微生物在水污染控制中的應(yīng)用.

1、第12章 微生物在水污染控制中的應(yīng)用12.1廢水好氧生物處理中的微生物學(xué)原理 12.2廢水厭氧生物處理中的撤生物學(xué)原理 12.3水體的富苜養(yǎng)化與氮磷的去除12.1廢水好氧生物處理中的微生物學(xué)原理1好氧生物處理2 微生物對有機(jī)物的吸收有機(jī)物的轉(zhuǎn)化二活性污泥垛 activated sludge process 好氧活性污泥是由多種多樣的好氧微 生腸和兼性氧做生腸C兼有少量慶氧 微生楊丿與污（廢丿水中的有機(jī)和無 機(jī)固體腸混凝.交織牲一起所形成的縈 狀體。1活性污泥中的微生物結(jié)構(gòu)和功能中心是菌膠團(tuán)，在其上面生長有其他 微生物，如酵母菌.霉菌、放線菌、藻類、原生 動物及微型后生動物等。2 活性污泥法的凈

2、化機(jī)理吸附口氧化與同化（C5H7NO2）沉淀與分離（F/M、生長階段）吸附（圖 12-2, P213）圖12-2 有機(jī)物去除量和 耗氧總魚與曝氣時間口氧化與同化（C5H7NO2）CxHvOz+(x+-)O. t xCO +-H.0+ 能量422nCxHyOz+nNH +(x+-5)0. + + 能量 t (C.H.NOj +n(x-5)C09 + -(v-4)H,0422(C5H7NO2)n+5n02 - +5nCO2 + 2nH2O+nNH3 + 能量沉淀與分離（F/M、生長階段）（圖12-3, P214）3. 活性污泥中微生物的濃度和數(shù)量常用MLSS （混合液懸浮固體）或MLVSS （混

3、合液揮發(fā)性懸浮固體）來表示。 一般城市污水處理，MLSS在2000-3000mg/L, 工業(yè)廢水在3000 mg/L左右，高濃度工業(yè)廢水在 3000-5000 mg/L。 1ml好氧活性污泥中的細(xì)菌數(shù)在107J08個。4. 活性污泥中微生物的指示作用（1）指示作用（2）凈化作用（3）促進(jìn)絮凝和沉淀作用凈化良好時：鐘蟲、等枝蟲、楣纖蟲、蓋纖蟲 等數(shù)量達(dá)到1000個/ml;凈化性能惡化時：多波蟲、側(cè)滴蟲、屋滴蟲、 豆形蟲等。凈化性能由惡化到良好時：漫游蟲、斜葉蟲等; 污泥絮體解體時：變形蟲等；口污泥膨脹時：球衣菌、霉菌等； DO不足時：硫細(xì)菌大量生長，污泥腐敗發(fā)黑； 有機(jī)物濃度低時：表殼蟲、輪蟲、

4、寡毛蟲等； 沖擊負(fù)荷與有毒物質(zhì)流入時：楣纖蟲明顯減少。5活性污泥法的工藝普通活性污泥法（推流式、完全混合式）SBR工藝AB法口氧化溝6 活性污泥膨脹及其對策1）活性污泥絲狀膨脹的致因微生物由于絲狀細(xì)菌極度生長引起的活性污泥膨 脹稱為活性污泥絲狀膨脹。活性污泥絲狀 膨脹的致因微生物種類很多，常見的有： 諾卡氏菌屬、浮游球衣菌、微絲菌屬、發(fā) 硫菌屬、貝日阿托氏菌屬等。2）活性污泥絲狀膨脹的成因活性污泥絲狀膨脹的成因有環(huán)境因素和微 生物因素。主導(dǎo)因素是絲狀微生物過度生 長，環(huán)境因素促進(jìn)絲狀微生物過度生長。環(huán)境因素包括：溫度、溶解氧、可溶性有 機(jī)物及其種類、有機(jī)物濃度（或有機(jī)負(fù)荷） 及pH值的變化。A

5、-3）活性污泥絲狀膨脹的控制對策A. 控制溶解氧 在2mg/L以上B. 控制有機(jī)負(fù)荷BOD 負(fù)荷在 0.20.3kg/kgMLSSd。C. 改革工藝如二沉池釆用氣浮法。三生物膜法好氧生物膜是由多種多樣的好氧微生物和 兼性厭氧微生物粘附在生物濾池濾料上或 生物轉(zhuǎn)盤盤片上的一層帶粘性、薄膜狀的 微生物混合群體。是生物膜法凈化污水的 工作主體。HftvKMT；主棚If co.#1好氧生物膜中的微生物及其功能生物膜生物：以菌膠團(tuán)為主；凈化和降解作用；膜面生物：固著型纖毛蟲和游泳型纖毛蟲，起促進(jìn)濾池 凈化速度，提髙整體效率的作用；濾池掃除生物：輪蟲、線蟲、寡毛類的沙蠶、顫體蟲等, 起去除濾池內(nèi)的污泥、防

6、止污泥積聚和堵塞的功能。2.生物膜凈化廢水的機(jī)理在生物濾池中，上層生物膜中的生物膜生物和生物膜面 生物吸附廢水中的大分子有機(jī)物，將其水解為小分子有 機(jī)物。同時吸收溶解性有機(jī)物和經(jīng)水解的小分子有機(jī)物 進(jìn)入體內(nèi)，并氧化分解之，微生物利用吸收的營養(yǎng)構(gòu)建 自身細(xì)胞?？谏弦粚由锬さ拇x產(chǎn)物流向下一層，被下一層的生物 膜生物吸收氧化。分解為二氧化碳和水。3.生物膜上微型動物作用促進(jìn)細(xì)菌間的凝聚捕食游離細(xì)菌吸附細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物淘汰老化菌體攝取溶解性有機(jī)物呼吸作用減少污泥產(chǎn)量4.生物膜法處理工藝圖129生物轉(zhuǎn)盤構(gòu)造圖129生物轉(zhuǎn)盤構(gòu)造圖129生物轉(zhuǎn)盤構(gòu)造四其他生物處理法濃人污水町g匸:揚(yáng)K ：12-12 矗

7、定塘內(nèi)典型的主奈系統(tǒng)c址臺作町氧分解81理出水:;g.fjc - 1：寸慶氯發(fā)創(chuàng)O： ： ：i：mi空空膜生物反應(yīng)器(MembraneBioreactor)預(yù)處理泄M鮭污泥先理04膜生物反應(yīng)器典型工藝流程困12.2廢水厭氧生物處理中的微生物學(xué)原理一概述厭氧發(fā)酵常用于將城市的垃圾、糞便、污水、 工業(yè)廢水及生物處理的剩余污泥等的處理，并 從中獲得可燃性氣體沼氣（CHQ o甲烷發(fā)酵的微生物群落是由分解蛋白質(zhì)、脂肪、 淀粉、纖維素等的專性厭氧菌和兼性厭氧菌及 專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌等組成。厭氧生物處理的特點(diǎn)：能耗低、產(chǎn)生沼氣、處 理高濃度有機(jī)廢水。二厭氧降解原理（三階段論）：口第一階段：水解和發(fā)酵性細(xì)菌群

8、將復(fù)雜有機(jī)物如纖維素、淀粉等水解為單糖后，再酵解 為丙酮酸；將蛋白質(zhì)水解為氨基酸，脫氨基成有機(jī)酸和 氨；將脂類水解為各種低級脂肪酸和醇，如乙酸、丙酸、 丁酸、乙醇、二氧化碳.氫、氨和硫化氫等?？诘诙A段：產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸細(xì)菌群把第一階段的產(chǎn)物進(jìn)一步分解為乙酸和氫氣?？诘谌A段：兩組生理特性不同的專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌群 一組將氫氣和二氧化碳合成甲烷或一氧化碳和氫氣合成 甲烷；另一組是將酸脫竣生成甲烷和二氧化碳，或利用 甲酸、甲醇等裂解為甲烷。三厭氧生物處理工藝厭氧生物濾池厭氧流化床 UASB(Up flow anaerobic sludge bed) EGSB(Expanded gruadular s

9、ludge bed)12.3水體的富營養(yǎng)化與氮磷的去除一.水體富營養(yǎng)化由于某些因素，特別是人類的活動，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì) （氮、磷等）大量進(jìn)入水體，促使水體中的藻類 過量繁殖，造成水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化。在淡水水體 中稱為“水華”，在海水中為“赤潮”。在水體中，一般氮和磷是藻類生長的限制因子， 當(dāng)?shù)土椎臐舛仍黾樱蜁斐稍孱惖拇罅糠敝?。與富營養(yǎng)化有關(guān)的藻類主要是藍(lán)藻中的微囊藻屬、 腔球藻屬和魚腥藻屬等。1水體富營養(yǎng)化的危害惡化水源水質(zhì)、增加給水處理難度和成本；破壞水體生態(tài)平衡、降低水體經(jīng)濟(jì)價值；導(dǎo)致魚類死亡；危害人類健康；水體感官污染。2.水體富營養(yǎng)化的防治措施：將污水和廢水中的氮和磷的排放量控制在低水平

10、O 加強(qiáng)對水體富營養(yǎng)化的研究，探索其發(fā)生的機(jī)理, 及時預(yù)報，減少對人類生活和生產(chǎn)的損失。二生物脫氮1生物脫氮原理1）氨化、硝化及亞硝化滿足硝化發(fā)生的兩個條件好氧并保持一定的堿度硝化需氧量/NOD： IgN .57gO混合液中有機(jī)物濃度不應(yīng)過高BOD35）pH （6585）DO （0.5mg/L）溫度（2040C）2 生物脫氮工藝活性污泥法脫氮傳統(tǒng)工藝（三級反應(yīng)）三生物除磷1 生物除磷原理：在厭氧/好氧交替循環(huán)工藝過程的厭氧階段, 可以利用細(xì)胞內(nèi)聚合磷酸鹽分解所產(chǎn)生的 能量，吸收外部的快速生物降解有機(jī)物并 以高分子有機(jī)聚合物（PHB）的形式存儲 起來，釋放出正磷酸鹽；在隨后的缺氧和 好氧階段，利

11、用存儲的有機(jī)物進(jìn)行產(chǎn)能代 謝和細(xì)胞增殖，同時大量吸收外部的磷酸 鹽，在細(xì)胞內(nèi)以聚合磷酸鹽的形式存儲起 來。2 生物除磷工藝 A/O工藝(Anaerobic oxic ) A/O工藝特征反應(yīng)器內(nèi)的停留時間一般從3h到6h;反應(yīng)器的污泥濃度在273g/L;BOD的去除率與一般活性污泥法相同，磷的去 除效果較好，出水一般小于1.0mg/Lo沉淀池污泥含磷量約為4% ；混合液的SVI值100ml/g； A/O工藝的缺點(diǎn)除磷的效率難于進(jìn)一步提高，特別是當(dāng)進(jìn)水 BOD不高或廢水中含磷量較高時。在沉淀池中容易產(chǎn)生磷的釋放現(xiàn)象，應(yīng)及時排 泥。 A/A/O工藝(Anaerobic Anoxic oxic) A/A/O工藝特征該工藝在系統(tǒng)上可稱為最簡單同步脫氮除磷工 藝，總的水力停留時間較其他工藝?。辉趨捬跞毖鹾醚踅惶孢\(yùn)行條件下，絲狀菌不能 大量繁殖，一般SVE100；污泥屮含磷量