學(xué)習(xí)情境八應(yīng)用微生物技術(shù)保護(hù)環(huán)境課件

微生物應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)情境八應(yīng)用微生物技術(shù)保護(hù)環(huán)境微生物應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)情境八應(yīng)用微生物技術(shù)保護(hù)環(huán)境1主要內(nèi)容1說課內(nèi)容厭氧生物處理活性污泥的培養(yǎng)和運行控制生物膜的培養(yǎng)微生物的修復(fù)1234主要內(nèi)容1說課內(nèi)容厭氧生物處理活性污泥的培養(yǎng)和運行控制生物2任務(wù)1厭氧生物處理任務(wù)1厭氧生物處理3任務(wù)1厭氧生物處理廢水的厭氧處理主要用于高濃度有機廢水的前處理;1.厭氧法的特點——優(yōu)點提問：優(yōu)點有哪些？（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，含量50~75%之間，是一種很好的燃料。以日排COD10t的工廠為例，若COD去除率為80%，甲烷產(chǎn)量為理論的80%時，則可日產(chǎn)甲烷2240m3,其熱值相當(dāng)于3.85t原煤，可發(fā)電5400度電。任務(wù)1厭氧生物處理廢水的厭氧處理主要用于高濃度有機廢水的前4（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（350~500）：5：1，相比而言對N、P的需求要小的多，因此厭氧處理時可以不添加或少添加營養(yǎng)鹽。（3）.處理高濃度有機廢水（4）．產(chǎn)生的污泥量少，運行費用低?繁殖慢；不需要曝氣基于這些優(yōu)點，厭氧處理在食品、釀造、制糖等工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但厭氧處理也存在缺點（2）．對營養(yǎng)物的需求量少5提問：？（1）．出水的有機物濃度高于好氧處理；發(fā)酵分解有機物不完全；（2）．對溫度變化較為敏感；工業(yè)中需要設(shè)置進(jìn)水的控溫裝置，37℃。（3）．厭氧微生物對有毒物質(zhì)較為敏感；但經(jīng)過毒物馴化處理的厭氧菌對毒物的耐受力常常會極大地提高。1.厭氧法的特點——缺點提問：？1.厭氧法的特點——缺點6（4）.初次啟動過程緩慢,處理時間長好氧處理體系的活性污泥或生物膜通常只需要7天就可以培育成功，而厭氧處理體系的活性污泥或生物膜一般需要8~12周才可以培育成功。（5）．處理過程中產(chǎn)生臭氣和有色物質(zhì)提問：是什么？臭氣主要是SRB形成的具有臭味的硫化氫氣體以及硫醇、氨氣、有機酸等的臭氣。同時硫化氫還會與水中的鐵離子等金屬離子反應(yīng)形成黑色的硫化物沉淀，使處理后的廢水顏色較深，需要添加后處理設(shè)施，進(jìn)一步脫色脫臭。（4）.初次啟動過程緩慢,處理時間長7區(qū)別好氧生物處理法厭氧生物處理法有機物降解徹底不徹底耗時短長臭氣無臭氣大且出水顏色深曝氣設(shè)備需要、較復(fù)雜不需要動力消耗大小且產(chǎn)能處理有機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廢水高濃度有機廢水和污泥達(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任務(wù)1厭氧生物處理區(qū)別好氧生物處理法厭氧生物處理法有機物降解徹底不徹底耗時短長8（1）早期——化糞池

化糞池是一個矩形密閉的池子，廢水由一端進(jìn)入，通過各室后由另一端排出。懸浮物沉于池底后進(jìn)行緩慢的厭氧發(fā)酵。

這種處理構(gòu)筑物通常設(shè)于獨立的居住或公共建筑物的下水管道上，用于初步處理糞便廢水。2.厭氧生物處理的進(jìn)展（1）早期——化糞池2.厭氧生物處理的進(jìn)展9（2）中期——厭氧接觸系統(tǒng)用于處理高濃度有機廢水時，為了強化有機物與池內(nèi)厭氧污泥的充分接觸，必須連續(xù)攪拌；同時為了提高處理效率，必須改間斷進(jìn)水排水為連續(xù)進(jìn)水排水。會造成厭氧污泥的大量流失。

上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）——這種反應(yīng)器是目前應(yīng)用最為廣泛的一種厭氧生物處理裝置。2.厭氧生物處理的進(jìn)展（2）中期——厭氧接觸系統(tǒng)2.厭氧生物處理的進(jìn)展102.厭氧生物處理的進(jìn)展（3）厭氧流化床反應(yīng)器

厭氧流化床反應(yīng)器的內(nèi)部充填著粒徑很小（d=0.5mm左右）的掛膜介質(zhì)，當(dāng)其表面長滿微生物時，稱為生物顆粒。在上升水流速度很小時，生物顆粒相互接觸，形成固定床。借助循環(huán)管增大反應(yīng)器內(nèi)的上升流速，可使生物顆粒開始脫離接觸，并呈懸浮狀態(tài)。當(dāng)繼續(xù)增大流速至污泥床的膨脹率達(dá)10~20%時，生物顆粒便呈流化態(tài)。2.厭氧生物處理的進(jìn)展（3）厭氧流化床反應(yīng)器11任務(wù)1

厭氧生物處理方法3.厭氧污泥的性質(zhì)和組成由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機雜質(zhì)形成的污泥顆粒。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0．5mm以上。微生物的組成主要有：由水解細(xì)菌、發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌、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。任務(wù)1厭氧生物處理方法3.厭氧污泥的性質(zhì)和組成124.厭氧污泥凈化廢水的作用機理“三階段四菌群”學(xué)說污染物的厭氧降解過程可以分為三個階段水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段框圖表示見下圖1）．水解酸化階段在水解細(xì)菌胞外酶的作用下大分子的有機物水解為小分子的有機物。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、二氧化碳、氫氣、氨等.4.厭氧污泥凈化廢水的作用機理“三階段四菌群”學(xué)說1）．水解13復(fù)雜有機物1水解酸化脂肪酸

乙酸

H2+CO22產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸

CH4+CO2H2S+CO2硫酸鹽還原硫酸鹽還原3產(chǎn)甲烷3產(chǎn)甲烷硫酸鹽還原復(fù)雜有機物1水解酸化脂肪酸乙酸H2+CO22產(chǎn)氫產(chǎn)乙142．產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)，這一階段的主導(dǎo)細(xì)菌是產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌。

同型產(chǎn)乙酸菌群：同型產(chǎn)乙酸菌群可將CO2或CO3-通過還原過程轉(zhuǎn)化為乙酸。3．產(chǎn)甲烷階段乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被產(chǎn)甲烷菌利用被轉(zhuǎn)化為甲烷和以及甲烷菌細(xì)胞物質(zhì)。經(jīng)過這些階段大分子的有機物就被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、氫氣、硫化氫等小分子物質(zhì)和少量的厭氧污泥。硫酸鹽還原菌甲烷八疊球菌屬2．產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段硫酸鹽還原菌甲烷八疊球菌屬155.厭氧生物處理的工藝流程其中厭氧污泥反應(yīng)器是工藝中的核心。廢水調(diào)節(jié)池↑37℃厭氧反應(yīng)器氣柜沉淀池出水回流污泥剩余污泥5.厭氧生物處理的工藝流程其中厭氧污泥反應(yīng)器是工藝中的核心。166.厭氧生物處理系統(tǒng)（1）厭氧接觸系統(tǒng)（2）厭氧生物濾池（3）上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）（4）上流式厭氧流化床（5）兩段厭氧消化系統(tǒng)（兩相厭氧法）

6.厭氧生物處理系統(tǒng)（1）厭氧接觸系統(tǒng)（2）厭氧生物濾池（317工業(yè)級UASB裝置鋼制圓形結(jié)構(gòu)混凝土方形結(jié)構(gòu)（便于施工及分離器設(shè)置）工業(yè)級UASB裝置鋼制圓形結(jié)構(gòu)混凝土方形結(jié)構(gòu)（便于施工及分離18任務(wù)2活性污泥的培養(yǎng)和運行控制

任務(wù)2191、活性污泥的生物相和性質(zhì)一、好氧微生物與污水治理（一）活性污泥法什么是活性污泥？1、活性污泥的生物相和性質(zhì)一、好氧微生物與污水治理（一）20什么是活性污泥？由細(xì)菌、霉菌、原生動物、后生動物等微生物群體及吸附的污水中有機和無機物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。什么是活性污泥？由細(xì)菌、霉菌、原生動物、后生動21（1）活性污泥中微生物相細(xì)菌：以異養(yǎng)型原核生物(細(xì)菌)為主，數(shù)量107～108個/ml，自養(yǎng)菌數(shù)量略低。其優(yōu)勢菌種：產(chǎn)堿桿菌屬等，它是降解污染物質(zhì)的主體，具有分解有機物的能力。（1）活性污泥中微生物相細(xì)菌：以異養(yǎng)型原核生物(細(xì)菌)為主，22絲狀細(xì)菌Filamentousbacteria活性污泥中重要的組成部分交叉穿織在菌膠團之間或附在絮狀體表面絲狀細(xì)菌具有很強的氧化分解有機物的能力,具有一定的凈化作用生長過速：活性污泥膨脹造成出水質(zhì)量下降學(xué)習(xí)情境八應(yīng)用微生物技術(shù)保護(hù)環(huán)境課件23原生動物：肉足蟲，鞭毛蟲和纖毛蟲3類、捕食游離細(xì)菌。其出現(xiàn)的順序反映了處理水質(zhì)的好壞（這里的好壞是指有機物的去除），最初是肉足蟲，繼之鞭毛蟲和游泳型纖毛蟲；當(dāng)處理水質(zhì)良好時出現(xiàn)固著型纖毛蟲，如鐘蟲、獨縮蟲、聚縮蟲、蓋纖蟲等。后生動物(主要指輪蟲），捕食菌膠團和原生動物，是水質(zhì)穩(wěn)定的標(biāo)志。因而利用鏡檢生物相評價活性污泥質(zhì)量與污水處理的質(zhì)量。真菌：由細(xì)小的腐生或寄生菌組成，具分解碳水化合物，脂肪、蛋白質(zhì)的功能，但絲狀菌大量增殖會引發(fā)污泥膨脹。原生動物：肉足蟲，鞭毛蟲和纖毛蟲3類、捕食游離細(xì)菌。其出現(xiàn)的24一組活性污泥圖片一組活性污泥圖片25（2）活性污泥的性狀顏色黃褐色狀態(tài)似礬花絮狀顆粒味道土腥味相對密度曝氣池混合液：1.002～1.00回流污泥：1.004～1.006粒徑0.02～0.2mm具有良好的活性具有很大的比表面積（2000~10000m2/m3）（2）活性污泥的性狀顏色黃褐色狀態(tài)似礬花絮狀顆粒味道土腥味相262、活性污泥法的凈化機理有機物＋微生物＋氧微生物細(xì)胞增長CO2、H2O、SO42－、NH3、PO43－等＋能量熱能釋出隨水排出

2、活性污泥法的凈化機理有機物＋微生物CO2、H2O、SO27由于活性污泥表面積很大，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1～30min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）生物吸附由于活性污泥表面積很大，具有很強的吸附能力，可以吸附28（2）氧化分解有機物分解有機物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物。（2）氧化分解有機物分解有機物O2微生物合成細(xì)胞物質(zhì)（微生29菌膠團的作用:（1）對有機物進(jìn)行吸附和氧化分解（2）為原生動物和微型后生動物提供良好的生存環(huán)境（3）為原生動物提供附著場所（4）具有指示作用菌膠團的作用:（1）對有機物進(jìn)行吸附和氧化分解303、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①根據(jù)生物變化判斷活性污泥的成熟程度

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。②根據(jù)生物種類判斷活性污泥和處理水質(zhì)的效果當(dāng)出現(xiàn)線蟲則說明缺氧③根據(jù)生物形態(tài)和數(shù)量的變化判斷處理條件蟲體變成胞囊或蟲體變長直至死亡3、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31（2）絲狀微生物的指示作用例如：

硫磺細(xì)菌能將水中硫化氫氧化為硫，并以硫粒形式存于體內(nèi)。當(dāng)水中溶解氧高時（大于1mg/L），體內(nèi)硫?？蛇M(jìn)一步氧化而消失。因此，通過對硫磺細(xì)菌體內(nèi)硫粒存在與否的觀察，可間接推測水中溶解氧的狀況。（2）絲狀微生物的指示作用例如：324、活性污泥的培養(yǎng)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/L～300mg/L后，在曝氣池內(nèi)連續(xù)曝氣，一般在15℃～20℃下經(jīng)一周左右就會出現(xiàn)活性污泥絮狀體。培養(yǎng)過程中，要及時適當(dāng)?shù)負(fù)Q水和排放剩余污泥，以補充營養(yǎng)和排出代謝產(chǎn)物。（1）活性污泥的培養(yǎng)4、活性污泥的培養(yǎng)與馴化在城市污水或與之類似的工業(yè)33如果工業(yè)廢水的性質(zhì)與生活污水相差很大時，用生活污水培養(yǎng)的活性污泥須用工業(yè)廢水進(jìn)行馴化。馴化的方法是混合液中逐漸增加工業(yè)廢水的比例，直到達(dá)到滿負(fù)荷。在培養(yǎng)過程中，不斷地加入少量的工業(yè)廢水，使微生物在培養(yǎng)過程中逐漸適應(yīng)新的環(huán)境。（2）活性污泥的馴化如果工業(yè)廢水的性質(zhì)與生活污水相差很大時，用生活污水培345、活性污泥性能監(jiān)測1）、生物相觀察2）、SV（污泥沉降比）是指池中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。

該指標(biāo)能夠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2h～4h測定一次。5、活性污泥性能監(jiān)測1）、生物相觀察353）、MLSS(污泥濃度)指單位體積混合液中干固體的含量，它是計量曝氣池中活性污泥數(shù)量多少的指標(biāo)。通常MLSS＝1500mg/L～2000mg/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。該指標(biāo)能夠更好地評價污泥的凝聚性能和沉降性能，其值過低，說明泥粒細(xì)小、密實，無機成分多；過高又說明污泥沉降性能不好，將要或已經(jīng)發(fā)生膨脹現(xiàn)象。城市污水處理活性污泥的SVI值介于50ml/g～150ml/g之間。它與污泥沉降比有如下關(guān)系：SVI=SV/MLSS3）、MLSS(污泥濃度)它與污泥沉降比有如下關(guān)系：366、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，引起沉淀池池面飄泥嚴(yán)重，出水水質(zhì)急劇變差的現(xiàn)象。本質(zhì)—污泥密度變小或黏附能力下降。分非絲狀菌污泥膨脹與絲狀菌污泥膨脹兩類6、活性污泥膨脹和控制對策提問：什么是活性污泥膨脹？37原因

——絲狀細(xì)菌（球衣菌、硫細(xì)菌）或真菌優(yōu)勢過度生長絲狀污泥膨脹（95％污泥膨脹）

原因——絲狀細(xì)菌（球衣菌、硫細(xì)菌）或真菌優(yōu)勢過度生長絲狀污38任務(wù)3生物膜的培養(yǎng)任務(wù)3生物膜的培養(yǎng)39任務(wù)3生物膜的培養(yǎng)生物填料表面附著的生物薄膜進(jìn)行污染物降解的生物處理法。于19世紀(jì)末，在研究土壤凈化污水的過濾田的基礎(chǔ)上，開發(fā)并應(yīng)用于生產(chǎn)。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，由于新型合成材料的大量生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)對于水要求的進(jìn)一步提高，生物膜法又獲得了新的發(fā)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、接觸氧化法等。任務(wù)3生物膜的培養(yǎng)生物填料表面附著的生物薄膜進(jìn)行污染物降解401.生物膜法凈化廢水的基本原理

生物膜法的基本原理是微生物附著在介質(zhì)“濾料”表面上，形成生物膜，污水同生物膜接觸后，溶解的有機污染物被微生物吸附轉(zhuǎn)化為H2O、CO2、NH3和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化，所需氧氣一般來自大氣。1.生物膜法凈化廢水的基本原理412.生物膜的形成和結(jié)構(gòu)生物膜的形成——掛膜污水通過布水設(shè)備流到濾床表面上，在重力作用下，污水以水滴的形式向下滲瀝，或以波狀薄膜的形式向下滲流。污水流過濾床時，有一部分污水、污染物和細(xì)菌附著在濾料表面上，微生物便在濾料表面大量繁殖，形成一層充滿微生物的粘膜，稱為生物膜。2.生物膜的形成和結(jié)構(gòu)42濾掃生物膜面生物膜生物2~3mm0.3mm好氧區(qū)濾掃生物膜面生物膜生物2~3mm0.3mm好氧區(qū)433.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。表:普通濾池內(nèi)生物膜的微生物群落3.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44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45生物填料懸浮型生物填料4.好氧生物膜中的填料生物填料懸浮型生物填料4.好氧生物膜中的填料46懸掛型填料彈性立體填料網(wǎng)片式立體填料懸掛型填料47軟性填料生物填料上的生物膜軟性填料生物填料上的生物膜48普通生物濾池5.生物膜的類型普通生物濾池5.生物膜的類型49生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤運行示意圖生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤運行示意圖50同一類型廢水

好氧活性污泥法與生物濾池法處理效果對比優(yōu)缺點對比6.好氧活性污泥法與生物濾池法比較同一類型廢水

好氧活性污泥法與生物濾池法處理效果對比優(yōu)缺點對51任務(wù)4微生物的修復(fù)任務(wù)4微生物的修復(fù)52一、生物修復(fù)技術(shù)的定義

生物修復(fù)利用天然存在的或特別培養(yǎng)的微生物在可調(diào)控環(huán)境條件下將有毒污染物轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)的處理技術(shù)。

二、生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展生物修復(fù)治理技術(shù)的研究開始于20年前，現(xiàn)已成功地應(yīng)用于清除和減少土壤、地下水、海洋、湖泊中的化學(xué)污染物質(zhì)（石油及石油制品，多環(huán)芳烴、氯代烷烴，氯代芳烴等)受到較多關(guān)注。金屬盡管不能生物降解，但由于其可以通過微生物的轉(zhuǎn)化降低毒性，再通過植物吸收轉(zhuǎn)移土壤中的污染物。任務(wù)4微生物的修復(fù)一、生物修復(fù)技術(shù)的定義生物修復(fù)利用天然存在的或53三、生物修復(fù)技術(shù)的特點生物修復(fù)技術(shù)與其它污染物治理技術(shù)相比有很多優(yōu)點：1、可現(xiàn)場進(jìn)行，減少運輸費用和人類直接接觸污染物的機會；2、以原位方式進(jìn)行，使對污染位點的干擾和破壞達(dá)到最小，同時可在難以處理的地方（如建筑物下、公路下）進(jìn)行；3、生物修復(fù)使有機物分解為CO2和H2O，很徹底，可永久性消除污染物；4、生物修復(fù)可以和其它修復(fù)方法結(jié)合使用，處理環(huán)境污染；5、降解過程迅速，成本低，只有物理、化學(xué)修復(fù)的30%~50%；局限性和缺點：不是所有的污染物都適用生物修復(fù)，多氯代化合物和重金屬很難或幾乎不能被生物降解。任務(wù)4微生物的修復(fù)三、生物修復(fù)技術(shù)的特點生物修復(fù)技術(shù)與其它污染物治理技術(shù)相比有54微生物應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)情境八應(yīng)用微生物技術(shù)保護(hù)環(huán)境微生物應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)情境八應(yīng)用微生物技術(shù)保護(hù)環(huán)境55主要內(nèi)容1說課內(nèi)容厭氧生物處理活性污泥的培養(yǎng)和運行控制生物膜的培養(yǎng)微生物的修復(fù)1234主要內(nèi)容1說課內(nèi)容厭氧生物處理活性污泥的培養(yǎng)和運行控制生物56任務(wù)1厭氧生物處理任務(wù)1厭氧生物處理57任務(wù)1厭氧生物處理廢水的厭氧處理主要用于高濃度有機廢水的前處理;1.厭氧法的特點——優(yōu)點提問：優(yōu)點有哪些？（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，含量50~75%之間，是一種很好的燃料。以日排COD10t的工廠為例，若COD去除率為80%，甲烷產(chǎn)量為理論的80%時，則可日產(chǎn)甲烷2240m3,其熱值相當(dāng)于3.85t原煤，可發(fā)電5400度電。任務(wù)1厭氧生物處理廢水的厭氧處理主要用于高濃度有機廢水的前58（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（350~500）：5：1，相比而言對N、P的需求要小的多，因此厭氧處理時可以不添加或少添加營養(yǎng)鹽。（3）.處理高濃度有機廢水（4）．產(chǎn)生的污泥量少，運行費用低?繁殖慢；不需要曝氣基于這些優(yōu)點，厭氧處理在食品、釀造、制糖等工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但厭氧處理也存在缺點（2）．對營養(yǎng)物的需求量少59提問：？（1）．出水的有機物濃度高于好氧處理；發(fā)酵分解有機物不完全；（2）．對溫度變化較為敏感；工業(yè)中需要設(shè)置進(jìn)水的控溫裝置，37℃。（3）．厭氧微生物對有毒物質(zhì)較為敏感；但經(jīng)過毒物馴化處理的厭氧菌對毒物的耐受力常常會極大地提高。1.厭氧法的特點——缺點提問：？1.厭氧法的特點——缺點60（4）.初次啟動過程緩慢,處理時間長好氧處理體系的活性污泥或生物膜通常只需要7天就可以培育成功，而厭氧處理體系的活性污泥或生物膜一般需要8~12周才可以培育成功。（5）．處理過程中產(chǎn)生臭氣和有色物質(zhì)提問：是什么？臭氣主要是SRB形成的具有臭味的硫化氫氣體以及硫醇、氨氣、有機酸等的臭氣。同時硫化氫還會與水中的鐵離子等金屬離子反應(yīng)形成黑色的硫化物沉淀，使處理后的廢水顏色較深，需要添加后處理設(shè)施，進(jìn)一步脫色脫臭。（4）.初次啟動過程緩慢,處理時間長61區(qū)別好氧生物處理法厭氧生物處理法有機物降解徹底不徹底耗時短長臭氣無臭氣大且出水顏色深曝氣設(shè)備需要、較復(fù)雜不需要動力消耗大小且產(chǎn)能處理有機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廢水高濃度有機廢水和污泥達(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任務(wù)1厭氧生物處理區(qū)別好氧生物處理法厭氧生物處理法有機物降解徹底不徹底耗時短長62（1）早期——化糞池

化糞池是一個矩形密閉的池子，廢水由一端進(jìn)入，通過各室后由另一端排出。懸浮物沉于池底后進(jìn)行緩慢的厭氧發(fā)酵。

這種處理構(gòu)筑物通常設(shè)于獨立的居住或公共建筑物的下水管道上，用于初步處理糞便廢水。2.厭氧生物處理的進(jìn)展（1）早期——化糞池2.厭氧生物處理的進(jìn)展63（2）中期——厭氧接觸系統(tǒng)用于處理高濃度有機廢水時，為了強化有機物與池內(nèi)厭氧污泥的充分接觸，必須連續(xù)攪拌；同時為了提高處理效率，必須改間斷進(jìn)水排水為連續(xù)進(jìn)水排水。會造成厭氧污泥的大量流失。

上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）——這種反應(yīng)器是目前應(yīng)用最為廣泛的一種厭氧生物處理裝置。2.厭氧生物處理的進(jìn)展（2）中期——厭氧接觸系統(tǒng)2.厭氧生物處理的進(jìn)展642.厭氧生物處理的進(jìn)展（3）厭氧流化床反應(yīng)器

厭氧流化床反應(yīng)器的內(nèi)部充填著粒徑很小（d=0.5mm左右）的掛膜介質(zhì)，當(dāng)其表面長滿微生物時，稱為生物顆粒。在上升水流速度很小時，生物顆粒相互接觸，形成固定床。借助循環(huán)管增大反應(yīng)器內(nèi)的上升流速，可使生物顆粒開始脫離接觸，并呈懸浮狀態(tài)。當(dāng)繼續(xù)增大流速至污泥床的膨脹率達(dá)10~20%時，生物顆粒便呈流化態(tài)。2.厭氧生物處理的進(jìn)展（3）厭氧流化床反應(yīng)器65任務(wù)1

厭氧生物處理方法3.厭氧污泥的性質(zhì)和組成由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機雜質(zhì)形成的污泥顆粒。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0．5mm以上。微生物的組成主要有：由水解細(xì)菌、發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌、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。任務(wù)1厭氧生物處理方法3.厭氧污泥的性質(zhì)和組成664.厭氧污泥凈化廢水的作用機理“三階段四菌群”學(xué)說污染物的厭氧降解過程可以分為三個階段水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段框圖表示見下圖1）．水解酸化階段在水解細(xì)菌胞外酶的作用下大分子的有機物水解為小分子的有機物。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、二氧化碳、氫氣、氨等.4.厭氧污泥凈化廢水的作用機理“三階段四菌群”學(xué)說1）．水解67復(fù)雜有機物1水解酸化脂肪酸

乙酸

H2+CO22產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸

CH4+CO2H2S+CO2硫酸鹽還原硫酸鹽還原3產(chǎn)甲烷3產(chǎn)甲烷硫酸鹽還原復(fù)雜有機物1水解酸化脂肪酸乙酸H2+CO22產(chǎn)氫產(chǎn)乙682．產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)，這一階段的主導(dǎo)細(xì)菌是產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌。

同型產(chǎn)乙酸菌群：同型產(chǎn)乙酸菌群可將CO2或CO3-通過還原過程轉(zhuǎn)化為乙酸。3．產(chǎn)甲烷階段乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被產(chǎn)甲烷菌利用被轉(zhuǎn)化為甲烷和以及甲烷菌細(xì)胞物質(zhì)。經(jīng)過這些階段大分子的有機物就被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、氫氣、硫化氫等小分子物質(zhì)和少量的厭氧污泥。硫酸鹽還原菌甲烷八疊球菌屬2．產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段硫酸鹽還原菌甲烷八疊球菌屬695.厭氧生物處理的工藝流程其中厭氧污泥反應(yīng)器是工藝中的核心。廢水調(diào)節(jié)池↑37℃厭氧反應(yīng)器氣柜沉淀池出水回流污泥剩余污泥5.厭氧生物處理的工藝流程其中厭氧污泥反應(yīng)器是工藝中的核心。706.厭氧生物處理系統(tǒng)（1）厭氧接觸系統(tǒng)（2）厭氧生物濾池（3）上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）（4）上流式厭氧流化床（5）兩段厭氧消化系統(tǒng)（兩相厭氧法）

6.厭氧生物處理系統(tǒng)（1）厭氧接觸系統(tǒng)（2）厭氧生物濾池（371工業(yè)級UASB裝置鋼制圓形結(jié)構(gòu)混凝土方形結(jié)構(gòu)（便于施工及分離器設(shè)置）工業(yè)級UASB裝置鋼制圓形結(jié)構(gòu)混凝土方形結(jié)構(gòu)（便于施工及分離72任務(wù)2活性污泥的培養(yǎng)和運行控制

任務(wù)2731、活性污泥的生物相和性質(zhì)一、好氧微生物與污水治理（一）活性污泥法什么是活性污泥？1、活性污泥的生物相和性質(zhì)一、好氧微生物與污水治理（一）74什么是活性污泥？由細(xì)菌、霉菌、原生動物、后生動物等微生物群體及吸附的污水中有機和無機物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。什么是活性污泥？由細(xì)菌、霉菌、原生動物、后生動75（1）活性污泥中微生物相細(xì)菌：以異養(yǎng)型原核生物(細(xì)菌)為主，數(shù)量107～108個/ml，自養(yǎng)菌數(shù)量略低。其優(yōu)勢菌種：產(chǎn)堿桿菌屬等，它是降解污染物質(zhì)的主體，具有分解有機物的能力。（1）活性污泥中微生物相細(xì)菌：以異養(yǎng)型原核生物(細(xì)菌)為主，76絲狀細(xì)菌Filamentousbacteria活性污泥中重要的組成部分交叉穿織在菌膠團之間或附在絮狀體表面絲狀細(xì)菌具有很強的氧化分解有機物的能力,具有一定的凈化作用生長過速：活性污泥膨脹造成出水質(zhì)量下降學(xué)習(xí)情境八應(yīng)用微生物技術(shù)保護(hù)環(huán)境課件77原生動物：肉足蟲，鞭毛蟲和纖毛蟲3類、捕食游離細(xì)菌。其出現(xiàn)的順序反映了處理水質(zhì)的好壞（這里的好壞是指有機物的去除），最初是肉足蟲，繼之鞭毛蟲和游泳型纖毛蟲；當(dāng)處理水質(zhì)良好時出現(xiàn)固著型纖毛蟲，如鐘蟲、獨縮蟲、聚縮蟲、蓋纖蟲等。后生動物(主要指輪蟲），捕食菌膠團和原生動物，是水質(zhì)穩(wěn)定的標(biāo)志。因而利用鏡檢生物相評價活性污泥質(zhì)量與污水處理的質(zhì)量。真菌：由細(xì)小的腐生或寄生菌組成，具分解碳水化合物，脂肪、蛋白質(zhì)的功能，但絲狀菌大量增殖會引發(fā)污泥膨脹。原生動物：肉足蟲，鞭毛蟲和纖毛蟲3類、捕食游離細(xì)菌。其出現(xiàn)的78一組活性污泥圖片一組活性污泥圖片79（2）活性污泥的性狀顏色黃褐色狀態(tài)似礬花絮狀顆粒味道土腥味相對密度曝氣池混合液：1.002～1.00回流污泥：1.004～1.006粒徑0.02～0.2mm具有良好的活性具有很大的比表面積（2000~10000m2/m3）（2）活性污泥的性狀顏色黃褐色狀態(tài)似礬花絮狀顆粒味道土腥味相802、活性污泥法的凈化機理有機物＋微生物＋氧微生物細(xì)胞增長CO2、H2O、SO42－、NH3、PO43－等＋能量熱能釋出隨水排出

2、活性污泥法的凈化機理有機物＋微生物CO2、H2O、SO81由于活性污泥表面積很大，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1～30min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）生物吸附由于活性污泥表面積很大，具有很強的吸附能力，可以吸附82（2）氧化分解有機物分解有機物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物。（2）氧化分解有機物分解有機物O2微生物合成細(xì)胞物質(zhì)（微生83菌膠團的作用:（1）對有機物進(jìn)行吸附和氧化分解（2）為原生動物和微型后生動物提供良好的生存環(huán)境（3）為原生動物提供附著場所（4）具有指示作用菌膠團的作用:（1）對有機物進(jìn)行吸附和氧化分解843、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①根據(jù)生物變化判斷活性污泥的成熟程度

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。②根據(jù)生物種類判斷活性污泥和處理水質(zhì)的效果當(dāng)出現(xiàn)線蟲則說明缺氧③根據(jù)生物形態(tài)和數(shù)量的變化判斷處理條件蟲體變成胞囊或蟲體變長直至死亡3、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85（2）絲狀微生物的指示作用例如：

硫磺細(xì)菌能將水中硫化氫氧化為硫，并以硫粒形式存于體內(nèi)。當(dāng)水中溶解氧高時（大于1mg/L），體內(nèi)硫?？蛇M(jìn)一步氧化而消失。因此，通過對硫磺細(xì)菌體內(nèi)硫粒存在與否的觀察，可間接推測水中溶解氧的狀況。（2）絲狀微生物的指示作用例如：864、活性污泥的培養(yǎng)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/L～300mg/L后，在曝氣池內(nèi)連續(xù)曝氣，一般在15℃～20℃下經(jīng)一周左右就會出現(xiàn)活性污泥絮狀體。培養(yǎng)過程中，要及時適當(dāng)?shù)負(fù)Q水和排放剩余污泥，以補充營養(yǎng)和排出代謝產(chǎn)物。（1）活性污泥的培養(yǎng)4、活性污泥的培養(yǎng)與馴化在城市污水或與之類似的工業(yè)87如果工業(yè)廢水的性質(zhì)與生活污水相差很大時，用生活污水培養(yǎng)的活性污泥須用工業(yè)廢水進(jìn)行馴化。馴化的方法是混合液中逐漸增加工業(yè)廢水的比例，直到達(dá)到滿負(fù)荷。在培養(yǎng)過程中，不斷地加入少量的工業(yè)廢水，使微生物在培養(yǎng)過程中逐漸適應(yīng)新的環(huán)境。（2）活性污泥的馴化如果工業(yè)廢水的性質(zhì)與生活污水相差很大時，用生活污水培885、活性污泥性能監(jiān)測1）、生物相觀察2）、SV（污泥沉降比）是指池中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。

該指標(biāo)能夠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2h～4h測定一次。5、活性污泥性能監(jiān)測1）、生物相觀察893）、MLSS(污泥濃度)指單位體積混合液中干固體的含量，它是計量曝氣池中活性污泥數(shù)量多少的指標(biāo)。通常MLSS＝1500mg/L～2000mg/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。該指標(biāo)能夠更好地評價污泥的凝聚性能和沉降性能，其值過低，說明泥粒細(xì)小、密實，無機成分多；過高又說明污泥沉降性能不好，將要或已經(jīng)發(fā)生膨脹現(xiàn)象。城市污水處理活性污泥的SVI值介于50ml/g～150ml/g之間。它與污泥沉降比有如下關(guān)系：SVI=SV/MLSS3）、MLSS(污泥濃度)它與污泥沉降比有如下關(guān)系：906、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，引起沉淀池池面飄泥嚴(yán)重，出水水質(zhì)急劇變差的現(xiàn)象。本質(zhì)—污泥密度變小或黏附能力下降。分非絲狀菌污泥膨脹與絲狀菌污泥膨脹兩類6、活性污泥膨脹和控制對策提問：什么是活性污泥膨脹？91原因

——絲狀細(xì)菌（球衣菌、硫細(xì)菌）或真菌優(yōu)勢過度生長絲狀污泥膨脹（95％污泥膨脹）

原因——絲狀細(xì)菌（球衣菌、硫細(xì)菌）或真菌優(yōu)勢過度生長絲狀污92任務(wù)3生物膜的培養(yǎng)任務(wù)3生物膜的培養(yǎng)93任務(wù)3生物膜的培養(yǎng)生物填料表面附著的生物薄膜進(jìn)行污染物降解的生物處理法。于19世紀(jì)末，在研究土壤凈化污水的過濾田的基礎(chǔ)上，開發(fā)并應(yīng)用于生產(chǎn)。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，由于新型合成材料的大量