第八章--微生物在环境工程中的应用ppt课件.ppt

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1、1一、一、种类种类n根根据据处处理理系系统统中中优优势势微微生生物物种种类类及及溶溶解解氧氧含含量量，可可分分为为好氧处理和厌氧处理。好氧处理和厌氧处理。（一）（一）好氧处理和厌氧处理好氧处理和厌氧处理n低浓度有机废水（低浓度有机废水（COD1500mg/L）适合用好氧处理。适合用好氧处理。n高浓度有机废水（高浓度有机废水（COD1500mg/L）适宜用厌氧处理。适宜用厌氧处理。2n为什么高浓度有机废水不宜用好氧法？为什么高浓度有机废水不宜用好氧法？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供供应应不不足足，好好氧氧生生物物生生长长受受限限，很很难难

2、保保证证处理质量，而厌氧生物则没有这种限制处理质量，而厌氧生物则没有这种限制。3（二）活性污泥法和生物膜法（二）活性污泥法和生物膜法n根根据据微微生生物物在在构构筑筑物物中中处处于于悬悬浮浮或或固固着着状状态分为活性污泥法和生物膜法。态分为活性污泥法和生物膜法。n活性污泥法活性污泥法模拟水体自净模拟水体自净n微微生生物物在在系系统统中中呈呈悬悬浮浮状状态态，与与污污（废废）水水接接触触使之净化的方法。使之净化的方法。4n生物膜法生物膜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触使之净化的方法。接触使之净化的方法。5n活性污泥法活

3、性污泥法n好氧活性污泥法、厌氧活性污泥法好氧活性污泥法、厌氧活性污泥法n生物膜法生物膜法n好氧生物膜法、厌氧生物膜法。好氧生物膜法、厌氧生物膜法。6n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，经经过过近近100年年的的发发展展已已成成为为处理有机废水最主要的方法。处理有机废水最主要的方法。7（一）（一）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向向一一桶桶含含粪粪便便污污水水中中不不断断通通入入空空气气，经

4、经一一段段时时间间，会会产产生生褐褐色色絮絮花花状状的的泥泥粒粒，显显微微镜镜可可以以看看到到，污污泥泥里里充充满满了了各各种种各样的微生物，这就是典型的好氧活性污泥。各样的微生物，这就是典型的好氧活性污泥。81.好氧活性污泥的组成和性质好氧活性污泥的组成和性质n（1）组成组成n好好氧氧活活性性污污泥泥是是由由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(少少量量厌厌氧氧微微生生物物)与与污污(废废)水水中中有有机机和和无无机机固固体体物物混混凝凝交交织织在在一一起起，形形成成的的絮絮状状体体或称绒粒（或称绒粒（floc）。）。n（2）性质性质n颜色各异颜色各异n含水率在含水率在99左

5、右左右 密度为密度为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)对进水对进水pH变化有一定承受能力。变化有一定承受能力。92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中心是起絮凝作用的细菌形成菌胶团，其上生长着其他微生物。中心是起絮凝作用的细菌形成菌胶团，其上生长着其他微生物。n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

6、处理理工工程程领领域域内内，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菌互互相相絮凝聚集成的菌胶团块都称为菌胶团。絮凝聚集成的菌胶团块都称为菌胶团。10n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。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破坏，则活性污泥法对有机物去除明显下降，甚至无去除能力。和破坏，则活性污泥法对有机物去除明显下降，甚至无去除能力。n菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生

7、动物和微型后生动物提供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了良好的生存环境n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。细菌可以去除毒物、自身作为动物食料。n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、颗粒大小及结构的松紧程度可通过菌胶团的颜色、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。新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧衡量好氧活性污泥的性能。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

8、力强，再生能力强。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，结构松散，活性不强，吸附和氧化能力差。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。菌胶团的功能菌胶团的功能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，形形成成荚荚膜膜，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大荚膜的

9、增大，这样就形成了菌胶团的雏形。菌大荚膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。菌胶团的形成机理菌胶团的形成机理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了许许多多类类似似于于纤纤维维素素网网状状的的物物质质，据据分分析析这这些些物物质质的的成成分也是多糖，如图所示分也是多糖，如图所示n纤维素从何而来？纤维素从何而来？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

10、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，就形成了真正意义上的菌胶团。就形成了真正意义上的菌胶团。13经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 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14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

11、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降解不完全，又作为了下面细菌的食物物降解不完全，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同要求的细菌则可以各自找到最适宜的位置不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

12、细菌，从菌胶团的颗粒较大，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。而提高了大多数细菌抵抗微型动物的捕食能力。15n菌胶团为细菌储备了碳源菌胶团为细菌储备了碳源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为碳碳源源使使用用，虽虽然然此此时时菌菌胶胶团团逐逐渐渐瓦瓦解解，但但一定程度上延缓了细菌的衰亡。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为为维维护护共共同同利利益益的的共共生生产

13、产物，对于细菌的生存有着重要的生物意义。物，对于细菌的生存有着重要的生物意义。16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，如动胶菌属和丛毛单胞菌属，它们可占70，生活污水好氧生活污水好氧处理时菌胶团中的主要细菌见下表：处理时菌胶团中的主要细菌见下表：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优势菌主要是对特定工业废物起主要降解作用的细菌定工业废物起主要降解作用的细菌17活性污泥中的其它微生物活性

14、污泥中的其它微生物n在菌胶团上层居住的是放线菌、真菌及原生动物、后生动物。在菌胶团上层居住的是放线菌、真菌及原生动物、后生动物。n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、盖盖纤虫、等枝虫、草履虫和微型后生动物中的轮虫。纤虫、等枝虫、草履虫和微型后生动物中的轮虫。n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

15、类类、数数量量随随营营养养条条件件(废废水水种种类类、化化学学组成、浓度组成、浓度)、温度、供氧、温度、供氧、pH等环境条件改变也在发生变化。等环境条件改变也在发生变化。183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固体（干固体（SS）表示。表示。n在在城城市市污污水水处处理理中中，MLSS保保持持在在20003000mg/L。工工业业废废水水生生物物处处理理中中，MLSS保保持持在在3000mg/L左左右右。高高 浓浓 度度 的的 工工 业业

16、 废废 水水 生生 物物 处处 理理 的的 MLSS保保 持持 在在30005000mg/L。19n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性污污泥泥吸附和降解吸附和降解n用框图表示见下图用框图表示见下图20经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用21经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用22n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是食

17、食物链的关系。物链的关系。n好好氧氧活活性性污污泥泥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，因因而而可可以以连连续续反反复复使使用用，而而化化学学药药剂剂只只能能一一次次使用，故活性污泥比化学混凝剂优越。使用，故活性污泥比化学混凝剂优越。n可可以以降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难以做到的。法难以做到的。23n1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污泥法工艺如下图性污泥法工艺如下图24经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者

18、的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用n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

19、来来的的污污泥泥一一部部分分回回流流到到曝曝气气池池中中，一一部部分分作为剩余污泥而排放。作为剩余污泥而排放。25经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用Inner workings of an activated sludge installation26经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用Aeration tank of an activated sludge installation in a metrop

20、olitan sewage treatment plant27经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用A small-scale activated sludge operation used to process dairy waste282改进型的活性污泥法改进型的活性污泥法n推流式活性污泥法推流式活性污泥法n完全混合式活性污泥法完全混合式活性污泥法n接触氧化稳定法接触氧化稳定法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n氧化沟式活性污泥法氧化沟式活性污泥法29n推推流流式式活活性性污污泥泥法

21、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；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；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在长条矩形池的不同部位分别进水；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充分分混合均匀，曝气池中各处的水质基本相同。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

22、，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仅仅废废水水，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进入接触池进行新的一轮废水降解；次进入接触池进行新的一轮废水降解；n氧

23、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式曝气渠道进行连续循环。合式曝气渠道进行连续循环。30经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用313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、接近自然生态系统的活性污泥法。接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，保保持持互生关系。互生关系。3233n生生物物填填料

24、料表表面面附附着着的的生生物物薄薄膜膜进进行行污污染染物物降降解解的的生生物物处处理法理法。n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要求的进一步提高，生物膜法又获得了新的发展。水要求的进一步提高，生物膜法又获得了新的发展。n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

25、滤池池、塔式生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘生物转盘、接触氧化法接触氧化法等。等。34经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用生物填料n n悬浮型生物填料悬浮型生物填料35经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用n 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网片式立体填料网片式立体填料36经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照

26、消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用n n软性填料软性填料生物填料上的生物膜37经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用普通生物滤池普通生物滤池生物转盘38经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用Aerobic sewage treatment processes:trickling filter39n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

27、膜膜面面生生物物及及滤滤池扫除生物。池扫除生物。40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41相当于多污带相当于中污带相当于寡污带42同一类型废水同一类型废水好氧活性污泥法好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43n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，出出水水水水质急剧变差的现象。质急剧变差的现象。n本

28、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441.非丝状菌污泥膨胀非丝状菌污泥膨胀n 曝气力度过大，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；细菌处于对数细菌处于对数期，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

29、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45n生物中毒生物中毒（pHpH波动大、补碱过量、温度过高、波动大、补碱过量、温度过高、CODcrCODcr浓度骤然升高、含酚及其衍生物，醇、醛和某些浓度骤然升高、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）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

30、；n提问：原因提问：原因？n类似中毒类似中毒46经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用nBOD/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暂时性大肠埃希氏菌及芽孢杆菌形成暂时性假丝状生假丝状生长或后生动物钻噬而形成的膨胀污泥。（很长或后生动物钻噬而形成的膨胀污泥。（很少少见）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47经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服

31、务的费用n原原因因 丝丝状状细细菌菌（球球衣衣菌菌、硫硫细细菌菌）或或真真菌菌优优势势过过度生长度生长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）48nC.营养失衡营养失衡n 废水废水C/N比高，比高，N少；无机金属离子较少少；无机金属离子较少n原因原因菌丝体储备营养物稀少、表面积大，在菌丝

32、体储备营养物稀少、表面积大，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，更适合于贫瘠环境更适合于贫瘠环境（包括溶（包括溶解氧、各种营养物）的生长解氧、各种营养物）的生长；nD.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493.3.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

33、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50经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用nD.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51n n提问：提问：提问：提问：发生后如何处理？发生后如

34、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投投加加混混凝凝剂剂FeSO4和和FeCl3、干干污污泥泥或或浓浓缩缩消消化化污污泥泥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52经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到

35、的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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 MicrothrixMicrothrix parvicellaparvicella）n影响？影响？n飘泥飘泥n产生条件产生条件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/外排剩余污泥外排剩余污泥量）过长（量）过长（99d);d);n(3)(3)低溶解氧低溶解氧.53n废水的厌氧处理主要用于废水的厌氧

36、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，是一种很好的燃料。是一种很好的燃料。以日排以日排COD10t的工厂为的工厂为例，若例，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

37、电。542 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盐。3 3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得到了广泛的应用。但厌氧处理也存在缺点中得到了广泛的应用。但厌氧处理也存在缺点55n n提问：？提问：？提问：？提问：？

38、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，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。56n4.4.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

39、天天就可以培育就可以培育成功，而厌氧处理体系的活性污泥或生物膜一般需要成功，而厌氧处理体系的活性污泥或生物膜一般需要812周周才才可以培育成功可以培育成功 n5 5处理过程中产生臭气和有色物质处理过程中产生臭气和有色物质n提问：提问：是什么？是什么？n臭气主要是臭气主要是SRB（？）形成的具有臭味的硫化氢气体以及硫醇、（？）形成的具有臭味的硫化氢气体以及硫醇、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沉淀，使处理后的废水颜色较深，属离子反应形成黑色的硫化物沉淀，使处理后的废水颜色较深，需要添加后处理设施

40、，进一步脱色脱臭。需要添加后处理设施，进一步脱色脱臭。57 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

41、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菌菌是是厌氧活性污泥的中心骨架厌氧活性污泥的中心骨架58（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、发发酵酵阶段（又称酸化阶段）、阶段（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

42、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。气、氨等。59经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用复杂有机物复杂有机物1 1水解水解 2 2发酵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

43、产甲烷产甲烷硫酸盐还原60n 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，还会有还会有硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌参与产乙酸过程。参与产乙酸过程。n n4 4 4 4产甲烷阶段产甲烷阶段产甲烷阶段产甲烷阶段n乙乙酸酸、氢氢气气、碳碳酸酸、甲甲酸酸和和甲甲醇醇等等被被甲甲烷烷菌菌利利用用被被转转化化为为甲甲烷烷和以及和以及甲烷菌甲烷菌细胞物质。细胞物质。n经经过过这这些些阶阶段段

44、大大分分子子的的有有机机物物就就被被转转化化为为甲甲烷烷、二二氧氧化化碳碳、氢氢气、硫化氢等小分子物质和少量的厌氧污泥。气、硫化氢等小分子物质和少量的厌氧污泥。61（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62经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用四、厌氧生物膜法n主要指主要指厌氧滤器（厌氧滤器（AF）沼气出

45、水 进水AF63五、厌氧生物反应器发展n工作原理工作原理n2 2级级(平流沉淀平流沉淀+厌氧污泥消厌氧污泥消化化)全国各地使用广泛，为生活污水的预处理液固分离处理污泥处理污泥处理污泥处理污泥及厌氧杀寄生虫及病菌第一代厌氧反应器第一代厌氧反应器化粪池化粪池n缺点：缺点：污泥量少、污泥量少、易被带出，静态易被带出，静态消化消化 64n克服了第一代的缺点 第二代厌氧反应器(1)(1)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effluent65经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消

46、费者购买商品的价款或接受服务的费用工业级UASB装置http:/www.fkk.co.jp/e/ourbusiness/water-body2-e.htmlhttp:/ 6467经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用n n(2)(2)Anaerobic Filter Anaerobic Filter 厌氧滤床厌氧滤床厌氧滤床厌氧滤床(AF)AF)n(3)Anaerobic fluidized bed biofilm reactorn n厌氧流化床生物膜反应器（厌氧流化床生物膜反应器（厌氧流化床生物膜反应

47、器（厌氧流化床生物膜反应器（AFB)AFB)化工流化床化工流化床原理原理炉灰炉灰等作生物膜等作生物膜载体，载体，生物颗粒流生物颗粒流化化出水外出水外回流回流68 第三代厌氧生物反应器n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 UBF69经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用70n n以前通常能不用厌氧法处理的就不用以前通常能不用厌氧法处理的就不用，不得，不得已时结合厌氧处理与好氧处理先后处理，现已时结合厌氧处理与好氧处理先

48、后处理，现在厌氧反应器发展迅速逐渐成为水处理的新在厌氧反应器发展迅速逐渐成为水处理的新的主力设备。的主力设备。71第四节 生物脱氮和生物除磷n n一、污、废水脱氮、除磷的具体指标一、污、废水脱氮、除磷的具体指标一、污、废水脱氮、除磷的具体指标一、污、废水脱氮、除磷的具体指标n一级标准一级标准n废水废水磷磷含量在含量在005 5mg/Lmg/Ln氨氮氨氮 1515mgmgL L72二、微生物脱氮工艺、原理及其微生物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好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水出水回流回流？n(

49、一一)微生物脱氮工艺微生物脱氮工艺n活性污泥法典型工艺活性污泥法典型工艺A/O工艺（缺氧、好氧工艺）工艺（缺氧、好氧工艺）73(二)脱氮原理n缺氧反硝化缺氧反硝化n n细菌细菌细菌细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌）反硝化细菌（兼性厌氧菌）n n反应反应反应反应：NO3-N反硝化反硝化还原为还原为N2，溢出水面释放到溢出水面释放到大气大气n n碳源碳源碳源碳源：原水中原水中BODn n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74n好氧脱碳硝化好氧脱碳硝化n脱碳脱碳氧化去除氧化去除CODn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

50、有机物为碳源n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（NH4+NO2-NO3-)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，硝化菌硝化菌氧利用不足，生长缓慢；氧利用不足，生长缓慢；75n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)?n硝化作用消耗碱（硝化作用消耗碱（NH4+、CO3-），），水水pH下降；下降；补充补充碳源、升高碳源、升高pHn提问：提问：