水污染控制工程.ppt

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1、水污染控制工程水污染控制工程目录目录第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 物理法物理法第三章第三章 废水生物处理概念和生化反应动力学基础废水生物处理概念和生化反应动力学基础第四章第四章 好氧生物处理好氧生物处理活性污泥法活性污泥法第五章第五章 好氧生物处理好氧生物处理生物膜法生物膜法第六章第六章 污水的其他好氧生物处理污水的其他好氧生物处理 第七章第七章 厌氧生物处理厌氧生物处理第八章第八章 污水的化学处理污水的化学处理第九章第九章 污水的物理化学法污水的物理化学法第十章第十章 废水的深度处理废水的深度处理第十一章第十一章 小型污水处理设施小型污水处理设施第十二章第十二章 污泥的处理与处置污泥的

2、处理与处置第十三章第十三章 污水处理厂的设计污水处理厂的设计 第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 污水的好氧活性污泥法污水的好氧活性污泥法 第三章第三章 污水的好氧生物膜法污水的好氧生物膜法第四章第四章 污水的厌氧生物处理污水的厌氧生物处理 第五章第五章 城市污水的深度处理城市污水的深度处理 第六章第六章 污泥的处理和处置污泥的处理和处置 第七章第七章 污水处理厂的设计污水处理厂的设计主要参考书目：主要参考书目：排水工程（下），第四版，排水工程（下），第四版，张自杰张自杰等，中国建筑工业出版社，等，中国建筑工业出版社，20002000水污染控制工程，水污染控制工程，胡亨魁胡亨魁等，武汉理工大

3、学出版社，等，武汉理工大学出版社，20032003水处理微生物学，第三版，水处理微生物学，第三版，顾夏声顾夏声等，中国建工出版社，等，中国建工出版社，19981998废水生物处理数学模型，第二版，废水生物处理数学模型，第二版，顾夏声顾夏声，清华出版社，清华出版社，1995 1995 水污染控制工程，第二版，水污染控制工程，第二版，高廷耀高廷耀等，高等教育出版社，等，高等教育出版社，20052005（教材）（教材）第一章第一章 绪论绪论1.1 水资源及其循环1.2 水污染的来源及其危害1.3 污水水质与水污染控制标准1.4 水体自净与水环境容量1.5 水污染控制的原则与方法1.1 1.1 水资源

4、及其循环水资源及其循环 1.1.1 水资源a)全球水资源地球上的总水量约为13.6108km3 海洋水占97.212；淡水占不足3；对人类生活和生产活动关系密切而比较容易开发利用的淡水储量约为400万km3，占地球总水量的0.3%。海洋水淡水3/497.212%1.1 1.1 水资源及其循环水资源及其循环b)我国水资源特点1.1.人均占有量少人均占有量少r淡水总量在全世界占第淡水总量在全世界占第6 6位。位。r但人均占有量只有但人均占有量只有2240m2240m3 3/人，是世界平均水平的人，是世界平均水平的1/41/4，列，列世界第位，是世界上世界第位，是世界上1313个贫水国家之一。个贫水

5、国家之一。2.2.时空分布不均衡性时空分布不均衡性r空间（地区）分布：空间（地区）分布：不均匀，东南多西北少。不均匀，东南多西北少。r时间分布：时间分布：年内分布不均，旱涝灾害频繁，年际变化很大。年内分布不均，旱涝灾害频繁，年际变化很大。60608080降水集中在夏季降水集中在夏季7 7，8 8，9 9月；年际变化差月；年际变化差3 36 6倍倍。3.3.许多地区缺水严重许多地区缺水严重r据对我国据对我国669669个城市调查，有个城市调查，有400400个城市常年供水不足，其个城市常年供水不足，其中中110110个城市严重缺水。个城市严重缺水。4.4.浪费现象严重，水资源的有效利用率只有浪费

6、现象严重，水资源的有效利用率只有1616。1.1 1.1 水资源及其循环水资源及其循环 1.1.2 水资源循环 1）水的自然循环水的自然循环 在人为不干涉情况下，地球上不断发生的水体各种相态转换和周而复始运动的过程称为水的自然循环。1.1 1.1 水资源及其循环水资源及其循环2 2）水的社会循环水的社会循环 在人类活动中构成的水体局部循环体系。在人类活动中构成的水体局部循环体系。给水工程：取水给水处理配水排水工程：废水收集（来源于生活、工业和农业）废水处理排放回用工程：针对不同的水源水水质，经处理后满足工农业和生活方面的要求。1.2 1.2 水污染的来源及其危害水污染的来源及其危害1.2.1

7、1.2.1 水污染的来源水污染的来源 工业污染源工业污染源-水污染最主要的污染源水污染最主要的污染源特点：污染物种类繁多，处理困难。生活污染源生活污染源特点：水质稳定，含有机物和氮、磷等营养物较高，含有大量细菌、病毒，一般不含有有毒物质。面污染源面污染源主要面源污染有：雨雪水冲刷、农田施用化肥和农药的流失（滇池、巢湖）等。特点：污染面积大，难控制。1.2 1.2 水污染的来源及其危害水污染的来源及其危害 1.2.2 1.2.2 水污染的危害水污染的危害1.加剧水资源短缺危机，破坏社会可持续发展的基础；2.降低饮用水的安全性，威胁人类身体健康；3.直接影响农产品和渔业产品质量安全；1.2 1.2

8、 水污染的来源及其危害水污染的来源及其危害 1.2.3 1.2.3水污染的危害水污染的危害1.加剧水资源短缺危机，破坏可持续发展的基础；2.降低饮用水的安全性，威胁人民身体健康；3.直接影响农产品和渔业产品质量安全；4.危害水体生态系统。1.3 1.3 污水水质与水污染控制标准污水水质与水污染控制标准 1.3.1 1.3.1 污水水质污水水质其指标分为物理、化学、生物三大类。其指标分为物理、化学、生物三大类。1.1.物理性指标物理性指标温度温度：容易引起热污染，影响水生生物的生长。：容易引起热污染，影响水生生物的生长。色度、嗅和味色度、嗅和味：感官性指标。：感官性指标。固体物质固体物质：v总固

9、体（总固体（TS）-指污水中所有残渣的总和指污水中所有残渣的总和，根据根据溶溶解性能解性能可分为溶解性固体（可分为溶解性固体（DS）和悬浮固（）和悬浮固（SS）。DS-水样经过滤后，水样经过滤后，滤液滤液蒸干所得的固体。蒸干所得的固体。SS-水样经过滤后，水样经过滤后，滤渣滤渣脱水烘干（脱水烘干（105105）后所得的后所得的固体固体。盐类的含量盐类的含量不溶解固体的含量不溶解固体的含量1.3 1.3 污水水质与水污染控制标准污水水质与水污染控制标准总固体（总固体（TS）根据根据挥发性能挥发性能可分为可分为挥发性固体挥发性固体(VS)和和固定性固体固定性固体(FS)。挥发性固体（挥发性固体（V

10、S）：将固体在：将固体在600600的温度下灼烧，挥的温度下灼烧，挥发掉的量，表示总固体中的有机成分。发掉的量，表示总固体中的有机成分。固定性固体（固定性固体（FS）：将固体在：将固体在600600的温度下灼烧，灼的温度下灼烧，灼烧后剩余的残渣。烧后剩余的残渣。1.3 1.3 污水水质与水污染控制标准污水水质与水污染控制标准2.2.化学性指标化学性指标 a)a)有机物指标：有机物指标：有机污染物分解过程中消耗大量氧气。因此目前评价污水中有机污染物的含量通过确定有机污染确定有机污染物分解过程中消耗水体中的溶解氧来间接反映有物分解过程中消耗水体中的溶解氧来间接反映有机污染物质的量机污染物质的量。目

11、前使用较多的有：生化需氧量生化需氧量（BOD）、）、化化学需氧量（学需氧量（COD）、总有机碳（TOC）与总需氧量（TOD）、油类污染物、酚类污染物。1.3 1.3 污水水质与水污染控制标准污水水质与水污染控制标准生化需氧量(BOD)定义：在水温为在水温为2020的条件下，的条件下，水中有机污染物被微生物分解微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量(以mg/L为单位)。可生物降解的有机物有机污染物的分解一般可分两个阶段进行：碳氧化阶段（第一阶段生化需氧量）和硝化阶碳氧化阶段（第一阶段生化需氧量）和硝化阶段（第二阶段生化需氧量）。段（第二阶段生化需氧量）。作为有机物的指标作为有机物的指标只采用碳氧化

12、生化需氧量。即第一阶段只采用碳氧化生化需氧量。即第一阶段生化需氧生化需氧量量。目前以以5 5天作为测定生化需氧量的标准时间天作为测定生化需氧量的标准时间，简称5日生化需氧量(用BOD5表示)。5天的生化需要量约为第一阶段生化需氧量（需要20天）的7080%。1.3 1.3 污水水质与水污染控制标准污水水质与水污染控制标准化学需氧量(COD)定义:在一定的严格条件下在一定的严格条件下，水中有机污染物被强强氧化剂氧化剂氧化所消耗的氧化剂量，用氧量(mg/L)表示。常用的氧化剂主要是重铬酸钾（CODCr或COD)和高锰酸钾（CODMn或OC）。重铬酸钾作为氧化剂，有机物几乎全部被氧化，目重铬酸钾作为

13、氧化剂，有机物几乎全部被氧化，目前应用较广泛。前应用较广泛。生化需氧量生化需氧量(BOD)与化学需氧量与化学需氧量(COD)的比较：的比较：u生化需氧量生化需氧量(BOD)优点：优点：基本上能反映有机物进入水体后，在一般情况下氧化分解所消耗的氧量，比较符合实际情况；缺点是测定需要时间太长，对于指导生产，不够迅速及时，且不适宜毒性强的废水。u化学需氧量化学需氧量(COD)(COD)优点：优点：几乎可以表示有机物全部氧化所需的氧量，测定不受废水水质的限制，且测定时间短，2h即可完成，缺点是不能反映出被微生物氧化分解的有机物的量。u以采用生化需氧量作为有机物的指标较为合适。生化需氧量生化需氧量(BO

14、D)(BOD)与化学需氧量与化学需氧量(COD)(COD)的相互关系：的相互关系：当废水中有机物的组成相对稳定时，当废水中有机物的组成相对稳定时，化学需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系：生活污水：BOD5/COD常在0.40.8之间。一般说，COD第一阶段BOD BOD51.3 1.3 污水水质与水污染控制标准污水水质与水污染控制标准总有机碳(TOC)与总需氧量(TOD)总有机碳总有机碳(TOC):):包括水样中有机污染物的总含总含碳量碳量。也是评价水样中有机污染物的一个综合参数。总需氧量总需氧量(TOD)：高温下燃烧，有机物全部被氧化时的需氧量称为总需氧量。（仪器测定）TOC和TOD都

15、是燃烧化学氧化反应燃烧化学氧化反应。实际中总有机碳(TOC)与总需氧量(TOD)使用的不多，重点掌握生化需氧量和化学需氧量。生化需氧量和化学需氧量。1.3 1.3 污水水质与水污染控制标准污水水质与水污染控制标准油类污染物：石油类石油类和动植物油脂动植物油脂两种。石油类污染物石油类污染物主要产生于工业含油污水；动植物油脂动植物油脂污染物主要产生于人类生活和食品加工工业。油类污染物的危害：影响水生生物的生长、降低水体的资源价值。降低水产品的价值。影响大气和水体的热交换，降低水体自净功能。酚类污染物（有机）：含酚废水主要来自石油化工厂、树脂厂、塑料厂、合成纤维厂、炼油厂和焦化厂等化工企业。酚的毒性

16、可抑制水体微生物(如细菌、藻等)的自然生长速度，有时甚至使其停止生长。1.3 1.3 污水水质与水污染控制标准污水水质与水污染控制标准b)b)无机性指标无机性指标c)植物营养元素、pH、重金属等植物营养元素：氮（N）、磷（P）等.植物营养元素对水体的最大危害就是造成水体的富营养化。富营养化。水体的富营养化富营养化1.3 1.3 污水水质与水污染控制标准污水水质与水污染控制标准pH指示水样的酸碱性，这类废水主要是工业废水。水体受酸碱污染时，对水生生物造成影响，对正常的生态系统造成影响。一般要求处理后污水的pH值在69之间。重金属主要指汞、镉、铅、铬、镍，以及砷等生物毒性显著生物毒性显著的元素，也

17、包括具有一定毒害性的一般重金属，如锌、铜、钴、锡等。重金属在自然环境天然水体自然环境天然水体中的含量都很低，不会对环境造成污染。如采矿采矿和冶炼冶炼是重金属的最主要的污染源。1.3 1.3 污水水质与水污染控制标准污水水质与水污染控制标准生物性指标生物性指标 细菌总数细菌总数：反映了水体受细菌污染的程度。大肠杆菌大肠杆菌：大肠菌群作为最基本的粪便污染指示菌群。细菌总数不能说明细菌的来源，必须结合大肠菌群数来判断水体污染的来源和安全程度。大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接反应有肠道病菌(伤寒、痢疾、霍乱等)存在的可能性。1.3 1.3 污水水质与污水水质与水污染控制标水污染控制标准准1

18、.3.2 1.3.2 水污染控制标准水污染控制标准 标准编号标准编号标准名称标准名称备注备注GB/T148481993GB/T148481993地下水质量标准地下水质量标准CJ/T2062005CJ/T2062005城市供水水质标准城市供水水质标准CJ 302093CJ 302093生活饮用水水源水质标准生活饮用水水源水质标准GB502821998GB502821998城市给水工程规划规范城市给水工程规划规范GB/T501022003GB/T501022003工业循环冷却水处理设计规范工业循环冷却水处理设计规范GB189182002GB189182002城镇污水处理厂污染物排放标准城镇污水处理

19、厂污染物排放标准GB/T189192002GB/T189192002城市污水再生利用分类城市污水再生利用分类GB/T189202002GB/T189202002城市污水再生利用城市污水再生利用 城市杂用水水质城市杂用水水质GB/T189212002GB/T189212002城市污水再生利用城市污水再生利用 景观环境用水水景观环境用水水质质CJ/T952000CJ/T952000注：注：GB指国家标准指国家标准 ；CJ指建设部标准指建设部标准1.4 1.4 水体自净和水环境容量水体自净和水环境容量1.4.1 1.4.1 水体自净水体自净1.1.定义定义2.污染物排入水体后，经过物理物理、化学化学

20、、生物生物的作用，污染物浓度降低或总量减少，受污染水体部分地或完全恢复原状的现象。2.2.分类分类l物理自净：物理自净：由于稀释稀释、扩散、沉淀扩散、沉淀等作用。l化学自净：化学自净：氧化还原、合成、吸附、凝聚、中和等。l生物自净：生物自净：由于水生生物，特别是微生物的降解作用。3.3.污染与自净污染与自净对于一个特定的被污染水域，污染和自净是同时产生和存在的。这两种过程有一个是起主导作用的过程。主导作用取决于污染物性质和水体的主导作用取决于污染物性质和水体的水文学和生物学特征。水文学和生物学特征。1.41.4水体自净水体自净1.4.2 有机物的降解和溶解氧平衡有机污染物在分解过程中消耗水中的

21、氧气，因此有有机物的分解过程制约水体中溶解氧的变化过程机物的分解过程制约水体中溶解氧的变化过程。溶解氧下垂曲线溶解氧下垂曲线：在受污染的河流中，水体自净过程（沿河道的分布）溶解氧呈下垂状曲线。1.5 1.5 水污染控制的原则与方法水污染控制的原则与方法1.5.1 水污染控制的基本原则 以防为主，防治结合。（“先污染，后治理”）（1）推行清洁生产，发展节水减污型工业（2）清污分流与污水资源化（3）完善水污染防止法规与依法加强监督管理（4）加快城市污水处理厂建设与综合防治面源污染。1.5.2 1.5.2 污水处理基本方法与流程污水处理基本方法与流程 1.5.2.1 污水处理基本方法 按原理可分为物

22、理法、化学法、物理化学法和生物法。（1 1）物理法）物理法 筛滤法、过滤法、沉淀法、上浮法、气浮法。（2 2）化学法）化学法 中和、混凝、电解、氧化还原法。（3 3）物理化学法）物理化学法 吸附、离子交换法、吹脱和膜分离（4 4）生物法）生物法 好氧生物法：活性污泥法、生物膜法及其变形等 厌氧生物法：厌氧接触法、厌氧生物滤池、厌氧生物转盘等 1.5.2 1.5.2 污水处理基本方法与流程污水处理基本方法与流程1.5.2.2 1.5.2.2 污水处理流程污水处理流程（1）一级处理 预处理或前处理 去除效果：EBOD30%，ESS50%功能：调节水质、水量、水温，有利于后续的生物处理。主要去除污水

23、中呈悬浮状态的固体污染物质和油类悬浮状态的固体污染物质和油类。去除大的颗粒状有机物，减轻后续生物处理的负担。主要方法：物理法、化学法、物化法。沉砂、沉淀、气浮、除油、中和、调节、加热或冷却等。1.5.2 1.5.2 污水处理基本方法与流程污水处理基本方法与流程（2 2）二级处理）二级处理 生物处理生物处理去除效果：去除效果：EBOD 8590%，ESS 90%功能：功能：主要去除主要去除胶体胶体和和溶解状态的有机污染物质溶解状态的有机污染物质，保证出水达标排放，保证出水达标排放方法：方法：去除有机物的主体是微生物去除有机物的主体是微生物主要是各种形式的生物处理法主要是各种形式的生物处理法 好氧

24、生物法：活性污泥法及其变形、生物膜法等 厌氧生物法：厌氧接触法、厌氧生物滤池、厌氧生物转盘等例例1 1：生活污水或城市污水的处理：生活污水或城市污水的处理高碑店污水处理厂的工艺流程图高碑店污水处理厂的工艺流程图污泥的厌氧消化活性污泥法污泥回流原废水粗细格栅进水泵房沉砂池初沉池曝气池二沉池接触池出水泥饼外运集泥井污泥回流泵房污泥浓缩池一级消化池二级消化池污泥脱水机房空气CL2或其它消毒剂絮凝剂上清液回流一级处理一级处理二级处理二级处理三级处理三级处理典型污水处理厂工艺流程典型污水处理厂工艺流程污泥回流原废水粗细格栅进水泵房沉砂池初沉池曝气池二沉池接触池出水泥饼外运集泥井污泥回流泵房污泥浓缩池一级

25、消化池二级消化池污泥脱水机房空气CL2或其它消毒剂絮凝剂上清液回流一级处理一级处理二级处理二级处理典型污水处理厂工艺流程典型污水处理厂工艺流程例例1 1：生活污水或城市污水的处理：生活污水或城市污水的处理进水水质：进水水质：进水水质：进水水质：COD 400mg/lBOD 200mg/lSS 200mg/l出水水质出水水质出水水质出水水质：COD 40mg/lBOD 15mg/lSS 20mg/l排放标准排放标准排放标准排放标准：COD 100mg/lBOD 30mg/lSS 70mg/l曝气池中的微生物曝气池中的微生物0.1mm钟虫钟虫小口钟虫草履虫盖纤虫肾形虫变形虫活性污泥中的后生动物轮虫

26、线虫例例2 2：啤酒废水的生物处理：啤酒废水的生物处理进水水质：进水水质：COD2500mg/lBOD1200mg/lSS200mg/l排放标准：排放标准：COD150mg/lBOD30mg/lSS70mg/l出水水质：出水水质：COD50mg/lBOD50mg/lSS50mg/l例2：啤酒废水的生物处理武汉东西湖啤酒厂废水处理工程的工艺流程图格栅井调节池污泥脱水机房泥饼外运沼气贮柜图例图例UASB反应器氧化沟污水管线污泥管线沼气管线回流管线沉淀池浓缩池集泥井武汉欧联东西湖啤酒废水处理流程图武汉欧联东西湖啤酒废水处理流程图出水水封罐脱硫塔原废水厌氧生物处理好氧生物处理沼气收集污泥处理1.5.2

27、 1.5.2 污水处理基本方法与流程污水处理基本方法与流程（3 3）三级处理）三级处理 深度处理深度处理 目的：目的：l去除二级处理出水中残存的去除二级处理出水中残存的SS、有机物；、有机物；l或脱色、杀菌；或脱色、杀菌；l或脱氮、除磷或脱氮、除磷防止水体富营养化。防止水体富营养化。方法：方法：l物化法物化法超滤、混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、加氯消毒等；超滤、混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、加氯消毒等；l生物法生物法生物脱氮除磷、生物陶粒、生物活性炭、曝气生物滤生物脱氮除磷、生物陶粒、生物活性炭、曝气生物滤池等池等城市污水处理厂的典型流程城市污水处理厂的典型流程一级处理一级处理二级处理二级处理北京

28、市酒仙桥污水处理厂北京市酒仙桥污水处理厂废水生物处理基本原理废水生物处理基本原理“好好氧氧”：是是指指这这类类生生物物必必须须在在有有分分子子态态氧氧气气（O2）存存在在的的条条件件下下，才才能能进进行行正正常常的的生生理理生生化反应；化反应；主要包括大部分主要包括大部分微生物微生物、动物以及人类；、动物以及人类；“厌厌氧氧”：是是能能在在无无分分子子态态氧氧存存在在的的条条件件下下，能能进进行正常的生理生化反应的生物；行正常的生理生化反应的生物；主要有厌氧细菌、酵母菌等主要有厌氧细菌、酵母菌等生物处理法的分类生物处理法的分类生物处理法生物处理法天然生物处理天然生物处理人工生物处理人工生物处理

29、生物稳定塘生物稳定塘土地处理系统土地处理系统好氧生物处理好氧生物处理厌氧生物处理厌氧生物处理活性污泥法活性污泥法生物膜法生物膜法传统厌氧消化传统厌氧消化现代高速厌氧反应器现代高速厌氧反应器 什么是废水生物处理什么是废水生物处理?废水中的有机污染物或营养元素废水中的有机污染物或营养元素N、P在污水中作为营养物质被驯在污水中作为营养物质被驯化的微生物摄取、代谢与利用的过程。化的微生物摄取、代谢与利用的过程。废水生物处理的对象主要是：废水生物处理的对象主要是：三大类污染物：三大类污染物：絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状有机物絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状有机物(1nm100nm)去除（降解

30、）废水中的溶解性有机物去除（降解）废水中的溶解性有机物去除营养元素氮和磷去除营养元素氮和磷 两大类废水：两大类废水：生活污水或城市污水生活污水或城市污水 有机工业废水有机工业废水 废水生物处理的主体是微生物废水生物处理的主体是微生物废水生物处理中的重要微生物废水生物处理中的重要微生物放线菌放线菌微生物微生物非细胞形态的微生物非细胞形态的微生物细胞形态的微生物细胞形态的微生物病毒、噬菌体病毒、噬菌体真核生物真核生物酵母菌酵母菌原生动物原生动物后生动物后生动物原核生物原核生物细菌细菌蓝藻（蓝细菌）蓝藻（蓝细菌）真菌真菌霉菌霉菌藻类藻类生物处理中的重要微生物生物处理中的重要微生物细菌细菌废水生物处理

31、工程中最主要的微生物废水生物处理工程中最主要的微生物根据需氧情况不同：根据需氧情况不同：好氧细菌、兼性细菌、厌氧细菌；好氧细菌、兼性细菌、厌氧细菌；根据能源、碳源利用情况的不同：根据能源、碳源利用情况的不同：光合细菌光合细菌光能自养菌、光能异养菌；光能自养菌、光能异养菌；非光合细菌非光合细菌化能自养菌、化能异养菌。化能自养菌、化能异养菌。根据生长温度的不同：根据生长温度的不同：低温菌低温菌(1015C)、中温菌中温菌(1545C)、高温菌高温菌(45C)1.1.2生物处理中的重要微生物生物处理中的重要微生物真菌（霉菌）：真菌（霉菌）：特点：特点：1）能在低温和低能在低温和低pH值的条件生长值的

32、条件生长2）在生长过程中对氮的要求较低（在生长过程中对氮的要求较低（1/2）3）能降解纤维素。能降解纤维素。4）大多数真菌属于好氧菌。大多数真菌属于好氧菌。应用：应用：1)处理某些特殊工业废水处理某些特殊工业废水2)固体废弃物的堆肥处理固体废弃物的堆肥处理生物处理中的重要微生物生物处理中的重要微生物原生动物：原生动物：原生动物主要以细菌作为食物；原生动物主要以细菌作为食物；活性污泥微生物中的原生动物有肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫。活性污泥微生物中的原生动物有肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫。种属与数量的变化，与出水水质相关，可作为指示生物。种属与数量的变化，与出水水质相关，可作为指示生物。后后生动物：生动物：

33、后生动物以原生动物和细菌作为食物；后生动物以原生动物和细菌作为食物；主要的后生动物有轮虫，也可作为指示生物。主要的后生动物有轮虫，也可作为指示生物。活性污泥微生物群体形成的食物链活性污泥微生物群体形成的食物链营养级营养级分解者分解者（细菌、真菌）（细菌、真菌）营养级营养级一次捕食者一次捕食者（原生动物）（原生动物）营养级营养级二次捕食者二次捕食者（后生动物）（后生动物）有机物有机物代谢代谢生物处理中的重要微生物生物处理中的重要微生物细菌等各类微生物的种类和数量与污水水质及其处理工艺有密切关系。细菌等各类微生物的种类和数量与污水水质及其处理工艺有密切关系。在特定的污水中形成与之相适应的微生物群落

34、。在特定的污水中形成与之相适应的微生物群落。在废水处理中，起有机物分解作用的主要是在废水处理中，起有机物分解作用的主要是化能异养微生物化能异养微生物一、好氧生物处理的基本生物过程：一、好氧生物处理的基本生物过程：各类微生物细胞物质的各类微生物细胞物质的实验分子式实验分子式分别是：分别是：细菌：细菌：C5H7NO2；真菌：真菌：C16H17NO6；藻类：藻类：C5H8NO2；原生动物：原生动物：C7H14NO3 CHONS+O2 CO2+H2O+NH3+SO42-+能量(有机底物)内源呼吸内源呼吸（也称细胞物质的自身氧化）（也称细胞物质的自身氧化）C、H、O、N、S+能量C5H7NO2 C5H7

35、NO2+O2 CO2+H2O+NH3+SO42-+能量合成代谢合成代谢（也称合成反应、同化作用）（也称合成反应、同化作用）分解代谢分解代谢（又称氧化分解、异化代谢、分解反应）（又称氧化分解、异化代谢、分解反应）微生物对自身的细胞物质进行氧化分解，并提供能量，贯穿于微生物的微生物对自身的细胞物质进行氧化分解，并提供能量，贯穿于微生物的整个生命期。整个生命期。废水好氧生物处理中废水好氧生物处理中异养微生物异养微生物的代谢途径的代谢途径内源呼吸产物内源呼吸产物+能量能量(CO2、H2O、NH3、SO42-)污水中的可污水中的可降解降解有机物有机物新细胞物质新细胞物质（C5H7NO2）代谢产物代谢产物

36、(CO2、H2O、NH3、SO42-)(1/3)分解代谢分解代谢(2/3)合成代谢合成代谢+异养微生物异养微生物O2能量能量净增细胞物质净增细胞物质内源呼吸内源呼吸80%20%内源呼吸残留物内源呼吸残留物O2无机代谢产物无机代谢产物少量能量少量能量剩余污泥剩余污泥多糖、脂蛋白组成的细胞壁组分细胞壁组分和壁壁外的粘液层外的粘液层摄取摄取即废水生物处理中的活性污即废水生物处理中的活性污泥或生物膜的增长部分，称泥或生物膜的增长部分，称为剩余污泥。为剩余污泥。好氧生物处理中好氧生物处理中自养微生物自养微生物的代谢途径的代谢途径新的细胞物质新的细胞物质（C5H7NO2）代谢产物代谢产物+（N02、NO3

37、、SO42、Fe3+）氧化氧化合成合成污水中的污水中的无机污染物无机污染物(NH3、NO2、H2S、Fe2+)+自养菌自养菌O2能量能量内源呼吸内源呼吸内源呼吸产物内源呼吸产物+能量能量（CO2、H2O、NH3、SO42）内源呼吸残留物内源呼吸残留物O2CO2净增细胞物质净增细胞物质无机代谢产物无机代谢产物少量能量少量能量剩余污泥剩余污泥摄取摄取二、影响好氧生物处理的主要因素二、影响好氧生物处理的主要因素1）溶解氧（）溶解氧（DO）：）：好好氧氧微微生生物物的的正正常常生生长长与与水水中中溶溶解解氧氧含含量量有有密密切切关关系系好氧生物反应器中，溶解氧约好氧生物反应器中，溶解氧约24mg/l。

38、2 2）水温：是重要因素之一）水温：是重要因素之一 在一定范围内，随着温度的升高，在一定范围内，随着温度的升高，反应、增殖速率加快。一反应、增殖速率加快。一般，温度每升高般，温度每升高1010 C C ，反应速率会增高反应速率会增高1 1倍；倍；细胞内的如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或突降细胞内的如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或突降并超过一定限度时，会造成不可逆的破坏；并超过一定限度时，会造成不可逆的破坏；最适宜温度最适宜温度 20 20 3030 C C；4040 C C 或或 1010 C C后，会有不利影响后，会有不利影响温度与细菌生物活性之间的关系温度与细菌生物活性之间

39、的关系注：图中的纵标为相对活性，以注：图中的纵标为相对活性，以25 C为基准。为基准。中温带中温带好氧细菌好氧细菌厌氧细菌厌氧细菌厌氧细菌厌氧细菌温度（温度（C）高温带高温带相相对对活活性性影响好氧生物处理的主要因素影响好氧生物处理的主要因素3)营养物质：营养物质：微生物细胞组成中，微生物细胞组成中，C、H、O、N约占干物质的约占干物质的90 97%，其余其余3 10%为无机营养元素，为无机营养元素，P、S、K、Mg、Ca、Na等，等，其中主要的有其中主要的有P。微量元素：微量元素：Fe、Co、Ni、Mo等；等；废水的生物处理中：废水的生物处理中：生活污水一般不需再投加营养物质；生活污水一般不

40、需再投加营养物质；某些工业废水需要投加营养物质：淀粉浆料、尿素、磷酸盐某些工业废水需要投加营养物质：淀粉浆料、尿素、磷酸盐好氧生物处理，应按好氧生物处理，应按BOD5 N P=100 5 1投加投加N和和P影响好氧生物处理的主要因素影响好氧生物处理的主要因素4）pH值：值：对对于于一一般般细细菌菌、放放射射菌菌、藻藻类类和和原原生生动动物物在在中中性性或或偏偏碱碱性性（6.57.5）的环境中生长繁殖最好；）的环境中生长繁殖最好；好氧微生物的最适宜好氧微生物的最适宜pH在在6.5 8.5之间；之间；pH 4.5时，真菌将占优势，引起污泥膨胀；时，真菌将占优势，引起污泥膨胀；5）有毒物质（抑制物质

41、）有毒物质（抑制物质）重金属：蛋白质的沉淀剂（变性；与重金属：蛋白质的沉淀剂（变性；与-SH结合而失活）；结合而失活）；氰化物；氰化物；H2S或硫化物；或硫化物；卤族元素及其化合物；卤族元素及其化合物；酚、醇、醛：使蛋白质变性或脱水；酚、醇、醛：使蛋白质变性或脱水；染料；染料；活性污泥系统中有毒物质的最高允许浓度：有毒物质有毒物质允许浓度允许浓度(mg/l)有毒物质有毒物质允许浓度允许浓度(mg/l)铜化合物铜化合物(以Cu计)0.51.0苯10锌化合物(以Zn计)513氯苯氯苯10镍化合物(以Ni计)2对苯二酚对苯二酚15铅化合物(以Pb计)1.0间苯二酚450锑化合物(以Sb计)0.2邻苯

42、二酚100镉化合物(以Cd计)15间苯三酚100钒化合物(以V计)5邻苯三酚100银化合物(以Ag计)0.25苯胺100铬化合物(以Cr计)25二硝基甲苯12(以Cr3+计)2.7甲醛160(以Cr6+计)0.5乙醛1000硫化物硫化物(以S2-计)525二甲苯7(以H2S计)20甲苯7氢氰酸氰化钾18氯苯10硫氰化物36吡啶400砷化合物(以As3+计)0.72.0烷基苯磺酸盐15汞化合物(以Hg计)0.5甘油5废水可生化性和可生化程度的判别废水可生化性和可生化程度的判别提出问题：提出问题：某某种种废废水水或或有有机机物物能能否否用用生生物物处处理理法法进进行行处理；如果可以处理，其难易程度

43、如何？处理；如果可以处理，其难易程度如何？微生物降解性能（有机物可生化性能）：微生物降解性能（有机物可生化性能）：是指在微生物作用下，使有机物改变其原来的化学和是指在微生物作用下，使有机物改变其原来的化学和物理性质，在结构上引起的变化程度。物理性质，在结构上引起的变化程度。易生物降解易生物降解易于被微生物作为碳源和能源所利用；易于被微生物作为碳源和能源所利用；可生物降解可生物降解能够逐步被微生物所利用；能够逐步被微生物所利用；难生物降解难生物降解降解速率很慢或根本不降解。降解速率很慢或根本不降解。有机物或废水有机物或废水可生化性可生化性的分类：的分类：废水可生化性的实验方法：废水可生化性的实验

44、方法：根据氧化所耗氧量：根据氧化所耗氧量：水质指标法水质指标法:BOD5/COD值；值；BOD5/COD值值 0.5易生化处理易生化处理0.3 BOD5/COD值值 0.5可生化处理可生化处理BOD5/COD值值 0.3难难生生化化处处理理第三章第三章 废水好氧生物处理工艺废水好氧生物处理工艺(1)(1)活性污泥法活性污泥法活性污泥：活性污泥：第一节第一节 活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理向生活污水中注入空气进行曝气，每天保留沉淀物，更换新向生活污水中注入空气进行曝气，每天保留沉淀物，更换新鲜污水。这样持续一段时间后，在污水中即将形成一种呈鲜污水。这样持续一段时间后，在污水中即将形成一

45、种呈黄褐黄褐色絮状体色絮状体，这种絮状体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，这种絮状体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀和水分离，并使污水得到净化、澄清。污水曝气后它易于沉淀和水分离，并使污水得到净化、澄清。污水曝气后产生的这种絮状体污泥具有去除水中有机物的活性，因此称为产生的这种絮状体污泥具有去除水中有机物的活性，因此称为“活性污泥活性污泥”。在显微镜下观察这些褐色絮状污泥，可见到大量的细菌、真在显微镜下观察这些褐色絮状污泥，可见到大量的细菌、真菌、原生动物及后生动物。菌、原生动物及后生动物。活性污泥法：活性污泥法：通过人工强化措施，使反应器中保持一定溶解氧及悬浮微生通过人工强化

46、措施，使反应器中保持一定溶解氧及悬浮微生物浓度，利用好氧微生物的代谢作用，去除水中有机污染物物浓度，利用好氧微生物的代谢作用，去除水中有机污染物的一种生物方法。的一种生物方法。第三节第三节 好氧活性污泥法工艺好氧活性污泥法工艺三、好氧活性污泥法工艺三、好氧活性污泥法工艺二沉池二沉池3.1活性污泥系统的基本工艺流程活性污泥系统的基本工艺流程思考：思考：浓缩污泥为什么回流？浓缩污泥为什么回流？为什么定期排走剩余污泥？为什么定期排走剩余污泥？三、好氧活性污泥法工艺三、好氧活性污泥法工艺3.2活性污泥系统的主要组成及其功能活性污泥系统的主要组成及其功能活性污泥系统活性污泥系统曝气池曝气池二次沉淀池二次

47、沉淀池污泥回流系统污泥回流系统剩余污泥排走系统剩余污泥排走系统供氧系统供氧系统供氧系统供氧系统曝气池曝气池曝气池曝气池 1 1）反反应应的的主主体体，有有机机物物被被去去除除，同同时时伴伴随随活活性性污污泥泥微微生物的增殖。生物的增殖。2 2）基本设计参数：（城市污水）基本设计参数：（城市污水）悬浮固体量（悬浮固体量（X）：）：2000-3000mg/L;溶解氧（溶解氧（DO）：）：1-2mg/L BOD-BOD-污泥负荷率：污泥负荷率：0.30.5kgBOD5/kgMLSSd 二次沉淀池：二次沉淀池：二次沉淀池：二次沉淀池：1 1）活性污泥和水分离，保证净化水的出水水质；）活性污泥和水分离，

48、保证净化水的出水水质；2 2）得得到到浓浓缩缩污污泥泥，一一部部分分保保证证污污污污泥泥泥泥回回回回流流流流；另另一一部部分分作作为为剩余污泥剩余污泥剩余污泥剩余污泥排出系统。排出系统。剩余污泥排走系统剩余污泥排走系统剩余污泥排走系统剩余污泥排走系统：1 1）维持活性污泥系统的正常运行，必须定期排泥维持活性污泥系统的正常运行，必须定期排泥;2 2）为了使曝气池内经常保持高度活性的活性污泥。为了使曝气池内经常保持高度活性的活性污泥。3 3）去除有机物的重要途径之一。去除有机物的重要途径之一。污泥回流系统污泥回流系统污泥回流系统污泥回流系统：1 1）维持曝气池内的污泥浓度，活性污泥需要回流；）维持

49、曝气池内的污泥浓度，活性污泥需要回流；2 2）回流比的改变，可调整曝气池的运行工况。）回流比的改变，可调整曝气池的运行工况。基本运行参数：（城市污水）基本运行参数：（城市污水）基本运行参数：（城市污水）基本运行参数：（城市污水）回流污泥浓度回流污泥浓度回流污泥浓度回流污泥浓度（Xr）：）：8000-12000mg/L供氧系统供氧系统供氧系统供氧系统：1 1）为好氧微生物提供代谢所需的溶解氧为好氧微生物提供代谢所需的溶解氧2 2）使得活性污泥处于悬浮状态）使得活性污泥处于悬浮状态废水好氧活性污泥法中废水好氧活性污泥法中异养微生物异养微生物的代谢途径的代谢途径内源呼吸产物内源呼吸产物+能量能量(C

50、O2、H2O、NH3、SO42-)废水中的废水中的可可降解有机物降解有机物新细胞物质新细胞物质（C5H7NO2）代谢产物代谢产物(CO2、H2O、NH3、SO42-)(1/3)分解代谢分解代谢(2/3)合成代谢合成代谢+异养微生物异养微生物O2能量能量净增细胞物质净增细胞物质内源呼吸内源呼吸80%20%内源呼吸残留物内源呼吸残留物O2无机代谢产物无机代谢产物,随出水排出随出水排出少量能量少量能量剩余污泥剩余污泥摄取摄取即废水生物处理中的活性污即废水生物处理中的活性污泥的增长部分，称为剩余污泥。泥的增长部分，称为剩余污泥。活性污泥系统有效运行的活性污泥系统有效运行的基本条件基本条件是：是：废水中