环保车间培训资料

环境保护车间污水处理微生物培训尹红奎2023年5月1/72目录页

CONTENTSPAGE第1节基础知识第2节微生物介绍第3节废水生物处理第4节常见问题2/72第1节基础知识第1节3/721.1污水处理基本概念污水处理（物理法、物理化学法、生物法、组合法）污水处理级别一级处理：污水通过简单物理处理后水；二级处理：经一级处理后，在经生化处理后出水；三级处理：又称深度处理，二级处理后出水再通过加药、过滤、消毒等其他技术，使出水达成更高标准。自净富营养化

4/72水体污染分类化学性污染物理性污染无机有毒物质污染水体污染分类无机物质污染需氧物质污染油类污染有机有毒物质污染悬浮物质污染热污染放射性污染5/721.2水质污染指标固体污染物指标需氧污染物指标pH指标BOD污水水质污染指标COD细菌总数总大肠菌群数总需氧量金属有毒有害物质有机有毒有害物质放射性物质细菌污染指标有毒物质指标6/721BOD是一种反应水中可生物降解含碳有机物含量及排到水体后所产生耗氧影响指标，它并不反应详细（某一种）有机物含量，而只是间接地反应微生物分解有机总量。生物化学需氧量，简称生化需氧量BOD5

微生物在20℃条件下，对有机物通过五天分解，有机物分解前后水中溶解氧差值称为五日生化需氧量；7/722COD是在高温、有催化剂以及强酸环境等条件下，强氧化剂氧化有机物所消耗氧量。化学需氧量所用氧化剂为重铬酸钾，催化剂为硫酸银，用浓硫酸提供强酸性环境。这个氧化反应不受有机物是否能被微生物分解影响，因而也能氧化被微生物无法分解氧化有机物，因此CODcr值比BOD5值高；8/723DO（溶解氧）溶解在水中分子态氧；SV（污泥沉降比）：指氧化池中混合液沉淀30分钟后，沉淀污泥体积占混合液体积百分数；MLSS（混合液悬浮固体浓度）：1升氧化池污泥混合液所含干污泥重量。以mg/L或g/L表达PH：水中H+自然对数负值；SS（悬浮固体）：悬浮固体，是水中位溶解非胶态固体物质，它们在条件合适时能够沉淀；9/724废水可生化性用BOD5／CODCr值评价废水可生化性是广泛采取一种最为简易办法。在一般情况下，BOD5／CODCr值愈大，说明废水可生物处理性愈好。BOD5/CODCr>0.45，生化性较好；BOD5/CODCr>0.30，可生化；BOD5/CODCr<0.30，较难生化；BOD5/CODCr<0.25，不宜生化；10/721.3自净现象

正常情况下，当水体接纳了一定量有机污染物后，在无人干预条件下，借助于水体本身调整能力使污染物浓度不停减少，最后水质恢复到污染前水平和状态，我们把水体这种自我净化作用叫作水体自净(Selfpurification)。水体自净能力有一定程度，每一类水体自净作用都有一种最大阈值即自净容量。水体自净容量是指在水体正常生物循环中能够净化有机污染物最大量。天然水体中自净作用是废水生物处理技术与办法基础11/72水体自净原理物理净化天然水体稀释、扩散、沉淀和挥发等作用，使污染物质浓度减少。生物净化天然水体中生物活动过程，使污染物质浓度减少。尤其主要是水中微生物对有机物氧化分解作用。化学净化天然水体氧化还原、酸碱反应、分解、凝聚等作用，使污染物质存在形态发生变化和浓度减少。12/721.3富营养化富营养化湖泊13/722水体富营养化是指在人类活动影响下，生物所需氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河、湖、海湾等缓流水体，引发藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡现象。水体中过量氮、磷等营养物质主要来自未加处理或处理不完全工业废水和生活污水、有机垃圾和家畜家禽粪便以及农施化肥，其中最大起源是农田上施用大量化肥。14/72微生物特点活性污泥中微生物15/72第2节微生物介绍第2节16/722.1什么是微生物

微生物是一切肉眼看不见或看不清微小生物总称。微生物小低简个体微小构造简单进化地位低污染物质安全物质微生物降解17/72微生物是自然界物质循环关键步骤；体内正常菌群是人及动物健康基本确保；帮助消化、提供必需营养物质、组成生理屏障微生物能够为我们提供很多有用物质；有机酸、酶、多种药品、疫苗、面包、奶酪、啤酒、酱油等等基因工程为代表当代生物技术；微生物是人类朋友！少数微生物也是人类敌人！18/722.3微生物特点

个体小、构造简、胃口大、食谱广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、种类多、级界宽、变异易、抗性强、休眠长、起源早、发觉晚19/72微生物特点食谱广：微生物获取营养方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比！纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、多种有机物均可被微生物作为粮食20/72微生物特点繁殖快：二十四小时后：4722366500万亿个后裔，重量达成：4722吨48小时后：2.2×1043个后裔，重量达成2.2×1025吨相称于4000个地球重量！大肠杆菌一种细胞重约10–12克，平均20分钟繁殖一代一头500kg食用公牛，二十四小时生产0.5kg蛋白质,而同样重量酵母菌，以质量较次糖液（如糖蜜）和氨水为原料，二十四小时能够生产50000kg蛋白质。21/72微生物特点易培养：很多细菌都能够非常方便地进行人工培养！数量大：在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）都生存有大量微生物！分析表白，微生物占地球生物总量60%！22/72微生物特点易变异：个体小、构造简、且多与外界环境直接接触繁殖快、数量多短时间内产生大量变异后裔突变率：10-5

–10-10微生物与外界环境直接紧密接触,易受环境作用与变化影响,发生突变。23/722.6微生物生长环境

微生物要求营养物质必须包括组成细胞多种原料和产生能量物质，主要有：水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及生长原因。影响微生物生长环境因素微生物营养

温度pH

溶解氧

有毒物质24/72微生物生长繁殖所需营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。1.水水是多种生物细胞必需。水是良好溶剂，微生物新陈代谢过程中一切生化反应都离不开水作用。2.碳源碳源是合成菌体成份原料，也是微生物获取能量主要起源。整体上看来，微生物能够利用碳源范围极广，分为有机碳源和无机碳源两大类。凡必须利用有机碳源微生物就是异养微生物，凡能利用无机碳源微生物就是自养微生物。糖类是最广泛利用碳源。微生物营养25/72

3.氮源氮源主要是供应合成菌体构造原料，很少作为能源利用。与碳源相同，微生物作为一种整体来说，能利用碳源种类十分广泛。某些微生物（如固氮菌）能利用空气中分子态氮或利用无机氮化物如铵盐、硝酸盐合成有机氮化物。4.无机盐类无机盐主要可为微生物提供除碳、氮以外多种主要元素。微生物需要无机盐类很多，主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等，其主要功能为组成菌体成份；调整渗入压；作为某些酶成份，并能激活酶活性等。5.生长因子有些微生物虽然供应它适合碳源氮源和无机盐类，仍不能生长，还要供应一定量所谓“生长因子”。其种类很多，主要是氨基酸、蛋白质、维生素等。微生物营养26/722.6微生物生长环境影响微生物生长环境因素微生物营养

温度pH

溶解氧

有毒物质各类微生物所生长温度范围不一样，约为5℃～80℃

。此温度范围，可分为最低、最高和最适生长温度（是指微生物生长速度最快时温度）。依微生物适应温度范围，微生物能够分为中温性（20～45℃）、好热性（高温性）（45℃以上）和好冷性（低温性）（20℃下列）三类。当温度超出最高生长温度时，会使微生物蛋白质迅速变性及酶系统遭到破坏而失活，严重者可使微生物死亡。低温会使微生物代谢活力减少，进而处于生长繁殖停顿状态，但仍保存其生命力。27/72温度对微生物影响从微生物整体来看:生长温度范围一般在-10℃~100℃极端下限为-30℃，极端上限为105~300℃对于特定某一种微生物：只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微生物都有自己生长温度三基点，即最低、最适、最高生长温度28/722.6微生物生长环境影响微生物生长环境因素微生物营养

温度pH

溶解氧

有毒物质不一样微生物有不一样pH适应范围。细菌、放线菌、藻类和原生动物pH适应范围是在4～10之间。大多数细菌合适中性和偏碱性（pH＝6.5～7.5）环境。废水生物处理应保持最适pH范围(6～9)。当废水pH变化较大时，应设置调整池，使进入反应器（如曝气池）废水，保持在合适pH范围。29/722.6微生物生长环境影响微生物生长环境因素微生物营养

温度pH

溶解氧

有毒物质溶解氧是影响生物处理效果主要原因。好氧微生物处理溶解氧一般以2～4mg/L为宜。30/72氧浓度对微生物影响31/722.6微生物生长环境影响微生物生长环境因素微生物营养

温度pH

溶解氧

有毒物质在工业废水中，有时存在着对微生物具有抑制和杀害作用化学物质。其毒害作用主要体现在细胞正常构造遭到破坏以及菌体内酶变质，并失去活性。在废水生物处理时，对这些有毒物质应严加控制，但毒物浓度允许范围，需要详细分析。32/722.7污水处理系统中微生物

细菌类真菌类原生动物后生动物种类很多。最具代表性为假单孢菌属，利用有机物作为氮源和碳源。腐生或寄生丝状菌，丝状菌异常增殖是造成活性污泥膨胀主要原因。有肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫。原生动物不停摄取水中游离细菌，起到深入净化水质作用。—轮虫。轮虫出现被以为是水质稳定标志。33/72污水处理过程中微生物生态系统污水处理构筑物中细菌类、原生动物和后生动物等组成了具有一定食物链关系微生物生态系统。原生动物：一次捕食者和污水净化二次承当者细菌类：污水处理主要承当者后生动物：第二捕食者污水处理系统中微生物34/72第3节废水生物处理第3节35/723.1生物处理工艺分类所有污水生物处理系统都是人工生态系统＝生物群落＋环境条件对于一种详细污水生物处理系统而言，我们需要关注：作用者＋作用对象＋环境条件根据微生物与氧关系分为好氧处理和厌氧处理两大类；根据微生物在构筑物中处于悬浮状态或固着状态，分为活性污泥法和生物膜法。

36/723.2废水好氧生物处理概念：在有游离氧（分子氧）存在条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化。微生物利用废水中存在有机污染物（以溶解状与胶体状为主），作为营养源进行好氧代谢。废水中有机物好氧微生物O2无机物，随水排出微生物细胞物质有机物少有机物充足菌体死亡微生物增多与废水分离通过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀下来37/72有机物被降解历程不一样形式有机物被生物降解历程也不一样：一方面：构造简单、小分子、可溶性物质，直接进入细胞壁；构造复杂、大分子、胶体状或颗粒状物质，则首先被微生物吸附，随后在胞外酶作用下被水解液化成小分子有机物，再进入细胞内。另一方面：有机物化学构造不一样，其降解过程也会不一样，如：糖类；脂类；蛋白质

38/72好氧处理对废水水质要求溶解氧：废水中溶解氧应在0.3～2mg/L之间，此时好氧菌和兼性菌都能进行好氧呼吸pH值：对好氧处理，pH值应在6～9之间温度：水温在20℃～40℃之间最为合适微生物生长必须营养：微生物生长所需六大营养元素：碳、氮、能源、生长因子(维生素)、无机盐(钾、钙、镁、铁等)、水39/72活性污泥法：也称曝气法。是以废水中有机污染物为培养基，在人工曝气充氧条件下对多种微生物群体进行混合连续培养，使之形成活性污泥。利用活性污泥在水中凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀作用，清除有机废水中污染物处理办法。活性污泥：

是在曝气状态下由多种多样好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少许厌氧微生物)与污(废)水中有机和无机固体物混凝交错在一起，形成絮状体或称绒粒。活性污泥法40/72活性污泥图片41/72活性污泥基本特性在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”基本特性含水率99%相对密度1.002~1.006具沉降性；具生物活性：吸附氧化，自我繁殖絮体大小为0.02—0.2mm具一定pH缓冲能力形状正常呈棕褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度，白色说明无机物过多）颜色42/72活性污泥中微生物好氧活性污泥存在状态完全混合式：以悬浮状态存在，均匀分布并处于剧烈运动中推流式：各区段之间不一样，每一区段中任一点基本相同好氧活性污泥微生物群落构造和功能中心：菌胶团及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（鞭毛虫、根足虫、纤毛虫、吸管虫等）和某些微型后生动物(轮虫及线虫等)好氧活性污泥中微生物浓度和数量MLSS(混合液悬浮固体：有机固体）/MLVSS（混合液挥发性悬浮固体：无机有机固体）约为0.7~0.8一般都市污水：MLSS2023～3000mg/L工业废水：MLSS3000mg/L高浓度工业废水：MLSS3000～5000mg/L43/72菌胶团功能菌胶团有哪些功能？①吸附和氧化分解有机物；菌胶团是细菌存在形式，细菌占到活性污泥中微生物总量99%,有107~108个/ml，他们是生物处理主力军，一旦菌胶团受到多种原因影响和破坏，则活性污泥法对有机物清除率显著下降，甚至无清除能力。②菌胶团对有机物吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好生存环境；例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附着场所；菌胶团中细菌能够清除毒物、本身作为动物食料。

44/72菌胶团形成机理①粘性多糖粘着作用很多细菌荚膜互相间粘着时就会形成一种由许多细菌共有大荚膜，当细菌进入老龄后，细菌分泌粘稠多糖聚合物增多，愈加速了细菌大荚膜增大，这样就形成了菌胶团雏形。②纤维素性质多糖勾连作用将菌胶团置于电子显微镜下观测时发觉，在大荚膜增大同步，在其外侧出现了许多类似于纤维素网状物质，据分析这些物质成份也是多糖，如图所示活性污泥菌胶团外纤维丝电镜照片

45/72①生物吸附、氧化分解有机物。②为原生动物和微型后生动物提供良好生存环境(清除有毒物、提供食料、附着场所）。③批示作用：通过菌胶团颜色、透明度、数量、颗粒大小及构造松紧程度判断活性污泥性能及系统工艺情况。菌胶团作用46/72在菌胶团上层居住是放线菌、真菌及原生动物、后生动物。它们数量相比较细菌而言要少得多，一般包括少许球衣菌、诺卡氏菌、发硫菌、头孢霉、地霉菌、酵母菌等，以及原生动物中钟虫、盖纤虫、等枝虫、草履虫和原生动物中轮虫。这些微生物与菌胶团细菌组成了稳定生态体系，它们之间存在着复杂互相关系，它们种类、数量随营养条件(废水种类、化学组成、浓度)、温度、供氧、pH等环境条件变化也在不停发生着变化。活性污泥中微生物活性污泥原生动物47/721活性污泥中微生物细菌48/721活性污泥中微生物细菌动胶菌属49/721活性污泥中微生物细菌球衣菌属50/722在活性污泥中大约103个/ml以纤毛虫占多数纤毛虫以纤毛作为运动细胞器，纤毛在虫体表面有节律地次序摆动，形成波状运动活性污泥中微生物原生动物0.1mm钟虫小口钟虫草履虫盖纤虫肾形虫变形虫51/723在活性污泥中个数在100个下列/ml活性污泥中微生物后生动物线虫轮虫52/724①作为批示性微生物活性污泥中微生物原（后）生动物通过原后生动物种群组成、每个种群数量及其演替活动规律以及个体适应恶劣环境发生形态变化情况判断A、污水处理程度和活性污泥培养成熟程度B、活性污泥和处理水质好坏C、进水水质变化和运行中出现问题先后次序：细菌→植物性鞭毛虫→肉足类(变形虫)→动物性鞭毛虫→游泳型纤毛虫、吸管虫→固着型纤毛虫→轮虫②净化作用：

渗入吸取溶解性有机物；吞食有机颗粒和其他微生物如游离细菌等③促进絮凝和沉淀作用：通过度泌粘性多糖类有机物等53/72过度曝气时，易造成污泥老化，污泥呈灰白色；这时变形虫、轮虫大量出现溶解氧不足时，耐低氧生物繁殖，细菌中主要有白色贝氏硫细菌、原生动物中有扭头虫属等污水有机物浓度极低时，轮虫等后生动物占据优势冲击负荷或毒物流入时，遁纤虫急剧减少和细菌相比，原生动物个体较大，借助显微镜观测，短时间内能够做出评价，具有迅速简便长处，当生物向不利方向变化时，则能够及时采取措施，避免系统深入恶化活性污泥生物指标54/72活性污泥净化反应过程吸附阶段：污水中污染物在与活性污泥微生物接触过程中，被由微生物形成絮凝体吸附及粘连氧化阶段：在有氧条件下，微生物利用部分被吸附摄入体内有机物为营养，合成细胞物质，另一部分有机物被分解代谢，并释放能量絮凝体形成与凝聚沉淀阶段：氧化阶段合成菌体絮凝形成絮凝体，通过重力沉淀从水中分离出来，使水得到净化55/72活性污泥增值曲线活性污泥中微生物增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解必然成果，而微生物增殖成果则是活性污泥增殖注意：1）间歇静态培养；2）底物是一次投加微生物量时间对数增殖期减速增殖期内源呼吸期氧利用速率曲线微生物增殖曲线BOD变化曲线56/72活性污泥性能指标污泥沉降比（SV）定义：将曝气池中混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液体积比，一般以%表达功能：能相对地反应污泥数量以及污泥凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及时发觉早期污泥膨胀正常范围：20～30%57/72活性污泥SV测定0min15min30minSV=40%58/724.3显微镜使用显微镜是检查工作中常用珍贵精密仪器，对它使用和保护必须十分重视。（1）姿势：使用显微镜时必须端坐，凳和桌高度合适。显微镜应直立在桌上，不可将镜臂弯曲而使载物台倾斜，油液或菌液将流散而影响观测和污染。用显微镜观测标本时要两眼睁开（如开始不习惯，能够一手掩目，不可闭眼）（2）光源：一般用日光灯或天然光线，不用直射日光，以免眼睛和镜头受损。若使用显微镜灯时，最佳加以蓝色滤光片，以除去黄光影响。光线强弱可通过聚光器升降、光圈大小及反光镜平面或凹面来调整，光线合适利用是项主要基本功。59/723）检查：①低倍镜：一般先用低倍镜开始观测标本，先从侧面注视镜头，用粗调整将物镜下旋究竟或降到将接触标本时，再用左眼注视目镜中，旋转粗调整器，至视野中出现物象时，最后用细调整器使形象清楚。②高倍境：低倍镜调整清楚后，换上高倍境，稍加调整，即可进行观测，要避免细菌悬液等污染镜头。③油镜：检查细菌常用油镜。使用油镜时要升高聚光镜，放大光圈，调整反光镜，使射入镜筒之光线最强。于载玻片上滴加镜油（香柏油）一滴，使接物镜下降和镜油接触（将触及载玻片）。注视目镜，转动粗调整器，使物镜上升少许，见到标本后，左手转动细调整器，使物象清楚；右手掌握移动器，检查标本。用油镜观测标本时，切勿用粗调整器下目镜，以免压碎标本片，损坏油镜头。油镜使用完成，须用擦镜纸将镜头拭净。60/72加镜油原理：主要是避免部分光线折射损失。因油镜折射率和玻片折射率相近，而与空气折射率相差较多，因此使用镜油目标是将镜头镜面和玻片之间空间为镜油所充满，这样绝大部分光线可进入镜面内，使视野明亮，便于观测。4)显微镜保养：（1）移动显微镜时，一般右手握住镜臂，左手托住镜座，不可倒立，以免损坏。（2）显微镜要保持清洁，镜头上如有油污时，须用擦镜纸蘸取少许二甲苯轻轻擦拭，然后将二甲苯擦净，以免脱胶。如被细菌或粪便沾污时，应立即用纱布拭净。酸、碱、氯仿、乙醚及乙醇能使油漆脱落，损坏机件，应避免接触。（3）显微镜使用完成后，可将镜头转成八字形，将聚光器及镜筒下降至最低位置，用绸布包好，放入镜箱内。（4）显微镜时很珍贵和精密仪器，使用时要十分爱惜，各部件不要拆卸。（5）显微镜应放在干燥、清洁室内，避免受潮发霉。61/72显微镜计算一般计算显微镜放大倍数是：目镜放大率×物镜放大率＝显微镜放大倍数。例如，目镜放大率为10，物镜放大率为45，这时显微镜放大倍数为450。62/72第4节常见问题第4节63/72活性污泥法运行中常见问题正常活性污泥沉降