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1、关于微生物在水处理中的应用1第1页，讲稿共105张，创作于星期日2一、一、种类种类n根据处理性质上的差别，可以做以下一些分类。根据处理性质上的差别，可以做以下一些分类。（一）（一）好氧处理和厌氧处理好氧处理和厌氧处理这是根据水处理中微生物对氧气的需求不同来进行的划分这是根据水处理中微生物对氧气的需求不同来进行的划分n通通常常低低浓浓度度（COD1500mg/L）的的有有机机污污染染物物废废水水适适合合用用好氧处理好氧处理n对对于于高高浓浓度度有有机机污污废废水水（COD1500mg/L）用用厌厌氧氧处处理理更更为为适宜。适宜。n为什么过高为什么过高COD的废水不宜用好氧法？的废水不宜用好氧法？
2、n有有机机物物浓浓度度过过高高，好好氧氧生生物物代代谢谢迅迅速速，水水中中溶溶解解氧氧难难以以即即时时供供应应，好好氧氧生生物物生生长长受受限限，很很难难保保证证处处理理质质量量，而而厌厌氧氧生生物则没有这种限制物则没有这种限制。第2页，讲稿共105张，创作于星期日3（二）活性污泥法和生物膜法（二）活性污泥法和生物膜法n这这是是根根据据微微生生物物在在人人工工水水处处理理设设备备中中微微生生物物所所处处状态的不同来进行的划分。状态的不同来进行的划分。n原理：原理：n 活性污泥法活性污泥法模拟水体自净模拟水体自净n微微生生物物在在设设备备中中呈呈悬悬浮浮状状态态，与与污污废废水水接接触触使使之之
3、净净化化的的方法；方法；n 生生 物物 膜膜 法法模拟土壤自净模拟土壤自净n微微生生物物附附着着于于其其他他物物体体表表面面上上成成薄薄膜膜状状，与与污污废废水水接接触触使使之之净化的方法。净化的方法。n活活性性污污泥泥既既有有好好氧氧活活性性污污泥泥法法，也也有有厌厌氧氧活活性性污污泥泥法法，生生物物膜膜法法既既有有好好氧生物膜法也有厌氧生物膜法。氧生物膜法也有厌氧生物膜法。第3页，讲稿共105张，创作于星期日4n一、一、好氧活性污泥法好氧活性污泥法n好好氧氧活活性性污污泥泥法法又又叫叫曝曝气气法法，最最早早由由英英国国人人于于1914年年创创建建而而来来，经过经过80多年的发展已成为处理有
4、机废水最主要的方法。多年的发展已成为处理有机废水最主要的方法。第4页，讲稿共105张，创作于星期日5（一）（一）什么是好氧活性污泥什么是好氧活性污泥n好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物兼有少量的厌氧微生物)与污与污(废废)水中有机的和无机固体物混水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。n活性污泥的形成是一种自然现象活性污泥的形成是一种自然现象。n例例如如，如如果果向向一一桶桶含含粪粪便便污污水水中中不不断断地地加加入入空空气气，那那末末经经过过一一
5、段段时时间间后后，就就会会产产生生褐褐色色絮絮花花状状的的泥泥粒粒，在在显显微微镜镜下下会会看看到到，污污泥泥里充满了各种各样的微生物，这就是典型的好氧活性污泥。里充满了各种各样的微生物，这就是典型的好氧活性污泥。第5页，讲稿共105张，创作于星期日6（二）（二）好氧活性污泥的组成和性质好氧活性污泥的组成和性质n1组成组成n好好氧氧微微生生物物和和兼兼性性厌厌氧氧微微生生物物(兼兼有有少少量量的的厌厌氧氧微微生生物物)与与其其上吸附的有机的和无机的上吸附的有机的和无机的固体杂质组成固体杂质组成。n2好氧活性污泥的性质好氧活性污泥的性质n颜色各异颜色各异n含水率在含水率在99左右左右 密度为密度
6、为1.0021.006n大小为大小为0.020.2mm 比表面积为比表面积为20100cm2ml之间之间n弱酸性弱酸性(pH约为约为6.7)当进水改变时，对进水当进水改变时，对进水pH的变化有一定的承受能力。的变化有一定的承受能力。第6页，讲稿共105张，创作于星期日73好氧活性污泥中微生物的浓度和数量好氧活性污泥中微生物的浓度和数量nMLSS(混合液悬浮固体混合液悬浮固体)n每每L活活性性污污泥泥混混合合液液（ML）中中含含有有多多少少毫毫克克恒恒重重的的干干固固体（体（SS）n在在一一般般的的城城市市污污水水处处理理中中，MLSS保保持持在在20003000mgL。工工业业废废水水生生物物
7、处处理理中中，MLSS保保持持在在3000 mgL左左右右。高高浓浓度度的的工工业业废废水水生生物物处处理理的的MLSS保保持持在在30005000mgL。第7页，讲稿共105张，创作于星期日84好氧活性污泥中的微生物群落好氧活性污泥中的微生物群落n好氧活性污泥上的微生物是如何分布的？好氧活性污泥上的微生物是如何分布的？n中中心心是是能能起起絮絮凝凝作作用用的的细细菌菌形形成成菌菌胶胶团团，在在其其上上生生长长着着其其他他微微生生物。物。nA菌胶团菌胶团n在在微微生生物物学学领领域域里里，习习惯惯将将动动胶胶菌菌属属形形成成的的细细菌菌团团块块称称为为菌菌胶胶团团。在在水水处处理理工工程程领领
8、域域内内，则则将将所所有有具具有有荚荚膜膜或或粘粘液液的的絮絮凝凝性性细细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为菌胶团。菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为菌胶团。第8页，讲稿共105张，创作于星期日9n吸附和氧化分解有机物；吸附和氧化分解有机物；n菌菌胶胶团团是是细细菌菌的的存存在在形形式式，细细菌菌占占到到活活性性污污泥泥中中微微生生物物总总量量的的99%,达达107108个个/ml，是是生生物物处处理理的的主主力力军军，一一旦旦菌菌胶胶团团受受到到各各种种因因素素的的影影响响和和破破坏坏，则则活活性性污污泥泥法法对对有有机机物物去去除除率率明显下降，甚至无去除能力。明显下降，甚至无去除能力。n 菌
9、胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境型后生动物提供了良好的生存环境；n例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附着场所；例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附着场所；菌胶团中的细菌可以去除毒物、自身作为动物食料。菌胶团中的细菌可以去除毒物、自身作为动物食料。a.菌胶团的功能菌胶团的功能第9页，讲稿共105张，创作于星期日10n 具有指示作用；具有指示作用；n通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。松紧程度可衡量好氧活性污泥
10、的性能。n新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，则说明菌胶团生命力旺新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，则说明菌胶团生命力旺盛，吸附和氧化能力强，再生能力强。老化的菌胶团，颜色深，结盛，吸附和氧化能力强，再生能力强。老化的菌胶团，颜色深，结构松散，活性不强，吸附和氧化能力差。构松散，活性不强，吸附和氧化能力差。第10页，讲稿共105张，创作于星期日11n 粘性多糖的粘着作用粘性多糖的粘着作用n很很多多细细菌菌可可分分泌泌粘粘胶胶状状的的多多糖糖物物质质，附附着着于于细细胞胞壁壁，形形成成所所谓谓的的荚荚膜膜，这这些些荚荚膜膜相相互互间间粘粘着着时时就就会会形形成成一一个个由由许许多多细细菌菌
11、共共有有的的大大荚荚膜膜，当当细细菌菌进进入入老老龄龄后后，细细菌菌分分泌泌的的的的粘粘稠稠多多糖糖聚聚合合物物增增多多，更更加加速速了了细细菌菌大大荚荚膜膜的的增增大，这样就形成了菌胶团的雏形。大，这样就形成了菌胶团的雏形。b.菌胶团的形成机理菌胶团的形成机理第11页，讲稿共105张，创作于星期日12n 纤维素性质多糖的勾连作用纤维素性质多糖的勾连作用n将将菌菌胶胶团团置置于于电电子子显显微微镜镜下下观观察察时时发发现现，在在大大荚荚膜膜增增大大的的同同时时，在在其其外外侧侧出出现现了许多类似于纤维素网状的物质，据分析这些物质的成分也是多糖，如图所示了许多类似于纤维素网状的物质，据分析这些物
12、质的成分也是多糖，如图所示n这些纤维素从何而来？这些纤维素从何而来？他他们们既既可可能能是是细细菌菌的的分分泌泌物物，也也可可能能是是粘粘性性多多糖糖的的演演化化产产物物。他他们们不不但但具具有有粘粘着着性性，还还具具有有缠缠绕绕勾勾连连的的作作用用，在在它它们们的的作作用用下下，各各种种细细菌菌密密布布在在这这些些网网格格状状纤纤维维之之中中，随随这这些些纤纤维维素素状状多多糖糖的的数数量量不不断断增增加加，就就形成了真正意义上的菌胶团。形成了真正意义上的菌胶团。第12页，讲稿共105张，创作于星期日13 活性污泥菌胶团外的纤维丝电镜照片活性污泥菌胶团外的纤维丝电镜照片第13页，讲稿共105
13、张，创作于星期日14c.菌胶团的生物意义菌胶团的生物意义n 形成了一个稳定的细菌共生体性；形成了一个稳定的细菌共生体性；n菌菌胶胶团团吸吸附附的的大大分分子子有有机机物物被被表表层层的的细细菌菌首首先先水水解解吸吸收收，代代谢谢后后的的产产物物降降解解不不完完全，又作为了下面细菌的食物全，又作为了下面细菌的食物n另另一一方方面面随随着着颗颗粒粒化化由由表表及及里里，局局部部的的氧氧浓浓度度逐逐渐渐减减少少，对对氧氧浓浓度度有有不不同要求的细菌则可以各自找到最适宜的位置同要求的细菌则可以各自找到最适宜的位置n 增强细菌抵抗环境变化及微型动物捕食的能力增强细菌抵抗环境变化及微型动物捕食的能力n在层
14、层细菌的屏蔽作用下，菌胶团中的微环境要比溶液中稳定的多在层层细菌的屏蔽作用下，菌胶团中的微环境要比溶液中稳定的多n菌胶团的颗粒较大，原生动物只能蚕食很少的一部分表层的细菌，从而提高菌胶团的颗粒较大，原生动物只能蚕食很少的一部分表层的细菌，从而提高了大多数细菌抵抗微型动物的捕食能力。了大多数细菌抵抗微型动物的捕食能力。第14页，讲稿共105张，创作于星期日15n 菌胶团还为细菌储备了碳源菌胶团还为细菌储备了碳源n菌菌胶胶团团中中的的结结构构多多糖糖，不不仅仅是是其其骨骨架架，还还是是细细菌菌们们的的储储备备碳碳源源。当当环环境境中中的的营营养养物物匮匮乏乏时时，这这些些多多糖糖被被细细菌菌作作为
15、为碳碳源源使使用用，虽虽然然此时菌胶团逐渐瓦解，但一定程度上延缓了细菌的衰亡。此时菌胶团逐渐瓦解，但一定程度上延缓了细菌的衰亡。n因因此此菌菌胶胶团团的的形形成成是是细细菌菌们们为为维维护护共共同同利利益益的的共共生生产产物物，对对于于细细菌菌的的生生存存有有着重要的生物意义。着重要的生物意义。第15页，讲稿共105张，创作于星期日16d.菌胶团中的细菌菌胶团中的细菌n菌胶团中的细菌来源于土壤、水和空气。它们多数是革兰氏阴性菌，如动胶菌胶团中的细菌来源于土壤、水和空气。它们多数是革兰氏阴性菌，如动胶菌属和丛毛单胞菌属，它们可占菌属和丛毛单胞菌属，它们可占70，生活污水生活污水好氧处理时菌胶团中
16、的主要好氧处理时菌胶团中的主要细菌见下表：细菌见下表：工业废水处理中的菌胶团细菌组成与之类似，但工业废水处理中的菌胶团细菌组成与之类似，但优势菌主要是对特定工业废优势菌主要是对特定工业废物起主要降解作用的细菌物起主要降解作用的细菌第16页，讲稿共105张，创作于星期日17B活性污泥中的其它微生物活性污泥中的其它微生物n在在菌菌胶胶团团上上层层居居住住的的是是放放线线菌菌、真真菌菌及及原原生生动动物物、后后生生动动物物。它它们们的的数数量量相相比比较较细细菌菌而而言言要要少少得得多多，通通常常包包括括少少量量的的球球衣衣菌菌、诺诺卡卡氏氏菌菌、发发硫硫菌菌、头头孢孢霉霉、地地霉霉菌菌、酵酵母母菌
17、菌等等，以以及及原原生生动动物物中中的的钟钟虫虫、盖盖纤纤虫虫、等等枝枝虫虫、草草履履虫虫和和微微型型后后生生动动物物中中的的轮轮虫虫。这这些些微微生生物物与与菌菌胶胶团团细细菌菌构构成成了了稳稳定定的的生生态态体体系系，它它们们之之间间存存在在着着复复杂杂的的相相互互关关系系，它它们们的的种种类类、数数量量随随营营养养条条件件(废废水水种种类类、化化学学组组成成、浓浓度度)、温温度度、供供氧氧、pH等等环环境境条条件件改改变变也在不停的发生着变化。也在不停的发生着变化。第17页，讲稿共105张，创作于星期日18n 好好氧氧活活性性污污泥泥的的净净化化作作用用机机理理见见下下图图好好氧氧活活性
18、性污污泥泥吸吸附附和降解和降解n用框图表示见下图用框图表示见下图第18页，讲稿共105张，创作于星期日19第19页，讲稿共105张，创作于星期日20第20页，讲稿共105张，创作于星期日21n由由上上图图可可以以看看出出，活活性性污污泥泥颗颗粒粒中中微微生生物物之之间间的的关关系系是食物链的关系。是食物链的关系。n好好氧氧活活性性污污泥泥由由于于是是由由有有生生命命的的微微生生物物组组成成，能能自自我我繁繁殖殖，有有生生物物“活活性性”，因因而而可可以以连连续续反反复复使使用用，而而化学药剂只能一次使用，故活性污泥比化学混凝剂优越。化学药剂只能一次使用，故活性污泥比化学混凝剂优越。n可可以以降
19、降解解水水中中的的溶溶解解性性有有机机物物，这这也也是是物物理理化化学学方方法法难以做到的。难以做到的。第21页，讲稿共105张，创作于星期日22n1普通活性污泥法普通活性污泥法n 好好氧氧活活性性污污泥泥法法的的处处理理工工艺艺很很多多，最最为为普普遍遍使使用用的的活活性性污污泥泥法法工艺如下图工艺如下图第22页，讲稿共105张，创作于星期日23n请看图说明工艺原理？请看图说明工艺原理？n废废水水先先通通过过初初沉沉池池，除除掉掉一一些些悬悬浮浮固固体体，然然后后进进入入一一个个有有曝曝气气装装置置的的构构筑筑物物，活活性性污污泥泥就就在在这这种种装装置置中中将将废废水水中中的的BOD降降解
20、解，并并产产生生新新的的活活性性污污泥泥。设设计计适适当当的的曝曝气气池池尺尺寸寸使使废废水水在在池池中中停停留留足足够够长长的的时时间间，使使BOD降降到到一一定定程程度度后后，流流入入二二次次沉沉淀淀池池，进进行行固固液液分分离离，上上清清液液排排放放，沉沉淀淀下下来来的的污污泥泥一一部部分分回回流流到到曝气池中，一部分作为剩余污泥而排放。曝气池中，一部分作为剩余污泥而排放。第23页，讲稿共105张，创作于星期日24Inner workings of an activated sludge installation第24页，讲稿共105张，创作于星期日25Aeration tank of
21、an activated sludge installation in a metropolitan sewage treatment plant第25页，讲稿共105张，创作于星期日26 曝气池曝气池第26页，讲稿共105张，创作于星期日27A small-scale activated sludge operation used to process dairy waste第27页，讲稿共105张，创作于星期日28第28页，讲稿共105张，创作于星期日29第29页，讲稿共105张，创作于星期日302改进型的活性污泥法改进型的活性污泥法n在在普普通通型型的的基基础础上上加加以以改改造造，使使
22、之之性性能能提提高高的的好好氧氧活活性性污污泥泥法法中中有有推推流流式式活活性性污污泥泥法法、完完全全混混合合式式活活性性污污泥泥法法、接接触触氧氧化化稳稳定定法法、分分段段布布水水推推流流式式活活性性污污泥泥法法、氧氧化沟式活性污泥法化沟式活性污泥法，它们都是对普通活性污泥法的改进，它们都是对普通活性污泥法的改进.第30页，讲稿共105张，创作于星期日31第31页，讲稿共105张，创作于星期日32n推推流流式式活活性性污污泥泥法法又又称称阶阶段段曝曝气气法法，废废水水沿沿一一个个长长条条的的矩矩形形池池，废废水从一端进入，水的污染物沿流动方向不断降低，从另一端流出；水从一端进入，水的污染物沿
23、流动方向不断降低，从另一端流出；n分段布水推流式活性污泥法分段布水推流式活性污泥法只是在长条矩形池的不同部位分别进水；只是在长条矩形池的不同部位分别进水；n完完全全混混合合式式污污泥泥法法则则是是废废水水一一进进入入曝曝气气池池就就迅迅速速与与池池中中已已有有的的混混合合液液充分混合均匀，曝气池中各处的水质基本相同。充分混合均匀，曝气池中各处的水质基本相同。n接接触触稳稳定定氧氧化化活活性性污污泥泥法法又又称称吸吸附附再再生生活活性性污污泥泥法法，曝曝气气池池被被一一分分为为二二，废废水水在在曝曝气气池池的的第第一一部部分分接接触触池池中中停停留留十十分分钟钟与与活活性性污污泥泥充充分分接接触
24、触，废废水水中中的的有有机机物物被被活活性性污污泥泥吸吸附附后后进进入入二二沉沉池池，此此时时出出水水以以达达到到净净化化，而而二二沉沉池池泥泥水水分分离离后后的的活活性性污污泥泥进进入入曝曝气气池池的的另另一一部部分分稳稳定定池池，池池中中曝曝气气但但不不进进废废水水，使使污污泥泥中中吸吸附附的的有有机机物物进进一一步步分分解解，恢恢复复了了活活性性的的污污泥泥随随后后再再次次进进入入接接触触池池进进行行新新的的一轮废水降解；一轮废水降解；n氧氧化化沟沟把把环环形形反反应应池池用用作作生生物物反反应应池池，污污水水混混合合液液在在该该池池中中以以一一条条闭闭合合式曝气渠道进行连续循环。式曝气
25、渠道进行连续循环。第32页，讲稿共105张，创作于星期日333氧化塘氧化塘n氧氧化化塘塘的的工工艺艺是是特特殊殊的的活活性性污污泥泥法法，是是一一种种人人工工的的、接接近自然生态系统的活性污泥法。近自然生态系统的活性污泥法。n在在氧氧化化塘塘内内，藻藻类类和和细细菌菌共共存存于于同同一一环环境境中中，保保持持互互生生关关系系，见下图氧化塘的互生原理。见下图氧化塘的互生原理。第33页，讲稿共105张，创作于星期日34第34页，讲稿共105张，创作于星期日354批式活性污泥法批式活性污泥法n批批式式活活性性污污泥泥法法（SBR法法）是是国国内内外外近近年年来来开开发发的的一一种种活活性性污污泥泥法
26、法，它它的的工工艺艺特特点点是是将将曝曝气气池池与与沉沉淀淀池池合合而而为为一一，生生化化反反应应呈呈分分批批进进行行。基基本本周周期期可可由由进进水水、反反应应、沉沉降降、排排水和闲置五个阶段组成。水和闲置五个阶段组成。第35页，讲稿共105张，创作于星期日36n这种方法由于较其它活性污泥法这种方法由于较其它活性污泥法构造简单构造简单，投资少投资少、操作灵活、操作灵活、污泥产率低、脱氮效果好污泥产率低、脱氮效果好等特点越来越得到广泛的重视。等特点越来越得到广泛的重视。第36页，讲稿共105张，创作于星期日37n于于1919世世纪纪末末，在在研研究究土土壤壤净净化化污污水水的的过过滤滤田田的的
27、基基础础上上，开开发发并并应应用用于于生生产产。由由于于效效果果不不如如后后来来出出现现的的活活性性污污泥泥法法，一一度度被被长长期期搁搁置置，6060年年代代以以后后，由由于于新新型型合合成成材材料料的的大大量量生生产产和和环环境境保保护护对对于于水水要求的进一步提高，生物膜法又获得了新的发展。要求的进一步提高，生物膜法又获得了新的发展。介质介质碎石卵石焦炭塑料材料生物膜法生物膜法是依靠固着于固体是依靠固着于固体介质介质表面的微生物来净化有机表面的微生物来净化有机物的，因而这种方法亦称为物的，因而这种方法亦称为生物过滤法生物过滤法。第37页，讲稿共105张，创作于星期日38生物填料n n悬浮
28、型生物填料悬浮型生物填料投加量投加量 普通接触氧化普通接触氧化 水解调节池水解调节池 好氧或厌氧流化床好氧或厌氧流化床 好氧好氧 好氧好氧 或厌生物塘或厌生物塘 或厌氧滤池或厌氧滤池 反应池体积反应池体积%8-13 5 15-25 3-5 40-60 8-13 5 15-25 3-5 40-60 第38页，讲稿共105张，创作于星期日39n n悬挂型填料悬挂型填料悬挂型填料悬挂型填料 n n弹性立体填料弹性立体填料 网片式立体填料网片式立体填料第39页，讲稿共105张，创作于星期日40n n软性填料软性填料生物填料上的生物膜第40页，讲稿共105张，创作于星期日41真菌藻类原生动物后生动物一些
29、肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫细菌（好氧、厌氧、兼性）生物膜的组成第41页，讲稿共105张，创作于星期日422、生物膜的构造 膜的表面吸取营养和溶解氧容易，微生物生长繁殖迅速，形成了好氧微生物和兼性微生物组成的好氧层（12mm）。内部营养和溶解氧的供应条件差，生长繁殖受到限制，好氧微生物难以生活，形成了厌氧微生物和兼性微生物组成的厌氧层。第42页，讲稿共105张，创作于星期日433、净化有机物机理（1）吸附水中有机物（2）好氧降解：在生物膜表层0.1-2mm有机物降解主要在此有机物降解主要在此有机物降解主要在此有机物降解主要在此（3）厌氧降解（4）生物膜上的原生生物和微型后生动物的食物链有机物降解
30、过程有机物降解过程有机物降解过程有机物降解过程 空气中氧溶解于流动水层中；空气中氧溶解于流动水层中；空气中氧溶解于流动水层中；空气中氧溶解于流动水层中；污水中有机物由流动水层传递到附着水层，在进入生物膜；污水中有机物由流动水层传递到附着水层，在进入生物膜；污水中有机物由流动水层传递到附着水层，在进入生物膜；污水中有机物由流动水层传递到附着水层，在进入生物膜；微生物代谢有机物。微生物代谢有机物。微生物代谢有机物。微生物代谢有机物。第43页，讲稿共105张，创作于星期日44生物膜法的主要特性法的主要特性1）对水质、水量变动有较强的适应性；2）污泥沉降性能良好，宜于固液分离；3）能处理低浓度的污水，
31、使BOD5=2030mg的污水降至510mg/l；4）易于维护运行、节能。第44页，讲稿共105张，创作于星期日45n根根据据位位置置与与功功能能不不同同生生物物膜膜生生物物、生生物物膜膜面面生生物物及及滤滤池扫除生物。池扫除生物。普通滤池内生物膜的微生物群落表普通滤池内生物膜的微生物群落表第45页，讲稿共105张，创作于星期日46横向横向纵向纵向各不各不相同相同滤滤扫扫生生物物膜膜面面生生物物膜膜生生物物23mm0.3mm好氧区好氧区第46页，讲稿共105张，创作于星期日47相当于多污带相当于中污带相当于寡污带第47页，讲稿共105张，创作于星期日48同一类型废水同一类型废水好氧活性污泥法好
32、氧活性污泥法与与生物滤池法生物滤池法处理效果对比处理效果对比优缺点对比优缺点对比第48页，讲稿共105张，创作于星期日49生物膜法具有以下几个特点生物膜法具有以下几个特点：固着于固体表面上的微生物对废水水质、水量的变：固着于固体表面上的微生物对废水水质、水量的变化有较强的适应性；和活性污泥法相比，管理较方便；由于微生物固着于固体表面，化有较强的适应性；和活性污泥法相比，管理较方便；由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度较慢的微生物也能生息，从而构成了稳定的生态系统；生物过滤法比活即使增殖速度较慢的微生物也能生息，从而构成了稳定的生态系统；生物过滤法比活性污泥法的剩余污泥量要少。性污泥法的剩余污
33、泥量要少。生物膜法的缺点：生物膜法的缺点：由于固着于固体表面的微生物量较难控制，因而在运转操由于固着于固体表面的微生物量较难控制，因而在运转操作上伸缩性差；滤料表面积小，作上伸缩性差；滤料表面积小，BOD容积负荷有限，因而空间效果差；采用自然容积负荷有限，因而空间效果差；采用自然通风供养，在生物膜内层往往形成厌氧层，从而缩小了具有净化功能的有效容积。通风供养，在生物膜内层往往形成厌氧层，从而缩小了具有净化功能的有效容积。然而由于新工艺新滤料的研制成功，生物膜法作为良好的好氧生物处理技术仍被然而由于新工艺新滤料的研制成功，生物膜法作为良好的好氧生物处理技术仍被广泛的应用着。广泛的应用着。第49页
34、，讲稿共105张，创作于星期日50n好好氧氧生生物物膜膜法法构构筑筑物物有有普普通通滤滤池池、高高负负荷荷生生物物滤滤池池、塔塔式式生生物物滤滤池池，还还有有生生物物转转盘盘、接触氧化法接触氧化法(即浸没滤池法即浸没滤池法)等。等。第50页，讲稿共105张，创作于星期日51第51页，讲稿共105张，创作于星期日52典型的生物滤池的构造 滤 床 布水设备排水系统自然通风,不设曝气系统.第52页，讲稿共105张，创作于星期日53第53页，讲稿共105张，创作于星期日54第54页，讲稿共105张，创作于星期日55建设中的生物滤池第55页，讲稿共105张，创作于星期日56普通生物滤池普通生物滤池生物转
35、盘第56页，讲稿共105张，创作于星期日57生物转盘的构造第57页，讲稿共105张，创作于星期日58n提问：提问：什么是活性污泥膨胀？什么是活性污泥膨胀？n正正常常的的活活性性污污泥泥颗颗粒粒体体积积膨膨胀胀，继继而而分分裂裂为为沉沉降降性性很很差差的的小小颗颗粒粒污污泥泥，引引起起二二沉沉池池池池面面飘飘泥泥严严重重，出出水水水水质质急急剧变差的现象。剧变差的现象。n本质本质污泥密度变小或黏附能力下降。污泥密度变小或黏附能力下降。n分分非丝状菌污泥膨胀非丝状菌污泥膨胀与与丝状菌污泥膨胀丝状菌污泥膨胀两类两类第58页，讲稿共105张，创作于星期日591.非丝状菌污泥膨胀非丝状菌污泥膨胀n 曝气
36、力度过大，污泥碎裂膨胀曝气力度过大，污泥碎裂膨胀n提问：原因？提问：原因？n气泡夹带，密度降低；气泡机械破碎；气泡夹带，密度降低；气泡机械破碎；细菌处于对数期，细菌处于对数期，多糖分泌减少多糖分泌减少n缺氧、缺氧、厌氧膨胀漂泥厌氧膨胀漂泥n提问：原因？提问：原因？n二沉池底部淤泥厌氧产气（反硝化二沉池底部淤泥厌氧产气（反硝化N2、CH4)n进水水质有过量的表面活性物质和油脂类化合物；进水水质有过量的表面活性物质和油脂类化合物；n提问：原因？提问：原因？n油及泡沫降低污泥密度油及泡沫降低污泥密度第59页，讲稿共105张，创作于星期日60n生物中毒生物中毒（pHpH波动大、补碱过量、温度过高、波动
37、大、补碱过量、温度过高、CODcrCODcr浓度骤然升高、含酚及其衍生物，醇、醛浓度骤然升高、含酚及其衍生物，醇、醛和某些有机酚、硫化物、重金属及卤化物过高等）和某些有机酚、硫化物、重金属及卤化物过高等）n原因？原因？n细菌细菌休克死亡、粘液分泌减少休克死亡、粘液分泌减少n新污泥膨胀现象新污泥膨胀现象n未驯化污泥对新类型废水不适应，未驯化污泥对新类型废水不适应，不沉降或沉降不沉降或沉降极慢，极慢，长时间曝气驯化后恢复正常；长时间曝气驯化后恢复正常；第60页，讲稿共105张，创作于星期日61nBOD/N过高过高n假菌丝或后生动物钻噬污泥膨胀假菌丝或后生动物钻噬污泥膨胀n大肠埃希氏菌及芽孢杆菌形成
38、暂时性大肠埃希氏菌及芽孢杆菌形成暂时性假丝状生长或假丝状生长或后生动物钻噬而形成的膨胀污泥。（很后生动物钻噬而形成的膨胀污泥。（很少见）少见）原因原因高含水率菌胶团占优势高含水率菌胶团占优势第61页，讲稿共105张，创作于星期日62n原因原因 丝状细菌（球衣菌、硫细菌）或真菌优势过度生长丝状细菌（球衣菌、硫细菌）或真菌优势过度生长n丝状菌优势生长条件：丝状菌优势生长条件：nA.曝气池曝气池DO长期维持在较低（长期维持在较低（0.10.2mg/l）nB.水温过高（水温过高（25）、）、pH过低（过低（6.5）nC.硫化物过高硫化物过高n硫细菌（丝状菌一种）以硫化氢为食硫细菌（丝状菌一种）以硫化氢
39、为食 2.丝状污泥膨胀丝状污泥膨胀（9595污泥膨胀）污泥膨胀）污泥膨胀）污泥膨胀）第62页，讲稿共105张，创作于星期日63nD.营养失衡营养失衡n 废水废水BOD/p高，高，n原因原因菌丝体菌丝体储备营养物，当营养物质不足时，菌丝体菌丝体菌丝体储备营养物，当营养物质不足时，菌丝体仍有储存，在仍有储存，在稀溶液稀溶液中争夺营养物质的能力强中争夺营养物质的能力强，更适合于贫瘠更适合于贫瘠环境环境（包括溶解氧、各种营养物）的生长，从而增强了其（包括溶解氧、各种营养物）的生长，从而增强了其对细菌的竞争性对细菌的竞争性；nE.毒物冲击毒物冲击n原因原因菌丝体耐受能力强菌丝体耐受能力强第63页，讲稿共
40、105张，创作于星期日643.3.污泥膨胀的污泥膨胀的预防预防与与控制控制对策对策n提问：提问：基于上述原理如何基于上述原理如何预防预防污泥膨胀？污泥膨胀？nA A.设设调节池调节池(及事故池及事故池)控制高负荷（控制高负荷（BOD、毒物）冲击毒物）冲击nB.控制溶解氧控制溶解氧n溶解氧浓度必须控制在溶解氧浓度必须控制在34mg/L。nC C 调节废水的营养配比调节废水的营养配比n尽量逼近尽量逼近BOD5与与N和和P的比例的比例BOD5：N：P100：5：1。n n补补补补NN尿素尿素或或含氮量高的污泥消化池上清液含氮量高的污泥消化池上清液n n补补补补P P磷酸钠磷酸钠第64页，讲稿共105
41、张，创作于星期日65nD.改革工艺改革工艺n将活性污泥法改为生物膜法将活性污泥法改为生物膜法n在曝气池中加填料改为生物接触氧化法在曝气池中加填料改为生物接触氧化法nSBR(即序批式间歇曝气反应器即序批式间歇曝气反应器)法法第65页，讲稿共105张，创作于星期日66n n提问：提问：提问：提问：发生后如何处理？发生后如何处理？发生后如何处理？发生后如何处理？nA投投 加加 次次 氯氯 酸酸 钠钠（10102020mg/lmg/l内内内内）、H2O2（100200mg/l100200mg/l内内内内）n有选择的控制丝状微生物的过渡生长有选择的控制丝状微生物的过渡生长nB投加混凝剂投加混凝剂FeSO
42、4和和FeCl3、干污泥或浓缩消化污泥干污泥或浓缩消化污泥n增加絮体密度、强度，使已膨胀的污泥恢复正常增加絮体密度、强度，使已膨胀的污泥恢复正常nC.强化补氮（强化补氮（C:N100：2030）nD.替换污泥替换污泥n最直接的方法最直接的方法第66页，讲稿共105张，创作于星期日67避免控制方法控制方法4.4.微生物泡沫微生物泡沫及其及其预防预防与与控制控制对策对策n气泡附着于大量丝状菌上气泡附着于大量丝状菌上n（NocardiaNocardia spp.and spp.and Microthrix Microthrix parvicellaparvicella）n影响？影响？n飘泥飘泥n产生
43、条件产生条件n(1)(1)高油脂含量高油脂含量;n(2)(2)污泥龄（污泥总量污泥龄（污泥总量/外排剩余污泥量）外排剩余污泥量）过长（过长（99d);d);n(3)(3)低溶解氧低溶解氧.第67页，讲稿共105张，创作于星期日68n废水的厌氧处理主要用于废水的厌氧处理主要用于高浓度有机废水的前处理高浓度有机废水的前处理;n一、厌氧法的优点一、厌氧法的优点n n提问：提问：提问：提问：优点有哪些？优点有哪些？优点有哪些？优点有哪些？n n1 1产生的沼气可用于发电或作为能源产生的沼气可用于发电或作为能源n沼气中的主要成分是甲烷，含量沼气中的主要成分是甲烷，含量5075%之间，之间，是一种很好的燃
44、料。是一种很好的燃料。以日排以日排COD10t的工厂为例，的工厂为例，若若COD去除率为去除率为80%，甲烷产量为理论的，甲烷产量为理论的80%时，则可日产甲烷时，则可日产甲烷2240m3，其热值相当于其热值相当于3.85t原煤，可发电原煤，可发电5400度电。度电。第68页，讲稿共105张，创作于星期日692 2对营养物的需求量少对营养物的需求量少n好好 氧氧 方方 法法BOD：N：P=100：5：1，而而 厌厌 氧氧 方方 法法 为为（350500）：5：1，相相比比而而言言对对N、P的的需需求求要要小小的的多多，因此厌氧处理时可以不添加或少添加营养盐。因此厌氧处理时可以不添加或少添加营养
45、盐。4 4产生的污泥量少，运行费用低产生的污泥量少，运行费用低n?n繁殖慢；不需要曝气繁殖慢；不需要曝气 n基基于于这这些些优优点点，厌厌氧氧处处理理在在食食品品、酿酿造造、制制糖糖等等工工业业中中得得到到了了广泛的应用。但厌氧处理也存在缺点广泛的应用。但厌氧处理也存在缺点第69页，讲稿共105张，创作于星期日70n n提问：？提问：？提问：？提问：？n n1 1 1 1出水的有机物浓度高于好氧处理；出水的有机物浓度高于好氧处理；n发酵分解有机物不完全；发酵分解有机物不完全；n n2 2 2 2对温度变化较为敏感；对温度变化较为敏感；n工业中需要设置进水的控温装置，工业中需要设置进水的控温装置
46、，37。n n3 3 3 3厌氧微生物对有毒物质较为敏感；厌氧微生物对有毒物质较为敏感；n经过毒物驯化经过毒物驯化处理的厌氧菌对毒物的耐受力常常会极大地提高。处理的厌氧菌对毒物的耐受力常常会极大地提高。第70页，讲稿共105张，创作于星期日71n4.4.初次启动过程缓慢初次启动过程缓慢,处理时间长处理时间长n好氧处理体系的活性污泥或生物膜通常只需要好氧处理体系的活性污泥或生物膜通常只需要7天天就可以培育成功，就可以培育成功，而厌氧处理体系的活性污泥或生物膜一般需要而厌氧处理体系的活性污泥或生物膜一般需要812周周才可以培育成才可以培育成功功 n5 5处理过程中产生臭气和有色物质处理过程中产生臭
47、气和有色物质n提问：提问：是什么？是什么？n臭气主要是SRB形成的具有臭味的硫化氢气体硫化氢气体以及硫醇硫醇、氨气、有机酸氨气、有机酸等的臭气。同时硫化氢还会与水中的铁离子等金属离子反应形成黑色的硫化物黑色的硫化物沉淀，使处理后的废水颜色较深，需要添加后处理设施，进一步脱色脱臭。第71页，讲稿共105张，创作于星期日72 三、厌氧活性污泥法（一）厌氧活性污泥的性质和组成（一）厌氧活性污泥的性质和组成n由由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒。形成的污泥颗粒。n呈呈灰色灰色至黑色，至黑色，n有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的
48、沉降性能；有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；n颗粒厌氧活性污泥的直径在颗粒厌氧活性污泥的直径在05mm以上。以上。n微生物的组成主要有六种：微生物的组成主要有六种：n由由外外到到内内水水解解细细菌菌、发发酵酵细细菌菌、氢氢细细菌菌和和乙乙酸酸菌菌、甲甲烷烷菌菌、硫硫酸酸盐盐还还原原菌菌、厌厌氧氧原原生生动动物物其其中中产产甲甲烷烷丝丝菌菌是是厌厌氧氧活活性性污污泥泥的的中心骨架中心骨架第72页，讲稿共105张，创作于星期日73（二）厌氧活性污泥净化废水的作用机理n复复杂杂污污染染物物的的厌厌氧氧降降解解过过程程可可以以分分为为四四个个阶阶段段水水解解阶阶段段、发发酵酵阶
49、阶段（又称酸化阶段）、段（又称酸化阶段）、产乙酸阶段产乙酸阶段、产甲烷阶段产甲烷阶段n框图表示见下图框图表示见下图 1水解阶段水解阶段在细菌胞外酶的作用下大分子的有机物水解为小分子的有机物在细菌胞外酶的作用下大分子的有机物水解为小分子的有机物2 2发酵阶段发酵阶段 梭状芽孢杆菌梭状芽孢杆菌、拟杆菌等拟杆菌等酸化细菌酸化细菌吸收并转化为更为简单的化合物分泌到细胞吸收并转化为更为简单的化合物分泌到细胞外，产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨等外，产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨等第73页，讲稿共105张，创作于星期日74复杂有机物复杂有机物1 1水解水解 2 2发酵
50、发酵脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸 乙酸乙酸乙酸乙酸 HH2 2+CO+CO2 23 3产乙酸产乙酸 CHCH4 4+CO+CO2 2HH2 2S+COS+CO2 2硫酸盐还原硫酸盐还原4 4产甲烷产甲烷4 4产甲烷产甲烷硫酸盐还原第74页，讲稿共105张，创作于星期日75n n3 3 3 3产乙酸阶段产乙酸阶段产乙酸阶段产乙酸阶段n上上一一阶阶段段的的产产物物被被进进一一步步转转化化为为乙乙酸酸、氢氢气气、碳碳酸酸以以及及新新的的细细胞胞物物质质，这这一一阶阶段段的的主主导导细细菌菌是是乙乙酸酸菌菌。同同时时水水中中有有硫硫酸酸盐盐时时，还还会会有有硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌参与产乙酸过程。参与产乙