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第2章 污水生物处理工程基础
大纲要求本章所应掌握的内容是:
1、污水生物处理
⑴掌握活性污泥法的机理、有机物生物降解的影响因素及工艺;
⑵掌握生物膜法的机理、影响因素及工艺;
⑶掌握生物脱氮、除磷的机理、影响因素及典型工艺;
⑷掌握厌氧生物处理的机理、彩响因素及典型工艺。
2、污泥处理、处置
⑴熟悉污泥的特性;
⑵掌握污泥处理技术和方法;
⑶了解污泥的最终处置方法。
3、流域水污染防治
⑴熟悉水体污染物的主要来源、特性及其危害;
⑵了解流域水污染防治的基本原则和方法;
⑶了解污染水体的净化和生态修复的基本方法。
污水的生物处理技术是现代生物工程的一个组成部分。
在自然界存在着大量的以有机物为营养物质的微生物,它们能通过自身新陈 代谢的生理功能,氧化分解一般的有机物并将其转化为稳定的无机物,而且还能 转化某些有毒的有机物及无机物。
污水生物处理分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。生物处理主要去除 水屮溶解状态和胶体状态的有机物。好氧生物处理的进行需要有氧的供应,而厌 氧牛物处理则需保证无氧的环境。常用的人工好氧牛物处理法有活性污泥法和生 物膜法两种。
2.1活性污泥法
2.1.1活性污泥法的基本工艺流程
1 ?活性污泥法的基本概念
向生活污水屮注入空气并进行曝气,每天保留沉淀物,更换新鲜污水,如此 操作并持续一段时间后,污水屮生成一?种黄褐色的絮凝体,即活性污泥。以活性 污泥为主体的污水生物处理工艺称为活性污泥法。
在活性污泥法屮起主要作用的是活性污泥。在活性污泥丄栖息着具有强大生 命力和降解水屮有机物能力的微生物群体。
2、活性污泥法的基本工艺流程
活性污泥法的基本工艺流程由曝气池、二沉池、曝气系统、污泥回流及剩余 污泥排放五部分组成。
废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应 器,通过曝气设备充入空气,空气屮的氧溶入混合液,产生好氧代谢状态。随后 曝气池内的泥水混合液流入二沉池,进行泥水分离,活性污泥絮体沉入池底,泥 水分离后的水作为处理水排出二沉池。二沉池沉降下来的污泥大部分作为回流污 泥返回曝气池,称为回流污泥,其余的则从沉淀池屮排除,这部分污泥称为剩余 污泥。
从上述流程可以看出,要使活性污泥法形成一个实用的处理方法,污泥除了 要具有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污 泥能从混合液屮分离出来,得到澄清的出水。
2.1.2活性污泥的形态及组成
1、 活性污泥的形态
活性污泥的絮体形态与微生物组成、数量、污水屮污染物的特性及外部条件 絮体大小一般介于0.02-0.2mm,呈不定形状,微具土壤味。活性污泥具有较大 的比表面积,可达2000-10000m2/m3o
2、 活性污泥的组成
活性污泥主要由四部分组成:具有代谢功能的活性微生物群体;微生物内源 呼吸和自身氧化的残留物;被污泥絮体吸附的难降解有机物;被污泥絮体吸附的 无机物。
活性污泥的净化功能主要取决于栖息在活性污泥上的微生物。活性污泥微生 物以好氧细菌为主,也存活着真菌、原生动物和后生动物等。这些微生物群体组 成了一个相对稳定的生态系。活性污泥屮的细菌以界养型的原核细菌为主,对正 常成熟的活性污泥,每毫升活性污泥屮的细菌数大致在IO??IO?个。细菌虽是微 生物主要的组成部分,但是活性污泥屮哪些种展的细菌占优势,要看污水屮所含 有机物的成分以及活性污泥法运行操作条件等因素
真菌构造较为复杂而且种类繁多,是多细胞的杲养型微生物。与活性污泥法 处理有关的真菌主要是霉菌。霉菌是微小的腐生或寄生的丝状真菌,它能够分解 碳水化合物、脂肪、蛋白质及其它含氮化合物。但是,真菌的大量的增殖会产生 污泥膨胀现彖,严重影响活性污泥系统的正常工作。真菌在活性污泥法屮的出现 往往与水质有关。
原生动物的主要摄食对象是细菌。活性污泥屮的原生动物主要有肉足虫、鞭 毛虫和纤毛虫三类。原生动物为单细胞生物,大多为好氧化能异养型菌。在活性 污泥法的应用屮,常通过观察原生动物的种类和数量,问接地判断污水处理的效 果,所以原生动物又称为活性污泥系统的指示性动物。
以细菌、原生动物以及活性污泥碎片为食的后生动物(如轮虫、线虫等)在 活性污泥屮不经常出现,特别是轮虫仅在有机物含量低且水质好的系统(即完全 氧化型的活性污泥系统)屮才较多出现,因此轮虫又称为活性污泥系统的指示性 动物,是出水水质好的标志。
2.1.3活性污泥增长曲线
1、增长曲线
活性污泥微生物是多菌种混合群体,其生长规律比较复杂,但是也可用其增 长曲线表示一定的规律。该曲线表达的是,在温度和溶解氧等环境条件满足微生 物的生长要求,并有一?定量初始微生物接种时,营养物质一次充分投加后,微生 物数量随时间的增殖和衰减规律。活性污泥增长速率的变化主耍是营养物或有机 物与微生物比值(通常用F
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