厌氧生物处理课件

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1、厌氧生物处理第四节第四节 厌氧生物处理厌氧生物处理什么是厌氧生物处理？什么是厌氧生物处理？ 在无氧的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学在无氧的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程，称为厌氧生物处作用，对有机物进行生物降解的过程，称为厌氧生物处理法或厌氧消化法。理法或厌氧消化法。为什么要进行厌氧生物处理？为什么要进行厌氧生物处理？厌氧生物处理的基本功能有厌氧生物处理的基本功能有二二：（1）减量化、稳定化污泥减量化、稳定化污泥消化污泥在卫生学上和化学上都是稳定的消化污泥在卫生学上和化学上都是稳定的（2）酸发酵的目的是为进一步进行生物处理）酸发酵的目

2、的是为进一步进行生物处理提供提供易生物降易生物降解的解的基质基质；甲烷发酵的目的是；甲烷发酵的目的是进一步降解有机物进一步降解有机物和和生产生产气体燃料气体燃料。 厌氧生物处理厌氧与缺氧的区别 可以用可以用DO、也可以用氧化还原电位来衡量、也可以用氧化还原电位来衡量好氧池一般情况下，好氧池一般情况下，DO控制在控制在2mg/L以上。以上。 DO0.2mg/l为厌氧为厌氧厌氧是厌氧菌参与的生化处理过程，厌氧菌不需厌氧是厌氧菌参与的生化处理过程，厌氧菌不需要氧气要氧气（是是有毒物质有毒物质） 0.2DO0.5mg/l为缺氧为缺氧缺氧反应是兼性菌参与的生化反应，兼性菌可以缺氧反应是兼性菌参与的生化反

3、应，兼性菌可以在好氧也可以在厌氧的情况下反应，要求系统的在好氧也可以在厌氧的情况下反应，要求系统的溶解氧在溶解氧在0.5mg/L以下以下厌氧生物处理好氧法和厌氧处理的区别与好氧不同之处在于厌氧过程与好氧不同之处在于厌氧过程不以分子氧为受氢体不以分子氧为受氢体。kJOHCOOOHC28806662226126好氧过程好氧过程厌氧过程厌氧过程厌氧过程的受氢体厌氧过程的受氢体可以是有机物（厌氧状态），也可以可以是有机物（厌氧状态），也可以是含氧有机物（是含氧有机物（NO3-，SO42- ，CO2等等，缺氧状态）。，缺氧状态）。kJKNOOHCOKNOOHC179612661222236126kJCO

4、OHCHCHOHC226222236126厌氧生物处理好氧法和厌氧处理的区别 负荷高负荷高 好氧法的有机容积负荷为好氧法的有机容积负荷为2 2- -4 4 kgkgB BOD/(mOD/(m3 3d)d)，而厌氧法为，而厌氧法为2 2- -10 kg10 kgB BOD/(mOD/(m3 3d)d)，高的可达高的可达50 kg50 kgB BOD/(mOD/(m3 3d)d)。 能耗低能耗低 好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增大而增加，而厌氧法不需要随着有机物浓度的增大而增加，而厌氧法不需要充氧，而且产生的沼气可作为能源。废水有机物充氧，

5、而且产生的沼气可作为能源。废水有机物达一定浓度后，沼气所产生的能量可以抵偿消耗达一定浓度后，沼气所产生的能量可以抵偿消耗能量。研究表明，当原水能量。研究表明，当原水BODBOD5 5达到达到1500 mg/L1500 mg/L时，时，采用厌氧处理即有能量剩余采用厌氧处理即有能量剩余。有机物浓度愈高，。有机物浓度愈高，剩余能量愈多。剩余能量愈多。一般厌氧法的动力消耗约为活性一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的污泥法的1/101/10。厌氧生物处理 剩余污泥量少且易于处理剩余污泥量少且易于处理 好氧法每去除好氧法每去除1 kg 1 kg B BODOD将产生将产生0.40.4- -0.6 kg0.

6、6 kg生物量，而厌氧法除去生物量，而厌氧法除去1 kg 1 kg B BODOD只产生只产生0.020.02- -0.1 kg0.1 kg生物量生物量，其剩余污泥量只有好氧法的，其剩余污泥量只有好氧法的5 5- -2020。同。同时，时，消化污泥在卫生学上和化学上都是稳定的消化污泥在卫生学上和化学上都是稳定的。因此，剩。因此，剩余污泥处理和处置简单、运行费用低，甚至可作为肥料、余污泥处理和处置简单、运行费用低，甚至可作为肥料、饲料或饵料利用。饲料或饵料利用。 营养物质需要量较少营养物质需要量较少 好氧法一般要求好氧法一般要求BOD:N:PBOD:N:P为为100:5:1100:5:1，而厌氧

7、法的而厌氧法的BOD:N:PBOD:N:P为为100:2.5:0.5100:2.5:0.5，在处理氮、磷缺乏的，在处理氮、磷缺乏的工业废水时所需投加的营养盐量较少。工业废水时所需投加的营养盐量较少。 有杀菌作用有杀菌作用 可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。 污泥易贮存污泥易贮存 厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。以季节性或间歇性运转。厌氧生物处理分为厌氧分为厌氧悬浮生长悬浮生长系统处理技术和厌氧系统处理技术和厌氧附着生长附着生长系统处理技术。系统处理技术。厌氧接触法厌氧接触法普通消化池

8、普通消化池厌氧生物滤池厌氧生物滤池厌氧流化床厌氧流化床厌氧生物转盘厌氧生物转盘厌氧污泥层工艺厌氧污泥层工艺UASB工艺厌氧隔板反应器厌氧移动层反应器工艺厌氧隔板反应器厌氧移动层反应器厌氧处理工艺类型厌氧处理工艺类型厌氧生物处理厌氧生物处理厌氧生物处理原理原理厌氧消化过程厌氧消化过程厌氧生物处理法的处理对象是：高浓度有机工业废水、城镇厌氧生物处理法的处理对象是：高浓度有机工业废水、城镇污水的污泥（稳定处理）、动植物残体及粪便等。污水的污泥（稳定处理）、动植物残体及粪便等。厌氧消化过程划分为三个连续的阶段：即水解酸化阶段、产厌氧消化过程划分为三个连续的阶段：即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶

9、段。氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。特点：特点：最终产物是以甲烷为主的可燃性气体（沼气）最终产物是以甲烷为主的可燃性气体（沼气）剩余污泥量小且易于脱水浓缩，并可以作为肥料剩余污泥量小且易于脱水浓缩，并可以作为肥料能耗低、运转费用低能耗低、运转费用低厌氧生物处理厌氧生物处理厌氧生物处理原理原理一、厌氧消化的生化阶段 复杂有机物的厌氧消化过程要经历数个阶段，由不同的细菌群接替完成。根据复杂有机物在此过程中的物态及物性变化，可分三个阶段（表1）。 表1 有机物厌氧消化过程生化阶段 物态变化液化（水解）酸化（1）酸化（2）气 化生化过程大分子不溶态有机物转化为小分子溶解态有机物小分子溶解态有机物转化为（H2

10、+CO2）及I、II两类产物II类产物转化为（H2+CO2）及乙酸等CH4、CO2等菌 群发酵细菌产氢产乙酸细菌甲烷细菌厌氧生物处理 I 甲酸 类 甲醇 产 甲胺 通过不同 废水或污泥 蛋白质 氨基酸 物 乙酸等 途径转化 中不溶态大 多 糖 C6H12O6 为 CH4、 分子有机物 脂 类 甘油 II 丙酸 CO2等 脂肪酸 类 丁酸 CO2 、 H 产 乳酸 和乙酸 物 乙醇等 水解阶段 酸化阶段 气化阶段 酸化 I（酸性发酵期） 酸化 II（退减期） 不完全厌氧消化(酸发酵) 发 酵 菌 发 酵 菌 甲 烷 菌 产氢 产乙 酸菌 厌氧生物处理概况简图厌氧生物处理概况简图厌氧生物处理厌氧生

11、物处理是复杂的微生物化学过程，由三大主要类群的细菌厌氧生物处理是复杂的微生物化学过程，由三大主要类群的细菌完成。完成。水解产酸细菌水解产酸细菌产氢产乙酸细菌产氢产乙酸细菌产甲烷细菌产甲烷细菌含纤维素，半纤维素，果胶和脂类的污水中，含纤维素，半纤维素，果胶和脂类的污水中，水解水解成为速度限成为速度限制；简单的糖类，淀粉，氨基酸的废水中，制；简单的糖类，淀粉，氨基酸的废水中，产甲烷产甲烷成为限制步成为限制步骤。骤。厌氧生物处理环境条件和影响因素环境条件和影响因素二、发酵的控制条件（以下重点讨论甲烷发酵的控制条件。）（一）营养与环境条件 废水、污泥及废料中的有机物种类繁多，只要未达到抑制浓度，都可连

12、续进行厌氧生物处理。对生物可降解性有机物的浓度并无严格限制，但若浓度太低，比耗热量高，经济上不合算；水力停留时间短，生物污泥易流失，难以实现稳定的运行。一般要求COD大于1000mg/L。 CODNP=20051 碳/氮比：10-20：1消化效果较好。过高，导致pH缓冲能力不足，pH易下降；过低，pH升高到8以上，造成脂肪酸的铵盐积累都对甲烷菌产生毒害作用。厌氧生物处理环境条件和影响因素环境条件和影响因素氧化还原电位（ORP或Eh） 厌氧环境是厌氧消化过程赖以正常进行的最重要的条件。厌氧环境，可以由体系中的氧化还原电位来反映。 氧化还原电位？氧化还原电位？某物质与氢电极构成原电池时的电压高低某

13、物质与氢电极构成原电池时的电压高低, ,反映该物质氧反映该物质氧化性强弱化性强弱厌氧生物处理影响水样氧化还原电位的因素有哪些？影响水样氧化还原电位的因素有哪些？氧化性物质（主要是氧浓度）与还原性物质（有机物氧化性物质（主要是氧浓度）与还原性物质（有机物、H H2 2S S等）的等）的种类和种类和含量含量氧的溶入氧的溶入是引起发酵系统的氧化还原电位升高的最主要和最直接是引起发酵系统的氧化还原电位升高的最主要和最直接的原因。但是其它一些氧化剂或氧化态物质（如某些工业废水中的原因。但是其它一些氧化剂或氧化态物质（如某些工业废水中含有的含有的FeFe3+3+、CrCr2 2O O7 72-2-、NON

14、O3 3- -、SOSO4 42-2-以及酸性废水中的以及酸性废水中的H+H+等），同样等），同样能使体系中的氧化还原电位升高。当其浓度达到一定程度时，同能使体系中的氧化还原电位升高。当其浓度达到一定程度时，同样会危害厌氧消化过程的进行。样会危害厌氧消化过程的进行。还原物质主要是有机物还原物质主要是有机物 厌氧生物处理环境条件和影响因素环境条件和影响因素高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500-600mV；中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化还原电位应低于-300-380mV。产酸细菌对氧化还原电位的要求不甚严格，甚至可在+100-100mV的兼性条件下生长繁殖；甲烷细菌最适宜

15、的氧化还原电位为-350mV或更低。 厌氧生物处理环境条件和影响因素（2）温度甲烷细菌对温度变化十分敏感，繁殖速度慢，专一性强。常温消化常温消化中温消化中温消化高温消化高温消化水温515水温3035水温5055厌氧生物处理（3）pH和酸碱度甲烷细菌对甲烷细菌对pH的要求很严格的要求很严格产酸菌要求环境介质产酸菌要求环境介质pH在在4.58。产甲烷菌要求在中性附近。在产甲烷菌要求在中性附近。在6.87.8较适宜。较适宜。适宜范围6.8-7.2,保持2000-3000mg/L碱度以提供足够的缓冲能力。实测值应在7.2-7.4之间。（4）毒物重金属、其他对厌氧过程起抑制或毒害作用的物质厌氧生物处理运

16、行和管理要点运行和管理要点（1）生物量一般为10-30g/L减少生物量流失的措施：安装分离器安装分离器挂膜挂膜降低水流速度降低水流速度调节回流污泥量等调节回流污泥量等（2）负荷率表示消化装置处理能力的指标容积负荷率、污泥负荷率、投配率容积负荷率、污泥负荷率、投配率（6-8%6-8%）厌氧生物处理厌氧消化适合的负荷率厌氧消化适合的负荷率重要原则：在酸化和气化速率保持稳定平衡的条件下，求得最大的处理目标（最大处理量或最大产气量）。厌氧消化微生物进行酸化转化的能力强，速率快，对环境条件的适应能力也强；而进行气化转化的能力相对较弱，速率也较慢，对环境的适应能力也较脆弱。这种前强后弱的特征使两个转化速率

17、保持稳定平衡颇为困难，形成了三种发酵状态。当有机物负荷率很高，酸性发酵状态，是一种低效酸性发酵状态，是一种低效而又不稳定的发酵状态，应尽量避免。而又不稳定的发酵状态，应尽量避免。pH7.5厌氧生物处理消化池的设计消化池的设计 消化池的有效容积V根据投配率或有机物负荷设计V=Wi/PV消化池的有效容积Wi湿污泥投入量P污泥投配率，中温68、高温1016 按有机物负荷设计更合理V=BOD*Q/qQ为流量q为BOD容积负荷，中温1.66.5kg/m3*d厌氧生物处理主要构筑物及工艺主要构筑物及工艺1、普通消化池，主要用于处理城市污水的沉淀污泥。普通消化池多建成加顶盖的筒状。生污泥从池顶进入，通过搅拌

18、与池内污泥混合，进行厌氧消化。分解后的污泥从池底排出。产生的生物气从池顶收集。普通消化池需要加热，以维持高的生化速率。通常每天加排料各1-2次，并进行数小时搅拌混合。 厌氧生物处理h4h3h2h1Dd2d1圆筒形厌氧消化池圆筒形厌氧消化池 蛋形厌氧消化池蛋形厌氧消化池 厌氧生物处理主要构筑物及工艺主要构筑物及工艺2、厌氧接触系统 普通消化池用于处理高浓度有机废水时，为了强化有机物与池内厌氧污泥的充分接触，必须连续搅拌；同时为了提高处理效率，必须改间断进水排水为连续进水排水。但会造成厌氧污泥的大量流失。 为了克服这一缺点，可在消化池后串联一个沉淀池，将沉淀下的污泥又送回消化池，因此组成了厌氧接触

19、系统。 污泥回流量约为进水流量的2-3倍。消化池内的MLVSS为6-10g/L。厌氧生物处理厌氧生物处理主要构筑物及工艺主要构筑物及工艺3、厌氧生物滤池和厌氧生物转盘 为了防止消化池的污泥流失，可在池内设置挂膜介质，使厌氧微生物生长在上面，由此出现了厌氧生物滤池和厌氧生物转盘。厌氧生物处理主要构筑物及工艺主要构筑物及工艺4、上流式厌氧污泥床反应器（UASB） 这种反应器是目前应用最为广泛的一种厌氧生物处理装置。 UASB布置结果示意图布置结果示意图布水区布水区反应反应区区三相分离区三相分离区超高超高厌氧生物处理厌氧生物处理法缺点: 厌氧微生物厌氧微生物增殖缓慢增殖缓慢，处理过程反应速度较慢处理

20、过程反应速度较慢；为培养必需的的生物污泥总量，起动时间较长为培养必需的的生物污泥总量，起动时间较长 出水往往出水往往达不到排放标准达不到排放标准，需要进一步处理，故，需要进一步处理，故一般在厌氧处理后一般在厌氧处理后串联好氧处理串联好氧处理； 厌氧处理系统操作控制因素较为复杂厌氧处理系统操作控制因素较为复杂，需要需要调控调控碱度。碱度。 不能除磷不能除磷厌氧生物处理水的深度处理-脱氮除磷污水经二级处理后，虽然绝大部分悬浮固体污水经二级处理后，虽然绝大部分悬浮固体和有机物被去除，但还残留微量的悬浮固和有机物被去除，但还残留微量的悬浮固体和溶解的有害物，如氮和磷等的化合物。体和溶解的有害物，如氮和

21、磷等的化合物。 脱氮脱氮 除磷除磷 脱氮除磷脱氮除磷 废水处理工艺的选择废水处理工艺的选择厌氧生物处理生物脱氮除磷工艺 水体富营养化是世界性问题，已经证明，氮和磷是导致受纳水体富营养化的主要原因之一。 常规的污水处理技术主要去除有机物和悬浮固体，对氮和磷的去处效率较低。 许多发达国家对排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水处理厂达到除氮除磷的要求。 污水脱氮除磷的技术可分为物理法、化学法和生物法。相对而言，生物脱氮除磷技术投资少、运行操作简单、无二次污染而被广泛应用。 常用的生物脱氮除磷工艺有：缺氧-好氧脱氮工艺；厌氧-好氧除磷工艺；厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺等。 厌氧生物处理氮循

22、环厌氧生物处理厌氧生物处理一、氮的去除一、氮的去除 废水中氮的存在形式以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种。1. 化学法除氮(1) 吹脱法: 废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：OHNHOHNH423 这一平衡受pH的影响，pH为10.511.5时，因废水中的氮呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。 吹脱过程包括将废水的pH提高至10.511.5，然后曝气，这一过程在吹脱塔中进行。厌氧生物处理厌氧生物处理厌氧生物处理 通过适当的控制，可完全去除水中的氨氮。 为减少氯的投加量，常与生物硝化联用，先硝化再除微量的残留氨氮。(2) 折点加氯法: 含氨氮的水加氯时，有下列反应：ClHHOC

23、lOHCl22OHHClNHHOClNH224O2HHNHCl2HOClNH224O3H3Cl5HN3HOCl2NH224O3HHNCl3HOClNH234厌氧生物处理O3H3Cl5HN3HOCl2NH224厌氧生物处理厌氧生物处理2. 生物法脱氮(1) 生物脱氮机理 生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。 同化作用去除的氮依运行条件和水质而定，如果微生物细胞中氮含量以12.5%计算，同化氮去除占原污水BOD的2%5%，氮去除率在8%20%。厌氧生物处理 有机氮 （蛋白质、尿素） 细菌分解和水解 氨 氮 同 化 有机氮 有机氮 （NH3

24、-N） （细菌细胞） （净增长） O2 硝化 自溶和自身氧化 亚硝态氮 反硝化 （NO2-） O2 有机碳 硝化 硝态氮 反硝化 氮气 （NO3-） （N2） 有机碳 厌氧生物处理氨化反应： 新鲜污水中，含氮化合物主要是以有机氮，如蛋白质、氨基酸、胺类化合物以及尿素等形式存在的，此外也含有少数的氨态氮如NH3及NH4+等。 微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化作用，很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍生物，其中分解能力强并释放出氨的微生物称为氨化微生物，在氨化微生物的作用下，有机氮化合物分解、转化为氨态氮，以氨基酸为例：322NHRCOHCOOHOHCOOHRCHNH3222N

25、HCORCOCOOHOCOOHRCHNH厌氧生物处理 硝化反应是在好氧条件下，将NH4+转化为NO2-和NO3-的过程。O2H4H2NO3O2NH22亚硝酸菌24 322NO2O2NO2硝酸菌 总反应式为：OHH2NOO2NH2324硝化细菌硝化反应：厌氧生物处理硝化过程的影响因素： 硝化细菌的世代时间普遍比异养菌的世代硝化细菌的世代时间普遍比异养菌的世代时间长，为了硝化作用彻底，保证有足够时间长，为了硝化作用彻底，保证有足够数量活性强的硝化细菌数量活性强的硝化细菌(107个个/mL以上以上)及及足够长的停留时间。足够长的停留时间。 硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件变化较为敏感。温度

26、、溶解氧、污泥龄、pH、有机负荷等都会对它产生影响。厌氧生物处理 （a）好氧环境条件，并保持一定的碱度：硝化菌为了获得足够的能量用于生长，必须氧化大量的NH3和NO2-，氧是硝化反应的电子受体，反应器内溶解氧含量的高低影响硝化反应的进程，在硝化反应的曝气池内，溶解氧含量不得低于1mg/L，建议溶解氧应保持在1.22.0mg/L。 在硝化反应过程中，释放H+，使pH下降，硝化菌对pH的变化十分敏感，为保持适宜的pH，应当在污水中保持足够的碱度，以调节pH的变化，1g氨态氮（以N计）完全硝化，需碱度（以CaCO3计）7.14g。对硝化菌的适宜的pH为8.08.4。 厌氧生物处理硝化过程的影响因素：

27、 （b）混合液中有机物含量不应过高：硝化菌是自养菌，有机基质浓度并不是它的增殖限制因素， BOD/TN3可不加外源碳源原水中含有的有机碳外加碳源，多用甲醇内源呼吸碳源细菌体内的原生物质及其贮存的有机物厌氧生物处理(2) 生物脱氮工艺（a）三段生物脱氮工艺： 将有机物氧化、硝化以及反硝化段独立开来，每一部分都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。厌氧生物处理（b）Bardenpho生物脱氮工艺： 设立两个缺氧段，第一段利用原水中的有机物为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。 为进一步提高脱氮效率，废水进入第二段反硝化反应器，利用内源呼吸碳源进行反硝化。 曝气池用于吹脱废

28、水中的氮气，提高污泥的沉降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。厌氧生物处理厌氧生物处理（c）缺氧好氧生物脱氮工艺： 该工艺将反硝化段设置在系统的前面，又称前置式反硝化生物脱氮系统。 反硝化反应以水中的有机物为碳源，曝气池中含有大量的硝酸盐的回流混合液，在缺氧池中进行反硝化脱氮。缺氧-好氧生物脱氮工艺厌氧生物处理设计与运行管理 除氮脱磷工艺制定（后）除氮脱磷工艺制定（后） 设计参数设计参数池容积池容积负荷法等负荷法等需氧量需氧量p266厌氧生物处理厌氧生物处理 磷也是生物体中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素，是水体中藻类繁殖的主要限制元素是水体中藻类繁殖的主要限制元素。 人为参与

29、磷的主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。 危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡；使水质迅速恶化，危害水产资源。含磷化合物含磷化合物有机磷有机磷有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等无机磷无机磷磷酸盐：正磷酸盐磷酸盐：正磷酸盐(PO(PO4 43-3-) )、磷酸氢盐、磷酸氢盐(HPO(HPO4 42-2-) ) 、 磷酸二氢盐磷酸二氢盐H H2 2POPO4 4- -、偏磷酸盐、偏磷酸盐(PO(PO3 3- -) )聚合磷酸盐：焦磷酸盐聚合磷酸盐：焦磷酸盐(P(P2 2OO7 74 4) ) 、三磷酸盐、三磷酸盐(P(P3 3O

30、O10105-5-) )、 三磷酸氢盐三磷酸氢盐(HP(HP3 3OO9 92-2-) ) 二、污水中磷的去除二、污水中磷的去除厌氧生物处理一般城市污水水质与排放要求 常规活性污泥法的微生物同化和吸附；项 目进水水质/（mgL-1）国家排放标准/（mgL-1）一级A一级BCODcr2503005060BOD51001501020SS1502001020TKN(NH3-N)35（25）5（8）8（15）TP5611.5 如何去除以达到排放标准？ 生物强化除磷； 投加化学药剂除磷。厌氧生物处理常规活性污泥法的微生物同化和吸附 普通活性污泥法剩余污泥中磷含量约占微生物干重的1.5%2.0%，通过同化

31、作用可去除磷12%20%。observe015. 0dBODdTPy 生物强化除磷工艺可以使得系统排除的剩余污泥中磷含量占到干重5%6%。生物强化除磷工艺 如果还不能满足排放标准，就必须借助化学法化学法除磷。厌氧生物处理生物强化除磷工艺 利用好氧微生物中聚磷菌聚磷菌在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐发挥过量吸收过量吸收作用，之后沉淀分离除磷。 污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苷； 聚磷菌在厌氧状态下，将体内积聚的聚磷分解，分解产生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主动吸收乙酸苷转化为PHB(聚-羟基丁酸)的形态储藏于体内。聚磷分解形成的无机磷释放回水中，这就是厌氧释磷

32、。厌氧环境中：厌氧生物处理 进入好氧状态后，聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解并释出大量能量供聚磷菌增殖等生理活动，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，以聚磷的形式积聚于体内，这就是好氧吸磷。 剩余污泥中包含过量吸收磷的聚磷菌，也就是从污水中去除的含磷物质。 普通活性污泥法通过同化作用除磷率可以达到12%20%。而具生物除磷功能的处理系统排放的剩余污泥中含磷量可以占到干重5%6%，去除率基本可满足排放要求。好氧环境中：厌氧生物处理 厌氧环境 好氧环境 有机基质 产酸菌 P 乙酸 P 聚 P 聚 P PHB PHB 聚 P 聚 P 聚磷菌 聚磷菌 聚磷菌 聚磷菌 生物除磷机理厌氧生物处理 （1）

33、厌氧环境条件： （a）氧化还原电位：Barnard、Shapiro等人研究发现，在批式试验中，反硝化完成后，ORP突然下降，随后开始放磷，放磷时ORP一般小于100mV； （b）溶解氧浓度：厌氧区如存在溶解氧，兼性厌氧菌就不会启动其发酵代谢，不会产生脂肪酸，也不会诱导放磷，好氧呼吸会消耗易降解有机质好氧呼吸会消耗易降解有机质； （c）NOx-浓度：产酸菌利用NOx- 作为电子受体，抑制厌氧发酵过程，反硝化时消耗易生物降解有机质；抑制厌氧放磷，从而影响好氧摄磷。生物除磷影响因素：厌氧生物处理 （2）有机物浓度及可利用性：BOD5/TP20,较高的较高的BOD对除磷有利对除磷有利；碳源的性质对吸放

34、磷及其速率影响极大，小分子的易小分子的易降解有机物能促进磷的释放降解有机物能促进磷的释放，磷的释放越充分，好氧条件下磷的摄取量就越大；生物除磷影响因素：厌氧生物处理 （3）污泥龄：污泥龄影响着污泥排放量及污泥含磷量，污泥龄越长，污泥含磷量越低，去除单位质量的磷须同时耗用更多的BOD。 Rensink和Ermel研究了污泥龄对除磷的影响，结果表明：SRT=30d时，除磷效果40%；SRT=17d时，除磷效果50%；SRT=5d天时，除磷效果87%。 同时脱氮除磷系统应处理好泥龄的矛盾。同时脱氮除磷系统应处理好泥龄的矛盾。生物除磷影响因素：厌氧生物处理 （4）pH：与常规生物处理相同，生物除磷系统

35、合适的pH为中性和微碱性6-8，不合适时应调节。生物除磷影响因素： （5）温度：在适宜温度范围内5-30，温度越高释磷速度越快；温度低时应适当延长厌氧区的停留时间。 （6）其他：影响系统除磷效果的还有污泥沉降性能和剩余污泥处置方法等。厌氧生物处理 (1) A/O法是由厌氧池和好氧池组成的同时去除污水中有机污染物及磷的处理系统。厌氧-好氧除磷工艺流程三、三、 生物除磷及生物脱氮除磷工艺生物除磷及生物脱氮除磷工艺1.A/O生物除磷工艺厌氧生物处理(2) Phostrip去除磷工艺流程：厌氧生物处理3. A2/O工艺A2/O工艺基本流程厌氧生物处理 混合液回流 搅拌 搅拌 N2 沉淀池 原污水 处理

36、出水 厌氧反应器 缺氧反应器 好氧反应器 磷释放 脱氮 BOD 去除、硝化 磷吸收 污泥回流 剩余污泥 MSBR工艺传统A2O工艺厌氧生物处理厌氧生物处理A2/O工艺的主要设计参数 水力停留时间（h）厌氧反应器0.51.0缺氧反应器0.51.0好氧反应器3.56.0污泥回流比(%)50100混合液内循环回流比(%)100300混合液悬浮固体浓度(mg/l)30005000F/M(kgBOD5/kgMLSS.d)0.150.7好氧反应器内DO浓度(mg/l)2BOD5/P525(以10为宜)厌氧生物处理4. 改进的Bardenpho工艺Phoredox工艺Bardenpho工艺厌氧生物处理5.

37、SBR工艺 SBR工艺是将除磷脱氮的各种反应，通过时间顺序上的控制，在同一反应器中完成。厌氧生物处理废水处理方法的选择 废水处理方法的选择取决于废水中污染物的性质、组成、状废水处理方法的选择取决于废水中污染物的性质、组成、状态及对水质的要求。一般废水的处理方法大致可分为物理法、态及对水质的要求。一般废水的处理方法大致可分为物理法、化学法及生物法三大类。化学法及生物法三大类。 物理法，物理法，利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。 化学法：利用化学反应或物理化学作用回收可溶性废物或胶化学法：利用化学反应或物理化学作用回收可溶性废物或胶体物质体物质

38、。 生物法：利用微生物的生化作用处理废水中的有机物。生物法：利用微生物的生化作用处理废水中的有机物。 以上方法各有其适应范围，往往很难用一种方法就能达到良以上方法各有其适应范围，往往很难用一种方法就能达到良好的治理效果，必须取长补短，相互补充。一种废水究竟采好的治理效果，必须取长补短，相互补充。一种废水究竟采用哪种方法处理，用哪种方法处理，首先是根据废水的水质和水量、水排放时首先是根据废水的水质和水量、水排放时对水的要求、废物回收的经济价值、处理方法的特点等，然对水的要求、废物回收的经济价值、处理方法的特点等，然后通过调查研究，进行科学试验，并按照废水排放的指标、后通过调查研究，进行科学试验，

39、并按照废水排放的指标、地区的情况和技术可行性而确定。地区的情况和技术可行性而确定。厌氧生物处理一级处理可由筛滤、重力沉淀和浮选等组成，除去废水中大部分粒径一级处理可由筛滤、重力沉淀和浮选等组成，除去废水中大部分粒径100m以上的大颗粒物质，一般达不到排放标准。以上的大颗粒物质，一般达不到排放标准。二级处理常用生物法和絮凝法。生物法分为好氧生物处理和厌氧处理二级处理常用生物法和絮凝法。生物法分为好氧生物处理和厌氧处理两大类。好氧生物处理是在有氧情况下，借好氧或兼性微生物的作用两大类。好氧生物处理是在有氧情况下，借好氧或兼性微生物的作用来进行的。目前生产上主要用好气生物处理，包括生物过滤法和活性来

40、进行的。目前生产上主要用好气生物处理，包括生物过滤法和活性污泥法两种。好气生物处理中废水有机物氧化分解的最终产物是：污泥法两种。好气生物处理中废水有机物氧化分解的最终产物是：CO2、H2O、NO3、NH3等。二级处理后的废水，一般能达到农灌等。二级处理后的废水，一般能达到农灌标准和废水排放标准。但是水中还存留一定的悬浮物、生物不能分解标准和废水排放标准。但是水中还存留一定的悬浮物、生物不能分解的溶解性有机物、溶解性无机物和氮、磷等营养物，并含有病毒和细的溶解性有机物、溶解性无机物和氮、磷等营养物，并含有病毒和细菌，在一定的条件下，仍然可能造成天然水体的污染。菌，在一定的条件下，仍然可能造成天然

41、水体的污染。 三级处理：污水的处理目的是为了控制营养化或使废水能够重新回用。三级处理：污水的处理目的是为了控制营养化或使废水能够重新回用。所采用的技术通常所采用的技术通常有有物理法、化学法和生物处理法物理法、化学法和生物处理法，如吸附、化学凝如吸附、化学凝聚和沉淀、离子交换、电渗析、反渗透、氯消毒等。但所需费用较高聚和沉淀、离子交换、电渗析、反渗透、氯消毒等。但所需费用较高。厌氧生物处理污泥的处理和处置目的：（1）确保污水处理效果，防止二次污染；）确保污水处理效果，防止二次污染；（2）使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理；）使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理；（3）使有毒有害物质得到妥善处理或利

42、用；）使有毒有害物质得到妥善处理或利用；（4）使有用物质得到综合利用，变害为利。）使有用物质得到综合利用，变害为利。 总之，污泥处理和处置就是要通过适当的技术措施，使污泥得到再利用或以某种不损害环境的形式重新返回到自然环境中。厌氧生物处理第六节第六节 水处理厂污泥处理技术水处理厂污泥处理技术 一、污泥来源一、污泥来源二、污泥性质二、污泥性质以有机物为主要成分的称为污泥，特征：有机物含以有机物为主要成分的称为污泥，特征：有机物含量高，性质不稳定，相对密度接近量高，性质不稳定，相对密度接近1；含水率高，；含水率高，呈胶状结构，不易脱水；易于管道输送；含较多呈胶状结构，不易脱水；易于管道输送；含较多

43、植物营养素，有肥效；含病原菌及寄生虫卵，流植物营养素，有肥效；含病原菌及寄生虫卵，流行病学上不安全。行病学上不安全。以无机物为主要成分的称为沉渣。特征：颗粒粗、以无机物为主要成分的称为沉渣。特征：颗粒粗、相对密度大；易脱水，不易腐化；流动性差，不相对密度大；易脱水，不易腐化；流动性差，不易用管道输送。易用管道输送。厌氧生物处理第一节第一节 污泥的来源与特性污泥的来源与特性来源栅渣沉砂池沉渣初沉池污泥二沉池生物污泥富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置 城市污水厂产生的污泥量约为处理水体积的1%左右（0.5%1.5%）,含水率99.2%左右。返回厌氧生物处理 净水厂污泥：悬浮物和混凝剂形成

44、的絮体构成净水厂污泥：悬浮物和混凝剂形成的絮体构成 污水厂污泥：氮磷钾、有机物等植物营养成分，污水厂污泥：氮磷钾、有机物等植物营养成分，还含有重金属离子、病原微生物、寄生虫卵等有还含有重金属离子、病原微生物、寄生虫卵等有毒有害物质。毒有害物质。厌氧生物处理污泥相关指标 1.污泥的含水率污泥的含水率 污泥中所含水分的质量占污泥总质污泥中所含水分的质量占污泥总质量的百分数。一般污泥含水量高，密度接近水，量的百分数。一般污泥含水量高，密度接近水，2.污泥的相对密度污泥的相对密度 污泥的质量与同体积水质量的比污泥的质量与同体积水质量的比值称为污泥的相对密度，用值称为污泥的相对密度，用S表示。表示。3.

45、污泥的脱水性能污泥的脱水性能 污泥脱水的难易程度，用真空过污泥脱水的难易程度，用真空过滤法测定。滤法测定。4.污泥的肥分和污泥的细菌组成等污泥的肥分和污泥的细菌组成等厌氧生物处理污泥性质表征参数含水率与含固率挥发性固体污泥中的有毒有害物质污泥的脱水性能含水率是污泥中水含量的百分数，含固率则是污泥中固体或干泥含量的百分数含水率在85以上呈流态,65 85时呈塑态，低于60呈固态当含水率变化时，可近似地用下式计算湿污泥的体积：1212wwss21100100PPPPVV厌氧生物处理污泥性质表征参数含水率与含固率挥发性固体污泥中的有毒有害物质污泥的脱水性能 挥发性固体(用VSS表示)，是指污泥中在600C的燃烧炉中能被燃烧，并以气体逸出的那部分固体，反映污泥的稳定化程度用比阻(r)或毛细吸水时间(CST)评价重金属约50%转移到污泥中，污泥作为肥料，重金属离子含量应不超过“农用污泥标准”GB4284-84 厌氧生物处理三、污泥的处理和处置技术污泥处理方法污泥处理方法 1.稳定处理稳定处理 生物法、化学法和物理法生物法、化学法和物理法 2.去水处理去水处理 浓缩、脱水和干化浓缩、脱水和干化 3.最终处理最终处理 填地、投海、焚烧和综合利用填地、投海、焚烧和综合利用