廢水深度處理-王世慶

1、污、廢水深度處理和微污染水污、廢水深度處理和微污染水源預(yù)處理中的微生物學(xué)原理源預(yù)處理中的微生物學(xué)原理 一、污、廢水深度處理一、污、廢水深度處理脫氮脫氮除磷與微生物學(xué)原理除磷與微生物學(xué)原理 一、污、廢水脫氮除磷的目的意義一、污、廢水脫氮除磷的目的意義 氮、磷污染的危害性：氮、磷污染的危害性：水體富營養(yǎng)化造成水體黑臭對人及生物有毒害作用二、水體中氮、磷的來源二、水體中氮、磷的來源城市生活污水和工業(yè)廢水、農(nóng)田肥料和動物城市生活污水和工業(yè)廢水、農(nóng)田肥料和動物糞尿糞尿 有機(jī)氮有機(jī)氮NH3-NNO2-NO3-N2（二）脫氮原理：（二）脫氮原理： 氨化氨化 好氧好氧 好氧好氧 亞硝化亞硝化 硝化硝化三、微生

2、物脫氮工藝、原理及微生物三、微生物脫氮工藝、原理及微生物（一）脫氮工藝：（一）脫氮工藝：A/O、A2/O、A2O2、SBR（一）（一） 硝化、脫氮微生物硝化、脫氮微生物 1、硝化作用微生物：包括亞硝化微生物、硝化微、硝化作用微生物：包括亞硝化微生物、硝化微生物，好氧，生物，好氧，G-，無機(jī)化能營養(yǎng)，個別有機(jī)化能營養(yǎng)，無機(jī)化能營養(yǎng)，個別有機(jī)化能營養(yǎng) （1）亞硝化細(xì)菌（氧化氨的細(xì)菌）亞硝化細(xì)菌（氧化氨的細(xì)菌）：化能無機(jī)營：化能無機(jī)營養(yǎng)，專性好氧，最適溫度養(yǎng)，專性好氧，最適溫度25-30（5-30），最適），最適pH7.5-8.0（5.8-8.5），常見菌：亞硝化單胞菌、亞硝），常見菌：亞硝化單胞菌

3、、亞硝化螺菌、亞硝化球菌、亞硝化葉狀菌。化螺菌、亞硝化球菌、亞硝化葉狀菌。 （2）硝化細(xì)菌）硝化細(xì)菌：最適溫度：最適溫度25-30，最適，最適pH7.5-8.0。NO2-濃度在濃度在2-30mmol/L時化能無機(jī)營養(yǎng)最好，常見時化能無機(jī)營養(yǎng)最好，常見菌有硝化桿菌、硝化螺菌、硝化球菌。菌有硝化桿菌、硝化螺菌、硝化球菌。 （3）硝化段的操作：）硝化段的操作： 泥齡：懸浮固體停留時間泥齡：懸浮固體停留時間SRT?？赏ㄟ^排泥控制?？赏ㄟ^排泥控制泥齡一般在泥齡一般在5d以上，要大于硝化細(xì)菌的以上，要大于硝化細(xì)菌的比生長速率比生長速率。SRT= 1/（N-KNd）。）。N硝化菌比生長速率，硝化菌比生長速率

4、，KNd硝化菌衰減速率，硝化菌衰減速率，gNVSS/gNVSSd（NVSS 硝化細(xì)菌細(xì)胞物質(zhì)）硝化細(xì)菌細(xì)胞物質(zhì)） 硝 化 作 用 所 需 最 小 固 體 停 留 時 間 為硝 化 作 用 所 需 最 小 固 體 停 留 時 間 為SRTmin=1/N max，15時硝化細(xì)菌時硝化細(xì)菌N max 0.45d-1。由。由于污水的水質(zhì)和負(fù)荷逐日有波動，為了在已知氨氮和于污水的水質(zhì)和負(fù)荷逐日有波動，為了在已知氨氮和溶解氧條件下運行能達(dá)到穩(wěn)定的硝化，須對理論溶解氧條件下運行能達(dá)到穩(wěn)定的硝化，須對理論SRT增加一個安全系數(shù)得出設(shè)計增加一個安全系數(shù)得出設(shè)計SRT。溶解氧溶解氧：一般維持在：一般維持在1.22

5、.0mg/L。溶解氧小于。溶解氧小于 0.5mg/L，硝化作用停止。，硝化作用停止。 需氧量的計算：需氧量的計算：O2=4.33（N被氧化被氧化）mg/L。每氧化。每氧化1g NH3需消耗需消耗4.33g 氧。氧。水力停留時間水力停留時間：普通活性污泥法曝氣時間：普通活性污泥法曝氣時間4-6hpH：硝化反應(yīng)導(dǎo)致：硝化反應(yīng)導(dǎo)致pH下降，而硝化細(xì)菌對下降，而硝化細(xì)菌對pH十分敏十分敏感，亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌分別在感，亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌分別在7.07.8、7.78.1活性活性最強(qiáng)?？赏都犹妓釟溻c、碳酸鈣維持堿度。需要量：堿最強(qiáng)?？赏都犹妓釟溻c、碳酸鈣維持堿度。需要量：堿度度=7.14（N被氧化被氧

6、化）mg/L溫度溫度：兩類硝化細(xì)菌的最宜溫度為：兩類硝化細(xì)菌的最宜溫度為30左右，在不同左右，在不同工藝和不同硝酸鹽負(fù)荷率下，溫度的影響大小不同，硝工藝和不同硝酸鹽負(fù)荷率下，溫度的影響大小不同，硝酸鹽負(fù)荷越低，影響越小。酸鹽負(fù)荷越低，影響越小。2、反硝化作用段細(xì)菌、反硝化作用段細(xì)菌（1）反硝化作用細(xì)菌：能以）反硝化作用細(xì)菌：能以NO3-為最終電子受體，為最終電子受體，將硝酸還原為氮氣的細(xì)菌，種類很多。將硝酸還原為氮氣的細(xì)菌，種類很多。（2）反硝化段運行操作）反硝化段運行操作 反硝化生物過程如下：反硝化生物過程如下：NO3-NO2-NON2ON2 硝酸鹽還原酶硝酸鹽還原酶 亞硝酸鹽還原酶亞硝酸鹽

7、還原酶氧化亞氮還原酶氧化亞氮還原酶氧化氮還原酶氧化氮還原酶 最適最適pH7-8，最適溫度，最適溫度10-35，溶解氧，溶解氧 3：1時，無須外加碳源時，無須外加碳源b、外加碳源、外加碳源 BOD5：N 3：1時，需外加碳源，常用時，需外加碳源，常用甲醇甲醇。外源。外源反硝化細(xì)胞合成的經(jīng)典反應(yīng)式：反硝化細(xì)胞合成的經(jīng)典反應(yīng)式：NO3- + 1.08 CH3OH + 0.24 H2CO3 0.06 C5H7NO2 + 0.47N2 + 1.68H2O + CO2 + OH- 每利用每利用1g NO3-反硝化，消耗反硝化，消耗2.47g甲醇，產(chǎn)生甲醇，產(chǎn)生0.45g新細(xì)胞和新細(xì)胞和3.57g堿度。堿度

8、。c、內(nèi)源碳、內(nèi)源碳 指微生物死亡、自溶后釋放出來的有機(jī)碳，指微生物死亡、自溶后釋放出來的有機(jī)碳，也稱二也稱二次性基質(zhì)次性基質(zhì)。要利用內(nèi)源碳要求反應(yīng)器的泥齡長，污泥。要利用內(nèi)源碳要求反應(yīng)器的泥齡長，污泥負(fù)荷低，使微生物處于生長曲線靜止期的后部或衰亡負(fù)荷低，使微生物處于生長曲線靜止期的后部或衰亡期。期。C5H7NO2 + 4.6 NO3- 2.8N2 + 1.2H2O + 5CO2 + 4.6OH- 速率低，僅為外加碳源的速率低，僅為外加碳源的1/10，優(yōu)點是在，優(yōu)點是在C：N低時低時無須外加外來碳源也能達(dá)到脫氮目的而且污泥產(chǎn)量低無須外加外來碳源也能達(dá)到脫氮目的而且污泥產(chǎn)量低。溫度溫度 最適宜的

9、溫度是最適宜的溫度是15-35。 pH 影響反硝化速率和反硝化最終產(chǎn)物。最適影響反硝化速率和反硝化最終產(chǎn)物。最適pH范圍范圍7.0-8.0之間。對終產(chǎn)物的影響：之間。對終產(chǎn)物的影響：pH 8，NO2-積累。積累。PH越高，越高，NO2-積積累越多。高累越多。高pH抑制了亞硝酸鹽還原酶的活性。抑制了亞硝酸鹽還原酶的活性。溶解氧溶解氧 只有在溶解氧為零的時候，反硝化速率才達(dá)到最高只有在溶解氧為零的時候，反硝化速率才達(dá)到最高，當(dāng)溶解氧達(dá)到，當(dāng)溶解氧達(dá)到1mg/L時，反硝化速率接近零。主要時，反硝化速率接近零。主要機(jī)制是氧抑制了硝酸鹽還原酶的形成。此外，氧可作機(jī)制是氧抑制了硝酸鹽還原酶的形成。此外，氧

10、可作為電子受體，競爭性阻礙硝酸鹽的還原。為電子受體，競爭性阻礙硝酸鹽的還原。毒物毒物 NH3、NO2、O2、pH。NH3分子（非離子）濃度過分子（非離子）濃度過高抑制反硝化反應(yīng)。高抑制反硝化反應(yīng)。3、生物脫氮工藝：、生物脫氮工藝： 反硝化有反硝化有單級、多級反硝化單級、多級反硝化。根據(jù)不同水質(zhì)，通常。根據(jù)不同水質(zhì)，通常有三種碳氧化、硝化、反硝化的組合工藝。選擇工藝有三種碳氧化、硝化、反硝化的組合工藝。選擇工藝時應(yīng)根據(jù)水質(zhì)而定，主要看時應(yīng)根據(jù)水質(zhì)而定，主要看COD負(fù)荷和負(fù)荷和NH3-N負(fù)荷，負(fù)荷，負(fù)荷低級數(shù)少較好，負(fù)荷高級數(shù)多較好。原因是硝化負(fù)荷低級數(shù)少較好，負(fù)荷高級數(shù)多較好。原因是硝化過程產(chǎn)酸

11、過程產(chǎn)酸pH下降，及時轉(zhuǎn)入反硝化提高堿度，可滿足下降，及時轉(zhuǎn)入反硝化提高堿度，可滿足自身要求，降低生產(chǎn)成本。自身要求，降低生產(chǎn)成本。（1）多級懸浮污泥法：傳統(tǒng)工藝）多級懸浮污泥法：傳統(tǒng)工藝（2）A/O工藝工藝兩級BAF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 利用進(jìn)水中的BOD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四、微生物除磷原理、工藝及微生物四、微生物除磷原理、工藝及微生物1、除磷原理、除磷原理（1）生物積磷作用生物積磷作用：某些微生物在某些環(huán)境條件下

12、：某些微生物在某些環(huán)境條件下，有過量積聚磷酸鹽的作用，這些細(xì)菌稱為，有過量積聚磷酸鹽的作用，這些細(xì)菌稱為聚磷菌聚磷菌. 當(dāng)細(xì)菌生活在營養(yǎng)豐富環(huán)境里開始大量繁殖即將當(dāng)細(xì)菌生活在營養(yǎng)豐富環(huán)境里開始大量繁殖即將進(jìn)入對數(shù)生長期時，從外界吸收大量可溶性磷酸鹽，進(jìn)入對數(shù)生長期時，從外界吸收大量可溶性磷酸鹽，在體內(nèi)合成多聚磷酸鹽并積累起來在體內(nèi)合成多聚磷酸鹽并積累起來. 當(dāng)細(xì)菌進(jìn)入靜止期時，大部分細(xì)胞已停止繁殖，當(dāng)細(xì)菌進(jìn)入靜止期時，大部分細(xì)胞已停止繁殖，對磷的需要已經(jīng)很低，若環(huán)境中磷有余，細(xì)胞又有一對磷的需要已經(jīng)很低，若環(huán)境中磷有余，細(xì)胞又有一定能量，便能從外界吸收磷，形成定能量，便能從外界吸收磷，形成異染

13、顆粒異染顆粒。（2）生物誘導(dǎo)的化學(xué)沉淀作用生物誘導(dǎo)的化學(xué)沉淀作用：由于污泥微生物的：由于污泥微生物的代謝作用，導(dǎo)致環(huán)境代謝作用，導(dǎo)致環(huán)境pH上升，使廢水中的溶解性磷上升，使廢水中的溶解性磷酸鹽化學(xué)性地沉積于污泥上從而隨污泥的排放而去除酸鹽化學(xué)性地沉積于污泥上從而隨污泥的排放而去除。2、聚磷細(xì)菌：種類較多，其中聚磷能力強(qiáng)的優(yōu)勢菌、聚磷細(xì)菌：種類較多，其中聚磷能力強(qiáng)的優(yōu)勢菌有不動桿菌有不動桿菌莫拉氏菌群、假單胞菌屬、氣單胞菌莫拉氏菌群、假單胞菌屬、氣單胞菌屬、黃桿菌屬等。屬、黃桿菌屬等。 3、除磷的生物化學(xué)機(jī)制：、除磷的生物化學(xué)機(jī)制： 除磷細(xì)菌特別適宜在除磷細(xì)菌特別適宜在好氧好氧-厭氧交替循環(huán)厭氧

14、交替循環(huán)的系統(tǒng)的系統(tǒng)中大量繁殖和過量積聚磷。除磷細(xì)菌首先在厭氧條中大量繁殖和過量積聚磷。除磷細(xì)菌首先在厭氧條件下釋放磷合成聚件下釋放磷合成聚-羥基丁酸（羥基丁酸（PHB），而后在好），而后在好氧條件下，以氧條件下，以PHB為碳源，吸收磷酸鹽合成多聚磷為碳源，吸收磷酸鹽合成多聚磷酸鹽。酸鹽。（1）厭氧釋放磷）厭氧釋放磷： 除磷細(xì)菌只能在低級脂肪酸類小分子有機(jī)基質(zhì)上除磷細(xì)菌只能在低級脂肪酸類小分子有機(jī)基質(zhì)上生長，在厭氧區(qū)中能大量吸收產(chǎn)酸菌產(chǎn)生的發(fā)酵產(chǎn)生長，在厭氧區(qū)中能大量吸收產(chǎn)酸菌產(chǎn)生的發(fā)酵產(chǎn)物物揮發(fā)性脂肪酸（揮發(fā)性脂肪酸（VHA），但混合液中），但混合液中VHA僅僅5mg/L，而大多數(shù)污泥微生物

15、的生長速度都比除，而大多數(shù)污泥微生物的生長速度都比除磷細(xì)菌快，磷細(xì)菌快，如何競爭？如何競爭？Comeau的乙酸吸收理論：的乙酸吸收理論：乙酸合成乙酸合成PHB的反應(yīng)式：的反應(yīng)式： C6H12O6 2CH3COOH + 4H+ + 4e- CH3COOH +2ATP +CoASH CH3COSCoA + 2ADP + 2Pi 2CH3COSCoA CH3COCH2COSCoA + CoASH CH3CHOHCH2COSCoA PHB + CoASH ATP由多聚磷酸鹽分解產(chǎn)生。由多聚磷酸鹽分解產(chǎn)生。 因此積磷細(xì)菌在厭氧時與其他污泥微生物競爭中具因此積磷細(xì)菌在厭氧時與其他污泥微生物競爭中具有有雙重

16、優(yōu)勢雙重優(yōu)勢：一方面產(chǎn)生的：一方面產(chǎn)生的ATP可使它在厭氧不利條件可使它在厭氧不利條件下比其他好氧性異養(yǎng)菌更易存活，另一方面使供給其他下比其他好氧性異養(yǎng)菌更易存活，另一方面使供給其他微生物的基質(zhì)不斷減少，使其他菌無法很好的生長。微生物的基質(zhì)不斷減少，使其他菌無法很好的生長。（2）好氧吸磷：）好氧吸磷： 除磷細(xì)菌將積累的除磷細(xì)菌將積累的PHB好氧分解，釋放出大量能好氧分解，釋放出大量能量，供其生長。當(dāng)環(huán)境中有溶解磷存在時，一部分能量，供其生長。當(dāng)環(huán)境中有溶解磷存在時，一部分能量可供積磷菌主動吸收磷酸鹽，并以多聚形式存在。量可供積磷菌主動吸收磷酸鹽，并以多聚形式存在。有有機(jī)機(jī)基基質(zhì)質(zhì) 厭厭氧氧區(qū)區(qū)

17、 好好氧氧區(qū)區(qū) 乙乙酸酸 P 聚磷菌 聚磷菌 O2 聚磷菌 聚磷菌產(chǎn)產(chǎn)酸酸菌菌聚聚PPHBPHB聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P部分回流部分回流做種做種大部分大部分（P）去除）去除4、除磷工藝流程、除磷工藝流程 （1） Bardenpho工藝工藝：四個完全混合活性污泥反應(yīng)：四個完全混合活性污泥反應(yīng)池串聯(lián)而成，池串聯(lián)而成，1、3不曝氣，不曝氣，2、4曝氣，污水在第曝氣，污水在第2池停池停留時間較長，完全硝化后進(jìn)入第留時間較長，完全硝化后進(jìn)入第3池（缺氧），發(fā)生反池（缺氧），發(fā)生反硝化，進(jìn)入第硝化，進(jìn)入第4池曝氣驅(qū)走氮氣，并除磷。池曝氣驅(qū)走氮氣，并除磷。（2） Phoredox工藝工藝：在缺氧：在缺

18、氧1池前增設(shè)一個厭氧發(fā)酵池前增設(shè)一個厭氧發(fā)酵區(qū)，從二沉池回流的污泥在此與進(jìn)水混合，好氧池中區(qū)，從二沉池回流的污泥在此與進(jìn)水混合，好氧池中污泥混合液回流僅入缺氧區(qū)，厭氧區(qū)中的厭氧環(huán)境較污泥混合液回流僅入缺氧區(qū)，厭氧區(qū)中的厭氧環(huán)境較易達(dá)到。易達(dá)到。（3） UCT工藝工藝：University of cape town process（4） VIP工藝工藝：Verginla polytechnic Insitute and state university，與（，與（3）類似。）類似。厭氧厭氧：既不存在溶解氧，也不存在既不存在溶解氧，也不存在NO 3 -、SO4 2-等結(jié)合氧等結(jié)合氧缺氧缺氧：不存在

19、溶解氧，但存在結(jié)合氧。不存在溶解氧，但存在結(jié)合氧。5、運行條件：根據(jù)水質(zhì)選用、運行條件：根據(jù)水質(zhì)選用（1） 注意控制硝酸鹽注意控制硝酸鹽：是提高除磷效果的關(guān)鍵之一：是提高除磷效果的關(guān)鍵之一。硝酸鹽濃度提高，放磷量下降，反硝化細(xì)菌與積磷。硝酸鹽濃度提高，放磷量下降，反硝化細(xì)菌與積磷菌爭奪碳源，會競爭性抑制放磷。菌爭奪碳源，會競爭性抑制放磷。（2） 基質(zhì)：基質(zhì)：A乙酸、甲酸、丙酸等低分子有機(jī)酸；乙酸、甲酸、丙酸等低分子有機(jī)酸；B乙醇、甲醇、檸檬酸、葡萄糖；乙醇、甲醇、檸檬酸、葡萄糖；C丁酸、乳酸、琥珀酸。丁酸、乳酸、琥珀酸。 A類存在時放磷速度較大，所誘導(dǎo)的厭氧放磷量呈類存在時放磷速度較大，所誘導(dǎo)

20、的厭氧放磷量呈線性關(guān)系；線性關(guān)系；B類必須在厭氧條件下轉(zhuǎn)化為類必須在厭氧條件下轉(zhuǎn)化為A類物質(zhì)后才類物質(zhì)后才能被積磷菌利用；能被積磷菌利用；C類能否引起放磷與污泥微生物組類能否引起放磷與污泥微生物組成有關(guān)。成有關(guān)。（3） pH：pH 9.5，先出現(xiàn)磷凈吸收而后釋放。，先出現(xiàn)磷凈吸收而后釋放。堿性條件下生成一些磷酸鎂、鈣的沉淀，吸附堿性條件下生成一些磷酸鎂、鈣的沉淀，吸附到污泥絮體中；到污泥絮體中；pH7-8最佳。最佳。（4） 溫度溫度：溫度上升，放磷速度增加，：溫度上升，放磷速度增加，10-30可提高可提高5倍。倍。二、微污染水源水預(yù)處理中的二、微污染水源水預(yù)處理中的微生物原理微生物原理 一、微

21、污染水源預(yù)處理的目的意義一、微污染水源預(yù)處理的目的意義 微污染水源水的危害：影響公眾健康、增加投入，微污染水源水的危害：影響公眾健康、增加投入，提高水價提高水價二、水源水污染源和污染物二、水源水污染源和污染物 污染源：污染源： 有機(jī)污染物：有機(jī)污染物： 天然有機(jī)物：腐殖質(zhì)、藻類有機(jī)物、非溶解性有機(jī)天然有機(jī)物：腐殖質(zhì)、藻類有機(jī)物、非溶解性有機(jī)物（顆粒態(tài)）物（顆粒態(tài)） 人工合成有機(jī)物：有毒有機(jī)污染物，難于降解在環(huán)人工合成有機(jī)物：有毒有機(jī)污染物，難于降解在環(huán)境中有一定殘留水平，具有生物富集性，三致和毒性境中有一定殘留水平，具有生物富集性，三致和毒性。石油污染物是典型污染物。石油污染物是典型污染物。三

22、、微污染水源水微生物預(yù)處理及微生物群落三、微污染水源水微生物預(yù)處理及微生物群落1、 處理工藝：均采用處理工藝：均采用膜法生物膜法生物處理處理 生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤適于處理污染嚴(yán)重的源水、接適于處理污染嚴(yán)重的源水、接觸氧化法、生物濾池、生物流化床、生物陶粒反觸氧化法、生物濾池、生物流化床、生物陶粒反應(yīng)器。工藝的選取要根據(jù)水質(zhì)和處理目的，填料應(yīng)器。工藝的選取要根據(jù)水質(zhì)和處理目的，填料的選擇要根據(jù)填料對微生物的附著力和耐腐蝕性的選擇要根據(jù)填料對微生物的附著力和耐腐蝕性。 處理目的處理目的：去除有機(jī)物、氨氮：去除有機(jī)物、氨氮反硝化工反硝化工藝，要外加碳源，藝，要外加碳源， 2、水源水預(yù)處理的運行條件、水源

23、水預(yù)處理的運行條件（1）微生物）微生物：貧營養(yǎng)菌貧營養(yǎng)菌，如土壤桿菌、嗜水氣單胞，如土壤桿菌、嗜水氣單胞菌、黃桿菌、纖毛菌等，對可利用基質(zhì)有較大的親菌、黃桿菌、纖毛菌等，對可利用基質(zhì)有較大的親和力，且呼吸速率低，因此可以充分利用水中的有和力，且呼吸速率低，因此可以充分利用水中的有機(jī)物機(jī)物（2）供氫體）供氫體：若要去除有機(jī)物和氨氮，需外加供氫：若要去除有機(jī)物和氨氮，需外加供氫體體（3）溶解氧）溶解氧：水流量大時，溶解氧需：水流量大時，溶解氧需4mg/L以上以上（4）水溫和）水溫和pH三、人工濕地中微生物與水生植三、人工濕地中微生物與水生植物凈化污（廢）水的作用物凈化污（廢）水的作用一、人工濕地生

24、態(tài)系統(tǒng)一、人工濕地生態(tài)系統(tǒng) 人工濕地是指人工建造的類似于沼澤的人工濕地是指人工建造的類似于沼澤的濕地內(nèi)濕地內(nèi)， 放置一定高度的填料，其上種植特定的水生植放置一定高度的填料，其上種植特定的水生植物，在水生植物根系周圍生長著豐富多樣的微物，在水生植物根系周圍生長著豐富多樣的微生物群落，基質(zhì)、水生植物與微生物構(gòu)成一個生物群落，基質(zhì)、水生植物與微生物構(gòu)成一個類似于天然沼澤地的特殊生態(tài)系統(tǒng)類似于天然沼澤地的特殊生態(tài)系統(tǒng)二、人工濕地凈化污（廢）水的基本原理二、人工濕地凈化污（廢）水的基本原理 人工濕地生態(tài)系統(tǒng)凈化污水的原理是利用人工濕地生態(tài)系統(tǒng)凈化污水的原理是利用系統(tǒng)中的系統(tǒng)中的物理、化學(xué)、生物物理、化學(xué)

25、、生物的協(xié)同作用，通過的協(xié)同作用，通過土壤過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收土壤過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現(xiàn)對污水的高效凈化。即污和微生物分解來實現(xiàn)對污水的高效凈化。即污水在沿一定方向流動的過程中，在濕地土壤、水在沿一定方向流動的過程中，在濕地土壤、植物和微生物共同作用下得到了高效的凈化。植物和微生物共同作用下得到了高效的凈化。 三、人工濕地各組成的功能三、人工濕地各組成的功能（一）基質(zhì)（一）基質(zhì) 目前廣泛應(yīng)用的人工濕地主要由沙粒、沙土、土壤、目前廣泛應(yīng)用的人工濕地主要由沙粒、沙土、土壤、石塊為基質(zhì)石塊為基質(zhì) 作用：作用：為微生物生長提供基質(zhì)為微生物生長提供基質(zhì)為濕

26、地植物提供載體和營養(yǎng)物質(zhì)為濕地植物提供載體和營養(yǎng)物質(zhì)吸附和過濾作用吸附和過濾作用基本要素：基質(zhì)、濕生植物和微生物基本要素：基質(zhì)、濕生植物和微生物（二）濕地水生植物（二）濕地水生植物 分為浮水性、挺水性和沉水性。挺水性為主。分為浮水性、挺水性和沉水性。挺水性為主。 浮水性和挺水性主要吸收氨氮，沉水性吸收磷浮水性和挺水性主要吸收氨氮，沉水性吸收磷 水蔥水蔥 水水美人蕉美人蕉作用：作用： 發(fā)達(dá)的根系直接吸收水中有機(jī)污染物發(fā)達(dá)的根系直接吸收水中有機(jī)污染物 將氧氣運送到根系，提供根系微生物需要將氧氣運送到根系，提供根系微生物需要 根系分泌物為微生物提供營養(yǎng)和能源根系分泌物為微生物提供營養(yǎng)和能源水菖蒲水菖

27、蒲燈芯草燈芯草（三）根際和根面微生物（三）根際和根面微生物 種類和數(shù)量由以下因素種類和數(shù)量由以下因素決定決定：濕地植物根系分泌物的：濕地植物根系分泌物的種類和數(shù)量；污廢水的種類；水中溶解氧的含量。種類和數(shù)量；污廢水的種類；水中溶解氧的含量。 微生物種類微生物種類有：細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫化有：細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫化細(xì)菌、反硫化細(xì)菌、磷細(xì)菌、纖維素分解菌、固氮菌、細(xì)菌、反硫化細(xì)菌、磷細(xì)菌、纖維素分解菌、固氮菌、真菌、放線菌、原生動物、藻類等真菌、放線菌、原生動物、藻類等四、人工濕地生態(tài)系統(tǒng)處理污廢水的效果四、人工濕地生態(tài)系統(tǒng)處理污廢水的效果 主要應(yīng)用類型主要應(yīng)用類型:表層流濕地

28、（廢水水平流動，通過濕地而沉表層流濕地（廢水水平流動，通過濕地而沉淀）淀）地表濕地地表濕地滲漏濕地（廢水垂直流入，經(jīng)滲透沉積后排水去滲漏濕地（廢水垂直流入，經(jīng)滲透沉積后排水去除）除）垂直流濕地垂直流濕地潛流濕地潛流濕地 優(yōu)點優(yōu)點造價和運行費用低，易造價和運行費用低，易于維護(hù)于維護(hù)可進(jìn)行有效可靠的廢水可進(jìn)行有效可靠的廢水處理處理可緩沖對水力和污染負(fù)可緩沖對水力和污染負(fù)荷的沖擊荷的沖擊可產(chǎn)生綜合效益可產(chǎn)生綜合效益 問題與展望問題與展望占地面積大占地面積大氮磷除去率較低氮磷除去率較低受氣候條件限制較大受氣候條件限制較大污水對植物影響研究不污水對植物影響研究不足足加強(qiáng)對特殊廢水處理的加強(qiáng)對特殊廢水處理

29、的研究研究四、飲用水的消毒及其微生四、飲用水的消毒及其微生物學(xué)效應(yīng)物學(xué)效應(yīng)一、水消毒的重要性：水是疾病傳播的媒介之一一、水消毒的重要性：水是疾病傳播的媒介之一二、水的消毒方法二、水的消毒方法（一）煮沸法（一）煮沸法：最原始但簡單有效：最原始但簡單有效（二）加氯消毒（二）加氯消毒：液氯、漂白粉（：液氯、漂白粉（Ca（Cl）2）、氯胺）、氯胺是常用的消毒劑。用量依水源有機(jī)物污染程度而定，飲是常用的消毒劑。用量依水源有機(jī)物污染程度而定，飲用水通常以消毒劑與水接觸用水通常以消毒劑與水接觸30min后后游離余氯量游離余氯量不低于不低于0.3mg/L ，管網(wǎng)末梢游離余氯量不低于，管網(wǎng)末梢游離余氯量不低于0.05mg/L為標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)。 折點加氯法折點加氯法：2NH3 + 3Cl2 N2 + 6HCl，折點，折點371/287.6倍。含倍。含NH4+加氯產(chǎn)生加氯產(chǎn)生NH2Cl、NHCl2，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨猓狗磻?yīng)向右不斷進(jìn)行，此時余氯含量最少（變?yōu)榈獨?，使反?yīng)向右不斷進(jìn)行，此時余氯含量最少（折點），加氯比例：折點），加氯比例：mCl2/ mNH3-N = 8：110：1，控，控制制pH6-8。氯氣殺菌機(jī)制：氯氣殺菌機(jī)制：Cl2 + H2O HOCl + H+