环境工程微生物学-9废水处理课件

第九章废水微生物处理原理与应用

第一节废水的好氧微生物处理第二节废水的厌氧微生物处理第九章废水微生物处理原理与应用第一节废水的好氧微生物处1第九章废水微生物处理原理与应用

有机污染物种类来源人工合成天然成分分子量复杂简单浓度高浓度低浓度形态固态液态气态降解能力可生物降解非生物降解决定了是否采用微生物处理以及选用哪种微生物处理方法第九章废水微生物处理原理与应用有机污染物种类来源人工合成2第九章废水微生物处理原理及与应用

第九章废水微生物处理原理及与应用3第一节废水的好氧微生物处理

一、好氧处理的基本原理

有机污染物好氧微生物处理的一般途径

第一节废水的好氧微生物处理一、好氧处理的基本原理有机污4第一节废水的好氧微生物处理

一、好氧处理的基本原理

第一节废水的好氧微生物处理一、好氧处理的基本原理5北京高碑店污水处理厂活性污泥法北京高碑店污水处理厂活性污泥法6第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

1914年的在英国曼彻斯特

（1）活性污泥的基本特性

组成：有机和无机的固体好氧微生物兼性厌氧微生物专性厌氧微生物絮状体或绒粒依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物.第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、7活性污泥

1、概念、组成和性质好氧和兼性厌氧微生物与污水中固体物混凝交织在一起形成的絮状体或绒粒。活性污泥

1、概念、组成和性质8第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

（1）活性污泥的基本特性

性质：含水率99%具沉降性；具生物活性絮体大小为0.02—0.2mm具一定pH缓冲能力第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、9第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

（1）活性污泥的基本特性

结构和功能中心是细菌形成的菌胶团，其上生长着其它微生物。正常活性污泥主要细菌：P298表微生物分布状态：第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、10第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

（1）活性污泥的基本特性

污泥中微生物的浓度混合悬浮固体（MLSS）：1L活性污泥中含干固体的毫克数混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）：1L活性污泥中含恒量、干的挥发性固体的毫克数一般的城市污水处理：2000~3000mg/L工业废水处理：3000mg/L左右高浓度的工业废水生物处理：3000~5000mg/L。第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、11菌胶团由产荚膜或粘液层的絮凝性细菌相互絮凝聚而成的菌胶团块。是活性污泥的结构和功能中心。动胶菌属（Zoogloea)和丛毛单胞属（Comamonas)为主，可占到70%以上。有很强的吸附和分解有机物能力为原生动物提供良好的生存环境具有指示作用菌胶团由产荚膜或粘液层的絮凝性细菌相互絮凝聚而成的菌胶团块。12活性污泥中原生动物的作用指示作用净化作用（辅助菌胶团）促进絮凝和沉淀作用活性污泥中原生动物的作用指示作用13第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

（2）活性污泥法的运行方式

a.推流式活性污泥法

优点：BOD5去除率可达90%适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水对污水处理程度比较灵活第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、14第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

（2）活性污泥法的运行方式

a.推流式活性污泥法

缺点：溶解氧的供求矛盾第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、15第一节废水的好氧微生物处理

第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

（2）活性污泥法的运行方式

b.完全混合活性污泥法

主要优点：能够承受高浓度废水第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理16第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

（2）活性污泥法的运行方式

c.氧化沟（循环曝气池）20世纪50年代，荷兰，巴斯维尔

构造：形式多样化，运行灵活。水流混合：流态介于完全混合与推流之间特点：二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（2）活性污泥17第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

（3）活性污泥运行的影响因素及其控制a.溶解氧（OD）供氧不足溶解氧浓度过低微生物代谢受阻净化功能下降易于滋生丝状菌产生污泥膨胀现象在曝气池出口处的混合液中的溶解氧保持在2mg/L左右溶解氧浓度过高氧的利用效率降低增加动力费用二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（3）活性污泥18第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

二、好氧处理的种类及特征菌胶团的作用有很强的生物吸附与分解有机物能力对有机物的吸附附着原生动物及微型后生动物具有指示作用第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法二、好氧处理的19原生动物及微型后生动物的作用指示作用净化作用促进絮凝和沉淀作用原生动物及微型后生动物的作用指示作用20好养活性污泥的培养自学（p230-231）好养活性污泥的培养自学（p230-231）21第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

（3）活性污泥运行的影响因素及其控制b.水温最适温度：15—30℃最低温度：10℃二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（3）活性污泥22第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

（3）活性污泥运行的影响因素及其控制c.营养物质一是各种营养物质比例要适宜。

二是营养物质的浓度要适中

有机负荷率（BOD污泥负荷）F/M：表示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的量。[kg/(kg·d)]BOD污泥负荷在0.2-0.3kg/(kg·d)为宜，超过0.38kg/(kg·d)时，容易发生污泥膨胀二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（3）活性污泥23第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

（3）活性污泥运行的影响因素及其控制d.pH最适pH介于6.5~8.5之间低于4.5：原生动物消失，丝状菌占优势高于9.0，微生物的代谢受抑制二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（3）活性污泥24第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

（4）活性污泥运行常见的微生物学问题二沉池中泥水分离

a.不凝聚b.微小絮体c.起泡沫d.丝状菌污泥膨胀二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（4）活性污泥25活性污泥的丝状膨胀泥水分离困难，降解性低下主导因素是丝状微生物的过度生长活性污泥的丝状膨胀泥水分离困难，降解性低下26第一节废水的好氧微生物处理

2、生物膜法

依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物（附着生长反应器）碎石卵石焦炭塑料材料二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法依靠固着于载体表27第一节废水的好氧微生物处理

2、生物膜法

（1）生物膜的基本特性

a.生物组成：微生物种类多，食物链长而复杂

二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（1）生物膜的基28第一节废水的好氧微生物处理

2、生物膜法

（1）生物膜的基本特性

b.结构液层：流动水层、附着水层生物膜：好氧层、厌氧层二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（1）生物膜的基29第一节废水的好氧微生物处理

2、生物膜法

（2）生物膜的基本流程

二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（2）生物膜的基30第一节废水的好氧微生物处理

2、生物膜法

（3）生物膜反应器运行方式

a.普通生物滤池

优点：处理效果好出水水质稳定运行稳定二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（3）生物膜反应31第一节废水的好氧微生物处理

2、生物膜法

（3）生物膜反应器运行方式

b.生物转盘生物转盘盘片接触反应槽转轴驱动装置

二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（3）生物膜反应32氧化塘法（oxidationponds或lagoon）是近年来一种利用自然生态系统净化污水并具有良好节能效果的方法。氧化塘是一个面积大、能接受阳光照射的浅池，污水从一端流入，从另一端溢流而出。在氧化塘中存在着三种作用：（1）有机物的好氧性分解和厌氧消化；前者主要由好氧细菌进行，后者则主要由厌氧菌进行；（2）光合作用：主要由藻类和水生植物进行；（3）藻类细胞的消除：由各种动物进行。所以用氧化塘法处理污水实际上是一个菌藻共生的生态系统。

氧化塘法（oxidationponds或lagoon）是近33滨洲污水处理厂8万方/日氧化塘法氧化塘的优点是投资少、设备简、操作容易，缺点是它所占据的土地面积大。滨洲污水处理厂8万方/日氧化塘法氧化塘的优点是投资34在上述各种污水处理方法中，都存在着以下几个共同的问题：①大量以活性污泥或脱落生物膜形式出现的废渣，必须加以进一步处理，否则会形成“二次污染”；②对一些BOD5，超过10000mg／L的有机废水，如屠宰废水等的处理效果很差。用厌氧消化法即沼气发酵正好能克服上述三项困难，此外，还能产生大量的生物能——沼气，化废为宝，因此近年来已受到各方面的重视。在上述各种污水处理方法中，都存在着以下几个共同的问题：35第二节废水的厌氧微生物处理

一、厌氧处理的基本原理有机物厌氧分解生成甲烷的过程1)发酵性细菌(2)产氢产乙酸细菌(3)同型产乙酸菌(4)利用H2和CO2产甲烷菌（30%）(5)分解乙酸的产甲烷菌（70%）4H2+C02→CH4＋2H20CH3C00H→CH4+C02产甲烷化学过程第二节废水的厌氧微生物处理一、厌氧处理的基本原理有机物36第二节废水的厌氧微生物处理

二、厌氧生物处理中的微生物类型

产甲烷菌

非产甲烷菌发酵细菌产氢产乙酸菌同型产乙酸菌第二节废水的厌氧微生物处理二、厌氧生物处理中的微生物类型37沼气（生物气）：是一种混合可燃气体。主要成分为甲烷，及少量H2、N2和CO2。沼气发酵（甲烷形成）：产甲烷菌在厌氧条件下，利用H2还原CO2等碳源营养物，以产生细胞物质、能量和代谢废物——CH4的过程。所谓沼气发酵，若按其生物化学本质来说，就是一种由产甲烷菌进行的甲烷形成过程。

沼气（生物气）：是一种混合可燃气体。主要成分为甲烷，及少量H38广古生菌门、2纲、3目、5科、21属，代表属有：甲烷杆菌属（19种）甲烷短杆菌属（7种）甲烷球菌属（11种）产甲烷菌属（11种）甲烷螺菌属（1种）甲烷嗜盐菌属（5种）甲烷叶菌属（5种）甲烷八叠球菌属（8种）产甲烷菌是一类必须在严格厌氧生境下并伴有甲烷产生的古生菌。广古生菌门、2纲、3目、产甲烷菌是一类必须在严格厌氧生境下并39几种产甲烷细菌的形态

a.Methanobacteriumsp.;b.Methanobrivebactersp.;c.AstrainofMethanosarcinamazaii;d.astrainofMethanosarcinabarkeri;e.astrainofMethanosarcinavacuolata;f.Methanococcusjannaschii;g.Methanothrixsp.;h.Methanococcusigneus.几种产甲烷细菌的形态

a.Methanobacteriu40甲烷形成的三个阶段甲烷形成的三个阶段411、水解阶段水解性（发酵性）细菌包括：（1）专性厌氧菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、真杆菌属、双歧杆菌属等。（2）兼性厌氧菌：链球菌属、一些肠道杆菌。2、产酸阶段厌氧的产氢产乙酸细菌群：奥氏甲烷杆菌，为两种细菌的共生体。包括：产氢产乙酸细菌——S菌：G-，厌氧、运动，杆状，乙醇→乙酸+H2。MOH菌：革氏染色可变，厌氧，杆状，不能利用乙醇，但能利用H2产甲烷。1、水解阶段423、产气阶段严格厌氧的产甲烷菌群利用一碳化合物（CO2、甲醇、甲酸、甲基胺、CO）、二碳化合物（乙酸）和H2产生甲烷。3、产气阶段43第二节废水的厌氧微生物处理

三、厌氧生物处理运行方式1、普通消化池

7.活动盖板1.进料口2.出料间3.隔墙4.发酵间5.贮气箱6.导气管圆形消化池的结构

第二节废水的厌氧微生物处理三、厌氧生物处理运行方式1、44第二节废水的厌氧微生物处理

三、厌氧生物处理运行方式2、厌氧接触消化池

第二节废水的厌氧微生物处理三、厌氧生物处理运行方式2、45环境工程微生物学-9废水处理课件46生物脱氮和生物除磷

一、污、废水脱氮、除磷的意义废水磷含量在≤0．5mg/L氨氮

≤15mg／L污水的一级处理：去除固体废物，30%COD二级处理：去除有机物，70-90%COD，90%以上BOD525%的氮，19%的磷未去除的氮磷造成水体污染————富营养化生物脱氮和生物除磷一、污、废水脱氮、除磷的意义废水磷含量在47二、微生物脱氮工艺、原理及其微生物

A/O脱氮工艺废水好氧脱碳缺氧反硝化沉淀池好氧硝化沉淀池1好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水回流(一)微生物脱氮工艺活性污泥法典型工艺——A/O工艺（缺氧、好氧工艺）二、微生物脱氮工艺、原理及其微生物A/O脱氮工艺废水好氧脱48(二)脱氮原理

缺氧反硝化

细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌）

反应：NO3-—N反硝化还原为N2，溢出水面释放到大气碳源：原水中BOD

硝酸盐来源：回流出水中的硝化产物

(二)脱氮原理缺氧反硝化49好氧脱碳硝化脱碳——氧化去除COD脱碳菌——好氧有机物呼吸的细菌，以有机物为碳源硝化菌——好氧氨盐呼吸的细菌，以碳酸盐为碳源（NH4+→NO2-→NO3-)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；有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速，硝化菌氧利用不足，生长缓慢；

好氧脱碳硝化脱碳——氧化去除COD脱碳菌——好氧有机物呼吸50为什么水处理中都是先异养菌脱碳再由自养菌脱氨?1.防止自养菌反驯化,利用有机物,不再利用氨氮2.有机物为主时自养菌生长慢竞争不过异养菌3.异养菌分解蛋白质等产生氨再被自养菌利用4.异养菌分解有机物产生碳酸盐作为自养菌碳源

天然的过程为什么水处理中都是先异养菌脱碳再由自养菌脱氨?1.防止自养51两级滤池法工艺流程好氧脱碳硝化滤池

进水厌氧反硝化滤池

出水

甲醇补充反硝化菌的碳源！利用进水中的BOD两级滤池法工艺流程好氧脱碳硝化滤池进水厌氧反硝化滤池52三、微生物除磷原理、工艺及其微生物

（BOD：N：P）100：5：1——微生物除碳的同时吸收磷元素用以合成细胞物质和合成ATP等，但只去除污水中约19％左右的磷。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。

1．微生物除磷原理依靠聚磷菌（兼性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些细菌。Polyhydroxybutyricacid(聚-β-羟丁酸，PHB)三、微生物除磷原理、工艺及其微生物（BOD：N：P）10053聚P聚P聚P聚P部分回流做种大部分（P）去除水中P水中P厌氧时：不繁殖，消耗多聚磷酸盐颗粒(即异染颗粒)），释放磷酸盐于体外（产生能量储备好氧状态能源——PHB）——磷释放。好氧时：正相反——大量繁殖（消耗厌氧状态能源——聚β-羟基丁二酸（PHB）），逆浓度梯度过量吸磷（贮备厌氧状态能源——多聚磷酸盐颗粒(即异染颗粒)）——磷过剩摄取

聚P聚P聚P聚P部分回流大部分水中P水中P厌氧时：不繁殖542．工艺简介

常见的脱磷工艺如下图所示

进水厌氧放磷好氧聚磷出水部分污泥回流接种剩余污泥处理沉淀脱磷2．工艺简介常见的脱磷工艺如下图所示厌氧放磷好氧聚磷部分55固体废物:人类生产和生活过程中产生的固体或泥状的，暂时没有利用价值的废弃物质。化学成分：有机废物、无机废物形状：固体废物、泥状废物危害状况：有害废物、一般废物来源：工业废弃物、城市垃圾、农业固体废弃物固体废物废弃物无害化、资源化、减量化，变废为宝，净化环境简单堆放法围海造地法堆肥处置法焚烧处置法卫生填埋法第十章有机固体废弃物与废气的微生物处理固体废物:化学成分：有机废物、无机废物固体废物废弃物无害化、56第一节固体有机废物的堆肥处理技术堆肥化：依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，有控制地促进可被微生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。堆肥：深褐色、质地松散、有泥土味的物质。这种物质的养料价值不高，但却是一种极好的土壤调节剂和改良剂，其主要成分是腐殖质。第一节固体有机废物的堆肥处理技术堆肥化：堆肥：57一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理技术通气条件下借好氧性微生物活动使有机物降解，从而使固体废弃物无害化、资源化。特点：高温堆肥（一般在50-60℃，极限可达80-90℃）一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理技术通气条件下借好58一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理特点：高温堆肥（一般在50-60℃，极限可达80-90℃）堆制升温高温降温腐熟1-2d50-60℃中温菌嗜热菌中温菌寄生虫和病原菌被杀死30-40℃一次发酵二次发酵一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理特点：高温堆肥（一59一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理60一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理61一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理62一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理环境温度：对二次发酵的影响大有机质含量：20-80%为宜。太低，升温慢，太高，供氧不足（发臭）水分：50-60%为宜。过高，氧不足碳氮比：初始30-35：1为宜。过高，缺氮，周期长，过低，氮损失。碳磷比：75-150为宜。酸碱度：中性或弱碱性。通风供氧：动力供氧影响堆肥的因素一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理环境温度：对二次发63一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理立式堆肥发酵塔卧式堆肥发酵滚筒简仓式堆肥发酵仓箱式堆肥发酵池堆肥发酵装置一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理立式堆肥发酵塔堆肥645-8天完成一次发酵立式堆肥发酵塔一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理5-8天完成一次发酵立式堆肥发酵塔一、好氧堆肥第一节固体有65卧式堆肥发酵滚筒一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理卧式堆肥发酵滚筒一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理66箱式堆肥发酵池一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理箱式堆肥发酵池一、好氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理67二、厌氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理厌氧堆肥在无氧条件下，借厌氧微生物的作用，将有机废弃物（包括城市垃圾、人畜粪便、植物秸秆、污水处理厂的剩余污泥等）进行厌氧发酵，制成有机肥料，使固体废弃物无害化的过程。特点：1）堆置方式与好氧堆肥法相同2）堆内不设通气系统，堆温低，腐熟及无害化所需时间较长3）简便、省工4）封堆后1个月左右翻堆1次二、厌氧堆肥第一节固体有机废物的堆肥处理厌氧堆肥特点：68第二节气体有机废物的微生物处理挥发性有机化合物（VOC）石油化工、制药、印刷、制鞋、喷漆等行业排放的常见的，可能具有毒性，致癌性，易燃易爆及破坏臭氧层的污染物。（氯乙烯、苯、多环芳烃，如氯氟烃(CFC）和含氢氯氟烃(HCFC)。废气控制技术的研究和应用生物过滤装置第二节气体有机废物的微生物处理挥发性有机化合物（VOC）废69第二节气体有机废物的微生物处理一、基本原理液相或固相介质二氧化碳、水等气体有机物微生物降解

吸附乙醇、硫醇酚、甲酚、吲哚脂肪酸、乙醛、酮、二硫化碳氨和胺

生物过滤悬浮生长系统附着生长系统第二节气体有机废物的微生物处理一、基本原理液相或固相介质二70第二节气体有机废物的微生物处理二、处理方法第二节气体有机废物的微生物处理二、处理方法71第二节气体有机废物的微生物处理二、处理方法生物滤池（生物过滤箱）第二节气体有机废物的微生物处理二、处理方法生物滤池（生物过72第二节气体有机废物的微生物处理二、处理方法针对有机堆肥臭气去除的生物滤池第二节气体有机废物的微生物处理二、处理方法针对有机堆肥臭气73第二节气体有机废物的微生物处理二、处理方法第二节气体有机废物的微生物处理二、处理方法74第二节气体有机废物的微生物处理二、处理方法第二节气体有机废物的微生物处理二、处理方法75第二节气体有机废物的微生物处理二、处理方法第二节气体有机废物的微生物处理二、处理方法76第九章废水微生物处理原理与应用

第一节废水的好氧微生物处理第二节废水的厌氧微生物处理第九章废水微生物处理原理与应用第一节废水的好氧微生物处77第九章废水微生物处理原理与应用

有机污染物种类来源人工合成天然成分分子量复杂简单浓度高浓度低浓度形态固态液态气态降解能力可生物降解非生物降解决定了是否采用微生物处理以及选用哪种微生物处理方法第九章废水微生物处理原理与应用有机污染物种类来源人工合成78第九章废水微生物处理原理及与应用

第九章废水微生物处理原理及与应用79第一节废水的好氧微生物处理

一、好氧处理的基本原理

有机污染物好氧微生物处理的一般途径

第一节废水的好氧微生物处理一、好氧处理的基本原理有机污80第一节废水的好氧微生物处理

一、好氧处理的基本原理

第一节废水的好氧微生物处理一、好氧处理的基本原理81北京高碑店污水处理厂活性污泥法北京高碑店污水处理厂活性污泥法82第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

1914年的在英国曼彻斯特

（1）活性污泥的基本特性

组成：有机和无机的固体好氧微生物兼性厌氧微生物专性厌氧微生物絮状体或绒粒依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物.第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、83活性污泥

1、概念、组成和性质好氧和兼性厌氧微生物与污水中固体物混凝交织在一起形成的絮状体或绒粒。活性污泥

1、概念、组成和性质84第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

（1）活性污泥的基本特性

性质：含水率99%具沉降性；具生物活性絮体大小为0.02—0.2mm具一定pH缓冲能力第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、85第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

（1）活性污泥的基本特性

结构和功能中心是细菌形成的菌胶团，其上生长着其它微生物。正常活性污泥主要细菌：P298表微生物分布状态：第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、86第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

（1）活性污泥的基本特性

污泥中微生物的浓度混合悬浮固体（MLSS）：1L活性污泥中含干固体的毫克数混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）：1L活性污泥中含恒量、干的挥发性固体的毫克数一般的城市污水处理：2000~3000mg/L工业废水处理：3000mg/L左右高浓度的工业废水生物处理：3000~5000mg/L。第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、87菌胶团由产荚膜或粘液层的絮凝性细菌相互絮凝聚而成的菌胶团块。是活性污泥的结构和功能中心。动胶菌属（Zoogloea)和丛毛单胞属（Comamonas)为主，可占到70%以上。有很强的吸附和分解有机物能力为原生动物提供良好的生存环境具有指示作用菌胶团由产荚膜或粘液层的絮凝性细菌相互絮凝聚而成的菌胶团块。88活性污泥中原生动物的作用指示作用净化作用（辅助菌胶团）促进絮凝和沉淀作用活性污泥中原生动物的作用指示作用89第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

（2）活性污泥法的运行方式

a.推流式活性污泥法

优点：BOD5去除率可达90%适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水对污水处理程度比较灵活第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、90第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

（2）活性污泥法的运行方式

a.推流式活性污泥法

缺点：溶解氧的供求矛盾第一节废水的好氧微生物处理二、好氧处理的种类及特征1、91第一节废水的好氧微生物处理

第一节废水的好氧微生物处理

二、好氧处理的种类及特征1、活性污泥法

（2）活性污泥法的运行方式

b.完全混合活性污泥法

主要优点：能够承受高浓度废水第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理92第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

（2）活性污泥法的运行方式

c.氧化沟（循环曝气池）20世纪50年代，荷兰，巴斯维尔

构造：形式多样化，运行灵活。水流混合：流态介于完全混合与推流之间特点：二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（2）活性污泥93第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

（3）活性污泥运行的影响因素及其控制a.溶解氧（OD）供氧不足溶解氧浓度过低微生物代谢受阻净化功能下降易于滋生丝状菌产生污泥膨胀现象在曝气池出口处的混合液中的溶解氧保持在2mg/L左右溶解氧浓度过高氧的利用效率降低增加动力费用二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（3）活性污泥94第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

二、好氧处理的种类及特征菌胶团的作用有很强的生物吸附与分解有机物能力对有机物的吸附附着原生动物及微型后生动物具有指示作用第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法二、好氧处理的95原生动物及微型后生动物的作用指示作用净化作用促进絮凝和沉淀作用原生动物及微型后生动物的作用指示作用96好养活性污泥的培养自学（p230-231）好养活性污泥的培养自学（p230-231）97第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

（3）活性污泥运行的影响因素及其控制b.水温最适温度：15—30℃最低温度：10℃二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（3）活性污泥98第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

（3）活性污泥运行的影响因素及其控制c.营养物质一是各种营养物质比例要适宜。

二是营养物质的浓度要适中

有机负荷率（BOD污泥负荷）F/M：表示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的量。[kg/(kg·d)]BOD污泥负荷在0.2-0.3kg/(kg·d)为宜，超过0.38kg/(kg·d)时，容易发生污泥膨胀二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（3）活性污泥99第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

（3）活性污泥运行的影响因素及其控制d.pH最适pH介于6.5~8.5之间低于4.5：原生动物消失，丝状菌占优势高于9.0，微生物的代谢受抑制二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（3）活性污泥100第一节废水的好氧微生物处理

1、活性污泥法

（4）活性污泥运行常见的微生物学问题二沉池中泥水分离

a.不凝聚b.微小絮体c.起泡沫d.丝状菌污泥膨胀二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理1、活性污泥法（4）活性污泥101活性污泥的丝状膨胀泥水分离困难，降解性低下主导因素是丝状微生物的过度生长活性污泥的丝状膨胀泥水分离困难，降解性低下102第一节废水的好氧微生物处理

2、生物膜法

依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物（附着生长反应器）碎石卵石焦炭塑料材料二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法依靠固着于载体表103第一节废水的好氧微生物处理

2、生物膜法

（1）生物膜的基本特性

a.生物组成：微生物种类多，食物链长而复杂

二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（1）生物膜的基104第一节废水的好氧微生物处理

2、生物膜法

（1）生物膜的基本特性

b.结构液层：流动水层、附着水层生物膜：好氧层、厌氧层二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（1）生物膜的基105第一节废水的好氧微生物处理

2、生物膜法

（2）生物膜的基本流程

二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（2）生物膜的基106第一节废水的好氧微生物处理

2、生物膜法

（3）生物膜反应器运行方式

a.普通生物滤池

优点：处理效果好出水水质稳定运行稳定二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（3）生物膜反应107第一节废水的好氧微生物处理

2、生物膜法

（3）生物膜反应器运行方式

b.生物转盘生物转盘盘片接触反应槽转轴驱动装置

二、好氧处理的种类及特征第一节废水的好氧微生物处理2、生物膜法（3）生物膜反应108氧化塘法（oxidationponds或lagoon）是近年来一种利用自然生态系统净化污水并具有良好节能效果的方法。氧化塘是一个面积大、能接受阳光照射的浅池，污水从一端流入，从另一端溢流而出。在氧化塘中存在着三种作用：（1）有机物的好氧性分解和厌氧消化；前者主要由好氧细菌进行，后者则主要由厌氧菌进行；（2）光合作用：主要由藻类和水生植物进行；（3）藻类细胞的消除：由各种动物进行。所以用氧化塘法处理污水实际上是一个菌藻共生的生态系统。

氧化塘法（oxidationponds或lagoon）是近109滨洲污水处理厂8万方/日氧化塘法氧化塘的优点是投资少、设备简、操作容易，缺点是它所占据的土地面积大。滨洲污水处理厂8万方/日氧化塘法氧化塘的优点是投资110在上述各种污水处理方法中，都存在着以下几个共同的问题：①大量以活性污泥或脱落生物膜形式出现的废渣，必须加以进一步处理，否则会形成“二次污染”；②对一些BOD5，超过10000mg／L的有机废水，如屠宰废水等的处理效果很差。用厌氧消化法即沼气发酵正好能克服上述三项困难，此外，还能产生大量的生物能——沼气，化废为宝，因此近年来已受到各方面的重视。在上述各种污水处理方法中，都存在着以下几个共同的问题：111第二节废水的厌氧微生物处理

一、厌氧处理的基本原理有机物厌氧分解生成甲烷的过程1)发酵性细菌(2)产氢产乙酸细菌(3)同型产乙酸菌(4)利用H2和CO2产甲烷菌（30%）(5)分解乙酸的产甲烷菌（70%）4H2+C02→CH4＋2H20CH3C00H→CH4+C02产甲烷化学过程第二节废水的厌氧微生物处理一、厌氧处理的基本原理有机物112第二节废水的厌氧微生物处理

二、厌氧生物处理中的微生物类型

产甲烷菌

非产甲烷菌发酵细菌产氢产乙酸菌同型产乙酸菌第二节废水的厌氧微生物处理二、厌氧生物处理中的微生物类型113沼气（生物气）：是一种混合可燃气体。主要成分为甲烷，及少量H2、N2和CO2。沼气发酵（甲烷形成）：产甲烷菌在厌氧条件下，利用H2还原CO2等碳源营养物，以产生细胞物质、能量和代谢废物——CH4的过程。所谓沼气发酵，若按其生物化学本质来说，就是一种由产甲烷菌进行的甲烷形成过程。

沼气（生物气）：是一种混合可燃气体。主要成分为甲烷，及少量H114广古生菌门、2纲、3目、5科、21属，代表属有：甲烷杆菌属（19种）甲烷短杆菌属（7种）甲烷球菌属（11种）产甲烷菌属（11种）甲烷螺菌属（1种）甲烷嗜盐菌属（5种）甲烷叶菌属（5种）甲烷八叠球菌属（8种）产甲烷菌是一类必须在严格厌氧生境下并伴有甲烷产生的古生菌。广古生菌门、2纲、3目、产甲烷菌是一类必须在严格厌氧生境下并115几种产甲烷细菌的形态

a.Methanobacteriumsp.;b.Methanobrivebactersp.;c.AstrainofMethanosarcinamazaii;d.astrainofMethanosarcinabarkeri;e.astrainofMethanosarcinavacuolata;f.Methanococcusjannaschii;g.Methanothrixsp.;h.Methanococcusigneus.几种产甲烷细菌的形态

a.Methanobacteriu116甲烷形成的三个阶段甲烷形成的三个阶段1171、水解阶段水解性（发酵性）细菌包括：（1）专性厌氧菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、真杆菌属、双歧杆菌属等。（2）兼性厌氧菌：链球菌属、一些肠道杆菌。2、产酸阶段厌氧的产氢产乙酸细菌群：奥氏甲烷杆菌，为两种细菌的共生体。包括：产氢产乙酸细菌——S菌：G-，厌氧、运动，杆状，乙醇→乙酸+H2。MOH菌：革氏染色可变，厌氧，杆状，不能利用乙醇，但能利用H2产甲烷。1、水解阶段1183、产气阶段严格厌氧的产甲烷菌群利用一碳化合物（CO2、甲醇、甲酸、甲基胺、CO）、二碳化合物（乙酸）和H2产生甲烷。3、产气阶段119第二节废水的厌氧微生物处理

三、厌氧生物处理运行方式1、普通消化池

7.活动盖板1.进料口2.出料间3.隔墙4.发酵间5.贮气箱6.导气管圆形消化池的结构

第二节废水的厌氧微生物处理三、厌氧生物处理运行方式1、120第二节废水的厌氧微生物处理

三、厌氧生物处理运行方式2、厌氧接触消化池

第二节废水的厌氧微生物处理三、厌氧生物处理运行方式2、121环境工程微生物学-9废水处理课件122生物脱氮和生物除磷

一、污、废水脱氮、除磷的意义废水磷含量在≤0．5mg/L氨氮

≤15mg／L污水的一级处理：去除固体废物，30%COD二级处理：去除有机物，70-90%COD，90%以上BOD525%的氮，19%的磷未去除的氮磷造成水体污染————富营养化生物脱氮和生物除磷一、污、废水脱氮、除磷的意义废水磷含量在123二、微生物脱氮工艺、原理及其微生物

A/O脱氮工艺废水好氧脱碳缺氧反硝化沉淀池好氧硝化沉淀池1好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水回流(一)微生物脱氮工艺活性污泥法典型工艺——A/O工艺（缺氧、好氧工艺）二、微生物脱氮工艺、原理及其微生物A/O脱氮工艺废水好氧脱124(二)脱氮原理

缺氧反硝化

细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌）

反应：NO3-—N反硝化还原为N2，溢出水面释放到大气碳源：原水中BOD

硝酸盐来源：回流出水中的硝化产物

(二)脱氮原理缺氧反硝化125好氧脱碳硝化脱碳——氧化去除COD脱碳菌——好氧有机物呼吸的细菌，以有机物为碳源硝化菌——好氧氨盐呼吸的细菌，以碳酸盐为碳源（NH4+→NO2-→NO3-)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；有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速，硝化菌氧利用不足，生长缓慢；

好氧脱碳硝化脱碳——氧化去除COD脱碳菌——好氧有机物呼吸126为什么水处理中都是先异养菌脱碳再由自养菌脱氨?1.防止自养菌反驯化,利用有机物,不再利用氨氮2.有机物为主时自养菌生长慢竞争不过异养菌3.异养菌分解蛋白质等产生氨再被自养菌利用4.异养菌分解有机物产生碳酸盐作为自养菌碳源

天然的过程为什么水处理中都是先异养菌脱碳再由自养菌脱氨?1.防止自养127两级滤池法工艺流程好氧脱碳硝化滤池

进水厌氧反硝化滤池

出水

甲醇补充反硝化菌的碳源！利用进水中的BOD两级滤池法工艺流程好氧脱碳硝化滤池进水厌氧反硝化滤池128三、微生物除磷原理、工艺及其微生物

（BOD：N：P）100：5：1——微生物除碳的同时吸收磷元素用以合成细胞物质和合成ATP等，但只去除污水中约19％左右的磷。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。

1．微生物除磷原理依靠聚磷菌（兼性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些细菌。Polyhydroxybutyricacid(聚-β-羟丁酸，PHB)三、微生物除磷原理、工艺及其微生物（BOD：N：P）100129聚P聚P聚P聚P部分回流做种大部分（P）去除水中P水中P厌氧时：不繁殖，消耗多聚磷酸盐颗粒(即异染颗粒)），释放磷酸盐于体外（产生能量储备好氧状态能源——PHB）——磷释放。好氧时：正相反——大量繁殖（消耗厌氧状态能源——聚β-羟基丁二酸（PHB）），逆浓度梯度过量吸磷（贮备厌氧状态能源——多聚磷酸盐颗粒(即异染颗粒)）——磷过剩摄取

聚P聚P聚P聚P部分回流大部分水中P水中P厌氧时：不繁殖1302．工艺简介

常见的脱磷工艺如下图所示

进水厌氧放磷好氧聚磷出水部分污泥回流接种剩余污泥处理沉淀脱磷2．工艺简介常见的脱磷工艺如下图所示厌氧放磷好氧聚磷部分131固体废物:人类生产和生活过程中产生的固体或泥状的，暂时没有利用价值的废弃物质。化学成分：有机废物、无机废物形状：固体废物、泥状废物危害状况：有害废物、一般废物来源：工业废弃物、城市垃圾、农业固体废弃物固体废物废弃物无害化、资源化、减量化，变废为宝，净化环境简单堆放法围海造地法堆肥处置法焚烧处置法卫生填埋法第十章有机固体废弃物与废气的微生物处理固体废物:化学成分：有机废物、无机废物固体废物废弃物无害化、132第一节固体有机废物的堆肥处理技术堆肥化：依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，有控制地促进可被微生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物