第十章污廢水深度處理和微污染源水預(yù)處理中的微生物學(xué)原理

1、第十章 污、廢水深度處理和微污染源水預(yù)處理中的微生物學(xué)原理 10-1 10-1 污、廢水深度處理污、廢水深度處理脫氮、除磷與微生物學(xué)原理脫氮、除磷與微生物學(xué)原理 一、污、廢水脫氮、除磷的目的和意義一、污、廢水脫氮、除磷的目的和意義 二、天然水體中氮、磷的來源二、天然水體中氮、磷的來源 主要來自于：主要來自于：v城市生活污水；城市生活污水；v農(nóng)業(yè)施農(nóng)業(yè)施( (氮氮) )肥和噴灑農(nóng)藥肥和噴灑農(nóng)藥( (磷等磷等) )；v工業(yè)廢水，如化肥、石油煉廠、焦化、制藥、工業(yè)廢水，如化肥、石油煉廠、焦化、制藥、農(nóng)藥、印染、腈綸及洗滌劑等生產(chǎn)廢水；農(nóng)藥、印染、腈綸及洗滌劑等生產(chǎn)廢水；v食品加工、罐頭食品加工及被服

2、洗滌服務(wù)食品加工、罐頭食品加工及被服洗滌服務(wù)行業(yè)的洗滌劑廢水；行業(yè)的洗滌劑廢水；v禽、畜糞便水。禽、畜糞便水。 三、微生物脫氮工藝、原理及其微生物三、微生物脫氮工藝、原理及其微生物 (一一) 脫氮原理脫氮原理 (二二) 硝化、脫氮過程及微生物硝化、脫氮過程及微生物 ( (三三) )硝化硝化- -反硝化過程影響因素反硝化過程影響因素( (四四) )生物脫氮工藝選擇生物脫氮工藝選擇 ( (一一) ) 脫氮原理脫氮原理 好氧段好氧段：由亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的硝化作用，由亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的硝化作用，將將NHNH3 3N N轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為NONO3 3N N； 缺氧段缺氧段：經(jīng)反硝化細(xì)菌將經(jīng)反硝化細(xì)菌

3、將NONO3 3N N反硝化還原為反硝化還原為氮?dú)?。氮?dú)狻?( (二二) ) 硝化、脫氮過程及微生物硝化、脫氮過程及微生物 1 1、硝化過程、硝化過程硝化作用由兩類細(xì)菌完成。硝化作用由兩類細(xì)菌完成。 一類是一類是亞硝化菌亞硝化菌，常見的是亞硝化單胞菌，常見的是亞硝化單胞菌，將將NHNH4 4+ +氧化為氧化為NONO2 2； 另一類是另一類是硝化菌硝化菌，如硝化桿菌，將，如硝化桿菌，將NONO2 2氧化氧化為為NONO3 3。 它們均是它們均是G G菌，嚴(yán)格好氧，絕大部分營無菌，嚴(yán)格好氧，絕大部分營無機(jī)化能營養(yǎng)，個別營有機(jī)化能營養(yǎng)。機(jī)化能營養(yǎng)，個別營有機(jī)化能營養(yǎng)。 55NH4+76O2+109

4、HCO3-C5H7NO2+54NO2-+57H2O+104 H2CO3(亞硝 化菌)400NO2-+NH4+4H2CO3+HCO3-+195O2C5H7NO2+3H2O+400NO3-（硝 化菌）(1)(2)NH4+1.86O2+1.98HCO3-(0.0181+0.0025)C5H7NO2+1.04H2O +0.98NO3-+(3)(亞硝化菌 +硝 化菌)1.88H2CO3 (1) (1)、(2)(2)式分別是亞硝化菌、硝化菌同化合成細(xì)胞的式分別是亞硝化菌、硝化菌同化合成細(xì)胞的反應(yīng)式，兩者合并得到總反應(yīng)式反應(yīng)式，兩者合并得到總反應(yīng)式(3)(3)。 根據(jù)根據(jù)(3)(3)式計算得到：每氧化式計算

5、得到：每氧化1g NH1g NH3 3-N-N要消耗要消耗4.25g O4.25g O2 2，7.07g7.07g堿度堿度( (以以CaCOCaCO3 3計計) )和和0.086g0.086g無機(jī)碳，合成無機(jī)碳，合成0.17g0.17g新細(xì)胞。新細(xì)胞。 2 2、反硝化過程、反硝化過程 反硝化細(xì)菌：指所有能以反硝化細(xì)菌：指所有能以NONO3 3為最終電子為最終電子受體，將受體，將HNOHNO3 3還原為還原為N N2 2的細(xì)菌總稱。的細(xì)菌總稱。 有：假單胞菌屬、脫氮副球菌屬、產(chǎn)堿菌有：假單胞菌屬、脫氮副球菌屬、產(chǎn)堿菌屬等。屬等。 公認(rèn)的反硝化生物化學(xué)過程如下公認(rèn)的反硝化生物化學(xué)過程如下 ：N O

6、3-+2e硝 酸 還原酶N O2-+e亞 硝 酸 還原酶N O氧 化氮還原酶+eN2O氧 化亞 氮還原酶+eN2 以甲醇為碳源作例子，反硝化的生物化學(xué)總反應(yīng)式如下：以甲醇為碳源作例子，反硝化的生物化學(xué)總反應(yīng)式如下： 5CH3O H+6N O3-3N2 +7H2O +5CO2+6O H-其中包括其中包括外源反硝化外源反硝化和和內(nèi)源反硝化內(nèi)源反硝化。 外源反硝化外源反硝化：利用利用外來碳源外來碳源，以，以NONO3 3為最終電子受為最終電子受體，氧化有機(jī)物合成細(xì)胞物質(zhì)：體，氧化有機(jī)物合成細(xì)胞物質(zhì)： 1. 08CH3O H +N O3-+0. 24H2CO30. 06C5H7N O2+0. 47N2

7、 +1. 68H2O +CO2+O H-(細(xì) 胞) 從反應(yīng)式看：每利用從反應(yīng)式看：每利用1g NO1g NO3 3反硝化，消耗反硝化，消耗2.47g2.47g甲醇甲醇( (約合約合3.7gCOD)3.7gCOD)，產(chǎn)生，產(chǎn)生0.48g0.48g新細(xì)胞和新細(xì)胞和3.57g3.57g堿度。堿度。 內(nèi)源反硝化內(nèi)源反硝化( (即硝化細(xì)菌內(nèi)源呼吸即硝化細(xì)菌內(nèi)源呼吸) )：以：以機(jī)體內(nèi)的有機(jī)機(jī)體內(nèi)的有機(jī)物為碳源物為碳源，以，以NONO3 3為最終電子受體。為最終電子受體。 C5H7N O2+4. 6N O3-2. 8N2 +1. 2H2O +5CO2+4. 6O H-(細(xì) 胞) 從以上反應(yīng)式看，反硝化的結(jié)

8、果消耗從以上反應(yīng)式看，反硝化的結(jié)果消耗NONO3 3，產(chǎn)，產(chǎn)生堿性物質(zhì)生堿性物質(zhì)OHOH，使出水，使出水pHpH上升，呈堿性。上升，呈堿性。 (三三) 硝化硝化-反硝化過程影響因素反硝化過程影響因素1、溫度、溫度2、溶解氧、溶解氧3、pH4、C/N比比5、污泥齡、污泥齡6、抑制物質(zhì)、抑制物質(zhì)1、溫度、溫度 硝化反應(yīng)的適宜溫度是硝化反應(yīng)的適宜溫度是303035 35 ，溫，溫度不僅影響硝化菌的比增長速率，而且影度不僅影響硝化菌的比增長速率，而且影響硝化菌的活性。響硝化菌的活性。 反硝化反應(yīng)的最佳溫度范圍是反硝化反應(yīng)的最佳溫度范圍是35354545。溫度對硝化菌的影響比對反硝化菌大。溫度對硝化菌的

9、影響比對反硝化菌大。2、溶解氧、溶解氧 硝化反應(yīng)必須在好氧條件下進(jìn)行，硝化反應(yīng)必須在好氧條件下進(jìn)行，一般應(yīng)維持混合一般應(yīng)維持混合液的液的DODO濃度為濃度為2 23mg/L3mg/L，DODO濃度為濃度為0.50.50.7 mg/L0.7 mg/L是硝是硝化菌可以忍受的極限化菌可以忍受的極限。硝化可在高。硝化可在高DODO狀態(tài)下進(jìn)行，高狀態(tài)下進(jìn)行，高達(dá)達(dá)60 mg/L 60 mg/L 的的DODO濃度也不會抑制硝化的進(jìn)行。為了維濃度也不會抑制硝化的進(jìn)行。為了維持較高的硝化速率，污泥齡降低時要相應(yīng)地提高持較高的硝化速率，污泥齡降低時要相應(yīng)地提高DODO濃濃度。度。 DO DO對反硝化反應(yīng)有很大影

10、響，主要由于氧會同對反硝化反應(yīng)有很大影響，主要由于氧會同NONO3 3競競爭電子供體，同時分子態(tài)氧會抑制硝酸鹽還原酶的合成爭電子供體，同時分子態(tài)氧會抑制硝酸鹽還原酶的合成及活性。研究表明，及活性。研究表明，DODO應(yīng)維持在應(yīng)維持在0.5mg/L以下才能使反硝以下才能使反硝化反應(yīng)正常進(jìn)行化反應(yīng)正常進(jìn)行。3、pH 硝化反應(yīng)的最佳硝化反應(yīng)的最佳pHpH范圍為范圍為7.57.58.58.5，硝化菌，硝化菌對對pHpH值變化反應(yīng)十分明顯值變化反應(yīng)十分明顯，當(dāng)，當(dāng)pHpH小于小于7 7時，硝化時，硝化速率明顯降低，低于速率明顯降低，低于6 6和高于和高于9.69.6時，硝化反應(yīng)將時，硝化反應(yīng)將停止進(jìn)行。停

11、止進(jìn)行。 反硝化反應(yīng)的最佳反硝化反應(yīng)的最佳pHpH范圍為范圍為6.56.57.57.5，不適，不適宜的宜的pHpH值會影響反硝化菌的生長速率和反硝化酶值會影響反硝化菌的生長速率和反硝化酶的活性。當(dāng)?shù)幕钚?。?dāng)pHpH低于低于6.06.0或高于或高于8.08.0時，反硝化反應(yīng)時，反硝化反應(yīng)將受到強(qiáng)烈抑制。將受到強(qiáng)烈抑制。4、C/N比比 硝化菌是自養(yǎng)菌，硝化菌的產(chǎn)率或比增長速率比活硝化菌是自養(yǎng)菌，硝化菌的產(chǎn)率或比增長速率比活性污泥性污泥(BOD)異養(yǎng)菌低得多，若異養(yǎng)菌低得多，若廢水中廢水中BOD5值太高，值太高，將有助于異養(yǎng)菌迅速繁殖，從而使微生物中的硝化菌將有助于異養(yǎng)菌迅速繁殖，從而使微生物中的硝

12、化菌比例下降比例下降。 一般認(rèn)為一般認(rèn)為BOD5低于低于20mg/L時，硝化反應(yīng)才能完成。時，硝化反應(yīng)才能完成。 反硝化反應(yīng)需要充足的碳源反硝化反應(yīng)需要充足的碳源。一般認(rèn)為，當(dāng)廢水中。一般認(rèn)為，當(dāng)廢水中的的BOD5/TKN值大于值大于46時，可認(rèn)為碳源充足，不需另時，可認(rèn)為碳源充足，不需另外投加碳源，反之則要加甲醇或其他易降解的有機(jī)物外投加碳源，反之則要加甲醇或其他易降解的有機(jī)物作碳源。作碳源。 為了使硝化菌能存活并維持一定數(shù)量，微生物為了使硝化菌能存活并維持一定數(shù)量，微生物在反應(yīng)器的停留時間即泥齡應(yīng)大于硝化菌的最小在反應(yīng)器的停留時間即泥齡應(yīng)大于硝化菌的最小世代期，一般取其世代期，一般取其2

13、2倍，在倍，在5 5天以上；天以上；5、泥齡、泥齡 較長的污泥齡可增強(qiáng)硝化反應(yīng)的能力，并可減較長的污泥齡可增強(qiáng)硝化反應(yīng)的能力，并可減輕有毒物質(zhì)的抑制作用。輕有毒物質(zhì)的抑制作用。6、抑制物質(zhì)、抑制物質(zhì) 對硝化反應(yīng)有抑制作用的物質(zhì)有：過高濃度的對硝化反應(yīng)有抑制作用的物質(zhì)有：過高濃度的NHNH3 3-N-N、重金屬、有毒物質(zhì)以及有機(jī)物。、重金屬、有毒物質(zhì)以及有機(jī)物。 一般來說，同樣毒物對一般來說，同樣毒物對亞亞硝酸菌的影響比對硝酸菌的影響比對硝酸菌大硝酸菌大。 反硝化反應(yīng)對有毒物質(zhì)的敏感性比硝化菌低反硝化反應(yīng)對有毒物質(zhì)的敏感性比硝化菌低得多得多，與一般好氧異養(yǎng)菌相同。，與一般好氧異養(yǎng)菌相同。(四)

14、生物脫氮工藝選擇 生物脫氮工藝包括含碳有機(jī)物的氧化、氨氮的生物脫氮工藝包括含碳有機(jī)物的氧化、氨氮的硝化、硝態(tài)氮的反硝化等生物過程，即碳化硝硝化、硝態(tài)氮的反硝化等生物過程，即碳化硝化、反硝化過程?；⒎聪趸^程。 采用一級硝化采用一級硝化- -反硝化還是多級硝化反硝化還是多級硝化- -反硝化，反硝化，視污水負(fù)荷來決定。負(fù)荷低級數(shù)少好，負(fù)荷高級視污水負(fù)荷來決定。負(fù)荷低級數(shù)少好，負(fù)荷高級數(shù)多好。數(shù)多好。為什么？為什么？P 253 !(1) (1) 傳統(tǒng)生物脫氮工藝傳統(tǒng)生物脫氮工藝 進(jìn)水預(yù)處 理曝氣池硝 化池終沉池脫氮池二沉池甲醇剩余 污泥污泥回流出水剩余污泥回流污泥圖圖10-1-1 10-1-1 傳

15、統(tǒng)的三級生物處理脫氮工藝傳統(tǒng)的三級生物處理脫氮工藝 傳統(tǒng)工藝流程較長、構(gòu)筑物多、基建費(fèi)用高、運(yùn)行傳統(tǒng)工藝流程較長、構(gòu)筑物多、基建費(fèi)用高、運(yùn)行費(fèi)用高、有的需外加碳源或堿度不足，所以在管理上費(fèi)用高、有的需外加碳源或堿度不足，所以在管理上不具競爭性。不具競爭性。 （2 2）A/OA/O工藝工藝 進(jìn) 水Q預(yù) 處 理缺氧 池曝 氣 池二沉池Q剩 余 污泥污泥 回 流(0. 51. 0 )Q硝化液回 流出水圖圖10-1-2 A/O10-1-2 A/O生物脫氮工藝生物脫氮工藝 A/O A/O工藝是一種前置反硝化工藝，由工藝是一種前置反硝化工藝，由BarnardBarnard為改進(jìn)傳統(tǒng)生物脫氮工藝而提出來。其

16、工為改進(jìn)傳統(tǒng)生物脫氮工藝而提出來。其工藝特點(diǎn)是將缺氧池置于曝氣池前部，并將曝氣池的硝化液和二沉池的污泥回流至缺氧池。藝特點(diǎn)是將缺氧池置于曝氣池前部，并將曝氣池的硝化液和二沉池的污泥回流至缺氧池。這樣，脫氮過程能直接利用水中的有機(jī)碳源作為電子供體而無需外加碳源進(jìn)行反硝化反這樣，脫氮過程能直接利用水中的有機(jī)碳源作為電子供體而無需外加碳源進(jìn)行反硝化反應(yīng)。另外，反硝化產(chǎn)生的堿度又可滿足后置曝氣池好氧去除應(yīng)。另外，反硝化產(chǎn)生的堿度又可滿足后置曝氣池好氧去除BODBOD和硝化反應(yīng)對堿度的要求。和硝化反應(yīng)對堿度的要求。 與傳統(tǒng)工藝比較，其優(yōu)點(diǎn)是：與傳統(tǒng)工藝比較，其優(yōu)點(diǎn)是：流程簡單，省去了中間沉淀池，構(gòu)筑物明

17、顯減少，這流程簡單，省去了中間沉淀池，構(gòu)筑物明顯減少，這樣占地少，基建費(fèi)用降低，且運(yùn)行費(fèi)用低；樣占地少，基建費(fèi)用降低，且運(yùn)行費(fèi)用低；缺氧池前置，以原污水中的有機(jī)物為碳源，缺氧池前置，以原污水中的有機(jī)物為碳源，保證了反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，節(jié)省了投加碳源的費(fèi)用，有利于減輕好氧池的負(fù)荷，改善出保證了反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，節(jié)省了投加碳源的費(fèi)用，有利于減輕好氧池的負(fù)荷，改善出水水質(zhì)；水水質(zhì)；缺氧池前置，具有生物選擇器作用，可改善活性污泥的沉降性能，有利于控缺氧池前置，具有生物選擇器作用，可改善活性污泥的沉降性能，有利于控制污泥膨脹；制污泥膨脹；缺氧池前置，系統(tǒng)中微生物通過污泥回流交替處于好氧、厭氧狀態(tài)，有缺氧池

18、前置，系統(tǒng)中微生物通過污泥回流交替處于好氧、厭氧狀態(tài)，有利于堿度的產(chǎn)生、消耗與平衡，有利于生物除磷。利于堿度的產(chǎn)生、消耗與平衡，有利于生物除磷。 四、微生物除磷工藝、原理及其微生物四、微生物除磷工藝、原理及其微生物 普通廢水生物處理過程中，微生物除普通廢水生物處理過程中，微生物除碳的同時吸收磷元素用以合成細(xì)胞物質(zhì)碳的同時吸收磷元素用以合成細(xì)胞物質(zhì)和合成和合成ATPATP等，但去除率只有約等，但去除率只有約1919。殘。殘留在水中的磷需要用除磷工藝處理。留在水中的磷需要用除磷工藝處理。 1 1、微生物除磷原理、微生物除磷原理 聚磷菌在聚磷菌在厭氧時厭氧時能釋放磷酸鹽能釋放磷酸鹽(PO(PO4 4

19、3-3-) )于體外。于體外。在在好氧時好氧時則能大量吸收磷酸鹽則能大量吸收磷酸鹽(PO(PO4 43-3-) )合成自身核酸合成自身核酸和和ATPATP，而且能逆濃度梯度過量吸磷合成貯能的多，而且能逆濃度梯度過量吸磷合成貯能的多聚磷酸鹽顆粒聚磷酸鹽顆粒( (即異染顆粒即異染顆粒) )于體內(nèi)，供其內(nèi)源呼吸于體內(nèi)，供其內(nèi)源呼吸用。用。 故可創(chuàng)造厭氧、缺氧和好氧環(huán)境，讓聚磷菌先故可創(chuàng)造厭氧、缺氧和好氧環(huán)境，讓聚磷菌先在含磷污、廢水中厭氧放磷，然后在好氧條件下充在含磷污、廢水中厭氧放磷，然后在好氧條件下充分地過量吸磷，爾后通過排泥從污水中除去部分磷，分地過量吸磷，爾后通過排泥從污水中除去部分磷，可以

20、達(dá)到減少污、廢水中磷含量的目的?？梢赃_(dá)到減少污、廢水中磷含量的目的。 2 2、聚磷細(xì)菌、聚磷細(xì)菌 具有聚磷能力的微生物目前所知絕大多數(shù)具有聚磷能力的微生物目前所知絕大多數(shù)是細(xì)菌。其中聚磷能力強(qiáng)、數(shù)量占優(yōu)勢的聚是細(xì)菌。其中聚磷能力強(qiáng)、數(shù)量占優(yōu)勢的聚磷菌有：磷菌有：莫拉氏菌屬莫拉氏菌屬( (MoraxellaMoraxella) )、不動桿菌不動桿菌屬屬( (AcinetobacterAcinetobacter) )、假單胞菌屬假單胞菌屬、氣單胞菌、氣單胞菌屬和黃桿菌屬等屬和黃桿菌屬等6060多種，以及硝化細(xì)菌中的多種，以及硝化細(xì)菌中的亞硝化桿菌屬、亞硝化球菌屬等。亞硝化桿菌屬、亞硝化球菌屬等。

21、3 3、除磷的生物化學(xué)機(jī)制、除磷的生物化學(xué)機(jī)制 (1)(1)厭氧釋放磷的過程厭氧釋放磷的過程 (2)(2)好氧吸磷過程好氧吸磷過程 (1)(1)厭氧釋放磷的過程厭氧釋放磷的過程 產(chǎn)酸菌產(chǎn)酸菌在厭氧或缺氧條件下分解蛋白質(zhì)、脂肪、在厭氧或缺氧條件下分解蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等大分子有機(jī)物為三類可快速降解的碳水化合物等大分子有機(jī)物為三類可快速降解的基質(zhì)；基質(zhì)；聚磷菌聚磷菌則在厭氧條件下，分解體內(nèi)的多聚則在厭氧條件下，分解體內(nèi)的多聚磷酸鹽產(chǎn)生磷酸鹽產(chǎn)生ATPATP，利用，利用ATPATP以主動運(yùn)輸方式吸收產(chǎn)以主動運(yùn)輸方式吸收產(chǎn)酸菌提供的三類基質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)合成酸菌提供的三類基質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)合成PHBPH

22、B；與此同；與此同時釋放出時釋放出POPO4 43-3-于環(huán)境中。于環(huán)境中。 (2)(2)好氧吸磷過程好氧吸磷過程 聚磷菌在好氧條件下，分解機(jī)體內(nèi)的聚磷菌在好氧條件下，分解機(jī)體內(nèi)的PHBPHB和外源基質(zhì)，產(chǎn)生質(zhì)子驅(qū)動力和外源基質(zhì)，產(chǎn)生質(zhì)子驅(qū)動力(pmf)(pmf)，將體外的將體外的POPO4 43-3-輸送到體內(nèi)合成輸送到體內(nèi)合成ATPATP和核酸，和核酸，將過剩的將過剩的POPO4 43-3-聚合成細(xì)胞貯存物：聚磷。聚合成細(xì)胞貯存物：聚磷。 4 4、除磷工藝流程、除磷工藝流程 (1)A/O(Anaerobic/Oxic)(1)A/O(Anaerobic/Oxic)工藝工藝 厭 氧 池好氧 池

23、二沉池出水進(jìn) 水污泥 回 流 (0. 5Q )剩 余 污泥圖圖10-1-3 A/O10-1-3 A/O生物除磷工藝流程圖生物除磷工藝流程圖 這里的這里的A/OA/O除磷工藝與除磷工藝與A/OA/O生物脫氮工藝類似，但也有很大不同：一是其生物脫氮工藝類似，但也有很大不同：一是其A A段為段為嚴(yán)格的厭氧嚴(yán)格的厭氧(anaerobic)(anaerobic)段段，而非缺氧，而非缺氧(anoxic)(anoxic)段，二是該工藝段，二是該工藝只有只有污泥回流污泥回流，而沒硝化液回流。是美國的，而沒硝化液回流。是美國的SpectorSpector于于19751975年研究活性污泥膨年研究活性污泥膨脹與控

24、制問題時，發(fā)現(xiàn)它不僅可預(yù)防污泥絲狀膨脹，還具有優(yōu)良的除磷效脹與控制問題時，發(fā)現(xiàn)它不僅可預(yù)防污泥絲狀膨脹，還具有優(yōu)良的除磷效果而開發(fā)的。果而開發(fā)的。 進(jìn)水磷與進(jìn)水磷與BODBOD之比較低時，之比較低時，A/OA/O工藝有較好的除磷效果。工藝有較好的除磷效果。(2)Phostrip(2)Phostrip工藝工藝 好氧 （去 碳、攝 磷 )二沉池沉淀池混合 反 應(yīng)池厭 氧 除磷 池?zé)o磷 上清 液化學(xué) 藥 劑剩 余 污泥除磷 回 流 污泥含磷 化學(xué) 污泥進(jìn) 水出水 Phostrip Phostrip工藝是工藝是在傳統(tǒng)活性污泥法的污泥回流管線上增設(shè)一個除磷池及混合在傳統(tǒng)活性污泥法的污泥回流管線上增設(shè)一個

25、除磷池及混合反應(yīng)池反應(yīng)池構(gòu)成的。構(gòu)成的。19651965年年LevinLevin首先提出，把生物除磷和化學(xué)除磷相結(jié)合，將富磷首先提出，把生物除磷和化學(xué)除磷相結(jié)合，將富磷上清液引入化學(xué)沉淀池，投加石灰形成上清液引入化學(xué)沉淀池，投加石灰形成CaCa3 3(PO(PO4 4) )2 2沉淀，通過排放磷污泥而除磷。沉淀，通過排放磷污泥而除磷。 該法與該法與A/OA/O法比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：法比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：由于有化學(xué)沉淀除磷，使回流污泥中的由于有化學(xué)沉淀除磷，使回流污泥中的磷含量降低，因而使系統(tǒng)對進(jìn)水中的磷含量降低，因而使系統(tǒng)對進(jìn)水中的P/BODP/BOD沒有特殊限制，對進(jìn)水水質(zhì)波動的適用沒有特殊

26、限制，對進(jìn)水水質(zhì)波動的適用性較強(qiáng)，在有機(jī)負(fù)荷較低、剩余污泥量較少的情況下，也可得到較穩(wěn)定的處理效果；性較強(qiáng)，在有機(jī)負(fù)荷較低、剩余污泥量較少的情況下，也可得到較穩(wěn)定的處理效果；PhostripPhostrip工藝用石灰對上清液除磷，產(chǎn)泥量少，污泥易于處理回流利用；工藝用石灰對上清液除磷，產(chǎn)泥量少，污泥易于處理回流利用；PhostripPhostrip工藝較適合于現(xiàn)有工藝工藝較適合于現(xiàn)有工藝( (如現(xiàn)有活性污泥處理廠如現(xiàn)有活性污泥處理廠) )的改造，在不中斷現(xiàn)的改造，在不中斷現(xiàn)有系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，只需要在污泥回流管線上增設(shè)小規(guī)模處理單元即可。有系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，只需要在污泥回流管線上增設(shè)小

27、規(guī)模處理單元即可。 5 5、運(yùn)行條件、運(yùn)行條件 為達(dá)到良好的除磷效果，要求為達(dá)到良好的除磷效果，要求NONO3 3、NONO2 2極低，極低，DODO在在0.2mg/L0.2mg/L以下，氧化還原電位低于以下，氧化還原電位低于150mV150mV，溫度，溫度3030左左右，右，pHpH在在7 78 8。 除磷菌每去除除磷菌每去除1mgBOD1mgBOD5 5，要消耗，要消耗0.040.040.08mg P0.08mg P，故，故廢水的廢水的TKNCODTKNCOD控制在控制在0.08mgN/mg COD0.08mgN/mg COD以下，以下，BODBOD5 5TPTP的比值大于的比值大于202

28、0，或溶解，或溶解BODBOD5 5和溶解磷大于和溶解磷大于12:112:115:115:1，除磷效果較好，可使出水總磷小于除磷效果較好，可使出水總磷小于1mg/L1mg/L。 五、廢水同步除磷脫氮工藝五、廢水同步除磷脫氮工藝 1、A2/O(anaerobic/anoxic/oxic)工藝 2、Bardenpho工藝 3、Phoredox工藝 4、UCT工藝 5、VIP工藝 6、AP工藝 1、A2/O(anaerobic/anoxic/oxic)工藝 厭 氧 池缺 氧 池好氧 池二沉池進(jìn) 水出水硝化液回 流 (13)Q污泥 回 流 (0. 5)QQ Q 污水首先進(jìn)入污水首先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)厭氧區(qū)，在

29、厭氧段，兼性厭氧菌可將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為，在厭氧段，兼性厭氧菌可將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為VFAVFAs s，聚，聚磷菌分解其體內(nèi)的聚磷酸鹽，釋放的能量供好氧聚磷菌在厭氧環(huán)境下維持生磷菌分解其體內(nèi)的聚磷酸鹽，釋放的能量供好氧聚磷菌在厭氧環(huán)境下維持生存，另一部分供聚磷菌吸收環(huán)境中的存，另一部分供聚磷菌吸收環(huán)境中的VFAVFA類低分子有機(jī)物，并以類低分子有機(jī)物，并以PHBPHB的形式儲的形式儲存起來。存起來。 隨后，污水進(jìn)入隨后，污水進(jìn)入缺氧區(qū)缺氧區(qū)，反硝化菌利用好氧區(qū)回流的混合液中的硝酸鹽，反硝化菌利用好氧區(qū)回流的混合液中的硝酸鹽及污水中可生化降解的有機(jī)物進(jìn)行反硝化，達(dá)到同時去除及污水中可生化降解的有機(jī)物進(jìn)行反硝

30、化，達(dá)到同時去除BODBOD5 5和脫氮的目的。和脫氮的目的。 之后，污水進(jìn)入之后，污水進(jìn)入曝氣池曝氣池。此時，聚磷菌通過釋放體內(nèi)的。此時，聚磷菌通過釋放體內(nèi)的PHBPHB維持其生長繁維持其生長繁殖，并可吸收利用污水中殘剩的可生物降解有機(jī)物，同時，好氧菌進(jìn)行聚磷殖，并可吸收利用污水中殘剩的可生物降解有機(jī)物，同時，好氧菌進(jìn)行聚磷作用，過量攝取周圍環(huán)境中的溶解磷在其體內(nèi)聚積，使出水中溶解磷濃度達(dá)作用，過量攝取周圍環(huán)境中的溶解磷在其體內(nèi)聚積，使出水中溶解磷濃度達(dá)到最低。值得一提的是，經(jīng)過前面厭氧段聚磷菌和反硝化菌的作用后，進(jìn)入到最低。值得一提的是，經(jīng)過前面厭氧段聚磷菌和反硝化菌的作用后，進(jìn)入好氧區(qū)中

31、的有機(jī)物濃度已相當(dāng)?shù)?，這樣有利于自養(yǎng)硝化菌的生長。好氧區(qū)中的有機(jī)物濃度已相當(dāng)?shù)停@樣有利于自養(yǎng)硝化菌的生長。 主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)：厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)行，可以同厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)行，可以同時達(dá)到去除有機(jī)物、脫氮、除磷的目的；時達(dá)到去除有機(jī)物、脫氮、除磷的目的；運(yùn)行不利運(yùn)行不利于絲狀細(xì)菌的繁殖，基本不存在污泥膨脹問題；于絲狀細(xì)菌的繁殖，基本不存在污泥膨脹問題；工工藝流程簡單，總的水力停留時間少，不需外加碳源，藝流程簡單，總的水力停留時間少，不需外加碳源，攪拌少，運(yùn)行費(fèi)用低。攪拌少，運(yùn)行費(fèi)用低。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：除磷效果受污泥齡、回流污泥中含除磷效果受污泥齡、回流污泥中含DODO和和NONO3

32、3- -N-N限制，可能不十分理想；限制，可能不十分理想；脫氮效果取決于混脫氮效果取決于混合液回流比，因該工藝回流比不宜太高合液回流比，因該工藝回流比不宜太高(200%)(200%)，故脫，故脫氮效果不能滿足較高要求。氮效果不能滿足較高要求。 2、Bardenpho工藝 硝化液回 流 (13)Q缺 氧 段 好氧 池缺 氧 段 好氧 段 二沉池出水進(jìn) 水污泥 回 流 (0. 5Q ) 該工藝由兩級該工藝由兩級A/OA/O工藝組合而成，共工藝組合而成，共4 4個反應(yīng)池。由于采用了混合個反應(yīng)池。由于采用了混合液回流，第一個液回流，第一個A A池中含有池中含有NONO3 3NN，第二個，第二個A A池

33、在好氧之后，故也含池在好氧之后，故也含有一定量的有一定量的NONO3 3NN，兩個，兩個A A池均為缺氧池，而非厭氧池。池均為缺氧池，而非厭氧池。 Bardenpho Bardenpho工藝的兩級工藝的兩級A/OA/O工藝中，缺氧池均可進(jìn)行反硝化作用，工藝中，缺氧池均可進(jìn)行反硝化作用，因此脫氮效率較高，可達(dá)因此脫氮效率較高，可達(dá)90909595。該工藝與其它工藝比較，主要特。該工藝與其它工藝比較，主要特征是水力停留時間征是水力停留時間(HRT)(HRT)較長，剩余污泥中的磷含量較長，剩余污泥中的磷含量4 46 6，其同步，其同步脫氮除磷效果較好。脫氮除磷效果較好。 3、Phoredox工藝 厭

34、 氧 池缺 氧 池好氧 池缺 氧 池好氧 池二沉池出水進(jìn) 水回 流 污泥含磷 剩余 污泥混合 液回 流 Phoredox Phoredox工藝由工藝由5 5個反應(yīng)池組成，是個反應(yīng)池組成，是BardenphoBardenpho工藝的改進(jìn)型。它與工藝的改進(jìn)型。它與BardenphoBardenpho工藝的主要差別在于在第一缺氧池前增加一個厭氧池。工藝的主要差別在于在第一缺氧池前增加一個厭氧池。 BardenphoBardenpho工藝雖有較好的同時脫氮除磷功能，但工藝雖有較好的同時脫氮除磷功能，但缺氧池難以保證厭氧條缺氧池難以保證厭氧條件，對聚磷菌的放磷能力有一定的不利影響件，對聚磷菌的放磷能力有

35、一定的不利影響。BardenphoBardenpho工藝改為工藝改為PhoredoxPhoredox工藝后，厭氧池保證了磷的釋放，也保證了好氧條件下有更強(qiáng)的聚磷能力，工藝后，厭氧池保證了磷的釋放，也保證了好氧條件下有更強(qiáng)的聚磷能力，可提高磷的去除效率?？商岣吡椎娜コ省?Phoredox Phoredox工藝的泥齡較長，一般設(shè)計取工藝的泥齡較長，一般設(shè)計取101020d20d甚至更長時間以達(dá)到污泥甚至更長時間以達(dá)到污泥穩(wěn)定，增加了碳的氧化能力。該工藝的主要缺點(diǎn)是污泥回流造成穩(wěn)定，增加了碳的氧化能力。該工藝的主要缺點(diǎn)是污泥回流造成NONO3 3- -N-N進(jìn)入進(jìn)入?yún)捬醭?，給磷的去除帶來不利影響

36、，又由于受水質(zhì)影響較大，對于不同的污厭氧池，給磷的去除帶來不利影響，又由于受水質(zhì)影響較大，對于不同的污水除磷效果不穩(wěn)定。水除磷效果不穩(wěn)定。 4、UCT工藝 UCT UCT工藝是目前比較流行的除磷脫氮工藝，由開普敦大學(xué)研究開發(fā)，其全稱工藝是目前比較流行的除磷脫氮工藝，由開普敦大學(xué)研究開發(fā)，其全稱是是University of CapetownUniversity of Capetown。它是在。它是在A A2 2/O/O工藝的基礎(chǔ)上對回流方式作了調(diào)整后工藝的基礎(chǔ)上對回流方式作了調(diào)整后產(chǎn)生的工藝。產(chǎn)生的工藝。剩 余 污泥污泥 回 流 (0. 5Q )厭 氧 池缺 氧 池好氧 池二沉池出水進(jìn) 水N

37、O3-回 流回 流 (12)Q UCT UCT工藝與工藝與A A2 2/O/O工藝的不同之處是，它的回流污泥是從沉淀池回流到缺氧池工藝的不同之處是，它的回流污泥是從沉淀池回流到缺氧池而非厭氧池，這樣可以防止而非厭氧池，這樣可以防止NONO3 3NN進(jìn)入?yún)捬醭囟绊懢哿拙膮捬踽尫帕鬃鬟M(jìn)入?yún)捬醭囟绊懢哿拙膮捬踽尫帕鬃饔谩４送?，增加混合液從缺氧池到厭氧池的回流，由于混合液中含溶解性用。此外，增加混合液從缺氧池到厭氧池的回流，由于混合液中含溶解性BODBOD量較多，量較多，NONO3 3NN少，有利于厭氧段的發(fā)酵作用。少，有利于厭氧段的發(fā)酵作用。 5、VIP工藝 VIPVIP工藝是美國工藝是美國

38、RandallRandall教授提出的一種類似于教授提出的一種類似于UCTUCT工藝的生物除磷工藝的生物除磷脫氮工藝。其反應(yīng)池采用分格方式，將一系列體積較小的完全混合式脫氮工藝。其反應(yīng)池采用分格方式，將一系列體積較小的完全混合式反應(yīng)串聯(lián)在一起，形成了有機(jī)物的梯度分布，有利于充分發(fā)揮聚磷菌反應(yīng)串聯(lián)在一起，形成了有機(jī)物的梯度分布，有利于充分發(fā)揮聚磷菌的作用，提高除磷效果。的作用，提高除磷效果。 剩 余 污泥Q Q 污泥 回 流 (0. 51)Q厭 氧 池缺 氧 池好氧 池二沉池出水進(jìn) 水回 流 (12)Q回 流 (12)Q VIP VIP工藝與工藝與UCTUCT工藝相比主要在兩個方面有顯著不同：一

39、工藝相比主要在兩個方面有顯著不同：一是厭氧段、缺氧段和好氧段的每一部分都有兩個以上的池是厭氧段、缺氧段和好氧段的每一部分都有兩個以上的池子組成，其放磷和聚磷速度更快；二是其泥齡比子組成，其放磷和聚磷速度更快；二是其泥齡比UCTUCT工藝的工藝的泥齡短，負(fù)荷比泥齡短，負(fù)荷比UCTUCT工藝高，運(yùn)行速率和除磷效率都高，所工藝高，運(yùn)行速率和除磷效率都高，所需反應(yīng)器設(shè)備容積小。需反應(yīng)器設(shè)備容積小。 6、AP工藝 剩 余 污泥二沉池出水進(jìn) 水回 流污泥初沉池厭 氧 段 好氧 段 濃縮 池去 消化池 AP(Acitivated primary) AP(Acitivated primary)工藝的特點(diǎn)是，通

40、過對初沉工藝的特點(diǎn)是，通過對初沉污泥的厭氧發(fā)酵產(chǎn)生乙酸鹽等利于聚磷菌利用的基質(zhì)而利污泥的厭氧發(fā)酵產(chǎn)生乙酸鹽等利于聚磷菌利用的基質(zhì)而利于后面的于后面的A/OA/O系統(tǒng)運(yùn)行，使厭氧段的系統(tǒng)運(yùn)行，使厭氧段的HRTHRT縮短至縮短至1h1h或更短?；蚋獭?APAP工藝也是工藝也是A/OA/O工藝的變形。工藝的變形。 六、生物脫氮新技術(shù)六、生物脫氮新技術(shù) 上面介紹的都是典型的傳統(tǒng)硝化和反硝化與同步除磷脫氮工藝。這些工藝都是按照硝化和反硝化兩個階段，構(gòu)造出好氧區(qū)與缺氧區(qū)，形成分級硝化中反硝化工藝，以便硝化與反硝化反應(yīng)能獨(dú)立的進(jìn)行。 然而，生物脫氮技術(shù)的新發(fā)展卻突破了傳統(tǒng)理論的認(rèn)識。然而，生物脫氮技術(shù)的新

41、發(fā)展卻突破了傳統(tǒng)理論的認(rèn)識。近年來的許多研究表明：近年來的許多研究表明：硝化反應(yīng)不僅由自養(yǎng)菌形成，某些硝化反應(yīng)不僅由自養(yǎng)菌形成，某些異養(yǎng)菌也可以進(jìn)行硝化反應(yīng)異養(yǎng)菌也可以進(jìn)行硝化反應(yīng)；反硝化不只在厭氧條件下進(jìn)行，；反硝化不只在厭氧條件下進(jìn)行，某些細(xì)菌也可在好氧條件下進(jìn)行反硝化某些細(xì)菌也可在好氧條件下進(jìn)行反硝化；許多好氧反硝化菌；許多好氧反硝化菌同時也是異養(yǎng)硝化菌同時也是異養(yǎng)硝化菌( (如如Thiosphaera pantotrophaThiosphaera pantotropha) )，并能把，并能把NHNH4 4+ +氧化成氧化成NONO2 2后直接進(jìn)行反硝化反應(yīng)。后直接進(jìn)行反硝化反應(yīng)。 生物

42、脫氮新技術(shù)在概念和工藝上的新發(fā)展有生物脫氮新技術(shù)在概念和工藝上的新發(fā)展有短程短程( (或或簡潔簡潔) )硝化反硝化硝化反硝化(shortcut nitrification(shortcut nitrificationdenitrification)denitrification)、同時硝化反硝化同時硝化反硝化(simultaneous (simultaneous nitrification-denitrification, SND)nitrification-denitrification, SND)和和厭氧氨氧化厭氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation, ANAM

43、MOX)(anaerobic ammonium oxidation, ANAMMOX)。 短程硝化反硝化目前比較有代表性的工藝是SHARON(single for high activity ammonia removal over nitrite)，該工藝由荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)于1997年開發(fā)。 其他生物脫氮技術(shù)還有：Deammonitrification工藝、生物纖維膜反應(yīng)器、固定化催化氧化技術(shù)、臭氧濕式氧化、生物電極脫氮技術(shù)等。 10-2 微污染水源水預(yù)處理中的微污染水源水預(yù)處理中的微生物學(xué)問題微生物學(xué)問題 一、微污染水源水預(yù)處理的目的和意義一、微污染水源水預(yù)處理的目的和意義 1 1、

44、微污染水源水：是指受到有機(jī)物、氨氮、磷及、微污染水源水：是指受到有機(jī)物、氨氮、磷及有毒污染物有毒污染物較低程度污染較低程度污染的水源水。的水源水。 2 2、目的與意義、目的與意義 去除殘留污染物，保證水源水的衛(wèi)生與安全。去除殘留污染物，保證水源水的衛(wèi)生與安全。 二、水源水污染源和污染物二、水源水污染源和污染物 水源水水源水污染源污染源：指未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、生活污水、：指未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)業(yè)灌溉和養(yǎng)殖業(yè)排放水及未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的處理水。農(nóng)業(yè)灌溉和養(yǎng)殖業(yè)排放水及未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的處理水。 水源水水源水污染物污染物：有機(jī)物、氨氮、藻類分泌物、揮發(fā)：有機(jī)物、氨氮、藻類分泌物、揮發(fā)酚、氰化物

45、、重金屬、農(nóng)藥等。酚、氰化物、重金屬、農(nóng)藥等。 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 1、微生物預(yù)處理工藝、微生物預(yù)處理工藝 用以處理微污染水源水的工藝均采用膜法用以處理微污染水源水的工藝均采用膜法生物處理：有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接生物處理：有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法、生物流化床等。觸氧化法、生物流化床等。 目前，世界上大多數(shù)國家，特別是發(fā)展中國家的飲用水凈化基本上采用“混凝混凝-沉淀沉淀-砂濾砂濾-投氯消毒投氯消毒”的常規(guī)處理工藝。 大量文獻(xiàn)表明，自來水廠傳統(tǒng)水處理工藝雖然能夠使水澄清、消除水傳染病原菌，但是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的許多有毒

46、、有害物質(zhì)，特別是大量有機(jī)污染物，并不能得到很好的去除。 (1)(1)好氧膨脹床好氧膨脹床 好氧膨脹床，好氧膨脹床，以顆粒狀陶粒為生物載體以顆粒狀陶粒為生物載體，利用生物，利用生物聚合體對水中營養(yǎng)基質(zhì)的高效吸附和降解，去除水中微聚合體對水中營養(yǎng)基質(zhì)的高效吸附和降解，去除水中微量污染物。量污染物。 試驗(yàn)中在陶粒反應(yīng)器中設(shè)置曝氣裝置，這不僅為微試驗(yàn)中在陶粒反應(yīng)器中設(shè)置曝氣裝置，這不僅為微生物的生命活動提供充足的溶解氧，確保生物膜的生物生物的生命活動提供充足的溶解氧，確保生物膜的生物活性，同時空氣的鼓入，形成活性，同時空氣的鼓入，形成攪動的三相狀態(tài)攪動的三相狀態(tài)有利于改有利于改善反應(yīng)器內(nèi)部的各種傳質(zhì)

47、過程。善反應(yīng)器內(nèi)部的各種傳質(zhì)過程。 (2)(2)生物沸石反應(yīng)器生物沸石反應(yīng)器 生物沸石反應(yīng)器是以通過特定處理的生物沸石反應(yīng)器是以通過特定處理的顆粒沸石顆粒沸石作為生作為生物載體的一種固定生物膜處理裝置。物載體的一種固定生物膜處理裝置。 通過對沸石在一定條件下的微生物培養(yǎng)，一般通過對沸石在一定條件下的微生物培養(yǎng)，一般2 23 3周周即可實(shí)現(xiàn)其生物膜功能。沸石生物膜是一種催化生物膜，即可實(shí)現(xiàn)其生物膜功能。沸石生物膜是一種催化生物膜，它可以改進(jìn)沸石的水處理特性，使生物、沸石共同起作它可以改進(jìn)沸石的水處理特性，使生物、沸石共同起作用。用它與混凝沉淀相結(jié)合，能高效去除水中用。用它與混凝沉淀相結(jié)合，能高效

48、去除水中NHNH3 3-N-N、NONO2 2- -N-N、MnMn、有機(jī)物、嗅和味，改善色度等。、有機(jī)物、嗅和味，改善色度等。 (3)(3)生物活性炭生物活性炭 生物活性炭濾池以生物活性炭濾池以活性炭作活性炭作為生物膜的載體為生物膜的載體，利用其巨大，利用其巨大的比表面積，大量吸附水中的的比表面積，大量吸附水中的有機(jī)污染物，且具有很強(qiáng)的氧有機(jī)污染物，且具有很強(qiáng)的氧化能力，在進(jìn)水有機(jī)物濃度較化能力，在進(jìn)水有機(jī)物濃度較低時，能在很短的時間內(nèi)將水低時，能在很短的時間內(nèi)將水中有機(jī)物吸附下來，一部分氧中有機(jī)物吸附下來，一部分氧化分解，一部分轉(zhuǎn)變成細(xì)胞物化分解，一部分轉(zhuǎn)變成細(xì)胞物質(zhì)，達(dá)到細(xì)胞的增殖，從而

49、使質(zhì)，達(dá)到細(xì)胞的增殖，從而使水得到凈化。水得到凈化。 (4)(4)臭氧預(yù)處理臭氧預(yù)處理- -生物活性炭生物活性炭- -臭氧后氧化臭氧后氧化 臭氧預(yù)處理：臭氧預(yù)處理：初步氧化分解初步氧化分解水中的有機(jī)物及其他還原性物質(zhì)，降低降低生物活性炭濾池的有機(jī)負(fù)荷有機(jī)負(fù)荷，同時使水中難以生物降解的有機(jī)物斷鏈、開環(huán)，將大分子有機(jī)物氧化為小分子有機(jī)物，提高原水中有機(jī)物的可生化性和可吸附性提高原水中有機(jī)物的可生化性和可吸附性，使其能被生物降解。同時氧化水中溶解性的錳和鐵氧化水中溶解性的錳和鐵，生成難溶性的氧化物，提高砂過濾的效果，使錳、鐵的去除率增加。臭氧分解后生成的氧氣，能在處理水中起充氧作用充氧作用。生物活性

50、炭處理生物活性炭處理：處理后,再進(jìn)行活性炭處理,主要發(fā)揮幾種作用:破壞水中殘余臭氧;通過吸附去除化合物或臭氧副產(chǎn)物;通過活性炭表面細(xì)菌的生物活動降解有機(jī)物;活性炭作為一種多孔的物質(zhì),能夠吸附水中濃度較低、其他方法難以去除的有臭味或異味的物質(zhì);活性炭附著的硝化菌還可以降低水中氨氮的濃度。后氧化工藝后氧化工藝臭氧的作用主要有:臭氧的氧化性強(qiáng)于液氯,它破壞細(xì)菌體上的脫氫酶破壞細(xì)菌體上的脫氫酶,干擾了細(xì)菌的呼吸作用,從而導(dǎo)致細(xì)菌的死亡;氧化有機(jī)物氧化有機(jī)物,如殺蟲劑、清潔劑、苯酚等;去除去除DOC;氧化分解螯合物,如EDTA和NTA等;飲用水與臭氧反應(yīng)后，經(jīng)Ames試驗(yàn)檢測，無致突變物質(zhì)產(chǎn)生。(5)(

51、5)膜生物反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器 是指以是指以超濾膜組件超濾膜組件作為作為取代二沉池取代二沉池的泥水分離單元設(shè)備，的泥水分離單元設(shè)備，并并與生物反應(yīng)器組合與生物反應(yīng)器組合構(gòu)成的一種新型生物處理裝置。構(gòu)成的一種新型生物處理裝置。 由于超濾膜能很好地截留來自生物反應(yīng)器混合液中的微由于超濾膜能很好地截留來自生物反應(yīng)器混合液中的微生物絮體、分子量較大的有機(jī)物及其他固體懸浮物質(zhì)，并使生物絮體、分子量較大的有機(jī)物及其他固體懸浮物質(zhì)，并使之重新返回到生化反應(yīng)器中，這就使反應(yīng)器內(nèi)的活性污泥濃之重新返回到生化反應(yīng)器中，這就使反應(yīng)器內(nèi)的活性污泥濃度得以大大提高，從而能有效地提高有機(jī)物的去除率。另外，度得以大大提高，從

52、而能有效地提高有機(jī)物的去除率。另外，濾膜后出水水質(zhì)較好，系統(tǒng)所排放剩余污泥較少。濾膜后出水水質(zhì)較好，系統(tǒng)所排放剩余污泥較少。 該工藝是該工藝是2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代后在法國出現(xiàn)的一項暫新的處理年代后在法國出現(xiàn)的一項暫新的處理技術(shù)。技術(shù)。 (6)(6)電生物反應(yīng)器電生物反應(yīng)器 外加電流條件下，電極裝置與生物反應(yīng)器構(gòu)成了所謂電外加電流條件下，電極裝置與生物反應(yīng)器構(gòu)成了所謂電生物反應(yīng)器生物反應(yīng)器(Electro-Bioreactor)(Electro-Bioreactor)。由于電子的產(chǎn)生，生。由于電子的產(chǎn)生，生物膜和固定化酶的反硝化作用得以強(qiáng)化，其作用機(jī)理可用物膜和固定化酶的反硝化作用得以強(qiáng)

53、化，其作用機(jī)理可用下圖及反應(yīng)式表示：下圖及反應(yīng)式表示： 2H+ + 2e = H22H2O + 2e = H2 + OH-2NO3- + 5 H2 + 2H+ = N2 + 6H2O 顯然，通過對水的電解，陰極提供電子，產(chǎn)生氫氣，而氫氣作為電子供體與硝酸鹽發(fā)生了方程(3)所示的反應(yīng)，使生化反應(yīng)速率及去除率得以提高。 2 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)(1)微生物：微污染水源水是一個貧營養(yǎng)的生態(tài)環(huán)境，需要微生物：微污染水源水是一個貧營養(yǎng)的生態(tài)環(huán)境，需要由適應(yīng)貧營養(yǎng)的異養(yǎng)除碳菌、硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌、藻類、由適應(yīng)貧營養(yǎng)的異養(yǎng)除碳菌、硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌、藻類、原生動物和

54、微型后生動物組成的生態(tài)系。原生動物和微型后生動物組成的生態(tài)系。 (2)(2)供氫體：外加低濃度的乙醇和糖。供氫體：外加低濃度的乙醇和糖。 (3)DO(3)DO：大型生產(chǎn)中：大型生產(chǎn)中DODO一般在一般在4mg/L4mg/L以上，能滿足氧化有機(jī)物以上，能滿足氧化有機(jī)物和硝化作用需要；生物膜很厚時，可造成膜內(nèi)局部厭氧或缺和硝化作用需要；生物膜很厚時，可造成膜內(nèi)局部厭氧或缺氧，使氧，使DODO降低到降低到0.2mg/L0.2mg/L以下，反硝化才能進(jìn)行。以下，反硝化才能進(jìn)行。 (4)(4)水溫和水溫和pHpH：CODCOD和氨氮的去除率隨水溫升高而提高，和氨氮的去除率隨水溫升高而提高，2020以上處

55、理效果好。以上處理效果好。 10-3 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、水消毒的重要性一、水消毒的重要性 防止病原微生物進(jìn)入人體，危害健康。防止病原微生物進(jìn)入人體，危害健康。 二、水的消毒方法二、水的消毒方法 水的消毒方法有：煮沸法、加氯消毒法、臭氧水的消毒方法有：煮沸法、加氯消毒法、臭氧消毒法、消毒法、H H2 2O O2 2消毒法、紫外輻射殺菌、微電解殺菌消毒法、紫外輻射殺菌、微電解殺菌殺藻等。殺藻等。 ( (一一) )煮沸法煮沸法 該法最原始，卻最簡便、有效。煮該法最原始，卻最簡便、有效。煮沸可直接快速破壞病原菌的蛋白質(zhì)，使沸可直接快速破壞病原菌的蛋白質(zhì)，使其凝固發(fā)生不可逆變性。其凝固發(fā)生不可逆變性。 ( (二二) )加氯消毒加氯消毒 1 1、常用的氯消毒劑、常用的氯消毒劑 氯、氯胺及漂白粉氯、氯胺及漂白粉 是含是含Ca(OCl)Ca(OCl)2 2、CaClCaCl2 2、Ca(OH)Ca(OH)2 2的的混合物，混合物，Ca(OCl)Ca(OCl)2 2為主要成分為主要成分 廣泛應(yīng)用于飲用水及游泳廣泛應(yīng)用于飲用水及游泳池水的消毒。池水的消毒。2 2、影響使用效果的因素、影響使用效果的因素 消毒效果與消毒劑劑量、消毒時間、水的消毒效果與消毒劑