2020年第七章废水生物化学处理基础-PowerPoint演示文参照模板

污泥（固态有机物）的消化
中国地质大学 环境学院
2020/12/22
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水处理工程
第七章 污水的厌氧生物处理
一、厌氧生物处理中的基本生物过
程——阶段性理论
• 1、两阶段理论 • 2、三阶段理论 • 3、四阶段理论（四菌群学说） • 4、多阶段理论
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水处理工程
1896年，英国出现第一座用于处理生活污水的厌氧消化池；
20世纪40年代，澳大利亚出现连续搅拌的厌氧消化池；
50、60特别是70年代的中后期，随着能源危机的加剧，出现了一批被称 为现代高速厌氧消化反应器的处理工艺，从此厌氧消化工艺开始大规模 地应用于废水处理
60年代发明了厌氧滤池；
70年代荷兰 Lettinga发明了上流式厌氧污泥床反应器UASB，厌氧生物处 理开始有效地进入废水处理领域。
Bryant的“三阶段理论”
I 水解、发酵阶段： II 产氢产乙酸阶段：产氢 产乙酸菌，将丙酸、丁酸
等脂肪酸和乙醇等转化为 乙酸、H2/CO2； III 产甲烷阶段：产甲烷菌 利用乙酸和H2、CO2产生 乙酸 CH4；
有机物 I 发酵性细菌
脂肪酸、醇类
II
产氢产乙酸菌
IV H2+CO2
同型产乙酸菌
一般认为，在厌氧生物处理过程中 约有70%的CH4产自乙酸的分解， 其余的则产自H2和CO2
④ 反应过程较为复杂——厌氧消化是由多种不同性质、不 同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物过程；
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厌氧生物处理的不足
第七章 污水的厌氧生物处理
1）出水的COD浓度高，原则上需要后续处理才能达到较高 的排水标准；

由上图可知，TbOD试验可以提供三个重要设计参数： ①BODL；②处理过程所需的O2量；③细菌产量。
§7-5 微生物集团的模型 在生物化学过程中，微生物集团的形态 不外是固定在填料壁上的微生物膜或者在液 相内处于悬浮状态的微生物絮体。
为要进行微生物集团模型的数学公式推导， 需要做出下面假定： ①微生物集团的成分是稳定的，即不随时间而变化。 ②微生物细胞的功能也是不随时间变化的，细胞的 总性质只是局部环境的函数。 ③在微生物集整体中，菌龄分布以及其它微生物的 生活特性也是不随时间变化的。
TbOD试验的具体方法：
①获取驯化后的细菌悬浮液，并用自来水洗去其中所含残余有 机物。 ②测定细菌悬浮液的COD及质量浓度。 ③测定废水的COD值。 ④将细菌悬浮液a ml与废水b ml混合后并进行曝气，以促进细 菌的代谢作用，并保持试样成分均匀，作为试验的时间O点。 ⑤按一定的时间间隔取水样，测定混合液的COD、经0.45um孔径 滤膜过滤后的滤液COD以及悬浮固体量。 ⑥计算：稀释浓度=（a+b）/b ΔCODu=混合液初始COD-混合液最小COD ΔCODt=滤液初始CODD=（ΔCODt -ΔCODu ）×（a+b）/b
从图7-4可以看出，μmax值越大时，比 值增率μ随底物浓度的增高而上升越快。
图7-5说明，当Ks值很小时（如图中曲线A）， µ-ρ曲线急剧上升，然后迅速平缓而趋向于µmax值； 当Ks值较大时（如图中曲线E）， µ-ρ曲线曲率变大， 较缓慢地接近µmax值，即当ρ值在较大范围内变动时， 不致引起µ值很大的变化。
d
式中，下标d表示扩散区，dρ/dr表示 半径r方向的浓度梯度，D仍然表示分子扩散 系数。 如以rd表示扩散区的外半径，则紧靠半 径为rd的球面外（即与溶液的交界面），底 物的浓度为ρb。

6、活性污泥浓度（MLSS）：控制活性污泥浓度对有机污染物的去除率、 抗冲击负荷能力、出水悬浮颗粒浓度、节能降耗等都有显著影响。
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活性污泥法的工艺控制
7、沉降比（SV30）：沉降比作为现场监测活性污泥系统运行状况是最简易、 有效的方法，但是去往往被操作人员忽略，此控制指标对整个活性污泥 系统故障的及早发现具有重要的参考价值。
好氧
C：N：P≈100：5：1
厌氧
C：N：P≈200：5：1
• 2、按照存在形式分为
菌胶团，悬浮生长工艺系统——活性污泥法；
生物膜，附着生长工艺系统——生物膜法。
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四、水中微生物的种群分类
1、细菌
• 体积微小，表面积大——接触能力好； • 有很强的吸附、降解能力； • 外形：球形、杆菌、螺旋形——聚集一起形成菌落； • 不同水质的废水中，细菌种类不同——适者生存。
值。一般我们的pH值控制在6-9。 • 在实际的废水、污水调节过程中，pH值一般调节成碱性而不要酸性：
1、酸性污水、废水更容易腐蚀处理设施；2、偏碱性有利于后段混 凝沉淀效果的提升；3、就活性污泥主体微生物来讲，抗碱性污水、 废水的能力要优于抗酸性的能力；4、偏碱性废水更容易形成氢氧化 物沉淀而为污染物的进一步去除提供便利。
SVI 10SV(%) MLS(gS/L)
SV30和SVI都表示污泥的松散程度和絮凝沉降性能， 后者受到污泥量的影响， 对于城市生活污水， SVI=50~150之间
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活性污泥的性能指标
• SVI过低，污泥颗粒细小，紧密，无机成分多，缺乏活 性和吸附能力
• SVI过高，污泥难以沉降分离，即将膨胀或已经膨胀 • 曝气池污泥浓度与SVI的关系（Xa的估算）

。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
废水生物处理基本原理
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。