第五章环境污染生物净化的原理

1、去除物质去除物质不溶性的、呈悬浮状态的污染物。不溶性的、呈悬浮状态的污染物。主要工艺主要工艺筛滤截留、重力分离、离心分离等。筛滤截留、重力分离、离心分离等。处理设备处理设备格栅和筛网、沉砂池和沉淀池、气浮格栅和筛网、沉砂池和沉淀池、气浮装置、离心机、旋流分离器等。装置、离心机、旋流分离器等。 物理处理法去除物质去除物质呈溶解、胶体状态的污染物。呈溶解、胶体状态的污染物。主要工艺主要工艺中和、混凝、化学沉淀、氧化还原、中和、混凝、化学沉淀、氧化还原、吸附、离子交换、膜分离等。吸附、离子交换、膜分离等。化学处理法微生物作用微生物作用分为：好氧生物处理、厌氧生物处理分为：好氧生物处理、厌氧生物处理

2、生物处理法生物处理法 需氧生物处理法需氧生物处理法 ：利用需氧微生物在有氧条件下：利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法将废水中复杂的有机物分解的方法 厌氧生物处理法厌氧生物处理法 ：在厌氧细菌或兼性细菌的作用：在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将污泥中的有机物分解，最后产生甲烷和二氧下将污泥中的有机物分解，最后产生甲烷和二氧化碳等气体。化碳等气体。曝气池二次沉淀池空气空气进水进水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥出水出水常规工艺流程常规工艺流程一级处理一级处理处理方法：物理法处理方法：物理法净化效率：悬浮物净化效率：悬浮物 606070%70% 有机物有机物 202040%40%二

3、级处理二级处理处理方法：生物法处理方法：生物法净化效率：有机物净化效率：有机物 707090%90%三级处理三级处理处理方法：化学法、物化法处理方法：化学法、物化法净化效率：满足排放及回用需要净化效率：满足排放及回用需要污水排放格栅沉沙池初次沉淀池曝气池二次沉淀池消毒沼气池浓缩池晒泥场农肥污水污泥 生物过滤法生物洗涤法生物吸收法BOD1234567t/clTODUOD BOD曲线ABBACABC多质粒超级菌的构建示意简图质粒细胞的染色体注：ABCDE1E2E2E1降解光降解化学降解生物降解氧化还原水解酯化乙酰化DDTDDD+DDE按微生物生长速率，其生长可分为四个生长期停滞期（调整期）对数期（

4、生长旺盛期）静止期（平衡期）衰老期（衰亡期）复杂有机物简单有机物需氧微生物胞内酶厌氧微生物胞内酶微生物胞外酶CO2、H2OCO2、H2O、H2、CH4、H2S及有机酸、醇、酮、醛等未完全氧化产物微生物分解有机物的作用脂肪H2O脂肪酶甘油高级脂肪酸蛋白质肽氨基酸蛋白酶肽酶 纤纤维维素素酶酶 纤纤维维二二糖糖酶酶 纤纤维维素素 纤纤维维二二糖糖 葡葡萄萄糖糖 糖糖酵酵解解 ATP 好好氧氧分分解解 H2O CO2 葡葡萄萄糖糖 丙丙酮酮丁丁醇醇发发酵酵 丙丙酮酮 + 丁丁醇醇 + CO2 + H2 厌厌氧氧发发酵酵 丁丁酸酸发发酵酵 丁丁酸酸 + 乙乙酸酸 + CO2 + H2 三三羧羧酸酸 循循

5、 环环 厌厌氧氧发发酵酵 CO2、H2、有机酸等淀粉葡萄糖需氧微生物胞内酶厌氧微生物胞内酶微生物淀粉酶CO2、H2O淀粉分解途径示意图时间（h）耗氧量（mg/g）内呼吸线生化呼吸线生化呼吸线时间（h）耗氧量（mg/g）内呼吸线生化呼吸线与内呼吸线比较时间（h）耗氧量（mg/g）内呼吸线生化呼吸线tabc底物浓度D、有毒，不能被利用C、有毒，能被利用A、无毒，不能被利用B、无毒，能被利用相对耗氧速度（以内呼吸的表示）100相对耗氧速率曲线L（km）饱和DO线DO（mg/L）0DO min氧垂曲线示意图O2、CO2、SO42、NO3等细胞构成物C、H、O、N、维生素等能 源受氢体微生物微生物细胞合成生物污泥分解能量代谢产物热能CO2、H2O、SO42、NO3、NH4、PO43、H2S、CH4、有机酸、醇等排水排出不可降解残留物内源呼吸污水处理中的生化过程厌氧分解（开始厌氧分解（开始） 好氧分解（后续）好氧分解（后续）有机物O2微生物同化合成异化分解原生质微生物增殖部分内源呼吸部分+能量能 + 代谢产物（CO2, H2O, NO3- SO42-, PO43-，NH3+ 等）余能释放随水排走有机物微生物同化合成异化分解原生质能量 + 有机酸，醇，醛，CO2，NH3，H2S等释放原生质CO2，CH4 + 能产酸菌作用甲烷菌作用图2 有机物的厌氧分解过程二. 生物处理方法分类