環(huán)境生物學(xué)講課

1、 深 層 曝 氣 深井曝氣法處理流程深井曝氣池簡圖一般曝氣池直徑約16m，水深約1020m。深井曝氣法深度為50150m，節(jié)省了用地面積。在深井中可利用空氣作為動力，促使液流循環(huán)。深井曝氣法中，活性污泥經(jīng)受壓力變化較大，實踐表明這時微生物的活性和代謝能力并無異常變化，但合成和能量分配有一定的變化。深井曝氣池內(nèi)，氣液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，同時氣液接觸時間延長，溶解氧的飽和度也由深度的增加而增加。當(dāng)井壁腐蝕或受損時，污水可能會通過井壁滲透，污染地下水。 深 層 曝 氣 氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動，推動溝內(nèi)液體迅

2、速流動，具有曝氣和攪拌兩個作用，溝中混合液流速約為0.30.6m/s，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)。 氧 化 溝 氧化溝工藝氧化溝工藝（1）氧化溝的特點）氧化溝的特點 溝體狹長，一般長達數(shù)十米以上，池體深度較淺，一溝體狹長，一般長達數(shù)十米以上，池體深度較淺，一般為般為2m，曝氣裝置一般為表面曝氣器，進出水相對簡曝氣裝置一般為表面曝氣器，進出水相對簡單。單。系統(tǒng)系統(tǒng)BOD負(fù)荷低，排泥量少，污泥齡長，適應(yīng)性好。負(fù)荷低，排泥量少，污泥齡長，適應(yīng)性好。污泥回流剩余污泥進水出水二沉池污泥回流剩余污泥出水二沉池污泥混合液中央島10 2進水 在氧化溝內(nèi)同時伴有硝化和反硝化反應(yīng)，因在氧化溝內(nèi)同時伴有硝化和反硝化反應(yīng)，

3、因此具有良好的脫氮功能。此具有良好的脫氮功能。實現(xiàn)了完全混合和推流式反應(yīng)池的綜合，有實現(xiàn)了完全混合和推流式反應(yīng)池的綜合，有機物去除率高。機物去除率高。（2）氧化溝的種類）氧化溝的種類 卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、交替工作式氧卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、交替工作式氧化溝、曝氣化溝、曝氣沉淀一體化氧化溝。沉淀一體化氧化溝。 曝氣轉(zhuǎn)刷、曝氣轉(zhuǎn)盤、表面曝氣機、射流式曝氣曝氣轉(zhuǎn)刷、曝氣轉(zhuǎn)盤、表面曝氣機、射流式曝氣等。等。（3）氧化溝的曝氣設(shè)備）氧化溝的曝氣設(shè)備（4）氧化溝的設(shè)計計算）氧化溝的設(shè)計計算 氧化溝內(nèi)的水溫一般控制在氧化溝內(nèi)的水溫一般控制在1025，pH在在69，溝內(nèi)水流，溝內(nèi)水流的環(huán)流速度

4、為的環(huán)流速度為0.30.5m/s； 溝內(nèi)溝內(nèi)MLSS為為5000mg/L，MLVSS一般為一般為20004000mg/L，生生物固體平均停留時間為物固體平均停留時間為58d，水力停留時間為水力停留時間為2048h； BODSS負(fù)荷為負(fù)荷為0.030.07kgBOD/(kgMLSSd)，BOD容積容積負(fù)荷為負(fù)荷為0.10.2kgBOD/(m3d)；污泥回流比為污泥回流比為50150%； 二次沉淀池表面的溢流率為二次沉淀池表面的溢流率為12.621.0m3/(m3d)，固體懸浮物固體懸浮物負(fù)荷負(fù)荷20200kg/(m3d)，溢流堰負(fù)荷為溢流堰負(fù)荷為126190m3/(md) 由于活性污泥表面積很大

5、（200010000m2/m3混合液），具有很強的吸附能力，可以吸附廢水中的有機物。 廢水與活性污泥接觸后，其中有機質(zhì)可以在約130min的短時間內(nèi)被吸附到活性污泥上。還可以吸附某些金屬離子，使之與有機物形成絡(luò)合物而得以去除。1 1、生物吸附、生物吸附活性污泥法的生物凈化機理活性污泥法的生物凈化機理 2 2、氧化分解有機物、氧化分解有機物 O2有機質(zhì)微生物氧微生物細胞增長CO2、H2O、SO42、NH3、PO43等能量 熱能釋出 隨水排出 3 3、其它微生物吸收或吞食未分解徹底的有機物。、其它微生物吸收或吞食未分解徹底的有機物。 活性污泥中的微生物活性污泥中的微生物Y形成活性污泥絮狀體的細菌菌

6、膠團細菌 菌膠團：狹義指動膠菌屬（Zoogloea）形成的細菌團塊，廣義指所有具有莢膜或粘液或明膠質(zhì)的絮凝性細菌互相絮凝聚集形成的菌膠團塊。 菌膠團細菌是活性污泥的主體，它的作用：具有很強的吸附、氧化分解有機物的能力。菌膠團的形成可使細菌避免被微型動物所吞噬，并且與污泥的沉降性能和二沉池能否有效泥水分離密切相關(guān)；為原生動物、微型后生動物提供了良好的生存環(huán)境、附著場所。Y絲狀細菌 它的作用有兩方面：一方面：是活性污泥的重要組分，交叉穿織與菌膠團內(nèi)，或附著生長于絮狀體表面，具有強氧化分解有機物能力，起到一定的凈化作用。另一方面：當(dāng)絲狀菌的數(shù)量超過菌膠團細菌時，可使絮狀體沉降性能下降，嚴(yán)重時可引發(fā)污

7、泥膨脹（bulking）現(xiàn)象。Y原生動物及微型后生動物 凈化作用：腐生性營養(yǎng)的原生動物可吸收溶解性有機物，動物性營養(yǎng)的原生動物可吞食有機顆粒、游離細菌及其它微小生物 促進絮凝和沉淀作用 指示作用：可作為處理系統(tǒng)運轉(zhuǎn)管理的指標(biāo)Y真菌活性污泥中的微生物活性污泥中的微生物圖61 各種形態(tài)的細菌活性污泥中微生物的指示作用活性污泥中微生物的指示作用 1 1、原生動物和微型后生動物的指示作用、原生動物和微型后生動物的指示作用 在污水處理生態(tài)系統(tǒng)中形成了一條特定的食物鏈，即細菌細菌植物性鞭毛蟲植物性鞭毛蟲肉足蟲肉足蟲動物性鞭毛蟲動物性鞭毛蟲游泳型纖毛蟲、吸管蟲游泳型纖毛蟲、吸管蟲固著型纖毛蟲固著型纖毛蟲輪蟲

8、輪蟲。2.2.根據(jù)生物演替判斷活性污泥的成熟程度根據(jù)生物演替判斷活性污泥的成熟程度a、活性污泥培養(yǎng)初期以鞭毛蟲、變形蟲為優(yōu)勢種；b、活性污泥培養(yǎng)中期以游泳型纖毛蟲、鞭毛蟲為優(yōu) 勢種； c、活性污泥培養(yǎng)成熟期以鐘蟲等固著型 纖毛蟲、楯纖蟲、輪蟲為優(yōu)勢種。污水處理系統(tǒng)中的酶1.污水本身 糞便：脂肪酶，蛋白酶，淀粉酶，過氧化氫酶。 尿：脂肪酶，蛋白酶，淀粉酶， 土壤沖洗物：淀粉酶，脂肪酶，蛋白酶，磷酚酶，蔗糖酶，脲酶，過氧化氫酶。2.活性污泥中的酶 脫氫酶，淀粉酶，脂肪酶，蛋白酶，磷酚酶，蔗糖酶，脲酶，過氧化氫酶，胃蛋白酶，胰蛋白酶等。大部分屬于誘導(dǎo)酶。以及與細菌原生動物相關(guān)的酶 活性污泥中的酶功用

9、 氧化分解 生物催化 大分子-小分子 細菌：脲酶，蛋白酶。細菌：脲酶，蛋白酶。 原生動物：過氧化氫酶原生動物：過氧化氫酶 活性污泥中酶與污水凈化的關(guān)系 活性污泥酶活性和污水凈化率密切相關(guān) 酶活越高出水的水質(zhì)越好 哪些因素可能會影響到酶和凈化呢？ 受溫度和PH的影響。如： 溫度 PH 脂肪酶： 28 6.5 蛋白酶： 22.5 7.8-8.0 過氧化氫酶：10-20 7.0有毒物質(zhì)對活性污泥中酶活性的影響 有害物質(zhì)主要是金屬離子主要有：銫 ，汞 ，鋅，鉛 ，銅 ，鎂，鉑，等等 活性污泥的工作參數(shù)Y混合液懸浮固體（MLSS） 1L曝氣池混合液中所含懸浮固體的重量，單位g/L。Y混合液揮發(fā)性懸浮固體

10、（MLVSS） 1L曝氣池混合液中所含揮發(fā)性懸浮固體的重量，單位g/L。Y污泥沉降比（SV） 一定量的混合液靜置30分鐘后，沉降的污泥體積與原混合液體積之比，以百分?jǐn)?shù)來表示。Y污泥容積系數(shù)（SVI） 曝氣池混合液靜置30分鐘后，沉降的污泥體積與污泥干重之比。 它反映了活性污泥的凝聚性和沉降性，一般控制在50150之間，若大于200，則表明發(fā)生了污泥膨脹。Y污泥負(fù)荷（Ls） 單位時間內(nèi)，單位重量的活性污泥能處理的有機物的數(shù)量，用kg（BOD）/kg(MLSS)d表示。又稱有機負(fù)荷率有機負(fù)荷率，F(xiàn)/M值。 （1）混合液懸浮固體(mixed liquor suspension solid, MLSS

11、)Y混合液是曝氣池中污水和活性污泥混合后的混合懸浮液。Y混合液固體懸浮物數(shù)量是指單位體積混合液中干固體的含量，單位為mg/L或g/L，工程上還常用kg/m3，也稱混合液污泥濃度（一般用X表示）。Y它是計量曝氣池中活性污泥數(shù)量多少的指標(biāo)。一般活性污泥法中，MLSS濃度一般為24g/L。（2）混合液揮發(fā)性懸浮固體 (mixed liquor volatile suspension solid, MLVSS)Y指混合液懸浮固體中的有機物的重量，單位為mg/L、g/L或kg/m3。Y把混合液懸浮固體在600焙燒，能揮發(fā)的部分即是揮發(fā)性懸浮固體，剩下的部分稱為非揮發(fā)性懸浮固體（MLNVSS）。Y一般在活

12、性污泥法中用MLVSS表示活性污泥中生物的含量。在一般情況下，MLVSS/MLSS的比值較固定，對于生活污水，常在0.75左右。對于工業(yè)廢水，其比值視水質(zhì)不同而異。1混合液懸浮固體濃度混合液懸浮固體濃度MLSS =Ma+Me+Mi+Mii (mg/L)2混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度MLVSS = Ma+Me+Mi (mg/L)揮發(fā)分揮發(fā)分Mixed Liquor Suspended SolidsMixed Liquor Volatile Suspended Solids（3）污泥沉降比(settling volume, sludge sedimentation ratio,

13、 SV)Y污泥沉降比是指曝氣池混合液在l00mL量筒中，靜置沉降30min后，沉降污泥所占的體積與混合液總體積之比的百分?jǐn)?shù)。所以也常稱為30 min沉降比。Y正常的活性污泥在沉降30min后，可以接近它的最大密度，故污泥沉降比可以反映曝氣池正常運行時的污泥量?？捎糜诳刂剖Ｓ辔勰嗟呐欧?。Y它還能及時反映出污泥膨脹等異常情況，便于及早查明原因，采取措施。Y污泥沉降比測定比較簡單，并能說明一定問題，因此它成為評定活性污泥的重要指標(biāo)之一。（4）污泥體積指數(shù) (sludge volume index, SVI)Y污泥體積指數(shù)簡稱污泥指數(shù)（SI），系指曝氣池污泥混合液經(jīng)30min沉降后，1g干污泥所占的體積（以mL計）。單位為mL/gY計算式如下： 它與污泥沉降比有如下關(guān)系： SVI=(SV10)/X 式中：X的單位為g/L，