好氧工藝原理
好氧處理主要依賴好氧菌和兼性厭氧菌的生化作用來(lái)完成處理工藝的過(guò)程。其作用機(jī)理是在提供游離氧的前提下,以好氧微生物為主,使有機(jī)物降解的方法。
好養(yǎng)工藝特點(diǎn):反應(yīng)速度較快,所需反應(yīng)時(shí)間較短,且在反應(yīng)過(guò)程中,基本上沒(méi)有什么臭氣,較衛(wèi)生,對(duì)BOD5濃度在600mg/L以下的廢水較為適用。好氧生化處理包括活性污泥法和生物膜法。
(一)活性污泥法
1、活性污泥的生物指標(biāo)
(1)過(guò)度曝氣時(shí),易造成污泥老化,污泥呈灰白色;這時(shí)變形蟲(chóng)、輪蟲(chóng)大量出現(xiàn);
(2)溶解氧不足時(shí),耐低氧生物繁殖,細(xì)菌中主要有白色貝氏硫細(xì)菌、原生動(dòng)物中有扭頭蟲(chóng)屬等;
(3)污水有機(jī)物濃度極低時(shí),輪蟲(chóng)等后生動(dòng)物占據(jù)優(yōu)勢(shì);
(4)沖擊負(fù)荷或毒物流人時(shí),遁約蟲(chóng)急劇減少和細(xì)菌相比,原生動(dòng)物個(gè)體較大,借助顯微鏡觀察,短時(shí)間內(nèi)可以做出評(píng)價(jià),具有快速簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn),當(dāng)生物向不利的方向變化時(shí),則可以及時(shí)采取措施,防止系統(tǒng)進(jìn)一步惡化。
2、活性污泥的凈化反應(yīng)過(guò)程
以含于廢水中的有機(jī)污染物為培養(yǎng)基,在有溶解氧的條件下,連續(xù)地培養(yǎng)活性污泥,再利用其吸附凝聚和氧化分解作用凈化廢水中的有機(jī)污染物。包括三個(gè)階段:
(1)吸附階段:污水中的污染物在與活性污泥微生物接觸過(guò)程中,被由微生物形成的絮凝體吸附及粘連;
(2)氧化階段:在有氧條件下,微生物利用部分被吸附攝入體內(nèi)的有機(jī)物為營(yíng)養(yǎng),合成細(xì)胞物質(zhì),另一部分有機(jī)物被分解代謝,并釋放能量;
(3)絮凝體的形成與凝聚沉淀階段:氧化階段合成的菌體絮凝形成絮凝體,通過(guò)重力沉淀從水中分離出來(lái),使水得到凈化。
3、活性污泥的增殖規(guī)律
活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝氣池內(nèi)發(fā)生反應(yīng)、有機(jī)物被降解的必然結(jié)果,而微生物增殖的結(jié)果則是活性污泥的增殖。
4、活性污泥性能及數(shù)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)
發(fā)育良好的活性污泥在外觀上呈黃褐色的絮絨顆粒狀,也稱生物絮凝體?;钚晕勰嗟墓腆w物質(zhì)含量?jī)H占1%以下。固體物質(zhì)由幾部分組成。即:
(1)活細(xì)胞(Ma);
(2)微生物內(nèi)源代謝的殘留物(Me);
(3)原廢水夾入難于生物降解的有機(jī)物(Mi);
(4)由原廢水夾入附著在活性污泥上的無(wú)機(jī)物質(zhì)(Mii)。
5、影響因素
(1)原水水質(zhì):有機(jī)物質(zhì)易降解,廢水處理效果好;易降解的有機(jī)碳高與pH值低,易發(fā)生污泥膨脹;有毒有害物質(zhì)影響處理效果;工業(yè)廢水缺氮、磷也影響微生物的生長(zhǎng)繁殖。
(2)工藝參數(shù):選擇適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)負(fù)荷和活性污泥濃度;回流污泥中加氯能有效抑制絲狀菌引起的膨脹。
(3)環(huán)境條件:溫度,包括氣溫水溫,影響微生物的代謝。
6、活性污泥系統(tǒng)的主要組成
(1)曝氣池:反應(yīng)的主體,有機(jī)物被降解,微生物得以增殖;
(2)二次沉淀池:泥水分離,保證出水水質(zhì);濃縮污泥,保證污泥回流,維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度;
(3)回流系統(tǒng):維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度;回流比的改變,可調(diào)整曝氣池的運(yùn)行工況;
(4)剩余污泥: 去除有機(jī)物的途徑之一;維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行;
(5)供氧系統(tǒng):為微生物提供溶解氧。
7、主要運(yùn)行方式
其中活性污泥法包括:推流式活性污泥法、完全混合活性污泥法、分段曝氣活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、延時(shí)曝氣活性污泥法、深井曝氣活性污泥法、純氧曝氣活性污泥法、氧化溝工藝活性污泥法、序批式活性污泥法。
(二)生物膜法
1、生物膜法的原理
生物膜法的原理是,生物膜首先吸附附著水層有機(jī)物,由好氧層的好氧菌將其分解,再進(jìn)入?yún)挌鈱舆M(jìn)行厭氣分解,流動(dòng)水層則將老化的生物膜沖掉以生長(zhǎng)新的生物膜,如此往復(fù)以達(dá)到凈化污水的目的。
2、主要特征
(1)微生物種類多樣化:(沒(méi)有強(qiáng)烈攪拌,泥齡長(zhǎng))
自養(yǎng)菌、異樣菌;增殖快、增殖慢;藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物;類型廣泛、種屬繁多、食物鏈長(zhǎng);
(2)生物的食物鏈長(zhǎng):細(xì)菌--藻類--原生動(dòng)物--后生動(dòng)物,長(zhǎng)食物鏈?zhǔn)沟蒙锬しㄎ勰喈a(chǎn)量低于活性污泥法1/4;
(3)能夠存在世代時(shí)間長(zhǎng)的微生物:硝化菌、反硝化菌,生物膜法具有反硝化脫氮的功能
(4)工藝設(shè)計(jì)上分成多段(級(jí)),形成不同的微生物優(yōu)勢(shì)種屬分布,生物膜法有利于微生物代謝功能的充分發(fā)揮。
3、優(yōu)缺點(diǎn)
(1)優(yōu)點(diǎn):
①生物膜抗水質(zhì)變化沖擊能力較強(qiáng);
②生物相多樣化,各種微生物的聯(lián)合作用有利于大分子和難降解物質(zhì)的降解;
③生物膜法比活性污泥法的剩余污泥量要少;
④可以承受較高的有機(jī)負(fù)荷;
⑤具有無(wú)污泥膨脹現(xiàn)象,運(yùn)行管理方便,動(dòng)力消耗少等。
(2)缺點(diǎn):
填料及其支撐結(jié)構(gòu)的一次性投資較大,填料容易堵塞等。
4、基本流程
(1)廢水經(jīng)初次沉淀池后進(jìn)入生物膜反應(yīng)器;
(2)在生物膜反應(yīng)器中經(jīng)生物氧化去除有機(jī)物后,再通過(guò)二次沉淀池出水;
(3)初次沉淀池的作用是預(yù)先去除廢水中的懸浮物,防止生物膜反應(yīng)器受大塊物質(zhì)的堵塞;
(4)二次沉淀池的作用是去除從填料上脫落入廢水的生物膜;
(5)生物膜的含水率比活性污泥小,污泥沉淀速度較大,二次沉淀池容積較??;
(6)由于生物固著生長(zhǎng),不需要回流接種,一般生物過(guò)濾中無(wú)二次沉淀池污泥回流。但是為了稀釋原廢水和保證對(duì)濾料層的沖刷,高負(fù)荷濾池及塔式生物濾池常采用出水回流。