微生物在水污染治理中的作用ppt課件

1、第九章 微生物在水污染治理中的作用.第一節(jié) 水體的自凈作用 有機(jī)污染物排入水體后，水中的好氧細(xì)菌將有機(jī)物氧化分解，同時(shí)進(jìn)展繁衍。當(dāng)水體中有機(jī)污染物濃度很高時(shí)，大量細(xì)菌的生長繁殖會迅速耗盡水中的溶解氧，使水中出現(xiàn)缺氧或厭氧形狀，導(dǎo)致魚類、好氧原生動物、輪蟲、浮游甲殼動物死亡。厭氧細(xì)菌大量繁衍對有機(jī)物進(jìn)展厭氧分解。隨著有機(jī)物的降解，水中BOD濃度不斷下降。當(dāng)有機(jī)物分解殆盡后，細(xì)菌失去營養(yǎng)源，其數(shù)量會減少，而光能自養(yǎng)型微生物利用水中溶解的無機(jī)物大量繁衍，隨著無機(jī)營養(yǎng)物的耗費(fèi)，使光合自養(yǎng)型微生物數(shù)量也減少，水體BOD、溶解氧恢復(fù)到原有程度，自凈過程完成。一、水體的自凈.二、污水系統(tǒng)及污化指示生物 污化

2、系統(tǒng)及指示生物污化系統(tǒng)多污帶中污帶中污帶寡污帶水色暗灰色灰色濁度低清澈溶解氧極低或無低升高恢復(fù)正常BOD10mg/L51053H2S強(qiáng)烈H2S氣味H2S氣味沒有無無細(xì)菌（個(gè)/mL）100萬以上10萬以上10萬以下100以下指示生物以厭氧細(xì)菌、兼性細(xì)菌為主，還有變形蟲、水蚯蚓。無魚類、顯花植物細(xì)菌、藍(lán)藻、綠藻、裸藻、游泳型纖毛蟲、輪蟲、水蚯蚓硅藻、綠藻、鼓藻、固著型纖毛蟲，出現(xiàn)水生植物、輪蟲、水蚤、昆蟲金魚藻、硅藻、黃藻、鐘蟲、旋輪蟲、浮游甲殼動物、水生植物、魚.三、污、廢水生物處置方法分類 區(qū)別好氧生物處理法厭氧生物處理法有機(jī)物降解徹底不徹底耗時(shí)短長臭氣無臭氣大且出水顏色深曝氣設(shè)備需要、較復(fù)雜

3、不需要動力消耗大小且產(chǎn)能處理有機(jī)物濃度不能過高很高構(gòu)筑物容積很大較大處理對象城市污水或其它低濃度有機(jī)廢水高濃度有機(jī)廢和污泥達(dá)標(biāo)排放一般可以需與好氧方法聯(lián)用才能達(dá)標(biāo)排放常見類型活性污泥法、生物膜法厭氧消化法.第二節(jié) 活性污泥法中的微生物及其作用1、活性污泥的性質(zhì)顏色：黃褐色；水質(zhì)不同，也可呈深灰、灰褐、灰白色等。大?。航q絮狀顆粒大小約為0.02mm0.2； 密度：比重約為1.0021.006。2、活性污泥生物相生物相主要有：細(xì)菌、原生動物、霉菌、輪蟲、線蟲等。細(xì)菌以菌膠團(tuán)方式構(gòu)成活性污泥的主體、絲狀微生物是活性污泥的骨架。一、活性污泥的性質(zhì)和生物相.二、活性污泥法的生物凈化機(jī)理 有機(jī)質(zhì)微生物氧微

4、生物細(xì)胞增長CO2、H2O、SO42、NH3、PO43等能量 熱能釋出 隨水排出 . 由于活性污泥外表積很大200010000m2/m3混合液，具有很強(qiáng)的吸附才干，可以吸附廢水中的有機(jī)物。廢水與活性污泥接觸后，其中有機(jī)質(zhì)可以在約130min的短時(shí)間內(nèi)被吸附到活性污泥上。還可以吸附某些金屬離子，使之與有機(jī)物構(gòu)成絡(luò)合物而得以去除。1、生物吸附.2、氧化分解有機(jī)物 分解有機(jī)物O2微生物合成細(xì)胞物質(zhì)微生物的增殖CO2、H2O 、NH3、SO42、PO43+ 能量3、其它微生物吸收或吞食未分解徹底的有機(jī)物。 .三、活性污泥中微生物的指示作用 1、原生動物和微型后生動物的指示作用 在污水處置生態(tài)系統(tǒng)中構(gòu)成

5、了一條特定的食物鏈，即細(xì)菌植物性鞭毛蟲肉足蟲動物性鞭毛蟲游泳型纖毛蟲、吸管蟲固著型纖毛蟲輪蟲。.1根據(jù)生物演替判別活性污泥的成熟程度a、活性污泥培育初期以鞭毛蟲、變形蟲為優(yōu)勢種；b、活性污泥培育中期以游泳型纖毛蟲、鞭毛蟲為優(yōu) 勢種； c、活性污泥培育成熟期以鐘蟲等固著型 纖毛蟲、楯纖蟲、輪蟲為優(yōu)勢種。.2根據(jù)生物種類判別活性污泥和處置水質(zhì)的效果a、出現(xiàn)大量固著型的纖毛蟲和楯纖蟲、輪蟲時(shí)，說 明活性污泥情況良好，廢水中溶解氧適當(dāng)，出水 水質(zhì)好；b、當(dāng)游泳型纖毛蟲和鞭毛蟲、根足蟲等出現(xiàn)，闡明 活性污泥構(gòu)造松散，出水水質(zhì)差，運(yùn)轉(zhuǎn)不正 常，必需采取調(diào)理措施；c、當(dāng)出現(xiàn)線蟲那么闡明缺氧。.3根據(jù)生物形狀

6、和數(shù)量的變化判別處置條件 在生物處置過程中，運(yùn)轉(zhuǎn)條件的忽然變化如進(jìn)水水量、有機(jī)物濃度、溶解氧、溫度、pH值、有毒物質(zhì)等，會影響處置效果。經(jīng)過鏡檢中原生動物形狀和數(shù)量的變化情況，了解進(jìn)水水質(zhì)及運(yùn)轉(zhuǎn)條件正常與否，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施。 如當(dāng)溶解氧缺乏或其他環(huán)境條件惡化時(shí)，鐘蟲會變得不活潑或數(shù)量減少、或蟲體變態(tài)尾柄零落，產(chǎn)生次生纖毛環(huán)呈游泳生活；繼而蟲體變成胞囊或蟲體變長直至死亡。如廢水水質(zhì)改善，環(huán)境條件恢復(fù)正常，蟲體可恢復(fù)原狀及活力。.2、絲狀微生物的指示作用 絲狀微生物附著于菌膠團(tuán)上或與之交錯(cuò)在一起，成為活性污泥的骨架。 其中，硫磺細(xì)菌能將水中硫化氫氧化為硫，并以硫粒方式存于體內(nèi)。當(dāng)水中溶解氧高時(shí)

7、大于1mg/L，體內(nèi)硫?？蛇M(jìn)一步氧化而消逝。因此，通過對硫磺細(xì)菌體內(nèi)硫粒存在與否的察看，可間接推測水中溶解氧的情況。.四、活性污泥的培育與馴化 在城市污水或與之類似的工業(yè)廢水中，由于營養(yǎng)和菌種都已具備，可調(diào)整BOD5至200mg/L300mg/L后，在曝氣池內(nèi)延續(xù)曝氣，普通在1520下經(jīng)一周左右就會出現(xiàn)活性污泥絮狀體。培育過程中，要及時(shí)適當(dāng)?shù)負(fù)Q水和排放剩余污泥，以補(bǔ)充營養(yǎng)和排出代謝產(chǎn)物。換水可采取延續(xù)換水或延續(xù)換水方式。一活性污泥的培育.1、延續(xù)換水 混合液在曝氣到開場出現(xiàn)活性污泥絮狀體后，即停止曝氣，靜止沉淀1h1.5h，排放約占總體積6070的上清液，再補(bǔ)充生活污水或糞便水，繼續(xù)曝氣。當(dāng)污

8、泥沉降比大于30時(shí)，闡明池中混合液污泥濃度已滿足要求。第一次換水后，應(yīng)每天換水一次，這樣反復(fù)7d10d，便可到達(dá)活性污泥成熟。.2、延續(xù)換水 當(dāng)池容積大采用延續(xù)換水有困難時(shí)，可改用延續(xù)換水。即當(dāng)池中出現(xiàn)活性污泥絮狀體后，可延續(xù)地向池內(nèi)投加生活污水，并延續(xù)地出水和回流，其投加量可控制在池內(nèi)每天換水一次的程度，回流量可采用進(jìn)水量的50%，污泥經(jīng)兩周左右即可培育成熟。. 假設(shè)工業(yè)廢水的性質(zhì)與生活污水相差很大時(shí)，用生活污水培育的活性污泥須用工業(yè)廢水進(jìn)展馴化。馴化的方法是混合液中逐漸添加工業(yè)廢水的比例，直到到達(dá)滿負(fù)荷。 為了縮短培育和馴化時(shí)間，可將兩個(gè)階段合并起來進(jìn)展。就是在培育過程中，不斷地參與少量的

9、工業(yè)廢水，使微生物在培育過程中逐漸順應(yīng)新的環(huán)境。 二活性污泥的馴化.五、活性污泥性能監(jiān)測 1、生物相察看2、SV污泥沉降比 是指曝氣池混合液在量筒中靜置30min，其沉淀污泥與原混合液的體積比，以表示，該目的可以相對地反映污泥濃度和污泥的凝聚、沉降性能，用以控制污泥的排放量和早期膨脹。最好2h4h測定一次。.3、MLSS(污泥濃度) 表示活性污泥微生物量的相對目的，其單位用mg/L 。通常MLSS1500 mg/L2000 mg/L。4、SVI污泥指數(shù) 是指曝氣池混合液經(jīng)30min靜沉，1g干污泥所占的體積，單位為mL/g，該目的可以更好地評價(jià)污泥的凝聚性能和沉降性能，其值過低，闡明泥粒細(xì)小、

10、密實(shí)，無機(jī)成分多；過高又說明污泥沉降性能不好，將要或曾經(jīng)發(fā)生膨脹景象。 城市污水處置活性污泥的SVI值介于50ml/g150ml/g之間。.六、 活性污泥膨脹和控制對策提問：什么是活性污泥膨脹？正常的活性污泥顆粒體積膨脹，繼而分裂為沉降性很差的小顆粒污泥，引起二沉池池面飄泥嚴(yán)重，出水水質(zhì)急劇變差的景象。本質(zhì)污泥密度變小或黏附才干下降。分非絲狀菌污泥膨脹與絲狀菌污泥膨脹兩類.1. 非絲狀污泥膨脹 曝氣力度過大，污泥碎裂膨脹提問：緣由？氣泡夾帶,密度降低；氣泡機(jī)械破碎；細(xì)菌處于對數(shù)期多糖分泌減少缺氧、厭氧膨脹漂泥提問：緣由？二沉池底部淤泥厭氧產(chǎn)氣反硝化N2、CH4)進(jìn)水水質(zhì)有過量的外表活性物質(zhì)和油

11、脂類化合物；提問：緣由？油及泡沫降低污泥密度.生物中毒pH動搖大、補(bǔ)堿過量、溫度過高、CODcr濃度驟然升高、含酚及其衍生物，醇、醛和某些有機(jī)酚、硫化物、重金屬及鹵化物過高等污泥膨脹緣由？細(xì)菌休克死亡、粘液分泌減少新污泥膨脹景象未馴化污泥對新類型廢水不順應(yīng)，不沉降或沉降極慢，長時(shí)間曝氣馴化后恢復(fù)正常；提問：緣由？類似中毒.BOD/N過高假菌絲或后生動物鉆噬污泥膨脹大腸埃希氏菌及芽孢桿菌構(gòu)成暫時(shí)性假絲狀生長或后生動物鉆噬而構(gòu)成的膨脹污泥。很少見緣由高含水率菌膠團(tuán)占優(yōu)勢.緣由 絲狀細(xì)菌球衣菌、硫細(xì)菌或真菌優(yōu)勢過度生長絲狀菌優(yōu)勢生長條件：A. 曝氣池DO長期維持在較低0.10.2mg/lB. 水溫過

12、高25、pH過低6.5C. 硫化物過高硫細(xì)菌絲狀菌一種以硫化氫為食 2. 絲狀污泥膨脹95污泥膨脹 .C.營養(yǎng)失衡 廢水C/N比高，N少；無機(jī)金屬離子較少緣由菌絲體貯藏營養(yǎng)物稀少、外表積大，在稀溶液中爭奪營養(yǎng)物質(zhì)的才干強(qiáng)，更適宜于貧瘠環(huán)境包括溶解氧、各種營養(yǎng)物的生長；D.毒物沖擊緣由菌絲體耐受才干強(qiáng).3.污泥膨脹的預(yù)防與控制對策提問：基于上述原理如何預(yù)防污泥膨脹？A.設(shè)調(diào)理池(及事故池)控制高負(fù)荷BOD、毒物沖擊B. 控制溶解氧溶解氧濃度必需控制在34mg/L。C 調(diào)理廢水的營養(yǎng)配比盡量逼近BOD5與N和P的比例BOD5：N：P100：5：1。補(bǔ)N尿素或含氮量高的污泥消化池上清液補(bǔ)P磷酸鈉.D

13、. 改革工藝將活性污泥法改為生物膜法在曝氣池中加填料改為生物接觸氧化法SBR(即序批式間歇曝氣反響器)法.提問：發(fā)生后如何處置？A投加次氯酸鈉1020mg/l內(nèi)、H2O2100200mg/l內(nèi)有選擇的控制絲狀微生物的過渡生長B投加混凝劑FeSO4和FeCl3、干污泥或濃縮消化污泥添加絮體密度、強(qiáng)度，使已膨脹的污泥恢復(fù)正常C.強(qiáng)化補(bǔ)氮C:N100：2030D.交換污泥最直接的方法.防止控制方法4.微生物泡沫及其預(yù)防與控制對策氣泡附著于大量絲狀菌上Nocardia spp. and Microthrix parvicella影響？飄泥產(chǎn)生條件(1) 高油脂含量;(2) 污泥齡污泥總量/外排剩余污泥

14、量過長9d); (3) 低溶解氧 or septicity.第二節(jié) 好氧生物膜法生物填料外表附著的生物薄膜進(jìn)展污染物降解的生物處置法。于19世紀(jì)末，在研討土壤凈化污水的過濾田的根底上，開發(fā)并運(yùn)用于消費(fèi)。由于效果不如后來出現(xiàn)的活性污泥法，一度被長期擱置，60年代以后，由于新型合成資料的大量消費(fèi)和環(huán)境維護(hù)對于水要求的進(jìn)一步提高，生物膜法又獲得了新的開展。好氧生物膜法構(gòu)筑物有普通濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池，還有生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化法(即浸沒濾池法)等。.生物填料懸浮型生物填料投加量 普通接觸氧化 水解調(diào)理池 好氧或厭氧流化床 好氧 好氧 或厭生物塘 或厭氧濾池 反響池體積% 8-13 5 15

15、-25 3-5 40-60 .懸掛型填料 彈性立體填料 網(wǎng)片式立體填料.軟性填料生物填料上的生物膜.普通生物濾池生物轉(zhuǎn)盤.一、好氧生物膜中的微生物群落根據(jù)位置與功能不同生物膜生物、生物膜面生物及濾池掃除生物。普通濾池內(nèi)生物膜的微生物群落表.橫向縱向各不一樣濾掃生物膜面生物膜生物23mm0.3mm好氧區(qū).生物濾池塔中的分層特征表相當(dāng)于多污帶相當(dāng)于中污帶相當(dāng)于寡污帶.同一類型廢水好氧活性污泥法與生物濾池法處置效果對比據(jù)優(yōu)缺陷對比.第三節(jié) 厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法廢水的厭氧處置主要用于高濃度有機(jī)廢水的前處置;一、厭氧法的優(yōu)點(diǎn)提問：優(yōu)點(diǎn)有哪些？1產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電或作為能源沼氣中的主要成分是甲烷

16、，含量5075%之間，是一種很好的燃料。以日排COD10t的工廠為例，假設(shè)COD去除率為80%，甲烷產(chǎn)量為實(shí)際的80%時(shí)，那么可日產(chǎn)甲烷2240m3,其熱值相當(dāng)于3.85t原煤，可發(fā)電5400度電。.2對營養(yǎng)物的需求量少好氧方法BOD：N：P=100：5：1，而厭氧方法為350500：5：1，相比而言對N、P的需求要小的多，因此厭氧處置時(shí)可以不添加或少添加營養(yǎng)鹽。4產(chǎn)生的污泥量少，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低?繁衍慢；不需求曝氣 基于這些優(yōu)點(diǎn)，厭氧處置在食品、釀造、制糖等工業(yè)中得到了廣泛的運(yùn)用。但厭氧處置也存在缺陷.提問：？1出水的有機(jī)物濃度高于好氧處置；發(fā)酵分解有機(jī)物不完全；2對溫度變化較為敏感；工業(yè)中需求設(shè)

17、置進(jìn)水的控溫安裝，37。3厭氧微生物對有毒物質(zhì)較為敏感；但經(jīng)過毒物馴化處置的厭氧菌對毒物的耐受力經(jīng)常會極大地提高。二、厭氧法的缺陷.4. 初次啟動過程緩慢,處置時(shí)間長好氧處置體系的活性污泥或生物膜通常只需求7天就可以培育勝利，而厭氧處置體系的活性污泥或生物膜普通需求812周才可以培育勝利 5處置過程中產(chǎn)生臭氣和有色物質(zhì)提問：是什么？臭氣主要是SRB構(gòu)成的具有臭味的硫化氫氣體以及硫醇、氨氣、有機(jī)酸等的臭氣。同時(shí)硫化氫還會與水中的鐵離子等金屬離子反響構(gòu)成黑色的硫化物沉淀，使處置后的廢水顏色較深，需求添加后處置設(shè)備，進(jìn)一步脫色脫臭。. 三、 厭氧活性污泥法一厭氧活性污泥的性質(zhì)和組成由兼性厭氧菌和專性

18、厭氧菌與廢水中的有機(jī)雜質(zhì)構(gòu)成的污泥顆粒。呈灰色至黑色，有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；顆粒厭氧活性污泥的直徑在05mm以上。微生物的組成主要有六種：由外到內(nèi)水解細(xì)菌、發(fā)酵細(xì)菌、氫細(xì)菌和乙酸菌、甲烷菌 、硫酸鹽復(fù)原菌、厭氧原生動物其中產(chǎn)甲烷絲菌是厭氧活性污泥的中心骨架.二厭氧活性污泥凈化廢水的作用機(jī)理復(fù)雜污染物的厭氧降解過程可以分為四個(gè)階段水解階段、發(fā)酵階段又稱酸化階段、 產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段框圖表示見以下圖 1水解階段在細(xì)菌胞外酶的作用下大分子的有機(jī)物水解為小分子的有機(jī)物2發(fā)酵階段 梭狀芽孢桿菌、擬桿菌等酸化細(xì)菌吸收并轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物分泌到細(xì)胞外，產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨等.復(fù)雜有機(jī)物1水解 2發(fā)酵脂肪酸 乙酸 H2 + CO23產(chǎn)乙酸 CH4 + CO2H2S+ CO2硫酸