(9)--8 微生物在污水处理中的应用.ppt

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1、12湖泊水华海洋赤潮 身边的水污染身边的水污染 工业废水工业废水湖泊水华3 一、污水的来源一、污水的来源 1.点源点源：根据来源不同，废水可分为生活污水生活污水和工业废水工业废水两大类。生活污水（生活污水（sewage)sewage)：人们在日常生活中所产生的废水。工业废水工业废水(wastewater)(wastewater)：在工业生产过程中所排出的废水。2.面源：面源：农业排水4二、水污染类型及适用处理技术二、水污染类型及适用处理技术1.重金属污染重金属污染化学法、生物法化学法、生物法2.耗氧有机物污染耗氧有机物污染生物法生物法3.富营养化富营养化生物法生物法4.油污染油污染物理法、生物

2、法物理法、生物法5.病原微生物污染病原微生物污染化学法化学法6.有毒物污染有毒物污染化学法、生物法化学法、生物法7.酸碱污染酸碱污染化学法化学法8.热污染热污染物理法物理法9.放射性污染放射性污染物理法物理法5污染物质污染物质 安全物质安全物质污水生物处理本质n污染物质污染物质 安全物安全物质质微生物微生物降解降解6那么，什么情况下可以采用生物处理？那么，什么情况下可以采用生物处理？采用生物处理有何优点？采用生物处理有何优点？物理法物理法物理法生物法7123可生化判断：可生化判断：BOD/COD0.3难生化，0.3和0.5可生化，大于0.5易生化。8污水生物处理的优点：污水生物处理的优点：1.

3、城市污水中约有城市污水中约有60%以上的有以上的有机物只有用生物法去除才最经济；机物只有用生物法去除才最经济；2.大多数工业废水处理厂也是以生大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。物法为主体的。3.废水中氮、磷的去除一般来说只废水中氮、磷的去除一般来说只有依靠生物法；有依靠生物法；4.目前世界上已建成的城市污水处目前世界上已建成的城市污水处理厂有理厂有90%以上是生物处理法；以上是生物处理法；北京北小河污水处理厂处理前后对河流生态影响北京北小河污水处理厂处理前后对河流生态影响9三、污水生物处理微生物学原理三、污水生物处理微生物学原理 1.原理：原理：废水有机物、氮、磷有机物、氮、磷(污染物

4、)微生物营养物质营养物质 分好氧生物处理法和厌氧生物处理法两种（见下图见下图）。2.处理对象：处理对象：有机物（有机物（COD）；氮；磷）；氮；磷 10生物处理法生物处理法天然生物处理天然生物处理人工生物处理人工生物处理生物稳定塘生物稳定塘土地处理系统土地处理系统好氧好氧生物处理生物处理厌氧厌氧生物处理生物处理活性污泥法活性污泥法生物膜法生物膜法传统厌氧消化传统厌氧消化现代高速厌氧反应器现代高速厌氧反应器114.污水生物处理工程中微生物污水生物处理工程中微生物：最主要最主要细菌细菌n根据需氧情况不同：好氧细菌、兼性细菌、厌氧细菌；n根据能源碳源利用情况的不同：光合细菌光能自养菌、光能异养菌；非

5、光合细菌化能自养菌、化能异养菌 另外还包括一些处理某些特殊工业废水和固体废弃另外还包括一些处理某些特殊工业废水和固体废弃物堆肥处理的物堆肥处理的真菌、原生动物和后生动物真菌、原生动物和后生动物。12n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80多多年年的的发发展展已已成成为为处处理理有有机机废废水水最最主要的方法。主要的方法。（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氧微生物(兼

6、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)水中有水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体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。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。13（二）有机污染物好氧微生物处理原理：（二）有机污染物好氧微生物处理原理：14内源呼吸产物内源呼吸产物 +能量能量(CO2、H2O、NH3、SO42-)污水中的可污水中的可降解有机物降解有机物新细胞物质新细胞物质（C5H7NO2）代谢产物代谢产物 (CO2、H2O、NH3、SO42-)(1/3)分解代谢分解代谢(2/3)合成代谢合成代谢+异养微生物异养微生物O

7、2 能量能量净增细胞物质净增细胞物质内源呼吸内源呼吸80%20%内源呼吸残留物内源呼吸残留物O2无机代谢产物无机代谢产物少量能量少量能量剩余污泥剩余污泥废水中有机物的代谢去向废水中有机物的代谢去向15（三）（三）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)与其上吸附的有机的和无机的与其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 密度为密度为1.0021.006n大小为大小为0.020.2m

8、m 比表面积为比表面积为20100cm2ml之间之间n弱弱酸酸性性(pH约约为为6.7)当当进进水水改改变变时时，对对进进水水pH的的变变化化有有一一定定的的承承受能力。受能力。163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重的干固体（恒重的干固体（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。n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3000 mgL左右。左右。n高高浓浓度度的的工工业

9、业废废水水生生物物处处理理的的MLSS保保持持在在30005000mgL。174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其他微生物。着其他微生物。n（1）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絮凝凝聚聚集集成成的的

10、菌菌胶胶团团块块都都称为菌胶团。称为菌胶团。18n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，则则活活性性污泥法对有机物去除率明显下降，甚至无去除能力。污泥法对有机物去除率明显下降，甚至无去除能力。n 菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动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物和微型后生动物提供了良好的生存环境；

11、n例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附着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、自身作为动物场所；菌胶团中的细菌可以去除毒物、自身作为动物食料。食料。a.菌胶团的功能菌胶团的功能p13419n 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。及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。n新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，则新生菌胶团颜色浅、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，说明菌胶团生命力旺盛，吸附和氧化能力强，再

12、生能力强。老化的菌胶团，颜色深，结构松再生能力强。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。散，活性不强，吸附和氧化能力差。n 发育良好的污泥絮体具有良好沉降性能，易发育良好的污泥絮体具有良好沉降性能，易于泥水分离；于泥水分离；20n 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

13、合物物增增多多，更更加加速速了了细细菌菌大大荚荚膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。n 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，就就形形成了真正意义上的菌胶团。成了真正

14、意义上的菌胶团。b.菌胶团的形成机理菌胶团的形成机理21 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22c.菌胶团的生物意义菌胶团的生物意义 形成了一个稳定的细菌共生体系；形成了一个稳定的细菌共生体系；n可以形成食物链可以形成食物链n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同要要求求的细菌则可以各自找到最适宜的位置，生态位多样的细菌则可以各自找到最适宜的位置，生态位多样 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菌胶团中的微环境要比溶液中稳定的多菌胶团中的微环境要比溶

15、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。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，虽虽然然此此时菌胶团逐渐瓦解，但一定程度上延缓了细菌的衰亡。时菌胶团逐渐瓦解，但一定程度上延缓了细菌的衰亡。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，对对于于细菌的生存有着重要

16、的生物意义。细菌的生存有着重要的生物意义。23d.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，但优势菌主要是优势菌主要是对特定工业废物起主要降解作用的细菌对特定工业废物起主要降解作用的细菌24（2）活性污泥中的其它微生物）活性污泥中的其它微生物n放放

17、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虫。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

18、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也在在不停的发生着变化。不停的发生着变化。25n1普通活性污泥法普通活性污泥法n 好氧活性污泥法的处理工艺很多好氧活性污泥法的处理工艺很多（微生物）1.推流式活性污泥法图图2 推流式推流式活性污泥法示意图活性污泥法示意图（微生物）272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，见下图氧化塘的互生原理。互生关系

19、，见下图氧化塘的互生原理。283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、排水和闲置五个阶段组成。排水和闲置五个阶段组成。n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、污泥产率低、脱氮效操作灵活、污泥产率低、脱氮效果好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

20、。29n生生物物填填料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理法处理法。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、

21、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、接接触触氧氧化化法法(即浸没滤池法即浸没滤池法)等。等。30生物填料n n悬浮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 好氧或厌生物塘好氧或厌生物塘 好氧或厌氧滤池好氧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 31n n悬挂型填料悬挂型填料 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32n n软

22、性填料软性填料生物填料上的生物膜半软性半软性填料填料33普通生物滤池普通生物滤池生物转盘34Aerobic sewage treatment processes:trickling filter35n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池扫除生物。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36横向横向纵向纵向各不各不相同相同滤扫滤扫生物生物膜面膜面生物生物膜膜生生物物23mm0.3mm好氧区好氧区37相当于多污带相当于中污带相当于寡污带38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

23、池法处理效果对比处理效果对比优缺点对比优缺点对比39n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40n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nA.曝气池曝气池DO长期维持在较低（长

24、期维持在较低（0.10.2mg/l）。一般一般99d);d);n(3)(3)低溶解氧低溶解氧.49n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

25、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。502 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

26、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51n 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，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。52n4.4.初次启

27、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、氨气、有机酸有机酸等的臭气。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

28、施，进一步脱色脱臭。53 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由由兼兼性性厌厌氧氧菌菌和和专专性性厌厌氧氧菌菌与与废废水水中中的的有有机机杂杂质质形形成成的的污污泥泥颗颗粒粒。呈呈灰灰色色至至黑黑色色，有有生生物物吸吸附附作作用用、生生物物降降解解作作用用和和絮絮凝凝作作用用，有有一一定定的的沉沉降降性性能能；颗颗粒粒厌厌氧氧活性污泥的直径在活性污泥的直径在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：包包括括：水水解解细细菌菌、发发酵酵细细菌菌、氢氢细细菌菌+产产乙乙酸酸菌菌、产产甲甲烷烷菌菌、硫硫酸酸盐盐还还原原菌菌、厌厌

29、氧氧原原生生动动物。物。其中其中产甲烷丝菌产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架是厌氧活性污泥的中心骨架54（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：水水解解阶阶段段、发发酵酵阶阶段段（又又称称酸化阶段）、酸化阶段）、产乙酸阶段产乙酸阶段、产甲烷阶段产甲烷阶段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、

30、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55n n3 3 3 3产氢产乙酸阶段产氢产乙酸阶段产氢产乙酸阶段产氢产乙酸阶段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

31、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。56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产甲烷产甲烷硫酸盐还原57（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

32、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58四、厌氧生物膜法n主要指主要指厌氧滤器（厌氧滤器（AF）沼气出水 进水AF59五、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 60n克服了第一代的缺点第二代厌氧反

33、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effluent61工业级UASB装置http:/www.fkk.co.jp/e/ourbusiness/water-body2-e.htmlhttp:/ 6463n 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(2)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器（厌氧流化床生物膜反应

34、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64 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 UBF65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 L66二、微生物脱氮工艺、原理及其微生物A/O

35、A/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(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）67(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

36、：回流出水中的硝化产物回流出水中的硝化产物68n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 耗氧；耗氧；硝硝化菌氧利用不足，生长缓慢；化菌氧利用不足，生长缓慢；69提问：提问：硝化脱氮时有时

37、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pH提问：提问：硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被洗硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被洗掉，如何解决？掉，如何解决？n挂生物膜或投加悬浮填料挂生物膜或投加悬浮填料n定期投菌定期投菌70两级滤池法工艺流程好氧好氧脱碳脱碳硝化硝化滤池滤池进水进水厌氧厌氧反硝反硝化化 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BOD71三、微生物除磷原理、工艺及其微生物n（BOD：N：P）10

38、0：5：1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ATP等等，但但只只去去除除污污水水中中约约19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磷还还相相当当高高，故故需需用用除除磷磷工工艺艺处处理。理。n 1微生物除磷原理微生物除磷原理n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去这这些些细菌。细菌。72厌氧时厌氧时：不繁殖不繁殖，释放聚磷酸盐为正磷酸盐于体外，用于产能，供其释放聚磷酸盐为正磷酸盐于体外，用于产能，供其储储备备好氧好氧状态能源状态能源PHB（内储物），形成含磷污泥。内储

39、物），形成含磷污泥。好氧时好氧时：正相反正相反，消耗能源消耗能源聚聚-羟基丁二酸（羟基丁二酸（PHB）大量繁殖，大量繁殖，逆逆浓度梯度过量吸磷，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多聚磷聚磷酸盐颗粒酸盐颗粒(即异染颗粒即异染颗粒)）；）；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 P732工艺简介n常见的脱磷工艺如下图所示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剩余污泥处理泥处理沉淀脱磷74四、用生物法处理废水对水质的要求n由由于于生生物物法法中中的的各各种种微微生生物物生生长长与与水水质质关关系系密密切切，因因而而必必须须控控制制适适宜宜的的水质指标以保证微生物能够正常的生长和工作。水质指标以保证微生物能够正常的生长和工作。n n生物处理的水质要求表生物处理的水质要求表生物处理的水质要求表生物处理的水质要求表有关污废水中的毒物种类及浓度限制可参阅课本127、128表6-11、表6-12内容。75