污废水深度处理和中微生物的原理

1、第十章 污、废水深度处理和中微生物的原理自然净化自然净化：稀释、沉淀：稀释、沉淀 （强）（强）：日光、氧气等对污染物的分解：日光、氧气等对污染物的分解 （弱）（弱）：生物降解：生物降解（食物链）（食物链） （强）（强） 阳光阳光 一级生产者一级生产者 原生动物 轮虫、浮游甲壳动物轮虫、浮游甲壳动物 鱼鱼 其他动物 异养细菌 废物、排泄物废物、排泄物 人人 第一节第一节 提问：提问：水体自净速度有哪些限制因素？水体自净速度有哪些限制因素？ 物理？物理？ 净水流量、流速、污染物物理性质净水流量、流速、污染物物理性质 化学？化学？ 地域、季节、天气地域、季节、天气 生物？生物？ 生物种类、数量（营养

2、物浓度、环境因子）、代谢的生物种类、数量（营养物浓度、环境因子）、代谢的极限速度极限速度 因此因此水体的自净速度是有限的水体的自净速度是有限的。在正常情况下，。在正常情况下，水体单位时间水体单位时间内通过正常生物循环中能够同化有机污染物的最大数量称为内通过正常生物循环中能够同化有机污染物的最大数量称为 水体自净过程大致如下水体自净过程大致如下a.物理作用物理作用 有机污染物排入水体后被水稀释，有机和无机固体沉降到河底；b.生物作用生物作用 溶氧溶氧 溶解氧溶解氧 好氧菌好氧菌 好氧菌好氧菌 有机物降解有机物降解 自然溶氧、藻类产氧自然溶氧、藻类产氧如下图河流污染和自净过程如下图河流污染和自净过

3、程污污水水自自 净净 被污染的水体都是自净水体！被污染的水体都是自净水体！ 但但自净恢复自净恢复的程度不同，或称污染现状的程度不同，或称污染现状不同。不同。2衡量水体污染与自净的指标衡量水体污染与自净的指标 提问：用什么指标可以衡量河段水体污染与自净所处提问：用什么指标可以衡量河段水体污染与自净所处的阶段的阶段? 水体外观、化学水体外观、化学指标、生物种类、指标、生物种类、数量及比例关系、数量及比例关系、溶解氧等等溶解氧等等山东小清河 氧浓度高低与细菌含量有关，昼夜变幅与藻类数量有关，氧浓度高低与细菌含量有关，昼夜变幅与藻类数量有关，因此因此与与p/h或或bip有关有关。 外观特征：外观特征：

4、混浊程度、颜色及气味等混浊程度、颜色及气味等 原原 因：水中细菌种类数量、悬浮物种类数量因：水中细菌种类数量、悬浮物种类数量 污染前污染前 净化开始净化开始 持续持续 结束结束:无色无色 灰色灰色 继续变清继续变清 无色无色 澄清透明澄清透明 混浊混浊 浊度下降浊度下降 澄清透明澄清透明 泡沫减少泡沫减少 例如例如 污染前污染前 污染污染 净化开始净化开始 持续持续 结束结束: 植物植物 藻类、原生藻类、原生 鱼虾鱼虾 植物植物 、鱼、鱼 动物出现动物出现 出现出现 、鱼、鱼 可作为指示生物的生物种类很多，可作为指示生物的生物种类很多，包括细菌、包括细菌、真菌、藻类、原生动物、轮虫、浮游甲壳动

5、物、真菌、藻类、原生动物、轮虫、浮游甲壳动物、底栖动物有寡毛类的颤体虫、软体动物和植物底栖动物有寡毛类的颤体虫、软体动物和植物和水生昆虫等。和水生昆虫等。 污化系统将污染水体划属为不同的污染带类型。污化系统将污染水体划属为不同的污染带类型。分分 多多污带污带、中中污带、污带、中中污带、污带、寡寡污带污带类类型型外外观观bip生生物物特特征征多多污污带带1 暗暗灰灰色色，很很浑浑浊浊，含含大大量量有有机机物物， bod高高，溶溶解解氧氧极极低低(或或无无)，为为厌厌氧氧状状态态。2 在在有有机机物物分分解解过过程程中中，产产生生 h2s、c02和和ch4等等气气体体。臭臭味味。3 水水底底沉沉积

6、积许许多多由由有有机机和和无无机机物物形形成成的的淤淤泥泥。水水面面上上有有气气泡泡。601001 种种类类很很少少，厌厌氧氧菌菌和和兼兼性性厌厌氧氧菌菌种种类类多多，数数量量大大，每每毫毫升升水水含含有有几几亿亿个个细细菌菌。有有能能分分解解复复杂杂有有机机物物的的菌菌种种，硫硫酸酸还还原原菌菌、产产甲甲烷烷菌菌等等。2 无无显显花花植植物物，鱼鱼类类绝绝迹迹。3 河河底底淤淤泥泥中中有有大大量量寡寡毛毛类类(颤颤蚯蚯蚓蚓)动动物物。*河河流流流流向向类类型型外外观观bip生生物物特特征征河河流流流流向向-中中污污带带1 水水为为灰灰色色，溶溶解解氧氧少少，为为半半厌厌氧氧状状态态，有有机机

7、物物量量减减少少，bod 下下降降；2 水水面面上上有有泡泡沫沫和和浮浮泥泥，有有 nh3、氨氨基基酸酸及及h2s。臭臭味味。 20601 生生物物种种类类比比多多污污带带稍稍多多。细细菌菌数数量量较较多多，每每毫毫升升水水约约有有几几千千万万个个。2 出出现现有有蓝蓝藻藻、裸裸藻藻、绿绿藻藻，原原生生动动物物有有天天蓝蓝喇喇叭叭虫虫、美美观观独独缩缩虫虫、椎椎尾尾水水轮轮虫虫、臂臂尾尾水水轮轮虫虫及及栉栉虾虾等等。*3 底底泥泥已已部部分分无无机机化化，滋滋生生了了很很多多颤颤蚯蚯蚓蚓。类类型型外外观观bip生生物物特特征征河河流流流流向向-中中污污带带1 有有机机物物较较少少，bod 和和

8、悬悬浮浮物物含含量量低低，溶溶解解氧氧浓浓度度升升高高；2 nh3和和h2s分分别别氧氧化化为为n03和和 s042-，两两者者含含量量均均减减少少。 8201 细细菌菌数数量量减减少少，每每毫毫升升水水只只有有几几万万个个。2 藻藻类类大大量量繁繁殖殖，水水生生植植物物出出现现。*3 原原生生动动物物有有固固着着型型纤纤毛毛虫虫如如：独独缩缩虫虫、聚聚缩缩虫虫等等活活跃跃，轮轮虫虫、浮浮游游甲甲壳壳动动物物及及昆昆虫虫出出现现。类类型型外外观观bip生生物物特特征征河河流流流流向向 寡寡污污带带1 有有机机物物全全部部无无机机化化，bod 和和悬悬浮浮物物含含量量极极低低，水水的的浑浑浊浊度

9、度低低，溶溶解解氧氧恢恢复复到到正正常常含含量量。2 h2s消消失失；3 河河流流自自净净过过程程已已完完成成的的标标志志 081 细细菌菌极极少少；2 出出现现鱼鱼腥腥藻藻、硅硅藻藻、黄黄藻藻、钟钟虫虫、变变形形虫虫、旋旋轮轮虫虫、浮浮游游甲甲壳壳动动物物、 水水生生植植物物及及鱼鱼。 *第二节第二节 微生物脱氮工艺原理微生物脱氮工艺原理及其微生物及其微生物n一级标准氨氮一级标准氨氮 15 15mgmgl l二、微生物脱氮工艺、原理及其微生物废废水水好好氧氧脱脱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 (一一)微生物脱

10、氮工艺微生物脱氮工艺 活性污泥法典型工艺活性污泥法典型工艺a/o工艺（缺氧、好氧工艺）工艺（缺氧、好氧工艺）( (二二) )脱氮原理脱氮原理 缺氧反硝化缺氧反硝化反硝化细菌（兼性厌氧菌）反硝化细菌（兼性厌氧菌）nono3 3- -nn反硝化反硝化还原为还原为nn2 2，溢出水面释放到溢出水面释放到大气大气原水中原水中bodbod回流出水中的硝化产物回流出水中的硝化产物 好氧脱碳硝化好氧脱碳硝化 脱碳脱碳氧化去除氧化去除cod 脱碳菌脱碳菌好氧有机物呼吸的细菌好氧有机物呼吸的细菌，以有机物为碳源，以有机物为碳源 硝化菌硝化菌好氧氨盐呼吸的细菌好氧氨盐呼吸的细菌，以碳酸盐为碳源，以碳酸盐为碳源 （

11、nh4+no2-no3-) 挂生物膜或投加悬浮填料挂生物膜或投加悬浮填料 定期投菌定期投菌 提问：为什么先脱碳、后脱氮？提问：为什么先脱碳、后脱氮？ 硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物；硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物； 有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速 ，硝化硝化菌氧利用不足，生长缓慢；菌氧利用不足，生长缓慢；提问：硝化脱氮时有时需要补碱（提问：硝化脱氮时有时需要补碱（na2co3或或naoh)?硝化作用消耗碱（硝化作用消耗碱（nh4+、co32-），），水水ph下降；补充碳源、升高下降；补充碳源、升高ph提问：硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中

12、被洗提问：硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被洗掉，如何解决？掉，如何解决？两级滤池法工艺流程两级滤池法工艺流程好氧好氧脱碳脱碳硝化硝化滤池滤池进水进水厌氧厌氧反硝反硝化化 滤池滤池 补充反硝化菌的碳源！补充反硝化菌的碳源！利用进水中的bod （bod：n：p）100：5：1微生物除碳的同时吸微生物除碳的同时吸收磷元素用以合成细胞物质和合成收磷元素用以合成细胞物质和合成atp等，等，但只去除但只去除污水中约污水中约19左右的磷左右的磷。某些高含磷废水中残留的磷某些高含磷废水中残留的磷还相当高，故需用除磷工艺处理。还相当高，故需用除磷工艺处理。 1微生物除磷原理微生物除磷原理 依靠依靠聚聚磷菌磷菌（兼性厌氧菌）兼性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些聚磷，再从水中除去这些细菌。细菌。第三节第三节 微生物微生物除磷工艺原理及其微生物工艺原理及其微生物 好氧时：好氧时：大量繁殖大量繁殖（消耗好氧状态能源消耗好氧状态能源聚聚-羟基丁二酸（羟基丁二酸（phb）,逆浓度梯度过量吸磷逆浓度梯度过量吸磷（贮备贮备厌氧厌氧状态能源状态能源多聚磷酸盐颗粒多聚磷酸盐颗粒(异染