《生物处理技术和曝气池原理》课件.ppt
生物处理技术和曝气池原理环境工程系列课程2025年4月
什么是生物处理技术利用微生物微生物作为自然净化者分解污染物将有害物质转化为无害物质环境治理应用于污水、废气处理
生物处理技术发展历程19世纪起源英国首次发现微生物处理污水20世纪工程化活性污泥法成为主流技术现代技术MBR、MBBR等新型工艺发展
生物处理法的分类好氧法需氧环境下微生物降解厌氧法无氧条件下发酵分解兼氧法结合好氧与厌氧优势
微生物在环境保护中的作用有机物降解分解复杂有机污染物转化为简单无机物减少环境负荷营养物循环氮循环参与者磷转化关键环节碳元素代谢
生物处理的主要对象——有机污染物COD降解机理微生物氧化分解化学需氧量BOD去除原理生物需氧量通过代谢转化典型污水类型生活污水、食品工业、造纸废水
常用微生物种类各类微生物在污水处理中承担不同降解功能
微生物代谢特点有氧代谢完全氧化分解效率高无氧代谢发酵产生沼气等副产品能量获取ATP生成驱动细胞活动
生物处理流程总览预处理去除大颗粒物质主反应段生物降解核心环节污泥处理回收利用或安全处置
生物处理核心——活性污泥法简介1914年发明时间英国科学家首次发明80%全球应用比例成为污水处理主流工艺95%去除效率有机物高效去除率
好氧生物处理技术曝气池鼓入空气提供氧气生物滤池固定床生物膜技术生物接触氧化池填料挂膜增加接触面积
曝气池法的类型普通曝气池常见矩形或圆形结构氧化沟环形流道连续循环SBR序批式单池多功能间歇运行
曝气池的基本原理供氧提供微生物呼吸所需氧气1微生物生长形成活性污泥絮体有机物降解污染物转化为简单物质3固液分离污泥沉淀与清水分离
厌氧生物处理技术厌氧消化池高浓度有机废水处理产生沼气能源污泥减量显著适用于高浓度有机废水UASB反应器上流式厌氧污泥床颗粒污泥高效率占地小投资低能耗低运行稳定
兼氧生物处理技术应用场景脱氮除磷工艺复杂废水处理高效低耗系统工艺优势节省曝气能耗提高处理效率适应负荷波动典型工艺A/O工艺A2/O工艺氧化沟变形
生物滤池滤料类型碎石、塑料填料、陶粒等微生物膜形成生物膜厚度3-5mm最佳运行机制废水与生物膜充分接触
生物转盘装置结构转盘挂膜交替接触空气与水运行方式缓慢旋转提供氧气适用领域小型社区、乡镇污水处理
生物接触氧化法填料类型接触效率适用条件弹性填料高一般污水软性填料中低负荷悬浮填料极高高负荷
活性污泥工艺流程曝气阶段污染物生物降解沉淀分离泥水分离得清液污泥回流维持系统微生物量
生物处理的工艺参数SRT泥龄HRT水力停留时间F/M负荷比MLSS活性污泥浓度DO溶解氧
微生物生长动力学微生物生长曲线适应期、指数期、稳定期、衰亡期Monod方程描述底物浓度与生长速率关系微生物增殖二分裂方式繁殖后代
影响生物处理的关键因素温度最适温度15-35°CpH值最佳范围6.5-8.5溶解氧好氧需2mg/L以上3营养平衡C:N:P=100:5:1
污泥膨胀与泡沫问题成因丝状菌过度生长营养不平衡负荷冲击防控措施调整F/M比增加溶解氧添加絮凝剂
生物处理工艺的运行管理进水水质监控定期检测COD、BOD、NH?-N运行参数调节MLSS浓度、回流比、曝气量微生物群落观察镜检污泥活性与菌群平衡出水质量评估达标排放与处理效率分析
当前主流新型生物处理技术MBR膜生物反应器、IFAS工艺、MBBR和颗粒污泥技术
曝气池结构组成控制系统自动化监测与调节曝气系统鼓风机、管道、曝气头污泥回流系统泵站、管道和阀门反应池体混凝土结构或钢构
曝气池的类型详解完全混合式全池污染物浓度均匀推流式沿程污染物逐渐降低分段曝气池分区进水负荷均匀
曝气池工作原理
空气与氧气的选择空气曝气投资成本低操作简单维护方便纯氧曝气传质效率高处理负荷大占地面积小选择依据处理要求经济性分析运行管理
曝气设备种类鼓风曝气池底散气装置输送空气表面曝气水面搅拌增加复氧微孔曝气产生微细气泡提高效率射流曝气喷射气液混合体
曝气系统设计参数参数名称单位典型范围氧转移效率%15-30搅拌强度W/m320-40比表面积m2/m360-120池深与曝气量关系m3/(m3·h)0.8-1.5
曝气头/曝气器类别微孔曝气器氧气利用率高粗泡曝气器不易堵塞易维护膜式曝气器均匀分布节能高效
曝气量的测算与调节氧需求量(kg/h)实际供氧量(kg/h)
曝气池与活性污泥的相互作用微生物生长在池内形成生物絮体有机物吸附降解吸附并代谢污染物絮体形成形成良好沉降性能自行净化捕食者与被捕食者平衡
曝气池溶解氧（DO）控制2mg/L最低DO要求确保好氧微生物活性3-4mg/L最佳DO范围平衡处理效果与能耗24h实时监测自动调节曝气量
曝气池系统水力停留时间（HRT）短HRT4-6小时高效但风险大中HRT8-12小时常规设计范围长HRT16-24小时低负荷高稳定性
曝气池泥龄（SRT）管