污水处理厂生物处理.pptx
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1、活性污泥法活性污泥法活性污泥法性能指标1)混合液悬浮固体(MLSS)该指标用来表示活性污泥量,指标中包含具有代谢功能的活性微生物群体(Ma);微生物内源呼吸、自身氧化的残留物(Me);原污水含有的微生物难以降解有机物(Mi);原污水含有的无机物(Mii)等四部分。可表示为:MLSS=Ma+Me+Mi+Mii。活性污泥的形态与组成活性污泥的形态与组成 v活性污泥的形态:活性污泥的形态:黄褐色絮绒状颗粒,粒径黄褐色絮绒状颗粒,粒径0.02-0.2mm0.02-0.2mm;污水中悬浮生长,含水率污水中悬浮生长,含水率99%99%,比重,比重1.002-1.0061.002-1.006v活性污泥的组成
2、:活性污泥的组成:具有代谢功能活性的微生物群体(具有代谢功能活性的微生物群体(MaMa)微生物内源代谢、自身氧化的残留物(微生物内源代谢、自身氧化的残留物(MeMe)原污水带入的难降解惰性有机物(原污水带入的难降解惰性有机物(MiMi)原污水带入的无机物(原污水带入的无机物(MiiMii)活性污泥生物代谢过程模式图活性污泥生物代谢过程模式图 分解代谢分解代谢O2合成代谢合成代谢代谢产物代谢产物H2O,CO2,NH3能量能量微生物微生物内源呼吸内源呼吸O2内源呼吸内源呼吸内源呼吸产物内源呼吸产物H2O,CO2,NH3微生物微生物内源呼吸残留物内源呼吸残留物合成细胞物质合成细胞物质C5H7NO2污
3、水中有机物污水中有机物(CxHyOz)能量能量活性污泥增长曲线活性污泥增长曲线 对数增殖期对数增殖期减速增殖期减速增殖期内源呼吸期内源呼吸期S(BODS(BOD)O O2 2X(X(污泥污泥)X X0 0量量时间时间0 0活性污泥法的主要参数活性污泥法的主要参数 vBODBOD负荷负荷 F/MF/M(N Ns s,N Nv v)v生物降解需氧量(生物降解需氧量(R R0 0)v活性污泥增殖量(活性污泥增殖量(X X)v污泥龄(污泥龄(c c)生物固体停留时间生物固体停留时间v污泥容积指数(污泥容积指数(SVISVI)v污泥浓度(污泥浓度(X X,X Xv v,X Xr r)v污泥回流比(污泥回
4、流比(R R)v剩余污泥量(剩余污泥量(Q Qw w)活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数 vBODBOD污泥负荷(污泥负荷(kg BODkg BOD5 5/kg MLSS.d/kg MLSS.d)Q Q 设计流量设计流量V V 曝气池容积曝气池容积t t 水力停留时间水力停留时间S Sa a 进水进水BODBOD浓度浓度S Se e 出水出水BODBOD浓度浓度X X 曝气池混合液污泥浓度曝气池混合液污泥浓度K K2 2 有机物降解动力学常数有机物降解动力学常数f f MLVSS/MLSSMLVSS/MLSS0.750.75 BODBOD去除率去除率活性污泥法的主要设计参数活性污
5、泥法的主要设计参数 v有机污染物降解与需氧量有机污染物降解与需氧量O O2 2活性污泥需氧量,活性污泥需氧量,kg/dkg/d;Q Q污水设计流量,污水设计流量,m m3 3/d/d;S Sr r去除的有机物(去除的有机物(BODBOD)浓度,)浓度,kg/mkg/m3 3;V V曝气池有效容积,曝气池有效容积,m m3 3;XvXv挥发性悬浮固体(挥发性悬浮固体(MLVSSMLVSS)浓度,)浓度,kg/mkg/m3 3;a aBODBOD氧化分解需氧率,氧化分解需氧率,kgkg;b b活性污泥自身氧化需氧率,活性污泥自身氧化需氧率,kgkg。活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数
6、 v有机污染物降解与活性污泥增殖有机污染物降解与活性污泥增殖XX活性污泥增殖量,活性污泥增殖量,kg/dkg/d;Q Q污水设计流量,污水设计流量,m m3 3/d/d;S Sr r去除的有机物(去除的有机物(BODBOD)浓度,)浓度,kg/mkg/m3 3;V V曝气池有效容积,曝气池有效容积,m m3 3;XvXv挥发性悬浮固体(挥发性悬浮固体(MLVSSMLVSS)浓度,)浓度,kg/mkg/m3 3;a a污泥产率污泥产率(o.4(o.4 0.8)0.8);Y Yb b活性污泥自身氧化率活性污泥自身氧化率(0.04(0.04 0.075)0.075)。K Kd d活性污泥法的主要设计
7、参数活性污泥法的主要设计参数 v污泥龄污泥龄c c(d d)生物固体停留时间生物固体停留时间(SRT)(SRT)XX活性污泥增殖量,活性污泥增殖量,kg/dkg/d;V V曝气池有效容积,曝气池有效容积,m m3 3;XvXv混合液挥发性悬浮固体(混合液挥发性悬浮固体(MLVSSMLVSS)浓度,)浓度,kg/mkg/m3 3;X X混合液悬浮固体(混合液悬浮固体(MLSSMLSS)浓度,)浓度,kg/mkg/m3 3;XrXr回流污泥(回流污泥(MLSSMLSS)浓度,)浓度,kg/mkg/m3 3;QwQw剩余污泥排放量,剩余污泥排放量,m m3 3/d/d;R R污泥回流比污泥回流比(2
8、5(25 100 100)。活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数 vBODBOD负荷与污泥龄的关系负荷与污泥龄的关系低负荷低负荷一般负荷一般负荷高负荷高负荷污泥负荷污泥负荷1.5污泥龄污泥龄20305150.22.5活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数 v污泥容积指数污泥容积指数SVISVI(mL/gmL/g)SVISVI污泥容积指数,一般应为污泥容积指数,一般应为120120左右;左右;SVSV()曝气池混合液污泥()曝气池混合液污泥3030分钟沉降比;分钟沉降比;X X曝气池混合液活性污泥浓度(曝气池混合液活性污泥浓度(MLSSMLSS)活性污泥法的主要设计参数活性
9、污泥法的主要设计参数 v污泥容积指数污泥容积指数SVISVI(mL/gmL/g)SVISVI是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标,是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标,正常活性污泥的正常活性污泥的SVISVI应在应在8080150150之间,一般应之间,一般应为为120120左右;左右;SVI80SVI150SVI150,说明活性污泥沉降性能变差,有膨胀,说明活性污泥沉降性能变差,有膨胀趋势;趋势;污泥负荷为污泥负荷为1 1左右时,左右时,SVISVI急剧增大,污泥极易急剧增大,污泥极易膨胀,设计时应尽量避开这一负荷范围。膨胀,设计时应尽量避开这一负荷范围。活性污泥法的主要设计参数活性污泥
10、法的主要设计参数 v污泥浓度(污泥浓度(g/Lg/L,kg/mkg/m3 3)活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数 v污泥回流比污泥回流比SVISVI,X X,XrXr,R R 之间的关系之间的关系SVIXr(mg/L)下列下列X值值(mg/L)时的回流比时的回流比(R)15002000300040005000600080150000.110.150.250.360.500.66120100000.180.250.430.671.001.5015080000.240.330.601.001.703.00活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数 v剩余污泥量剩余污泥量(m(m
11、3 3/d)/d)活性污泥法的动力学基础1)莫诺德方程:2)劳伦斯麦卡帝方程活性污泥法活性污泥法活性污泥净化机理、过程及影响因素1)活性污泥净化污水机理与过程初期的吸附去除有机物通过微生物代谢的去除活性污泥絮体的分离沉淀初期吸附的有机物去除段时间有机物量0通过微生物代谢的有机物去除段活性污泥净化过程示意图活性污泥法活性污泥法活性污泥法净化污水的影响因素 营养物质的平衡 营养物质的平衡对微生物生长至关重要,当某些元素不足或缺少时会影响活性污泥的正常功能发挥。当碳源不足时会使得活性污泥生长不良,污泥松散、絮凝性不好。溶解氧的含量 在污水好氧生物处理中,为维持好氧微生物的代谢要求,需向曝气池补充氧气
12、,以保证曝气池混合液溶解氧浓度不小于2mg/L。2.1 活性污泥法活性污泥法pH值 曝气池中不利的pH值可引起细胞膜电荷的变化,从而影响微生物对营养物质的吸收以及代谢过程中酶的活性;改变营养物质的供给性和有害物质的毒性。此外,不利的pH值条件不仅影响微生物的生长,甚至影响微生物的形态。水温 水温改变,影响在生物体内所进行的许多生化反应,因而影响生物的代谢活动。此外,水中温度改变可引起其它环境因子变化,从而影响微生物的生命活动。有毒物质等8、曝气池的需氧量和供氧量1)曝气池的需氧量;微生物对降解有机物分解代谢和微生物内源呼吸所需要的氧。氨氮的硝化和反硝化O2totalO2O2N-DN2)曝气池的
13、供氧量RR0Gs(,EA)2.1 活性污泥法活性污泥法4)完全混合式活性污泥法5)生物吸附-降解活性污泥法(AB法)沉砂池来水剩余污泥回流污泥空气空气曝气池曝气池出水中沉池剩余污泥回流污泥空气空气曝气池图2-7 AB法工艺流程终沉池A段段B段段氧化沟活性污泥法氧化沟 Simon-HartleySimon-Hartley船型氧化沟船型氧化沟 一体化氧化沟一体化氧化沟 曝气转刷设备曝气转刷设备(OTV-Gruger(OTV-Gruger产品产品)曝气专刷设备曝气专刷设备曝气转盘设备曝气转盘设备(美国美国US Filter产品产品)曝气转盘设备曝气转盘设备 荷兰荷兰DHVDHV公司表曝机公司表曝机污
14、水生物脱氮除磷污水生物脱氮除磷1.污水生物脱氮1)生物脱氮基本原理氨化反应 未经处理的城市污水中氮存在主要形式是有机氮化合物(蛋白质和氨基酸)和氨氮等。在氨化菌作用下,有机氮被分解转化为氨态氮,这一过程称为氨化过程,氨化过程很容易进行。硝化反应 硝化过程可以分成两个阶段。第一阶段是由亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐,第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐。污水生物脱氮除磷污水生物脱氮除磷污水生物脱氮除磷污水生物脱氮除磷反硝化反应 反硝化反应是在缺氧状态下,反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮(N2)的过程。污水生物脱氮除磷污水生物脱氮除磷2)生物脱氮过程的主要影响因素温度 生物硝化反应适宜的
15、温度范围为2030,15以下硝化反应速率下降,5时基本停止。反硝化适宜的温度范围为2040,15以下反硝化反应速率下降。溶解氧 生物硝化反应器内宜保持溶解氧浓度在2.0mg/L以上,溶解氧浓度的增加可以提高硝化反应速率。溶解氧对反硝化有抑制作用,一般控制溶解氧浓度小于0.5mg/L。2.3 污水生物脱氮除磷污水生物脱氮除磷 pH值 硝化菌对pH值变化十分敏感,pH值在7.07.8时,亚硝酸菌的活性最好;而硝酸菌在pH值为7.78.1时活性最好。反硝化最适宜的pH值在7.07.5。碳氮比 对于硝化过程,碳氮比影响活性污泥中硝化细菌所占的比例,过高的碳氮比将降低污泥中硝化细菌的比例。污水生物脱氮除
16、磷污水生物脱氮除磷泥龄 硝化过程的泥龄一般为硝化菌最小世代时间的2倍以上。当冬季温度低于10,应适当提高泥龄。有毒物质 硝化与反硝化过程都受有毒物质的影响,硝化菌更易受到影响。对硝化菌有抑制作用的有毒物质有Zn、Cu、Hg、Cr、Ni、Pb、CN-、HCN等。污水生物脱氮除磷污水生物脱氮除磷3)生物脱氮的典型工艺好氧池缺氧池二沉池出水剩余污泥进水混合液回流污泥回流空气图2-20 A/O生物脱氮工艺流程污水生物脱氮除磷污水生物脱氮除磷2.污水生物除磷 1)生物除磷基本原理 厌厌 氧氧好好 氧氧溶解性有机物能量H3PO4CO2+H2O能量H3PO4O2剩余污泥(除磷)污水排水含碳物质聚磷酸盐微粒异
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