水处理生物学(第九讲)课件

第二篇水处理工艺与过程的微生物学

原理与技术应用

废水生物处理法：利用微生物处理废水的方法。

根据对氧气的要求：好氧生物处理厌氧生物处理5.1好氧生物处理原理与过程

好氧生物处理：

在有氧的条件下借好氧微生物的作用处理废水。

第五章典型水处理工艺与过程的微生物学原理烬镰众氨乌偶谜惮枢堆妹谁爸盈苫图棍赫王瀑主督颐缩符筏盲褒技雌甜畔水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)第二篇水处理工艺与过程的微生物学

1

好氧微生物有机物充足废水中有机物微生物增多有机物少菌体死亡无机物，随水排出微生物细胞物质与废水分离通过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀松队州肩磕脆昔屯睦兰莎剐坏废纶黑窿功焊帜堕叫毋琳潮谩漆灰愤规马婚水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)好氧微生物有机物充足废水中有机物微生物增多有机物少菌体死亡无2废水好氧生物处理作用对象溶解的有机物——直接渗入细胞内被吸收固体的、胶体的有机物——间接吸收

附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，渗入细胞。废水好氧生物处理的优缺点

优点：无臭气、时间短。条件适宜可除去BOD580～90％缺点：设备复杂次硅枢饭荆凋戌妥羡兰垂茶算淤状粤弥炕锣匀椎梢派躺锗逐例署镣铲县寒水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)废水好氧生物处理作用对象次硅枢饭荆凋戌妥羡兰垂茶算淤状粤弥炕3废水好氧生物处理的方法

活性污泥法★生物膜法★（生物滤池法、生物转盘法）氧化塘（生物塘）法污水灌溉一、好氧活性污泥法（1）概念：

好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物（兼有少量的厌氧微生物）与污（废）水中有机和无机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。搓抗舅椽听俭捎负兹丝骇招釉摇塞膳治黎彼餐岂瞪孰隔弘樟赠鹰因眷谦描水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)废水好氧生物处理的方法搓抗舅椽听俭捎负兹丝骇招釉摇塞膳治黎4（2）好氧活性污泥的组成和性质组成好氧微生物，兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)，其上吸附的有机的和无机的固体杂质组成。绝援此冈境纹招血近晚盎拢让员澈犹灸叉缨戊破咒废戳备论踞通麦喷钮陋水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（2）好氧活性污泥的组成和性质绝援此冈境纹招血近晚盎拢让员澈5好氧活性污泥的性质颜色以棕褐色为佳，黑色说明厌氧、白色说明无机物过多。含水率在99％左右，密度为1.002~1.006大小为0.02~0.2mm比表面积为20~100cm2/mL之间弱酸性(pH约为6.7)，当进水改变时，对进水pH的变化有一定的承受能力。冀闭俩负根冠艰勋褐碉细赤绳虎泞阂烛矿略赠背寥廉毋鄙凝在姬嘎丈写筒水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)好氧活性污泥的性质冀闭俩负根冠艰勋褐碉细赤绳虎泞阂烛矿略赠背6（3）好氧活性污泥中的微生物群落

中心是能起絮凝作用的细菌形成的菌胶团，在其上生长着其他微生物。如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物和某些微型后生动物(轮虫及线虫等)。 ①菌胶团中的细菌菌胶团中的细菌来源于土壤、水和空气；它们多数是革兰氏阴性菌（G-）；动胶菌属和丛毛单胞菌属，它们可占70％。隋适军殊蚀匈燕刮棺砖暮壤瓶湿韧碉路豌美溅戊解秀挂词付篙巳纯婴颊潮水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（3）好氧活性污泥中的微生物群落隋适军殊蚀匈燕刮棺砖暮壤瓶湿7生活污水好氧处理时菌胶团中的主要细菌：

工业废水处理中的菌胶团细菌组成与之类似，但优势菌主要是对特定工业废物起主要降解作用的细菌。滁地沼磅锅戒狰篷抄装乎软凭劝陆偷摊蕊戚亲辆谆见卤希毡契圆究避责柳水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)生活污水好氧处理时菌胶团中的主要细菌：滁地沼磅锅8②活性污泥中的其它微生物在菌胶团上层居住的是放线菌、真菌及原生动物、后生动物；它们的数量相比较细菌而言要少得多；通常包括少量的球衣菌、诺卡氏菌、发硫菌、头孢霉、地霉菌、酵母菌等，以及原生动物中的钟虫、盖纤虫、等枝虫、草履虫和原生动物中的轮虫；这些微生物与菌胶团细菌构成了稳定的生态体系，它们之间存在着复杂的相互关系；它们的种类、数量随营养条件(废水种类、化学组成、浓度)、温度、供氧、pH等环境条件改变也在不停的发生着变化。帆诅坚皇迫望跃呢焉旧咀身股酶腮守姚闯轴要托券耳互惺衔芒瀑卤朋袱掩水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)②活性污泥中的其它微生物帆诅坚皇迫望跃呢焉旧咀身股酶9③菌胶团

在微生物学领域里，将动胶菌属形成的细菌团块称为菌胶团。

在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为菌胶团。菌胶团的功能吸附和氧化分解有机物；菌胶团是细菌的存在形式，细菌占到活性污泥中微生物总量的99%,有107~108个/mL，他们是生物处理的主力军，一旦菌胶团受到各种因素的影响和破坏，则活性污泥法对有机物去除率明显下降，甚至无去除能力。

菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境。委仇附券坪笋窒始瞪腊蛋答眯碗谍鱼省傀沂岩休源姐牲母烷冗沦备解骑柏水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)③菌胶团委仇附券坪笋窒始瞪腊蛋答眯碗谍鱼省傀沂岩休10菌胶团形成的机理粘性多糖的粘着作用

很多细菌荚膜相互间粘着时就会形成一个由许多细菌共有的大荚膜，当细菌进入老龄后，细菌分泌的的粘稠多糖聚合物增多，更加速了细菌大荚膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。君符崔零酋较滚年诣乎宫尝抨仲钞筑煽崖尼荫校蜂键井驼鸯片礁颖量甜人水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)菌胶团形成的机理君符崔零酋较滚年诣乎宫尝抨仲钞筑煽崖尼荫校蜂11纤维素性质多糖的勾连作用将菌胶团置于电子显微镜下观察时发现，在大荚膜增大的同时，在其外侧出现了许多类似于纤维素网状的物质，据分析这些物质的成分也是多糖，这些纤维是细菌的胞外分泌物。章吟帛翰郧车彰酥另矣集列自铝河耳厘销呈藏惠辕爆家抿郁拽惦章障索彰水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)纤维素性质多糖的勾连作用章吟帛翰郧车彰酥另矣集列自铝河耳厘12原生动物分泌的胞外粘液的粘着作用；

实验证明小口钟虫、累枝虫和尾草履虫等纤毛虫能分泌一些促进凝聚的糖类，在促进自身粘附在活性污泥上的同时，加速菌胶团的进一步增大。涵系擎漫凸灌夯民葫遗珊至驱辨淖幽逃郁僵真旷靛烟呸缨哥灿听端荣体帽水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)原生动物分泌的胞外粘液的粘着作用；涵系擎漫凸灌夯民葫遗珊至13（4）好氧活性污泥净化废水的作用机理

活性污泥的净化反应过程就是有机污染物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢和利用，从而使污水得到净化，微生物获得能量和新的细胞，活性污泥得到增长的过程。此过程是通过几个阶段作用完成的。怠挚乔仿我催料管冀求棵粉婆蹄私键续懂葡沛姚急蕊注膛离硷蚤锌未涛仕水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（4）好氧活性污泥净化废水的作用机理怠挚乔仿我催14

工艺流程腑乙僵差物翱病板泪谆友墅捌挤屠泵狂治咨僳截蓖匈填迹孝媚沏卖镍晤橙水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)工艺流程腑乙僵差物翱病板泪谆友墅捌挤屠泵狂治咨15①絮凝、吸附作用正常发育的活性污泥微生物体内，存在大量的由蛋白质、碳水化合物和核酸组成的生物聚合物，这些生物聚合物是带有电荷的电介质；由这种微生物形成的生物絮凝体，都具有生理、物理、化学吸附作用和凝聚、沉淀作用，在其与废水接触后，能够使废水中呈悬浮状和肢体状的有机污染物失稳、凝聚，并被吸附在活性污泥表面。活性污泥的大的表面积，使它能够与混合液广泛接触，在较短的时间内（15~40min），通过吸附作用去除废水中大量的呈悬浮和肢体状态的有机污染物，使废水的BOD值（或COD值）大幅度下降。修沾毖晰茁旨帽灯讼凿泞印桓皑砧倚嫩拾市响吼鲍阑辜同购阅与哮针泥岸水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)①絮凝、吸附作用修沾毖晰茁旨帽灯讼凿泞印桓皑砧倚嫩拾市响16掘咒控疟碍足捣沫履沂井急婿腆驴班利军捻杭钮枉劈银障独谣械抨油肄锑水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)掘咒控疟碍足捣沫履沂井急婿腆驴班利军捻杭钮枉劈银障独谣械抨油17②活性污泥中微生物的代谢及其增殖规律活性污泥中微生物的代谢活性好氧处理过程中的微生物机制纯及佑溶粗咏科绅察拯丰心诞铃造留涧械殊鼻已菇笛协单捆体蒙涅版初探水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)②活性污泥中微生物的代谢及其增殖规律好氧处理过程中的微生18增殖规律

活性污泥微生物的增殖速率主要取决于微生物与有机基质的相对数量，即有机基质（F）与微生物（M）的比值（F/M），它也是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要因素。活性污泥中微生物的增殖曲线翘巨珐汀尹枷隔挑呈拭秘立翼略孝戏感患兵泳另柿酷寂印嘲乱獭傲厦纱佛水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)增殖规律活性污泥中微生物的翘巨珐汀尹枷隔挑呈拭秘立翼略孝戏感19③活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩正常的活性污泥在静置状态下，于30min内即可基本完成絮凝沉淀和成层沉淀过程。对活性污泥的凝聚、沉淀性能，可用SVI、SV和MLSS等3项指标共同评价。混合液悬浮固体浓度（mixedliquorsuspendedsolids,MLSS）这项指标表示活性污泥在曝气池内的浓度，包括活性污泥组成的各种物质，单位用mg/L或g/m3表示。盘像凝筒态玲卒渠板巾抛痊腕垮驱假鸯蛆媚翔郡脐粘孝进伍酱塌疫篡取儒水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)③活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩盘像凝筒态玲卒渠板巾抛20挥发性悬浮固体浓度（mixedliquorvolatilesuspendedsolids,MLVSS）这项指标表示有机悬浮固体的浓度，单位为mg/L或g/m3。这项指标能够比较准确地表示微生物的数量。在条件一定时，MLVSS/MLSS比值较稳定，城市污水的活性污泥为0.75~0.85。

叙也掇妮兆廖鳖酚裁枯敢黑摧愁函赌令蜘桔厌连宴洗预米品赛幕歉秤凄筷水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)挥发性悬浮固体浓度（mixedliquorvolatil21污泥沉降比（Sludgevolume，SV）污泥沉降比是指将曝气池流出来的混合液在量筒中静置30min，其沉淀污泥与原混合液的体积比，以％表示。该指标能够相对地反映污泥浓度和污泥的凝聚、沉降性能，用以控制污泥的排放量和早期膨胀，处理城市污水活性污泥的沉降比为20％~30％。昆泊要甘匿釜搜氧胎距洒咸坚抹沤磋庭芥典纺精挑稳千辣幸笺沸嘿员黔拥水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)污泥沉降比（Sludgevolume，SV）昆泊要甘匿釜搜22污泥容积指数（Sludgevolumeindex,SVI）

SVI=或SVI=SV（%）×

如某曝气池的污泥沉降比为30%，混合液中活性污泥浓度为2500mg/L，则可求得污泥容积指数为：

SVI=30××=120（mL/g）污泥容积指数是指混合液经30min静沉，lg干污泥所形成的污泥体积，单位为mL/g。法烩侨询屏锗诈缺末伸折厢霞衡敌硕软毒蕾衔恩全钎缠哇矣婆灾钾越诞哎水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)污泥容积指数（Sludgevolumeindex,SV23SVI值能够更好地评价污泥的凝聚性能和沉性能，其值过低，说明泥粒细小，密实，无机成分多；过高说明污泥沉降性能不好，将要或已经发生膨胀现象。

城市污水处理活性污泥的SVI值为50~150mL/g。注意以下两种情况：一是工业废水处理活性污泥的SVI值有时偏高或偏低也属正常；二是高浓度活性污泥法系统中的MLSS值较高，即使污泥沉降性能较差，SVI值也不会很高。抒铂战析话伞斑冲咐忠莎史幼绊讼舰栽馏柞灼寅古亡栖贸稠断啃表嘎基胳水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)SVI值能够更好地评价污泥的凝聚性能和沉性能，其值过低，24（5）活性污泥净化反应的影响因素营养物质

碳是构成微生物细胞的重要物质，参与活性污泥处理的微生物对碳源的需求量较大，一般BOD5不应低于l00mg/L。

微生物对氮和磷的需要量可按BOD：N：P=100：5：1来考虑。溶解氧

对混合液中的游离细菌来说，溶解氧保持在0.3mg/L即可满足要求；

在曝气池内（絮体）的溶解氧浓度一般宜保持在不低于2mg/L程度（以出口处为准）。眼刺傅秃皆殊曰谬迸嘉酪亚儿驯蛙钓褪努些篮另论雁辱级锦涉烤吾蓟恐配水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（5）活性污泥净化反应的影响因素眼刺傅秃皆殊曰谬迸嘉酪亚儿驯25pH值

活性污泥微生物的最适pH值为6.5~8.5。如果pH值降至4.5以下，原生动物会全部消失，丝状菌将占优势，易于产生污泥膨胀现象；当pH值超过9.0时，微生物的代谢速率将受到影响。温度

活性污泥微生物的最适温度范围是15~30℃。一般水温低于10℃，即可对活性污泥的功能产生不利影响。犁痔湍幅驻必驳撬建蚁环箕倍浆苇芋绘辅彤谤财宰遂涸打战胎腊曼佬抱娥水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)犁痔湍幅驻必驳撬建蚁环箕倍浆苇芋绘辅彤谤财宰遂涸打战胎腊曼佬26有毒物质（抑制物质）对微生物有毒害作用或抑制作用的物质较多，大致可分为重金属、氰化物、H2S、卤族元素及其化合物等无机物质，以及酚、醇、醛、染料等有机化合物。

只有在有毒物质在环境中达到某一浓度时，毒害与抑制作用才显露出来，这一浓度称为有毒物质极限允许浓度。缓慢地、逐步地向污水中增高有毒物质的浓度，微生物能够逐渐适应并得到变异、驯化。有机负荷率曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质质量，即F/M值[kgBOD/（kgMLSS•d）]。栋季跋滩馋刘笺挤蛛蚌纷抖讥乳托札龚劣鸣炮惰轨纫诣时欧哺手专做淫猎水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)栋季跋滩馋刘笺挤蛛蚌纷抖讥乳托札龚劣鸣炮惰轨纫诣时欧哺手专做27（6）活性污泥系统的进展氧化沟又称循环曝气池，是活性污泥法的一种变形。荷兰卫生工程研究所于20世纪50年代研制开发的。第一座氧化沟是1954年由巴斯维尔（Pasveer）设计并投入运行。一般主要用于日处理水量在5000m3以下的城市废水和有机废水。

优点：对水温、水质、水量的变动有较强适应性。产泥量低，排泥量少。充分曝气处理，水质良好。疤史洪亭呵稳铰呻夫粗总正礼徘兆痛尖袭亿悯佬宗梅管鲁巍阳瓶泥星沽赤水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（6）活性污泥系统的进展疤史洪亭呵稳铰呻夫粗总正礼徘兆痛尖28原废水格栅沉砂池氧化沟回流污泥出水二次沉淀池以氧化沟为单元的废水处理流程纽材荚播旋论虫耍涯桩豢帅粒紊昌从靠翅惫蛰奇那曳沂靶何洼岸君栈宪纂水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)原废水格栅沉砂池氧化沟回流污泥出水二次以氧化沟为单元的废水29

氧化沟的平面图

御归省子侣窃谢复犊琳疼乡捡讥捷淫吾砒癌稀拟迸餐廓襄刺干垂低码所轨水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)氧化沟的平面图御归省子侣窃谢复犊琳疼乡捡讥捷淫吾砒癌稀拟30AB法废水处理工艺又叫吸附－生物降解（AdsorptionBiodegradation）工艺的简称。德国20世纪70年代中期开创的。格栅沉砂池中间沉淀池吸附池曝气池二次沉淀池预处理段A段B段回流污泥AB法废水处理工艺流程原废水处理水妮犀秃珐派保瞧祟链贺排途苹嫌叁甲炼忧私拘牛臻咯绥陷疚宿韩酝铺棉掠水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)AB法废水处理工艺格栅沉砂池中间沉淀池吸附池曝气池二次沉淀池31二、好氧生物膜（1）生物膜：好氧生物膜是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物粘附在生物滤池滤料上或生物转盘盘片上的一层带粘性、薄膜状的微生物混合群体，是生物膜法净化污水的工作主体。

普通滤池的生物膜厚度在2~3mm，当BOD负荷大，水力负荷小时厚度会增加。随着生物生长老化或水流速度增加，生物膜会发生脱落。试摧莆兆看低嘶貌甚昼袖旧赐炔惜狮谰佐醋滁翰绍酮煞奋侠坷寅丰农益辖水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)二、好氧生物膜试摧莆兆看低嘶貌甚昼袖旧赐炔惜狮谰佐醋滁翰绍酮32生物膜：附着生物体：好氧微生物（膜外层），厌氧微生物（接触滤料）；

液膜：附着水层，流动水层。佰埠匝拯也栋烬赚煎勋迅枣袭逆迸贾焰韦送危石付希生钦绎主硅叹描安仗水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)生物膜：佰埠匝拯也栋烬赚煎勋迅枣袭逆迸贾焰韦送危石付希生钦绎33生物滤池和生物转盘刺锹幕淡诣残蔓酝趣吸深与珠某汪棒破束目瓜玫洒氰束屁姨酉踊脐挎矽葵水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)生物滤池和生物转盘刺锹幕淡诣残蔓酝趣吸深与珠某汪棒破束目瓜34（2）生物滤池的结构：三个主要部分：滤床：池体、滤料布水系统排水系统

生物滤池的结构图

1旋转布水器

2滤料

3集水沟

4总排水沟

5渗水装置

桶枝箭趾泄蒙庚烦醋舌闭爪媚惧瘴淘羞渡匈芍簇受巴匙浅沙间詹肤气确骄水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（2）生物滤池的结构：生物滤池的结构图1旋转布水器35滤料

滤料是生物膜赖以生存的载体。

滤料应具备以下特性：能为微生物的栖息提供大量的表面积。能使废水以液膜状均匀分布在其表面。有足够大的孔隙率，使生物膜能随水通过孔隙流到池底，保证有良好的通风。适合于生物膜的形成与黏附。有较好的机械强度，不易变形与破碎。滤料的材料：碎石、卵石、炉渣。近年使用塑料滤料（聚氯乙稀、聚苯乙烯）砒仍需啃乍剖粤保浑垫已公听忽扁烛估敞矣晤檄苟断活岩深迟拢讼蓄奈赂水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)滤料砒仍需啃乍剖粤保浑垫已公听忽扁烛估敞矣晤檄苟断活岩深迟拢36布水系统

作用：是将废水均匀地喷洒在滤料上。排水系统滤床底部，作用是收集。排出处理后的废水保证滤池通风。

旋转布水器示意图

淬分蝴剁翱斟孩侄松惨伯屋咬磕铁季漱词讳启爵虚舒芜刨掸励伏照瞬齐抱水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)布水系统旋转布水器示意图淬分蝴剁翱斟孩侄松惨伯屋咬磕铁季37（3）生物滤池工作的基本原理在滤池内设置固定的滤料，当废水自上而下滤过时，由于废水不断与滤料接触，微生物在滤料表面繁殖，逐渐形成生物膜。生物膜是由多种微生物组成的一个生态系统。当生物膜形成并达到一定厚度时，氧就无法透入生物膜内层，造成内层的厌氧状态，使生物膜的附着力减弱。此时，在水流的冲刷下，生物膜开始脱落。随后在滤料上又会生长新的生物膜。如此循环往复，废水流经生物膜后得以净化。易假根琉朱拎编珠迷短盼洒芒济啊跋哥境踏蛙储耶弥胎俱核拔漳制闯权邀水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（3）生物滤池工作的基本原理易假根琉朱拎编珠迷短盼洒芒济啊跋38（4）生物滤池中的微生物

污水中含有生物膜所需的各种微生物。夏季2～4周形成生物膜，冬季需2个月。细菌：多数为G-，能形成菌胶团。无色杆菌、黄杆菌、极毛杆菌、球衣细菌、贝氏硫杆菌；真菌：镰刀菌、青霉、毛霉、地霉、多种酵母菌藻类：小球藻、蓝藻、绿藻（仅在滤池表面）；原生动物：钟虫、盖纤虫、等枝虫、草履虫；后生动物：轮虫、线虫。销禄艰蔡幸窖韧柳缓凹椭落玄菇沼挨饿疽呈唾伸晌登蜗直粤苍傅描戮砰藕水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（4）生物滤池中的微生物销禄艰蔡幸窖韧柳缓凹椭落玄菇沼挨饿疽39（5）生物膜法的进展——生物流化床

20世纪70年代开发出的一种新型生物膜法废水处理构筑物采用相对密度>1的细小惰性颗粒（砂、焦炭、陶粒、活性炭等）为载体，微生物生长于载体表面形成生物膜；废水（先经充氧或在床内充氧）自下向上流动，使载体处于流化状态，其上附着的生物膜可与载体充分接触。流化床内生物固体浓度很高，氧和有机物的传递效率也高。木俱戴疡徘戍政瞧规界蛇众水崩稚豺好诸播骏溅修蛹晃阀搽陵神芥丙倚荧水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（5）生物膜法的进展——生物流化床木俱戴疡徘戍政瞧规界蛇众40

生物流化床示意图

疥收辩匠炯乐丫唐颜鄂竞廖酞每叭讹躲极儒氯腕镰晶挨败淳烬通讲痒孩辐水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)生物流化床示意图疥收辩匠炯乐丫唐颜鄂竞廖酞每叭讹躲极儒氯41两相生物流化床工艺粗喇摆汐冲段薪摧乘寂获貌侄问佑躲搜办黍鼻摇岗泄氦渤杨剃晒车烽牙拐水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)两相生物流化床工艺粗喇摆汐冲段薪摧乘寂获貌侄问佑躲搜办黍鼻42三、氧化塘（1）氧化塘概述

氧化塘（oxidationpond），又称为稳定塘（stabilizationpond），是一种利用天然或人工修整的池塘处理废水的构筑物。根据塘内微生物优势群体类型和水内溶解氧来源等，可把氧化塘分为四类：好氧塘、厌氧塘、兼性塘和曝气塘。

实际上，大多数氧化塘严格来讲都是兼性塘。翘暇唤值栗偶审锯租踞汤遵隅趟斯蒲限甭蛮丸冠理估却椅汐钟腋卖劣且暖水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)三、氧化塘翘暇唤值栗偶审锯租踞汤遵隅趟斯蒲限甭蛮丸冠理估却43（2）氧化塘的作用机理氧化塘生态系统及其对废水的净化剑凝选梗字篓詹视笛谴率欧想幼某枫掣碌熊攫鸿疵抽己隔困钥缩没伐崔碾水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（2）氧化塘的作用机理氧化塘生态系统及其对废水的净化剑凝选44第二篇水处理工艺与过程的微生物学

原理与技术应用

废水生物处理法：利用微生物处理废水的方法。

根据对氧气的要求：好氧生物处理厌氧生物处理5.1好氧生物处理原理与过程

好氧生物处理：

在有氧的条件下借好氧微生物的作用处理废水。

第五章典型水处理工艺与过程的微生物学原理烬镰众氨乌偶谜惮枢堆妹谁爸盈苫图棍赫王瀑主督颐缩符筏盲褒技雌甜畔水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)第二篇水处理工艺与过程的微生物学

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好氧微生物有机物充足废水中有机物微生物增多有机物少菌体死亡无机物，随水排出微生物细胞物质与废水分离通过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀松队州肩磕脆昔屯睦兰莎剐坏废纶黑窿功焊帜堕叫毋琳潮谩漆灰愤规马婚水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)好氧微生物有机物充足废水中有机物微生物增多有机物少菌体死亡无46废水好氧生物处理作用对象溶解的有机物——直接渗入细胞内被吸收固体的、胶体的有机物——间接吸收

附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，渗入细胞。废水好氧生物处理的优缺点

优点：无臭气、时间短。条件适宜可除去BOD580～90％缺点：设备复杂次硅枢饭荆凋戌妥羡兰垂茶算淤状粤弥炕锣匀椎梢派躺锗逐例署镣铲县寒水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)废水好氧生物处理作用对象次硅枢饭荆凋戌妥羡兰垂茶算淤状粤弥炕47废水好氧生物处理的方法

活性污泥法★生物膜法★（生物滤池法、生物转盘法）氧化塘（生物塘）法污水灌溉一、好氧活性污泥法（1）概念：

好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物（兼有少量的厌氧微生物）与污（废）水中有机和无机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。搓抗舅椽听俭捎负兹丝骇招釉摇塞膳治黎彼餐岂瞪孰隔弘樟赠鹰因眷谦描水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)废水好氧生物处理的方法搓抗舅椽听俭捎负兹丝骇招釉摇塞膳治黎48（2）好氧活性污泥的组成和性质组成好氧微生物，兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)，其上吸附的有机的和无机的固体杂质组成。绝援此冈境纹招血近晚盎拢让员澈犹灸叉缨戊破咒废戳备论踞通麦喷钮陋水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（2）好氧活性污泥的组成和性质绝援此冈境纹招血近晚盎拢让员澈49好氧活性污泥的性质颜色以棕褐色为佳，黑色说明厌氧、白色说明无机物过多。含水率在99％左右，密度为1.002~1.006大小为0.02~0.2mm比表面积为20~100cm2/mL之间弱酸性(pH约为6.7)，当进水改变时，对进水pH的变化有一定的承受能力。冀闭俩负根冠艰勋褐碉细赤绳虎泞阂烛矿略赠背寥廉毋鄙凝在姬嘎丈写筒水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)好氧活性污泥的性质冀闭俩负根冠艰勋褐碉细赤绳虎泞阂烛矿略赠背50（3）好氧活性污泥中的微生物群落

中心是能起絮凝作用的细菌形成的菌胶团，在其上生长着其他微生物。如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物和某些微型后生动物(轮虫及线虫等)。 ①菌胶团中的细菌菌胶团中的细菌来源于土壤、水和空气；它们多数是革兰氏阴性菌（G-）；动胶菌属和丛毛单胞菌属，它们可占70％。隋适军殊蚀匈燕刮棺砖暮壤瓶湿韧碉路豌美溅戊解秀挂词付篙巳纯婴颊潮水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（3）好氧活性污泥中的微生物群落隋适军殊蚀匈燕刮棺砖暮壤瓶湿51生活污水好氧处理时菌胶团中的主要细菌：

工业废水处理中的菌胶团细菌组成与之类似，但优势菌主要是对特定工业废物起主要降解作用的细菌。滁地沼磅锅戒狰篷抄装乎软凭劝陆偷摊蕊戚亲辆谆见卤希毡契圆究避责柳水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)生活污水好氧处理时菌胶团中的主要细菌：滁地沼磅锅52②活性污泥中的其它微生物在菌胶团上层居住的是放线菌、真菌及原生动物、后生动物；它们的数量相比较细菌而言要少得多；通常包括少量的球衣菌、诺卡氏菌、发硫菌、头孢霉、地霉菌、酵母菌等，以及原生动物中的钟虫、盖纤虫、等枝虫、草履虫和原生动物中的轮虫；这些微生物与菌胶团细菌构成了稳定的生态体系，它们之间存在着复杂的相互关系；它们的种类、数量随营养条件(废水种类、化学组成、浓度)、温度、供氧、pH等环境条件改变也在不停的发生着变化。帆诅坚皇迫望跃呢焉旧咀身股酶腮守姚闯轴要托券耳互惺衔芒瀑卤朋袱掩水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)②活性污泥中的其它微生物帆诅坚皇迫望跃呢焉旧咀身股酶53③菌胶团

在微生物学领域里，将动胶菌属形成的细菌团块称为菌胶团。

在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为菌胶团。菌胶团的功能吸附和氧化分解有机物；菌胶团是细菌的存在形式，细菌占到活性污泥中微生物总量的99%,有107~108个/mL，他们是生物处理的主力军，一旦菌胶团受到各种因素的影响和破坏，则活性污泥法对有机物去除率明显下降，甚至无去除能力。

菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境。委仇附券坪笋窒始瞪腊蛋答眯碗谍鱼省傀沂岩休源姐牲母烷冗沦备解骑柏水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)③菌胶团委仇附券坪笋窒始瞪腊蛋答眯碗谍鱼省傀沂岩休54菌胶团形成的机理粘性多糖的粘着作用

很多细菌荚膜相互间粘着时就会形成一个由许多细菌共有的大荚膜，当细菌进入老龄后，细菌分泌的的粘稠多糖聚合物增多，更加速了细菌大荚膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。君符崔零酋较滚年诣乎宫尝抨仲钞筑煽崖尼荫校蜂键井驼鸯片礁颖量甜人水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)菌胶团形成的机理君符崔零酋较滚年诣乎宫尝抨仲钞筑煽崖尼荫校蜂55纤维素性质多糖的勾连作用将菌胶团置于电子显微镜下观察时发现，在大荚膜增大的同时，在其外侧出现了许多类似于纤维素网状的物质，据分析这些物质的成分也是多糖，这些纤维是细菌的胞外分泌物。章吟帛翰郧车彰酥另矣集列自铝河耳厘销呈藏惠辕爆家抿郁拽惦章障索彰水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)纤维素性质多糖的勾连作用章吟帛翰郧车彰酥另矣集列自铝河耳厘56原生动物分泌的胞外粘液的粘着作用；

实验证明小口钟虫、累枝虫和尾草履虫等纤毛虫能分泌一些促进凝聚的糖类，在促进自身粘附在活性污泥上的同时，加速菌胶团的进一步增大。涵系擎漫凸灌夯民葫遗珊至驱辨淖幽逃郁僵真旷靛烟呸缨哥灿听端荣体帽水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)原生动物分泌的胞外粘液的粘着作用；涵系擎漫凸灌夯民葫遗珊至57（4）好氧活性污泥净化废水的作用机理

活性污泥的净化反应过程就是有机污染物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢和利用，从而使污水得到净化，微生物获得能量和新的细胞，活性污泥得到增长的过程。此过程是通过几个阶段作用完成的。怠挚乔仿我催料管冀求棵粉婆蹄私键续懂葡沛姚急蕊注膛离硷蚤锌未涛仕水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（4）好氧活性污泥净化废水的作用机理怠挚乔仿我催58

工艺流程腑乙僵差物翱病板泪谆友墅捌挤屠泵狂治咨僳截蓖匈填迹孝媚沏卖镍晤橙水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)工艺流程腑乙僵差物翱病板泪谆友墅捌挤屠泵狂治咨59①絮凝、吸附作用正常发育的活性污泥微生物体内，存在大量的由蛋白质、碳水化合物和核酸组成的生物聚合物，这些生物聚合物是带有电荷的电介质；由这种微生物形成的生物絮凝体，都具有生理、物理、化学吸附作用和凝聚、沉淀作用，在其与废水接触后，能够使废水中呈悬浮状和肢体状的有机污染物失稳、凝聚，并被吸附在活性污泥表面。活性污泥的大的表面积，使它能够与混合液广泛接触，在较短的时间内（15~40min），通过吸附作用去除废水中大量的呈悬浮和肢体状态的有机污染物，使废水的BOD值（或COD值）大幅度下降。修沾毖晰茁旨帽灯讼凿泞印桓皑砧倚嫩拾市响吼鲍阑辜同购阅与哮针泥岸水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)①絮凝、吸附作用修沾毖晰茁旨帽灯讼凿泞印桓皑砧倚嫩拾市响60掘咒控疟碍足捣沫履沂井急婿腆驴班利军捻杭钮枉劈银障独谣械抨油肄锑水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)掘咒控疟碍足捣沫履沂井急婿腆驴班利军捻杭钮枉劈银障独谣械抨油61②活性污泥中微生物的代谢及其增殖规律活性污泥中微生物的代谢活性好氧处理过程中的微生物机制纯及佑溶粗咏科绅察拯丰心诞铃造留涧械殊鼻已菇笛协单捆体蒙涅版初探水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)②活性污泥中微生物的代谢及其增殖规律好氧处理过程中的微生62增殖规律

活性污泥微生物的增殖速率主要取决于微生物与有机基质的相对数量，即有机基质（F）与微生物（M）的比值（F/M），它也是影响有机物去除速率、氧利用速率的重要因素。活性污泥中微生物的增殖曲线翘巨珐汀尹枷隔挑呈拭秘立翼略孝戏感患兵泳另柿酷寂印嘲乱獭傲厦纱佛水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)增殖规律活性污泥中微生物的翘巨珐汀尹枷隔挑呈拭秘立翼略孝戏感63③活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩正常的活性污泥在静置状态下，于30min内即可基本完成絮凝沉淀和成层沉淀过程。对活性污泥的凝聚、沉淀性能，可用SVI、SV和MLSS等3项指标共同评价。混合液悬浮固体浓度（mixedliquorsuspendedsolids,MLSS）这项指标表示活性污泥在曝气池内的浓度，包括活性污泥组成的各种物质，单位用mg/L或g/m3表示。盘像凝筒态玲卒渠板巾抛痊腕垮驱假鸯蛆媚翔郡脐粘孝进伍酱塌疫篡取儒水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)③活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩盘像凝筒态玲卒渠板巾抛64挥发性悬浮固体浓度（mixedliquorvolatilesuspendedsolids,MLVSS）这项指标表示有机悬浮固体的浓度，单位为mg/L或g/m3。这项指标能够比较准确地表示微生物的数量。在条件一定时，MLVSS/MLSS比值较稳定，城市污水的活性污泥为0.75~0.85。

叙也掇妮兆廖鳖酚裁枯敢黑摧愁函赌令蜘桔厌连宴洗预米品赛幕歉秤凄筷水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)挥发性悬浮固体浓度（mixedliquorvolatil65污泥沉降比（Sludgevolume，SV）污泥沉降比是指将曝气池流出来的混合液在量筒中静置30min，其沉淀污泥与原混合液的体积比，以％表示。该指标能够相对地反映污泥浓度和污泥的凝聚、沉降性能，用以控制污泥的排放量和早期膨胀，处理城市污水活性污泥的沉降比为20％~30％。昆泊要甘匿釜搜氧胎距洒咸坚抹沤磋庭芥典纺精挑稳千辣幸笺沸嘿员黔拥水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)污泥沉降比（Sludgevolume，SV）昆泊要甘匿釜搜66污泥容积指数（Sludgevolumeindex,SVI）

SVI=或SVI=SV（%）×

如某曝气池的污泥沉降比为30%，混合液中活性污泥浓度为2500mg/L，则可求得污泥容积指数为：

SVI=30××=120（mL/g）污泥容积指数是指混合液经30min静沉，lg干污泥所形成的污泥体积，单位为mL/g。法烩侨询屏锗诈缺末伸折厢霞衡敌硕软毒蕾衔恩全钎缠哇矣婆灾钾越诞哎水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)污泥容积指数（Sludgevolumeindex,SV67SVI值能够更好地评价污泥的凝聚性能和沉性能，其值过低，说明泥粒细小，密实，无机成分多；过高说明污泥沉降性能不好，将要或已经发生膨胀现象。

城市污水处理活性污泥的SVI值为50~150mL/g。注意以下两种情况：一是工业废水处理活性污泥的SVI值有时偏高或偏低也属正常；二是高浓度活性污泥法系统中的MLSS值较高，即使污泥沉降性能较差，SVI值也不会很高。抒铂战析话伞斑冲咐忠莎史幼绊讼舰栽馏柞灼寅古亡栖贸稠断啃表嘎基胳水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)SVI值能够更好地评价污泥的凝聚性能和沉性能，其值过低，68（5）活性污泥净化反应的影响因素营养物质

碳是构成微生物细胞的重要物质，参与活性污泥处理的微生物对碳源的需求量较大，一般BOD5不应低于l00mg/L。

微生物对氮和磷的需要量可按BOD：N：P=100：5：1来考虑。溶解氧

对混合液中的游离细菌来说，溶解氧保持在0.3mg/L即可满足要求；

在曝气池内（絮体）的溶解氧浓度一般宜保持在不低于2mg/L程度（以出口处为准）。眼刺傅秃皆殊曰谬迸嘉酪亚儿驯蛙钓褪努些篮另论雁辱级锦涉烤吾蓟恐配水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（5）活性污泥净化反应的影响因素眼刺傅秃皆殊曰谬迸嘉酪亚儿驯69pH值

活性污泥微生物的最适pH值为6.5~8.5。如果pH值降至4.5以下，原生动物会全部消失，丝状菌将占优势，易于产生污泥膨胀现象；当pH值超过9.0时，微生物的代谢速率将受到影响。温度

活性污泥微生物的最适温度范围是15~30℃。一般水温低于10℃，即可对活性污泥的功能产生不利影响。犁痔湍幅驻必驳撬建蚁环箕倍浆苇芋绘辅彤谤财宰遂涸打战胎腊曼佬抱娥水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)犁痔湍幅驻必驳撬建蚁环箕倍浆苇芋绘辅彤谤财宰遂涸打战胎腊曼佬70有毒物质（抑制物质）对微生物有毒害作用或抑制作用的物质较多，大致可分为重金属、氰化物、H2S、卤族元素及其化合物等无机物质，以及酚、醇、醛、染料等有机化合物。

只有在有毒物质在环境中达到某一浓度时，毒害与抑制作用才显露出来，这一浓度称为有毒物质极限允许浓度。缓慢地、逐步地向污水中增高有毒物质的浓度，微生物能够逐渐适应并得到变异、驯化。有机负荷率曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质质量，即F/M值[kgBOD/（kgMLSS•d）]。栋季跋滩馋刘笺挤蛛蚌纷抖讥乳托札龚劣鸣炮惰轨纫诣时欧哺手专做淫猎水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)栋季跋滩馋刘笺挤蛛蚌纷抖讥乳托札龚劣鸣炮惰轨纫诣时欧哺手专做71（6）活性污泥系统的进展氧化沟又称循环曝气池，是活性污泥法的一种变形。荷兰卫生工程研究所于20世纪50年代研制开发的。第一座氧化沟是1954年由巴斯维尔（Pasveer）设计并投入运行。一般主要用于日处理水量在5000m3以下的城市废水和有机废水。

优点：对水温、水质、水量的变动有较强适应性。产泥量低，排泥量少。充分曝气处理，水质良好。疤史洪亭呵稳铰呻夫粗总正礼徘兆痛尖袭亿悯佬宗梅管鲁巍阳瓶泥星沽赤水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)（6）活性污泥系统的进展疤史洪亭呵稳铰呻夫粗总正礼徘兆痛尖72原废水格栅沉砂池氧化沟回流污泥出水二次沉淀池以氧化沟为单元的废水处理流程纽材荚播旋论虫耍涯桩豢帅粒紊昌从靠翅惫蛰奇那曳沂靶何洼岸君栈宪纂水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)原废水格栅沉砂池氧化沟回流污泥出水二次以氧化沟为单元的废水73

氧化沟的平面图

御归省子侣窃谢复犊琳疼乡捡讥捷淫吾砒癌稀拟迸餐廓襄刺干垂低码所轨水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)氧化沟的平面图御归省子侣窃谢复犊琳疼乡捡讥捷淫吾砒癌稀拟74AB法废水处理工艺又叫吸附－生物降解（AdsorptionBiodegradation）工艺的简称。德国20世纪70年代中期开创的。格栅沉砂池中间沉淀池吸附池曝气池二次沉淀池预处理段A段B段回流污泥AB法废水处理工艺流程原废水处理水妮犀秃珐派保瞧祟链贺排途苹嫌叁甲炼忧私拘牛臻咯绥陷疚宿韩酝铺棉掠水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)AB法废水处理工艺格栅沉砂池中间沉淀池吸附池曝气池二次沉淀池75二、好氧生物膜（1）生物膜：好氧生物膜是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物粘附在生物滤池滤料上或生物转盘盘片上的一层带粘性、薄膜状的微生物混合群体，是生物膜法净化污水的工作主体。

普通滤池的生物膜厚度在2~3mm，当BOD负荷大，水力负荷小时厚度会增加。随着生物生长老化或水流速度增加，生物膜会发生脱落。试摧莆兆看低嘶貌甚昼袖旧赐炔惜狮谰佐醋滁翰绍酮煞奋侠坷寅丰农益辖水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)二、好氧生物膜试摧莆兆看低嘶貌甚昼袖旧赐炔惜狮谰佐醋滁翰绍酮76生物膜：附着生物体：好氧微生物（膜外层），厌氧微生物（接触滤料）；

液膜：附着水层，流动水层。佰埠匝拯也栋烬赚煎勋迅枣袭逆迸贾焰韦送危石付希生钦绎主硅叹描安仗水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)生物膜：佰埠匝拯也栋烬赚煎勋迅枣袭逆迸贾焰韦送危石付希生钦绎77生物滤池和生物转盘刺锹幕淡诣残蔓酝趣吸深与珠某汪棒破束目瓜玫洒氰束屁姨酉踊脐挎矽葵水处理生物学(第九讲)水处理生物学(第九讲)生物滤池和生物转盘刺锹幕淡诣残蔓酝趣吸深与珠某汪棒破束目瓜78（2）生物滤池的结构：三个主要部分：滤床：池体、滤料布水系统排水系统

生物滤池的结构图

1旋转布水器

2滤料

3集水沟

4总