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1、优质文本环境生物技术复习要点第一章1 环境生物技术的概念?环境生物技术的概念:南大程树培教授:直接或间接利用完整的生物物体或生物体的某些组成局部或某些机能,建立降低或消除污染物产生的生产工艺,或能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统德国Timmis博士:应用生物圈的某局部使环境得以控制,或治理预定要进入生物圈的污染物的生物技术密歇根州立大学Tiedje教授:环境生物技术的核心是微生物学过程通俗定义:应用于环境污染治理方面的生物技术2 分为哪三个层次,分别是什么?分为高、中、低三个层次 高层次是指以基因工程为主导的现代污染防治生物技术,如降解杀虫剂、基因工程菌的构建等 中层次是指
2、传统的生物处理技术,如活性污泥法等 低层次是指利用天然处理系统进行废物处理的技术,如氧化塘系统等,特点是发挥自然界的生物环境功能三个层次没有重要及不重要之分,不同层次间是相互渗透和交叉应用3 基因工程菌是?将目的基因导入细菌体内使其表达、产生所需要的蛋白的细菌4活性污泥法?将空气连续鼓入大量溶解有机污染物的废水中,经一定时间后,形成由好氧性微生物繁殖而形成的活性污泥。活性污泥具有很强的吸附及氧化能力,能分解去除污水中的有机污染物 5 氧化塘?利用天然净化能力对污水进行处理 (塘水中自然繁育的微生物在其自身的代谢作用下,氧化分解废水中的有机物的)的构筑物 。净化过程及自然水体的自净过程相似 。以
3、太阳能为初始能量,通过在塘中种植水生植物,进行水产和水禽养殖,形成人工生态系统,在太阳能日光辐射提供能量作为初始能量的推动下,通过氧化塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化,将进入塘中污水的有机污染物进行降解和转化 。第二章1 废水生物处理是什么?概念:通过微生物的新陈代谢作用,将废水中的有机物的一局部转化为微生物的细胞物质,另一局部转化为比拟稳定的化学物质无机物或简单有机物的方法2 好氧生物处理原理,代谢作用?原理:在提供游离氧的前提下,以好氧微生物为主,使有机物降解的方法包括两种代谢:分解代谢和合成代谢3 BOD5、COD指什么?为什么BOD5/COD是可化降解的指标?BOD
4、5:五日生物耗氧量,指的是水中的微生物可以降解的有机物被降解后消耗的氧的量;也就是说用生物降解水中有机物5天所消耗的氧的总量。COD:用化学氧化剂(如高锰酸钾、重铬酸钾)氧化水中需氧污染物质时所消耗的氧气量,常以符号COD表示,计量单位为mgL,BOD5/COD指标是5日生化耗氧量及化学耗氧量的比值,是污水可生化降解性的指标,可反映污水可生化降解性的功能。4 BOD5/COD是可化降解的指标:5 好氧生物处理对水质的要求?溶解氧:废水中的溶解氧应在0.32mg/L之间,此时好氧菌和兼性菌都能进行好氧呼吸pH值:对好氧的处理,pH值应在69之间温度:水温在2040之间最为适宜微生物生长必须的营养
5、:微生物生长所需的六大营养元素:碳、氮、能源、生长因子(维生素)、无机盐(钾、钙、镁、铁等)毒性物质:多数重金属,如锌、铜、铅、铬等均含毒性,不利于微生物的成活。但如逐步提高有毒物质的浓度,那么有可能在一定程度上,使其适应新环境,而提高处理效率进水有机物的浓度:进水BOD5浓度一般在100600mg/L废水的可生化性:废水的可生化性一般用BOD5/COD值表示。当BOD5/COD0.5,采用生物处理效果明显;BOD5/COD0.3,那么不宜采用生物法处理6 活性污泥指什么?包括什么微生物?反响过程是什么?增值规律是怎样?增值曲线包括,特点活性污泥:将空气连续鼓入大量溶解有机污染物的废水中,经一
6、定时间后,形成由好氧性微生物繁殖而形成的活性污泥。微生物:好氧微生物和兼性厌氧微生物、兼有少量的专性厌氧微生物;细菌:动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等原生动物:钟虫、小口钟虫、肾形虫、草履虫、盖纤虫、变形虫后生动物:线虫、轮虫反响过程:吸附阶段:污水中的污染物在及活性污泥微生物接触过程中,被由微生物形成的絮凝体吸附及粘连氧化阶段:在有氧条件下,微生物利用局部被吸附摄入体内的有机物为营养,合成细胞物质,另一局部有机物被分解代谢,并释放能量絮凝体的形成及凝聚沉淀阶段:氧化阶段合成的菌体絮凝形成絮凝体,通过重力沉淀从水中别离出来,使水得到净化活性增殖规
7、律:活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反响、有机物被降解的必然结果,而微生物增殖的结果那么是活性污泥的增殖增殖曲线:对数增殖期:F/M值高(2.2),有机物丰富,营养物质不是微生物增殖的控制因素微生物的增值速率及有机基质浓度无关,仅由微生物本身特有的最小世代时间所控制,即只受微生物自身生理机能的限制微生物以最高速率对有机物进行摄取,以最高速率增殖,合成新细胞活性污泥具有高的能量水平,微生物的活动能力很强,污泥质地松散,不易形成较好的絮凝体,沉淀性能不佳 活性污泥的代谢速率极高,需氧量大减速增殖期:F/M值下降到一定水平后,有机物的浓度成为微生增殖的控制因素微生物的增殖速率及残存的有
8、机物呈正比有机底物的降解速率开始下降微生物的增殖速率逐渐下降,直至最终下降为零,但活性污泥的量仍持续增长并最终到达最高絮凝体开始形成,活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好出水水质有较大改善,且整个系统运行稳定内源呼吸期:内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率,从整体上来说,活性污泥的量在减少,最终所有的活细胞将消亡,而仅残留下内源呼吸的残留物,而这些物质多是难于降解的细胞壁等污泥的无机化程度较高,沉降性能良好,但凝聚性较差;有机物根本消耗殆尽,处理水质良好 7 F/M值是什么?在温度适宜、溶解氧充足、且不存在抑制物质的条件下,活性污泥微生物的增殖速率主要取决于微生物及有机基质的相对数量,
9、即有机基质(Food)及微生物(Microorganism)的比值,即F/M值。F/M值是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要因素。8活性污泥的性能指标:MLSS、MLVSS、SV、SVI的定义。固体物质:活细胞Ma、微生物内源代谢的残留物Me、由原废水夹入,难以生物降解的有机物Mi、由原废水夹入,附着在活性污泥上的无机物质Mii、混合液悬浮固体浓度MLSS:MLSS = Ma + Me + Mi + Mii混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS:MLVSS = Ma + Me + Mi 污泥沉降比SV 定义:将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟,其沉淀污泥及原混合液的体积比,一般以%表示污泥体
10、积指数SVI 定义:曝气池出口处混合液经30分钟静沉后,1g干污泥所形成的污泥体积,( ml/g)9 活性污泥运行的影响因素?溶解氧OD供氧缺乏:溶解氧浓度过低、微生物代谢受阻、净化功能下降、易于滋生丝状菌、产生污泥膨胀现象溶解氧浓度过高:氧的利用效率降低、增加动力费用水温最适温度:1535;2030,效果好,活动旺盛;15,35,效果,活动弱 ;5,45,效果很差营养物质碳源:组成生物细胞的主要物质,对碳源的需求量较大,一般BOD5100mg/L氮源:组成细胞的重要元素,其需要按BOD:N=100:5考虑盐类主要的无机盐类:P:按BOD5:N:P=100:5:1考虑,它是微生物需要量最多的无
11、机元素,约占全部无机盐元素的50%;还有K、Ca、F e 、S无机元素;微量无机元素对于生活污水,BOD5:N:P的比值为100:5:1,但经沉淀池处理后,其BOD5:N:P=100:20:25pH:最适pH介于6.58.5之间;低于4.5:原生动物消失,丝状菌占优势;高于9.0,微生物的代谢受抑制有毒和有抑制物质主要是重金属,H2S、CN、酚等,当超过一定浓度时,就破坏细胞结构,抑制代谢有机负荷率有机负荷率BOD污泥负荷F/M:表示曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质的量。10 活性污泥法的工艺流程?主要组成成分?活性污泥法的工艺流程:活性污泥法通常是由曝气池、沉淀池、污泥回
12、流和剩余污泥排除系统所组成主要组成成分:曝气池:反响的主体,有机物被降解,微生物得以增殖二次沉淀池:泥水别离,保证出水水质;浓缩污泥,保证污泥回流,维持曝气池内的污泥浓度。回流系统:维持曝气池内的污泥浓度;回流比的改变,可调整曝气池的运行工况剩余污泥: 去除有机物的途径之一;维持系统的稳定运行供氧系统:为微生物提供溶解氧11 曝气的作用、类型?曝气的作用:向液相供应溶解氧,并起搅拌和混合作用鼓风曝气:曝气系统由加压设备鼓风机、空气扩散装置和管道三局部组成。空气以气泡的形式扩散到混合液,使气泡中的氧迅速转移到液相供微生物需要并搅拌混合液 机械曝气:是以装在曝气池水面的外表曝气机的快速转动,进行外
13、表充氧12 活性污泥系统的主要运行方式八种各自的特点?比拟?传统活性污泥法(又称推流式活性污泥法)特征:有机物的吸附及代谢在一个曝气池中连续进行活性污泥经历了一个生长周期:对数增长期减速增长期内源呼吸期。经历了吸附及代谢二个阶段有机物由多少,耗氧量由大小池首往往供氧缺乏,后段供氧过剩,池前段DO(溶解氧)浓度较低,沿池长逐渐增高完全混合活性污泥法特征:可以方便地通过对F/M的调节,使反响器内的有机物降解反响控制在最正确状态进水一进入曝气池,就立即被大量混合液所稀释,所以对冲击负荷有一定的抵抗能力适合于处理较高浓度的有机工业废水优点和缺点:池内水质均匀一致,各点相同池内需氧均匀,动力消耗小于推流
14、式微生物对有机物的降解动力低,易产生污泥膨胀;处理水水质较差阶段曝气活性污泥法(又称多点进水法)特点:分段多点进水,负荷分布均匀,均化了需氧量,防止了前段供氧缺乏,后段供氧过剩的缺点废水分段注入,提高了曝气池对冲击负荷的适应能力吸附-再生活性污泥法(又称生物吸附法或接触稳定法 )特点:有机污染物去除过程的两个阶段即吸附阶段和降解阶段在空间上分开,使这两个反响在不同的反响器中进行 吸附时间较短(3060min),吸附池池容较小,节省基建费用,再生池只对回流污泥再生具有一定的耐冲击负荷的能力,当吸附池的活性污泥遭到破坏时,可由再生池的污泥予以补充 处理效果低于普通活性污泥法 不宜处理溶解性有机物较
15、多的污水延时曝气活性污泥法特点:有机负荷率非常低,延长曝气时间到13d,使微生物处于内源呼吸阶段。污水中有机物全部用于微生物能量代谢,转化为二氧化碳,不产生剩余污泥或只产生很少的剩余污泥优点和缺点:此工艺可以认为是污水好氧处理和污泥好氧消化同时处理处理出水出水水质稳定性较好,对废水冲击负荷有较强的适应性缺点是池容大、曝气时间长,占地面积大;建设费用和运行费用高高负荷活性污泥法特点:有机负荷率高,曝气时间短,对废水的处理效果较低在系统和曝气池的构造等方面及传统法相同纯氧曝气活性污泥法特点:纯氧中氧的分压比空气约高5倍,纯氧曝气可大大提高氧的转移效率氧的转移率可提高到80-90%,而一般的鼓风曝气
16、仅为525%左右可使曝气池内活性污泥浓度高达40007000mg/l,能够大大提高曝气池的容积负荷剩余污泥产量少,SVI值也低,污泥膨胀较少发生13 活性污泥法中常见的问题?污泥膨胀的种类?解决方法?污泥膨胀:正常的活性污泥沉降性能良好,其污泥体积指数SVI在50150之间。由于某种原因导致活性污泥比重减轻,SVI值不断增加,在沉淀池沉淀不下来,导致出水水质变差和污泥流失,这种现象称之为污泥膨胀 种类:丝状菌膨胀:由于丝状菌大量繁殖,菌丝体相互交织,使污泥内部结构松散,同时菌丝体伸出污泥外相互接触架桥,支撑着污泥絮凝体,使污泥体积膨胀,密度变小,难于沉降 非丝状菌膨胀:由于积累了大量的高黏度亲
17、水性多糖物质,从而结合了大量的水分子,结合水可占污泥干重的350(正常的恬性污泥结合水为污泥千重的90左右)。大量的结合水使活性污泥容重减轻,不易沉降,体积膨胀。这种活性污泥膨胀不是由于大量的丝状菌存在,所以叫非丝状菌膨胀,又叫结合水膨胀或高黏性膨胀 解决方法:投加适量的絮凝剂,增加活性污泥的比重:比拟常用的絮凝剂有三氯化铁、明矾和硅藻土等,有时候也投加适量的厌氧消化污泥来改善活性污泥的沉降性能投加化学药剂,杀灭丝状菌:由于丝状菌具有比非丝状菌更大的比外表积,对化学药剂的接触面积更大,所以丝状菌对化学药剂更敏感,因此投加适量的化学药剂可以到达杀死丝状菌而又不伤害非丝状菌的目的。常用的化学药剂有
18、漂白粉、二氧化氯和液氯 当进水浓度大,出水水质差时,加强曝气提高供氧量;加大排泥量,提高进水浓度污泥上浮(了解),污泥的致密及减少(了解),泡沫问题(了解)14什么是生物膜?生物膜的原理?分为哪几层?及活性污泥的区别?根本流程?微生物附着在特定的载体外表上形成独特的微生物群体结构并以固着方式生长时形成生物膜。当污水流经生物膜外表时,污水中的有机物被微生物所吸附、吸收和降解原理:生物膜首先吸附附着水层有机物,由好气层的好气菌将其分解,再进入厌气层进行厌气分解,流动水层那么将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜,如此往复以到达净化污水的目的生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层区别:
19、生物膜法需要载体,活性污泥不需要载体,所以生物膜是固定的,活性污泥是可流动的。生物膜抗水质变化冲击能力较强生物相多样化,各种微生物的联合作用有利于大分子和难降解物质的降解生物膜法比活性污泥法的剩余污泥量要少可以承受较高的有机负荷优点:具有无污泥膨胀现象,运行管理方便,动力消耗少等缺点:填料及其支撑结构的一次性投资较大,填料容易堵塞等根本流程:废水经初次沉淀池后进入生物膜反响器在生物膜反响器中经生物氧化去除有机物后,再通过二次沉淀池出水初次沉淀池的作用是预先去除废水中的悬浮物,防止生物膜反响器受大块物质的堵塞二次沉淀池的作用是去除从填料上脱落入废水的生物膜生物膜的含水率比活性污泥小,污泥沉淀速度
20、较大,二次沉淀池容积较小由于生物固着生长,不需要回流接种,一般生物过滤中无二次沉淀池污泥回流。但是,为了稀释原废水和保证对滤料层的冲刷,高负荷滤池及塔式生物滤池常采用出水回流 15 生物滤池的组成成分?滤料的种类?影响生物滤池的因素?生物滤池由滤床、布水系统和排水系统等三局部组成滤料的种类普通滤池常用的滤料为碎石、煤渣和焦炭等,而塔式滤池一般采用塑料滤料。影响生物滤池的因素:滤池高度,负荷,处理水回流,供氧滤池高度:有机物的去除效果随滤床深度的增加而提高,去除速率随深度的增加而降低负荷:是影响生物滤池性能的主要参数,通常分有机负荷和水力负荷两种有机负荷指单位时间供应单位体积滤料的有机物量 水力
21、负荷是指单位面积滤池或单位体积滤料每天流过的废水量包括回流量有机负荷高的生物滤池,生物膜增长快,需要较高的水力负荷处理水回流:1.进水有机物浓度较高如COD400mg/L;2水量很小,无法维持水力负荷在最小经验值以上时;3.废水中某种污染物在高浓度时可能抑制微生物生长 供氧:影响滤池自然通风的因素滤池内外的气温差以及滤池的高度。温差愈大,滤池内的气流阻力愈小亦即滤料粒径大、孔隙大、通风量也就愈大 供氧条件及有机负荷密切相关。当进水有机物浓度较低时,自然通风供氧是充足的,但当进水COD400500mg/L时,那么出现供氧缺乏,生物膜好氧层厚度较小,故需采用回流稀释或机械通风等措施,以保证滤池供氧
22、充足 第三章1 什么叫厌氧生物处理?厌氧生物处理的过程包括哪些阶段?在断绝及空气接触的条件下,依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用,对有机物进行生物降解的过程,称为厌氧生物处理法或厌氧消化法水解酸化阶段:复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物,然后渗入细胞体内,分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类。这个阶段主要产生较高级脂肪酸产氢产乙酸阶段: 在产氢产乙酸细菌的作用下,第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2,在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2产甲烷阶段:产甲烷细菌将乙酸、乙酸胺、CO2和H2等转化为甲烷。此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成,一组把氢和
23、二氧化碳转化成甲烷,另一组从乙酸或乙酸胺产生甲烷,前者约占总量的1/3,后者约占2/32 厌氧和好氧相比的优缺点?优点:既适用于高浓度废水,又适用于中低浓度废水能耗低,厌氧法产生的沼气可作为能源有机负荷高,厌氧法为210kgCOD/m3d剩余污泥量少,厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多 氮、磷营养需要量少:厌氧法的C:N:P为100:2.1:0.5厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或局部降解 厌氧活性污泥可以长期贮存缺点:反响过程较为复杂,厌氧微生物增殖缓慢,设备启动时间长出水往往达不到排放标准,需要进一步处理对温度、pH等环境因素较敏感3 厌氧生物处理的影响因素?厌
24、氧生物处理三种发酵状态?温度:温度主要影响微生物的生化反响速度,及有机物的分解速率有关 pH:产甲烷菌对pH值的变化敏感,其最适pH值范围为6.87.2,在8.2时,产甲烷菌会受到严重抑制厌氧体系中的pH值受多种因素的影响:进水pH值、进水水质有机物浓度、有机物种类等、生化反响、酸碱平衡、气固液相间的溶解平衡等如果有机物负荷太大,水解和产酸过程的生化速率大大超过气化速率,将导致挥发性脂肪酸的积累和pH值的下降,抑制甲烷细菌的生理机能。最终使气化速率锐减,甚止停止氧化复原电位:无氧环境是严格厌氧的产甲烷菌繁殖的最根本条件之一,厌氧环境主要以体系中的氧化复原电位反映产甲烷菌对氧和氧化剂非常敏感。产
25、甲烷菌初始繁殖的环境条件是氧化复原电位不能高于-330mV, 相当于2.361056L水中有1mol氧氧气和其它一些氧化剂或氧化态物质的存在如某些工业废水中含有的Fe3+、Cr2O72-、NO3-、SO42-以及酸性废水中的H+等,同样能使体系中的氧化复原电位升高。当其浓度到达一定程度时,同样会危害厌氧消化过程的进行营养:厌氧微生物对N、P等营养物质的要求略低于好氧微生物,其要求COD:N:P = 200:5:1;多数厌氧菌不具有合成某些必要的维生素或氨基酸的功能,所以有时需要投加:K、Na、Ca等金属盐类;微量元素Ni、Co、Mo、Fe等;有机微量物质:酵母浸出膏、生物素、维生素等 F/M比
26、:厌氧生物处理的有机物负荷较好氧生物处理更高,一般可达510kgCOD/m3.d,甚至可达5080 kgCOD/m3.d;无传氧的限制;可以积聚更高的生物量产酸阶段的反响速率远高于产甲烷阶段,因此必须十分谨慎地选择有机负荷高的有机容积负荷的前提是高的生物量,而相应较低的污泥负荷高的有机容积负荷可以缩短HRT,减少反响器容积有毒物质:常见的抑制性物质有:硫化物、氨氮、重金属、氰化物及某些有机物;硫化物和硫酸盐:硫酸盐和其它硫的氧化物很容易在厌氧消化过程中被复原成硫化物可溶的硫化物到达一定浓度时,会对厌氧消化过程主要是产甲烷过程产生抑制作用投加某些金属如Fe可以去除S2-,或从系统中吹脱H2S可以
27、减轻硫化物的抑制作用。氨氮:氨氮是厌氧消化的缓冲剂但浓度过高,那么会对厌氧消化过程产生毒害作用;抑制浓度为50200mg/l,但驯化后,适应能力回得到加强重金属使厌氧细菌的酶系统受到破坏酸性发酵状态:当有机物负荷率很高时,由于供应产酸菌的食物相当充分,致使作为其代谢产物的有机物酸产量很大,超过了甲烷细菌的吸收利用能力,导致有机酸在消化液中的积累和pH值以下均指大气压条件下的实测值下降,其结果是使消化液显酸性pH7。这种在酸性条件下进行的厌氧消化过程称为酸性发酵状态,它是一种低效而又不稳定的发酵状态,应尽量防止。 弱碱性发酵状态:当有机负荷率适中时,产酸细菌代谢产物中的有机酸根本上能被甲烷细菌及
28、时地吸收利用,并转化为沼气,溶液中残存的有机酸量一般为每升数百毫克。此时消化液中pH值维持在77.5之间,溶液呈弱碱性。这种在弱碱性条件下进行的厌氧消化过程称之为弱碱性发酵状态,它是一种高效而又稳定的发酵状态,最正确负荷率应达此状态。 碱性发酵状态:当有机物负荷率偏小时,供应产酸细菌的食物缺乏,产酸量偏少,不能满足甲烷细菌的需要。此时,消化液中的有机酸残存量很少,pH值偏高,在pH值偏高大于7.5的条件下进行的厌氧消化过程,称为碱性发酵状态。如前所述,由于负荷偏低,因而是一种虽稳定但低效的厌氧消化状态。 4 厌氧生物处理过程中为什么要谨慎地选择有机物浓度?产酸阶段的反响速率远高于产甲烷阶段,因
29、此必须十分谨慎地选择有机负荷高的有机容积负荷的前提是高的生物量,而相应较低的污泥负荷5 厌氧生物处理工艺:传统厌氧消化池、高速厌氧消化池、两级消化池各自的特点?传统厌氧消化池:又称低速消化池,无加热和搅拌装置;有分层现象:只有局部容积有效,HRT很长3090天高速厌氧消化池:设有加热和搅拌装置;缩短了有机物稳定所需的时间,也提高 了沼气产量,在中温3035C条件下,一般消化时间为15天左右,运行稳定;但搅拌使高速消化池内的污泥得不到浓缩,上清液不能别离,污泥易随水流带走消化速率很低两级消化池:两级串联,第一极是高速消化池,第二级那么不设搅拌和加热,主要起沉淀浓缩和贮存的作用,并能别离上清液 6
30、 厌氧接触法存在的问题?存在的问题:混合液难于在沉淀池中进行固液别离,即污泥难以沉淀原因:污泥上附着有小气泡,且污泥在二沉池中还有活性,还会产生气体,导致已下沉的污泥上浮解决方法:脱气真空脱气,由消化池排出的混合液经真空脱气器,将污泥絮体上的气泡除去,改善污泥的沉淀性能热交换器急冷法,将从消化池排出的混合液进行急速冷却,如中温消化液35冷到1525,可以控制污泥继续产气,使厌氧污泥有效地沉淀絮凝沉淀,向混合液中投加絮凝剂,使厌氧污泥易凝聚成大颗粒,加速沉降用超滤器代替沉淀池,以改善固液分高效果7 升流式厌氧污泥层反响器UASB反响流程,有什么独特之处?反响流程:废水自下而上地通过厌氧污泥床反响
31、器,在反响器的底部有一个高浓度可达60-80g/L、高活性的污泥层,大局部的有机物在这里被转化为CH4和C02。由于气态产物消化气的搅动和气泡粘附污泥,在污泥层之上形成一个污泥悬浮层。反响器的上部设有三相别离器,完成气、液、泥三相的别离。被别离的沼气从上部导出,被别离的污泥那么自动滑落到悬浮污泥层。出水那么从澄清区流出 优点:反响器内污泥浓度高,一般平均污泥浓度为3040g/L有机负荷高,水力停留时间短,中温消化,COD容积负荷一般为1020kgCOD/m3d反响器内设三相别离器,被沉淀区别离的污泥能自动回流到反响区,一般无污泥回流设备无混合搅拌设备,投产运行正常后,利用本身产生的沼气和进水来
32、搅动污泥床内不填载体,节省造价及防止堵塞问题缺点:反响器内有短流现象,影响处理能力进水中的悬浮物应比普通消化池低得多,特别是难消化的有机物固体不宜太高运行启动时间长,对水质和负荷变化比拟敏感8 厌氧生物滤池的反响流程?反响流程:厌氧微生物附着于填料的外表生长,当废水通过填料层时,在填料外表的厌氧生物膜作用下,废水中的有机物被降解并产生沼气,沼气从池顶部排出。滤池中的生物膜不断地进行新陈代谢,脱落的生物膜随出水流出池外9 厌氧流化床的反响流程?反响流程:借鉴流态化技术的一种生物反响装置,它以小粒径载体为流化粒料,废水作为流化介质,当废水以升流式通过床体时,及床中附着于载体上的厌氧微生物膜不断接触
33、反响,到达厌氧生物降解目的,产生沼气,于床顶部排出第四章1 生物脱氮的原理,三个反响过程具体,分别需要什么菌?生物脱氮是在微生物的作用下,将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程其中包括氨化、硝化和反硝化三个反响过程氨化作用:有机氮氨态氮 硝化作用:氨氮硝酸盐氮反硝化作用:硝酸盐氮气态氮 氨化反响:在氨化菌的作用下,有机氮化合物分解、转化为氨态氮以氨基酸为例;RCHNH2COOH+O2RCOOH+CO硝化反响:硝化反响是在好氧条件下,将NH4转化为NO2和NO3的过程硝化细菌:亚硝酸菌和硝酸菌两种菌的统称,两种菌共同完成硝化过程硝化菌的特点:化能自养菌,生长率低,对环境条件变化较为敏感。温
34、度、溶解氧、污泥龄、pH、有机负荷等都会对它产生影响反硝化反响:反硝化反响是指在无氧条件下,反硝化菌将硝酸盐氮NO3和亚硝酸盐氮NO2复原为氮气的过程特点:反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌在有氧存在时,以氧气进行呼吸;在无氧而有NO3或NO2存在时,那么以NO3或NO2为电子受体,以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反响种类:假单胞菌属、反硝化杆菌数、小球菌属、嗜气杆菌属、碱杆菌属等2硝化反响的条件?为什么硝化反响要求废水中的有机物含量不能过高?要求有较长的污泥龄?条件:1好氧状态:DO2mg/L;1gNH3-N完全硝化需氧4.57g,即硝化需氧量2消耗废水中的碱度:1gNH3-N完全硝化需碱度7
35、.1g以CaCO3计,废水中应有足够碱度,以维持pH值不变,硝化菌适宜的pH范围:8.0-8.43硝化反响的适宜温度为2030,低于15时,反响速度迅速下降,5时反响几乎完全停止 4污泥龄必须大于其最小的世代时间5废水中有机物含量不应过高,BOD520mg/L6重金属、高浓度的NH4+-N和NOX-N对硝化反响有抑制作用3 反硝化反响包括哪几种作用?以哪种作用为主?反硝化反响的条件?反硝化过程包括反硝化细菌的同化作用(合成代谢)和异化作用(分解代谢)以异化反硝化为主(异化占96%,同化占4%)条件:溶解氧:DOC10-C24或更长的直链烷烃小于C10的支链烷烃C10-C24或更长的支链烷烃单环
36、芳烃多环芳烃杂环芳烃低硫、高饱和烃的粗油最易降解,高硫、高芳香族烃类化合物的纯油最难降解温度:在0-70C的环境中均发现有降解石油烃类的微生物大多数微生物在常温下较易降解石油烃类低温会导致降解时间延长且使微生物降解率降低,如20 C时的降解速率高于10 C的降解速率。原因是:温度会影响石油烃的粘度,一些具有毒性的正烷烃及芳香烃在低温时很难挥发,使酶受到影响,酶活性降低常温下,温度的升高能加速生物降解,但温度如高于37-40 C以上时,石油烃类化合物对微生物细胞膜的毒性将不断增加营养物:石油烃的微生物代谢需要氮、磷、铁、镁等营养物质的参及自然条件下,氮源和磷源常成为微生物降解烃类的限制因子研究指出,在含油污泥中生物降解到达最大时的C/N为60:1,C/P为800:1添加营养物质使海洋中石油烃的降解率比没有投加营养物质时增加23%氧含量:自然环境中,大多数的石油烃类是在好氧条件下被降解的厌氧条件下也会