第十章 污、廢水深度處理和微污染水

1、第十章第十章 污、廢水深度處理和微污、廢水深度處理和微污染水源預(yù)處理中的微生物學(xué)污染水源預(yù)處理中的微生物學(xué)原理原理 第一節(jié)第一節(jié) 污、廢水深度處理污、廢水深度處理脫脫氮除磷與微生物學(xué)原理氮除磷與微生物學(xué)原理 一、污、廢水脫氮除磷的目的意義一、污、廢水脫氮除磷的目的意義 氮、磷污染的危害性：氮、磷污染的危害性：水體富營(yíng)養(yǎng)化造成水體黑臭對(duì)人及生物有毒害作用二、水體中氮、磷的來(lái)源二、水體中氮、磷的來(lái)源城市生活污水和工業(yè)廢水、農(nóng)田肥料和動(dòng)物城市生活污水和工業(yè)廢水、農(nóng)田肥料和動(dòng)物糞尿糞尿 第四節(jié) 生物脫氮和生物除磷n一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)n廢水廢水磷磷含量在含量在005mg/L5mg/Ln氨氮氨氮 15mg1

2、5mgL L 硝化、脫氮微生物硝化、脫氮微生物 1、硝化作用微生物：包括亞硝化微生物、硝化微、硝化作用微生物：包括亞硝化微生物、硝化微生物，好氧，生物，好氧，G-，無(wú)機(jī)化能營(yíng)養(yǎng)，個(gè)別有機(jī)化能營(yíng)養(yǎng)，無(wú)機(jī)化能營(yíng)養(yǎng)，個(gè)別有機(jī)化能營(yíng)養(yǎng) （1）亞硝化細(xì)菌（氧化氨的細(xì)菌）亞硝化細(xì)菌（氧化氨的細(xì)菌）：化能無(wú)機(jī)營(yíng)：化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，專(zhuān)性好氧，最適溫度養(yǎng)，專(zhuān)性好氧，最適溫度25-30（5-30），最適），最適pH7.5-8.0（5.8-8.5），常見(jiàn)菌：亞硝化單胞菌、亞硝），常見(jiàn)菌：亞硝化單胞菌、亞硝化螺菌、亞硝化球菌、亞硝化葉狀菌?；菥?、亞硝化球菌、亞硝化葉狀菌。 （2）硝化細(xì)菌）硝化細(xì)菌：最適溫度：最適溫度2

3、5-30，最適，最適pH7.5-8.0。NO2-濃度在濃度在2-30mmol/L時(shí)化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)最好，常見(jiàn)時(shí)化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)最好，常見(jiàn)菌有硝化桿菌、硝化螺菌、硝化球菌。菌有硝化桿菌、硝化螺菌、硝化球菌。 （3）硝化段的操作：）硝化段的操作： 泥齡：懸浮固體停留時(shí)間泥齡：懸浮固體停留時(shí)間SRT?？赏ㄟ^(guò)排泥控制?？赏ㄟ^(guò)排泥控制泥齡一般在泥齡一般在5d以上，要大于硝化細(xì)菌的以上，要大于硝化細(xì)菌的比生長(zhǎng)速率比生長(zhǎng)速率。SRT= 1/（N-KNd）。）。N硝化菌比生長(zhǎng)速率，硝化菌比生長(zhǎng)速率，KNd硝化菌衰減速率，硝化菌衰減速率，gNVSS/gNVSSd（NVSS 硝化細(xì)菌細(xì)胞物質(zhì)）硝化細(xì)菌細(xì)胞物質(zhì)） 硝 化

4、作 用 所 需 最 小 固 體 停 留 時(shí) 間 為硝 化 作 用 所 需 最 小 固 體 停 留 時(shí) 間 為SRTmin=1/N max，15時(shí)硝化細(xì)菌時(shí)硝化細(xì)菌N max 0.45d-1。由。由于污水的水質(zhì)和負(fù)荷逐日有波動(dòng)，為了在已知氨氮和于污水的水質(zhì)和負(fù)荷逐日有波動(dòng)，為了在已知氨氮和溶解氧條件下運(yùn)行能達(dá)到穩(wěn)定的硝化，須對(duì)理論溶解氧條件下運(yùn)行能達(dá)到穩(wěn)定的硝化，須對(duì)理論SRT增加一個(gè)安全系數(shù)得出設(shè)計(jì)增加一個(gè)安全系數(shù)得出設(shè)計(jì)SRT。溶解氧溶解氧：一般維持在：一般維持在1.22.0mg/L。溶解氧小于。溶解氧小于 0.5mg/L，硝化作用停止。，硝化作用停止。 需氧量的計(jì)算：需氧量的計(jì)算：O2=4

5、.33（N被氧化被氧化）mg/L。每氧化。每氧化1g NH3需消耗需消耗4.33g 氧。氧。水力停留時(shí)間水力停留時(shí)間：普通活性污泥法曝氣時(shí)間：普通活性污泥法曝氣時(shí)間4-6hpH：硝化反應(yīng)導(dǎo)致：硝化反應(yīng)導(dǎo)致pH下降，而硝化細(xì)菌對(duì)下降，而硝化細(xì)菌對(duì)pH十分敏十分敏感，亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌分別在感，亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌分別在7.07.8、7.78.1活性活性最強(qiáng)。可投加碳酸氫鈉、碳酸鈣維持堿度。需要量：堿最強(qiáng)?？赏都犹妓釟溻c、碳酸鈣維持堿度。需要量：堿度度=7.14（N被氧化被氧化）mg/L溫度溫度：兩類(lèi)硝化細(xì)菌的最宜溫度為：兩類(lèi)硝化細(xì)菌的最宜溫度為30左右，在不同左右，在不同工藝和不同硝酸鹽負(fù)荷率

6、下，溫度的影響大小不同，硝工藝和不同硝酸鹽負(fù)荷率下，溫度的影響大小不同，硝酸鹽負(fù)荷越低，影響越小。酸鹽負(fù)荷越低，影響越小。2、反硝化作用段細(xì)菌、反硝化作用段細(xì)菌（1）反硝化作用細(xì)菌：能以）反硝化作用細(xì)菌：能以NO3-為最終電子受體，為最終電子受體，將硝酸還原為氮?dú)獾募?xì)菌，種類(lèi)很多。將硝酸還原為氮?dú)獾募?xì)菌，種類(lèi)很多。（2）反硝化段運(yùn)行操作）反硝化段運(yùn)行操作 反硝化生物過(guò)程如下：反硝化生物過(guò)程如下：NO3-NO2-NON2ON2 硝酸鹽還原酶硝酸鹽還原酶 亞硝酸鹽還原酶亞硝酸鹽還原酶氧化亞氮還原酶氧化亞氮還原酶氧化氮還原酶氧化氮還原酶 最適最適pH7-8，最適溫度，最適溫度10-35，溶解氧，溶解

7、氧 3：1時(shí)，無(wú)須外加碳源時(shí)，無(wú)須外加碳源b、外加碳源、外加碳源 BOD5：N 3：1時(shí)，需外加碳源，常用時(shí)，需外加碳源，常用甲醇甲醇。外源。外源反硝化細(xì)胞合成的經(jīng)典反應(yīng)式：反硝化細(xì)胞合成的經(jīng)典反應(yīng)式：NO3- + 1.08 CH3OH + 0.24 H2CO3 0.06 C5H7NO2 + 0.47N2 + 1.68H2O + CO2 + OH- 每利用每利用1g NO3-反硝化，消耗反硝化，消耗2.47g甲醇，產(chǎn)生甲醇，產(chǎn)生0.45g新細(xì)胞和新細(xì)胞和3.57g堿度。堿度。c、內(nèi)源碳、內(nèi)源碳 指微生物死亡、自溶后釋放出來(lái)的有機(jī)碳，指微生物死亡、自溶后釋放出來(lái)的有機(jī)碳，也稱(chēng)二也稱(chēng)二次性基質(zhì)次性

8、基質(zhì)。要利用內(nèi)源碳要求反應(yīng)器的泥齡長(zhǎng)，污泥。要利用內(nèi)源碳要求反應(yīng)器的泥齡長(zhǎng)，污泥負(fù)荷低，使微生物處于生長(zhǎng)曲線(xiàn)靜止期的后部或衰亡負(fù)荷低，使微生物處于生長(zhǎng)曲線(xiàn)靜止期的后部或衰亡期。期。C5H7NO2 + 4.6 NO3- 2.8N2 + 1.2H2O + 5CO2 + 4.6OH- 速率低，僅為外加碳源的速率低，僅為外加碳源的1/10，優(yōu)點(diǎn)是在，優(yōu)點(diǎn)是在C：N低時(shí)低時(shí)無(wú)須外加外來(lái)碳源也能達(dá)到脫氮目的而且污泥產(chǎn)量低無(wú)須外加外來(lái)碳源也能達(dá)到脫氮目的而且污泥產(chǎn)量低。溫度溫度 最適宜的溫度是最適宜的溫度是15-35。 pH 影響反硝化速率和反硝化最終產(chǎn)物。最適影響反硝化速率和反硝化最終產(chǎn)物。最適pH范圍范

9、圍7.0-8.0之間。對(duì)終產(chǎn)物的影響：之間。對(duì)終產(chǎn)物的影響：pH 8，NO2-積累。積累。PH越高，越高，NO2-積積累越多。高累越多。高pH抑制了亞硝酸鹽還原酶的活性。抑制了亞硝酸鹽還原酶的活性。溶解氧溶解氧 只有在溶解氧為零的時(shí)候，反硝化速率才達(dá)到最高只有在溶解氧為零的時(shí)候，反硝化速率才達(dá)到最高，當(dāng)溶解氧達(dá)到，當(dāng)溶解氧達(dá)到1mg/L時(shí)，反硝化速率接近零。主要時(shí)，反硝化速率接近零。主要機(jī)制是氧抑制了硝酸鹽還原酶的形成。此外，氧可作機(jī)制是氧抑制了硝酸鹽還原酶的形成。此外，氧可作為電子受體，競(jìng)爭(zhēng)性阻礙硝酸鹽的還原。為電子受體，競(jìng)爭(zhēng)性阻礙硝酸鹽的還原。毒物毒物 NH3、NO2、O2、pH。NH3分

10、子（非離子）濃度過(guò)分子（非離子）濃度過(guò)高抑制反硝化反應(yīng)。高抑制反硝化反應(yīng)。3、生物脫氮工藝：、生物脫氮工藝： 反硝化有反硝化有單級(jí)、多級(jí)反硝化單級(jí)、多級(jí)反硝化。根據(jù)不同水質(zhì)，通常。根據(jù)不同水質(zhì)，通常有三種碳氧化、硝化、反硝化的組合工藝。選擇工藝有三種碳氧化、硝化、反硝化的組合工藝。選擇工藝時(shí)應(yīng)根據(jù)水質(zhì)而定，主要看時(shí)應(yīng)根據(jù)水質(zhì)而定，主要看COD負(fù)荷和負(fù)荷和NH3-N負(fù)荷，負(fù)荷，負(fù)荷低級(jí)數(shù)少較好，負(fù)荷高級(jí)數(shù)多較好。原因是硝化負(fù)荷低級(jí)數(shù)少較好，負(fù)荷高級(jí)數(shù)多較好。原因是硝化過(guò)程產(chǎn)酸過(guò)程產(chǎn)酸pH下降，及時(shí)轉(zhuǎn)入反硝化提高堿度，可滿(mǎn)足下降，及時(shí)轉(zhuǎn)入反硝化提高堿度，可滿(mǎn)足自身要求，降低生產(chǎn)成本。自身要求，降低

11、生產(chǎn)成本。（1）多級(jí)懸浮污泥法：傳統(tǒng)工藝）多級(jí)懸浮污泥法：傳統(tǒng)工藝（2）A/O工藝工藝二、微生物脫氮工藝、原理及其微生物廢廢水水好好氧氧脫脫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 (一一)微生物脫氮工藝微生物脫氮工藝 活性污泥法典型工藝活性污泥法典型工藝A/O工藝（缺氧、好氧工藝）工藝（缺氧、好氧工藝）(二)脫氮原理 缺氧反硝化缺氧反硝化反硝化細(xì)菌（兼性厭氧菌）反硝化細(xì)菌（兼性厭氧菌）NONO3 3- -NN反硝化反硝化還原為還原為NN2 2，溢出水面溢出水面釋放到大氣釋放到大氣原水中原水中BODBOD回流出水中的硝化

12、回流出水中的硝化產(chǎn)物產(chǎn)物 好氧脫碳硝化好氧脫碳硝化 脫碳脫碳氧化去除氧化去除COD 脫碳菌脫碳菌好氧好氧有機(jī)物呼吸有機(jī)物呼吸的細(xì)菌的細(xì)菌，以，以有機(jī)物為碳源有機(jī)物為碳源 硝化菌硝化菌好氧好氧氨鹽呼吸氨鹽呼吸的細(xì)菌的細(xì)菌，以，以碳酸鹽為碳源碳酸鹽為碳源 （NH4+NO2-NO3-) 提問(wèn)：提問(wèn)：為什么先脫碳、后脫氮？為什么先脫碳、后脫氮？ 硝化菌的碳源是脫碳菌的代謝產(chǎn)物；硝化菌的碳源是脫碳菌的代謝產(chǎn)物； 有機(jī)碳源豐富時(shí)，脫碳菌世代周期短生長(zhǎng)迅速有機(jī)碳源豐富時(shí)，脫碳菌世代周期短生長(zhǎng)迅速 ，硝化硝化菌氧利用不足，生長(zhǎng)緩慢；菌氧利用不足，生長(zhǎng)緩慢； 提問(wèn)：提問(wèn)：硝化脫氮時(shí)有時(shí)需要補(bǔ)堿（硝化脫氮時(shí)有時(shí)需

13、要補(bǔ)堿（Na2CO3或或NaOH)? 硝化作用消耗堿（硝化作用消耗堿（NH4+、CO3-），），水水pH下降；下降；補(bǔ)充碳補(bǔ)充碳源、升高源、升高pH 提問(wèn)：提問(wèn)：硝化菌世代周期長(zhǎng)，容易從活性污泥系統(tǒng)中被硝化菌世代周期長(zhǎng)，容易從活性污泥系統(tǒng)中被洗掉，如何解決？洗掉，如何解決？ 掛生物膜或投加懸浮填料掛生物膜或投加懸浮填料 定期投菌定期投菌兩級(jí)濾池法工藝流程好氧好氧脫碳脫碳硝化硝化濾池濾池進(jìn)水進(jìn)水厭氧厭氧反硝反硝化化 濾池濾池 補(bǔ)充反硝化菌的碳源！補(bǔ)充反硝化菌的碳源！利用進(jìn)水中的BOD三、微生物除磷原理、工藝及其微生物（BOD：N：P）100：5：1微生物除碳的同時(shí)吸收磷元素微生物除碳的同時(shí)吸收磷

14、元素用以合成細(xì)胞物質(zhì)和合成用以合成細(xì)胞物質(zhì)和合成ATP等，等，但只去除污水中約但只去除污水中約19左右左右的磷的磷。某些高含磷廢水中殘留的磷還相當(dāng)高，故需用除磷工藝。某些高含磷廢水中殘留的磷還相當(dāng)高，故需用除磷工藝處理。處理。 1微生物除磷原理微生物除磷原理 依靠依靠聚磷菌聚磷菌（兼性厭氧菌）（兼性厭氧菌）聚磷，再?gòu)乃谐ミ@些聚磷，再?gòu)乃谐ミ@些細(xì)菌。細(xì)菌。 好氧時(shí)好氧時(shí)：大量繁殖（大量繁殖（消耗消耗好氧好氧狀態(tài)能源狀態(tài)能源聚聚-羥基丁二酸羥基丁二酸（PHB）， 逆濃度梯度過(guò)量吸磷（逆濃度梯度過(guò)量吸磷（貯備貯備厭氧厭氧狀態(tài)能源狀態(tài)能源多聚磷酸鹽顆多聚磷酸鹽顆粒粒(即異染顆粒即異染顆粒) ）

15、；）； 厭氧時(shí)厭氧時(shí)：正相反正相反不繁殖不繁殖，釋放磷酸鹽于體外（產(chǎn)生能量供釋放磷酸鹽于體外（產(chǎn)生能量供其其儲(chǔ)備儲(chǔ)備消耗消耗好氧好氧狀態(tài)能源狀態(tài)能源PHB）。有有機(jī)機(jī)基基質(zhì)質(zhì) 厭厭氧氧區(qū)區(qū) 好好氧氧區(qū)區(qū) 乙乙酸酸 P 聚磷菌 聚磷菌 O2 聚磷菌 聚磷菌產(chǎn)產(chǎn)酸酸菌菌聚聚PPHBPHB聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P部分回流部分回流做種做種大部分大部分（P）去除去除2工藝簡(jiǎn)介 常見(jiàn)的脫磷工藝如下圖所示常見(jiàn)的脫磷工藝如下圖所示進(jìn)進(jìn)水水厭氧放磷好氧聚磷出出水水部分污泥回流接種剩余污剩余污泥處理泥處理沉淀脫磷 （1） Bardenpho工藝工藝：四個(gè)完全混合活性污泥反應(yīng)：四個(gè)完全混合活性污泥反應(yīng)池串聯(lián)而

16、成，池串聯(lián)而成，1、3不曝氣，不曝氣，2、4曝氣，污水在第曝氣，污水在第2池停池停留時(shí)間較長(zhǎng)，完全硝化后進(jìn)入第留時(shí)間較長(zhǎng)，完全硝化后進(jìn)入第3池（缺氧），發(fā)生反池（缺氧），發(fā)生反硝化，進(jìn)入第硝化，進(jìn)入第4池曝氣驅(qū)走氮?dú)?，并除磷。池曝氣?qū)走氮?dú)猓⒊?。?） Phoredox工藝工藝：在缺氧：在缺氧1池前增設(shè)一個(gè)厭氧發(fā)酵池前增設(shè)一個(gè)厭氧發(fā)酵區(qū)，從二沉池回流的污泥在此與進(jìn)水混合，好氧池中區(qū)，從二沉池回流的污泥在此與進(jìn)水混合，好氧池中污泥混合液回流僅入缺氧區(qū)，厭氧區(qū)中的厭氧環(huán)境較污泥混合液回流僅入缺氧區(qū)，厭氧區(qū)中的厭氧環(huán)境較易達(dá)到。易達(dá)到。（3） UCT工藝工藝：University of cape

17、 town process（4） VIP工藝工藝：Verginla polytechnic Insitute and state university，與（，與（3）類(lèi)似。）類(lèi)似。厭氧厭氧：既不存在溶解氧，也不存在既不存在溶解氧，也不存在NO 3 -、SO4 2-等結(jié)合氧等結(jié)合氧缺氧缺氧：不存在溶解氧，但存在結(jié)合氧。不存在溶解氧，但存在結(jié)合氧。5、運(yùn)行條件：根據(jù)水質(zhì)選用、運(yùn)行條件：根據(jù)水質(zhì)選用（1） 注意控制硝酸鹽注意控制硝酸鹽：是提高除磷效果的關(guān)鍵之一：是提高除磷效果的關(guān)鍵之一。硝酸鹽濃度提高，放磷量下降，反硝化細(xì)菌與積磷。硝酸鹽濃度提高，放磷量下降，反硝化細(xì)菌與積磷菌爭(zhēng)奪碳源，會(huì)競(jìng)爭(zhēng)性抑制

18、放磷。菌爭(zhēng)奪碳源，會(huì)競(jìng)爭(zhēng)性抑制放磷。（2） 基質(zhì)：基質(zhì)：A乙酸、甲酸、丙酸等低分子有機(jī)酸；乙酸、甲酸、丙酸等低分子有機(jī)酸；B乙醇、甲醇、檸檬酸、葡萄糖；乙醇、甲醇、檸檬酸、葡萄糖；C丁酸、乳酸、琥珀酸。丁酸、乳酸、琥珀酸。 A類(lèi)存在時(shí)放磷速度較大，所誘導(dǎo)的厭氧放磷量呈類(lèi)存在時(shí)放磷速度較大，所誘導(dǎo)的厭氧放磷量呈線(xiàn)性關(guān)系；線(xiàn)性關(guān)系；B類(lèi)必須在厭氧條件下轉(zhuǎn)化為類(lèi)必須在厭氧條件下轉(zhuǎn)化為A類(lèi)物質(zhì)后才類(lèi)物質(zhì)后才能被積磷菌利用；能被積磷菌利用；C類(lèi)能否引起放磷與污泥微生物組類(lèi)能否引起放磷與污泥微生物組成有關(guān)。成有關(guān)。（3） pH：pH 9.5，先出現(xiàn)磷凈吸收而后釋放。，先出現(xiàn)磷凈吸收而后釋放。堿性條件下生成

19、一些磷酸鎂、鈣的沉淀，吸附堿性條件下生成一些磷酸鎂、鈣的沉淀，吸附到污泥絮體中；到污泥絮體中；pH7-8最佳。最佳。（4） 溫度溫度：溫度上升，放磷速度增加，：溫度上升，放磷速度增加，10-30可提高可提高5倍。倍。四、用生物法處理廢水對(duì)水質(zhì)的要求由于生物法中的各種微生物生長(zhǎng)與水質(zhì)關(guān)系密切，因而必須控制適宜的由于生物法中的各種微生物生長(zhǎng)與水質(zhì)關(guān)系密切，因而必須控制適宜的水質(zhì)指標(biāo)以保證微生物能夠正常的生長(zhǎng)和工作。水質(zhì)指標(biāo)以保證微生物能夠正常的生長(zhǎng)和工作。 好好氧氧生生物物處處理理 厭厭氧氧生生物物處處理理 備備注注 氧氧氣氣 需需 不不需需 溫溫度度 1040 3040 只只代代表表常常用用的的

20、中中溫溫細(xì)細(xì)菌菌特特點(diǎn)點(diǎn) pH 69 6.57.5 BOD5 5001500mg/L 之之間間 ， 不不 低低 于于50100mg/L 1500 mg/L 以以上上 BOD：N：P 100：5：1 （350500） ：5：1 工工業(yè)業(yè)廢廢水水常常需需要要額額外外補(bǔ)補(bǔ)充充氮氮磷磷源源 有關(guān)污廢水中的毒物種類(lèi)及濃度限制可參閱課本127、128表6-11、表6-12內(nèi)容。第二節(jié)第二節(jié) 微污染水源水預(yù)處理微污染水源水預(yù)處理中的微生物原理中的微生物原理 一、微污染水源預(yù)處理的目的意義一、微污染水源預(yù)處理的目的意義 微污染水源水的危害：影響公眾健康、增加投入，微污染水源水的危害：影響公眾健康、增加投入，提

21、高水價(jià)提高水價(jià)二、水源水污染源和污染物二、水源水污染源和污染物 污染源：污染源： 有機(jī)污染物：有機(jī)污染物： 天然有機(jī)物：腐殖質(zhì)、藻類(lèi)有機(jī)物、非溶解性有機(jī)天然有機(jī)物：腐殖質(zhì)、藻類(lèi)有機(jī)物、非溶解性有機(jī)物（顆粒態(tài)）物（顆粒態(tài)） 人工合成有機(jī)物：有毒有機(jī)污染物，難于降解在環(huán)人工合成有機(jī)物：有毒有機(jī)污染物，難于降解在環(huán)境中有一定殘留水平，具有生物富集性，三致和毒性境中有一定殘留水平，具有生物富集性，三致和毒性。石油污染物是典型污染物。石油污染物是典型污染物。三、微污染水源水微生物預(yù)處理及微生物群落三、微污染水源水微生物預(yù)處理及微生物群落1、 處理工藝：均采用處理工藝：均采用膜法生物膜法生物處理處理 生物

22、轉(zhuǎn)盤(pán)生物轉(zhuǎn)盤(pán)適于處理污染嚴(yán)重的源水、接適于處理污染嚴(yán)重的源水、接觸氧化法、生物濾池、生物流化床、生物陶粒反觸氧化法、生物濾池、生物流化床、生物陶粒反應(yīng)器。工藝的選取要根據(jù)水質(zhì)和處理目的，填料應(yīng)器。工藝的選取要根據(jù)水質(zhì)和處理目的，填料的選擇要根據(jù)填料對(duì)微生物的附著力和耐腐蝕性的選擇要根據(jù)填料對(duì)微生物的附著力和耐腐蝕性。 處理目的處理目的：去除有機(jī)物、氨氮：去除有機(jī)物、氨氮反硝化工反硝化工藝，要外加碳源，藝，要外加碳源， 2、水源水預(yù)處理的運(yùn)行條件、水源水預(yù)處理的運(yùn)行條件（1）微生物）微生物：貧營(yíng)養(yǎng)菌貧營(yíng)養(yǎng)菌，如土壤桿菌、嗜水氣單胞，如土壤桿菌、嗜水氣單胞菌、黃桿菌、纖毛菌等，對(duì)可利用基質(zhì)有較大的

23、親菌、黃桿菌、纖毛菌等，對(duì)可利用基質(zhì)有較大的親和力，且呼吸速率低，因此可以充分利用水中的有和力，且呼吸速率低，因此可以充分利用水中的有機(jī)物機(jī)物（2）供氫體）供氫體：若要去除有機(jī)物和氨氮，需外加供氫：若要去除有機(jī)物和氨氮，需外加供氫體體（3）溶解氧）溶解氧：水流量大時(shí)，溶解氧需：水流量大時(shí)，溶解氧需4mg/L以上以上（4）水溫和）水溫和pH第三節(jié)第三節(jié) 人工濕地中微生物與水生人工濕地中微生物與水生植物凈化污（廢）水的作用植物凈化污（廢）水的作用一、人工濕地生態(tài)系統(tǒng)一、人工濕地生態(tài)系統(tǒng) 人工濕地是指人工建造的類(lèi)似于沼澤的人工濕地是指人工建造的類(lèi)似于沼澤的濕地內(nèi)濕地內(nèi)， 放置一定高度的填料，其上種植

24、特定的水生植放置一定高度的填料，其上種植特定的水生植物，在水生植物根系周?chē)L(zhǎng)著豐富多樣的微物，在水生植物根系周?chē)L(zhǎng)著豐富多樣的微生物群落，生物群落，基質(zhì)、水生植物與微生物基質(zhì)、水生植物與微生物構(gòu)成一個(gè)構(gòu)成一個(gè)類(lèi)似于天然沼澤地的特殊生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)似于天然沼澤地的特殊生態(tài)系統(tǒng)二、人工濕地凈化污（廢）水的基本原理二、人工濕地凈化污（廢）水的基本原理 人工濕地生態(tài)系統(tǒng)凈化污水的原理是利用人工濕地生態(tài)系統(tǒng)凈化污水的原理是利用系統(tǒng)中的系統(tǒng)中的物理、化學(xué)、生物物理、化學(xué)、生物的協(xié)同作用，通過(guò)的協(xié)同作用，通過(guò)土壤過(guò)濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收土壤過(guò)濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污

25、水的高效凈化。即污和微生物分解來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化。即污水在沿一定方向流動(dòng)的過(guò)程中，在濕地土壤、水在沿一定方向流動(dòng)的過(guò)程中，在濕地土壤、植物和微生物共同作用下得到了高效的凈化。植物和微生物共同作用下得到了高效的凈化。 三、人工濕地各組成的功能三、人工濕地各組成的功能（一）基質(zhì)（一）基質(zhì) 目前廣泛應(yīng)用的人工濕地主要由沙粒、沙土、土壤、目前廣泛應(yīng)用的人工濕地主要由沙粒、沙土、土壤、石塊為基質(zhì)石塊為基質(zhì) 作用：作用：為微生物生長(zhǎng)提供基質(zhì)為微生物生長(zhǎng)提供基質(zhì)為濕地植物提供載體和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為濕地植物提供載體和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸附和過(guò)濾作用吸附和過(guò)濾作用基本要素：基質(zhì)、濕生植物和微生物基本要素：基質(zhì)、濕生植物和微

26、生物（二）濕地水生植物（二）濕地水生植物 分為浮水性、挺水性和沉水性。挺水性為主。分為浮水性、挺水性和沉水性。挺水性為主。 浮水性和挺水性主要吸收氨氮，沉水性吸收磷浮水性和挺水性主要吸收氨氮，沉水性吸收磷 水蔥水蔥 水水美人蕉美人蕉作用：作用： 發(fā)達(dá)的根系直接吸收水中有機(jī)污染物發(fā)達(dá)的根系直接吸收水中有機(jī)污染物 將氧氣運(yùn)送到根系，提供根系微生物需要將氧氣運(yùn)送到根系，提供根系微生物需要 根系分泌物為微生物提供營(yíng)養(yǎng)和能源根系分泌物為微生物提供營(yíng)養(yǎng)和能源水菖蒲水菖蒲燈芯草燈芯草（三）根際和根面微生物（三）根際和根面微生物 種類(lèi)和數(shù)量由以下因素種類(lèi)和數(shù)量由以下因素決定決定：濕地植物根系分泌物的：濕地植物

27、根系分泌物的種類(lèi)和數(shù)量；污廢水的種類(lèi)；水中溶解氧的含量。種類(lèi)和數(shù)量；污廢水的種類(lèi)；水中溶解氧的含量。 微生物種類(lèi)微生物種類(lèi)有：細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫化有：細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫化細(xì)菌、反硫化細(xì)菌、磷細(xì)菌、纖維素分解菌、固氮菌、細(xì)菌、反硫化細(xì)菌、磷細(xì)菌、纖維素分解菌、固氮菌、真菌、放線(xiàn)菌、原生動(dòng)物、藻類(lèi)等真菌、放線(xiàn)菌、原生動(dòng)物、藻類(lèi)等四、人工濕地生態(tài)系統(tǒng)處理污廢水的效果四、人工濕地生態(tài)系統(tǒng)處理污廢水的效果 主要應(yīng)用類(lèi)型主要應(yīng)用類(lèi)型:表層流濕地（廢水水平流動(dòng)，通過(guò)濕地而沉表層流濕地（廢水水平流動(dòng)，通過(guò)濕地而沉淀）淀）地表濕地地表濕地滲漏濕地（廢水垂直流入，經(jīng)滲透沉積后排水去滲漏濕地

28、（廢水垂直流入，經(jīng)滲透沉積后排水去除）除）垂直流濕地垂直流濕地潛流濕地潛流濕地 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用低，易造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用低，易于維護(hù)于維護(hù)可進(jìn)行有效可靠的廢水可進(jìn)行有效可靠的廢水處理處理可緩沖對(duì)水力和污染負(fù)可緩沖對(duì)水力和污染負(fù)荷的沖擊荷的沖擊可產(chǎn)生綜合效益可產(chǎn)生綜合效益 問(wèn)題與展望問(wèn)題與展望占地面積大占地面積大氮磷除去率較低氮磷除去率較低受氣候條件限制較大受氣候條件限制較大污水對(duì)植物影響研究不污水對(duì)植物影響研究不足足加強(qiáng)對(duì)特殊廢水處理的加強(qiáng)對(duì)特殊廢水處理的研究研究第四節(jié)第四節(jié) 飲用水的消毒及其飲用水的消毒及其微生物學(xué)效應(yīng)微生物學(xué)效應(yīng)一、水消毒的重要性：水是疾病傳播的媒介之一一、水消毒的重要性

29、：水是疾病傳播的媒介之一二、水的消毒方法二、水的消毒方法（一）煮沸法（一）煮沸法：最原始但簡(jiǎn)單有效：最原始但簡(jiǎn)單有效（二）加氯消毒（二）加氯消毒：液氯、漂白粉（：液氯、漂白粉（Ca（Cl）2）、氯胺）、氯胺是常用的消毒劑。用量依水源有機(jī)物污染程度而定，飲是常用的消毒劑。用量依水源有機(jī)物污染程度而定，飲用水通常以消毒劑與水接觸用水通常以消毒劑與水接觸30min后后游離余氯量游離余氯量不低于不低于0.3mg/L ，管網(wǎng)末梢游離余氯量不低于，管網(wǎng)末梢游離余氯量不低于0.05mg/L為標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)。 折點(diǎn)加氯法折點(diǎn)加氯法：2NH3 + 3Cl2 N2 + 6HCl，折點(diǎn)，折點(diǎn)371/287.6倍。含倍。含NH4+加氯產(chǎn)生加氯產(chǎn)生NH2Cl、NHCl2，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)猓狗磻?yīng)向右不斷進(jìn)行，此時(shí)余氯含量最少（變?yōu)榈獨(dú)?，使反?yīng)向右不斷進(jìn)行，此時(shí)余氯含量最少（折點(diǎn)），加氯比例：折點(diǎn)），加氯比例：mCl2/ mNH3-N = 8：110：1，控，控制制pH6-8。氯氣殺菌機(jī)制：氯氣殺菌機(jī)制：Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl-