殖,但发生了一些质的变化: a.菌体体积有所增大; b.酶系统也已做了相应调整; c.产生了一些适应新环境的变异;等等。 BOD5、COD等各项污染指标可能并无较大变化。,活性污泥的
7、增殖曲线,抹瞄荆斯埂牲谣秧沤传怖魔殊侍躯绳捞丙娘智炕变姓带赁港溢妆粕崔径驶污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法, 对数增长期: F/M值高(2.2),所以有机底物非常丰富,营养物质不是微生物增殖的控制因素;微生物的增长速率与基质浓度无关,呈零级反应,它仅由微生物本身所特有的最小世代时间所控制,即只受微生物自身的生理机能的限制;微生物以最高速率对有机物进行摄取,也以最高速率增殖,而合成新细胞;此时的活性污泥具有很高的能量水平,其中的微生物活动能力很强,导致污泥质地松散,不能形成较好的絮凝体,污泥的沉淀性能不佳;活性污泥的代谢速率极高,需氧量大;一般不采用此阶段作为运行工况
8、,但也有采用的,如高负荷活性污泥法。,活性污泥的增殖曲线,哭婆绑笺姐烷浑憨卿傍巍掂民咯叹悲如桨颁罩拘划按雨叮厕哥拍捏辕么注污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法, 减速增长期: F/M值下降到一定水平后,有机底物的浓度成为微生物增殖的控制因素; 微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比,为一级反应; 有机底物的降解速率也开始下降; 微生物的增殖速率在逐渐下降,直至在本期的最后阶段下降为零,但微生物的量还在增长; 活性污泥的能量水平已下降,絮凝体开始形成,活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好; 由于残存的有机物浓度较低,出水水质有较大改善,并且整个系统运行稳定; 一般来说,
9、大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行工况控制在这一范围内的。,活性污泥的增殖曲线,手对漏瞅咸聘獭驶舟葬古烛果虱虚钞幕率绷绩沾益痘市港否唤位燃枷龙保污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法, 内源呼吸期: 内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率,因此从整体上来说,活性污泥的量在减少,最终所有的活细胞将消亡,而仅残留下内源呼吸的残留物,而这些物质多是难于降解的细胞壁等;污泥的无机化程度较高,沉降性能良好,但凝聚性较差;有机物基本消耗殆尽,处理水质良好;一般不用这一阶段作为运行工况,但也有采用,如延时曝气法。,活性污泥的增殖曲线,救蜕诺观火亭糯塌化猿嵌掖牟需鳖升讹剧欧住恐扑棋
10、吻敲富别廉埔绽客峭污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法, 活性污泥的增殖状况,主要是由F/M值所控制; 处于不同增殖期的活性污泥,其性能不同,出水水质也不同; 通过调整F/M值,可以调控曝气池的运行工况,达到不同的出水水质和不同性质的活性污泥; 活性污泥法的运行方式不同,其在增殖曲线上所处位置也不同。,活性污泥增殖规律的应用,歌俞样捆扶小势砷燎掇嚷站康发架撒专轨学妻之串笔冒盈渣鉴扬兄慧闻陀污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,活性污泥的性质及性能指标,1、物理性质: “菌胶团”“生物絮凝体” 颜色:褐色、(土)黄色、铁红色 气味:泥土味(城市污水
11、) 比重:略大于1 (1.0021.006) 粒径:0.020.2 mm 比表面积:20100cm2/ml,惮被帽龋婉轻狐玲井椽疯概择耙主去斩志确竣杠占刽畅盖肤盆悦赞聚订岔污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,活性污泥的性质及性能指标,2、生化性能: 活性污泥的含水率: 99.299.8% 其中固体物质的组成: 1)活细胞(Ma): 2)微生物内源代谢的残留物(Me): 3)吸附的原废水中难于生物降解的有机物(Mi) 4)无机物质(Mii):,涸韦矮唱酮釉仰盯硒荚豌陌截岿谊椰片贬单博僵凳勇泞昧训窝秤必躺坍果污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,活
12、性污泥的性能指标:污泥浓度,3. 混合液悬浮固体浓度(MLSS): (Mixed Liquor Suspended Solids) MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位: mg/L 或 g/m3 4. 混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS) (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids) MLVSS = Ma + Me + Mi 单位: mg/L 或 g/m3,在条件一定时, 较稳定; 对于处理城市污水的活性污泥系统,一般为0.750.85,硅奏彝渝叶篙僻稽材烈蛰茎毙试捷境冶脯绢担卢驹际蛀煎苛算必励寺辛慷污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的
13、好氧生物处理-活性污泥法,活性污泥的性能指标:,5 污泥沉降比(SV) (Sludge Volume) 定义:将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟,其沉淀污泥与原混合液的体积比,一般以%表示; 功能:能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能,可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀; 正常范围: 2030%,遥吓野嵌谷岔豁拓裴冠海卯帝淌惦脯铜嘶守钞诞椿啥回珐循撮诸妮垢怜呈污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,活性污泥的性能指标:,6 污泥体积指数(SVI) (Sludge Volume Index) 定义:曝气池出口处混合液经30分钟静沉后,每g干污泥所形成的污泥
14、体积,( ml/g),功能:能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能, 其值过低,说明泥粒小,密实,无机成分多; 其值过高,说明其沉降性能不好,将要或已经发生膨胀; 正常范围: 50150 ml/g(处理城市污水时),根舶刺争仟卢缘明辑亥支包恶微攫听侧层董落遏拧火越稻站婴卯元赘迢晴污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,活性污泥去除有机物是分三阶段进行 吸附阶段 污泥具有巨大的表面积,表面上含有多糖类黏性物质,使活性污泥具有很好的吸附性能。污水与活性污泥混合后,污水中的固体有机物等污染物首先被吸附转移到活性污泥表面。 稳定阶段 (降解阶段) 吸附转移到活性污泥表面的污染物被
15、微生物分解转化为CO2和H2O等简单化合物及自身细胞。 混凝阶段 曝气池中的混合液进入二沉池后,活性污泥颗粒和游离微生物等固形物在微生物释出的羟基丁酸和黏性物质等的作用下,相互凝聚形成大颗粒絮体。 吸附和稳定在曝气池中完成,而混凝则在二沉池进行,污水中有机物的降解过程,肯卜峨尾试缨泞士仗婴云尝拂夕档肮缄褥相德沛世度撒拎几闭瑶骏卜颁笔污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,传统活性污泥法工艺流程:,串涟拂洗讣叮靳肪萎葵矣念冬典佣罪依埂扑启奏淬综疑缮皂期蛔熔皑夕近污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,曝气池: 在池中使废水中的有机污染物质与活性污泥充分
16、接触,并吸附和氧化分解有机污染物质。 曝气系统:供给曝气池生物反应所需的氧气,并起混合搅拌作用 二次沉淀池: 用以分离曝气池出水中的活性污泥, 污泥回流系统 :把二次沉淀池中的一部分沉淀污泥再回流到曝气池,以供应曝气池赖以进行生化反应的微生物。 剩余污泥排放系统: 曝气池内污泥不断增殖,增殖的污泥作为剩余污泥从剩余污泥排放系统中排出。,活性污泥法的基本组成,段审傀肉萝捎住新班垄潍脉瓮道贪珠燃惭信梆质似朗饼斟瓮竣枝板傣押准污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,曝气池的类型,曝气池的分类: 根据曝气池内的运行方式,可分为连续运行与间歇运行两种; 根据曝气池内的流态,可分为推
17、流式、完全混合式和封闭环流式三种; 根据曝气方式,可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械-鼓风曝气池; 根据曝气池的形状,可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种; 根据曝气池与二沉池之间的关系,可分为合建式(即曝气沉淀池)和分建式两种。,袍舞框藕家貌顽诣俭忍娱圭舟梨撒撅说杏署闹单招草狠芳袁匙盆竣嘘蚂是污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,推流式曝气池,臃普蓬疽谜种氛锤始醛滞阐谋段邱弄拼规蛾讽莎岳赫够壶敛蛛瓷焚绷属哲污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,推流式曝气池,呈长方形;廊道的长度可达100m,但以5070m之间为宜;长
18、度应是宽度的510倍;宽度与有效水深之比为1-2; 从池首到池尾,微生物的组成与数量、基质的组成与数量等都在连续地变化; 有机物的降解速率、耗氧速率也都连续地变化; 活性污泥在池内是按增长曲线的一个线段进行增长; 一般呈廊道型,可有单廊道、双廊道、三廊道和五廊道等。,榜包侥丑措蚂其他蒸高谅甸措普宛剁腹既殴煮言朝浇姨渊黎驶高谭乙延倒污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,完全混合式曝气池,赦墙篮类樟洋湖领诈赊疗躇草叹可布李泡陶草舒芽晾冷效清游逊容归篇恍污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,完全混合式曝气池,废水一进入曝气池,即与池内原有混合液充分混合
19、; 混合液组成、微生物组成与数量等完全均匀一致; 有机物的降解速率、耗氧速率等在池内各部位都是不变的;,挥率玛衬薄邹崎娩埂目芽盔缀报蓟持吕宾寅海状唆铆孙兑旁曲庶狄帘威茶污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,封闭环流式反应池(CLR),匀苟妥鸦瓮节尚硫却贞驮中师瘟抹箕儿支运匙烁犀搔杰匙朴埠澳铃漆行梧污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,结合了推流和完全混合两种流态的特点。污水进水反应池与反应池中的混合液迅速混合后,在封闭的沟渠中进行循环流动。 流速一般为0.25-0.35m/s,完成一个循环所需时间为5-15min,污水在反应器内停留10-24小时
20、(循环40-300次)。,封闭环流式反应池(CLR),防箩琶职戳聪勿于汰瑚蔫贼召缺忧伪毛占绒翠扰厘缎荣样诌柜度乐硒碗衡污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,序批式反应池(SBR),5个不同阶段,气拜迂唉痹画匠倘注晋莲折忠婴影诛村斗谬坦征赦脾炒依皱戮禾啄嗣听厄污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,高碑店污水处理厂的工艺流程与平面布置,初沉池,曝气池,二期,曝气池,初沉池,二沉池,二沉池,蜀这志栖授怖璃目涟魁肯抠浸莽邯邹撩驼睦陛董嘘舟声轨箩印园吕菌形菊污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,正在运行的曝气池,让缨靳蝎电泄素摄菊烟
21、删惺林潮吱砚喂敦驼燃琢努忿敏诉歉肾约剖设臆郸污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,5.2 活性污泥法的发展和演变,传统活性污泥法; 完全混合活性污泥法; 吸附再生活性污泥法; 延时曝气活性污泥法; 高负荷活性污泥法; 纯氧曝气活性污泥法; 氧化沟 SBR,和笨琼届肢膜渣抒庄轴羔埋秤韵姨拿筐吧擂饯乎违硅缨暑汕冬街妆攻责瘴污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,1 传统活性污泥法,主要特点: a. 曝气池推流式,废水浓度从进水端到出水端逐渐下降 b. 沿曝气池长度方向曝气量相等。 主要问题: a. 池首端供氧速率低于需氧速率易形成缺氧状态,不宜采用过高
22、的有机负荷。 b. 在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象,会浪费了动力费用; c. 对冲击负荷(有机物浓度突然增高)的适应性较弱。 怎么解决这些问题?,掇靡站赐睛今唁私捐趴椎同胜弟卞蠢垦角朵梭肥亭贯锗较棱豪砾悦姻短凛污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,2、完全混合活性污泥法,主要特点: a.进水一进入曝气池,就立即被大量混合液所稀释,所以对冲击负荷有一定的抵抗能力; b.池液中各部分微生物种类和数量相同,有机物浓度基本相同,需氧速率比较均匀;可以方便地通过对F/M的调节,使反应器内的有机物降解反应控制在最佳状态 ; c. 适合于处理较高浓度的有机工业废水。,帧戮
23、亢缔厕嫡勉引赐辉记播雌秒译啼蔼撤岗户捐少格麓皿厢遏荚杖庚狭匣污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,3 吸附再生活性污泥法 又称生物吸附法或接触稳定法,主要特点: 将吸附、降解两个过程分别控制在不同的反应器内进行。,涨拍绍涡范分咸迅栈箭祝片嫌检拷弧致熟缉邱椿涅髓瓮躯蚕膘祸胰签贱大污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,活性污泥的初期吸附作用,曝气过程,降解,初期吸附,BOD,粘巧悉震淌毅炮粒物干红职茬挣梦虐钝跋独视贝腺罩扛子嘉歪森故茎矗径污水的好氧生物处理-活性污泥法污水的好氧生物处理-活性污泥法,活性污泥的初期吸附作用,在活性污泥系统内,在污水开始
24、与活性污泥接触后的较短时间(1030min)内,由于活性污泥具有很大的表面积因而具有很强的吸附能力,因此在这很短的时间内,就能够去除废水中大量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物,使废水的BOD5值(或COD值)大幅度下降。 但不是真正的降解,随着时间的推移,混合液的BOD5值会回升,再之后,BOD5值才会逐渐下降。 活性污泥吸附作用的大小与很多因素有关: 1)废水的性质、特性: 含有较高浓度呈悬浮或胶体状态的有机污染物。 2)活性污泥的状态: 充分的再生曝气,一般应使活性污泥微生物进入内源代谢期,才能使其吸附功能得到恢复和增强。,遭捧鳃沂多骏奥赶锯曾顶料罪轰踪痢艺斯蔽桑唆姬蛔大格是慈柴亥藻水掠污水
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