水环境污染控制与治理 .ppt

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1、第三章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理6/12/20246/12/20241 1n自然界水体的生物自净由于受到溶解氧、自然界水体的生物自净由于受到溶解氧、营养平衡、微生物种属及其它生存条件的营养平衡、微生物种属及其它生存条件的限制，净化速度是有限的。限制，净化速度是有限的。n提问：如何利用人工手段提高污废水生物提问：如何利用人工手段提高污废水生物处理效率？处理效率？n一是一是 通过基因工程或人工驯化的手段获得通过基因工程或人工驯化的手段获得高效工程菌投加到处理系统中；高效工程菌投加到处理系统中；n二是二是 改善微生物生长的环境条件，发挥微改善微生物生长的环境条件，发挥微生物的最大

2、潜能。生物的最大潜能。n目前生物处理主要用于目前生物处理主要用于水中有机污染物水中有机污染物水中有机污染物水中有机污染物以以及及氮磷污染氮磷污染氮磷污染氮磷污染的处理。的处理。6/12/20246/12/20242 2n限限制制：毒毒物物（pH、盐盐、酸酸碱碱、有有机机毒毒物物等等）浓浓度度不不能能过过高高、存存在在难难生生物物降降解解物物质质（多多苯苯环环、过长链聚合物等）过长链聚合物等）n提问：对于这类废水是否就不能用生物法吗？提问：对于这类废水是否就不能用生物法吗？n筛选驯化、重组制造高效降解菌；筛选驯化、重组制造高效降解菌；n先先进进行行物物理理化化学学前前处处理理降降低低难难降降解解

3、及及有有毒毒物物质质的浓度，然后可进行生物处理。的浓度，然后可进行生物处理。n这这样样可可以以最最大大限限度度的的发发挥挥各各种种方方法法的的长长处处，并并节约处理时间降低成本。节约处理时间降低成本。n这这一一章章我我们们主主要要介介绍绍污污废废水水生生物物处处理理的的微微生生物物的机理。的机理。6/12/20246/12/20243 3一、一、种类种类（一）（一）根据处理微生物与氧气的关系，分为根据处理微生物与氧气的关系，分为:好氧处理和厌氧处理好氧处理和厌氧处理n通通常常低低浓浓度度（CODCOD1500mg/L1500mg/L）的的有有机机污污染染物物废水适合用废水适合用好氧处理好氧处理

4、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/LCOD1500mg/L）用用厌厌厌厌氧处理氧处理氧处理氧处理更为适宜。更为适宜。n提问：为什么过高提问：为什么过高COD的废水不宜用好氧法？的废水不宜用好氧法？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，水水水水中中中中溶溶溶溶解解解解氧氧氧氧难难难难以以以以即即即即时时时时供供供供应应应应，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。6/12/20246/12/20244 4（二）活性污泥法和生物膜法（二）活性污泥

5、法和生物膜法n n这这这这是是是是根根根根据据据据微微微微生生生生物物物物在在在在人人人人工工工工水水水水处处处处理理理理设设设设备备备备中中中中微微微微生生生生物物物物所所所所处状态的不同来进行的划分。处状态的不同来进行的划分。处状态的不同来进行的划分。处状态的不同来进行的划分。n n原理原理原理原理n n活性污泥法活性污泥法活性污泥法活性污泥法模拟水体自净模拟水体自净模拟水体自净模拟水体自净 微微微微生生生生物物物物在在在在设设设设备备备备中中中中呈呈呈呈悬悬悬悬浮浮浮浮状状状状态态态态，与与与与污污污污废废废废水水水水接接接接触触触触使之净化的方法；使之净化的方法；使之净化的方法；使之净

6、化的方法；n n生生生生 物物物物 膜膜膜膜 法法法法模拟土壤自净模拟土壤自净模拟土壤自净模拟土壤自净 微微微微生生生生物物物物附附附附着着着着于于于于其其其其他他他他物物物物体体体体表表表表面面面面上上上上成成成成薄薄薄薄膜膜膜膜状状状状，与与与与污废水接触使之净化的方法。污废水接触使之净化的方法。污废水接触使之净化的方法。污废水接触使之净化的方法。6/12/20246/12/20245 5 活性污泥既有好氧活性污泥法，也有厌氧活活性污泥既有好氧活性污泥法，也有厌氧活性污泥法，生物膜法既有好氧生物膜法也有厌氧性污泥法，生物膜法既有好氧生物膜法也有厌氧生物膜法。对于污废水的脱氮、脱磷处理必须采

7、生物膜法。对于污废水的脱氮、脱磷处理必须采用厌氧法与好氧法相结合的方式才能成功实现。用厌氧法与好氧法相结合的方式才能成功实现。6/12/20246/12/20246 6废水的好氧生物处理废水的好氧生物处理1 概念：概念：在在有氧有氧的条件下借的条件下借好氧微生物好氧微生物的作用处的作用处理废水。又叫理废水。又叫废水生物处理废水生物处理。废水废水中有中有机物机物好氧好氧 微生物微生物无机物，随水排出无机物，随水排出微生微生物细物细胞物胞物质质有机物充足有机物充足微生物增多微生物增多有机物少有机物少菌体死亡菌体死亡与废水与废水 分离分离O2通过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀下通过物理凝聚作用在沉淀池中

8、沉淀下6/12/20246/12/20247 72 废水好氧生物处理作用对象废水好氧生物处理作用对象溶解的有机物溶解的有机物直接渗入细胞内被吸收直接渗入细胞内被吸收 固体的、胶体的有机物固体的、胶体的有机物间接吸收间接吸收 附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，渗入细胞。为溶解性物质，渗入细胞。3 废水好氧生物处理的优缺点废水好氧生物处理的优缺点 优点：优点：无臭气、时间短。条件适宜可除去无臭气、时间短。条件适宜可除去BOD5 8090 缺点缺点：设备复杂设备复杂4 废水好氧生物处理的方法废水好氧生物处理的方法 活性污泥法、生物膜法（生物滤池法、

9、生物转盘法）活性污泥法、生物膜法（生物滤池法、生物转盘法）氧化塘（生物塘）法、污水灌溉。氧化塘（生物塘）法、污水灌溉。6/12/20246/12/20248 8 活性污泥法活性污泥法又叫又叫曝气法曝气法，最早由英国人于，最早由英国人于1914年创建而来，经过年创建而来，经过80多年的发展已成为处理有机废多年的发展已成为处理有机废水最主要的方法。水最主要的方法。是一种是一种应用最广应用最广的废水好氧生物的废水好氧生物处理技术。（格栅、沉砂、处理技术。（格栅、沉砂、00601.swf）二、二、好氧活性污泥法中的微生物好氧活性污泥法中的微生物 1.1.什么是好氧活性污泥什么是好氧活性污泥n n 好氧

10、活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧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微生物微生物微生物(兼有少量的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兼有少量的厌氧微生物)与污与污与污与污(废废废废)水中有机的和无水中有机的和无水中有机的和无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。机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。活性活性活性活性污泥的形成是一种自然现象污泥

11、的形成是一种自然现象污泥的形成是一种自然现象污泥的形成是一种自然现象。n n例例例例如如如如，如如如如果果果果向向向向一一一一桶桶桶桶含含含含粪粪粪粪便便便便污污污污水水水水中中中中不不不不断断断断地地地地加加加加入入入入空空空空气气气气，并并并并持持持持续续续续维维维维持持持持水水水水中中中中的的的的溶溶溶溶解解解解氧氧氧氧，那那那那末末末末经经经经过过过过一一一一段段段段时时时时间间间间后后后后，就就就就会会会会产产产产生生生生褐褐褐褐色色色色絮絮絮絮花花花花状状状状的的的的泥泥泥泥粒粒粒粒，在在在在显显显显微微微微镜镜镜镜下下下下会会会会看看看看到到到到，污污污污泥泥泥泥里里里里充充充充

12、满满满满了了了了各各各各种种种种各各各各样的微生物，这就是典型的好氧活性污泥。样的微生物，这就是典型的好氧活性污泥。样的微生物，这就是典型的好氧活性污泥。样的微生物，这就是典型的好氧活性污泥。6/12/20246/12/20249 92 2 2 2 好氧活性污泥的组成和性质好氧活性污泥的组成和性质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 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。n（2）好氧活性污泥的性质）好氧活性污泥的性质 颜颜色色以以

13、棕棕棕棕褐褐褐褐色色色色为为佳佳 黑黑色色说说明明厌厌氧氧、白白色色说说明明无无机机物物过过多多 n含水率在含水率在99左右左右 密度为密度为1.0021.006 n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的的变变化有一定的承受能力。化有一定的承受能力。6/12/20246/12/202410103 3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n nMLSS MLSS(混合液悬浮固体混合液悬

14、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恒重的干固体（克恒重的干固体（SS）n或或MLVSS MLVSS(恒重的干挥发性悬浮固体恒重的干挥发性悬浮固体)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。6/12/20246/12/20241111n n提问：好氧活性污泥上的微生物是如何分布的？提问：好氧活性污泥上的微生

15、物是如何分布的？提问：好氧活性污泥上的微生物是如何分布的？提问：好氧活性污泥上的微生物是如何分布的？中中中中心心心心是是是是能能能能起起起起絮絮絮絮凝凝凝凝作作作作用用用用的的的的细细细细菌菌菌菌形形形形成成成成菌菌菌菌胶胶胶胶团团团团，在在在在其其其其上上上上生生生生长长长长着着着着其其其其他他他他微微微微生生生生物物物物。如如如如酵酵酵酵母母母母菌菌菌菌、霉霉霉霉菌菌菌菌、放放放放线线线线菌菌菌菌、藻藻藻藻类类类类、原原原原生生生生动动动动物物物物和和和和某某某某些些些些微微微微型型型型后后后后生生生生动动动动物物物物(轮轮轮轮虫虫虫虫及及及及线线线线虫虫虫虫等等等等)。n nA.A.菌胶

16、团菌胶团菌胶团菌胶团 在在在在微微微微生生生生物物物物学学学学领领领领域域域域里里里里，习习习习惯惯惯惯将将将将动动动动胶胶胶胶菌菌菌菌属属属属形形形形成成成成的的的的细细细细菌菌菌菌团团团团块块块块称称称称为为为为菌菌菌菌胶胶胶胶团团团团。在在在在水水水水处处处处理理理理工工工工程程程程领领领领域域域域内内内内，则则则则将将将将所所所所有有有有具具具具有有有有荚荚荚荚膜膜膜膜或或或或粘粘粘粘液液液液的的的的絮絮絮絮凝凝凝凝性性性性细细细细菌菌菌菌互互互互相相相相絮絮絮絮凝凝凝凝聚聚聚聚集集集集成成成成的的的的菌胶团块都称为菌胶团。菌胶团块都称为菌胶团。菌胶团块都称为菌胶团。菌胶团块都称为菌胶

17、团。4 4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6/12/20246/12/20241212n n吸附和氧化分解有机物；吸附和氧化分解有机物；吸附和氧化分解有机物；吸附和氧化分解有机物；n n菌菌菌菌胶胶胶胶团团团团是是是是细细细细菌菌菌菌的的的的存存存存在在在在形形形形式式式式，细细细细菌菌菌菌占占占占到到到到活活活活性性性性污污污污泥泥泥泥中中中中微微微微生生生生物物物物总总总总量量量量的的的的99%,99%,有有有有10107 710108 8个个个个/ml/ml，他他他他们们们们是是是是生生生生物物物物处处处处理理理理的的的的主主主主力力力力军军军军，一一一一旦旦旦旦菌菌

18、菌菌胶胶胶胶团团团团受受受受到到到到各各各各种种种种因因因因素素素素的的的的影影影影响响响响和和和和破破破破坏坏坏坏，则则则则活活活活性性性性污污污污泥泥泥泥法法法法对对对对有有有有机机机机物物物物去去去去除除除除率率率率明明明明显显显显下下下下降降降降，甚甚甚甚至至至至无去除能力。无去除能力。无去除能力。无去除能力。n n 菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和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；微型后生动物提供了良好的生存环境；微型后生动物提供了良好的生存环境；微型后生动

19、物提供了良好的生存环境；n n例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附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、自身作为着场所；菌胶团中的细菌可以去除毒物、自身作为着场所；菌胶团中的细菌可以去除毒物、自身作为着场所；菌胶团中的细菌可以去除毒物、自身作为动物食料。动物食料。动物食料。动物食料。(1)(1)菌胶团的功能菌胶团的功能6/12/20246/12/20241313n n 具有指示作用；具有指示作用；具有指示作用；具有指示作用；通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗

20、粒大通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大通过菌胶团的颜色、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。小及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。小及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。小及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。n n例如新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，例如新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，例如新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，例如新生菌胶团颜色浅、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，则说明菌胶团生命力旺盛，吸附和氧化能力强，则说明菌胶团生命力旺盛，吸附和氧化能力强，则说明

21、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，再生能力强。老化的菌胶团，颜色深，结构松散，再生能力强。老化的菌胶团，颜色深，结构松散，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。活性不强，吸附和氧化能力差。活性不强，吸附和氧化能力差。活性不强，吸附和氧化能力差。6/12/20246/12/20241414B B、活性污泥中的、活性污泥中的原生动物原生动物及其作用及其作用 活性污泥中原生动物在数量和种类上仅次于活性污泥中原生动物在数量和种类上仅次于细菌，常见的优势种是纤毛类。它们主要附聚在细菌，常见的优势种是纤毛类。它们主要附聚在污泥

22、表面。其作用在于：污泥表面。其作用在于：（1 1）指示作用指示作用（2 2）净化净化作用作用（3 3）促进絮凝和沉淀促进絮凝和沉淀6/12/20246/12/20241919（1 1）指示作用）指示作用n1 1）可根据原生动物或微型后生动物的演替及它们）可根据原生动物或微型后生动物的演替及它们的活动规律判断水质和污（废）水处理程度：的活动规律判断水质和污（废）水处理程度：n 活性污泥培养初期活性污泥培养初期鞭毛虫、变形虫鞭毛虫、变形虫 n 活性污泥培养中期活性污泥培养中期游泳型纤毛虫、鞭毛虫游泳型纤毛虫、鞭毛虫n 活性污泥培养成熟期活性污泥培养成熟期固着型纤毛虫：钟虫固着型纤毛虫：钟虫及后生动

23、物：轮虫及后生动物：轮虫n2 2）根据原生动物种类判断活性污泥和处理水质的）根据原生动物种类判断活性污泥和处理水质的好与坏。好与坏。n3 3）根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变）根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。6/12/20246/12/20242020n n依据和优越性依据和优越性n n依据依据依据依据 原生动物数量、种类、优势种、个体活原生动物数量、种类、优势种、个体活原生动物数量、种类、优势种、个体活原生动物数量、种类、优势种、个体活性性性性与污水净化处理的效果有着密切关系，因此原与污水净化

24、处理的效果有着密切关系，因此原与污水净化处理的效果有着密切关系，因此原与污水净化处理的效果有着密切关系，因此原生动物可以作为净化情况的指示生物，可由它们生动物可以作为净化情况的指示生物，可由它们生动物可以作为净化情况的指示生物，可由它们生动物可以作为净化情况的指示生物，可由它们对净化处理效果作出预报。对净化处理效果作出预报。对净化处理效果作出预报。对净化处理效果作出预报。6/12/20246/12/20242121n n优越性优越性优越性优越性 与水质分析及细菌观察、计数相比与水质分析及细菌观察、计数相比与水质分析及细菌观察、计数相比与水质分析及细菌观察、计数相比好处何在好处何在好处何在好处何

25、在?观察测量容易观察测量容易观察测量容易观察测量容易仅仅仅仅需低倍显微镜即可活体观察。而细菌的观察、分需低倍显微镜即可活体观察。而细菌的观察、分需低倍显微镜即可活体观察。而细菌的观察、分需低倍显微镜即可活体观察。而细菌的观察、分类、鉴定所需时间较长，不能及时起到预报的作用。类、鉴定所需时间较长，不能及时起到预报的作用。类、鉴定所需时间较长，不能及时起到预报的作用。类、鉴定所需时间较长，不能及时起到预报的作用。而原生动物与细菌之间存在相互依存的关系，且对而原生动物与细菌之间存在相互依存的关系，且对而原生动物与细菌之间存在相互依存的关系，且对而原生动物与细菌之间存在相互依存的关系，且对环境的变化比

26、细菌敏感环境的变化比细菌敏感环境的变化比细菌敏感环境的变化比细菌敏感(如氧溶量、如氧溶量、如氧溶量、如氧溶量、pHpHpHpH值等值等值等值等)。6/12/20246/12/20242222.快速预报快速预报n n通常污水处理厂每天通常污水处理厂每天通常污水处理厂每天通常污水处理厂每天都要对本厂的出水进都要对本厂的出水进都要对本厂的出水进都要对本厂的出水进行水质监测，若超过行水质监测，若超过行水质监测，若超过行水质监测，若超过国家规定的标准，就国家规定的标准，就国家规定的标准，就国家规定的标准，就要及时追查原因，以要及时追查原因，以要及时追查原因，以要及时追查原因，以求解决。求解决。求解决。求

27、解决。但有些数据当天得不到但有些数据当天得不到但有些数据当天得不到但有些数据当天得不到如如如如BODBOD5 5，根据原生动物根据原生动物根据原生动物根据原生动物与与与与BODBOD5 5的对应关系，则的对应关系，则的对应关系，则的对应关系，则可以作出快速的判断，可以作出快速的判断，可以作出快速的判断，可以作出快速的判断，缩短发现问题、解决问缩短发现问题、解决问题的时间。题的时间。湖南石油化工厂的曝气池中的有湖南石油化工厂的曝气池中的有柄纤毛虫与柄纤毛虫与BOD5统计数据统计数据出水出水BOD5（mg/l）30 Y=81.6-19.4lgX 20 10 0 103 有柄纤毛虫有柄纤毛虫(个个/

28、ml)1046/12/20246/12/20242323普遍规律n n如若发现如若发现如若发现如若发现n n群体的纤毛虫缩成一团群体的纤毛虫缩成一团群体的纤毛虫缩成一团群体的纤毛虫缩成一团n n钟虫的柄脱落钟虫的柄脱落钟虫的柄脱落钟虫的柄脱落n n纤毛虫接合生殖纤毛虫接合生殖纤毛虫接合生殖纤毛虫接合生殖（即有性生殖）、（即有性生殖）、（即有性生殖）、（即有性生殖）、或形成孢囊或形成孢囊或形成孢囊或形成孢囊n n表明水中？表明水中？表明水中？表明水中？n n存在有毒物质或其他条件如温度、存在有毒物质或其他条件如温度、存在有毒物质或其他条件如温度、存在有毒物质或其他条件如温度、pHpH等的不适等的

29、不适等的不适等的不适宜。宜。宜。宜。.水质毒物判断水质毒物判断 6/12/20246/12/20242424n n有有有有些些些些原原原原生生生生动动动动物物物物对对对对水水水水中中中中的的的的溶解氧变化十分敏感。溶解氧变化十分敏感。溶解氧变化十分敏感。溶解氧变化十分敏感。n n如如如如钟钟钟钟虫虫虫虫细细细细胞胞胞胞前前前前端端端端出出出出现现现现气气气气泡泡泡泡，运运运运动动动动迟迟迟迟缓缓缓缓，说说说说明明明明水水水水中中中中充充充充氧氧氧氧不不不不足足足足，或或或或溶溶溶溶氧氧氧氧过过过过高高高高，水水水水质质质质将将将将变变变变坏坏坏坏。反反反反之之之之则则则则表表表表明明明明溶溶溶

30、溶解解解解氧氧氧氧情情情情况况况况适适适适中中中中良好良好良好良好 .溶解氧判断溶解氧判断6/12/20246/12/20242525.曝气池处理效果的判断曝气池处理效果的判断 1 钟虫前端出现气泡钟虫前端出现气泡充氧不正常，水质将充氧不正常，水质将变坏。变坏。2 2 原生动物的数量渐减少，直至原生动物的数量渐减少，直至消失消失水质水质变坏。变坏。原生动物对毒物的敏感性比细菌大。原生动物对毒物的敏感性比细菌大。3 3 钟虫钟虫大量出现大量出现活性污泥已经成熟，充氧活性污泥已经成熟，充氧正常。正常。4 4 在正常运行的曝气池中，如果固着型纤毛虫在正常运行的曝气池中，如果固着型纤毛虫减少减少，游泳

31、型纤毛虫突然，游泳型纤毛虫突然增加增加处理效果将变处理效果将变坏。坏。6/12/20246/12/202426266/12/20246/12/20242727如何加以确定？如何加以确定？应对废水处理构筑物中的生物类群进行应对废水处理构筑物中的生物类群进行长期不长期不间断的镜检观察间断的镜检观察，掌握本厂正常运行时常见的，掌握本厂正常运行时常见的而且数量多的种类。而且数量多的种类。（1）原生动物种类的组成。）原生动物种类的组成。（2）种类的数量变化）种类的数量变化（3）各种群的代谢活力。）各种群的代谢活力。以原生动物为指示生物只能起辅助理化分析的以原生动物为指示生物只能起辅助理化分析的作用。作用

32、。6/12/20246/12/20242828（2）原生动物对废水净化的影响）原生动物对废水净化的影响 v鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫可以鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫可以直接利用直接利用水中的水中的有有机物机物,对水中有机物的净化有一定的积极作用。对水中有机物的净化有一定的积极作用。v 纤毛虫吞食游离细菌，改善生物处理法出水的纤毛虫吞食游离细菌，改善生物处理法出水的水质。水质。细菌（尤其使游离细菌）本身也是有机污染物。细菌（尤其使游离细菌）本身也是有机污染物。提提问问：游游离离细细菌菌转转化化为为原原生生动动物物同同样样是是有有机机污污染染物物，净净化何在呢？化何在呢？3kg1kgCO2+H2O+盐盐2k

33、g6/12/20246/12/20242929n n活活活活性性性性污污污污泥泥泥泥颗颗颗颗粒粒粒粒主主主主要要要要是是是是由由由由细细细细菌菌菌菌絮絮絮絮凝凝凝凝而而而而成成成成，实实实实验验验验证证证证明明明明小小小小口口口口钟钟钟钟虫虫虫虫、累累累累枝枝枝枝虫虫虫虫和和和和草草草草履履履履虫虫虫虫等等等等纤纤纤纤毛毛毛毛虫虫虫虫能能能能分分分分泌泌泌泌一一一一些些些些粘粘粘粘性性性性多多多多糖糖糖糖、粘粘朊朊，促促进进生生物物絮絮凝凝，使使使使它它它它们们们们能能能能够够够够附附附附着着着着在在在在小小小小的的的的絮絮絮絮凝凝凝凝体体体体上上上上，同同同同时时时时促促促促进进进进絮絮絮絮

34、凝凝凝凝体体体体进进进进一一一一步步步步黏黏黏黏附附附附细细细细菌菌菌菌使使使使污污污污泥泥泥泥絮絮絮絮体体体体增增增增大大大大。使使废废水水能能在在二二次次沉沉淀淀池池中中很很好好地地沉沉淀淀，改善出水水质改善出水水质v生生产产上上常常常常发发现现在在活活性性污污泥泥培培养养初初期期，一一旦旦处处理理系系统统中中出出现现固固着着型型纤纤毛毛虫虫，随随后后就就可可看看到到活活性性污泥絮体的形成并逐渐增大。污泥絮体的形成并逐渐增大。促进絮凝和沉淀促进絮凝和沉淀6/12/20246/12/20243030C、后生动物、后生动物主要指轮虫，在活性污主要指轮虫，在活性污泥系统指是不经常出现泥系统指是不

35、经常出现的。因此轮虫的出现是的。因此轮虫的出现是水质非常稳定的标志。水质非常稳定的标志。且由于活性污泥系且由于活性污泥系统的曝气池中不断人工统的曝气池中不断人工充氧和污泥回流，使得充氧和污泥回流，使得活性污泥中不适合比轮活性污泥中不适合比轮虫、线虫更大的、生命虫、线虫更大的、生命周期更长的种群生长，周期更长的种群生长，因此，活性污泥法的生因此，活性污泥法的生物链较短。物链较短。线虫线虫轮虫轮虫6/12/20246/12/20243131D D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还还有有放放线线菌菌、真真菌菌。它它们们的的数数量量相相比比较较细细菌菌

36、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、地霉菌、酵母菌等。地霉菌、酵母菌等。n各各种种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。6/12/20246/12/20243232n n 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

37、下下图图好好氧氧活性污泥吸附和降解活性污泥吸附和降解6/12/20246/12/202433336/12/20246/12/20243434l l好氧好氧好氧好氧生物膜生物膜生物膜生物膜是与活性污泥法并列的一类废水好氧是与活性污泥法并列的一类废水好氧是与活性污泥法并列的一类废水好氧是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；生物处理技术；生物处理技术；生物处理技术；n n于于于于1919世纪末，在研究土壤净化污水的过滤田的基世纪末，在研究土壤净化污水的过滤田的基世纪末，在研究土壤净化污水的过滤田的基世纪末，在研究土壤净化污水的过滤田的基础上，开发并应用于生产。由于效果不如后来出础上，开发并应

38、用于生产。由于效果不如后来出础上，开发并应用于生产。由于效果不如后来出础上，开发并应用于生产。由于效果不如后来出现的活性污泥法，一度被长期搁置，现的活性污泥法，一度被长期搁置，现的活性污泥法，一度被长期搁置，现的活性污泥法，一度被长期搁置，6060年代以后，年代以后，年代以后，年代以后，由于新型合成材料的大量生产，生物膜法又获得由于新型合成材料的大量生产，生物膜法又获得由于新型合成材料的大量生产，生物膜法又获得由于新型合成材料的大量生产，生物膜法又获得了新的发展。了新的发展。了新的发展。了新的发展。二、好氧生物膜法二、好氧生物膜法二、好氧生物膜法二、好氧生物膜法6/12/20246/12/20

39、243535生物填料生物填料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 好氧或厌氧好氧或厌氧 滤池滤池 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 6/12/20246/12/20243636n 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6/12/20246/12/20243737生物填料上的生物膜

40、6/12/20246/12/202438381.什么是生物膜？什么是生物膜？好氧生物膜是由好氧微生物和兼性厌氧微生物粘好氧生物膜是由好氧微生物和兼性厌氧微生物粘附在生物滤池滤料上或粘附在生物转盘盘片上的附在生物滤池滤料上或粘附在生物转盘盘片上的一层粘性、薄膜状的微生物混合群体一层粘性、薄膜状的微生物混合群体,是一个生态是一个生态系统系统。污水中含有生物膜所需的各种微生物。夏季污水中含有生物膜所需的各种微生物。夏季2 24 4周形成生物膜。冬季需周形成生物膜。冬季需2 2个月。个月。结构由两部分组成结构由两部分组成附着生附着生物体物体 液膜液膜好氧微生物（膜外层）好氧微生物（膜外层）厌氧微生物（

41、接触滤料）厌氧微生物（接触滤料）附着水层附着水层 流动水层流动水层(一一一一)好氧生物膜中的微生物群落好氧生物膜中的微生物群落好氧生物膜中的微生物群落好氧生物膜中的微生物群落6/12/20246/12/202439392 2、生物膜结构示意图、生物膜结构示意图滤料滤料或或填料填料或或转盘转盘生物膜生物膜空空气气附着附着水层水层流动流动水层水层CO2O2O2O2CH4、H2S、NH3n n性质性质性质性质：高度亲水高度亲水高度亲水高度亲水，存在着，存在着，存在着，存在着附着附着附着附着水层水层水层水层；厌厌氧氧膜膜好好氧氧膜膜微生物高度密集微生物高度密集微生物高度密集微生物高度密集：各种细：各种

42、细：各种细：各种细菌以及微型动物，形成了有菌以及微型动物，形成了有菌以及微型动物，形成了有菌以及微型动物，形成了有机污染物机污染物机污染物机污染物细菌细菌细菌细菌原原原原(后后后后)生动物的食物链。生动物的食物链。生动物的食物链。生动物的食物链。成熟的生物膜由成熟的生物膜由成熟的生物膜由成熟的生物膜由好氧膜和好氧膜和好氧膜和好氧膜和厌氧膜厌氧膜厌氧膜厌氧膜组成组成组成组成:好氧膜好氧膜好氧膜好氧膜是是是是有机物降解的主要场所有机物降解的主要场所有机物降解的主要场所有机物降解的主要场所当生物膜形成并达到一当生物膜形成并达到一定厚度时，氧就无法透入定厚度时，氧就无法透入生物膜内层，形成生物膜内层，

43、形成厌氧膜厌氧膜,随着随着厌氧层厌氧层厚度的增加，厚度的增加，其代谢产物也逐渐增多。其代谢产物也逐渐增多。6/12/20246/12/20244040当这些代谢产物透过好当这些代谢产物透过好氧层逸出时，破坏了好氧氧层逸出时，破坏了好氧层生态系统的稳定状态，层生态系统的稳定状态，使生物膜的附着力减弱。使生物膜的附着力减弱。此时，在水流的冲刷下，此时，在水流的冲刷下，生物膜生物膜开始开始脱落脱落。随后在随后在滤料上又会生长新的生物滤料上又会生长新的生物膜膜。如此循环往复，废水如此循环往复，废水流经生物膜后得以净化。流经生物膜后得以净化。6/12/20246/12/202441412.2.膜中微生物

44、群落及功能膜中微生物群落及功能膜中微生物群落及功能膜中微生物群落及功能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6/12/20246/12/20244242好好氧氧生生物物膜膜法法的的微微生生物物群群落落分分布布不不同同于于好好氧氧活活性性污污泥泥法法的的微微生生物物群群落落（悬悬浮浮状状态态），生生物物膜膜附附着着在在一一定定的的载载体体上上（如如滤滤料料）上上不不动动，废废水水自自上上而而下下淋淋洒洒在在生生物物膜膜上上，滤滤池池内内不不同同高高度度（不不同同层层次次）的的生生物物膜膜所所得得到到的的营营养养（有有机机物物的的组组分分和和浓浓度度）不不同同

45、，致致使使不不同同高高度度的的微微生生物物种种群群和和数数量量不不同同，因因此此好好氧氧生生物物膜膜法法的的微微生生物物相是分层的。相是分层的。6/12/20246/12/20244343第三节第三节 活性污泥膨胀和控制对策活性污泥膨胀和控制对策n n什么是活性污泥膨胀？什么是活性污泥膨胀？什么是活性污泥膨胀？什么是活性污泥膨胀？n n正常的活性污泥颗粒体积发生膨胀，继而分正常的活性污泥颗粒体积发生膨胀，继而分正常的活性污泥颗粒体积发生膨胀，继而分正常的活性污泥颗粒体积发生膨胀，继而分裂为沉降性很差的小颗粒污泥，引起二沉池池面裂为沉降性很差的小颗粒污泥，引起二沉池池面裂为沉降性很差的小颗粒污泥

46、，引起二沉池池面裂为沉降性很差的小颗粒污泥，引起二沉池池面飘泥严重，出水水质急剧变差的现象。飘泥严重，出水水质急剧变差的现象。飘泥严重，出水水质急剧变差的现象。飘泥严重，出水水质急剧变差的现象。n n本质本质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。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 n造成的结果：造成的结果：造成的结果：造成的结果：稀薄污泥回流至曝气池。出水稀薄污泥回流至曝气池。出水稀薄污泥回流至曝气池。出水稀薄污泥回流至曝气池。出水BODBOD5 5升高。升高。升高。升高。n在业内，污泥膨胀被比喻作污泥系统的在业内，污泥膨胀被比喻作污泥系统的“

47、感感冒冒”，没有特效药，慢慢调试过一段时间就会恢，没有特效药，慢慢调试过一段时间就会恢复过来，是运行管理中的一大难题。复过来，是运行管理中的一大难题。n n非丝状菌污泥膨胀非丝状菌污泥膨胀非丝状菌污泥膨胀非丝状菌污泥膨胀与与与与丝状菌污泥膨胀丝状菌污泥膨胀丝状菌污泥膨胀丝状菌污泥膨胀两类两类两类两类6/12/20246/12/20244747一、丝状菌污泥膨胀一、丝状菌污泥膨胀 正常的活性污泥结构较稠密，菌胶团生长良正常的活性污泥结构较稠密，菌胶团生长良好，含水量在好，含水量在9999左右，沉降性能良好，菌胶团左右，沉降性能良好，菌胶团和丝状菌之间有适当的比例关系。如果和丝状菌之间有适当的比例

48、关系。如果丝状菌生丝状菌生长繁殖过多，菌胶团的生长繁殖将受到抑制，众长繁殖过多，菌胶团的生长繁殖将受到抑制，众多的丝状菌伸出污泥表面之外，使得絮体松散，多的丝状菌伸出污泥表面之外，使得絮体松散，沉淀性能恶化，此时就发生了沉淀性能恶化，此时就发生了丝状菌污泥膨胀，丝状菌污泥膨胀，这种情况占污泥膨胀的大多数。这种情况占污泥膨胀的大多数。6/12/20246/12/20244949n2、产生原因、产生原因nA.如果曝气池溶解氧长期维持在如果曝气池溶解氧长期维持在较低较低较低较低的水平的水平n菌菌胶胶团团细细菌菌是是严严格格好好氧氧，丝丝状状菌菌适适应应性性强强，在在微量好氧条件下，仍正常生长。微量好

49、氧条件下，仍正常生长。nB.低分子糖类和有机酸低分子糖类和有机酸过多过多过多过多n运运行行经经验验和和实实验验室室试试验验证证明明：低低分分子子糖糖类类和和有有机机酸酸过过多多有有利利于于丝丝状状细细菌菌生生长长，容容易易发发生生活活性性污泥丝状膨胀污泥丝状膨胀。（食物种类上的差别）。（食物种类上的差别）nC.废水废水C/N比比高高高高n丝状细菌适合于高丝状细菌适合于高C/N比废水，而菌胶团细菌比废水，而菌胶团细菌正好相反，它们需要较低正好相反，它们需要较低C/N比废水。比废水。为什么？为什么？6/12/20246/12/20245151n这是由于这是由于C是丝状细菌衣鞘的主要成分是丝状细菌衣

50、鞘的主要成分，过量的，过量的C源可为丝状菌吸收，并以源可为丝状菌吸收，并以-羟基丁酸（羟基丁酸（PHB）的形式储存，使丝状菌进一步生长，而的形式储存，使丝状菌进一步生长，而菌胶团细菌胶团细菌对于菌对于N源源的需求量要比丝状菌大得多，一旦水的需求量要比丝状菌大得多，一旦水中氮源贫乏，菌胶团细菌的生长将严重受到抑制。中氮源贫乏，菌胶团细菌的生长将严重受到抑制。n实践表明活性污泥理想的实践表明活性污泥理想的BOD5与与N和和P的比例为的比例为BOD5：N：P100：5：1。n通常，处理生活污水和废水时按此值设计和运行，通常，处理生活污水和废水时按此值设计和运行，如果如果N：P比例小于比例小于这一值时