微生物污水處理PPT

微生物與污水處理

水污染問題是人類面臨的重大生存性問題。利用微生物進(jìn)行污水處理是治理水污染的有效手段。本講就各種不同的微生物污水處理方法及其應(yīng)用前景進(jìn)行的綜述。Microorganismwastewatertreatmentsystem引言：隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，農(nóng)業(yè)上化肥、農(nóng)藥的過度使用和人口的持續(xù)增加，我國(guó)污水排放量與日俱增。據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2006年全國(guó)污水廢水排放量超過750億噸，而全國(guó)661個(gè)城市中有超過250個(gè)城市沒有污水處理廠，從而使其中接近2/3的污水未經(jīng)任何處理直接排入水體中。水利部稱：中國(guó)90%以上的城市地表水域受到不同程度的污染[1]。由于沒有配備相應(yīng)的污水處理設(shè)施和適應(yīng)性強(qiáng)（大到大城市，小到小城鎮(zhèn)）的污水處理技術(shù)，這進(jìn)一步加劇了我國(guó)水環(huán)境的污染。水環(huán)境污染所造成的危機(jī)已經(jīng)嚴(yán)重制約了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和影響了人民生活水平的提高。水污染問題已經(jīng)對(duì)人類生存和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展構(gòu)成越來越嚴(yán)重的威脅。防止水體惡化，保護(hù)水資源，治理已受污染的水體，走可持續(xù)發(fā)展的道路已經(jīng)成為人類共同追求的目標(biāo)。Microorganismwastewatertreatmentsystem污水處理的方法有物理方法、化學(xué)方法和生物方法。而物理法和化學(xué)法的處理效率低，費(fèi)用高，管理復(fù)雜，甚至可能造成二次污染，所以無法得到很好的應(yīng)用和大范圍的推廣。而生物法則是目前應(yīng)用最廣的方法。生物法通常是利用具有各種生理生化性能的微生物類群間的相互配合而進(jìn)行的一種物質(zhì)循環(huán)過程。從而使污水得到再生的過程。生物法處理污水具有效率高，費(fèi)用低，能耗低，出水質(zhì)好，管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。利用微生物進(jìn)行處理使水資源再生，無論是現(xiàn)在還是將來都是污水處理的主要途徑之一。Microorganismwastewatertreatmentsystem微生物具有體積小，表面積大，繁殖能力強(qiáng)等特點(diǎn)，能不斷的與周圍的環(huán)境快速的進(jìn)行物質(zhì)交換。污水具備微生物生長(zhǎng)繁殖的條件，因而能使微生物從中獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)降解和利用有害的物質(zhì)，從而使污水得到凈化。依據(jù)處理過程中的微生物對(duì)氧環(huán)境的需求可分為好氧法和厭氧法?，F(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的活性污泥法、生物膜法、氧化塘法均屬于好氧法；厭氧處理是現(xiàn)在研究的比較熱門的方法，現(xiàn)在比較流行的厭氧處理器有AF、UASB、EGSB?，F(xiàn)在好氧法和厭氧法相結(jié)合的處理方法也是比較熱門的研究，因?yàn)樘幚硇Ч葌鹘y(tǒng)的方法好。Microorganismwastewatertreatmentsystem1、好氧處理系統(tǒng)好氧微生物在有氧條件下，通過分解代謝、合成代謝和物質(zhì)礦化，把環(huán)境中的有機(jī)物氧化分解成無機(jī)物，從而使污水得到凈化，同時(shí)使微生物得到增長(zhǎng)繁殖。Microorganismwastewatertreatmentsystem1.1活性污泥法活性污泥法由Arden和Lockett于1914年在英國(guó)切斯特創(chuàng)建成試驗(yàn)廠，是利用河流自凈原理的人工強(qiáng)化高效污水處理工藝。經(jīng)過90多年的發(fā)展，該工藝已經(jīng)成為當(dāng)前污水處理方面應(yīng)用得最廣泛的工藝。所謂活性污泥就是以需氧性細(xì)菌為主體的微生物與水中的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)聚集在一起形成肉眼可見的絮狀顆粒，也稱絮凝體[2]?；钚晕勰喾ㄊ且曰钚晕勰酁橹黧w的污水生物處理技術(shù)，其原理是通過曝氣供氧，使大量繁殖的微生物群體懸浮在水中，并利用從而降解污水中的有機(jī)物，停止曝氣時(shí)，懸浮微生物群絮凝體易于沉淀與水分離，并使污水得到凈化、澄清[3]。其工藝流程如下圖：污水預(yù)處理→曝氣池→二沉池→出水↑↓↓←回流污泥←→剩余污泥→

Microorganismwastewatertreatmentsystem活性污泥的微生物由分解有機(jī)物的細(xì)菌、原生動(dòng)物（細(xì)菌的第一捕食者）、后生動(dòng)物（細(xì)菌的第二捕食者）組成。其中細(xì)菌占90%-95%[4].活性污泥中的細(xì)菌主要有膠團(tuán)細(xì)菌及絲狀細(xì)菌，它們構(gòu)成了活性污泥的骨架?；钚晕勰嘀谐Ｒ姷募?xì)菌有：生枝動(dòng)膠菌、亞硝化單孢菌、大腸桿菌、蠟狀芽孢桿菌、放線形諾卡氏菌、中間埃希氏菌、無色桿菌屬、黃桿菌屬、葡萄球菌屬、芽孢桿菌屬等細(xì)菌種類，細(xì)菌對(duì)污水的處理效果達(dá)到?jīng)Q定性的作用?；钚晕勰嘀谐Ｒ姷脑鷦?dòng)物有鐘蟲和纖毛蟲類，原生動(dòng)物起到促進(jìn)細(xì)菌絮凝，提高細(xì)菌的沉淀效率，降低剩余污泥量，促使二沉池的泥水分離等作用；從而對(duì)出水的水質(zhì)有很大的影響。污水中原生動(dòng)物的種類和數(shù)量與污水的凈化處理效果有著密切的聯(lián)系，因此其可以作為凈化情況的指示生物和由其對(duì)污水處理效果做出預(yù)報(bào)。一般說來，游動(dòng)鞭毛蟲類或自由生活的纖毛蟲類占較大優(yōu)勢(shì)時(shí)，往往說明凈化效果較差，或污水處于培育活性污泥的初期。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有固著纖毛蟲類時(shí)，活性污泥已經(jīng)形成。輪蟲有自凈作用，如活性污泥中有大量輪蟲和多種纖毛蟲出現(xiàn)時(shí)，說明有機(jī)物含量很少，凈化度較高，污水處理效果好。水蚯蚓對(duì)污水也有自凈作用，其種類與數(shù)量隨污染的減輕而減少，在凈化效果較好的污水中，還會(huì)出現(xiàn)線蟲、顫蚯蚓等后生動(dòng)物?；钚晕勰嘀谐讼裨鷦?dòng)物這樣整個(gè)蟲體只有一個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的生物外，還有多個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的后生動(dòng)物?；钚晕勰嘀谐霈F(xiàn)的后生動(dòng)物有輪蟲類和線蟲類，但數(shù)量不多，偶爾也會(huì)出現(xiàn)腹毛類，寡毛類和甲殼類等。此外，活性污泥中還會(huì)出現(xiàn)少量的真菌，以霉菌類和酵母類為主。在污水處理過程中還會(huì)出現(xiàn)少量的藻類，其主要是藍(lán)藻、綠藻和硅藻。Microorganismwastewatertreatmentsystem活性污泥法是目前被廣泛應(yīng)用的污水處理系統(tǒng)，其BOD去除率可達(dá)95%以上[5]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用，傳統(tǒng)活性污泥法日益暴露出其缺陷，如：曝氣池中的生物量低、耐水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷能力差、運(yùn)行不夠穩(wěn)定、易產(chǎn)生污泥膨脹、污泥產(chǎn)量大、基建和運(yùn)行費(fèi)用高、占地面積大等等。為了適應(yīng)污水處理大戰(zhàn)的要求，人們不斷改進(jìn)傳統(tǒng)的活性污泥法，開發(fā)了許多新的處理工藝，如百樂卡法（BIOLAK法）、吸附-生物降解法（AB法）、間歇式活性污泥法工藝（SBR）、粉末活性炭活性污泥法（PACT）、DAT-IAT工藝、UNTANK工藝等等，它們都大大提高了污水處理的出水水質(zhì)，并彌補(bǔ)了傳統(tǒng)活性污泥法的不足。其中AB法和百樂卡法在國(guó)內(nèi)又逐漸被廣泛應(yīng)用Microorganismwastewatertreatmentsystem1.1.1AB法AB法是吸附-生物降解法的簡(jiǎn)稱，是德國(guó)亞深大學(xué)Bohnke教授于20世紀(jì)70年代中期開發(fā)的一種工藝，屬超高負(fù)荷活性污泥法。從80年代開始適用于生產(chǎn)實(shí)踐。AB工藝對(duì)BOD、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般都高于傳統(tǒng)活性污泥法，其優(yōu)點(diǎn)在于A段負(fù)荷高，抗擊負(fù)荷能力前，特別適用于處理濃度高，水質(zhì)水量變化大的污水。其不足主要在于產(chǎn)泥量大，達(dá)不到深度除磷氮的功能，出水水質(zhì)達(dá)不到防止水體富營(yíng)養(yǎng)化的要求。AB法處理污水可分為兩段：A段和B段。其中A段細(xì)菌數(shù)量大、主要以吸附絮凝作用、吸收、氧化等方式除去有機(jī)物。B段則是以氧化為主。難溶性大分子物質(zhì)被微生物釋放出的胞外酶的作用降解成可溶性小分子物質(zhì)；可溶性小分子物質(zhì)被微生物吸收到胞內(nèi)，由微生物細(xì)胞的新陳代謝作用將有機(jī)質(zhì)氧化分解為二氧化碳、水等無機(jī)物，氧化過程中產(chǎn)生的能量會(huì)被貯存于細(xì)胞內(nèi)，使微生物得到生長(zhǎng)繁殖。由于此作用使污水得到凈化、澄清。中國(guó)的青島海泊河污水廠采用了該技術(shù)，該廠于1993年3月開工建造，1995年6月正式投產(chǎn)運(yùn)行，日處理城市污水80000M3。目前該廠運(yùn)行正常，處理后的水質(zhì)完全符合國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)[6]。Microorganismwastewatertreatmentsystem

1.1.2百樂卡法（BIOLAK法）百樂卡是在傳統(tǒng)活性泥法的基礎(chǔ)上，集合了大量研究工作的先進(jìn)成果，并在數(shù)百例工程中得到不斷的改造和完善成熟工藝。百樂卡工藝是一種具有除磷脫氮功能的多級(jí)活性污泥污水處理系統(tǒng)。百樂卡工藝污泥回流量大，污泥濃度較高，生物量大，相對(duì)曝氣時(shí)間較長(zhǎng)，所以污泥負(fù)荷較低。國(guó)內(nèi)此工藝的應(yīng)用以深圳龍?zhí)镂鬯幚韽S為代表。龍?zhí)镂鬯幚韽SBOD5污泥負(fù)荷率0.05kgBOD/kgMLSS.d,污泥濃度為4000mg/L，污泥齡為29d，所以剩余污泥很少[7]。1.2生物膜法

生物膜是由生長(zhǎng)發(fā)育活躍的單一或混合微生物群體組成，附著在活性或非活性的載體表面，由好氧細(xì)菌、厭氧細(xì)菌、兼性細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和較高等動(dòng)物組成的微生態(tài)體系[8]。利用生物膜進(jìn)行污水處理的工藝即生物膜法。生物膜的形成主要經(jīng)過初生、成長(zhǎng)及老化剝落三個(gè)階段。生物膜法是使微生物附著在載體表面上,污水在流經(jīng)載體表面過程中,通過有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物的吸附,氧向生物膜內(nèi)部的擴(kuò)散以及在膜中所發(fā)生的生物氧化等作用,對(duì)污染物進(jìn)行分解。其凈化機(jī)理是：生物膜表面吸附著一層薄薄的污水層，稱為附著水層或結(jié)合水層；其外面是能自由流動(dòng)的污水，稱運(yùn)動(dòng)水層或流動(dòng)水層。當(dāng)附著水層中的有機(jī)物被生物膜中的微生物吸附、吸收、氧化分解時(shí)，附著水層中有機(jī)物濃度隨之降低，由于流動(dòng)水中的有機(jī)物濃度高，便迅速向附著水層轉(zhuǎn)移，并不斷進(jìn)入生物膜被微生物分解。不斷循環(huán)此過程，污水得到凈化。需氧微生物所需的氧從空氣到流動(dòng)水層到附著水層進(jìn)入生物膜，供需氧微生物進(jìn)行有氧呼吸代謝。有機(jī)物將被微生物代謝分解成無機(jī)物及二氧化碳的，則沿進(jìn)氧的反方向移動(dòng)。Microorganismwastewatertreatmentsystem生物膜最外層生長(zhǎng)的主要是好氧性微生物，內(nèi)層則是厭氧性微生物。生物膜上除了大量的細(xì)菌外，還有真菌（多為絲狀菌）、原生動(dòng)物（多為鐘蟲）、后生動(dòng)物（線蟲類、輪蟲類）、微型動(dòng)物（寡毛蟲類）和藻類（有光處），形成了一個(gè)復(fù)雜穩(wěn)定的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。Microorganismwastewatertreatmentsystem生物膜中的細(xì)菌類別主要有：生枝動(dòng)膠菌、浮游球衣菌、白色貝氏硫細(xì)菌、球衣菌、動(dòng)膠菌、糞鏈球菌、埃希氏大腸桿菌、硫