污水处理原理.ppt

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1、废水处理技术简介废水处理技术简介细菌生物氧化废水中有机污染物所需细菌生物氧化废水中有机污染物所需的氧量的氧量单位单位 : mg O2/lnSCOD: 可溶可溶 COD, 滤纸过滤后滤纸过滤后COD重要术语重要术语物的量物的量单位：单位： mg/lnVFA: 挥发性脂肪酸挥发性脂肪酸 Volatile Fatty Acids乙酸乙酸 :CH3COOH丙酸丙酸 :C2H5COOH丁酸丁酸 :C3H7COOH废水处理基本理论废水处理基本理论1厌氧处理基本理论厌氧处理基本理论3厌氧关键数据的分析和控制厌氧关键数据的分析和控制42厌氧运行操作与维护厌氧运行操作与维护5好氧处理理论与操作好氧处理理论与操作

2、生物处理原理好氧生物处理与厌氧生物处理的比较CH4+CO27090%10-30%CODbd%厌氧颗粒污泥营养盐:CODbd:N:P350:5:1厌氧C6H12O6 3CO2 + 3CH4 404kJ3CH4 + 6O2 3CO2 + 6H2O 2,440kJ厌 氧 与 好 氧 代 谢 比较C6H12O6 + 6O2 3CO2 + 6H2O 2,844kJH2O+CO245%10%CODbd营养盐:CODbd:N:P100:5:1好氧%好氧污泥厌氧反应：厌氧反应：好氧反应：好氧反应：优点：优点：缺点：缺点：l 沼气生产沼气生产l 相对低的营养需要相对低的营养需要l 剩余污泥产生量小剩余污泥产生量

3、小l 稳定的剩余污泥稳定的剩余污泥l 低的运行成本低的运行成本l 高容积负荷率高容积负荷率l 灵活的操作灵活的操作l 达到最佳条件需较高的温度达到最佳条件需较高的温度l 需后续处理后方可达标需后续处理后方可达标l 对有毒物质较为敏感对有毒物质较为敏感l 厌氧生物处理的气味较大厌氧生物处理的气味较大l 所涉及到的生化反应过程较为复杂所涉及到的生化反应过程较为复杂厌氧废水处理的优缺点厌氧过程可划分为四个相对独立但密不可分的步骤厌氧过程可划分为四个相对独立但密不可分的步骤水解 阶段酸化阶段产氢产乙酸阶段产甲烷阶段有机物厌氧反应过程复杂的非溶解性的聚合物脂肪蛋白质淀粉纤维素细菌胞外酶二肽氨基酸单糖双糖

4、半纤维素单体碳水化合物二聚体影响因素影响因素 水解温度 pH 反应时间 有机颗粒大小 水解产物浓度限速反应长链VFA甲醇1.水解阶段目的目的:高分子有机物转化为小分子有机物高分子有机物转化为小分子有机物有机物厌氧反应过程2.酸化阶段葡萄糖乙酸丙酸丁酸乳酸乙醇氢CO2氨基酸氨产酸菌最佳条件最佳条件:pH 4-9温度温度 15-35甲酸挥发性脂肪酸VFA长链挥发性脂肪酸丙酸醇可溶性有机物目的：上一阶段产生的小分子有机物转化为挥发酸目的：上一阶段产生的小分子有机物转化为挥发酸有机物厌氧反应过程3.产氢产乙酸阶段CH3CHOCOOH +2H2OCH3COO-+HCO3-+H+2H2 G=-4.2kJ

5、/mol (乳酸乳酸)CH3CH2OH +H2OCH3COO-+H+2H2 G=+9.6kJ /mol (乙醇乙醇)CH3CH2CH2COO- +H2O2CH3COO- +H+2H2 G=+48.1kJ /mol (丁酸丁酸)CH3CH2COO- +3H2OCH3COO-+HCO3-+ H+3H2 G=+76.1kJ /mol (丙酸丙酸)CH3OH +CO2CH3COO-+2H2O G=-29kJ /mol (甲醇甲醇)HCO3-+ 4H2 +H+ CH3COO-+ 4H2O G=-70.3kJ /mol (碳酸碳酸)目的：产酸菌的产物被乙酸菌转化为乙酸、氢和二氧化碳目的：产酸菌的产物被乙酸

6、菌转化为乙酸、氢和二氧化碳有机物厌氧反应过程4.产甲烷阶段 CH3COO- + H2O CH4 + HCO3- G= -31.0kJ/mol HCO3- + H+ + 4H2 CH4 + 3H2O G= -135. 6kJ/mol CHOOH CH4 + CO2 +2H2O G= -32. 9kJ/ mol 产甲烷菌属可分为两个种群：乙酸分解菌和嗜氢菌。最主要的反应有：有机物厌氧反应过程l 底物在传质过程中所能进入颗粒内部的深度底物在传质过程中所能进入颗粒内部的深度l 有机负荷的高低有机负荷的高低l 如果低负荷忽然增加负荷将使颗粒污泥破碎如果低负荷忽然增加负荷将使颗粒污泥破碎l 用较大的上升气

7、流与产气量可选择性的洗出较小的颗粒污泥用较大的上升气流与产气量可选择性的洗出较小的颗粒污泥厌氧颗粒污泥影响污泥颗粒化的因素l 水力停留时间l 预酸化度l 水力l 悬浮固体l 盐浓度 影响颗粒污泥直径大小的因素厌氧颗粒污泥微生物：各类产酸细菌和产甲烷细菌，产酸细菌在颗粒外部，微生物：各类产酸细菌和产甲烷细菌，产酸细菌在颗粒外部，产甲烷细菌在颗粒污泥内部。产甲烷细菌在颗粒污泥内部。特点：特点：1. 颜色呈灰黑色或褐黑色，包裹灰白色生物膜颜色呈灰黑色或褐黑色，包裹灰白色生物膜 2.相对密度在相对密度在1.011.05左右左右 3.颗粒污泥沉降速率为颗粒污泥沉降速率为50150m/h具有很高的容积负荷

8、率具有很高的容积负荷率 节省基建投资和占地面积节省基建投资和占地面积靠沼气提升实现内循环的，不必外加动力靠沼气提升实现内循环的，不必外加动力 运行稳定，易于维护运行稳定，易于维护抗冲击负荷能力强抗冲击负荷能力强 IC反应器是在UASB反应器基础上开发出的第三代超高效厌氧反应器，是由两个上下重叠的 UASB 反应器串联组成的。由下面UASB 反应器产生的沼气作为提升内动力，使升流管与回流管的混合液产生密度差，实现下部混合液的内循环，使废水获得强化预处理。上面UASB 反应器对废水继续进行后处理，使出水达到预期的处理要求。与其它厌氧处理技术相比， IC反应器具有以下优点 IC厌氧反应器厌氧处理基本

9、理论厌氧处理基本理论3厌氧关键数据的分析和控制厌氧关键数据的分析和控制42厌氧运行操作与维护厌氧运行操作与维护5好氧处理理论与操作好氧处理理论与操作废水处理基本理论废水处理基本理论1温度显著影响微生物的活性！温度显著影响微生物的活性！温度是影响微生物活性和生长速率的一个重要因素在10-30之间每升温1摄氏度活性约增加10%。如果反应器内温度上升10 ，产甲烷菌的活性就增大一倍如果温度超过40，甲烷菌的活性会急速下降 温度要求：温度要求：3038度度厌氧反应控制参数-温度%100705030201001020304050 Temp. T (C)厌氧反应控制参数-温度附着大量化学有毒物的TSS侵蚀微生物、污泥床层增加、使介质传递受阻。控制TSS 150 沉降性沉降性能弱能弱n200 差差-污污泥膨胀泥膨胀SVI=SV30/MLSS=150ml/gSVI控制好氧运行操作与维护 MLSS： 曝气池混和液中有机物曝气池混和液中有机物质质 Vi： 曝气池容积曝气池容积 F/M我们一般控制我们一般控制0.3CODkg/MLSSkg.d负荷控制好氧运行操作与维护COD去除率一般我们能达到90%以上，关键取决于原污水BOD/COD，废水中BOD越高，COD去除率越高。好氧系统运行状况的重要指征：COD去除率去除率好氧运行操作与维护