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生化滤池法处理污水概述

一、微生物的新陈代谢

  1. 分解代谢
    高能化合物分解为低能化合物,物质由繁到简并逐级释放能量的过程叫分解代谢,或称异化作用。它可分为好氧分解代谢或厌氧分解代谢。
    (1)好氧分解代谢;好氧微生物和兼性微生物参与,溶解氧浓度2-4mg/L条件下将有机物分解为CO2和H2O并释放出能量的代谢过程。有机物氧化过程中脱出的氢是以氧作为受氢体(生成水),例如 C6H12O6+6O2→H2O+2880kJ
    好氧分解过程中,有机物的分解比较彻底,最终产物是CO2、H2O或NO2、NO3-、P034-、SO24-处理后废水无异臭。
    (2)厌氧分解代谢;是厌氧微生物和兼性微生物在无溶解氧的条件下,将复杂的有机物分解成简单的有机物和无机物,最终变为甲醛和CO2。厌氧代谢的受氢体可以是有机物,通常称为厌氧状态;也可以是含氧化物,如SO24-,NO3-、CO2,称为缺氧状态。葡萄糖厌氧代谢,以含氧化合物为受氢体时,1mol释放的能量为1796kJ,以有机物为受氢体时释放能量为226kJ。
    C6H12O6+12KNO3→6CO2+6H2O+12KNO2+1796kJ
    C6H12O6→2CH3CH2OH+2CO2+226kJ
    厌氧分解代谢中有机物氧化不彻底,代谢速度慢。在废水处理中,只有当有机物浓度高时,才用厌氧法。有机物被转化成CH4、NH3、CO2、H2S,产物复杂,出水有异臭。厌氧法分三个阶段。第一阶段是水解酸化阶段,产生高级脂肪酸。第二阶段为产氢产乙酸阶段。第三阶段为产甲烷CO2阶段。厌氧系统工作温度为33-38℃。
  2. 合成代谢
    微生物从外界获得能量,将低能化合物合成生物体的过程叫合成代谢,所需的能量和物质可由分解代谢提供。

二、微生物生长的营养及影响因素

细胞的化学式通常可定为C5H7O2N。按所需碳的化学形式,微生物可分为:①自养型,即CO2、HCO3-作为唯一碳源,以此作为构造全部含碳生物分子的微生物,通常称为自养菌;②异养型,需要扭取复杂的有机物中的碳,这种微生物称为异养菌。

  1. 微生物的营养
    (1)好氧生物处理;BOD5:N:P=100:1:5;碳源以BOD表示。氮以NH3-N计,磷以PO34-中的P计。
    (2)厌氧生物处理;C/N比值为(10-20):1。通过水分析,分析营养物的多少及相互间的配比,若比例失调。调需投加营养源。对于含碳量低的工业废水。可投加生活污水或甲醇;含氮量低可投加尿素、硫酸铵等补充氮源;含磷量低可投加磷酸钠作为磷源。
  2. 反应温度
    常温性微生物最低反应温度5℃,最适宜温度为10-30℃;低温性微生物最低反应温度0℃,最适宜温度5-10℃。
    在好氧生物处理中,一般水温为20-35℃,在厌氧生物处理中,一般水温为25-40℃。
  3. pH值
    好氧生物处理,pH值在6.5-8.5之间;厌氧生物处理,pH值在6.7-7.4之间。
  4. 溶解氧
    在好氧生物处理反应器中,溶解氧浓度保持在2-4mg/L。厌氧生物处理反应器要严格密封,隔离空气。
  5. 有毒物质
    废水生物处理的有毒物质包括重金属、有机物酚、甲醛、甲醇、笨、氯苯、硫化物、氯化物、氯化钠、硫酸根等,允许浓度详见表4-1。
    废水生物处理有毒物质允许浓度 表4-1
    毒物名称 允许浓度/(mg/L) 毒物名称 允许浓度/(mg/L) 毒物名称 允许浓度/(mg/L) 毒物名称 允许浓度/(mg/L)
    亚砷酸盐 5 CN- 5-20 5-10 氯苯 100
    砷酸盐 20 氰化钾 8-9 5-20 甲醛 100-150
    1 硫酸根 5000 100 甲醇 200
    1-5 硝酸根 5000 硫化物(以S计) 10-30 吡啶 400
    三价铬 10 100 氯化钠 10000 油脂 30-50
    六价铬 2-5 100        

三、废水的可生化性

废水的可生化性指标见表4-2。

表4-2 废水的可生化性指标
BOD5/COD >0.45 0.3-0.45 0.2-0.3 <0.2
可生化性 较好 较难 不宜

四、生化法的发展

  1. 好氧法
    主要有活性污泥法和生物膜法两大类。
  2. 厌氧法
    在传统厌氧生物处理的基础上出现了新工艺,如上流式厌氧滤池、厌氧接触法等,它们能耗小并可回收能源,主要用于高浓度污水。
  3. 好氧法与厌氧法的组合工艺
    传统的生化处理主要去除水中的BOD、COD、SS;而对氮、磷的去除率很低。为了脱氮除磷,20世纪60年代后开发了厌氧/好氧(A1/O)和缺氧/好氧(A2/O)组合工艺。前者可去除磷,后者可去除氮,继而又将上述工艺组合,构成可同时脱氮、除磷和除有机物的系统---A1/A2/O(或A2/O)。这个系统经过厌氧、缺氧、好氧三段处理,可达三级处理出水标准。对难以降解的有机物也有较高去除率。污泥沉淀性能好,电耗药耗少,运行费用低。

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