水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學原理課件

第三章

水環(huán)境污染控制與治理的

生態(tài)工程及微生物學原理第二篇微生物生態(tài)與環(huán)境工程中的微生物作用第三章

水環(huán)境污染控制與治理的

生態(tài)工程及微生物學原理第二1主要內容一、污、廢水生物處理中的生態(tài)系統二、活性污泥膨脹及控制對策三、厭氧環(huán)境中活性污泥和生物膜的微生物群落主要內容一、污、廢水生物處理中的生態(tài)系統2第一節(jié)

污、廢水生物處理中的生態(tài)系統污水生物處理好氧活性污泥法生物膜法活性污泥法好氧生物膜法厭氧活性污泥法厭氧生物膜法微生物懸浮微生物固著好氧厭氧厭氧好氧第一節(jié)

污、廢水生物處理中的生態(tài)系統污水生物處理好氧活性污泥3（一）好氧活性污泥的組成和性質1.好氧活性污泥的組成概念：是指由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物（兼有少量厭氧微生物）及其吸附的有機的和無機的固體物質混凝交織在一起形成的絮狀體。一、好氧活性污泥法（一）好氧活性污泥的組成和性質一、好氧活性污泥法4組成①具有代謝功能的微生物群體Ma（好氧、兼氧、厭氧）②微生物內源代謝、自身氧化的殘留物Me③由污水挾入的難為細菌降解的惰性有機物質Mi④由污水挾入的無機物質Mii組成52.好氧活性污泥的性質①含水率高（99%），密度為1.002~1.006，具有沉降性能；②大小為0.02~0.2mm，比表面積為20~100cm2/ml；③有生物活性，有吸附、氧化分解有機物的能力；④有自我繁殖能力；⑤呈弱酸性，對進水pH變化有一定承受能力。2.好氧活性污泥的性質63.好氧活性污泥的存在狀態(tài)

在曝氣池中，以懸浮狀態(tài)均勻地存在，并處于激烈的運動之中；在推流式的曝氣池中各區(qū)段之間的微生物種群和數量有差異，隨推流方向種類依次增多。但在每一區(qū)段的任何一點，微生物群落基本相同。3.好氧活性污泥的存在狀態(tài)7水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學原理課件8（二）好氧活性污泥中的微生物及其作用1.好氧活性污泥中的微生物種類核心微生物：細菌（菌膠團），多數是G—菌。附生微生物：藻類、真菌、原生動物和微型后生動物構成活性污泥的微生物種群隨營養(yǎng)條件、溫度、供氧和pH等環(huán)境條件的變化而改變。處理生活污水和醫(yī)院污水的活性污泥中還會有致病細菌、致病真菌、病毒、立克氏體、枝原體、衣原體、螺旋體等病原微生物。（二）好氧活性污泥中的微生物及其作用9細菌名稱細菌名稱動膠菌屬（優(yōu)勢菌）短桿菌屬叢毛單胞菌屬（優(yōu)勢菌）固氮菌屬產堿桿菌屬（較多）浮游球衣菌屬（少量）微球菌屬（較多）微絲菌屬棒狀桿菌屬大腸埃希氏菌屬（較多）黃桿菌屬（較多）產氣桿菌屬無色桿菌屬諾卡氏菌屬芽孢桿菌屬（較多）節(jié)桿菌屬假單胞菌屬（較多）螺菌屬亞硝化單菌屬酵母菌屬細菌名稱細菌名稱動膠菌屬（優(yōu)勢菌）短桿菌屬叢毛單胞菌屬（優(yōu)勢102.好氧活性污泥中菌膠團的作用菌膠團是活性污泥的結構和功能的中心，其作用：①對有機物具有很強的生物吸附和氧化分解能力；②對有機物的吸附和分解，為原生動物和后生動物提供良好的生存環(huán)境，如去除毒物、提供食料、溶解氧升高；③為原生動物和后生動物提供附著場所；④對好氧活性污泥的性能具有指示作用.2.好氧活性污泥中菌膠團的作用11新生菌膠團：顏色淺、無色透明，結構緊密，生命力旺盛，吸附和氧化能力強，即再生能力強。老化的菌膠團：顏色深，結構松散，活性不強，吸附和氧化能力強。新生菌膠團：顏色淺、無色透明，結構緊密，生命力旺盛，吸附和氧123.好氧活性污泥中的藻類藻類在活性污泥主要分布于水氣交界處，數量少。3.好氧活性污泥中的藻類藻類在活性污泥主要分布于水氣交界處134.好氧活性污泥中的真菌在活性污泥中常含有酵母和霉菌，它們能在酸性條件下生長繁殖，且需氧量比細菌少，所以在處理某些特種工業(yè)廢水及有機固體廢渣中起到重要作用。但總的來講，在廢水處理中真菌種類并不多，數量也較少。常見的為酵母、假絲酵母、青霉菌和鐮刀霉菌。4.好氧活性污泥中的真菌在活性污泥中常含有酵母和霉菌145.好氧活性污泥中的原生動物和后生動物及作用（1）指示作用①判斷水質和污（廢）水處理程度或活性污泥成熟程度隨污（廢）水凈化和水體自凈程度的增高，出現順序為：細菌→植物性鞭毛蟲→肉足蟲（變形蟲）→動物性鞭毛蟲→游泳性纖毛蟲、吸管蟲→固著型纖毛蟲→輪蟲5.好氧活性污泥中的原生動物和后生動物及作用15活性污泥培養(yǎng)期初期中期成熟期鞭毛蟲、變形蟲游泳性纖毛蟲、鞭毛蟲鐘蟲等固著型纖毛蟲、楯纖蟲、輪蟲污泥不同培養(yǎng)期指示生物活性污泥培養(yǎng)期初期中期成熟期鞭毛蟲、游泳性纖毛蟲、鐘蟲等固著16游泳型纖毛蟲游泳型17游泳型纖毛蟲游泳型18游泳型纖毛蟲游泳型19累枝蟲累枝蟲20累枝蟲累枝蟲21累枝蟲累枝蟲22鐘蟲鐘蟲23水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學原理課件24鐘蟲鐘蟲25鐘蟲鐘蟲26鐘蟲分裂中鐘蟲27漫游蟲漫游蟲28漫游蟲漫游蟲29輪蟲輪蟲30②判斷活性污泥和處理水質的好壞原生動物種類指示意義固著型纖毛蟲的鉤蟲屬、累枝蟲屬、蓋纖蟲屬、聚縮蟲屬、獨縮蟲屬、木盾纖蟲屬、吸管蟲屬、內管蟲屬、輪蟲活性污泥正常，出水水質好豆形蟲屬、草履蟲屬、四膜蟲屬、屋滴蟲屬、眼蟲屬活性污泥結構松散，出水水質差線蟲缺氧②判斷活性污泥和處理水質的好壞原生動物種類指示意義固著型纖毛31③根據原生動物遇惡劣環(huán)境改變個體形態(tài)及其變化過程判斷進水水質變化和運行中出現的問題如鐘蟲：當水中溶氧不足或其他環(huán)境條件惡劣時，由正常蟲體演變?yōu)榘?，發(fā)生變態(tài)；如果水質改善，蟲體可恢復常態(tài)，恢復活性。（P76圖）③根據原生動物遇惡劣環(huán)境改變個體形態(tài)及其變化過程判斷進水水質32意義：生物監(jiān)測可根據原生動物消長的規(guī)律性，在污水處理過程中對出水水質進行判斷，快速便捷；或根據原生動物的個體形態(tài)、生長狀況的變化預報出水水質和運行條件正常與否。意義：生物監(jiān)測33（2）凈化作用腐生性營養(yǎng)的鞭毛蟲通過滲透作用吸收污（廢）中的溶解性有機物動物性營養(yǎng)的原生動物吞食有機顆粒和游離細菌及其他微小的生物原生動物和微型后生動物吞食食物是無選擇的，既吞食有機顆粒，也吞食菌膠團，但它們的吞食量不影響整體的凈化效果，而且可以減少出水中細菌的數量。（2）凈化作用34（3）促進絮凝和沉淀作用有些原生動物能分泌一定的粘液物協同和促使細菌發(fā)生絮凝作用，如彎形豆蟲、鐘蟲.固著型纖毛蟲本身具有沉降性能.（3）促進絮凝和沉淀作用356、好氧活性污泥中微生物的濃度和數量微生物濃度：常用1L活性污泥混合液中含有多少mg恒重的干重的干固體即MLSS（混合液懸浮固體）表示.或用1L活性污泥混合液中含有多少mg恒重的、干的揮發(fā)性固體即MLVSS（混合液揮發(fā)性懸浮固體）表示.一般城市污水的MLVSS與MLSS之比在0.75左右。6、好氧活性污泥中微生物的濃度和數量36不同類型污(廢)水處理的MLSS指標：一般城市污水生物處理廠：2000~3000mg/L工業(yè)廢水生物處理廠：約3000mg/L高濃度有機廢水生物處理廠：3000~5000

mg/L微生物數量：正常成熟的好氧活性污泥中細菌數量大致為107~108個/ml。不同類型污(廢)水處理的MLSS指標：37（三）好氧活性污泥凈化廢水的作用機理吸附有機物污水微生物生長、繁殖、捕食O21.好氧活性污泥吸附和降解有機物的過程絮凝性微生物吸收、分解有機物水解性細菌回流污泥處理CO2H2ONH3SO42-PO43-出水O2曝氣池（三）好氧活性污泥凈化廢水的作用機理吸附有機物污水微生物生長382.好氧活性污泥生態(tài)系統中的食物鏈細菌污水原生動物后生動物2.好氧活性污泥生態(tài)系統中的食物鏈細菌污水原生動物后生動物39（四）好氧活性污泥法的工藝流程（四）好氧活性污泥法的工藝流程40（五）好氧活性污泥的培養(yǎng)1.獲得菌種取自污水處理廠的活性污泥取自不同水質廢水處理廠的活性污泥取自相同水質廢水處理廠的活性污泥取本廠集水池或沉淀池的下腳污泥本廠污水長期流經的河流淤泥。（五）好氧活性污泥的培養(yǎng)412.馴化——凡是采用與本廠不同水質廢水處理廠的活性污泥都要經馴化才能使用。馴化方法：間歇式曝氣培養(yǎng)低濃度廢水培養(yǎng)：曝氣23h，沉淀1h，傾去上清液，再進同濃度新鮮廢水繼續(xù)培養(yǎng)，每一濃度運行3~7d逐級提高廢水濃度提高至原廢水濃度活性污泥結構松散，游離細菌較多，出現鞭毛蟲和游泳性纖毛蟲，活性污泥有一定沉降效果以纖毛蟲為主，出現少量的，有一定耐污能力的纖毛蟲如累枝蟲，活性污泥沉降性能好原生動物由低級向高級演替2.馴化——凡是采用與本廠不同水質廢水處理廠的活性污泥都要423.連續(xù)曝氣培養(yǎng)取自相同水質處理廠的活性污泥作菌種可直接用連續(xù)曝氣培養(yǎng)法培養(yǎng)活性污泥活性污泥接種量按曝氣池體積的5%~10%投入，啟動初始維持低溶解氧（1mg/L），以小流量進水，運行7d；逐步增大進水流量，并逐漸提高溶氧,每個流量梯度均運行7d；當進水流量達到設計水量，培養(yǎng)結束，進入正式運行階段，維持溶解氧1~3mg/L。3.連續(xù)曝氣培養(yǎng)43活性污泥培養(yǎng)成熟衡量指標活性污泥（菌膠團）全面形成大顆粒絮凝團，結構緊密，沉降性能極好，SV30≥50%，SVI在100mL/g左右。鐘蟲等固著型纖毛蟲大量出現，并相繼出現楯纖蟲、漫游蟲、輪蟲等。生活污水—進水BOD5150~250mg/L，曝氣池MLSS維持2000mg/L，溶解氧維持1~2mg/L;工業(yè)廢水—進水BOD5200~300mg/L，曝氣池MLSS維持3000mg/L，溶解氧維持2~3mg/L.活性污泥培養(yǎng)成熟衡量指標活性污泥（菌膠團）全面形成大顆粒絮凝44培養(yǎng)前的污泥培養(yǎng)前的污泥45污泥培養(yǎng)后期污泥培養(yǎng)后期46（六）氧化塘中的微生物群落及處理廢水機制1.氧化塘的概念

氧化塘是一種大面積、敞開式的污水處理系統。廢水在穩(wěn)定塘中停留一段時間，由藻類的光合作用產生氧，以及從空氣溶解的氧來調節(jié)氧的狀態(tài)，以微生物為主的生物對廢水中的有機物進行生物降解。（六）氧化塘中的微生物群落及處理廢水機制472.氧化塘（溝）中的生物群落微生物：細菌、真菌、藻類；水生動物：原生動物、后生動物等；水生植物：挺水植物、浮水植物、沉水植物。2.氧化塘（溝）中的生物群落48水芹菜水芹菜49大薸大薸503.氧化塘（溝）處理廢水的機理物理作用：吸附、過濾；化學作用：氧化、還原、沉淀、溶解；生物作用：生物吸收、生物降解。3.氧化塘（溝）處理廢水的機理51氧化塘處理污水的機理氧化塘處理污水的機理5220世紀60年代末至90年代，我國陸續(xù)修建了一批氧化塘，代表性的有：日處理20萬m3城市污水的齊齊哈爾穩(wěn)定塘日處理17萬m3城市污水的西安漕運河穩(wěn)定塘日處理3萬m3城市污水的山東膠州氧化塘日處理8萬m3農藥廢水的湖北鴨兒湖氧化塘內蒙古滿洲里市氧化塘新疆克拉瑪依市氧化塘20世紀60年代末至90年代，我國陸續(xù)修建了一批氧化塘，代表53二、好氧生物膜法概念：利用生物填料表面附著的生物薄膜進行污染物降解的生物處理法。于19世紀末，在研究土壤凈化污水的過濾田的基礎上，開發(fā)并應用于生產。由于效果不如后來出現的活性污泥法，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和環(huán)境保護對水質要求的進一步提高，生物膜法又獲得了新的發(fā)展。二、好氧生物膜法概念：利用生物填料表面附著的生物薄膜進行污染54——好氧生物膜法構筑物有普通濾池高負荷生物濾池塔式生物濾池生物轉盤生物接觸氧化法(即浸沒濾池法)?！醚跎锬し嬛镉?5生物濾池和填料生物濾池和填料56水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學原理課件57生物轉盤生物轉盤58（一）好氧生物膜中的微生物群落1.好氧生物膜

好氧生物膜是指由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物粘附在生物濾池濾料上或生物轉盤盤片上的一層帶粘性、薄膜狀的微生物混合體。（一）好氧生物膜中的微生物群落1.好氧生物膜59生物填料上的生物膜生物填料上的生物膜602.好氧生物膜內的微生物群落及其功能1）普通生物濾池的微生物群落

根據位置與功能不同分為：生物膜生物生物膜面生物濾池掃除生物2.好氧生物膜內的微生物群落及其功能61濾掃生物2~3mm0.3mm好氧區(qū)膜生物膜面生物濾掃生物2~3mm0.3mm好氧區(qū)膜生物膜面生物62

生物膜生物生物膜面生物濾池掃除生物所處位置膜內膜表面膜外層生物組成以菌膠團為主要組分，輔以浮游球衣菌、藻類等固著型纖毛蟲及游泳型纖毛蟲輪蟲、線蟲、寡毛類的沙蠶、顆體蟲功能凈化和穩(wěn)定污、廢水水質促進濾池凈化速度，提高濾池整體的處理效率去除濾池內的污泥、防止污泥積聚和堵塞普通生物濾池生物膜的微生物群落生物膜生物生物膜面生物濾池掃除生物所處位置膜內膜表面膜外層63生物濾池（塔）中的微生物分層特征表相當于多污帶相當于中污帶相當于寡污帶2）塔式濾池好氧生物膜的結構生物濾池（塔）中的微生物分層特征表相當于多污帶相當于中污帶相643.好氧生物膜的凈化作用機理有機污染物吸附吸收生物膜生物生物膜面生物吸附力再生剩余污泥脫落物濾池掃除生物固著性纖毛蟲游動性纖毛蟲微型后生動物絮凝性細菌及其它微生物輪蟲線蟲顠體蟲3.好氧生物膜的凈化作用機理有機吸附吸收生物膜生物膜面吸剩651.自然掛膜法用泵將含自然菌種的工業(yè)廢水慢流速打入生物濾池→循環(huán)3~7d→慢性連續(xù)進水→達到設計水量，完成生物膜培養(yǎng)→正式運行（二）好氧生物膜的培養(yǎng)1.自然掛膜法（二）好氧生物膜的培養(yǎng)662.活性污泥掛膜法用泵將活性污泥與廢水的混合物慢速打入生物濾池→循環(huán)3~7d→慢性連續(xù)進水→達到設計水量，完成生物膜培養(yǎng)→正式運行2.活性污泥掛膜法673.優(yōu)勢菌種掛膜法從自然環(huán)境或廢水處理中篩選、分離獲得優(yōu)勢菌種，與廢水充分混合，用泵慢速打入生物濾池→循環(huán)3~7d→慢性連續(xù)進水→達到設計水量，完成生物膜培養(yǎng)→正式運行3.優(yōu)勢菌種掛膜法68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好氧生物濾池法與活性污泥法的比較同一類型廢水

好氧活性污泥法與生物濾池法處理效果對比好氧生物69好氧活性污泥法與生物濾池法優(yōu)缺點對比—據《微生物生態(tài)學》好氧活性污泥法與生物濾池法優(yōu)缺點對比—據《微生物生態(tài)學》70第二節(jié)活性污泥膨脹及控制對策提問：什么是活性污泥膨脹？正常污泥：由許多具有絮凝作用的絮凝細菌—菌膠團細菌占優(yōu)勢，輔以少量絲狀細菌，大量鐘蟲類的固著型纖毛蟲、旋輪蟲等組成。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，引起二沉池池面飄泥嚴重，出水水質急劇變差的現象。第二節(jié)活性污泥膨脹及控制對策提問：什么是活性污泥膨脹？71活性污泥膨脹的本質：污泥密度變小或黏附能力下降?！譃閮深悾悍墙z狀菌污泥膨脹絲狀菌污泥膨脹活性污泥膨脹的本質：污泥密度變小或黏附能力下降。721.非絲狀菌污泥膨脹①曝氣力度過大，污泥碎裂膨脹提問：原因——？氣泡夾帶，密度降低；氣泡機械破碎；細菌處于對數期多糖分泌減少②缺氧、厭氧膨脹漂泥提問：原因——？二沉池底部淤泥厭氧產氣（反硝化產生N2、CH4)1.非絲狀菌污泥膨脹①曝氣力度過大，污泥碎裂膨脹73③進水水質有過量的表面活性物質和油脂類化合物；提問：原因——？油及泡沫降低污泥密度④生物中毒（pH波動大、補堿過量、溫度過高、CODcr濃度驟然升高、含酚及其衍生物，醇、醛和某些有機酚、硫化物、重金屬及鹵化物過高等）導致污泥膨脹原因——？細菌——休克死亡、粘液分泌減少③進水水質有過量的表面活性物質和油脂類化合物；74⑥BOD/N過高⑦假菌絲或后生動物鉆噬污泥膨脹大腸埃希氏菌及芽孢桿菌形成暫時性假絲狀生長或后生動物鉆噬而形成的膨脹污泥。（很少見）原因：高含水率菌膠團占優(yōu)勢⑤新污泥膨脹現象未馴化污泥對新類型廢水不適應，不沉降或沉降極慢，長時間曝氣馴化后恢復正常；⑥BOD/N過高⑦假菌絲或后生動物鉆噬污泥膨脹原因：高含水率75水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學原理課件76污泥膨脹常見絲狀菌：諾卡氏菌屬、浮游球衣菌屬、微絲菌屬、發(fā)硫菌屬、貝日阿托氏菌屬、亮發(fā)菌等。主導原因——絲狀細菌（球衣菌、硫細菌）或真菌優(yōu)勢過度生長。2.絲狀菌污泥膨脹（95％污泥膨脹）

污泥膨脹常見絲狀菌：諾卡氏菌屬、浮游球衣菌屬、微絲菌屬、發(fā)硫77誘因：環(huán)境條件促進絲狀菌優(yōu)勢生長A.曝氣池DO長期維持在較低（＜0.1~0.2mg/l）B.

水溫過高（＞25℃）、pH過低（＜6.5）C.硫化物過高硫細菌（絲狀菌一種）以硫化氫為食

2.絲狀菌污泥膨脹（95％污泥膨脹）誘因：環(huán)境條件促進絲狀菌優(yōu)勢生長2.絲狀菌污泥膨脹（9578水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學原理課件79

大量的菌絲伸出菌膠團，菌絲形狀稍彎，無分枝，長度在50um～200um之間，直徑在0.7～1.4um之間，菌絲上有部分附著物，內有橫隔，污泥結構變差。

大量的菌絲伸出菌膠團，菌絲形狀稍彎，無分枝，長度在580

81

82D.營養(yǎng)失衡：

廢水C/N比高，N少；無機金屬離子較少原因——菌絲體儲備營養(yǎng)物稀少、表面積大，在稀溶液中爭奪營養(yǎng)物質的能力強，更適合于貧瘠環(huán)境（包括溶解氧、各種營養(yǎng)物）的生長；F.毒物沖擊原因—菌絲體耐受能力強D.營養(yǎng)失衡：廢水C/N比高，N少；無機金屬離子較少833.污泥絲狀膨脹的機理“表面積和容積比假說”具體內容？在單位體積中，呈絲狀擴展生長的絲狀菌的表面積與容積之比較絮凝菌膠團細菌的大，對有限制性的營養(yǎng)和環(huán)境條件的爭奪占優(yōu)勢，絮凝性菌膠團細菌處于劣勢，絲狀菌大量生長繁殖成優(yōu)勢菌，從而引起活性污泥膨脹。3.污泥絲狀膨脹的機理“表面積和容積比假說”84絲狀菌和絮凝性菌膠團細菌的優(yōu)勢競爭表現在：對溶解氧的競爭對可溶性有機物的競爭對氮、磷的競爭有機物沖擊負荷的影響絲狀菌和絮凝性菌膠團細菌的優(yōu)勢競爭表現在：854.污泥膨脹的預防與控制對策提問：基于上述原理如何預防污泥膨脹？A.設調節(jié)池(及事故池)控制高負荷（BOD、毒物）沖擊B.

控制溶解氧溶解氧濃度必須控制在3～4mg/L。4.污泥膨脹的預防與控制對策提問：基于上述原理如何預防污泥膨86C.調節(jié)廢水的營養(yǎng)配比盡量逼近BOD5與N和P的比例BOD5：N：P＝100：5：1。補N——尿素或含氮量高的污泥消化池上清液補P——磷酸鈉D.

改革工藝將活性污泥法改為生物膜法在曝氣池中加填料改為生物接觸氧化法SBR(即序批式間歇曝氣反應器)法、A/O、A2/OC.調節(jié)廢水的營養(yǎng)配比87提問：發(fā)生后如何處理？A．投加次氯酸鈉（10~20mg/l內）、H2O2（100~200mg/l內）有選擇的控制絲狀微生物的過渡生長B．投加混凝劑FeSO4和FeCl3、干污泥或濃縮消化污泥增加絮體密度、強度，使已膨脹的污泥恢復正常C.強化補氮（C:N＝100：20～30）D.替換污泥：最直接的方法提問：發(fā)生后如何處理？88第三節(jié)厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法中的微生物群落廢水的厭氧處理主要用于高濃度有機廢水的前處理;一、厭氧法的優(yōu)缺點提問：優(yōu)點有哪些？1．產生的沼氣可用于發(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%，甲烷產量為理論的80%時，則可日產甲烷2240m3,其熱值相當于3.85t原煤，可發(fā)電5400度電。第三節(jié)厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法中的微生物群落廢水的892．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．產生的污泥量少，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)廢水處理中得到了廣泛的應用。但厭氧處理也存在缺點.2．對營養(yǎng)物的需求量少90提問：厭氧法的缺點？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)中需要設置進水的控溫裝置，37℃。3．厭氧微生物對有毒物質較為敏感；但經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。提問：厭氧法的缺點？914.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．處理過程中產生臭氣和有色物質提問：是什么？臭氣主要是SRB（硫酸還原菌）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，需要添加后處理設施，進一步脫色脫臭。4.初次啟動過程緩慢，處理時間長92

二、厭氧活性污泥（一）厭氧活性污泥的性質和組成由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機雜質形成的污泥顆粒。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。二、厭氧活性污泥（一）厭氧活性污泥的性質和組成93微生物的組成主要有六種：由外到內：水解細菌、發(fā)酵細菌、產氫細菌和產乙酸菌、產甲烷菌、硫酸鹽還原菌、厭氧原生動物，其中產甲烷絲菌是厭氧活性污泥的中心骨架微生物的組成主要有六種：94三、厭氧活性污泥凈化廢水的作用機理——甲烷發(fā)酵理論復雜污染物的厭氧降解過程可以分為四個階段:——布賴恩特（Byrant），1979①水解、發(fā)酵階段（又稱酸化階段）②產氫、產乙酸階段③產甲烷階段④同型產乙酸階段三、厭氧活性污泥凈化廢水的作用機理——甲烷發(fā)酵理論復雜污染物951．水解、發(fā)酵階段水解和發(fā)酵性細菌將大分子的有機物水解為小分子的有機物淀粉、纖維素→單糖→丙酮酸蛋白質→氨基酸→有機酸和氨脂類→低級脂肪酸、醇作用微生物：水解、發(fā)酵性菌群專性厭氧菌：梭菌、擬桿菌、丁酸弧菌、雙歧桿菌等；兼性厭氧菌：鏈球菌、腸道菌1．水解、發(fā)酵階段962．產氫、產乙酸階段產氫和產乙酸細菌把上一階段的產物進一步分解為乙酸、氫氣。作用微生物：S菌株、硫酸還原菌等S菌株：厭氧G-菌，發(fā)酵乙醇產生乙酸和氫；硫酸還原菌：與產甲烷菌協同將乙醇和乳酸轉化為乙酸、氫氣和二氧化碳。將第一階段發(fā)酵的三碳以上有機酸、長鏈脂肪酸、芳香族酸及醇分解為乙酸和氫氣的細菌2．產氫、產乙酸階段973．產甲烷階段氫氣、二氧化碳、乙酸、甲酸、甲醇、甲基胺等被產甲烷菌利用轉化為甲烷和以及產甲烷菌細胞物質。經過這些階段大分子的有機物就被轉化為甲烷、二氧化碳、氫氣、硫化氫等小分子物質和少量的厭氧污泥。作用微生物：兩組不同的專性厭氧產甲烷菌一組：氫氣+二氧化碳→甲烷二組：乙酸、甲酸、甲醇、甲基胺→甲烷3．產甲烷階段984.同型產乙酸階段同型產乙酸菌將氫和二氧化碳轉化為乙酸該階段的作用目前仍在研究中4.同型產乙酸階段99復雜有機物1、水解發(fā)酵低級脂肪酸、醇

乙酸H2+CO22.產氫、產乙酸CH4+CO23.產甲烷3.產甲烷H2+CO2乙酸硫酸鹽還原4.同氫產乙酸乙酸復雜有機物1、水解發(fā)酵低級脂肪酸、醇乙酸H2+CO2100四、厭氧生物反應器工作原理2級(平流沉淀+厭氧污泥消化)全國各地使用廣泛，為生活污水的預處理——液固分離處理污泥及厭氧殺寄生蟲及病菌第一代厭氧反應器——化糞池缺點：污泥量少、易被帶出，靜態(tài)消化

四、厭氧生物反應器工作原理全國各地使用廣泛，為生活污水的預處101克服了第一代的缺點，且處理污水

第二代厭氧反應器（1）UASB反應器influentSludgebed污泥沉降沼氣阻擋收集effluent克服了第一代的缺點，且處理污水第二代厭氧反應器（1）UAS102工業(yè)級UASB裝置http://www.fkk.co.jp/e/ourbusiness/water-body2-e.html/uasb.htmhttp://www.biogas.ch/emmi.htm鋼制圓形結構混凝土方形結構（便于施工及分離器設置）工業(yè)級UASB裝置http://www.fkk.co.jp/103全世界有幾千座UASB反應器，占所有厭氧反應器（第二代以上）總數的64%，應用廣泛。

64％全世界有幾千座UASB反應器，占所有厭氧反應器（第二代以上）104（2）Anaerobicfluidizedbedbiofilmreactor厭氧流化床生物膜反應器（AFB)①化工流化床原理

②爐灰等作生物膜載體，生物顆粒流化

③出水外回流（2）Anaerobicfluidizedbedbio105第三代厭氧生物反應器厭氧膨脹顆粒污泥床內循環(huán)反應器升流式污泥床過濾器填料EGSBICUBF第三代厭氧生物反應器厭氧膨脹顆粒污泥床內循環(huán)反應器106以前通常能不用厭氧法處理的就不用，不得已時結合厭氧處理與好氧處理先后處理，現在厭氧反應器發(fā)展迅速，逐漸成為水處理的新的主力設備。以前通常能不用厭氧法處理的就不用，不得已時結合厭氧處理與好氧107五.其它污（廢）水厭氧生物處理法1）PSB法作用微生物：光合細菌（紅螺菌科的紅螺菌屬、紅假單胞菌屬、紅微菌屬等）優(yōu)點：能處理BOD≥10000mg/L的高濃度有機廢水，BOD5去除率可達95%甚至更高；缺點：只能利用脂肪酸等小分子化合物，因此需要水解性細菌進行前處理。五.其它污（廢）水厭氧生物處理法1）PSB法1082）SRB法作用微生物：硫酸鹽還原細菌（脫硫弧菌屬、脫硫假單胞菌屬、脫硫微菌屬等）優(yōu)點：能在氧化還原電位極低（-250mV）的厭氧條件下，處理含SO42-的高濃度有機廢水，為后續(xù)甲烷發(fā)酵提供條件；缺點：產生臭氣（硫化氫氣體以及硫醇、氨氣、有機酸）和有色物質（金屬硫化物沉淀）。2）SRB法109第三章

水環(huán)境污染控制與治理的

生態(tài)工程及微生物學原理第二篇微生物生態(tài)與環(huán)境工程中的微生物作用第三章

水環(huán)境污染控制與治理的

生態(tài)工程及微生物學原理第二110主要內容一、污、廢水生物處理中的生態(tài)系統二、活性污泥膨脹及控制對策三、厭氧環(huán)境中活性污泥和生物膜的微生物群落主要內容一、污、廢水生物處理中的生態(tài)系統111第一節(jié)

污、廢水生物處理中的生態(tài)系統污水生物處理好氧活性污泥法生物膜法活性污泥法好氧生物膜法厭氧活性污泥法厭氧生物膜法微生物懸浮微生物固著好氧厭氧厭氧好氧第一節(jié)

污、廢水生物處理中的生態(tài)系統污水生物處理好氧活性污泥112（一）好氧活性污泥的組成和性質1.好氧活性污泥的組成概念：是指由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物（兼有少量厭氧微生物）及其吸附的有機的和無機的固體物質混凝交織在一起形成的絮狀體。一、好氧活性污泥法（一）好氧活性污泥的組成和性質一、好氧活性污泥法113組成①具有代謝功能的微生物群體Ma（好氧、兼氧、厭氧）②微生物內源代謝、自身氧化的殘留物Me③由污水挾入的難為細菌降解的惰性有機物質Mi④由污水挾入的無機物質Mii組成1142.好氧活性污泥的性質①含水率高（99%），密度為1.002~1.006，具有沉降性能；②大小為0.02~0.2mm，比表面積為20~100cm2/ml；③有生物活性，有吸附、氧化分解有機物的能力；④有自我繁殖能力；⑤呈弱酸性，對進水pH變化有一定承受能力。2.好氧活性污泥的性質1153.好氧活性污泥的存在狀態(tài)

在曝氣池中，以懸浮狀態(tài)均勻地存在，并處于激烈的運動之中；在推流式的曝氣池中各區(qū)段之間的微生物種群和數量有差異，隨推流方向種類依次增多。但在每一區(qū)段的任何一點，微生物群落基本相同。3.好氧活性污泥的存在狀態(tài)116水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學原理課件117（二）好氧活性污泥中的微生物及其作用1.好氧活性污泥中的微生物種類核心微生物：細菌（菌膠團），多數是G—菌。附生微生物：藻類、真菌、原生動物和微型后生動物構成活性污泥的微生物種群隨營養(yǎng)條件、溫度、供氧和pH等環(huán)境條件的變化而改變。處理生活污水和醫(yī)院污水的活性污泥中還會有致病細菌、致病真菌、病毒、立克氏體、枝原體、衣原體、螺旋體等病原微生物。（二）好氧活性污泥中的微生物及其作用118細菌名稱細菌名稱動膠菌屬（優(yōu)勢菌）短桿菌屬叢毛單胞菌屬（優(yōu)勢菌）固氮菌屬產堿桿菌屬（較多）浮游球衣菌屬（少量）微球菌屬（較多）微絲菌屬棒狀桿菌屬大腸埃希氏菌屬（較多）黃桿菌屬（較多）產氣桿菌屬無色桿菌屬諾卡氏菌屬芽孢桿菌屬（較多）節(jié)桿菌屬假單胞菌屬（較多）螺菌屬亞硝化單菌屬酵母菌屬細菌名稱細菌名稱動膠菌屬（優(yōu)勢菌）短桿菌屬叢毛單胞菌屬（優(yōu)勢1192.好氧活性污泥中菌膠團的作用菌膠團是活性污泥的結構和功能的中心，其作用：①對有機物具有很強的生物吸附和氧化分解能力；②對有機物的吸附和分解，為原生動物和后生動物提供良好的生存環(huán)境，如去除毒物、提供食料、溶解氧升高；③為原生動物和后生動物提供附著場所；④對好氧活性污泥的性能具有指示作用.2.好氧活性污泥中菌膠團的作用120新生菌膠團：顏色淺、無色透明，結構緊密，生命力旺盛，吸附和氧化能力強，即再生能力強。老化的菌膠團：顏色深，結構松散，活性不強，吸附和氧化能力強。新生菌膠團：顏色淺、無色透明，結構緊密，生命力旺盛，吸附和氧1213.好氧活性污泥中的藻類藻類在活性污泥主要分布于水氣交界處，數量少。3.好氧活性污泥中的藻類藻類在活性污泥主要分布于水氣交界處1224.好氧活性污泥中的真菌在活性污泥中常含有酵母和霉菌，它們能在酸性條件下生長繁殖，且需氧量比細菌少，所以在處理某些特種工業(yè)廢水及有機固體廢渣中起到重要作用。但總的來講，在廢水處理中真菌種類并不多，數量也較少。常見的為酵母、假絲酵母、青霉菌和鐮刀霉菌。4.好氧活性污泥中的真菌在活性污泥中常含有酵母和霉菌1235.好氧活性污泥中的原生動物和后生動物及作用（1）指示作用①判斷水質和污（廢）水處理程度或活性污泥成熟程度隨污（廢）水凈化和水體自凈程度的增高，出現順序為：細菌→植物性鞭毛蟲→肉足蟲（變形蟲）→動物性鞭毛蟲→游泳性纖毛蟲、吸管蟲→固著型纖毛蟲→輪蟲5.好氧活性污泥中的原生動物和后生動物及作用124活性污泥培養(yǎng)期初期中期成熟期鞭毛蟲、變形蟲游泳性纖毛蟲、鞭毛蟲鐘蟲等固著型纖毛蟲、楯纖蟲、輪蟲污泥不同培養(yǎng)期指示生物活性污泥培養(yǎng)期初期中期成熟期鞭毛蟲、游泳性纖毛蟲、鐘蟲等固著125游泳型纖毛蟲游泳型126游泳型纖毛蟲游泳型127游泳型纖毛蟲游泳型128累枝蟲累枝蟲129累枝蟲累枝蟲130累枝蟲累枝蟲131鐘蟲鐘蟲132水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學原理課件133鐘蟲鐘蟲134鐘蟲鐘蟲135鐘蟲分裂中鐘蟲136漫游蟲漫游蟲137漫游蟲漫游蟲138輪蟲輪蟲139②判斷活性污泥和處理水質的好壞原生動物種類指示意義固著型纖毛蟲的鉤蟲屬、累枝蟲屬、蓋纖蟲屬、聚縮蟲屬、獨縮蟲屬、木盾纖蟲屬、吸管蟲屬、內管蟲屬、輪蟲活性污泥正常，出水水質好豆形蟲屬、草履蟲屬、四膜蟲屬、屋滴蟲屬、眼蟲屬活性污泥結構松散，出水水質差線蟲缺氧②判斷活性污泥和處理水質的好壞原生動物種類指示意義固著型纖毛140③根據原生動物遇惡劣環(huán)境改變個體形態(tài)及其變化過程判斷進水水質變化和運行中出現的問題如鐘蟲：當水中溶氧不足或其他環(huán)境條件惡劣時，由正常蟲體演變?yōu)榘遥l(fā)生變態(tài)；如果水質改善，蟲體可恢復常態(tài)，恢復活性。（P76圖）③根據原生動物遇惡劣環(huán)境改變個體形態(tài)及其變化過程判斷進水水質141意義：生物監(jiān)測可根據原生動物消長的規(guī)律性，在污水處理過程中對出水水質進行判斷，快速便捷；或根據原生動物的個體形態(tài)、生長狀況的變化預報出水水質和運行條件正常與否。意義：生物監(jiān)測142（2）凈化作用腐生性營養(yǎng)的鞭毛蟲通過滲透作用吸收污（廢）中的溶解性有機物動物性營養(yǎng)的原生動物吞食有機顆粒和游離細菌及其他微小的生物原生動物和微型后生動物吞食食物是無選擇的，既吞食有機顆粒，也吞食菌膠團，但它們的吞食量不影響整體的凈化效果，而且可以減少出水中細菌的數量。（2）凈化作用143（3）促進絮凝和沉淀作用有些原生動物能分泌一定的粘液物協同和促使細菌發(fā)生絮凝作用，如彎形豆蟲、鐘蟲.固著型纖毛蟲本身具有沉降性能.（3）促進絮凝和沉淀作用1446、好氧活性污泥中微生物的濃度和數量微生物濃度：常用1L活性污泥混合液中含有多少mg恒重的干重的干固體即MLSS（混合液懸浮固體）表示.或用1L活性污泥混合液中含有多少mg恒重的、干的揮發(fā)性固體即MLVSS（混合液揮發(fā)性懸浮固體）表示.一般城市污水的MLVSS與MLSS之比在0.75左右。6、好氧活性污泥中微生物的濃度和數量145不同類型污(廢)水處理的MLSS指標：一般城市污水生物處理廠：2000~3000mg/L工業(yè)廢水生物處理廠：約3000mg/L高濃度有機廢水生物處理廠：3000~5000

mg/L微生物數量：正常成熟的好氧活性污泥中細菌數量大致為107~108個/ml。不同類型污(廢)水處理的MLSS指標：146（三）好氧活性污泥凈化廢水的作用機理吸附有機物污水微生物生長、繁殖、捕食O21.好氧活性污泥吸附和降解有機物的過程絮凝性微生物吸收、分解有機物水解性細菌回流污泥處理CO2H2ONH3SO42-PO43-出水O2曝氣池（三）好氧活性污泥凈化廢水的作用機理吸附有機物污水微生物生長1472.好氧活性污泥生態(tài)系統中的食物鏈細菌污水原生動物后生動物2.好氧活性污泥生態(tài)系統中的食物鏈細菌污水原生動物后生動物148（四）好氧活性污泥法的工藝流程（四）好氧活性污泥法的工藝流程149（五）好氧活性污泥的培養(yǎng)1.獲得菌種取自污水處理廠的活性污泥取自不同水質廢水處理廠的活性污泥取自相同水質廢水處理廠的活性污泥取本廠集水池或沉淀池的下腳污泥本廠污水長期流經的河流淤泥。（五）好氧活性污泥的培養(yǎng)1502.馴化——凡是采用與本廠不同水質廢水處理廠的活性污泥都要經馴化才能使用。馴化方法：間歇式曝氣培養(yǎng)低濃度廢水培養(yǎng)：曝氣23h，沉淀1h，傾去上清液，再進同濃度新鮮廢水繼續(xù)培養(yǎng)，每一濃度運行3~7d逐級提高廢水濃度提高至原廢水濃度活性污泥結構松散，游離細菌較多，出現鞭毛蟲和游泳性纖毛蟲，活性污泥有一定沉降效果以纖毛蟲為主，出現少量的，有一定耐污能力的纖毛蟲如累枝蟲，活性污泥沉降性能好原生動物由低級向高級演替2.馴化——凡是采用與本廠不同水質廢水處理廠的活性污泥都要1513.連續(xù)曝氣培養(yǎng)取自相同水質處理廠的活性污泥作菌種可直接用連續(xù)曝氣培養(yǎng)法培養(yǎng)活性污泥活性污泥接種量按曝氣池體積的5%~10%投入，啟動初始維持低溶解氧（1mg/L），以小流量進水，運行7d；逐步增大進水流量，并逐漸提高溶氧,每個流量梯度均運行7d；當進水流量達到設計水量，培養(yǎng)結束，進入正式運行階段，維持溶解氧1~3mg/L。3.連續(xù)曝氣培養(yǎng)152活性污泥培養(yǎng)成熟衡量指標活性污泥（菌膠團）全面形成大顆粒絮凝團，結構緊密，沉降性能極好，SV30≥50%，SVI在100mL/g左右。鐘蟲等固著型纖毛蟲大量出現，并相繼出現楯纖蟲、漫游蟲、輪蟲等。生活污水—進水BOD5150~250mg/L，曝氣池MLSS維持2000mg/L，溶解氧維持1~2mg/L;工業(yè)廢水—進水BOD5200~300mg/L，曝氣池MLSS維持3000mg/L，溶解氧維持2~3mg/L.活性污泥培養(yǎng)成熟衡量指標活性污泥（菌膠團）全面形成大顆粒絮凝153培養(yǎng)前的污泥培養(yǎng)前的污泥154污泥培養(yǎng)后期污泥培養(yǎng)后期155（六）氧化塘中的微生物群落及處理廢水機制1.氧化塘的概念

氧化塘是一種大面積、敞開式的污水處理系統。廢水在穩(wěn)定塘中停留一段時間，由藻類的光合作用產生氧，以及從空氣溶解的氧來調節(jié)氧的狀態(tài)，以微生物為主的生物對廢水中的有機物進行生物降解。（六）氧化塘中的微生物群落及處理廢水機制1562.氧化塘（溝）中的生物群落微生物：細菌、真菌、藻類；水生動物：原生動物、后生動物等；水生植物：挺水植物、浮水植物、沉水植物。2.氧化塘（溝）中的生物群落157水芹菜水芹菜158大薸大薸1593.氧化塘（溝）處理廢水的機理物理作用：吸附、過濾；化學作用：氧化、還原、沉淀、溶解；生物作用：生物吸收、生物降解。3.氧化塘（溝）處理廢水的機理160氧化塘處理污水的機理氧化塘處理污水的機理16120世紀60年代末至90年代，我國陸續(xù)修建了一批氧化塘，代表性的有：日處理20萬m3城市污水的齊齊哈爾穩(wěn)定塘日處理17萬m3城市污水的西安漕運河穩(wěn)定塘日處理3萬m3城市污水的山東膠州氧化塘日處理8萬m3農藥廢水的湖北鴨兒湖氧化塘內蒙古滿洲里市氧化塘新疆克拉瑪依市氧化塘20世紀60年代末至90年代，我國陸續(xù)修建了一批氧化塘，代表162二、好氧生物膜法概念：利用生物填料表面附著的生物薄膜進行污染物降解的生物處理法。于19世紀末，在研究土壤凈化污水的過濾田的基礎上，開發(fā)并應用于生產。由于效果不如后來出現的活性污泥法，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和環(huán)境保護對水質要求的進一步提高，生物膜法又獲得了新的發(fā)展。二、好氧生物膜法概念：利用生物填料表面附著的生物薄膜進行污染163——好氧生物膜法構筑物有普通濾池高負荷生物濾池塔式生物濾池生物轉盤生物接觸氧化法(即浸沒濾池法)?！醚跎锬し嬛镉?64生物濾池和填料生物濾池和填料165水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學原理課件166生物轉盤生物轉盤167（一）好氧生物膜中的微生物群落1.好氧生物膜

好氧生物膜是指由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物粘附在生物濾池濾料上或生物轉盤盤片上的一層帶粘性、薄膜狀的微生物混合體。（一）好氧生物膜中的微生物群落1.好氧生物膜168生物填料上的生物膜生物填料上的生物膜1692.好氧生物膜內的微生物群落及其功能1）普通生物濾池的微生物群落

根據位置與功能不同分為：生物膜生物生物膜面生物濾池掃除生物2.好氧生物膜內的微生物群落及其功能170濾掃生物2~3mm0.3mm好氧區(qū)膜生物膜面生物濾掃生物2~3mm0.3mm好氧區(qū)膜生物膜面生物171

生物膜生物生物膜面生物濾池掃除生物所處位置膜內膜表面膜外層生物組成以菌膠團為主要組分，輔以浮游球衣菌、藻類等固著型纖毛蟲及游泳型纖毛蟲輪蟲、線蟲、寡毛類的沙蠶、顆體蟲功能凈化和穩(wěn)定污、廢水水質促進濾池凈化速度，提高濾池整體的處理效率去除濾池內的污泥、防止污泥積聚和堵塞普通生物濾池生物膜的微生物群落生物膜生物生物膜面生物濾池掃除生物所處位置膜內膜表面膜外層172生物濾池（塔）中的微生物分層特征表相當于多污帶相當于中污帶相當于寡污帶2）塔式濾池好氧生物膜的結構生物濾池（塔）中的微生物分層特征表相當于多污帶相當于中污帶相1733.好氧生物膜的凈化作用機理有機污染物吸附吸收生物膜生物生物膜面生物吸附力再生剩余污泥脫落物濾池掃除生物固著性纖毛蟲游動性纖毛蟲微型后生動物絮凝性細菌及其它微生物輪蟲線蟲顠體蟲3.好氧生物膜的凈化作用機理有機吸附吸收生物膜生物膜面吸剩1741.自然掛膜法用泵將含自然菌種的工業(yè)廢水慢流速打入生物濾池→循環(huán)3~7d→慢性連續(xù)進水→達到設計水量，完成生物膜培養(yǎng)→正式運行（二）好氧生物膜的培養(yǎng)1.自然掛膜法（二）好氧生物膜的培養(yǎng)1752.活性污泥掛膜法用泵將活性污泥與廢水的混合物慢速打入生物濾池→循環(huán)3~7d→慢性連續(xù)進水→達到設計水量，完成生物膜培養(yǎng)→正式運行2.活性污泥掛膜法1763.優(yōu)勢菌種掛膜法從自然環(huán)境或廢水處理中篩選、分離獲得優(yōu)勢菌種，與廢水充分混合，用泵慢速打入生物濾池→循環(huán)3~7d→慢性連續(xù)進水→達到設計水量，完成生物膜培養(yǎng)→正式運行3.優(yōu)勢菌種掛膜法177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好氧生物濾池法與活性污泥法的比較同一類型廢水

好氧活性污泥法與生物濾池法處理效果對比好氧生物178好氧活性污泥法與生物濾池法優(yōu)缺點對比—據《微生物生態(tài)學》好氧活性污泥法與生物濾池法優(yōu)缺點對比—據《微生物生態(tài)學》179第二節(jié)活性污泥膨脹及控制對策提問：什么是活性污泥膨脹？正常污泥：由許多具有絮凝作用的絮凝細菌—菌膠團細菌占優(yōu)勢，輔以少量絲狀細菌，大量鐘蟲類的固著型纖毛蟲、旋輪蟲等組成。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，引起二沉池池面飄泥嚴重，出水水質急劇變差的現象。第二節(jié)活性污泥膨脹及控制對策提問：什么是活性污泥膨脹？180活性污泥膨脹的本質：污泥密度變小或黏附能力下降?！譃閮深悾悍墙z狀菌污泥膨脹絲狀菌污泥膨脹活性污泥膨脹的本質：污泥密度變小或黏附能力下降。1811.非絲狀菌污泥膨脹①曝氣力度過大，污泥碎裂膨脹提問：原因——？氣泡夾帶，密度降低；氣泡機械破碎；細菌處于對數期多糖分泌減少②缺氧、厭氧膨脹漂泥提問：原因——？二沉池底部淤泥厭氧產氣（反硝化產生N2、CH4)1.非絲狀菌污泥膨脹①曝氣力度過大，污泥碎裂膨脹182③進水水質有過量的表面活性物質和油脂類化合物；提問：原因——？油及泡沫降低污泥密度④生物中毒（pH波動大、補堿過量、溫度過高、CODcr濃度驟然升高、含酚及其衍生物，醇、醛和某些有機酚、硫化物、重金屬及鹵化物過高等）導致污泥膨脹原因——？細菌——休克死亡、粘液分泌減少③進水水質有過量的表面活性物質和油脂類化合物；183⑥BOD/N過高⑦假菌絲或后生動物鉆噬污泥膨脹大腸埃希氏菌及芽孢桿菌形成暫時性假絲狀生長或后生動物鉆噬而形成的膨脹污泥。（很少見）原因：高含水率菌膠團占優(yōu)勢⑤新污泥膨脹現象未馴化污泥對新類型廢水不適應，不沉降或沉降極慢，長時間曝氣馴化后恢復正常；⑥BOD/N過高⑦假菌絲或后生動物鉆噬污泥膨脹原因：高含水率184水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學原理課件185污泥膨脹常見絲狀菌：諾卡氏菌屬、浮游球衣菌屬、微絲菌屬、發(fā)硫菌屬、貝日阿托氏菌屬、亮發(fā)菌等。主導原因——絲狀細菌（球衣菌、硫細菌）或真菌優(yōu)勢過度生長。2.絲狀菌污泥膨脹（95％污泥膨脹）

污泥膨脹常見絲狀菌：諾卡氏菌屬、浮游球衣菌屬、微絲菌屬、發(fā)硫186誘因：環(huán)境條件促進絲狀菌優(yōu)勢生長A.曝氣池DO長期維持在較低（＜0.1~0.2mg/l）B.

水溫過高（＞25℃）、pH過低（＜6.5）C.硫化物過高硫細菌（絲狀菌一種）以硫化氫為食

2.絲狀菌污泥膨脹（95％污泥膨脹）誘因：環(huán)境條件促進絲狀菌優(yōu)勢生長2.絲狀菌污泥膨脹（95187水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學原理課件188

大量的菌絲伸出菌膠團，菌絲形狀稍彎，無分枝，長度在50um～200um之間，直徑在0.7～1.4um之間，菌絲上有部分附著物，內有橫隔，污泥結構變差。

大量的菌絲伸出菌膠團，菌絲形狀稍彎，無分枝，長度在5189

190

191D.營養(yǎng)失衡：

廢水C/N比高，N少；無機金屬離子較少原因——菌絲體儲備營養(yǎng)物稀少、表面積大，在稀溶液中爭奪營養(yǎng)物質的能力強，更適合于貧瘠環(huán)境（包括溶解氧、各種營養(yǎng)物）的生長；F.毒物沖擊原因—菌絲體耐受能力強D.營養(yǎng)失衡：廢水C/N比高，N少；無機金屬離子較少1923.污泥絲狀膨脹的機理“表面積和容積比假說”具體內容？在單位體積中，呈絲狀擴展生長的絲狀菌的表面積與容積之比較絮凝菌膠團細菌的大，對有限制性的營養(yǎng)和環(huán)境條件的爭奪占優(yōu)勢，絮凝性菌膠團細菌處于劣勢，絲狀菌大量生長繁殖成優(yōu)勢菌，從而引起活性污泥膨脹。3.污泥絲狀膨脹的機理“表面積和容積比假說”193絲狀菌和絮凝性菌膠團細菌的優(yōu)勢競爭表現在：對溶解氧的競爭對可溶性有機物的競爭對氮、磷的競爭有機物沖擊負荷的影響絲狀菌和絮凝性菌膠團細菌的優(yōu)勢競爭表現在：1944.污泥膨脹的預防與控制對策提問：基于上述原理如何預防污泥膨脹？A.設調節(jié)池(及事故池)控制高負荷（BOD、毒物）沖擊B.

控制溶解氧溶解氧濃度必須控制在3～4mg/L。4.污泥膨脹的預防與控制對策提問：基于上述原理如何預防污泥膨195C.調節(jié)廢水的營養(yǎng)配比盡量逼近BOD5與N和P的比例BOD5：N：P＝100：5：1。補N——尿素或含氮量高的污泥消化池上清液補P——磷酸鈉D.

改革工藝將活性污泥法改為生物膜法在曝氣池中加填料改為生物接觸氧化法SBR(即序批式間歇曝氣反應器)法、A/O、A2/OC.調節(jié)廢水的營養(yǎng)配比196提問：發(fā)生后如何處理？A．投加次氯酸鈉（10~20mg/l內）、H2O2（100~200mg/l內）有選擇的控制絲狀微生物的過渡生長B．投加混凝劑FeSO4和FeCl3、干污泥或濃縮消化污泥增加絮體密度、強度，使已膨脹的污泥恢復正常C.強化補氮（C:N＝100：20～30）D.替換污泥：最直接的方法提問：發(fā)生后如何處理？197第三節(jié)厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法中的微生物群落廢水的厭氧處理主要用于高濃度有機廢水的前處理;一、厭氧法的優(yōu)缺點提問：優(yōu)點有哪些？1．產生的沼氣可用于發(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%，甲烷產量為理論的80%時，則可日產甲烷2240m3,其熱值相當于3.85t原煤，可發(fā)電5400度電。第三節(jié)厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法中的微生物群落廢水的1982．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．產生的污泥量少，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)廢水處理中得到了廣泛的應用。但厭氧處理也存在缺點.2．對營養(yǎng)物的需求量少199提問：厭氧法的缺點？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)中需要設置進水的控溫裝置，37℃。3．厭氧微生物對有毒物質較為敏感；但經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。提問：厭氧法的缺點？2004.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．處理過程中產生臭氣和有色物質提問：是什么？臭氣主要是SRB（硫酸還原菌）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