污廢水深度處理和微污染水預(yù)處理中的微生物學(xué)原ppt課件

1、第四章污、廢水深度處置和微污染水預(yù)處置中的微生物學(xué)原理污、廢水一級處置：除去廢水中的砂礫及大的懸污、廢水一級處置：除去廢水中的砂礫及大的懸浮固體，去除約浮固體，去除約30左右左右COD。二級生物處置：去除廢水中的可溶性有機物。在二級生物處置：去除廢水中的可溶性有機物。在好氧生物處置中，生活污水經(jīng)生物降解，大部分的好氧生物處置中，生活污水經(jīng)生物降解，大部分的可溶性含碳有機物被去除。去除可溶性含碳有機物被去除。去除COD 7090，BOD5去除去除90以上。以上。同時產(chǎn)生同時產(chǎn)生NH3N、NO3-N和和PO43-、SO42-。其中有。其中有25的氮和的氮和19左右的磷被微生物吸收合左右的磷被微生物

2、吸收合成細(xì)胞，經(jīng)過排泥得到去除。但對于含成細(xì)胞，經(jīng)過排泥得到去除。但對于含N、P較高的較高的廢水，出水中的氮和磷含量仍未到達(dá)排放規(guī)范。廢水，出水中的氮和磷含量仍未到達(dá)排放規(guī)范。第一節(jié) 污、廢水深度處置脫N、除P與微生物原理n一級規(guī)范一級規(guī)范n廢水磷含量在廢水磷含量在005mg/L5mg/Ln氨氮氨氮 15mg 15mgL Lv帶來較大危害：帶來較大危害：v導(dǎo)致水體營養(yǎng)化，降低水體導(dǎo)致水體營養(yǎng)化，降低水體DO濃度，使水有異濃度，使水有異味，添加水處置本錢；味，添加水處置本錢；v 當(dāng)農(nóng)灌時，當(dāng)農(nóng)灌時，TN超越超越1mg/L，作物因過量吸收氨，作物因過量吸收氨氮而瘋長，不結(jié)果；氮而瘋長，不結(jié)果；v硝

3、態(tài)氮會演化為致癌物。必需進展污染防治硝態(tài)氮會演化為致癌物。必需進展污染防治含氮有機物含氮有機物異養(yǎng)型異養(yǎng)型 微生物微生物NH4+-N氨化氨化 作用作用亞硝酸亞硝酸 細(xì)菌細(xì)菌 NO2-N硝酸硝酸 細(xì)菌細(xì)菌 NO3-N硝化作用，自養(yǎng)且好硝化作用，自養(yǎng)且好O2反硝化細(xì)菌反硝化細(xì)菌異養(yǎng)異養(yǎng)反硝化作反硝化作用無用無O2N2、NO2最終完成生物脫氮最終完成生物脫氮二、微生物脫氮原理、參與微生物及其工藝1 生物脫氮的根本原理生物脫氮的根本原理2. 參與生物脫氮的微生物參與生物脫氮的微生物氨化細(xì)菌氨化細(xì)菌 硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌 反硝化細(xì)菌反硝化細(xì)菌亞硝酸細(xì)菌亞硝酸細(xì)菌 硝酸細(xì)菌硝酸細(xì)菌活性污泥法傳統(tǒng)脫氮工藝活性污

4、泥法傳統(tǒng)脫氮工藝3級流程表示圖級流程表示圖曝氣池曝氣池 去除去除BOD第二級硝第二級硝 化曝氣池化曝氣池反硝反硝 化化 反響器反響器原原廢廢水水污泥回流污泥回流剩余污泥剩余污泥堿堿污泥回流污泥回流剩余污泥剩余污泥CH3OHN2處處置置水水污泥回流污泥回流剩余污泥剩余污泥 各段有本人的沉淀池與污泥回流系統(tǒng)，反硝化各段有本人的沉淀池與污泥回流系統(tǒng)，反硝化投加外加碳源。投加外加碳源。v3.微生物脫氮工藝微生物脫氮工藝提問：硝化脫氮時有時需求補堿提問：硝化脫氮時有時需求補堿Na2CO3或或NaHCO3)?硝化作用耗費堿硝化作用耗費堿NH4+、CO32-，水，水pH下降下降；補充碳源、升高；補充碳源、升

5、高pH p251為什么補為什么補CH3OH？補充反硝化菌的碳源！補充反硝化菌的碳源！廢廢水水好好氧氧脫脫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活性污泥法典型工藝活性污泥法典型工藝A/O脫氮工藝缺氧、好氧工藝脫氮工藝缺氧、好氧工藝v好氧脫碳硝化好氧脫碳硝化v脫碳脫碳氧化去除氧化去除CODv脫碳菌脫碳菌好氧有機物呼吸的細(xì)菌，以有機物好氧有機物呼吸的細(xì)菌，以有機物為碳源為碳源v硝化菌硝化菌好氧氨鹽呼吸的細(xì)菌，以碳酸鹽為好氧氨鹽呼吸的細(xì)菌，以碳酸鹽為碳源碳源v提問：為什么先脫碳、后脫氮？提問：為什么先脫碳、后脫氮？v硝化菌的碳

6、源是脫碳菌的代謝產(chǎn)物；硝化菌的碳源是脫碳菌的代謝產(chǎn)物；v有機碳源豐富時，脫碳菌世代周期短生長迅有機碳源豐富時，脫碳菌世代周期短生長迅速速 ，硝化菌氧利用缺乏，生長緩慢；此時要，硝化菌氧利用缺乏，生長緩慢；此時要求有較高的溶解氧。求有較高的溶解氧。 P326(1) 硝化段操作硝化段操作v為了硝化作用徹底，保證有足夠數(shù)量及活性的為了硝化作用徹底，保證有足夠數(shù)量及活性的硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌(107個個mL以上以上)，在運轉(zhuǎn)操作上要掌，在運轉(zhuǎn)操作上要掌握好幾個關(guān)鍵。握好幾個關(guān)鍵。vA控制泥齡控制泥齡v泥齡即懸浮固體停留時間，可經(jīng)過排泥控制泥泥齡即懸浮固體停留時間，可經(jīng)過排泥控制泥齡，普通控制在齡，普通控制

7、在5d以上，使泥齡要大于硝化細(xì)以上，使泥齡要大于硝化細(xì)菌的比生長速率菌的比生長速率v？：泥齡過短硝化細(xì)菌會流失，硝化速率低。？：泥齡過短硝化細(xì)菌會流失，硝化速率低。vB要供應(yīng)足夠氧要供應(yīng)足夠氧 v處置生活污水時，溶解氧普通控制在處置生活污水時，溶解氧普通控制在1.22.0mgL為宜。為宜。v工業(yè)廢水那么要看廢水的有機物濃度工業(yè)廢水那么要看廢水的有機物濃度(COD和和BOD)和和NH3含量的高低，適當(dāng)提高溶解氧。如味精廢水含量的高低，適當(dāng)提高溶解氧。如味精廢水COD和和NH3都高，溶解氧維持在都高，溶解氧維持在45mgL左右為左右為宜。才干滿足去除宜。才干滿足去除COD和氧化和氧化NH3用。溶解

8、氧小于用。溶解氧小于05mgL硝化作用停頓。硝化作用停頓。vC控制適度的曝氣時間控制適度的曝氣時間(或稱水力停留時間或稱水力停留時間) v普通的活性污泥法的曝氣時間為普通的活性污泥法的曝氣時間為46h，甚至，甚至8h(如如SBR法法)。對于味精廢水。對于味精廢水8h不夠，由于味精廢不夠，由于味精廢水經(jīng)厭氧或缺氧處置后，水經(jīng)厭氧或缺氧處置后，COD和和NH3-N仍很高，仍很高，必需根據(jù)情況延伸廢水在好氧池中的停留時間。必需根據(jù)情況延伸廢水在好氧池中的停留時間。vD控制控制pHv在硝化過程中，耗費了堿性物質(zhì)在硝化過程中，耗費了堿性物質(zhì)NH3，生成，生成HNO3，水中，水中pH下降，對硝化細(xì)菌生長不

9、利。下降，對硝化細(xì)菌生長不利。v提問：如何控制？提問：如何控制？v需適當(dāng)投加需適當(dāng)投加NaHCO3維持堿度，中和維持堿度，中和HNO3，使，使pH維持在偏堿性維持在偏堿性(pH7.58.0。投加。投加NaHCO3還可供應(yīng)硝化細(xì)菌碳源。還可供應(yīng)硝化細(xì)菌碳源。vE溫度溫度 v雖然大多數(shù)硝化細(xì)菌生長的最適溫度為雖然大多數(shù)硝化細(xì)菌生長的最適溫度為2530，實踐上它們的生長溫度范圍是較廣的。況且硝化細(xì)實踐上它們的生長溫度范圍是較廣的。況且硝化細(xì)菌種類多，適宜各種溫度生長的硝化細(xì)菌都有，低菌種類多，適宜各種溫度生長的硝化細(xì)菌都有，低至至5，高至，高至60?？梢詫⑺鼈冞\用于污水和廢。可以將它們運用于污水和廢

10、水生物處置中。水生物處置中。(2)反硝化段運轉(zhuǎn)操作反硝化段運轉(zhuǎn)操作v反硝化段運轉(zhuǎn)操作關(guān)鍵目的有：碳源反硝化段運轉(zhuǎn)操作關(guān)鍵目的有：碳源(即電子供體或叫即電子供體或叫供氫體供氫體)、pH(由堿度控制由堿度控制)、最終電子受體、最終電子受體NO3-和和HNO2、溫度和溶解氧等。、溫度和溶解氧等。v碳源：葡萄糖、乳酸、丙酮酸、甲醇等碳源：葡萄糖、乳酸、丙酮酸、甲醇等v最終電子受體是最終電子受體是NO3-和和HNO2。v能源：從氧化有機物獲得。能源：從氧化有機物獲得。v最適最適pH:為為78。v溫度溫度:1035之間，水體淤泥反硝化速率隨溫度增高而之間，水體淤泥反硝化速率隨溫度增高而提高，在提高，在60

11、75之間的反硝化速率到達(dá)最大值。之間的反硝化速率到達(dá)最大值。v溶解氧溶解氧:在海洋和淡水中在海洋和淡水中0.2mgL以下有利于反硝化。以下有利于反硝化。三、微生物除磷原理、工藝及其微生物三、微生物除磷原理、工藝及其微生物20世紀(jì)世紀(jì)70年代末，發(fā)現(xiàn)多種有明顯除磷才干的細(xì)年代末，發(fā)現(xiàn)多種有明顯除磷才干的細(xì)菌，統(tǒng)稱除磷菌，如不動桿菌菌，統(tǒng)稱除磷菌，如不動桿菌Acinetobacter。 在有氧環(huán)境中可超量攝取磷。在有氧環(huán)境中可超量攝取磷。 普通細(xì)菌細(xì)胞中磷占普通細(xì)菌細(xì)胞中磷占2.3。而除磷菌可攝取約為。而除磷菌可攝取約為正常需求正常需求10倍以上的磷。倍以上的磷。 BOD：N：P100：5：1微生

12、物除碳的同微生物除碳的同時吸收磷元素用以合成細(xì)胞物質(zhì)和合成時吸收磷元素用以合成細(xì)胞物質(zhì)和合成ATP等，但等，但只去除污水中約只去除污水中約19左右的磷。某些高含磷廢水中左右的磷。某些高含磷廢水中殘留的磷還相當(dāng)高，故需用除磷工藝處置。磷常以殘留的磷還相當(dāng)高，故需用除磷工藝處置。磷常以磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機磷的方式存在于廢水中。磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機磷的方式存在于廢水中。1 參與生物除磷的微生物參與生物除磷的微生物v 聚磷菌的放磷厭氧聚磷菌的放磷厭氧ATP聚磷菌細(xì)胞內(nèi)的聚磷菌細(xì)胞內(nèi)的 聚磷酸鹽分解聚磷酸鹽分解PO43-廢水中廢水中脂肪酸脂肪酸PHB、糖原、糖原儲存在細(xì)胞內(nèi)儲存在細(xì)胞內(nèi)n厭氧時：不繁

13、衍，釋厭氧時：不繁衍，釋放磷酸鹽于體外產(chǎn)放磷酸鹽于體外產(chǎn)生生ATP,攝取有機物，攝取有機物，供其貯藏好氧形狀能供其貯藏好氧形狀能源源PHB。分兩步進展：分兩步進展：聚磷菌放磷厭氧條件聚磷菌放磷厭氧條件 聚磷菌過量攝取磷好氧聚磷菌過量攝取磷好氧條件條件v2微生物除磷原理微生物除磷原理v依托聚磷菌兼性厭氧菌聚磷，再從水中除依托聚磷菌兼性厭氧菌聚磷，再從水中除去這些細(xì)菌。去這些細(xì)菌。u 聚磷菌的磷過量攝取好氧聚磷菌的磷過量攝取好氧細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)的PHB分解分解ATP廢水廢水磷磷聚磷菌聚磷菌聚磷酸鹽聚磷酸鹽儲存在細(xì)胞內(nèi)儲存在細(xì)胞內(nèi)好氧時：正相反好氧時：正相反大大量繁衍耗費好氧形量繁衍耗費好氧形狀能源狀能源聚聚-羥基丁羥基丁二酸二酸PHB,逆濃度逆濃度梯度過量吸磷貯備梯度過量吸磷貯備厭氧形狀能源厭氧形狀能源多聚多聚磷酸鹽顆粒即異染顆磷酸鹽顆粒即異染顆粒粒 ) 好氧時攝取的磷多于厭氧好氧時攝取的磷多于厭氧時釋放的磷，多于