废水工程处理及回用.doc

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1、废水生物处理-读书笔记废水生物处理部分主要为第七章至第十一章。第七章本章主要讲了生物处理的基础部分，包括：废水生物处理概述；用于废水处理的微生物组成及分类；关于微生物代谢的重要知识介绍；细菌生长及其能学；微生物生长动力学；悬浮生长处理工艺模型；附着生长处理工艺模型。废水生物处理概述：1、微生物在废水中的作用。废水中溶解的及颗粒的含碳BOD的去除和有机物的稳定可以由各种微生物，主要是细菌来完成。微生物可以使溶解的及颗粒的含碳有机化合物氧化为简单的最终产物及生物体，其代谢过程主要有好氧过程、厌氧过程、缺氧过程、兼性过程。2、废水生物处理的工艺类型。其主要分为两大类型：悬浮生长工艺和附着（生物膜）生

2、长工艺。最长用的悬浮生长工艺有活性污泥法，好氧消化法。附着（生物膜）生长工艺包括生物滤池、生物转盘、填料床反应器。微生物的组成及分类：这部分主要讲了细胞结构、细胞成分、环境因素、微生物的鉴定与分类及分子工具的使用。微生物的新陈代谢：这部分讲了微生物生长的碳源和能源，微生物营养与生长因子的要求。根据微生物对碳源的利用，可将微生物分为自养微生物和异养微生物；根据微生物对能源的利用，可将微生物分为光养微生物和化能微生物。有时营养物对限制微生物的细胞合成与生长的作用更甚于碳源和能源，虽然每一种微生物对生物生长因子的需求是有差别的，但主要生长因子都是以下三类：（1）氨基酸；（2）碱基（嘌呤和嘧啶）；（3

3、）维生素。细菌生长和动力学：本章讨论了以下内容：细菌繁殖；间歇式反应器中细菌生长模式；细菌生长和生物体产量；测量生物体生长的方法；细胞产量及需氧量的化学计算；由生物能学估计生物产量；观测产量与合成产量。其中个人觉得比较重要的部分是微生物的生长曲线，细菌生长曲线有明显的四个生长阶段：迟缓期，对数生长期，稳定期，衰减期。微生物生长动力学：本章主要讨论的是：微生物生长动力学术语；可溶性基质的利用速率及其表达方式；基质利用及生物体生长的动力学系统；氧吸收速率；温度的影响；总挥发性悬浮固体及活性生物体；净生物体产量及其观测值。悬浮生长处理工艺模型：本节的目的在于阐述：（1）生物体与基质平衡的发展；（2）

4、出水中生物体和可溶性基质浓度的预测；（3）反应器中生物体MLSS/MLVSS浓度和每天产生废弃污泥量的预测；（4）需氧量的预测。好氧生物氧化：其目的主要是（1）去除废水中有机物组分及化合物，防止城市污水及工业废水受纳水体中溶解氧过量亏缺；（2）去除废水中胶体物及悬浮固体，防止固体物在受纳水体中积累并产生不利影响；（3）减少进入受纳水体的病原有机物数量。生物硝化：在废水处理中，硝化过程是由于对以下水质控制的营养而提出的：（1）氨会消耗受纳水体的溶解氧浓度并对鱼类产生毒性；（2）为控制水体富营养化必须去除氨；（3）为了废水的回用，包括用于地下水回注，必须控制氨的含量。生物脱氮：生物脱氮工艺包括硝化

5、和脱氮两个阶段的完整的生物脱氮工艺。通过生物还原作用将硝酸盐氮转化为一氧化氮、一氧化二氮和氮气的过程称为脱氮。难处理毒性有机化合物的生物去除：利用传统的生物处理工艺很难处理的有机化合物称为难降解有机物。对其生物降解主要有三种途径：（1）化合物适合作为微生物生长的基质；（2）提供一种电子受体的有机化合物；（3）通过协同代谢降解作用可使有机化合物降解。重金属的生物去除：重金属的去除主要是通过吸附作用和重金属与微生物的络合反应两种途径。第八章活性污泥法：活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息

6、着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。活性污泥的基本组成包括： 曝气池：反应主体； 二沉池：1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度； 回流系统：1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况； 剩余污泥排放系统：1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行； 供氧系统:主要由供氧曝气风机和专用曝气器构成向曝气池内提供足够的溶解氧。生物除氮过程：生物脱氮的基本原理：（1）氨化反应，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。（2）硝化反应，硝化反应由好氧自养型微生物完成，在有氧状

7、态下，利用无机碳为碳源将NH4+化成NO2-，然后再氧化成NO3-的过程。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（NO2-），第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐（NO3-）。（3）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。反硝化菌为异养型微生物，多属于兼性细菌，在缺氧状态时，利用硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物（污水中的BOD成分）作为电子供体，提供能量并被氧化稳定。生物除磷法：生物除磷的基本方法：1、除磷菌的过量摄取磷。好氧条件下，除磷菌利用废水中的BOD5或体内贮存的聚b-羟基丁酸的氧化分解所释放的能量

8、来摄取废水中的磷，一部分磷被用来合成ATP，另外绝大部分的磷则被合成为聚磷酸盐而贮存在细胞体内。2、除磷菌的磷释放。在厌氧条件下，除磷菌能分解体内的聚磷酸盐而产生ATP，并利用ATP将废水中的有机物摄入细胞内，以聚b-羟基丁酸等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时还将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出体外。3、富磷污泥的排放。在好氧条件下所摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷多，废水生物除磷工艺是利用除磷菌的这一过程，将多余剩余污泥排出系统而达到除磷的目的。带膜分离的生物处理：MBR系统的概念在于应用生物反应器和微滤作为一个单元过程处理废水，从而取代了二级处理和过滤的固体分离功能。MBR能取消二次澄清，并能

9、在较高MLSS浓度操作，带来的好处有：（1）容积负荷率较高，因而使反应器的水力停留时间较短；（2）SRT较长，从而使污泥产量较少；（3）在低DO浓度下操作，有可能在长SRT的设计中发生同时硝化和反硝化；（4）出水水质好，浊度、菌值、TSS及BOD均低；（5）废水处理占地小。附着生长生物处理工艺和联合的生物处理工艺：生物滤池：生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术。联合的好氧处理工艺：该处理工艺有以下优点：（1）附着生长工艺的稳定性和抗冲击负荷性；（2）附着生长工艺供部分去除BOD用时的容积效率和需要能量少；（3）附着生

10、长工艺作生物选择池起预处理的作用以改善活性污泥的沉淀特性；（4）由于有活性污泥处理，因此有可能获得高质量的出水。第十章厌氧处理的基本原理：厌氧生物处理又被称为厌氧消化、厌氧发酵，是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。从20世纪60年代开始，随着能源危机的加剧，人们加强了利用厌氧消化过程处理有机废水的研究，相继出现了一批现代高速厌氧消化反应器，如：厌氧接触法、厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）反应器、厌氧流化床（AFB）。厌氧附着膜膨胀床反应器（AAFEB）等，从此厌氧消化工艺开始大规模地被应用于废水处理.这些现代高速厌氧生物反应器的水力停留时问大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率也大大提高。第十一章本章主要讲述了以下处理工艺：有机及无机胶体物和悬浮固体的去除。对于该物质的去除最常用的方法是过滤；溶解有机组分的去除。用于去除某些特殊的溶解有机组分的处理工艺包括：活性炭吸附、反渗透、化学沉淀、化学氧化、高级化学氧化、电渗析、蒸馏；本章还简单介绍了溶解无机组分和生物组分的去除。