《废水生物处理原理与工艺》课程教学资源（讲义）第二讲好氧生物处理.doc_大学文库

废水生物处理原理与工艺第二讲第 2 页第二讲 4050%）。不同形式的有机物被生物降解的历程也不同：一方面： ⚫ 结构简单、小分子、可溶性物质，直接进入细胞壁； ⚫ 结构复杂、大分子、胶体状或颗粒状的物质，则首先被微生物吸附，随后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有机物，再进入细胞内。另一方面：有机物的化学结构不同，其降解过程也会不同：如：糖类脂类蛋白质 2．1．2 影响好氧生物处理的主要因素 1）溶解氧（DO）：约 1~2mg/l 2）水温：是重要因素之一， a．在一定范围内，随着温度的升高，生化反应的速率加快，增殖速率也加快； b．细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或降并超过一定限度时，会有不可逆的破坏；最适宜温度 1530C； 40C 或 10C 后，会有不利影响。 3)营养物质：细胞组成中，C、H、O、N 约占 9097% 其余 310%为无机元素，主要的是 P。生活污水一般不需再投加营养物质；而某些工业废水则需要，一般对于好氧生物处理工艺，应按 BOD  N  P = 100  5  1 投加 N 和 P。其它无机营养元素：K、Mg、Ca、S、Na 等；微量元素： Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等； 4)pH 值：一般好氧微生物的最适宜 pH 在 6.58.5 之间； pH  4.5 时，真菌将占优势，引起污泥膨胀；另一方面，微生物的活动也会影响混合液的 pH 值。 5)有毒物质（抑制物质）主要有：重金属蛋白质的沉淀剂（变性；与-SH 结合而失活）氰化物 H2S 卤族元素及其化合物酚、醇、醛使蛋白质变性或脱水染料等；活性污泥系统中有毒物质的最高允许浓度：有毒物质允许浓度有毒物质允许浓度铜化合物(以 Cu 计) 0.51.0 苯 10 锌化合物(以 Zn 计) 513 氯苯 10 镍化合物(以 Ni 计) 2 对苯二酚 15 铅化合物(以 Pb 计) 1.0 间苯二酚 450 锑化合物(以 Sb 计) 0.2 邻苯二酚 100 镉化合物(以 Cd 计) 15 间苯三酚 100 钒化合物(以 V 计) 5 邻苯三酚 100 TCA 循环

废水生物处理原理与工艺银化合物(以Ag计) 0.25 10 铬化合物(以Cr计) 硝基甲苯 (以Cr3计) (以Cr”计) 0.5 乙醛硫化物(以S2计) 5~25 甲苯 (以H2S计) 甲苯 7 氢氰酸氰化钾硫氰化物 400 呻化合物(以As3+计) 0.7~2.0 完基苯磺酸盐汞化合物(以Hg计)0.5甘油 6)有机负荷率: 污水中的有机物本来是微生物的食物,但太多时,也会不利于微生物。 7)氧化还原电位好氧细菌:+300~400mV,至少要求大于+100mV 厌氧细菌:要求小于+100mV,对于严格厌氧细菌,则<-100mV,甚至<-300mV 2.1.3 废水可生化性和可生化程度的判别生物降解性能是指在微生物的作用下,使某一物质改变原来的化学和物理性质,在结构上引起的变化程度可分为三类 1)初级生物降解一一指有机物原来的化学结构发生了部分变化,改变了分子的完整性 2)环境可接受的生物降解一—指有机物失去了对环境有害的特性 3)完全降解—一在好氧条件下,有机物被完全无机化;在厌氧条件下,有机物被完全转化为CH4、CO2 等。有机物生物降解性能的分类 1)易生物降解一一易于被微生物作为碳源和能源物质而被利用 2)可生物降解一一能够逐步被微生物所利用 3)难生物降解——降解速率很慢或根本不降解注意:1)“难、易”是相对的 2)同一种化合物在不同种属微生物的作用下,其降解情况也会有不同。鉴定和评价废水中有机污染物的好氧生物降解性的方法分类方法方法要点方法评价水质指标法采用 BODVCOD作为有机物评价指标。方法改进:日比较简单,但精度不本通产省测试法,以ThOD代替COD,采用BOD自高可粗略反映有机物动测定仪测定有机物28天的生化需氧量,并以的降解性能根据氧化 BODThOD来评价有机物的生物降解性能所耗氧量瓦呼仪法根据有机物的生化呼吸线与内源呼吸线的比较来判较好地反应微生物氧断有机物的生物降解性能。测试时,接种物可采用活化分解特性,但试验水性污泥,接种量为1~3gS 量少,对结果有影响第3页第二讲

废水生物处理原理与工艺第二讲第 3 页第二讲银化合物(以 Ag 计) 0.25 苯胺 100 铬化合物(以 Cr 计) 25 二硝基甲苯 12 (以 Cr3+计) 2.7 甲醛 160 (以 Cr6+计) 0.5 乙醛 1000 硫化物(以 S 2-计) 525 二甲苯 7 (以 H2S 计) 20 甲苯 7 氢氰酸氰化钾 18 氯苯 10 硫氰化物 36 吡啶 400 砷化合物(以 As3+计) 0.72.0 烷基苯磺酸盐 15 汞化合物(以 Hg 计) 0.5 甘油 5 6）有机负荷率：污水中的有机物本来是微生物的食物，但太多时，也会不利于微生物。 7）氧化还原电位：好氧细菌： +300  400 mV，至少要求大于+100 mV。厌氧细菌：要求小于+100 mV，对于严格厌氧细菌，则-100 mV，甚至-300 mV。 2．1．3 废水可生化性和可生化程度的判别生物降解性能是指在微生物的作用下，使某一物质改变原来的化学和物理性质，在结构上引起的变化程度。可分为三类： 1）初级生物降解——指有机物原来的化学结构发生了部分变化，改变了分子的完整性； 2）环境可接受的生物降解——指有机物失去了对环境有害的特性； 3）完全降解——在好氧条件下，有机物被完全无机化；在厌氧条件下，有机物被完全转化为 CH4、CO2 等。有机物生物降解性能的分类： 1）易生物降解——易于被微生物作为碳源和能源物质而被利用； 2）可生物降解——能够逐步被微生物所利用； 3）难生物降解——降解速率很慢或根本不降解。注意：1）“难、易”是相对的； 2）同一种化合物在不同种属微生物的作用下，其降解情况也会有不同。鉴定和评价废水中有机污染物的好氧生物降解性的方法：分类方法方法要点方法评价根据氧化所耗氧量水质指标法采用 BOD5/COD 作为有机物评价指标。方法改进：日本通产省测试法，以 ThOD 代替 COD，采用 BOD 自动测定仪测定有机物 28 天的生化需氧量，并以 BOD28/ThOD 来评价有机物的生物降解性能；比较简单，但精度不高，可粗略反映有机物的降解性能；瓦呼仪法根据有机物的生化呼吸线与内源呼吸线的比较来判断有机物的生物降解性能。测试时，接种物可采用活性污泥，接种量为 13 gSS/l；较好地反应微生物氧化分解特性，但试验水量少，对结果有影响；

废水生物处理原理与工艺静置烧瓶筛|以10m沉淀后的生活污水上清液作为接种物,90m/操作简单,但在静态条选试验含有5mg酵母膏和5mg受试物的BOD标准稀释水作件下混合及充氧不好为反应液,两者混合,室温下培养,1周后测受试物浓度,并以该培养液作为下周培养的接种物,如此连续4周,同时进行已知降解化合物的对照试验根据有机振荡培养试在烧瓶中加入接种物、营养液及受试物等,在一定温生物作用条件好,但吸物的去除验法度下振荡培养,在不同的反应时间内测定反应液中受附对测定有影响效果试物含量,以评价受试物的生物降解性半连续活性测试时,采用试验组及对照组二套反应器间歇运行,试验结果可靠,但仍不污泥法测定反应器内COD、70D或DOC的变化,通过二套能模拟处理厂实际运反应器结果的比较来评价活性污泥模模拟连续流活性污泥法生物处理工艺,采用试验组与结果最为可靠,但方法型试验对照组,通过两套系统对比和分析来评价较复杂: 根据CO2斯特姆测试|采用活性污泥上清液作为接种液,反应时间28天,系统复杂可反映有机量温度25°C,有机物降解以CO2产量占理论CO2产量物的无机化程度的百分率来判断: 根据微生主要有:ATP测试法、脱氢酶测试法、细菌标准平板计数测试法等|试验结果可靠,但测试物生理生程序较为复杂。化指标影响有机物生物降解性能的因素: 1)与化学物质的种类性质有关的因素(化学组成、理化性质、浓度、与它种基质的共存) 2)与微生物的种类、性质有关的因素(微生物的来源、数量、种属间的关系) 3)与有机物、微生物所处的环境有关的因素(pH值、DO、温度、营养物等)。悬浮生长的好氧生物处理工艺 2211活性污泥法( Activated Sludge process 活性污泥法的基本原理基本流科空气 ↓ 废水初次二次曝气池出水沉淀池沉淀池回流污泥剩余活性污泥曝气池:反应主体二沉池:1)进行泥水分离,保证出水水质 2)保证回流污泥,维持曝气池内一定的污泥浓度。流系统:1)保证曝气池内维持足够的污泥浓度; 2)通过改变回流比,改变曝气池的运行工况剩余污泥:1)是去除有机物的途径之一 2)维持系统的稳定运行第4页第二讲

废水生物处理原理与工艺第二讲第 4 页第二讲根据有机物的去除效果静置烧瓶筛选试验以 10ml 沉淀后的生活污水上清液作为接种物，90ml 含有 5mg 酵母膏和 5mg 受试物的 BOD 标准稀释水作为反应液，两者混合，室温下培养，1 周后测受试物浓度，并以该培养液作为下周培养的接种物，如此连续 4 周，同时进行已知降解化合物的对照试验；操作简单，但在静态条件下混合及充氧不好；振荡培养试验法在烧瓶中加入接种物、营养液及受试物等，在一定温度下振荡培养，在不同的反应时间内测定反应液中受试物含量，以评价受试物的生物降解性；生物作用条件好，但吸附对测定有影响；半连续活性污泥法测试时，采用试验组及对照组二套反应器间歇运行，测定反应器内 COD、TOD 或DOC 的变化，通过二套反应器结果的比较来评价；试验结果可靠，但仍不能模拟处理厂实际运行条件；活性污泥模型试验模拟连续流活性污泥法生物处理工艺，采用试验组与对照组，通过两套系统对比和分析来评价；结果最为可靠，但方法较复杂；根据 CO2 量斯特姆测试法采用活性污泥上清液作为接种液，反应时间 28 天，温度 25C，有机物降解以 CO2产量占理论 CO2产量的百分率来判断；系统复杂，可反映有机物的无机化程度；根据微生物生理生化指标主要有：ATP 测试法、脱氢酶测试法、细菌标准平板计数测试法等试验结果可靠，但测试程序较为复杂。影响有机物生物降解性能的因素： 1）与化学物质的种类性质有关的因素（化学组成、理化性质、浓度、与它种基质的共存）； 2）与微生物的种类、性质有关的因素（微生物的来源、数量、种属间的关系）； 3）与有机物、微生物所处的环境有关的因素（pH 值、DO、温度、营养物等）。 2．2 悬浮生长的好氧生物处理工艺 2.2.1.1 活性污泥法（Activated Sludge Process）一．活性污泥法的基本原理曝气池：反应主体二沉池： 1）进行泥水分离，保证出水水质； 2）保证回流污泥，维持曝气池内一定的污泥浓度。回流系统： 1）保证曝气池内维持足够的污泥浓度； 2）通过改变回流比，改变曝气池的运行工况。剩余污泥： 1）是去除有机物的途径之一； 2）维持系统的稳定运行

废水生物处理原理与工艺第二讲第 6 页第二讲 4.活性污泥的性能指标：（1）混合液悬浮固体浓度（MLSS）（Mixed Liquor Suspended Solids） MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/l g/m3 （2）混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）（Mixed Volatile Liquor Suspended Solids） MLVSS = Ma + Me + Mi 在条件一定时，MLVSS/MLSS 是较稳定的，对城市污水，一般是 0.75—0.85 (3)污泥沉降比（SV）（Sludge Volume） ——是指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； ——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； ——正常数值 2030% （4）污泥体积指数（SVI）（Sludge Volume Index） ——曝气池出口处混合液经 30 分钟静沉后，1g 干污泥所形成的污泥体积，单位是 ml/g。 ——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现象； ——城市污水的 SVI 一般为 50150 ml/g； ——注意：1）对于工业废水，SVI 不在上述范围内，有时也属正常； 2) 对于高浓度活性污泥系统，即使污泥沉降性能较差，由于 MLSS 较高，其 SVI 也不会很高。 5.关于活性污泥法运行控制中常用的一些参数：流量 COD BOD 微生物浓度 A Q Ci Bi Xi B、C Q + Qr Ce Be X D Q – Qw Ce Be Xe E Qw Ce Be Xr F Qr Ce Be Xr 1）曝气池的有机容积负荷： V Q C L i vCOD  = ( ) 3 kgCOD m  d ; V Q B L i vBOD  = 5 ( ) 3 kgBOD5 m  d 2) 曝气池的有机污泥负荷： MLSS V Q C L i sCOD   = kgCOD kgMLSS  d ; MLSS V Q B L i sBOD   = 5 kgBOD5 kgMLSS  d 3）曝气池的水力停留时间（Hydraulic Retention Time） HRT =V Q （h） 4）曝气池的污泥停留时间（Sludge Retention Time） SRT =V • X /Qw •Xr（h 或 d） SVI = MLSS（g/l） SV（ml/l）或 SVI = SV（%）10（ml/l） MLSS（g/l）

《废水生物处理原理与工艺》课程教学资源（讲义）第二讲 好氧生物处理

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