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1、第十章 工業(yè)廢水的生物處理 10 1 工業(yè)廢水的可生化性 10 2 工業(yè)廢水的好氧生物處理 10 3 工業(yè)廢水的厭氧生物處理 10 1 工業(yè)廢水的可生化性 一、工業(yè)廢水的可生化性的評(píng)價(jià)方法 二、可生化性評(píng)價(jià)試驗(yàn)應(yīng)注意的問(wèn)題 一、工業(yè)廢水的可生化性的評(píng)價(jià)方法 1、從廢水生物處理角度對(duì)有機(jī)物分類(lèi)： 易降解有機(jī)物，且無(wú)毒害或抑制作用 可降解有機(jī)物，但有毒害或抑制作用 難降解有機(jī)物，但無(wú)毒害或抑制作用 難降解有機(jī)物，并有毒害或抑制作用 2、評(píng)價(jià)廢水中有機(jī)物的生物降解 性和毒害或抑制性的方法 （ 1）水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法 BOD5 /COD 0.3 可采用生化法處理
2、 BOD5 /COD 0.5采用生化法處理比較優(yōu)越 BOD5 /COD 0.3 可生化性差，可看馴化后 是否可以采用生化法。 （ 2）微生物耗氧速度法 耗氧曲線(xiàn)：微生物累積耗氧量隨時(shí)間的變 化曲線(xiàn) 內(nèi)源呼吸耗氧曲線(xiàn)（呼吸線(xiàn)） 處于內(nèi)源呼吸期的活性污泥的耗氧曲線(xiàn) 有機(jī)物（底物）耗氧曲線(xiàn)（生化線(xiàn)） 投加有機(jī)物后的耗氧曲線(xiàn) 呼吸線(xiàn) 累 積 耗 氧 量 時(shí)間 生化線(xiàn) 1 5d 生化線(xiàn) 2 生化線(xiàn)與呼吸線(xiàn) 差值越大，生化 性能越好。 生化線(xiàn)低于呼吸 線(xiàn)，表明廢水對(duì) m有抑制。 （ 3）脫氫酶活性法 微生物產(chǎn)生的各種酶，可催化有機(jī) 物的氧化
3、還原反應(yīng)，脫氫酶能使被氧化 的有機(jī)物的氫原子活化并傳遞給特定的 受氫體，單位時(shí)間內(nèi)脫氫酶活化氫的能 力表現(xiàn)為它的活性。 可以通過(guò)測(cè)定微生物的脫氫酶活性 來(lái)評(píng)價(jià)廢水中有機(jī)物的可生化性。 (4)有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)法 有機(jī)物的生物降解性與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān) 含有羧基、酯類(lèi)或羥基的非毒性脂肪族化合物 最易生物降解 含羰基或雙鍵的化合物屬中等程度可生物降解 的化合物，且需很長(zhǎng)的馴化時(shí)間 含有按季或羥基化合物的生物降解性取決于與 基團(tuán)連接的碳原子飽和程度。 鹵代化合物的生物降解性隨鹵素取代程度的提 高而下降。 二、可生化性評(píng)價(jià)試驗(yàn)應(yīng)注意的問(wèn)題 1.生物處理方法 有
4、機(jī)物對(duì)于不同菌種來(lái)說(shuō)，降解能力不同； 不同的處理方法，對(duì)有機(jī)物的處理程度不同。 2.微生物來(lái)源與濃度 應(yīng)說(shuō)明微生物是否經(jīng)過(guò)馴化以及馴化程度。 微生物濃度盡可能與實(shí)際濃度相同。 有機(jī)物濃度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、 pH值、水溫、共存物質(zhì) 有機(jī)物濃度等對(duì)可生化性都有影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定廢 水的可生化性。 10-3 工業(yè)廢水的好氧生物處理 一、活性污泥法 二、生物膜法 一、活性污泥法 1、營(yíng)養(yǎng)和混合液溫度對(duì)工藝的影響 （ 1）營(yíng)養(yǎng) 氮、磷、微量元素 易被 m利用的氮源形式為 NH4+和 NO3-；廢水中的磷必 須以正磷酸鹽的形式才能被 m利用。 （
5、2）溫度 工業(yè)廢水的 K值（反應(yīng)速度常數(shù)）受溫度變化影響較大 溫度過(guò)高，污泥解體；溫度過(guò)低，出水 SS濃度可能 2、活性污泥法的選擇 推流式活性污泥法 適用于 處理易生物降解的工業(yè)廢水和生活污水 完全混合式活性污泥法 適用于 難降解有機(jī)廢水的處理 生物選擇器 完全混合式活性污泥法 適用于 易生物降解有機(jī)廢水的處理 3、出水懸浮物的控制 出水懸浮物高的原因： 廢水總?cè)芙夤腆w（ TDS）濃度高，導(dǎo)致污泥絮 體分散，使出水懸浮物 ； 曝氣池混合液溫度變化，會(huì)造成絮體分散； 污泥負(fù)荷過(guò)高或過(guò)低； 廢水含有機(jī)分散劑過(guò)高； 表曝裝置劇烈攪拌； 二沉
6、池設(shè)計(jì)不合理 主要措施 ：投加混凝劑 4、應(yīng)用實(shí)例 推流式活性污泥法處理煉油及石油化工 廢水 完全混合式活性污泥法處理聚酯和三綸 廢水 二、生物膜法 1、生物接觸氧化法 （ 1）特點(diǎn) ： 具有較高的處理效率； 污泥不回流，不發(fā)生污泥膨脹； 耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)； 掛膜培菌簡(jiǎn)單 （ 2）生物接觸氧化的設(shè)計(jì)（ p585） 流程的選擇 ： 根據(jù)廢水類(lèi)型、處理程度、管理水平、基 建投資和地方條件來(lái)確定 填料的選擇 ： 首先考慮價(jià)格；再考慮技術(shù)上的高性能 接觸停留時(shí)間的選擇： 根據(jù)水質(zhì)、處理程度要求、 填料的種類(lèi)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)或類(lèi)比調(diào)查來(lái)定； 氣水比的選擇 ：
7、留有適當(dāng)余地，增加運(yùn)行的靈活性 防止填料堵塞的措施： 所選填料同水質(zhì)相適應(yīng)；定 期反沖；填料分層設(shè)置 （ 3）應(yīng)用舉例（ p586） 啤酒廢水處理 2、生物轉(zhuǎn)盤(pán) （ 1）影響處理性能的主要參數(shù)： 轉(zhuǎn)速、廢水停留時(shí)間、反應(yīng)槽的級(jí)數(shù)、 盤(pán)浸沒(méi)深度和溫度等。 （ 2）應(yīng)用舉例 草漿造紙中段廢水處理 3、生物濾池 塑料填料； 多數(shù)情況下，不適于處理溶解性工業(yè)廢 水，經(jīng)濟(jì)上不可行。 可用于高濃度廢水的預(yù)處理 10 3 工業(yè)廢水的厭氧生物處理 一、概述 二、厭氧生物處理設(shè)備 一、概述（ p589） 1.厭氧生物處理的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）有機(jī)負(fù)荷高 （
8、2）污泥產(chǎn)量低 （ 3）能耗低（回收甲烷） （ 4）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需要量少 （ 5）應(yīng)用范圍廣 （ 6）對(duì)水溫的適宜范圍較廣 2.厭氧生物處理的缺點(diǎn) (1)厭氧處理設(shè)備啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng) (2)處理后出水水質(zhì)差 一般在厭氧后串聯(lián)好氧生物處理。 二、厭氧生物處理設(shè)備 1.厭氧接觸法 消化池 脫氣器 沉淀池 出水 進(jìn)水 剩余污泥 回流污泥 2.厭氧生物濾池 (p592) 去除機(jī)理 ：裝填填料的厭氧反應(yīng)器。厭氧微生 物以生物膜的形態(tài)生長(zhǎng)在濾料表面，廢水淹沒(méi) 地通過(guò)濾料，在生物膜的呼吸作用和微生物的 代謝作用以及濾料的截留作用下，廢水中的有 機(jī)物被去除。 分類(lèi) ：分為升流式和
9、降流式兩種生物濾池。 適用 ：適宜于溶解性有機(jī)廢水的處理。 3.UASB的基本原理及其特點(diǎn) （ 1） UASB的基本原理 廢水自下而上地通過(guò)厭 氧污泥床，床體底部是一層 絮凝和沉淀性能良好的污泥 層，中部是一層懸浮層，上 部是澄清區(qū)。澄清區(qū)設(shè)有三 相分離器，用以完成氣、液、 固三相分離。被分離出的消 化氣由上部導(dǎo)出，被分離的 污泥自動(dòng)回流到下部反應(yīng)區(qū)， 出水溢流到后續(xù)構(gòu)筑物。 （ 2） UASB的特點(diǎn) UASB反應(yīng)器屬于高效厭氧反應(yīng)器，床體 污泥濃度可以維持在相當(dāng)高的水平，折 合濃度可達(dá) 20-30g/L。 對(duì)于一般的高濃度有機(jī)廢水，在中溫條 件下，容積負(fù)荷
10、一般可達(dá) 10kgCODCr/(m3d) 左右，因而停留時(shí)間較短、所需池容大 大縮小。 UASB的特點(diǎn) 良好的污泥床?？尚纬梢粋€(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的 生物相，所形成的顆粒污泥或絮狀污泥 有良好的沉淀性能，對(duì)負(fù)荷沖擊、溫度 和 pH值的變化有一定的適應(yīng)性。 設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，不需設(shè)沉淀池和 污泥回流裝置，不需充填填料。 UASB正常運(yùn)行后產(chǎn)生剩余的顆粒污泥， 可以在常溫下保存很長(zhǎng)時(shí)間而不損失活 性，可用于新建的 UASB反應(yīng)器接種，使 啟動(dòng)時(shí)間大大縮短。 生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中， UASB對(duì)于布水系統(tǒng)要求 比較高，另外三相分離器的設(shè)計(jì)極為關(guān) 鍵。 UASB的脫氮除磷性能較差，而且有臭味， 因
11、此尚需進(jìn)行深度凈化，使出水達(dá)到要 求 。 4.厭氧膨脹床和厭氧流化床 床內(nèi)充填細(xì)小的固體顆粒填料，廢水從 底部進(jìn)入，使填料層膨脹。 厭氧膨脹床：膨脹率 10% 20% ， 顆粒略 呈膨脹狀態(tài)，但仍保持互相接觸。 厭氧流化床：膨脹率 20% 70% ，顆粒在 床中作無(wú)規(guī)則自由運(yùn)動(dòng)。 厭氧膨脹床和厭氧流化床優(yōu)點(diǎn) 細(xì)顆粒填料為微生物附著生長(zhǎng)提供比較大的比 表面積，故床內(nèi)微生物濃度高， 30gVSS/L，因 此有機(jī)物容積負(fù)荷較高，水力停留時(shí)間短，耐 沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定。 防止堵塞 床內(nèi)生物固體停留時(shí)間較長(zhǎng)，運(yùn)行穩(wěn)定，剩余 污泥量少。 可用于高濃度有機(jī)廢水的厭氧處
12、理，也可用于 低濃度的城市污水處理。 厭氧膨脹床和厭氧流化床缺點(diǎn) 載體流化耗能較大 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求高 5、厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán) 構(gòu)造與好氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)相似，不同之處在 于上部加蓋密封，可收集沼氣和防止液 面上的空間有氧存在。 廢水處理依靠盤(pán)片表面生物膜和懸浮在 反應(yīng)槽中的厭氧活性污泥共同來(lái)完成 6、厭氧擋板式反應(yīng)器 結(jié)構(gòu) ：在反應(yīng)器內(nèi)垂直于水流方向設(shè)多 塊擋板來(lái)保持反應(yīng)器內(nèi)較高的污泥濃度 以減少水力停留時(shí)間。 特點(diǎn) 反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間短；避免堵塞；避 免污泥流失；不需混合攪拌裝置；不需 載體。 7.復(fù)合厭氧反應(yīng)器 在一個(gè)設(shè)備內(nèi)由幾種厭氧反應(yīng)器復(fù)合而成的一種 厭
13、氧處理法。目前多為升流式厭氧污泥床和厭氧 生物濾池復(fù)合而成的升流式厭氧污泥床過(guò)濾器。 分類(lèi) 無(wú)三相分離器的升流式厭氧污泥床過(guò)濾器（ UBF） 有三相分離器的升流式厭氧污泥床過(guò)濾器 （ UASB+AF） 8.兩相厭氧法 產(chǎn)酸相 產(chǎn)甲烷相 出水 進(jìn)水 （ 1） 兩相厭氧法的特點(diǎn) 能夠向產(chǎn)酸菌、乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌 分別提供各自最佳的生長(zhǎng)繁殖條件， 在各自反應(yīng)器內(nèi)能夠得到最高的反應(yīng) 速度； 進(jìn)水負(fù)荷有較大變動(dòng)時(shí)，酸化反應(yīng)器， 有一定的緩沖作用，對(duì)后續(xù)的產(chǎn)甲烷相 反應(yīng)器影響小。 負(fù)荷率高，反應(yīng)器容積小，酸化反應(yīng)器 反應(yīng)進(jìn)程快，水力停留時(shí)間短， COD濃度 可去除 20 25%左右，可減少產(chǎn)甲烷反應(yīng) 器的負(fù)荷。 反應(yīng)器容積小，基建費(fèi)用低。 （ 2）兩相厭氧法在工業(yè)廢水處理中的 應(yīng)用 適用于： 含有大量 SS，特別是含纖維素的廢水； 含 COD濃度高，懸浮物濃度低的工業(yè)廢水， 如：亞麻廠、淀粉廠、葡萄糖廠等工業(yè) 廢水 含有毒化合物的復(fù)雜可溶性廢水，如 : 含有較高濃度的硝酸鹽、硫酸鹽、亞硫 酸鹽、氮等的工業(yè)廢水
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