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第三章水的生物化学处理方法水的生物化学处理方法:在人工创造的有利于微生物生命活动的环境中,使微生物大量繁殖,提高微生物氧化分解有机物效率的一种水处理方法。作用:主要用于去除水中溶解性和胶体性有机物,降低水中氮、磷等营养物的含量。优点:投资省,运转费用低,处理效果好,操作简单等,广泛应用于城市污水和工业废水的处理。可分为:好氧法厌氧法或分为:悬浮生长系统附着生长系统第一节废水处理微生物学基础微生物分类:自养型、异养型微生物;好氧、厌氧、兼性微生物;微生物的代谢过程:P225异化作用:能量的生产和获取的生物过程;同化作用:细胞组织生产的生物过程。一、活性污泥法(Activated-SludgeProcess)(一)基本原理活性污泥:由好氧菌(兼性菌)及其所吸附的有机物和代谢产物等组成的絮凝体。活性污泥法:以悬浮在水中的活性污泥为主体,在有利于微生物生长的环境条件下和污水充分接触,使污水净化的一种方法。第二节好氧悬浮生长处理技术主体构筑物1、活性污泥法的净化过程与机理P228活性污泥去除水中有机物,主要经历三个阶段:吸附阶段短时间内(约10~20min),水中有机物迅速降低,BOD.COD约去除85%~90%。絮状活性污泥比表面积约2000-10000m2/m3(混合液)。初期吸附性能取决于污泥的活性。氧化阶段在有氧条件下,通过微生物的代谢过程,将部分有机物转化为小分子无机物,部分合成新的细胞质。这一阶段比吸附阶段慢得多。絮凝体形成与凝聚沉降阶段氧化阶段合成的菌体有机体絮凝形成絮凝体,通过重力沉降作用从水中分离出来。2、影响活性污泥增长的因素溶解氧活性污泥混合液中DO浓度以2mg/L左右为宜。若供氧不足,易造成丝状菌等耐低溶解氧环境的微生物滋长,使污泥不易沉淀,导致污泥膨胀发生。营养物C.N、P、S、K、Mg、Ca、Fe及各种微量元素。C元素的需要量一般以BOD5负荷率表示。一般BOD5:N:P=100:5:1。pH和温度pH一般为6.5~9.0;温度以20~30℃为宜。控制毒物浓度重金属、氰化物、H2S、卤族元素及其化合物、酚、醇、醛等。3.评价活性污泥性能的指标活性污泥是由细菌、真菌、原生动物(钟虫)、少量后生动物(轮虫)等生物群体共同组成。(1)混合液悬浮固体(MLSS)指混合液悬浮固体数量,mg/L;计量曝气池中活性污泥数量的指标,mg/L.MLSS=Ma+Me+Mi+MiiMa:具有活性的微生物;Me:微生物自身氧化的残留物;Mi:吸附在污泥上而未被生物降解的有机物;Mii:无机物。(2)混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)混合液悬浮固体中有机物的数量,mg/L;MLVSS=Ma+Me+Mi(4)污泥(容积)指数(SVI)曝气池出口处混合液经30min沉淀后,1g干污泥所占的容积,以mL计;反映活性污泥的松散程度(活性)和絮凝、沉降性能;一般城市污水,SVI在50~150左右。(5)污泥龄(θC)指曝气池中工作的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量的比值,d;表示新增长的污泥在曝气池中的平均停留时间;可反映出细菌的增长处于何种阶段。3.评价活性污泥性能的指标(3)污泥沉降比(SV)指曝气池混合液在100mL量筒中静置沉淀30min后,沉淀污泥占混合液的体积分数,%;反映曝气池正常运行时的污泥量,用以控制剩余污泥的排放;还能及时反映出污泥膨胀等异常情况。(二)活性污泥系统生物过程动力学1.完全混合式——进水一流入曝气池即得到完全混合。Q——水量;S——有机物浓度;X——污泥浓度.2.推流式水和回流污泥只发生横向混合,不发生纵向混合。或(X0≈0,Xe≈0)(三)曝气方法与曝气池的构造P2331.曝气过程的机理曝气的目的:将空气中的氧强制溶解到曝气池混合液中去,同时提供适宜的搅拌,保持活性污泥处于悬浮状态。曝气池内氧转移速率:KLa——氧的总转移系数,h-1;ρs——液体的饱和溶解氧浓度,mg/L;ρL——液体的实际溶解氧浓度,mg/L.KLa的大小因空气量、水温、搅拌方法、水质等条件而变化,可通过实验测定;缩小气泡直径,延长气液接触时间,更新液界膜并减少界膜厚度,都能增大KLa,从而增大氧转移速率。加大水深,增加空气中氧含量(甚至纯氧)等,都
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