第九章环境工程中的微生物应用PPT讲稿.ppt

第九章 环境工程中的微生物应用第1页，共79页，编辑于2022年，星期三有机污染物种类有机污染物种类来源来源人工合成人工合成天然成分天然成分分子量分子量复杂复杂简单简单浓度浓度高浓度高浓度低浓度低浓度形态形态固态固态液态液态气态气态降解能力降解能力可生物降解可生物降解非生物降解非生物降解决定是否采用微生物处理决定是否采用微生物处理、选用哪种微生物处理方法选用哪种微生物处理方法决定是否采用微生物处理决定是否采用微生物处理、选用哪种微生物处理方法选用哪种微生物处理方法9.2 9.2 微生物技术在污水处理中的应用微生物技术在污水处理中的应用 第2页，共79页，编辑于2022年，星期三依据微生物在构筑物中处于悬浮状依据微生物在构筑物中处于悬浮状态或固着状态划分态或固着状态划分第3页，共79页，编辑于2022年，星期三9.2.1好氧微生物处理好氧微生物处理 有机污染物好氧微生物处理的有机污染物好氧微生物处理的一般途径一般途径 第4页，共79页，编辑于2022年，星期三9.2.1好氧微生物处理好氧微生物处理 第5页，共79页，编辑于2022年，星期三污染物的吸附转化情况污染物的吸附转化情况废废水水中中的的污污染染物物无机悬浮固体污染物无机悬浮固体污染物 不可生物降解有机悬浮固体污染物不可生物降解有机悬浮固体污染物 可生物降解有机悬浮固体污染物可生物降解有机悬浮固体污染物 可生物降解的有机溶解性污染物可生物降解的有机溶解性污染物 无机溶解性污染物无机溶解性污染物 不可生物降解有机溶解性污染物不可生物降解有机溶解性污染物 基本吸附于微生基本吸附于微生物物表面表面混入污泥混入污泥 转化为转化为新的微生物新的微生物机体机体和和COCO2 2、H H2 2O O部分转移到部分转移到新的生物机体新的生物机体中中 部分留于废水中部分留于废水中基本留于废水中基本留于废水中第6页，共79页，编辑于2022年，星期三1 1、活性污泥法、活性污泥法 （1 1）活性污泥的基本特性）活性污泥的基本特性 组成：组成：有机和无机的固体有机和无机的固体好氧微生物好氧微生物兼性厌氧微生物兼性厌氧微生物专性厌氧微生物专性厌氧微生物絮状体或绒粒絮状体或绒粒依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物.活性污泥活性污泥：以降解有机污：以降解有机污染物的微生物为主体，与污染物的微生物为主体，与污水中悬浮物、胶体物质组成水中悬浮物、胶体物质组成的的絮状混合物絮状混合物。第7页，共79页，编辑于2022年，星期三（1）活性污泥的基本特性）活性污泥的基本特性性质：性质：含水率含水率99%99%具沉降性；具沉降性；具生物活性具生物活性絮体大小为絮体大小为0.020.2mm0.020.2mm具一定具一定pHpH缓冲能力缓冲能力完合混合式曝气池完合混合式曝气池：分布均：分布均匀匀推流式曝气池推流式曝气池：各区段之间：各区段之间存在种群和数量差异存在种群和数量差异微生物分布状态微生物分布状态：第8页，共79页，编辑于2022年，星期三（1 1）活性污泥的基本特性）活性污泥的基本特性 污泥中微生物的浓度：污泥中微生物的浓度：混合悬浮固体（混合悬浮固体（MLSSMLSS）：）：1L 1L活性污泥混合液中含干固体的毫克数（有机和无机）活性污泥混合液中含干固体的毫克数（有机和无机）混合液挥发性悬浮固体（混合液挥发性悬浮固体（MLVSSMLVSS）：）：1L1L活性污泥中含恒量、干的挥发性固体的毫克数（代表有机固体活性污泥中含恒量、干的挥发性固体的毫克数（代表有机固体微生物）微生物）一般的城市污水处理：一般的城市污水处理：20003000mg/L20003000mg/L工业废水处理：工业废水处理：3000mg/L3000mg/L左右左右高浓度的工业废水生物处理：高浓度的工业废水生物处理：30005000mg/L30005000mg/L。第9页，共79页，编辑于2022年，星期三（1 1）活性污泥的基本特性）活性污泥的基本特性 活性污泥的生物相：活性污泥的生物相：菌胶团：菌胶团：有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团，式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团，叫做叫做菌胶团菌胶团。菌胶团中的菌体，由于包埋于胶质中，故不易被。菌胶团中的菌体，由于包埋于胶质中，故不易被原生动物吞噬，有利于沉降。原生动物吞噬，有利于沉降。活性污泥常见微生物活性污泥常见微生物：细菌，放线菌、真菌，原生动物和后生：细菌，放线菌、真菌，原生动物和后生动物，它们组成了一个特有的动物，它们组成了一个特有的生态系统生态系统。污泥膨胀污泥膨胀：活性污泥沉降性能变差的现象。有非丝状菌性膨胀：活性污泥沉降性能变差的现象。有非丝状菌性膨胀和丝状菌性膨胀两种，前者系因黏性物质大量积累而引起，后和丝状菌性膨胀两种，前者系因黏性物质大量积累而引起，后者系丝状菌异常增长而引起。者系丝状菌异常增长而引起。第10页，共79页，编辑于2022年，星期三（2）活性污泥法净化反应过程 (1)(1)在良好的状态下，无机和不可降解的悬浮固体经活性在良好的状态下，无机和不可降解的悬浮固体经活性污泥法处理，基本上被微生物吸附，其量不变。污泥法处理，基本上被微生物吸附，其量不变。(2)(2)对于城市生活污水，其中可生物降解的有机物量约为对于城市生活污水，其中可生物降解的有机物量约为2/32/3转化为微生物细胞，转化为微生物细胞，1/31/3氧化为氧化为COCO2 2和水。氧化过程释放和水。氧化过程释放的能量供微生物繁殖和活动之需。的能量供微生物繁殖和活动之需。第11页，共79页，编辑于2022年，星期三 (3)(3)活性污泥法统中，既存在着有机物质的代谢和微生活性污泥法统中，既存在着有机物质的代谢和微生物的增长繁殖，也存在着细胞物质的自身代谢和微生物物的增长繁殖，也存在着细胞物质的自身代谢和微生物之间通过食物链进行的代谢过程。之间通过食物链进行的代谢过程。(4)(4)由于内源代谢产物的不可生物降解性，使可生物降解有由于内源代谢产物的不可生物降解性，使可生物降解有机物的化学需氧量机物的化学需氧量CODCODB B不等于完全生化需氧量不等于完全生化需氧量BODBODL L 。(5)(5)各种形态的活性污泥的细胞组成基本相同。根据分析，各种形态的活性污泥的细胞组成基本相同。根据分析，其组成可用其组成可用C C5 5H H9 9O O2.52.5N N或或C C5 5H H7 7NONO2 2表示。表示。第12页，共79页，编辑于2022年，星期三传统活性污泥法传统活性污泥法 渐渐 减减 曝曝 气气分分 步步 曝曝 气气完全混合法完全混合法浅浅 层层 曝曝 气气深深 层层 曝曝 气气高负荷曝气或变形曝气高负荷曝气或变形曝气克克 劳劳 斯斯 法法延延 时时 曝曝 气气接触稳定法接触稳定法氧氧 化化 沟沟纯纯 氧氧 曝曝 气气活性污泥生物滤池（活性污泥生物滤池（ABFABF工艺）工艺）吸附生物降解工艺（吸附生物降解工艺（ABAB法）法）序批式活性污泥法（序批式活性污泥法（SBRSBR法）法）（3）活性污泥法的主要类型有机物去除和有机物去除和氨氮硝化氨氮硝化第13页，共79页，编辑于2022年，星期三活性污泥增长速率活性污泥增长速率有机物的浓度有机物的浓度有机物的降解速率有机物的降解速率需氧速率需氧速率溶氧浓度溶氧浓度池首到池尾的动态变化池首到池尾的动态变化传统活性污泥法第14页，共79页，编辑于2022年，星期三优点：优点：BODBOD5 5去除率可达去除率可达90%90%适适于于处处理理净净化化程程度度和和稳稳定定程程度度要求较高的污水要求较高的污水对污水处理程度比较灵活对污水处理程度比较灵活缺点：缺点：溶解氧的供求矛盾溶解氧的供求矛盾推流式活性污泥法第15页，共79页，编辑于2022年，星期三在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的。度方向是逐步下降的。实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧量超实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧量超过需要。过需要。渐减曝气的渐减曝气的目的目的就是合理地布置扩散器，使布气沿程就是合理地布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气量不变，这样可以提高处理效率。变化，而总的空气量不变，这样可以提高处理效率。渐减曝气第16页，共79页，编辑于2022年，星期三 渐渐 减减 曝曝 气气第17页，共79页，编辑于2022年，星期三 把入流的一部分从池端引入到池的中部，把入流的一部分从池端引入到池的中部，分段分段多点进水多点进水。阶段曝气法分布曝气示意图第18页，共79页，编辑于2022年，星期三 吸附再生活性污泥法 混合液曝气过程中第一阶段混合液曝气过程中第一阶段BODBOD5 5的下降是由于吸附的下降是由于吸附作用造成的，对于溶解的有机物，吸附作用不大或作用造成的，对于溶解的有机物，吸附作用不大或没有，因此，把这种方法称为没有，因此，把这种方法称为接触稳定法接触稳定法，也叫吸附，也叫吸附再生法。混合液的曝气完成了吸附作用，回流污泥的再生法。混合液的曝气完成了吸附作用，回流污泥的曝气完成稳定作用。曝气完成稳定作用。第19页，共79页，编辑于2022年，星期三直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流处理效果直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流处理效果好；可省去初沉池；此方法剩余污泥量增加。好；可省去初沉池；此方法剩余污泥量增加。吸附再生活性污泥法 第20页，共79页，编辑于2022年，星期三完完 全全 混混 合合 法法 在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，长条形池相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，长条形池子中也能做到完全混合状态。子中也能做到完全混合状态。第21页，共79页，编辑于2022年，星期三（1 1）池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生）池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生活环境也基本相同。活环境也基本相同。（2 2）入流出现冲击负荷时，池液的组成变化较小，增加的）入流出现冲击负荷时，池液的组成变化较小，增加的负荷可为全池混合液所分担，而不是像推流中仅由部分回流负荷可为全池混合液所分担，而不是像推流中仅由部分回流污泥承担。完全混合池是一个大的缓冲器和均和池，在工业污泥承担。完全混合池是一个大的缓冲器和均和池，在工业污水的处理中有一定优点。污水的处理中有一定优点。（3 3）池液里各个部分的需氧量比较均匀。）池液里各个部分的需氧量比较均匀。完全混合法的特征完全混合法的特征完完 全全 混混 合合 法法 第22页，共79页，编辑于2022年，星期三第23页，共79页，编辑于2022年，星期三 延时曝气的特点：延时曝气的特点：曝气时间很长，达曝气时间很长，达24h24h甚至更长，甚至更长，MLSSMLSS较高，达到较高，达到300030006000mg/L6000mg/L；活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，剩活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态，剩余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放；余污泥少而稳定，无需消化，可直接排放；适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污水处理适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污水处理系统多有使用。系统多有使用。延延 时时 曝曝 气气 第24页，共79页，编辑于2022年，星期三第25页，共79页，编辑于2022年，星期三深层曝气深井曝气法处理流程深井曝气法处理流程深井曝气池简图深井曝气池简图第26页，共79页，编辑于2022年，星期三序批式活性污泥法（SBR法）SBRSBR工艺的基本运行模式由工艺的基本运行模式由进水、反应、沉进水、反应、沉淀、出水和闲置淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。依次进行的。第27页，共79页，编辑于2022年，星期三 (1)(1)工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；池的功能，无污泥回流设备；(2)(2)耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；无需设置调节池；(3)(3)反应推动力大反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水易于得到优于连续流系统的出水水质水质;(4)(4)运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；可达到脱氮除磷的效果；(5)(5)污泥沉淀性能好污泥沉淀性能好,SVI,SVI值较低值较低,能有效地防止丝状菌膨胀能有效地防止丝状菌膨胀;(6)(6)该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。加以控制，便于自控运行，易于维护管理。序批式活性污泥法（SBR法）第28页，共79页，编辑于2022年，星期三 (1)(1)容积利用率低；容积利用率低；(2)(2)水头损失大；水头损失大；(3)(3)出水不连续；出水不连续；(4)(4)峰值需氧量高；峰值需氧量高；(5)(5)设备利用率低；设备利用率低；(6)(6)运行控制复杂；运行控制复杂；(7)(7)不适用于大水量。不适用于大水量。序批式活性污泥法（SBR法）SBRSBR工工艺艺的的缺缺点点第29页，共79页，编辑于2022年，星期三吸附生物降解工艺（AB法）第30页，共79页，编辑于2022年，星期三A A级以高负荷或超高负荷运行，级以高负荷或超高负荷运行，B B级以低负荷运行，级以低负荷运行，A A级曝气池停留时间短，级曝气池停留时间短，303060min60min，B B级停留时间级停留时间2 24h4h。该系统不设初沉池，该系统不设初沉池，A A级曝气池是一个开放性的生物级曝气池是一个开放性的生物系统。系统。A A、B B两级各自有独立的污泥回流系统，两级的两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混。污泥互不相混。处理效果稳定，具有抗冲击负荷和处理效果稳定，具有抗冲击负荷和pHpH变化的能力。该变化的能力。该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。工艺还可以根据经济实力进行分期建设。吸附生物降解工艺（AB法）第31页，共79页，编辑于2022年，星期三 氧化沟是延时曝气法氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气在沟槽中设有表面曝气装置。装置。曝气装置的转动，推曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，动沟内液体迅速流动，具有具有曝气和搅拌曝气和搅拌两个作两个作用，沟中混合液流速约用，沟中混合液流速约为为0.30.30.6m/s0.6m/s，使活，使活性污泥呈悬浮状态。性污泥呈悬浮状态。氧 化 沟 第32页，共79页，编辑于2022年，星期三活性污泥生物滤池（ABF工艺）上图为上图为ABFABF的流程，在通常的活性污泥过程之前设置一个的流程，在通常的活性污泥过程之前设置一个塔式滤池，它同曝气池可以是串联或并联的。塔式滤池，它同曝气池可以是串联或并联的。第33页，共79页，编辑于2022年，星期三塔式滤池滤料表面附着很多的活性污泥，因此滤塔式滤池滤料表面附着很多的活性污泥，因此滤料的材质和构造不同于一般生物滤池。料的材质和构造不同于一般生物滤池。滤池也可以看作采用表面曝气特殊形式的曝气池，滤池也可以看作采用表面曝气特殊形式的曝气池，塔是一外置的强烈充氧器。因而塔是一外置的强烈充氧器。因而ABFABF可以认为是一可以认为是一种复合式活性污泥法。种复合式活性污泥法。活性污泥生物滤池（ABF工艺）第34页，共79页，编辑于2022年，星期三1 1、活性污泥法、活性污泥法 （4 4）活性污泥运行的影响因素及其控制）活性污泥运行的影响因素及其控制 a.a.溶解氧（溶解氧（ODOD）供供 氧氧 不不 足足溶解氧浓度过低溶解氧浓度过低微生物代谢受阻微生物代谢受阻净化功能下降净化功能下降易于滋生丝状菌易于滋生丝状菌产生污泥膨胀现象产生污泥膨胀现象在曝气池出口处的混合液中的溶解氧保持在在曝气池出口处的混合液中的溶解氧保持在2mg/L2mg/L左右左右溶解氧浓度过高溶解氧浓度过高氧的利用效率降低氧的利用效率降低增加动力费用增加动力费用第35页，共79页，编辑于2022年，星期三1 1、活性污泥法、活性污泥法（4）活性污泥运行的影响因素及其控制）活性污泥运行的影响因素及其控制 b.b.水温水温 最适温度：最适温度：15301530最低温度：最低温度：1010c.营养物质 一是各种营养物质比例要适宜。二是营养物质的浓度要适中 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。kg/(kgd)第36页，共79页，编辑于2022年，星期三1 1、活性污泥法、活性污泥法 （4 4）活性污泥运行的影响因素及其控制）活性污泥运行的影响因素及其控制 d.pHd.pH最适最适pHpH介于介于6.58.56.58.5之间之间低于低于4.54.5：原生动物消失，丝状菌占优势：原生动物消失，丝状菌占优势高于高于9.09.0，微生物的代谢受抑制，微生物的代谢受抑制第37页，共79页，编辑于2022年，星期三1 1、活性污泥法、活性污泥法 （4 4）活性污泥运行常见的微生物学问题）活性污泥运行常见的微生物学问题 e e、二沉池中泥水分离、二沉池中泥水分离 a.a.不凝聚不凝聚b.b.微小絮体微小絮体c.c.起泡沫起泡沫d.d.丝状菌污泥膨胀丝状菌污泥膨胀弄清楚其产生原因及解决对策弄清楚其产生原因及解决对策 第38页，共79页，编辑于2022年，星期三2 2、生物膜法、生物膜法 依靠固着于依靠固着于载体载体表面表面的微生物膜来净化有的微生物膜来净化有机物（附着生长反应机物（附着生长反应器器）碎石碎石卵石卵石焦炭焦炭塑料材料塑料材料 生物膜是由高度密集的好生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的原生动物以及藻类等组成的生生态系统态系统，其附着的固体介质，其附着的固体介质称为滤料或载体。称为滤料或载体。第39页，共79页，编辑于2022年，星期三2 2、生物膜法、生物膜法 （1 1）构造及净化机理）构造及净化机理生物膜自滤料向外可分为生物膜自滤料向外可分为厌厌气层、好气层、附着水层、气层、好气层、附着水层、运动水层运动水层。原理：原理：生物膜首先吸附附着水生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。到净化污水的目的。第40页，共79页，编辑于2022年，星期三2 2、生物膜法、生物膜法 （2 2）生物膜法的基本流程）生物膜法的基本流程 第41页，共79页，编辑于2022年，星期三a、对水量、水质、水温变动适应性强；b、处理效果好并具良好硝化功能；c、污泥量小（约为活性污泥法的34）且易 于固液分离；d、动力费用省。e、生物多样性高f、食物链长2 2、生物膜法、生物膜法 （3 3）生物膜法的主要特征）生物膜法的主要特征 第42页，共79页，编辑于2022年，星期三2 2、生物膜法、生物膜法 （4 4）生物膜反应器运行方式）生物膜反应器运行方式 a.a.普通生物滤池普通生物滤池 优点优点：处理效果好处理效果好出水水质稳定出水水质稳定运行稳定运行稳定滤料滤料表面积表面积是滤池净是滤池净化效果的关键因素化效果的关键因素第43页，共79页，编辑于2022年，星期三2 2、生物膜法、生物膜法 （4 4）生物膜反应器运行方式）生物膜反应器运行方式 b.b.生物转盘生物转盘 生物转盘生物转盘盘片盘片接触反应槽接触反应槽转轴转轴驱动装置驱动装置 第44页，共79页，编辑于2022年，星期三2 2、生物膜法、生物膜法 （4 4）生物膜反应器运行方式）生物膜反应器运行方式 C C、生物接触氧化法、生物接触氧化法在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用通过生物氧化作用,将废将废水中的有机物氧化分解水中的有机物氧化分解,达到净化目的。达到净化目的。生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点，但又与一般生物生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点，但又与一般生物膜法不尽相同。膜法不尽相同。一是一是供微生物栖附的填料全部浸在废水中。供微生物栖附的填料全部浸在废水中。二二是是采用机械设备向废水中充氧也可称为曝气循环型滤池或接触采用机械设备向废水中充氧也可称为曝气循环型滤池或接触曝气池。曝气池。三是三是池内废水中还存在约池内废水中还存在约 2 25 5的悬浮状态活性污的悬浮状态活性污泥，对废水也起净化作用。泥，对废水也起净化作用。第45页，共79页，编辑于2022年，星期三2 2、生物膜法、生物膜法 （4 4）生物膜反应器运行方式）生物膜反应器运行方式 d.d.生物流化床生物流化床生物流化床是指以砂（或生物流化床是指以砂（或无烟煤、活性炭等）作填无烟煤、活性炭等）作填料并作为生物膜载体，废料并作为生物膜载体，废水自下向上流过砂床使载水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在体层呈流动状态，从而在单位时间加大生物膜同废单位时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供养，水的接触面积和充分供养，并利用填料沸腾状态强化并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑废水生物处理过程的构筑物。物。第46页，共79页，编辑于2022年，星期三9.2.29.2.2厌氧处理厌氧处理技术技术 厌氧处理的基本原理厌氧处理的基本原理 有机物厌氧分解生成甲烷的有机物厌氧分解生成甲烷的过程过程（1)1)发酵性细菌发酵性细菌(2)(2)产氢产乙酸细菌产氢产乙酸细菌(3)(3)同型产乙酸菌同型产乙酸菌(4)(4)利利用用H2H2和和CO2CO2产产甲甲烷烷菌菌（30%30%）(5)(5)分分解解乙乙酸酸的的产产甲甲烷烷菌菌（70%70%）4H4H2 2+C0+C02 2CHCH4 42H2H2 20 0CHCH3 3C00HCHC00HCH4 4+C0+C02 2产甲烷化学过程产甲烷化学过程第47页，共79页，编辑于2022年，星期三厌厌氧生物氧生物处处理中的微生物理中的微生物类类型型 产甲烷菌产甲烷菌 非产甲烷菌非产甲烷菌发酵细菌发酵细菌产氢产乙酸菌产氢产乙酸菌同型产乙酸菌同型产乙酸菌第48页，共79页，编辑于2022年，星期三 厌氧活性污泥处理的工艺流程其中厌氧活性污泥反应器是工艺中的核心废废水水调节池调节池热热交交换换器器37厌氧活性厌氧活性污泥反应器污泥反应器气柜气柜沉淀池沉淀池出出水水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥第49页，共79页，编辑于2022年，星期三厌氧生物处理运行方式厌氧生物处理运行方式 1 1、普通消化池、普通消化池 7.活动盖板活动盖板1.进料口进料口2.出料间出料间3.隔墙隔墙4.发酵间发酵间5.贮气箱贮气箱6.导气管导气管圆形消化池的结构圆形消化池的结构 第50页，共79页，编辑于2022年，星期三2 2、厌氧接触消化池、厌氧接触消化池 第51页，共79页，编辑于2022年，星期三3 3、厌氧生物滤池、厌氧生物滤池 第52页，共79页，编辑于2022年，星期三 第二代厌氧反应器4 4、UASBUASB反应器反应器influentSludge bed污污泥泥沉沉降降沼气沼气阻挡阻挡收集收集effluent第53页，共79页，编辑于2022年，星期三 5、第三代厌氧生物反应器厌氧膨胀颗粒污泥床厌氧膨胀颗粒污泥床 内循环反应器内循环反应器 升流式污泥床过滤器升流式污泥床过滤器填料填料EGSB IC UBF第54页，共79页，编辑于2022年，星期三9.2.3 生物脱氮、除磷技术A/OA/O脱氮工艺脱氮工艺脱氮工艺脱氮工艺废废水水好好氧氧脱脱碳碳缺缺氧氧反反硝硝化化沉淀池沉淀池好好氧氧硝硝化化沉淀池沉淀池1好氧好氧活性污泥回流活性污泥回流缺氧缺氧活性污泥回流活性污泥回流出水出水回流回流？1 1、微生物脱氮、微生物脱氮（一（一)工艺工艺活活性性污污泥泥法法典典型型工工艺艺A/OA/O工工艺艺（缺缺氧氧、好氧工艺）好氧工艺）第55页，共79页，编辑于2022年，星期三(二)脱氮原理缺氧反硝化缺氧反硝化细菌细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌）反硝化细菌（兼性厌氧菌）反应反应反应反应：NONO3 3-NN反硝化反硝化还原为还原为N N2 2，溢出水面释放到大气溢出水面释放到大气 碳源碳源碳源碳源：原水中原水中BODBOD 硝酸盐硝酸盐硝酸盐硝酸盐来源来源来源来源：回流出水中的硝化产物回流出水中的硝化产物第56页，共79页，编辑于2022年，星期三好氧脱碳硝化好氧脱碳硝化脱碳脱碳氧化去除氧化去除CODCOD脱碳菌脱碳菌好氧好氧有机物呼吸有机物呼吸的细菌的细菌，以，以有机物为碳源有机物为碳源硝化菌硝化菌好氧好氧氨盐呼吸氨盐呼吸的细菌的细菌，以，以碳酸盐为碳源碳酸盐为碳源（NHNH4 4+NONO2 2-NONO3 3-)提问：提问：为什么先脱碳、后脱氮？为什么先脱碳、后脱氮？硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物；硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物；有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速，硝化菌氧硝化菌氧利用不足，生长缓慢；利用不足，生长缓慢；第57页，共79页，编辑于2022年，星期三提问：提问：硝化脱氮时有时需要补碱（硝化脱氮时有时需要补碱（Na2CO3或或NaOH)?硝化作用消耗碱（硝化作用消耗碱（NH4+、CO3-），），水水pH下降；下降；补充碳补充碳源、升高源、升高pH提问：提问：硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被洗掉，如何解决？洗掉，如何解决？挂生物膜或投加悬浮填料定期投菌第58页，共79页，编辑于2022年，星期三两级滤池法工艺流程好氧脱好氧脱碳硝化碳硝化滤池滤池进水进水厌氧反厌氧反硝化硝化 滤池滤池 出水出水出水出水甲醇甲醇补充反硝化菌的碳源！补充反硝化菌的碳源！利用进水中的BOD第59页，共79页，编辑于2022年，星期三2、微生物除磷原理、工艺及其微生物（BODBOD：N N：P P）100100：5 5：11微微生生物物除除碳碳的的同同时时吸吸收收磷磷元元素素用用以以合合成成细细胞胞物物质质和和合合成成ATPATP等等，但但只只去去除除污污水水中中约约1919左左右右的的磷磷。某某些些高高含含磷磷废废水水中中残残留留的的磷还相当高，故需用除磷工艺处理。磷还相当高，故需用除磷工艺处理。1 1）微生物除磷原理微生物除磷原理依依靠靠聚聚磷磷菌菌（兼兼性性厌厌氧氧菌菌）聚聚磷磷，再再从从水水中中除除去这些细菌。去这些细菌。第60页，共79页，编辑于2022年，星期三好氧时好氧时：大量繁殖（大量繁殖（消耗消耗好氧好氧状态能源状态能源聚聚-羟基丁二酸（羟基丁二酸（PHB），逆浓度梯度过量吸磷（逆浓度梯度过量吸磷（贮备贮备厌氧厌氧状态能源状态能源多聚磷酸盐颗粒多聚磷酸盐颗粒(即异染颗粒即异染颗粒)）；）；厌氧时厌氧时：正相反正相反不繁殖不繁殖，释放磷酸盐于体外（产生能量供其释放磷酸盐于体外（产生能量供其储备储备消耗消耗好氧好氧状态能源状态能源PHB）。聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P部分回流部分回流做种做种大部分大部分（P）去除去除水中水中水中水中P P第61页，共79页，编辑于2022年，星期三2）工艺简介常见的脱磷工艺如下图所示进进水水厌氧放磷好氧聚磷出出水水部分污泥回流接种剩余污泥剩余污泥处理处理沉淀脱磷第62页，共79页，编辑于2022年，星期三9.6.19.6.1饮用水的微生物检测饮用水的微生物检测 菌落总数菌落总数需氧情况下，需氧情况下，3737培养培养48h48h，能在普通营养，能在普通营养琼脂平板上生长的细菌菌落总数琼脂平板上生长的细菌菌落总数.作用作用：判定水体被细菌污染的程度：判定水体被细菌污染的程度基本操作一般包括：样品的稀释倾注平皿培养48小时计数报告 1 1、细菌总数、细菌总数9.6 9.6 水和空气的微生物检测与控制水和空气的微生物检测与控制第63页，共79页，编辑于2022年，星期三标准名称及标准编号项目标准值生活饮用水卫生标准GB5749-85细菌总数(个/mL)100总大肠菌群(个/L)3生活饮用水源水质标准CJ3020-93总大肠菌群(个/L)一级1000二级10000地表水环境质量标准GB3838-2002粪大肠菌群(个/L)200 2000 10000 20000 40000地下水质量标准GB/T14848-93细菌总数(个/mL)100 1000 1000总大肠菌群(个/L)3 100 100景观娱乐用水水质标准GB12941-91总大肠菌群(个/L)粪大肠菌群(个/L)A类10000A类2000农业灌溉水质标准GB5084-92粪大肠菌群(个/L)10000渔业水质标准GB11607-89总大肠菌群(个/L)5000500（贝类养殖水质）海水水质标准GB3097-1997总大肠菌群(个/L)10000 700（贝类养殖水质）第64页，共79页，编辑于2022年，星期三1 1）、样品的处理和稀释）、样品的处理和稀释 操作要求：操作要求：“无菌操作无菌操作”贯彻始终。贯彻始终。充分振摇或研磨25g或25ml检样225mL稀释液含有玻璃珠的灭菌玻璃瓶或乳钵1：10稀释液。1ml1ml1ml9ml稀释液1：1009ml稀释液1：10009ml稀释液1：10000第65页，共79页，编辑于2022年，星期三减少误差减少误差：每递增稀释一次即换用：每递增稀释一次即换用1 1支支1ml1ml灭菌吸管，灭菌吸管，将吸管内液体沿管壁流入，勿使吸管尖端伸入稀释液将吸管内液体沿管壁流入，勿使吸管尖端伸入稀释液内，并且稀释液应充分振摇。内，并且稀释液应充分振摇。环境要求：环境要求：琼脂平板在工作台暴露琼脂平板在工作台暴露1515分钟，每个平板不分钟，每个平板不得超过得超过1515个菌落。个菌落。代表性代表性：取固体样品时需多采几个部位，且经过：取固体样品时需多采几个部位，且经过均质或研磨；液体样品须经过振摇，以获得均匀均质或研磨；液体样品须经过振摇，以获得均匀稀释液。稀释液。第66页，共79页，编辑于2022年，星期三2 2）、稀释样品的取样和倾注平皿）、稀释样品的取样和倾注平皿 每个稀释度每个稀释度做两个平皿做两个平皿将将凉凉至至46营营养养琼琼脂脂培培养养基基注注入入平平皿皿约约15ml，并转动平皿，混合均匀。，并转动平皿，混合均匀。倾注平皿倾注平皿1 1：1010稀释液稀释液225mL225mL无菌水无菌水1mL1mL9mL9mL稀释液稀释液1 1：1001009mL9mL稀释液稀释液1 1：100010001mL1mL1mL1mL1mL1mL1ml无菌水无菌水25g或25ml检样第67页，共79页，编辑于2022年，星期三3 3）、培养及计数）、培养及计数培养条件：培养条件：倒置于倒置于361361温箱内培养温箱内培养482h482h计数时间计数时间：到达规定培养时间，应立即计数。如果不能立即计数，应将平：到达规定培养时间，应立即计数。如果不能立即计数，应将平板放置于板放置于0 044，但不得超过，但不得超过24h24h。菌落总数报告方式计平皿中菌落数：计平皿中菌落数：肉眼观察，必要时用放大镜检查。记下各平板的菌落肉眼观察，必要时用放大镜检查。记下各平板的菌落总数，求出同稀释度的各平板平均菌落数。总数，求出同稀释度的各平板平均菌落数。规律：规律：不同稀释度的菌落数应与稀释倍数成反比（同一稀释度的二个平板的菌不同稀释度的菌落数应与稀释倍数成反比（同一稀释度的二个平板的菌落数应基本接近。落数应基本接近。第68页，共79页，编辑于2022年，星期三报告原则菌落总数报告方式例例次次不同稀不同稀释释度的平均菌落数度的平均菌落数两个稀两个稀释释度度菌落数之比菌落数之比菌落数菌落数(个个/mL)报报告方式告方式(个个/mL)10-110-210-3113651642022760295461.632890271602.24无法无法计计数数46505135271156无法无法计计数数305127无法无法计计数数无法无法计计数数无法无法计计数数164001.6104377503.8104271002.71045130005.11052702.7102305003.110410-3无法计数无法计数第69页，共79页，编辑于2022年，星期三菌落总数报告方式计数原则：计数原则：选平均菌落数在选平均菌落数在30300之间者进行计算之间者进行计算2.2.若有若有2 2个稀释度的平均菌落数在个稀释度的平均菌落数在3030030300之间时，则按两者的菌落总数之比之间时，则按两者的菌落总数之比来决定，若比值小于来决定，若比值小于2 2应报告两者的平均数；若大于应报告两者的平均数；若大于2 2则报告其中较小的则报告其中较小的菌落总数。菌落总数。3.3.若所有稀释度的平均菌落数均大于若所有稀释度的平均菌落数均大于300300，以稀释度最高的平均菌落数乘，以稀释度最高的平均菌落数乘以稀释倍数报告之。以稀释倍数报告之。4.4.若所有稀释度的平均菌落数均小于若所有稀释度的平均菌落数均小于3030，则应按稀释度最低的平均菌落数乘，则应按稀释度最低的平均菌落数乘以稀释倍数报告之。以稀释倍数报告之。1.1.仅仅1 1个稀释度的平均菌落数在此范围时，则以该平均菌落数乘其稀释个稀释度的平均菌落数在此范围时，则以该平均菌落数乘其稀释倍数报告之。倍数报告之。第70页，共79页，编辑于2022年，星期三5.5.若所有稀释度的平均菌落数均不在若所有稀释度的平均菌落数均不在3030030300之间，则以最接近之间，则以最接近300300或或3030的平均菌的平均菌 落数乘以稀释倍数报告之。落数乘以稀释倍数报告之。6.6.若所有的菌落数匀为若所有的菌落数匀为“无法计数无法计数”时，应注明水样的最大稀释倍时，应注明水样的最大稀释倍数。数。7.7.在求同稀释度的平均数时，若其中在求同稀释度的平均数时，若其中1 1个平板上有较大片状菌落个平板上有较大片状菌落生长时，则不宜采用，而应以无片状菌落生长的平板作为该生长时，则不宜采用，而应以无片状菌落生长的平板作为该稀释度的平均菌落数。若片状菌落约为平板的一半，而另一稀释度的平均菌落数。若片状菌落约为平板的一半，而另一半平板上菌落分布很均匀，则可按半平板上的菌落计数，然半平板上菌落分布很均匀，则可按半平板上的菌落计数，然后乘以后乘以2 2作为整个平板的菌落数。作为整个平板的菌落数。第71页，共79页，编辑于2022年，星期三4 4）、菌落总数报告方式）、菌落总数报告方式 菌落数的报告，按国家标准方法规定菌落数在菌落数的报告，按国家标准方法规定菌落数在11001100时，按实有数字报告，如大于时，按实有数字报告，如大于100100时，则报告前面两位有时，则报告前面两位有效数字，第三位数按四舍五入计算。为了缩短数字后面的效数字，第三位数按四舍五入计算。为了缩短数字后面的零位，可用零位，可用1010的指数来表示。的指数来表示。固体检样以克（固体检样以克（g)g)为单位报告，液体检样以毫升为单位报告，液体检样以毫升（mLmL）为单位报告，表面涂擦则以平方厘米（）为单位报告，表面涂擦则以平