微生物技术在水处理中的应用

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1、第六章微生物技术在水处理中的应用•本章要点：•介绍三种基本的微生物处理方法•废水的微生物处理•废水生物处理工程实例（含脱氮、除磷）•目标：掌握生物处理法的原理和工程应用第一节概述•微生物承担着物质循环和净化环境的主要责任•工业发展、生活水平提高----带来新污染-----生态平衡破坏---治理---微生物处理•有机物污染程度用COD、BOD、TOC表示•提高微生物处理污染物的能力的措施：–（1）通过基因工程或人工驯化的手段获取高效工程菌–（2）改善微生物生长条件。一、好氧处理•好氧处理：–有氧条件下，有机污染物作为好氧微生物

2、的营养基质而被氧化分解，使污染物的浓度降低的处理工艺。•影响好氧处理效果的因素：–（1）氧的水平–（2）温度–（3）pH–（4）C：N：P比例，添加调整，N、P不能过高，水体富营养化。增氧系统水体富营养化案例•2007年，太湖蓝藻爆发有机物好氧分解的途径二、厌氧处理•厌氧处理：无氧条件下，厌氧微生物生长繁殖，简单有机物成为电子受体，分解过程产生能量少，细胞产量和污染物分解速率低，有机污染物不完全降解，最终由产甲烷菌作用而生成甲烷和二氧化碳（硫化氢和氨）。•影响因素：–（1）温度–（2）pH–（3）污染物浓度以及营养比例•甲烷

3、产量的70%由乙酸分解，30%由氢气还原二氧化碳例如：有机物厌氧分解生成甲烷的过程三、兼性(水解)处理•将厌氧过程控制在水解或酸化阶段•利用兼性水解产酸菌•难降解的复杂有机物转化为简单有机物,利于好氧处理•控制环境的pH、通氧量、温度、时间等•抑制甲烷菌的生长；•处理印染废水、焦化废水、表面活性剂印染废水处理工艺实例第二节有机废水的微生物处理•一、处理方法分类二、活性污泥法•活性污泥法：利用某些微生物在生长繁殖过程中形成表面积较大的菌胶团来絮凝和•活性污泥：具有活性的吸附废水中悬浮的胶体和溶微生物菌胶团或絮状、解性有机物，并

4、将这些物质泥粒状的微生物群体。摄入体内同化成菌体本身组分，或完全氧化成二氧化碳和水。•菌胶团：由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团。显微镜下的活性污泥活性污泥的性能和表征•形状和大小：絮状，大小为0.02-0.2mm，比表面积在20-100cm2/ml；•颜色：生活污水一般为黄褐色，工业污水则与水质有关；•含水率在99%，比重1.002-1.006，具有沉降性能；•pH在6-7，弱酸性，具一定的缓冲能力。•常用MLSS（混合液悬浮固体）或MLVSS（混合液挥发性

5、悬浮固体）来表示。•一般城市污水处理中，MLSS在2000-3000mg/L，工业废水在3000mg/L左右，高浓度工业废水在3000-5000mg/L。•1ml好氧活性污泥中的细菌数在107-108个。活性污泥法中的微生物•1.活性污泥中的微生物：细菌（球菌、杆菌、螺旋菌、丝状菌）、霉菌和原生动物，还有微型后生动物•2.活性污泥法处理效果的微生物监测（生物显微镜）•运转不正常，出水水质差：原生动物以游泳型的纤毛类为主，如草履虫；•运转正常，出水良好：原生动物以固着纤毛类，如钟虫、累枝虫等，后生动物如轮虫、甲壳虫、线虫等。污

6、水中的微生物三、生物膜法•生物膜法：利用微生物群体附着在填料或某些载体的表面而形成生物膜处理废水。•生物膜----呈蓬松的絮状结构，微孔多，表面积大，吸附能力强。–随着处理时间延长，生物膜加厚，水力冲刷使膜脱落、更新。–生物膜外层为好氧、中层为兼性、内层为厌氧。好氧生物膜的结构生物膜中的微生物•微生物群体好氧菌厌氧菌兼性菌还有真菌、藻类、原生动物、后生动物等1曝气生物滤池生物转盘好氧生物流化床生物接触氧化池3.生物膜法的主要特征（1）生物多样性高，能存活世代时间较长的微生物（2）食物链长（3）具有较强的脱氮能力（4）

7、优势菌群随水处理程度呈现规律性分布（5）操作运行稳定生物膜处理法的各种工艺，对流入原污水水质、水量的变化都具有较强的适应性（6）污泥沉降性能好，宜于固液分离（7）能够处理低浓度有机废水（8）易维护，能耗低4.生物膜法常用填料•（1）软性填料•悬挂型、弹性立体填料•（2）悬浮型生物填料投加量普通接触氧化水解调节池好氧或好氧好氧厌氧流化床或厌生物塘或厌氧滤池反应池体积%8-13515-253-540-60•挂膜前后的填料生物填料上的生物膜四、厌氧处理法废水中有机物浓度较高时，BOD大于1500mg/l采用。污水处理厂剩余污泥

8、采用厌氧消化处理1.特点去除1kgCOD能产生0.35立方米甲烷；不受氧传递的限制；固体停留时间比水力停留时间高10-100倍；产生污泥少，运行费用低；常用的构筑物为发酵罐或消化池。甲烷发酵的微生物是由分解蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素等的专性厌氧菌和兼性厌氧菌及专性厌氧的产甲烷