第九章_污水生物處理中的生態(tài)系統(tǒng)

1、大綱要求 第九章 水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學(xué)原理（4 學(xué)時(shí)） 知識(shí)點(diǎn)：污、廢水生物處理中的人工生態(tài)系統(tǒng)中活性污泥、生物膜、氧化 塘、沼氣發(fā)酵過(guò)程中微生物生態(tài)及主要菌群的處理作用原理。 重 點(diǎn)：水污染控制與治理中微生物生態(tài)問(wèn)題，活性污泥絲狀膨脹產(chǎn)生的 原因和控制方法，沼氣發(fā)酵理論。 難 點(diǎn)：好氧、厭氧生物處理工程凈化廢水的作用機(jī)理。 第一節(jié) 污廢水生物處理中 的生態(tài)系統(tǒng) 一、好氧活性污泥法 （一）好氧活性污泥中的微生物群落 1 好氧活性污泥的組成和性質(zhì)好氧活性污泥是由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物與污（廢）水中的有機(jī)和無(wú)機(jī)固體物混凝交織在一起，形成的絮狀體或稱絨粒。 （1）好

2、氧活性污泥的組成：由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物與其上吸附的有機(jī)和無(wú)機(jī)固體雜質(zhì)組成。 （2）好氧活性污泥的性質(zhì)：具有沉降性能；有生物活性；有吸附、氧化有機(jī)物的能力；它的胞外酶在水溶液中，將廢水中的大分子物質(zhì)水解為小分子，進(jìn)而吸收到體內(nèi)而被氧化分解；有自我繁殖能力。 2 好氧活性污泥的存在狀態(tài) 在完全混合式的曝氣池內(nèi)，總以懸浮狀態(tài)存在，均勻分布在曝氣池內(nèi)并處于激烈運(yùn)動(dòng)之中從曝氣池的任何一點(diǎn)取出的活性污泥，其微生物群落基本相同。3 好氧活性污泥中的微生物群落 好氧活性污泥的結(jié)構(gòu)和功能的中心是能起絮凝作用的細(xì)菌形成的細(xì)菌團(tuán)塊，稱菌膠團(tuán)。在其上生長(zhǎng)著其他微生物，如 酵母菌、霉菌、放線菌、藻類、

3、原生動(dòng)物和某些微型后生動(dòng)物。在曝氣池內(nèi)不同的營(yíng)養(yǎng)、供氧、溫度及PH等條件下，形成由最適宜增殖的絮凝細(xì)菌為中心，與多種多樣的其他微生物集居所組成的一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)?；钚晕勰嗟闹黧w細(xì)菌它們多數(shù)是革蘭氏陰性菌，如動(dòng)膠菌屬和從毛單胞菌屬，還有其他的革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽(yáng)性菌。好氧活性污泥的細(xì)菌能迅速穩(wěn)定污水中的有機(jī)污染物，有良好的自我凝聚力和沉降性能?；钚晕勰嗟奈⑸锓N群相對(duì)穩(wěn)定，但當(dāng)營(yíng)養(yǎng)條件如污水種類、化學(xué)組成、濃度、溫度、供氧、PH等環(huán)境條件改變，會(huì)導(dǎo)致主要細(xì)菌種群改變。4 好氧活性污泥中微生物的濃度和數(shù)量 常用1L活性污泥混合液中含有多少毫克恒重的干固體即MLSS表示。 在一般的城市污水處理中，ML

4、SS保持在20003000mg/L。工業(yè)廢水生物處理中，MLSS保持在3000mg/L左右。（二）好氧活性污泥凈化廢水的作用機(jī)理 好氧活性污泥絨粒吸附和生物降解有機(jī)物的過(guò)程分三步：1 在有氧條件下，活性污泥絨粒中的絮凝性微生 物吸附廢水中的有機(jī)物；2 活性污泥絨粒中的水解性細(xì)菌水解大分子有機(jī)物為小分子有機(jī)物，同時(shí)，微生物合成自身細(xì)胞；3 其他的微生物吸收或吞食未分解徹底的有機(jī)物。（三）好氧活性污泥的幾種處理工藝流程 常見(jiàn)的有推流式活性污泥法、完全混合式活性污泥法、接觸氧化穩(wěn)定法、分段布水推流式活性污泥法、氧化溝式活性污泥法。 工藝流程見(jiàn)下圖：好氧活性污泥法的幾種工藝流程（四）氧化塘的微生物群落

5、及其處理廢水機(jī)制 1 氧化塘的微生物群落 氧化塘是人工的、接近自然生態(tài)系統(tǒng)，在氧化塘（或氧化溝）內(nèi)，藻類和細(xì)菌共存于同一環(huán)境中，保持互生關(guān)系。其中還有霉菌、放線菌、原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)、浮游甲殼動(dòng)物、寡毛類、軟體動(dòng)物、及水生植物等組成的一個(gè)生態(tài)系。 2 氧化塘處理廢水的機(jī)理 氧化塘一般用于三級(jí)深度處理用以處理生活污水和富含氮、磷的工業(yè)廢水。處理機(jī)理如下： 有機(jī)廢水流入氧化塘，其中的細(xì)菌吸收水中溶解氧，將有機(jī) 物氧化分解為水、二氧化碳、氨氣、硝酸根、磷酸根、硫酸根。細(xì)菌利用自身分解含氮有機(jī)物產(chǎn)生的氨氣和環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)物合成細(xì)胞物質(zhì)。藻類利用水和二氧化碳進(jìn)行光合作用合成碳水化合物，在吸收氨氣和硫酸根合成蛋

6、白質(zhì)，吸收磷酸根合成核酸，并繁殖新的藻體。（五）菌膠團(tuán)的作用有很強(qiáng)的生物吸附能力和氧化分解有機(jī)物的能力。菌膠團(tuán)對(duì)有機(jī)物的吸附和分解，為原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物提供了良好的生存環(huán)境。為原生動(dòng)物、微后生動(dòng)物提供附著場(chǎng)所。具有指示作用：通過(guò)菌膠團(tuán)的顏色、透明度、數(shù)量、顆粒大小及結(jié)構(gòu)的松緊程度可衡量好氧活性污泥的性能。 （六）原生動(dòng)物及微型后生動(dòng)物的作用 1 指示作用 原生動(dòng)物及微型后生動(dòng)物出現(xiàn)的先后次序是：細(xì)菌植物性鞭毛蟲(chóng)肉足類動(dòng)物性鞭毛蟲(chóng)游泳型纖毛蟲(chóng)、吸管蟲(chóng)固著型纖毛蟲(chóng)輪蟲(chóng)。原生動(dòng)物及微型后生動(dòng)物的指示作用表現(xiàn)為以下三方面：可根據(jù)上述原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物的演替，根據(jù)它們的活動(dòng)規(guī)律判斷水質(zhì)和污水處理程度。還可判斷活性污泥培養(yǎng)成熟程度。根據(jù)原生動(dòng)物種類判斷活性污泥和處理水質(zhì)的好與壞根據(jù)原生動(dòng)物遇惡劣環(huán)境改變個(gè)體形態(tài)及其變化過(guò)程判斷進(jìn)水水質(zhì)變化和運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題。 2 凈化作用腐生性營(yíng)養(yǎng)的鞭毛蟲(chóng)通過(guò)深透作用吸收吸收污(廢)水中溶解性有機(jī)物，大多數(shù)原生