環(huán)境生物學(xué)講課

1、 深 層 曝 氣 深井曝氣法處理流程深井曝氣池簡圖一般曝氣池直徑約16m，水深約1020m。深井曝氣法深度為50150m，節(jié)省了用地面積。在深井中可利用空氣作為動(dòng)力，促使液流循環(huán)。深井曝氣法中，活性污泥經(jīng)受壓力變化較大，實(shí)踐表明這時(shí)微生物的活性和代謝能力并無異常變化，但合成和能量分配有一定的變化。深井曝氣池內(nèi)，氣液紊流大，液膜更新快，促使KLa值增大，同時(shí)氣液接觸時(shí)間延長，溶解氧的飽和度也由深度的增加而增加。當(dāng)井壁腐蝕或受損時(shí)，污水可能會通過井壁滲透，污染地下水。 深 層 曝 氣 氧化溝是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式，它的池體狹長，池深較淺，在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)溝內(nèi)液體迅

2、速流動(dòng)，具有曝氣和攪拌兩個(gè)作用，溝中混合液流速約為0.30.6m/s，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)。 氧 化 溝 氧化溝工藝氧化溝工藝（1）氧化溝的特點(diǎn)）氧化溝的特點(diǎn) 溝體狹長，一般長達(dá)數(shù)十米以上，池體深度較淺，一溝體狹長，一般長達(dá)數(shù)十米以上，池體深度較淺，一般為般為2m，曝氣裝置一般為表面曝氣器，進(jìn)出水相對簡曝氣裝置一般為表面曝氣器，進(jìn)出水相對簡單。單。系統(tǒng)系統(tǒng)BOD負(fù)荷低，排泥量少，污泥齡長，適應(yīng)性好。負(fù)荷低，排泥量少，污泥齡長，適應(yīng)性好。污泥回流剩余污泥進(jìn)水出水二沉池污泥回流剩余污泥出水二沉池污泥混合液中央島10 2進(jìn)水 在氧化溝內(nèi)同時(shí)伴有硝化和反硝化反應(yīng)，因在氧化溝內(nèi)同時(shí)伴有硝化和反硝化反應(yīng)，

3、因此具有良好的脫氮功能。此具有良好的脫氮功能。實(shí)現(xiàn)了完全混合和推流式反應(yīng)池的綜合，有實(shí)現(xiàn)了完全混合和推流式反應(yīng)池的綜合，有機(jī)物去除率高。機(jī)物去除率高。（2）氧化溝的種類）氧化溝的種類 卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、交替工作式氧卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、交替工作式氧化溝、曝氣化溝、曝氣沉淀一體化氧化溝。沉淀一體化氧化溝。 曝氣轉(zhuǎn)刷、曝氣轉(zhuǎn)盤、表面曝氣機(jī)、射流式曝氣曝氣轉(zhuǎn)刷、曝氣轉(zhuǎn)盤、表面曝氣機(jī)、射流式曝氣等。等。（3）氧化溝的曝氣設(shè)備）氧化溝的曝氣設(shè)備（4）氧化溝的設(shè)計(jì)計(jì)算）氧化溝的設(shè)計(jì)計(jì)算 氧化溝內(nèi)的水溫一般控制在氧化溝內(nèi)的水溫一般控制在1025，pH在在69，溝內(nèi)水流，溝內(nèi)水流的環(huán)流速度

4、為的環(huán)流速度為0.30.5m/s； 溝內(nèi)溝內(nèi)MLSS為為5000mg/L，MLVSS一般為一般為20004000mg/L，生生物固體平均停留時(shí)間為物固體平均停留時(shí)間為58d，水力停留時(shí)間為水力停留時(shí)間為2048h； BODSS負(fù)荷為負(fù)荷為0.030.07kgBOD/(kgMLSSd)，BOD容積容積負(fù)荷為負(fù)荷為0.10.2kgBOD/(m3d)；污泥回流比為污泥回流比為50150%； 二次沉淀池表面的溢流率為二次沉淀池表面的溢流率為12.621.0m3/(m3d)，固體懸浮物固體懸浮物負(fù)荷負(fù)荷20200kg/(m3d)，溢流堰負(fù)荷為溢流堰負(fù)荷為126190m3/(md) 由于活性污泥表面積很大

5、（200010000m2/m3混合液），具有很強(qiáng)的吸附能力，可以吸附廢水中的有機(jī)物。 廢水與活性污泥接觸后，其中有機(jī)質(zhì)可以在約130min的短時(shí)間內(nèi)被吸附到活性污泥上。還可以吸附某些金屬離子，使之與有機(jī)物形成絡(luò)合物而得以去除。1 1、生物吸附、生物吸附活性污泥法的生物凈化機(jī)理活性污泥法的生物凈化機(jī)理 2 2、氧化分解有機(jī)物、氧化分解有機(jī)物 O2有機(jī)質(zhì)微生物氧微生物細(xì)胞增長CO2、H2O、SO42、NH3、PO43等能量 熱能釋出 隨水排出 3 3、其它微生物吸收或吞食未分解徹底的有機(jī)物。、其它微生物吸收或吞食未分解徹底的有機(jī)物。 活性污泥中的微生物活性污泥中的微生物Y形成活性污泥絮狀體的細(xì)菌菌

6、膠團(tuán)細(xì)菌 菌膠團(tuán)：狹義指動(dòng)膠菌屬（Zoogloea）形成的細(xì)菌團(tuán)塊，廣義指所有具有莢膜或粘液或明膠質(zhì)的絮凝性細(xì)菌互相絮凝聚集形成的菌膠團(tuán)塊。 菌膠團(tuán)細(xì)菌是活性污泥的主體，它的作用：具有很強(qiáng)的吸附、氧化分解有機(jī)物的能力。菌膠團(tuán)的形成可使細(xì)菌避免被微型動(dòng)物所吞噬，并且與污泥的沉降性能和二沉池能否有效泥水分離密切相關(guān)；為原生動(dòng)物、微型后生動(dòng)物提供了良好的生存環(huán)境、附著場所。Y絲狀細(xì)菌 它的作用有兩方面：一方面：是活性污泥的重要組分，交叉穿織與菌膠團(tuán)內(nèi)，或附著生長于絮狀體表面，具有強(qiáng)氧化分解有機(jī)物能力，起到一定的凈化作用。另一方面：當(dāng)絲狀菌的數(shù)量超過菌膠團(tuán)細(xì)菌時(shí)，可使絮狀體沉降性能下降，嚴(yán)重時(shí)可引發(fā)污

7、泥膨脹（bulking）現(xiàn)象。Y原生動(dòng)物及微型后生動(dòng)物 凈化作用：腐生性營養(yǎng)的原生動(dòng)物可吸收溶解性有機(jī)物，動(dòng)物性營養(yǎng)的原生動(dòng)物可吞食有機(jī)顆粒、游離細(xì)菌及其它微小生物 促進(jìn)絮凝和沉淀作用 指示作用：可作為處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)管理的指標(biāo)Y真菌活性污泥中的微生物活性污泥中的微生物圖61 各種形態(tài)的細(xì)菌活性污泥中微生物的指示作用活性污泥中微生物的指示作用 1 1、原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物的指示作用、原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物的指示作用 在污水處理生態(tài)系統(tǒng)中形成了一條特定的食物鏈，即細(xì)菌細(xì)菌植物性鞭毛蟲植物性鞭毛蟲肉足蟲肉足蟲動(dòng)物性鞭毛蟲動(dòng)物性鞭毛蟲游泳型纖毛蟲、吸管蟲游泳型纖毛蟲、吸管蟲固著型纖毛蟲固著型纖毛蟲輪蟲

8、輪蟲。2.2.根據(jù)生物演替判斷活性污泥的成熟程度根據(jù)生物演替判斷活性污泥的成熟程度a、活性污泥培養(yǎng)初期以鞭毛蟲、變形蟲為優(yōu)勢種；b、活性污泥培養(yǎng)中期以游泳型纖毛蟲、鞭毛蟲為優(yōu) 勢種； c、活性污泥培養(yǎng)成熟期以鐘蟲等固著型 纖毛蟲、楯纖蟲、輪蟲為優(yōu)勢種。污水處理系統(tǒng)中的酶1.污水本身 糞便：脂肪酶，蛋白酶，淀粉酶，過氧化氫酶。 尿：脂肪酶，蛋白酶，淀粉酶， 土壤沖洗物：淀粉酶，脂肪酶，蛋白酶，磷酚酶，蔗糖酶，脲酶，過氧化氫酶。2.活性污泥中的酶 脫氫酶，淀粉酶，脂肪酶，蛋白酶，磷酚酶，蔗糖酶，脲酶，過氧化氫酶，胃蛋白酶，胰蛋白酶等。大部分屬于誘導(dǎo)酶。以及與細(xì)菌原生動(dòng)物相關(guān)的酶 活性污泥中的酶功用

9、 氧化分解 生物催化 大分子-小分子 細(xì)菌：脲酶，蛋白酶。細(xì)菌：脲酶，蛋白酶。 原生動(dòng)物：過氧化氫酶原生動(dòng)物：過氧化氫酶 活性污泥中酶與污水凈化的關(guān)系 活性污泥酶活性和污水凈化率密切相關(guān) 酶活越高出水的水質(zhì)越好 哪些因素可能會影響到酶和凈化呢？ 受溫度和PH的影響。如： 溫度 PH 脂肪酶： 28 6.5 蛋白酶： 22.5 7.8-8.0 過氧化氫酶：10-20 7.0有毒物質(zhì)對活性污泥中酶活性的影響 有害物質(zhì)主要是金屬離子主要有：銫 ，汞 ，鋅，鉛 ，銅 ，鎂，鉑，等等 活性污泥的工作參數(shù)Y混合液懸浮固體（MLSS） 1L曝氣池混合液中所含懸浮固體的重量，單位g/L。Y混合液揮發(fā)性懸浮固體

10、（MLVSS） 1L曝氣池混合液中所含揮發(fā)性懸浮固體的重量，單位g/L。Y污泥沉降比（SV） 一定量的混合液靜置30分鐘后，沉降的污泥體積與原混合液體積之比，以百分?jǐn)?shù)來表示。Y污泥容積系數(shù)（SVI） 曝氣池混合液靜置30分鐘后，沉降的污泥體積與污泥干重之比。 它反映了活性污泥的凝聚性和沉降性，一般控制在50150之間，若大于200，則表明發(fā)生了污泥膨脹。Y污泥負(fù)荷（Ls） 單位時(shí)間內(nèi)，單位重量的活性污泥能處理的有機(jī)物的數(shù)量，用kg（BOD）/kg(MLSS)d表示。又稱有機(jī)負(fù)荷率有機(jī)負(fù)荷率，F(xiàn)/M值。 （1）混合液懸浮固體(mixed liquor suspension solid, MLSS

11、)Y混合液是曝氣池中污水和活性污泥混合后的混合懸浮液。Y混合液固體懸浮物數(shù)量是指單位體積混合液中干固體的含量，單位為mg/L或g/L，工程上還常用kg/m3，也稱混合液污泥濃度（一般用X表示）。Y它是計(jì)量曝氣池中活性污泥數(shù)量多少的指標(biāo)。一般活性污泥法中，MLSS濃度一般為24g/L。（2）混合液揮發(fā)性懸浮固體 (mixed liquor volatile suspension solid, MLVSS)Y指混合液懸浮固體中的有機(jī)物的重量，單位為mg/L、g/L或kg/m3。Y把混合液懸浮固體在600焙燒，能揮發(fā)的部分即是揮發(fā)性懸浮固體，剩下的部分稱為非揮發(fā)性懸浮固體（MLNVSS）。Y一般在活

12、性污泥法中用MLVSS表示活性污泥中生物的含量。在一般情況下，MLVSS/MLSS的比值較固定，對于生活污水，常在0.75左右。對于工業(yè)廢水，其比值視水質(zhì)不同而異。1混合液懸浮固體濃度混合液懸浮固體濃度MLSS =Ma+Me+Mi+Mii (mg/L)2混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度MLVSS = Ma+Me+Mi (mg/L)揮發(fā)分揮發(fā)分Mixed Liquor Suspended SolidsMixed Liquor Volatile Suspended Solids（3）污泥沉降比(settling volume, sludge sedimentation ratio,

13、 SV)Y污泥沉降比是指曝氣池混合液在l00mL量筒中，靜置沉降30min后，沉降污泥所占的體積與混合液總體積之比的百分?jǐn)?shù)。所以也常稱為30 min沉降比。Y正常的活性污泥在沉降30min后，可以接近它的最大密度，故污泥沉降比可以反映曝氣池正常運(yùn)行時(shí)的污泥量?？捎糜诳刂剖Ｓ辔勰嗟呐欧?。Y它還能及時(shí)反映出污泥膨脹等異常情況，便于及早查明原因，采取措施。Y污泥沉降比測定比較簡單，并能說明一定問題，因此它成為評定活性污泥的重要指標(biāo)之一。（4）污泥體積指數(shù) (sludge volume index, SVI)Y污泥體積指數(shù)簡稱污泥指數(shù)（SI），系指曝氣池污泥混合液經(jīng)30min沉降后，1g干污泥所占的體積（以mL計(jì)）。單位為mL/gY計(jì)算式如下： 它與污泥沉降比有如下關(guān)系： SVI=(SV10)/X 式中：X的單位為g/L，