污、廢水深度處理和中微生物的原理

1、污、廢水深度處理和中微生物的原理自然凈化自然凈化：稀釋、沉淀：稀釋、沉淀 （強(qiáng)）（強(qiáng)）：日光、氧氣等對(duì)污染物的分解：日光、氧氣等對(duì)污染物的分解 （弱）（弱）：生物降解：生物降解（食物鏈）（食物鏈） （強(qiáng)）（強(qiáng)） 陽(yáng)光陽(yáng)光 一級(jí)生產(chǎn)者一級(jí)生產(chǎn)者 原生動(dòng)物 輪蟲、浮游甲殼動(dòng)物輪蟲、浮游甲殼動(dòng)物 魚魚 其他動(dòng)物 異養(yǎng)細(xì)菌 廢物、排泄物廢物、排泄物 人人 第一節(jié)第一節(jié) 提問：提問：水體自凈速度有哪些限制因素？水體自凈速度有哪些限制因素？ 物理？物理？ 凈水流量、流速、污染物物理性質(zhì)凈水流量、流速、污染物物理性質(zhì) 化學(xué)？化學(xué)？ 地域、季節(jié)、天氣地域、季節(jié)、天氣 生物？生物？ 生物種類、數(shù)量（營(yíng)養(yǎng)物濃度、

2、環(huán)境因子）、代謝的生物種類、數(shù)量（營(yíng)養(yǎng)物濃度、環(huán)境因子）、代謝的極限速度極限速度 因此因此水體的自凈速度是有限的水體的自凈速度是有限的。在正常情況下，。在正常情況下，水體單位時(shí)間水體單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)正常生物循環(huán)中能夠同化有機(jī)污染物的最大數(shù)量稱為內(nèi)通過(guò)正常生物循環(huán)中能夠同化有機(jī)污染物的最大數(shù)量稱為 水體自凈過(guò)程大致如下水體自凈過(guò)程大致如下a.物理作用物理作用 有機(jī)污染物排入水體后被水稀釋，有機(jī)和無(wú)機(jī)固體沉降到河底；b.生物作用生物作用 溶氧溶氧 溶解氧溶解氧 好氧菌好氧菌 好氧菌好氧菌 有機(jī)物降解有機(jī)物降解 自然溶氧、藻類產(chǎn)氧自然溶氧、藻類產(chǎn)氧如下圖河流污染和自凈過(guò)程如下圖河流污染和自凈過(guò)程污污水

3、水自自 凈凈 被污染的水體都是自凈水體！被污染的水體都是自凈水體！ 但但自凈恢復(fù)自凈恢復(fù)的程度不同，或稱污染現(xiàn)狀的程度不同，或稱污染現(xiàn)狀不同。不同。2衡量水體污染與自凈的指標(biāo)衡量水體污染與自凈的指標(biāo) 提問：用什么指標(biāo)可以衡量河段水體污染與自凈所處提問：用什么指標(biāo)可以衡量河段水體污染與自凈所處的階段的階段? 水體外觀、化學(xué)水體外觀、化學(xué)指標(biāo)、生物種類、指標(biāo)、生物種類、數(shù)量及比例關(guān)系、數(shù)量及比例關(guān)系、溶解氧等等溶解氧等等山東小清河 氧濃度高低與細(xì)菌含量有關(guān)，晝夜變幅與藻類數(shù)量有關(guān)，氧濃度高低與細(xì)菌含量有關(guān)，晝夜變幅與藻類數(shù)量有關(guān)，因此因此與與P/H或或BIP有關(guān)有關(guān)。 外觀特征：外觀特征：混濁程度

4、、顏色及氣味等混濁程度、顏色及氣味等 原原 因：水中細(xì)菌種類數(shù)量、懸浮物種類數(shù)量因：水中細(xì)菌種類數(shù)量、懸浮物種類數(shù)量 污染前污染前 凈化開始凈化開始 持續(xù)持續(xù) 結(jié)束結(jié)束:無(wú)色無(wú)色 灰色灰色 繼續(xù)變清繼續(xù)變清 無(wú)色無(wú)色 澄清透明澄清透明 混濁混濁 濁度下降濁度下降 澄清透明澄清透明 泡沫減少泡沫減少 例如例如 污染前污染前 污染污染 凈化開始凈化開始 持續(xù)持續(xù) 結(jié)束結(jié)束: 植物植物 藻類、原生藻類、原生 魚蝦魚蝦 植物植物 、魚、魚 動(dòng)物出現(xiàn)動(dòng)物出現(xiàn) 出現(xiàn)出現(xiàn) 、魚、魚 可作為指示生物的生物種類很多，可作為指示生物的生物種類很多，包括細(xì)菌、包括細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、輪蟲、浮游甲殼動(dòng)物、真菌

5、、藻類、原生動(dòng)物、輪蟲、浮游甲殼動(dòng)物、底棲動(dòng)物有寡毛類的顫體蟲、軟體動(dòng)物和植物底棲動(dòng)物有寡毛類的顫體蟲、軟體動(dòng)物和植物和水生昆蟲等。和水生昆蟲等。 污化系統(tǒng)將污染水體劃屬為不同的污染帶類型。污化系統(tǒng)將污染水體劃屬為不同的污染帶類型。分分 多多污帶污帶、中中污帶、污帶、中中污帶、污帶、寡寡污帶污帶類類型型外外觀觀BIP生生物物特特征征多多污污帶帶1 暗暗灰灰色色，很很渾渾濁濁，含含大大量量有有機(jī)機(jī)物物， BOD高高，溶溶解解氧氧極極低低(或或無(wú)無(wú))，為為厭厭氧氧狀狀態(tài)態(tài)。2 在在有有機(jī)機(jī)物物分分解解過(guò)過(guò)程程中中，產(chǎn)產(chǎn)生生 H2S、C02和和CH4等等氣氣體體。臭臭味味。3 水水底底沉沉積積許許多

6、多由由有有機(jī)機(jī)和和無(wú)無(wú)機(jī)機(jī)物物形形成成的的淤淤泥泥。水水面面上上有有氣氣泡泡。601001 種種類類很很少少，厭厭氧氧菌菌和和兼兼性性厭厭氧氧菌菌種種類類多多，數(shù)數(shù)量量大大，每每毫毫升升水水含含有有幾幾億億個(gè)個(gè)細(xì)細(xì)菌菌。有有能能分分解解復(fù)復(fù)雜雜有有機(jī)機(jī)物物的的菌菌種種，硫硫酸酸還還原原菌菌、產(chǎn)產(chǎn)甲甲烷烷菌菌等等。2 無(wú)無(wú)顯顯花花植植物物，魚魚類類絕絕跡跡。3 河河底底淤淤泥泥中中有有大大量量寡寡毛毛類類(顫顫蚯蚯蚓蚓)動(dòng)動(dòng)物物。*河河流流流流向向類類型型外外觀觀BIP生生物物特特征征河河流流流流向向-中中污污帶帶1 水水為為灰灰色色，溶溶解解氧氧少少，為為半半?yún)拝捬跹鯛顮顟B(tài)態(tài)，有有機(jī)機(jī)物物量量

7、減減少少，BOD 下下降降；2 水水面面上上有有泡泡沫沫和和浮浮泥泥，有有 NH3、氨氨基基酸酸及及H2S。臭臭味味。 20601 生生物物種種類類比比多多污污帶帶稍稍多多。細(xì)細(xì)菌菌數(shù)數(shù)量量較較多多，每每毫毫升升水水約約有有幾幾千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)個(gè)。2 出出現(xiàn)現(xiàn)有有藍(lán)藍(lán)藻藻、裸裸藻藻、綠綠藻藻，原原生生動(dòng)動(dòng)物物有有天天藍(lán)藍(lán)喇喇叭叭蟲蟲、美美觀觀獨(dú)獨(dú)縮縮蟲蟲、椎椎尾尾水水輪輪蟲蟲、臂臂尾尾水水輪輪蟲蟲及及櫛櫛蝦蝦等等。*3 底底泥泥已已部部分分無(wú)無(wú)機(jī)機(jī)化化，滋滋生生了了很很多多顫顫蚯蚯蚓蚓。類類型型外外觀觀BIP生生物物特特征征河河流流流流向向-中中污污帶帶1 有有機(jī)機(jī)物物較較少少，BOD 和和懸懸浮浮

8、物物含含量量低低，溶溶解解氧氧濃濃度度升升高高；2 NH3和和H2S分分別別氧氧化化為為N03和和 S042-，兩兩者者含含量量均均減減少少。 8201 細(xì)細(xì)菌菌數(shù)數(shù)量量減減少少，每每毫毫升升水水只只有有幾幾萬(wàn)萬(wàn)個(gè)個(gè)。2 藻藻類類大大量量繁繁殖殖，水水生生植植物物出出現(xiàn)現(xiàn)。*3 原原生生動(dòng)動(dòng)物物有有固固著著型型纖纖毛毛蟲蟲如如：獨(dú)獨(dú)縮縮蟲蟲、聚聚縮縮蟲蟲等等活活躍躍，輪輪蟲蟲、浮浮游游甲甲殼殼動(dòng)動(dòng)物物及及昆昆蟲蟲出出現(xiàn)現(xiàn)。類類型型外外觀觀BIP生生物物特特征征河河流流流流向向 寡寡污污帶帶1 有有機(jī)機(jī)物物全全部部無(wú)無(wú)機(jī)機(jī)化化，BOD 和和懸懸浮浮物物含含量量極極低低，水水的的渾渾濁濁度度低低，

9、溶溶解解氧氧恢恢復(fù)復(fù)到到正正常常含含量量。2 H2S消消失失；3 河河流流自自凈凈過(guò)過(guò)程程已已完完成成的的標(biāo)標(biāo)志志 081 細(xì)細(xì)菌菌極極少少；2 出出現(xiàn)現(xiàn)魚魚腥腥藻藻、硅硅藻藻、黃黃藻藻、鐘鐘蟲蟲、變變形形蟲蟲、旋旋輪輪蟲蟲、浮浮游游甲甲殼殼動(dòng)動(dòng)物物、 水水生生植植物物及及魚魚。 *第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮工藝原理微生物脫氮工藝原理及其微生物及其微生物n一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)氨氮一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)氨氮 15 15mgmgL L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

10、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）( (二二) )脫氮原理脫氮原理 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，溢出水面釋放到溢出水面釋放到大氣大氣原水中原水中BODBOD回流出水中的硝化產(chǎn)物回流出水中的硝化產(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 脫碳菌脫碳菌好氧有機(jī)物呼吸的細(xì)菌好氧有機(jī)物呼吸的細(xì)菌，以有機(jī)物為碳源，以有機(jī)物為碳源 硝化菌硝化菌好氧氨鹽呼吸的細(xì)菌好氧氨鹽呼吸的細(xì)菌，以碳酸鹽為碳源，以碳酸鹽為碳源 （NH4+

11、NO2-NO3-) 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 提問：為什么先脫碳、后脫氮？提問：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：硝化脫氮時(shí)有時(shí)需要補(bǔ)堿（提問：硝化脫氮時(shí)有時(shí)需要補(bǔ)堿（Na2CO3或或NaOH)?硝化作用消耗堿（硝化作用消耗堿（NH4+、CO32-），），水水pH下降；補(bǔ)充碳源、升高下降；補(bǔ)充碳源、升高pH提問：硝化菌世代周期長(zhǎng)，容易從活性污泥系統(tǒng)中被洗提問

12、：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？掉，如何解決？?jī)杉?jí)濾池法工藝流程兩級(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 （BOD：N：P）100：5：1微生物除碳的同時(shí)吸微生物除碳的同時(shí)吸收磷元素用以合成細(xì)胞物質(zhì)和合成收磷元素用以合成細(xì)胞物質(zhì)和合成ATP等，等，但只去除但只去除污水中約污水中約19左右的磷左右的磷。某些高含磷廢水中殘留的磷某些高含磷廢水中殘留的磷還相當(dāng)高，故需用除磷工藝處理。還相當(dāng)高，故需用除磷工藝處理。 1微生物除磷原理微生物除磷原理 依靠依靠聚聚磷菌磷菌（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。第三節(jié)第三節(jié) 微生物微生物除磷工藝原理及其微生物工藝原理及其微生物 好氧時(shí)：好氧時(shí)：大量繁殖大量繁殖（消耗好氧狀態(tài)能源消耗好氧狀態(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)能源多聚磷酸鹽顆粒多聚磷酸鹽顆粒(異染顆