第九章废水微生物处理原理与应用

第九章废水微生物处理原理与应用第一节废水的好氧微生物处理第二节废水的厌氧微生物处理第三节水体污染的生物监测第九章废水微生物处理原理与应用有机污染物种类来源人工合成天然成分分子量复杂简单浓度高浓度低浓度形态固态液态气态降解能力可生物降解非生物降解决定了是否采用微生物处理以及选用哪种微生物处理方法第九章废水微生物处理原理及与应用第一节废水的好氧微生物处理一、好氧处理的基本原理有机污染物好氧微生物处理的一般途径第一节废水的好氧微生物处理一、好氧处理的基本原理第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法1914年的在英国曼彻斯特（1）活性污泥的基本特性组成：有机和无机的固体好氧微生物兼性厌氧微生物专性厌氧微生物絮状体或绒粒依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物.第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法（1）活性污泥的基本特性性质：含水率99%具沉降性；具生物活性絮体大小为0.02—0.2mm具一定pH缓冲能力第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法（1）活性污泥的基本特性完合混合式曝气池：分布均匀推流式曝气池：各区段之间存在种群和数量差异微生物分布状态：第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法（1）活性污泥的基本特性污泥中微生物的浓度混合悬浮固体（MLSS）：1L活性污泥中含干固体的毫克数混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）：1L活性污泥中含恒量、干的挥发性固体的毫克数一般的城市污水处理：2000~3000mg/L工业废水处理：3000mg/L左右高浓度的工业废水生物处理：3000~5000mg/L。第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法（2）活性污泥法的运行方式a.推流式活性污泥法活性污泥增长速率有机物的浓度有机物的降解速率需氧速率溶氧浓度池首到池尾的动态变化第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法（2）活性污泥法的运行方式a.推流式活性污泥法优点：BOD5去除率可达90%适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水对污水处理程度比较灵活第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法（2）活性污泥法的运行方式a.推流式活性污泥法缺点：溶解氧的供求矛盾第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法（2）活性污泥法的运行方式b.完全混合活性污泥法混合液的组成F/M值(污泥有机负荷)微生物数量和组成有机物降解速率耗氧速率特点：反应器参数的均一性第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法（2）活性污泥法的运行方式b.完全混合活性污泥法主要优点：能够承受高浓度废水第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（2）活性污泥法的运行方式c.氧化沟（循环曝气池）20世纪50年代，荷兰，巴斯维尔构造：形式多样化，运行灵活。水流混合：流态介于完全混合与推流之间特点：二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（3）活性污泥运行的影响因素及其控制a.溶解氧（OD）供氧不足溶解氧浓度过低微生物代谢受阻净化功能下降易于滋生丝状菌产生污泥膨胀现象在曝气池出口处的混合液中的溶解氧保持在2mg/L左右溶解氧浓度过高氧的利用效率降低增加动力费用二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（3）活性污泥运行的影响因素及其控制b.水温最适温度：15—30℃最低温度：10℃二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（3）活性污泥运行的影响因素及其控制c.营养物质一是各种营养物质比例要适宜。二是营养物质的浓度要适中有机负荷率（BOD污泥负荷）F/M：表示曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质的量。[kg/(kg·d)]二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（3）活性污泥运行的影响因素及其控制d.pH最适pH介于6.5~8.5之间低于4.5：原生动物消失，丝状菌占优势高于9.0，微生物的代谢受抑制二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（4）活性污泥运行常见的微生物学问题二沉池中泥水分离a.不凝聚b.微小絮体c.起泡沫d.丝状菌污泥膨胀教材P115-117，弄清楚其产生原因及解决对策二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物（附着生长反应器）碎石卵石焦炭塑料材料二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（1）生物膜的基本特性a.生物组成：微生物种类多，食物链长而复杂二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（1）生物膜的基本特性b.结构液层：流动水层、附着水层生物膜：好氧层、厌氧层二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（2）生物膜的基本流程二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（3）生物膜反应器运行方式a.普通生物滤池优点：处理效果好出水水质稳定运行稳定二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（3）生物膜反应器运行方式b.塔式生物滤池20世纪50年代初特点：通风好污水水流紊动强烈二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（3）生物膜反应器运行方式c.生物转盘生物转盘盘片接触反应槽转轴驱动装置二、好氧处理的种类及特征第二节废水的厌氧微生物处理一、厌氧处理的基本原理有机物厌氧分解生成甲烷的过程1)发酵性细菌(2)产氢产乙酸细菌(3)同型产乙酸菌(4)利用H2和CO2产甲烷菌（30%）(5)分解乙酸的产甲烷菌（70%）4H2+C02→CH4＋2H20CH3C00H→CH4+C02产甲烷化学过程第二节废水的厌氧微生物处理二、厌氧生物处理中的微生物类型产甲烷菌非产甲烷菌发酵细菌产氢产乙酸菌同型产乙酸菌教材P123-124第二节废水的厌氧微生物处理甲烷细菌一般性质杆状球状螺旋状形态甲烷八叠球菌属二、厌氧生物处理中的微生物类型碳源：有机酸、醇类氮源：NH4+营养第二节废水的厌氧微生物处理甲烷细菌一般性质二、厌氧生物处理中的微生物类型第二节废水的厌氧微生物处理二、厌氧生物处理中的微生物类型通气：严格厌气温度：多为中温性酸碱性：中性或微碱性环境甲烷细菌一般性质第二节废水的厌氧微生物处理三、厌氧生物处理运行方式1、普通消化池7.活动盖板1.进料口2.出料间3.隔墙4.发酵间5.贮气箱6.导气管圆形消化池的结构第二节废水的厌氧微生物处理三、厌氧生物处理运行方式2、厌氧接触消化池第二节废水的厌氧微生物处理三、厌氧生物处理运行方式3、厌氧生物滤池第三节水体污染的生物监测一、生物监测中的指示生物为什么以藻类和原生动物作为指示生物？1、藻类2、原生动物教材P130第三节水体污染的生物监测二、水体污染的生物监测方法（教材P130-134）1、污化系统及指标生物多污带α-中污带β-中污带寡污带有机质浓度溶解氧浓度气体产生微生物生态动植物生态第三节水体污染的生物监测二、水体污染的生物监测方法2、微型生物群落监测——PFU（聚氨酯泡沫塑料块）具有独立地理环境的岛屿物种迁入（群集）生态平衡（群集速度=消失速度）生态系统内部生物间作用（捕食竞争等）岛屿生物平衡模型PFU（微型化的岛）生物迁入微生物生态判定水体质量第三节水体污染的生物监测二、水体污染的生物监测方法2、微型生物群落监测——PFU（聚氨酯泡沫塑料块）a.漂浮式(左图)两边浮桶用石块固定位置后，用绳索把两个浮桶牵住。b.沉式(右图)把PFU绑成一束，用石块下沉，用重物系一束PFU抛向水中，不得把PFU沉在底部。水质微型生物群落监测PFU法GB／T12990－91