环境污染治理的生物技术市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第二章第二章 环境污染治理生物技术环境污染治理生物技术第1页 是指利用生物来除去环境中生物垃圾和有是指利用生物来除去环境中生物垃圾和有毒物质过程。毒物质过程。生物处理生物处理包含工农业生产过程中所产生废弃物包含工农业生产过程中所产生废弃物 生物垃圾生物垃圾1 1 生物处理概述生物处理概述第2页焚烧焚烧成本高，产生成本高，产生新污染物。新污染物。微生物微生物安全有效方法，安全有效方法，且成本低廉。且成本低廉。比如把纤维物比如把纤维物质转化为沼气、质转化为沼气、乙醇。乙醇。化学处理化学处理成本高，产生成本高，产生新污染物。新污染物。生物垃圾和有毒废弃物处理方法生物垃圾和有毒废弃物处理方法第3页 在种类繁多微生物中也不难找到能够用在种类繁多微生物中也不难找到能够用来去除污水、污物中有害物质种类，利用来去除污水、污物中有害物质种类，利用它们对这些有机、无机污染物质吸收转化它们对这些有机、无机污染物质吸收转化功效，对环境保护将起到主动作用。功效，对环境保护将起到主动作用。微生物处理生物垃圾和有毒废弃物微生物处理生物垃圾和有毒废弃物第4页2 废水生物处理废水生物处理第5页（一）废水水质指标与排放标准（一）废水水质指标与排放标准生活污水：生活污水：居民在日常生活中产生废水，包含厨房洗涤、居民在日常生活中产生废水，包含厨房洗涤、沐浴、衣物洗涤等废水及冲洗厕所污水等。沐浴、衣物洗涤等废水及冲洗厕所污水等。工业废水：工业废水：工业废水：工业废水：在工业生产过程中所排出废水，其成份主要取在工业生产过程中所排出废水，其成份主要取决于生产过程中应用原料和化学品。不经处理即排放工业决于生产过程中应用原料和化学品。不经处理即排放工业废水成为废水成为生产废水生产废水，处理后排放工业废水成为，处理后排放工业废水成为生产污水生产污水。第一节第一节 概概 述述一、一、基本知识基本知识废废 水水第6页水质指标种类有：有毒物质、有机物质、固体物质、水质指标种类有：有毒物质、有机物质、固体物质、pH值、值、色度、温度等。色度、温度等。水质水质是指水和其中所含杂质共同表现出来物理学、化学和生物是指水和其中所含杂质共同表现出来物理学、化学和生物学综合特征。学综合特征。各项水质指标则表示水中杂质种类、成份和数量，是判断水各项水质指标则表示水中杂质种类、成份和数量，是判断水质详细衡量标准。质详细衡量标准。1.水质指标第7页 一些水体中污染物往往对人体和生物有毒害作用，但一些水体中污染物往往对人体和生物有毒害作用，但这些有毒物质往往又都是有用工业原料，能够回收利用。这些有毒物质往往又都是有用工业原料，能够回收利用。有毒和有用物质含量是污水处理与利用工作中主要水质有毒和有用物质含量是污水处理与利用工作中主要水质有毒和有用物质含量是污水处理与利用工作中主要水质有毒和有用物质含量是污水处理与利用工作中主要水质标准，应经过水质分析加以确定。标准，应经过水质分析加以确定。标准，应经过水质分析加以确定。标准，应经过水质分析加以确定。1.水质指标（1）有毒和有用物质）有毒和有用物质（1）有毒物质）有毒物质第8页1.水质指标（2）有机物）有机物 有机物成份比较复杂，难以准确测定，通常采取生化需氧有机物成份比较复杂，难以准确测定，通常采取生化需氧量和化学需氧量两个指标表示有机物含量。假如水中有机物量和化学需氧量两个指标表示有机物含量。假如水中有机物含有毒性，则需要分别测定这些有毒物质数量。含有毒性，则需要分别测定这些有毒物质数量。有机物是很多微生物良好养料，微生物利用有机物同时有机物是很多微生物良好养料，微生物利用有机物同时要消耗水中溶解氧，当溶解氧得不到有效补充时有机物开始要消耗水中溶解氧，当溶解氧得不到有效补充时有机物开始腐化，产生臭气；有毒有机物会对生物体产生危害。腐化，产生臭气；有毒有机物会对生物体产生危害。废水中有机物浓度也是一个主要水质指标。废水中有机物浓度也是一个主要水质指标。第9页 表示在有氧情况下，因为微表示在有氧情况下，因为微生物活动，可降解有机物稳定化生物活动，可降解有机物稳定化所需氧量。常以所需氧量。常以BOD表示，表示，BOD越大，表示水体中有机物越大，表示水体中有机物越多，污染越严重。越多，污染越严重。生化需氧量生化需氧量因为有机物全部分解稳定所因为有机物全部分解稳定所因为有机物全部分解稳定所因为有机物全部分解稳定所需时间很长，实际应用上采取需时间很长，实际应用上采取需时间很长，实际应用上采取需时间很长，实际应用上采取2020下下下下5d5d生化需氧量作为衡量污生化需氧量作为衡量污生化需氧量作为衡量污生化需氧量作为衡量污水中有机物浓度，表示为水中有机物浓度，表示为水中有机物浓度，表示为水中有机物浓度，表示为BODBOD5 5。在一定条件下水中有机物与在一定条件下水中有机物与强氧化剂作用所消耗氧量，以强氧化剂作用所消耗氧量，以COD表示。表示。化学需氧量化学需氧量水中水中水中水中CODCOD不但代表水中有机物含不但代表水中有机物含不但代表水中有机物含不但代表水中有机物含量，同时包含了水中还原性无机物量，同时包含了水中还原性无机物量，同时包含了水中还原性无机物量，同时包含了水中还原性无机物被氧化耗氧量。被氧化耗氧量。被氧化耗氧量。被氧化耗氧量。1.水质指标（2）有机物）有机物第10页是间接表示水中有机物含量是间接表示水中有机物含量一个综合性指标。将水样在一个综合性指标。将水样在高温下燃烧，有机物氧化成高温下燃烧，有机物氧化成二氧化碳，测定所产生二氧二氧化碳，测定所产生二氧化碳量而求出水样中总碳，化碳量而求出水样中总碳，以以TOC表示。表示。总有机碳总有机碳总需氧量总需氧量指水中还原性物质在燃烧指水中还原性物质在燃烧中变成稳定氧化物所需要氧中变成稳定氧化物所需要氧量，以量，以TOD表示。表示。TODTOD值能反应几乎全部有机物值能反应几乎全部有机物值能反应几乎全部有机物值能反应几乎全部有机物（C C、HH、OO、N N、P P、S S）经燃烧后）经燃烧后）经燃烧后）经燃烧后变成变成变成变成COCO2 2、HH2 2OO、NOxNOx、SOSO2 2等时等时等时等时所需氧量。所需氧量。所需氧量。所需氧量。1.水质指标（2）有机物）有机物第11页按溶解性分按溶解性分溶解性固体溶解性固体（DSDS）对水样经过滤操对水样经过滤操对水样经过滤操对水样经过滤操作后，滤液在作后，滤液在作后，滤液在作后，滤液在105 110105 110温温温温度下烘干后蒸发度下烘干后蒸发度下烘干后蒸发度下烘干后蒸发残渣就是残渣就是残渣就是残渣就是溶解性溶解性溶解性溶解性固体固体固体固体滤渣经烘干后质滤渣经烘干后质滤渣经烘干后质滤渣经烘干后质量就是量就是量就是量就是悬浮固体悬浮固体悬浮固体悬浮固体。悬浮固体悬浮固体（SSSS）（3）固体物质）固体物质第12页挥发性固体挥发性固体（VSVS）在在在在600 600 温度下，温度下，温度下，温度下，将水样蒸发干燥后将水样蒸发干燥后将水样蒸发干燥后将水样蒸发干燥后固体灼烧而降低成固体灼烧而降低成固体灼烧而降低成固体灼烧而降低成份称为份称为份称为份称为挥发性固体。挥发性固体。挥发性固体。挥发性固体。可粗略代表固体中可粗略代表固体中可粗略代表固体中可粗略代表固体中有机物含量有机物含量有机物含量有机物含量灼烧后残余物质灼烧后残余物质灼烧后残余物质灼烧后残余物质称为称为称为称为固定性固体。固定性固体。固定性固体。固定性固体。可代表固体中无可代表固体中无可代表固体中无可代表固体中无机物含量机物含量机物含量机物含量固定性固体固定性固体（FSFS）（3）固体物质）固体物质按挥发性分按挥发性分第13页固体物质固体物质溶解性固体溶解性固体溶解性固体溶解性固体悬浮固体悬浮固体悬浮固体悬浮固体按溶解性分按溶解性分 挥发性物质挥发性物质挥发性物质挥发性物质固定性物质固定性物质固定性物质固定性物质按挥发性分按挥发性分悬浮固体和挥发性悬浮固体和挥发性固体是表示废水强固体是表示废水强度主要指标，是废度主要指标，是废水处理工程设计主水处理工程设计主要参数之一。要参数之一。第14页1.水质指标水质指标水体生物及细菌对水体生物及细菌对pH值比较敏感，因而值比较敏感，因而pH值改变会影响污水值改变会影响污水净化和水体自净。净化和水体自净。pH值是废水主要值是废水主要污染指标之一。污染指标之一。pH值值 带有颜色水会减带有颜色水会减弱水体透光性，影响弱水体透光性，影响水体中生物生长，也水体中生物生长，也轻易令人生厌。轻易令人生厌。颜色也是一个主颜色也是一个主要污染指标。要污染指标。颜色颜色第15页1.水质指标水质指标 依据废水温度，依据废水温度，能够确定在回用或能够确定在回用或处理之前是否需要处理之前是否需要冷却或加热。冷却或加热。温度温度 一些废水中含一些废水中含有大量微生物，其有大量微生物，其中可能有对人体健中可能有对人体健康有害病原微生物，康有害病原微生物，通常是判断地面水通常是判断地面水和饮用水主要指标和饮用水主要指标之一。之一。微生物微生物第16页2.废水排放标准废水排放标准我国从我国从1983年开始制订污水综合排放标准，年开始制订污水综合排放标准，进过屡次修改（进过屡次修改（GB3546-1983，GB3549-1983，GB3550-1983，GB3553-1983，GB4281-1984，GB5469-1985，GB8978-1988），现行标准是），现行标准是GB8978-1996，于于1998年年1月月1日开始实施。日开始实施。对向地面水体和城市下水道排放污水，分别要求了对向地面水体和城市下水道排放污水，分别要求了执行级别标准。执行级别标准。第17页（二）废水处理基本方法（二）废水处理基本方法废水处理任务：废水处理任务：采取各种技术办法将废水中所含有各种采取各种技术办法将废水中所含有各种形态污染物分离出来或将其分解、转化为无害和稳定物形态污染物分离出来或将其分解、转化为无害和稳定物质，使废水得到净化。质，使废水得到净化。当代废水处理技术按其作用原理和去除对象可分为当代废水处理技术按其作用原理和去除对象可分为物理法物理法、化学法化学法和和生物法生物法。第18页1.废水物理处理法废水物理处理法利用物理作用，分离废水中呈悬浮状态污染物质，利用物理作用，分离废水中呈悬浮状态污染物质，在处理过程中不改变水化学性质。在处理过程中不改变水化学性质。去除对象：去除对象：是水中不溶解悬浮物质。是水中不溶解悬浮物质。处理设备和构筑物：处理设备和构筑物：格栅、筛网、沉砂池、沉淀池、格栅、筛网、沉砂池、沉淀池、滤池、微滤机、气浮装置、离心机等。滤池、微滤机、气浮装置、离心机等。第19页2.废水化学处理法废水化学处理法利用化学反应作用来分离、转化、破坏或回收废利用化学反应作用来分离、转化、破坏或回收废水中污染物，并使其转化为无害物质。水中污染物，并使其转化为无害物质。类型：类型：（1）中和处理法；）中和处理法；（2）混凝处理法；）混凝处理法；（3）化学沉淀法；）化学沉淀法；（4）氧化还原法；）氧化还原法；（5）吸附法；）吸附法；（6）离子交换法；）离子交换法；（7）膜分离法。）膜分离法。第20页3.废水生物处理法废水生物处理法利用水中微生物新陈代谢功效，使废水中呈溶解利用水中微生物新陈代谢功效，使废水中呈溶解和胶状有机物被降解，并转化成为无害物质，废水得和胶状有机物被降解，并转化成为无害物质，废水得以净化。以净化。类型：类型：（1）活性污泥法；）活性污泥法；（2）生物膜法；）生物膜法；（3）自然生物处理法；）自然生物处理法；（4）厌氧生物处理法；）厌氧生物处理法；（5）废水脱磷除氮。）废水脱磷除氮。第21页4.废水处理工艺流程废水处理工艺流程在到达所要求处理程度前提下，废水处理各个单在到达所要求处理程度前提下，废水处理各个单元有机组成。元有机组成。（1）城市废水处理工艺流程）城市废水处理工艺流程主要任务是去除城市废水中悬浮物和主要任务是去除城市废水中悬浮物和BOD。普。普通分为三级。通分为三级。一级处理（物理处理）一级处理（物理处理）：主要去除水中呈悬浮状态固体污染物：主要去除水中呈悬浮状态固体污染物质。质。二级处理（生化处理）二级处理（生化处理）：大幅度去除水中呈胶体和溶解状态有：大幅度去除水中呈胶体和溶解状态有机污染物；机污染物；三级处理（深度处理）三级处理（深度处理）：深入去除二级处理未能去除污染物，：深入去除二级处理未能去除污染物，包含微生物未能降解有机物和氮、磷等。包含微生物未能降解有机物和氮、磷等。第22页水 泵格 栅沉 砂均 化初 沉原废水原废水生物处理二 沉物化处理生物处理消 毒排放或回收利用消化脱水利用污泥气利用处置污砂处置栅渣处置初雨径流初雨径流回流污泥初沉污泥上清液（或堆肥）剩下污泥排放或利用排放或利用预处理及一级处理预处理及一级处理二级处理二级处理三级处理三级处理城市污水处理系统城市污水处理系统第23页（2）工业废水处理流程）工业废水处理流程工业废水因为水质成份复杂，选定流程也各不相工业废水因为水质成份复杂，选定流程也各不相同。同。依据废水水质、水量、去除主要污染物等原因，依据废水水质、水量、去除主要污染物等原因，在适当考虑当地实际情况和调查研究基础上，选择适在适当考虑当地实际情况和调查研究基础上，选择适当处理单元和流程，必要时在稳定流程前要进行试验当处理单元和流程，必要时在稳定流程前要进行试验研究。研究。第24页1.1.定义：定义：定义：定义：经过经过经过经过微生物微生物微生物微生物新陈代谢作用，将废水中有机物一部新陈代谢作用，将废水中有机物一部新陈代谢作用，将废水中有机物一部新陈代谢作用，将废水中有机物一部分转化为微生物细胞物质，另一部分转化为比较稳分转化为微生物细胞物质，另一部分转化为比较稳分转化为微生物细胞物质，另一部分转化为比较稳分转化为微生物细胞物质，另一部分转化为比较稳定化学物质（无机物或简单有机物）方法。定化学物质（无机物或简单有机物）方法。定化学物质（无机物或简单有机物）方法。定化学物质（无机物或简单有机物）方法。二、废水生物处理（一）概述（一）概述细菌动胶菌属、球衣菌属和甲烷菌属真菌藻类、半知菌和酵母原生动物纤毛虫纲草履虫、游仆虫等微小后生动物轮虫、线虫等微微 生生 物物第25页2.用生物法处理废水对水质要求 因因因因为为为为生生生生物物物物法法法法中中中中各各各各种种种种微微微微生生生生物物物物生生生生长长长长与与与与水水水水质质质质关关关关系系系系亲亲亲亲密密密密，因因因因而而而而必须控制适宜水质指标以确保微生物能够正常生长和工作。必须控制适宜水质指标以确保微生物能够正常生长和工作。必须控制适宜水质指标以确保微生物能够正常生长和工作。必须控制适宜水质指标以确保微生物能够正常生长和工作。生物处理对水质要求生物处理对水质要求生物处理对水质要求生物处理对水质要求第26页生物处理法生物处理法好氧处理好氧处理厌氧处理厌氧处理自然条件下自然条件下人工条件下人工条件下自然条件下自然条件下人工条件下人工条件下水体自净水体自净好氧稳定塘好氧稳定塘土壤自净土壤自净污水浇灌及渗滤污水浇灌及渗滤活性污泥法活性污泥法曝气池，氧化沟曝气池，氧化沟生物膜法生物膜法生物滤池及生物转盘生物滤池及生物转盘堆肥堆肥厌氧稳定塘厌氧稳定塘化粪池、厌氧消化池及污泥床化粪池、厌氧消化池及污泥床3.废水生物处理方法分类废水生物处理方法分类第27页代谢作用代谢作用有机物有机物+氧氧+微生物微生物合成新微生物合成新微生物CO2、H2O、NH3SO42-、PO43-能量能量+4.有机物好氧分解有机物好氧分解（1 1）好氧生物处理法）好氧生物处理法）好氧生物处理法）好氧生物处理法主要依赖好氧菌和兼性主要依赖好氧菌和兼性主要依赖好氧菌和兼性主要依赖好氧菌和兼性厌氧菌生化作用来完成处理工艺过程。厌氧菌生化作用来完成处理工艺过程。厌氧菌生化作用来完成处理工艺过程。厌氧菌生化作用来完成处理工艺过程。（2 2）作用机理）作用机理）作用机理）作用机理 废水好氧处理是在提供游离氧前提下，以好氧微生废水好氧处理是在提供游离氧前提下，以好氧微生废水好氧处理是在提供游离氧前提下，以好氧微生废水好氧处理是在提供游离氧前提下，以好氧微生物为主，使有机物降解方法。物为主，使有机物降解方法。物为主，使有机物降解方法。物为主，使有机物降解方法。第28页（3）特点）特点反应速度较快，所需反应时间较短，且在反应过程中，反应速度较快，所需反应时间较短，且在反应过程中，基本上没有什么臭气，较卫生，对基本上没有什么臭气，较卫生，对BOD5浓度在浓度在600mg/L以下废水较为适用。以下废水较为适用。第29页5.好氧分解对废水水质要求好氧分解对废水水质要求（1）溶解氧）溶解氧废水中溶解氧应在废水中溶解氧应在0.32mg/L之间，此时好之间，此时好氧菌和兼性菌都能进行好氧呼吸。氧菌和兼性菌都能进行好氧呼吸。（2）pH值值对好氧处理，对好氧处理，pH值应在值应在69之间。之间。（3）温度）温度水温在水温在2040之间最为适当。之间最为适当。第30页（5）毒性物质）毒性物质 多数重金属，如锌、铜、铅、铬等均含毒性，多数重金属，如锌、铜、铅、铬等均含毒性，不利于微生物成活。但如逐步提升有毒物质浓度，不利于微生物成活。但如逐步提升有毒物质浓度，则有可能在一定程度上，使其适应新环境，而提升则有可能在一定程度上，使其适应新环境，而提升处理效率。处理效率。（4）微生物生长必须营养）微生物生长必须营养碳、氮、磷、硫以及微量钾、钙、镁、铁等和碳、氮、磷、硫以及微量钾、钙、镁、铁等和维生素。维生素。第31页（7）废水可生化性）废水可生化性 指废水中所含污染物，在微生物代谢作用下改指废水中所含污染物，在微生物代谢作用下改改变学结构，从而改改变学和物理性能所能到达改变学结构，从而改改变学和物理性能所能到达生物降解程度。生物降解程度。普通用普通用BOD5/COD值表示。当值表示。当BOD5/COD0.5，采取生物处理效果显著；，采取生物处理效果显著；BOD5/COD0.4，则不宜采取生物法处理。则不宜采取生物法处理。（6）进水有机物浓度）进水有机物浓度 进水进水BOD5浓度普通在浓度普通在100600mg/L。第32页第二节第二节 活活 性性 污污 泥泥 法法第33页（一）（一）（一）（一）定义定义定义定义 就是以含于废水中有机污染物为培养基，在有溶解就是以含于废水中有机污染物为培养基，在有溶解就是以含于废水中有机污染物为培养基，在有溶解就是以含于废水中有机污染物为培养基，在有溶解氧条件下，连续地培养活性污泥，再利用其吸附凝聚氧条件下，连续地培养活性污泥，再利用其吸附凝聚氧条件下，连续地培养活性污泥，再利用其吸附凝聚氧条件下，连续地培养活性污泥，再利用其吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中有机污染物。和氧化分解作用净化废水中有机污染物。和氧化分解作用净化废水中有机污染物。和氧化分解作用净化废水中有机污染物。一、活性污泥法基本原理一、活性污泥法基本原理第34页废水初沉池空气曝气池二沉池处理水回流污泥（二）基本流程（二）基本流程活性污泥法通常是由曝气池、沉淀池、曝气系统、污泥回流和剩下污泥排除系统所组成。污泥处理污泥处理污泥处理第35页（1 1）废水中含有足够可溶性易降解有机物；）废水中含有足够可溶性易降解有机物；）废水中含有足够可溶性易降解有机物；）废水中含有足够可溶性易降解有机物；（2 2）混合液含有足够溶解氧；）混合液含有足够溶解氧；）混合液含有足够溶解氧；）混合液含有足够溶解氧；（3 3）混合液保持一定浓度活性污泥；）混合液保持一定浓度活性污泥；）混合液保持一定浓度活性污泥；）混合液保持一定浓度活性污泥；（4 4）活性污泥在池内呈悬浮状态，能够充分地与废水）活性污泥在池内呈悬浮状态，能够充分地与废水）活性污泥在池内呈悬浮状态，能够充分地与废水）活性污泥在池内呈悬浮状态，能够充分地与废水相接触；相接触；相接触；相接触；（5 5）没有对微生物有毒害作用物质进入。）没有对微生物有毒害作用物质进入。）没有对微生物有毒害作用物质进入。）没有对微生物有毒害作用物质进入。处理系统有效运行基本条件处理系统有效运行基本条件第36页（三）（三）活性污泥组成和性质活性污泥组成和性质1、组成、组成 由好氧微生物和兼性厌氧微生物与其上吸附有机由好氧微生物和兼性厌氧微生物与其上吸附有机和无机固体杂质组成。和无机固体杂质组成。（1 1）细菌）细菌生枝动胶菌（生枝动胶菌（Zoogloea ramigeraZoogloea ramigera）形成菌胶团；形成菌胶团；浮游球衣菌（浮游球衣菌（Sphaerotilus natansSphaerotilus natans）形成丝状体；形成丝状体；无色菌属、产碱菌属、芽孢杆菌属和黄细菌属等。无色菌属、产碱菌属、芽孢杆菌属和黄细菌属等。第37页（2 2）原生动物）原生动物 是废水净化主要组员，污水处理效率主要指示生物。是废水净化主要组员，污水处理效率主要指示生物。以纤毛虫占多数，如草履虫、游仆虫等。以纤毛虫占多数，如草履虫、游仆虫等。草履虫草履虫草履虫草履虫游仆虫游仆虫游仆虫游仆虫第38页（3 3）真菌类）真菌类）真菌类）真菌类 通常出现在工业废水活性污泥中，大多为藻类、半知菌类通常出现在工业废水活性污泥中，大多为藻类、半知菌类和酵母类一些种。和酵母类一些种。水节霉水节霉水节霉水节霉瑞氏木霉瑞氏木霉（Trichoderma）假丝酵母假丝酵母假丝酵母假丝酵母第39页（4 4）微小后生动物）微小后生动物）微小后生动物）微小后生动物 有轮虫类和线虫类物种，常摄食污泥中细菌和原生动物有轮虫类和线虫类物种，常摄食污泥中细菌和原生动物残骸碎片。残骸碎片。轮虫轮虫轮虫轮虫线虫线虫线虫线虫第40页2、活性污泥性质、活性污泥性质颜色以颜色以棕褐色棕褐色棕褐色棕褐色为佳，为佳，黑色黑色说明厌氧、说明厌氧、白色白色说明无机物过多说明无机物过多含水率在含水率在99左右，密度为左右，密度为1.0021.006颗粒大小为颗粒大小为0.020.2mm比表面积为比表面积为20100cm2mL之间之间弱酸性弱酸性(pH约为约为6.7)当进水改变时，对进水当进水改变时，对进水pH改变有一定改变有一定承受能力。承受能力。第41页（1 1）吸附阶段）吸附阶段）吸附阶段）吸附阶段 污水中污染物与活性污泥微生物充分污水中污染物与活性污泥微生物充分接触过程中，被含有巨大比表面积（可达接触过程中，被含有巨大比表面积（可达10000m10000m2 2/m/m3 3）且表面有多糖类粘性物质活性污泥微生）且表面有多糖类粘性物质活性污泥微生物所吸附及粘连，从而使污水得到净化。物所吸附及粘连，从而使污水得到净化。（2 2）氧化阶段）氧化阶段）氧化阶段）氧化阶段 活性污泥在有氧条件下，以吸附及吸活性污泥在有氧条件下，以吸附及吸收一部分有机物为营养，进行细胞合成，以另一部收一部分有机物为营养，进行细胞合成，以另一部分进行分解代谢，并释放能量。分进行分解代谢，并释放能量。（3 3）絮凝体形成与凝聚沉淀阶段）絮凝体形成与凝聚沉淀阶段）絮凝体形成与凝聚沉淀阶段）絮凝体形成与凝聚沉淀阶段 氧化阶段合成菌体氧化阶段合成菌体絮凝形成絮凝体，经过重力沉淀从水中分离出来，絮凝形成絮凝体，经过重力沉淀从水中分离出来，使水得到净化。使水得到净化。二、二、活性污泥净化反应过程活性污泥净化反应过程第42页三、活性污泥性能指标三、活性污泥性能指标（1 1）污泥沉降比（）污泥沉降比（）污泥沉降比（）污泥沉降比（SVSV）污泥沉降比是指一定量曝气池混合液，静止污泥沉降比是指一定量曝气池混合液，静止污泥沉降比是指一定量曝气池混合液，静止污泥沉降比是指一定量曝气池混合液，静止30min30min后，沉降污泥体积与原混合液体积之比，是控制运后，沉降污泥体积与原混合液体积之比，是控制运后，沉降污泥体积与原混合液体积之比，是控制运后，沉降污泥体积与原混合液体积之比，是控制运行主要指标之一。普通在行主要指标之一。普通在行主要指标之一。普通在行主要指标之一。普通在15153030。（2 2）污泥浓度（）污泥浓度（）污泥浓度（）污泥浓度（MLSSMLSS）指曝气池单位混合液中所含悬浮固体质量（指曝气池单位混合液中所含悬浮固体质量（指曝气池单位混合液中所含悬浮固体质量（指曝气池单位混合液中所含悬浮固体质量（g/Lg/L或或或或mg/Lmg/L），反应微生物量。普通），反应微生物量。普通），反应微生物量。普通），反应微生物量。普通MLSSMLSS值控制在值控制在值控制在值控制在2 24g/L4g/L。第43页（3 3）污泥（容积）指数（）污泥（容积）指数（）污泥（容积）指数（）污泥（容积）指数（SVISVI）是指曝气池混合液静止是指曝气池混合液静止是指曝气池混合液静止是指曝气池混合液静止30min30min后，后，后，后，1g1g干污泥湿时所干污泥湿时所干污泥湿时所干污泥湿时所占有体积（占有体积（占有体积（占有体积（mL/gmL/g）。即）。即）。即）。即SVISVI（mL/gmL/g）SV/MLSSSV/MLSS注：注：注：注：SVISVI过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物含量多，过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物含量多，过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物含量多，过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物含量多，缺乏活性和吸附能力；缺乏活性和吸附能力；缺乏活性和吸附能力；缺乏活性和吸附能力；SVISVI过高，说明污泥难于凝聚沉降，过高，说明污泥难于凝聚沉降，过高，说明污泥难于凝聚沉降，过高，说明污泥难于凝聚沉降，已经发生或即将发生污泥膨胀。已经发生或即将发生污泥膨胀。已经发生或即将发生污泥膨胀。已经发生或即将发生污泥膨胀。（4 4）污泥密度指数（）污泥密度指数（）污泥密度指数（）污泥密度指数（SDISDI）曝气池混合液在静置曝气池混合液在静置曝气池混合液在静置曝气池混合液在静置30min30min后，含于后，含于后，含于后，含于100mL100mL沉降污沉降污沉降污沉降污泥中活性污泥悬浮固体克数。泥中活性污泥悬浮固体克数。泥中活性污泥悬浮固体克数。泥中活性污泥悬浮固体克数。SDI=100/SVISDI=100/SVI第44页四、四、活性污泥净化反应影响原因活性污泥净化反应影响原因1、溶解氧；2、水温；3、营养物质；4、pH；5、有毒和有抑制物质；6、有机负荷率。*有机负荷率：曝气池内单位质量活性污泥在单位时间内承受有机基质量。有机负荷率：曝气池内单位质量活性污泥在单位时间内承受有机基质量。第45页五、曝气五、曝气（一）曝气作用（一）曝气作用（一）曝气作用（一）曝气作用 向液相供给溶解氧，并起搅拌和混合作用。向液相供给溶解氧，并起搅拌和混合作用。向液相供给溶解氧，并起搅拌和混合作用。向液相供给溶解氧，并起搅拌和混合作用。活性污泥处理系统至今已形成相当完整、充实废水活性污泥处理系统至今已形成相当完整、充实废水生物处理体系，有适应各种形势曝气池、运行方式和曝生物处理体系，有适应各种形势曝气池、运行方式和曝气装置。气装置。第46页（二）曝气池流态1 1、推流式曝气池、推流式曝气池第47页2 2、完全混合式曝气池、完全混合式曝气池第48页（三）惯用曝气设备（1 1）鼓风曝气）鼓风曝气）鼓风曝气）鼓风曝气 曝气系统由曝气系统由曝气系统由曝气系统由加压设备加压设备加压设备加压设备（鼓风机）、（鼓风机）、（鼓风机）、（鼓风机）、空气扩散空气扩散空气扩散空气扩散装置装置装置装置和和和和管道管道管道管道三部分组成。三部分组成。三部分组成。三部分组成。空气以气泡形式扩散到空气以气泡形式扩散到空气以气泡形式扩散到空气以气泡形式扩散到混合液，使气泡中氧快混合液，使气泡中氧快混合液，使气泡中氧快混合液，使气泡中氧快速转移到液相供微生物速转移到液相供微生物速转移到液相供微生物速转移到液相供微生物需要并搅拌混合液。多需要并搅拌混合液。多需要并搅拌混合液。多需要并搅拌混合液。多用于长廊式曝气池，现用于长廊式曝气池，现用于长廊式曝气池，现用于长廊式曝气池，现也用于深井曝气池。也用于深井曝气池。也用于深井曝气池。也用于深井曝气池。空气扩散装置第49页（2 2）机械曝气）机械曝气）机械曝气）机械曝气 机械曝气是以装在曝气池水机械曝气是以装在曝气池水机械曝气是以装在曝气池水机械曝气是以装在曝气池水面表面曝气机快速转动，进行面表面曝气机快速转动，进行面表面曝气机快速转动，进行面表面曝气机快速转动，进行表面充氧。按转轴方向不一样，表面充氧。按转轴方向不一样，表面充氧。按转轴方向不一样，表面充氧。按转轴方向不一样，表面曝气机分为表面曝气机分为表面曝气机分为表面曝气机分为竖式竖式竖式竖式和和和和卧式卧式卧式卧式两两两两类。类。类。类。竖式表面曝气机（伞型叶轮）竖式表面曝气机（伞型叶轮）竖式曝气机转轴与水面垂直，装竖式曝气机转轴与水面垂直，装有叶轮，惯用有平板型、伞型和泵型有叶轮，惯用有平板型、伞型和泵型三种。但运行时噪声较大，易使污泥三种。但运行时噪声较大，易使污泥破碎。破碎。第50页TNO型曝气转刷 卧式表面曝气设备包含转刷曝气机和转盘曝气机，惯用于氧化沟活性污泥法中。第51页（3 3）特点）特点）特点）特点表面机械曝气氧吸收表面机械曝气氧吸收表面机械曝气氧吸收表面机械曝气氧吸收率高，鼓风曝气低，前率高，鼓风曝气低，前率高，鼓风曝气低，前率高，鼓风曝气低，前者耗电较后者少；者耗电较后者少；者耗电较后者少；者耗电较后者少；鼓风曝气设备多，机鼓风曝气设备多，机鼓风曝气设备多，机鼓风曝气设备多，机械曝气设备少；械曝气设备少；械曝气设备少；械曝气设备少；叶轮曝气适合水量较叶轮曝气适合水量较叶轮曝气适合水量较叶轮曝气适合水量较小小型曝气池，鼓风曝小小型曝气池，鼓风曝小小型曝气池，鼓风曝小小型曝气池，鼓风曝气适合用于大水量大型气适合用于大水量大型气适合用于大水量大型气适合用于大水量大型曝气池。曝气池。曝气池。曝气池。鼓风曝气表面机械曝气第52页六、活性污泥法运行中常见问题六、活性污泥法运行中常见问题 处理方法：加强管处理方法：加强管理，及时监测。当理，及时监测。当进水浓度大，出水进水浓度大，出水水质差时，加强曝水质差时，加强曝气提升供氧量；加气提升供氧量；加大排泥量，提升进大排泥量，提升进水浓度；曝气池中水浓度；曝气池中含碳高而使碳氮比含碳高而使碳氮比失调时，投加含氮失调时，投加含氮化合物；加氯能够化合物；加氯能够起凝聚和杀菌双重起凝聚和杀菌双重作用。作用。（一）污泥膨胀产生原因:污泥结构涣散，沉降性差，造成污泥上浮而随水流失，广义地把活性污泥凝聚性和沉降性恶化，以及处理水浑浊现象总称为活性污泥膨胀。第53页2.2.污泥腐化上浮污泥腐化上浮 污泥因为缺氧而腐污泥因为缺氧而腐化（厌氧分解），产化（厌氧分解），产生大量甲烷及二氧化生大量甲烷及二氧化碳气体附着在污泥上，碳气体附着在污泥上，使污泥比重变小而上使污泥比重变小而上浮，上浮污泥发黑发浮，上浮污泥发黑发臭。臭。预防方法：增加曝气、预防方法：增加曝气、及时排泥、降低曝气及时排泥、降低曝气池进水量。池进水量。（二）污泥上浮1.1.污泥脱氮上浮污泥脱氮上浮 活性污泥上氮气吸附多活性污泥上氮气吸附多时，因为比重降低，污泥时，因为比重降低，污泥随气体浮上水面。随气体浮上水面。第54页（三）污泥致密与降低 污泥失去活性。处理方法：投加营养料；缩短曝气时间或降低曝气量；调整回流比和污泥排放量；预防污泥上浮，提升沉淀效果。污泥致密与降低第55页处理方法：在曝气池处理方法：在曝气池处理方法：在曝气池处理方法：在曝气池上安装喷洒管网，用上安装喷洒管网，用上安装喷洒管网，用上安装喷洒管网，用压力水（处理后废水压力水（处理后废水压力水（处理后废水压力水（处理后废水或自来水）喷洒，打或自来水）喷洒，打或自来水）喷洒，打或自来水）喷洒，打破泡沫；定时投加除破泡沫；定时投加除破泡沫；定时投加除破泡沫；定时投加除沫剂（如机油、煤油沫剂（如机油、煤油沫剂（如机油、煤油沫剂（如机油、煤油等）以破除泡沫。等）以破除泡沫。等）以破除泡沫。等）以破除泡沫。（四）泡沫问题（四）泡沫问题当废水中含有合成洗当废水中含有合成洗涤剂及其它起泡物质涤剂及其它起泡物质时，就会在曝气池表时，就会在曝气池表面形成大量泡沫。它面形成大量泡沫。它会隔绝空气与水接触，会隔绝空气与水接触，吸附大量活性污泥固吸附大量活性污泥固体，影响环境卫生。体，影响环境卫生。第56页七、活性污泥法特点及改革方向七、活性污泥法特点及改革方向1.特点：处理能力强，出水水质好，但基建费、运行费高；能耗大，管理复杂，易出现污泥膨胀，污泥上浮等问题。第57页2.改革方向：（1）简化流程，压缩基建费；（2）节约能源，降低运行费；（3）增加功效，改进出水水质；（4）简化管理，确保稳定运行；（5）简化污泥后处理。第58页第三节第三节序批式活性污泥法序批式活性污泥法（SequencingBatchReactor,SBR）第59页一、介绍：一、介绍：SBR工艺即序批式活性污泥法，又称工艺即序批式活性污泥法，又称为间歇式活性污泥法，因为在运行中采取间接操为间歇式活性污泥法，因为在运行中采取间接操作形式，每一个反应池是一批批地处理废水，所作形式，每一个反应池是一批批地处理废水，所以而得名。以而得名。沉砂池沉砂池SBRSBR接触池接触池排水排水污水污水污泥浓缩污泥浓缩消化消化脱水脱水污泥处理污泥处理消毒剂消毒剂SRBSRB法普通流程法普通流程法普通流程法普通流程第60页二、序批式活性污泥法工艺流程SBR工艺一个完整操作周期有五个阶段：进水期(fill)、反应期(react)、沉淀期(settle)、排水期(draw)和闲置期(idle)进水 反应 沉淀 排水 闲置 （待机）第61页SRB系统反应器结构第62页曝气方式不一样第63页滗水器出水第64页三、SBR工艺特点1 1、对水量水质改变适应性强、运行操作灵活；、对水量水质改变适应性强、运行操作灵活；、对水量水质改变适应性强、运行操作灵活；、对水量水质改变适应性强、运行操作灵活；2 2、有机质去除特征；、有机质去除特征；、有机质去除特征；、有机质去除特征；3 3、硝化和反硝化作用；、硝化和反硝化作用；、硝化和反硝化作用；、硝化和反硝化作用；4 4、生物除磷；、生物除磷；、生物除磷；、生物除磷；5 5、污泥性能与产率；、污泥性能与产率；、污泥性能与产率；、污泥性能与产率；6 6、供氧量。、供氧量。、供氧量。、供氧量。第65页第四节第四节 生生 物物 膜膜 法法第66页生物膜是依靠附着于固体表面滤料介质上而生生物膜是依靠附着于固体表面滤料介质上而生长繁殖微生物净化有机物好氧处理方法。长繁殖微生物净化有机物好氧处理方法。主要生物膜法有：主要生物膜法有：生物滤池：其中又可分生物滤池：其中又可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等；滤池等；生物转盘；生物转盘；生物接触氧化法；生物接触氧化法；好氧生物流化床等。好氧生物流化床等。一、生物膜法基本原理第67页（1）生物膜形成：）生物膜形成：含有营养物质和接种微生物污水在填料表面流含有营养物质和接种微生物污水在填料表面流动，一定时间后，微生物会附着在填料表面动，一定时间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长，形成一层薄生物膜。而增殖和生长，形成一层薄生物膜。生物膜生长周期生物膜生长周期生物膜结构示意图生物膜结构示意图第68页（3）生物膜更新与脱落）生物膜更新与脱落生物膜厚度不停增加，氧气不能透入内部生物膜厚度不停增加，氧气不能透入内部深处将转变为厌氧状态；厌氧代谢产物增多，深处将转变为厌氧状态；厌氧代谢产物增多，气态产物不停逸出，减弱了生物膜在填料上附气态产物不停逸出，减弱了生物膜在填料上附着能力，易于脱落。老化膜脱落，新生生物膜着能力，易于脱落。老化膜脱落，新生生物膜又会生长起来。又会生长起来。（2）生物膜成熟：）生物膜成熟：在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成生态系统以及生物膜对有机物降解功效都到达生态系统以及生物膜对有机物降解