第11章 污水生物處理系統(tǒng)中的主要微生物

1、第十一章污水生物處理系統(tǒng)中的主要微生物剩余污泥剩余污泥排水排水污泥回流污泥回流曝氣池曝氣池二沉池二沉池初沉池初沉池污水污水11.1 污水生物處理的基本原理好氧處理好氧處理厭氧處理厭氧處理一、污水生物處理的基本原理二、污水生物處理的基本類型三、污水生物處理系統(tǒng)中的微生物懸浮生長(zhǎng)型：活性污泥法懸浮生長(zhǎng)型：活性污泥法附著生長(zhǎng)型：生物膜法附著生長(zhǎng)型：生物膜法生物處理構(gòu)筑物中包含著一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)。生物處理構(gòu)筑物中包含著一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)。利用微生物處理污水的方法叫生物處理法。利用微生物處理污水的方法叫生物處理法。一、污水的好氧生物處理一、污水的好氧生物處理 二、活性污泥法處理構(gòu)筑物內(nèi)的微生物二、活性

2、污泥法處理構(gòu)筑物內(nèi)的微生物n細(xì)菌：假單胞菌、無色菌、黃桿菌細(xì)菌：假單胞菌、無色菌、黃桿菌n絲狀菌：硫細(xì)菌、霉菌絲狀菌：硫細(xì)菌、霉菌n原生動(dòng)物：鐘蟲、蓋纖蟲、等枝蟲原生動(dòng)物：鐘蟲、蓋纖蟲、等枝蟲n后生動(dòng)物：輪蟲后生動(dòng)物：輪蟲對(duì)于正常城市污水的活性污泥混合液，一般：對(duì)于正常城市污水的活性污泥混合液，一般：v細(xì)菌：占主體，可占混合液干重細(xì)菌：占主體，可占混合液干重 9095%；v線蟲：平均線蟲：平均100個(gè)左右個(gè)左右/mL；v輪蟲：輪蟲：100200個(gè)個(gè)/mL； 一般為：一般為：107 109個(gè)個(gè)/mL；v其它后生動(dòng)物：其它后生動(dòng)物：100個(gè)以下個(gè)以下/mL；v原生動(dòng)物：可達(dá)原生動(dòng)物：可達(dá)50002

3、0000個(gè)個(gè)/mL， 其中其中7090%為纖毛類；固纖可達(dá)為纖毛類；固纖可達(dá)1000個(gè)以上個(gè)以上/mLv對(duì)于正常運(yùn)行的活性污泥，如果出現(xiàn)輻射變形蟲、多核對(duì)于正常運(yùn)行的活性污泥，如果出現(xiàn)輻射變形蟲、多核變形蟲等變形蟲等（肉足蟲）（肉足蟲）增多，可能會(huì)出現(xiàn)活性污泥絮體變?cè)龆啵赡軙?huì)出現(xiàn)活性污泥絮體變小，出水會(huì)混濁、小，出水會(huì)混濁、SS升高。如果這類微生物急增，須進(jìn)升高。如果這類微生物急增，須進(jìn)行相應(yīng)的工藝調(diào)整（減小回流污泥量和曝氣量）行相應(yīng)的工藝調(diào)整（減小回流污泥量和曝氣量）v在活性污泥恢復(fù)過程中，會(huì)出現(xiàn)漫游蟲、斜管蟲、尖毛在活性污泥恢復(fù)過程中，會(huì)出現(xiàn)漫游蟲、斜管蟲、尖毛蟲等蟲等（游泳型纖毛蟲）（

4、游泳型纖毛蟲）v一旦出現(xiàn)一旦出現(xiàn)絲狀菌增殖絲狀菌增殖的趨勢(shì)，的趨勢(shì)，47天后天后SVI就會(huì)急劇上升，就會(huì)急劇上升，甚至?xí)^甚至?xí)^200（活性污泥膨脹）（活性污泥膨脹）SVI ( 污泥污泥體積體積指數(shù)指數(shù) ) ：指：指曝氣池混合液經(jīng)曝氣池混合液經(jīng)30min靜沉后靜沉后, 相相應(yīng)的應(yīng)的1g干污泥所占的容積干污泥所占的容積(以以mL計(jì)計(jì)) 。即即: SVI=SV30 / MLSS, SVI正常以正常以70100為宜為宜0min15min30minn 活性污泥絮體（絮粒）大小活性污泥絮體（絮粒）大小微結(jié)構(gòu)微結(jié)構(gòu)宏結(jié)構(gòu)宏結(jié)構(gòu)n 活性污泥絮體結(jié)構(gòu)活性污泥絮體結(jié)構(gòu) （平均直徑）：（平均直徑）：p大粒：

5、大粒： 500 mp中粒：中粒：50500 mp細(xì)小：細(xì)?。?50 m：絮體形成菌，直徑：絮體形成菌，直徑 75 m：絲狀菌骨架：絲狀菌骨架一般為一般為 501000 m（1 1）現(xiàn)象）現(xiàn)象曝氣過量造成絮體碎裂，或者毒物進(jìn)入，沖擊負(fù)曝氣過量造成絮體碎裂，或者毒物進(jìn)入，沖擊負(fù)荷，造成細(xì)菌不能凝聚成絮體荷，造成細(xì)菌不能凝聚成絮體二沉池二沉池中出現(xiàn)細(xì)小的上浮顆粒，中出現(xiàn)細(xì)小的上浮顆粒，出水混濁，無泥出水混濁，無泥水界面。水界面。（2 2）原因）原因針對(duì)性處理針對(duì)性處理（3 3）對(duì)策）對(duì)策泥齡高泥齡高細(xì)小密實(shí)的絮凝體、出水有混濁（尚清澈），但細(xì)小密實(shí)的絮凝體、出水有混濁（尚清澈），但有針絮隨水流走有針

6、絮隨水流走（2）原因）原因增大剩余污泥排放，適當(dāng)提高增大剩余污泥排放，適當(dāng)提高有機(jī)負(fù)荷有機(jī)負(fù)荷率（率（F/M ）（3）對(duì)策）對(duì)策（1）現(xiàn)象）現(xiàn)象（1 1）現(xiàn)象）現(xiàn)象泥齡低（污泥未成熟）泥齡低（污泥未成熟）二沉池表面可看到松散的絮狀物懸浮，但出水尚二沉池表面可看到松散的絮狀物懸浮，但出水尚清澈，沉速較慢。清澈，沉速較慢。（2 2）原因）原因減小剩余污泥排放量，減小剩余污泥排放量，適當(dāng)降低適當(dāng)降低F/M（3 3）對(duì)策）對(duì)策（1 1）現(xiàn)象）現(xiàn)象有死角區(qū)產(chǎn)生厭氧有死角區(qū)產(chǎn)生厭氧有大有大塊污泥上浮塊污泥上浮，污泥腐敗變黑、有惡臭。污泥腐敗變黑、有惡臭。（2 2）原因）原因消除死角、改進(jìn)刮泥設(shè)備等消除死角

7、、改進(jìn)刮泥設(shè)備等（3 3）對(duì)策）對(duì)策（1 1）現(xiàn)象）現(xiàn)象二沉池停留時(shí)間過長(zhǎng)、硝酸鹽濃度較高，產(chǎn)生了二沉池停留時(shí)間過長(zhǎng)、硝酸鹽濃度較高，產(chǎn)生了反硝化。反硝化。污泥在二沉池污泥在二沉池中呈塊狀中呈塊狀上浮上?。? 2）原因）原因增加回流污泥量或及時(shí)排泥，在曝氣池末端增增加回流污泥量或及時(shí)排泥，在曝氣池末端增加供氧加供氧（3 3）對(duì)策）對(duì)策對(duì)于泡沫問題，對(duì)于泡沫問題，應(yīng)認(rèn)真觀察分析，確認(rèn)泡沫種類及應(yīng)認(rèn)真觀察分析，確認(rèn)泡沫種類及產(chǎn)生原因，對(duì)癥下藥產(chǎn)生原因，對(duì)癥下藥。（1 1）啟動(dòng)泡沫。在污泥培養(yǎng)過程中出現(xiàn)這種現(xiàn)象，）啟動(dòng)泡沫。在污泥培養(yǎng)過程中出現(xiàn)這種現(xiàn)象，是正常情況。是正常情況。（2 2）反硝化泡沫。

8、）反硝化泡沫。（3 3）生物泡沫。）生物泡沫。 某些某些諾卡氏菌屬諾卡氏菌屬的絲狀菌的絲狀菌 與生物泡沫形成有關(guān)的微生物與生物泡沫形成有關(guān)的微生物n（1）噴灑水）噴灑水n（2）減小）減小SRT，增加剩余污泥量，將絲，增加剩余污泥量，將絲 狀微生物排出處理系統(tǒng)狀微生物排出處理系統(tǒng)n（3）生物選擇器）生物選擇器n 生物泡沫消除辦法生物泡沫消除辦法（1）現(xiàn)象）現(xiàn)象DO濃度過低、污泥負(fù)荷率低、曝氣池進(jìn)水中含濃度過低、污泥負(fù)荷率低、曝氣池進(jìn)水中含有較多化糞池出水，營(yíng)養(yǎng)不足、低有較多化糞池出水，營(yíng)養(yǎng)不足、低 pH 值（值（ pH 2mg/Lu（4）pH：氨氧化菌：氨氧化菌：7.07.8； 亞硝酸氧化菌：亞

9、硝酸氧化菌：7.78.1u（5）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)： BOD5/TN、氨氮濃度均影響硝化細(xì)菌的比例、氨氮濃度均影響硝化細(xì)菌的比例 生物膜生物膜 DO 3mg/Lu（3）溫度：）溫度： 12下降，下降，5停止；停止； 30活性最大，超過活性最大，超過30酶變性酶變性u(píng) （6）毒物：重金屬、有機(jī)物）毒物：重金屬、有機(jī)物u（1）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) BOD5 / TN 3u（2）溶解氧（）溶解氧（DO） 活性污泥：活性污泥：DO 0.5mg/L； 生物膜：生物膜： DO 1.5mg/Lu（3）溫度）溫度 最佳溫度最佳溫度40，適宜溫度，適宜溫度2040u（4）pH 最適范圍：最適范圍：7.07.5n

10、異染顆粒異染顆粒n化學(xué)組分為化學(xué)組分為多聚偏磷酸鹽多聚偏磷酸鹽，為，為磷源磷源和和能源能源貯藏貯藏物物 n厭氧分解釋放厭氧分解釋放Pi，好氧吸收，好氧吸收Pi合成合成 nPHBn聚聚 -羥基丁酸鹽羥基丁酸鹽，是一種，是一種碳源碳源和和能源能源的貯藏物的貯藏物n有機(jī)物厭氧代謝的產(chǎn)物有機(jī)物厭氧代謝的產(chǎn)物 能能 量量 能能 量量有機(jī)物（有機(jī)物（BOD5）PHBCO2、 H2O有機(jī)物：有機(jī)物：異染顆粒異染顆粒Pi異染顆粒異染顆粒P的變化：的變化：回流污泥回流污泥厭氧池厭氧池好氧池好氧池出水出水初初沉沉池池初沉污泥初沉污泥二二沉沉池池PHA：聚聚-羥基羥基鏈烷鏈烷酸酸PHA：PHB + PHV（聚（聚-

11、羥基戊羥基戊酸），以酸），以PHB為主為主剩余污泥剩余污泥n（1）DO/氧化還原電位氧化還原電位n（2）溫度：影響不大）溫度：影響不大n（4）NOxN： NO3N 15（2030）n（6）SRT： 短些好短些好(3.57d)厭氧池：厭氧池：Eh 0 時(shí)不能釋磷時(shí)不能釋磷Eh應(yīng)控在應(yīng)控在-200-300mV好氧池：好氧池：DO 2mg/L缺氧缺氧好好氧氧二沉池二沉池進(jìn)水進(jìn)水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥出出 水水厭氧厭氧混合液回流混合液回流 Anaerobic/Anoxic/Oxic，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱A2/O工藝工藝 控制控制溫度、泥齡、溫度、泥齡、DO、pH等等節(jié)約需氧量、減少有機(jī)碳源、縮短反應(yīng)時(shí)

12、間、減節(jié)約需氧量、減少有機(jī)碳源、縮短反應(yīng)時(shí)間、減少反應(yīng)器少反應(yīng)器容積容積NH3-NNO2-NNO3-NN2硝化硝化硝化硝化反硝化反硝化與短程硝化組合與短程硝化組合：亞硝化亞硝化厭氧厭氧氨氧化氨氧化 組合工藝組合工藝0.5NH4+ + 0.75O20.5NO2- + H+ + 0.5H2O0.5NH4+ + 0.5NO2-0.5N2 + H2ONH4+ + 0.75O20.5N2 + H+ + 1.5H2O厭氧氨氧化菌厭氧氨氧化菌NH4+ + NO2-N2 + 2H2O缺氧缺氧好好氧氧二沉池二沉池進(jìn)水進(jìn)水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥出出 水水厭氧厭氧混合液回流混合液回流 Anaerobic/

13、Anoxic/Oxic，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱A2/O工藝工藝 缺氧缺氧好氧好氧二沉池二沉池進(jìn)水進(jìn)水污泥回流污泥回流剩余污泥剩余污泥出水出水厭氧厭氧混合液回流混合液回流UCT工藝工藝好氧好氧 二沉池二沉池 進(jìn)水進(jìn)水回流回流污泥污泥剩余污泥剩余污泥 出水出水 厭氧厭氧 硝化混合液硝化混合液回流回流缺氧缺氧缺氧混合液缺氧混合液回流回流缺氧缺氧 好氧好氧 二沉池二沉池 進(jìn)水進(jìn)水回流污泥回流污泥(50%100%)剩余污泥剩余污泥 出水出水 厭氧厭氧 硝化混合液回流（硝化混合液回流（100%200%）缺氧缺氧缺氧混合液回流（缺氧混合液回流（100%200%）n反硝化聚磷菌（反硝化聚磷菌（DPB）的發(fā)現(xiàn)）的發(fā)現(xiàn)nDP

14、B可以利用硝酸鹽作為電子受體，在可以利用硝酸鹽作為電子受體，在反反硝化的過程中過量吸磷。硝化的過程中過量吸磷。n通過創(chuàng)造厭氧通過創(chuàng)造厭氧缺氧交替的環(huán)境可以富集缺氧交替的環(huán)境可以富集DPB。BCFS工藝（一種變型的工藝（一種變型的UCT工藝）工藝）n接觸池：主要是控制絲狀菌接觸池：主要是控制絲狀菌缺氧池：反硝化除磷缺氧池：反硝化除磷缺氧缺氧/ /好氧混合池：反硝化脫氮好氧混合池：反硝化脫氮混合池混合池 好好氧池氧池 二沉池二沉池 進(jìn)水進(jìn)水污泥回流污泥回流 剩余污泥剩余污泥 出水出水 厭氧厭氧池池 缺氧池缺氧池 QAQC接觸池接觸池 化學(xué)化學(xué)除磷除磷 QB（為（為DPB提供硝化液）提供硝化液） 化

15、學(xué)磷污泥化學(xué)磷污泥 n反硫化作用：硫酸鹽還原菌以反硫化作用：硫酸鹽還原菌以SO42-作為最終電作為最終電子受體，還原為子受體，還原為H2S , 產(chǎn)物產(chǎn)物Na2S回收回收n硫化作用：硫化作用：H2S S0 SO42-n生成生成S0 的控制的控制：DO 濃度濃度 1mg/L，產(chǎn)生量大，產(chǎn)生量大 （結(jié)合（結(jié)合 S2- 濃度）濃度）n（一）生物沉淀處理法（一）生物沉淀處理法 含鋅廢水（硫酸鹽還原菌）含鋅廢水（硫酸鹽還原菌） ZnSn（二）生物還原處理法（二）生物還原處理法 含含Cr6+廢水（廢水（ Cr6+ 還原菌、堿性條件下）還原菌、堿性條件下） Cr(OH)3n（三）生物氧化處理法（三）生物氧化處理法 礦山廢水（鐵細(xì)菌、堿性條件下）礦山廢水（鐵細(xì)菌、堿性條件下） Fe(OH)3n（四）生物吸附處理法（四）生物吸附處理法 被動(dòng)吸附被動(dòng)吸附 解吸解吸好氧生物處理：好氧生物處理：69厭氧生物處