環(huán)境工程微生物

環(huán)境工程微生物第1頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一主要內(nèi)容一、污、廢水生物處理中的生態(tài)系統(tǒng)二、活性污泥膨脹及控制對策三、厭氧環(huán)境中活性污泥和生物膜的微生物群落第2頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)

污、廢水生物處理中的生態(tài)系統(tǒng)污水生物處理好氧活性污泥法生物膜法活性污泥法好氧生物膜法厭氧活性污泥法厭氧生物膜法微生物懸浮微生物固著好氧厭氧厭氧好氧第3頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一（一）好氧活性污泥的組成和性質(zhì)1.好氧活性污泥的組成概念：是指由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物（兼有少量厭氧微生物）及其吸附的有機(jī)的和無機(jī)的固體物質(zhì)混凝交織在一起形成的絮狀體。一、好氧活性污泥法第4頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一組成①具有代謝功能的微生物群體Ma（好氧、兼氧、厭氧）②微生物內(nèi)源代謝、自身氧化的殘留物Me③由污水挾入的難為細(xì)菌降解的惰性有機(jī)物質(zhì)Mi④由污水挾入的無機(jī)物質(zhì)Mii第5頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一2.好氧活性污泥的性質(zhì)①含水率高（99%），密度為1.002~1.006，具有沉降性能；②大小為0.02~0.2mm，比表面積為20~100cm2/ml；③有生物活性，有吸附、氧化分解有機(jī)物的能力；④有自我繁殖能力；⑤呈弱酸性，對進(jìn)水pH變化有一定承受能力。第6頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一3.好氧活性污泥的存在狀態(tài)

在曝氣池中，以懸浮狀態(tài)均勻地存在，并處于激烈的運(yùn)動之中；在推流式的曝氣池中各區(qū)段之間的微生物種群和數(shù)量有差異，隨推流方向種類依次增多。但在每一區(qū)段的任何一點(diǎn)，微生物群落基本相同。第7頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一第8頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一（二）好氧活性污泥中的微生物及其作用1.好氧活性污泥中的微生物種類核心微生物：細(xì)菌（菌膠團(tuán)），多數(shù)是G—菌。附生微生物：藻類、真菌、原生動物和微型后生動物構(gòu)成活性污泥的微生物種群隨營養(yǎng)條件、溫度、供氧和pH等環(huán)境條件的變化而改變。處理生活污水和醫(yī)院污水的活性污泥中還會有致病細(xì)菌、致病真菌、病毒、立克氏體、枝原體、衣原體、螺旋體等病原微生物。第9頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一細(xì)菌名稱細(xì)菌名稱動膠菌屬（優(yōu)勢菌）短桿菌屬叢毛單胞菌屬（優(yōu)勢菌）固氮菌屬產(chǎn)堿桿菌屬（較多）浮游球衣菌屬（少量）微球菌屬（較多）微絲菌屬棒狀桿菌屬大腸埃希氏菌屬（較多）黃桿菌屬（較多）產(chǎn)氣桿菌屬無色桿菌屬諾卡氏菌屬芽孢桿菌屬（較多）節(jié)桿菌屬假單胞菌屬（較多）螺菌屬亞硝化單菌屬酵母菌屬第10頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一2.好氧活性污泥中菌膠團(tuán)的作用菌膠團(tuán)是活性污泥的結(jié)構(gòu)和功能的中心，其作用：①對有機(jī)物具有很強(qiáng)的生物吸附和氧化分解能力；②對有機(jī)物的吸附和分解，為原生動物和后生動物提供良好的生存環(huán)境，如去除毒物、提供食料、溶解氧升高；③為原生動物和后生動物提供附著場所；④對好氧活性污泥的性能具有指示作用.第11頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一新生菌膠團(tuán)：顏色淺、無色透明，結(jié)構(gòu)緊密，生命力旺盛，吸附和氧化能力強(qiáng)，即再生能力強(qiáng)。老化的菌膠團(tuán)：顏色深，結(jié)構(gòu)松散，活性不強(qiáng)，吸附和氧化能力強(qiáng)。第12頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一3.好氧活性污泥中的藻類藻類在活性污泥主要分布于水氣交界處，數(shù)量少。第13頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一4.好氧活性污泥中的真菌在活性污泥中常含有酵母和霉菌，它們能在酸性條件下生長繁殖，且需氧量比細(xì)菌少，所以在處理某些特種工業(yè)廢水及有機(jī)固體廢渣中起到重要作用。但總的來講，在廢水處理中真菌種類并不多，數(shù)量也較少。常見的為酵母、假絲酵母、青霉菌和鐮刀霉菌。第14頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一5.好氧活性污泥中的原生動物和后生動物及作用（1）指示作用①判斷水質(zhì)和污（廢）水處理程度或活性污泥成熟程度隨污（廢）水凈化和水體自凈程度的增高，出現(xiàn)順序?yàn)椋杭?xì)菌→植物性鞭毛蟲→肉足蟲（變形蟲）→動物性鞭毛蟲→游泳性纖毛蟲、吸管蟲→固著型纖毛蟲→輪蟲第15頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一活性污泥培養(yǎng)期初期中期成熟期鞭毛蟲、變形蟲游泳性纖毛蟲、鞭毛蟲鐘蟲等固著型纖毛蟲、楯纖蟲、輪蟲污泥不同培養(yǎng)期指示生物第16頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一游泳型纖毛蟲第17頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一游泳型纖毛蟲第18頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一游泳型纖毛蟲第19頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一累枝蟲第20頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一累枝蟲第21頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一累枝蟲第22頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一鐘蟲第23頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一第24頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一鐘蟲第25頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一鐘蟲第26頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一鐘蟲分裂中第27頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一漫游蟲第28頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一漫游蟲第29頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一輪蟲第30頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一②判斷活性污泥和處理水質(zhì)的好壞原生動物種類指示意義固著型纖毛蟲的鉤蟲屬、累枝蟲屬、蓋纖蟲屬、聚縮蟲屬、獨(dú)縮蟲屬、木盾纖蟲屬、吸管蟲屬、內(nèi)管蟲屬、輪蟲活性污泥正常，出水水質(zhì)好豆形蟲屬、草履蟲屬、四膜蟲屬、屋滴蟲屬、眼蟲屬活性污泥結(jié)構(gòu)松散，出水水質(zhì)差線蟲缺氧第31頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一③根據(jù)原生動物遇惡劣環(huán)境改變個體形態(tài)及其變化過程判斷進(jìn)水水質(zhì)變化和運(yùn)行中出現(xiàn)的問題如鐘蟲：當(dāng)水中溶氧不足或其他環(huán)境條件惡劣時，由正常蟲體演變?yōu)榘?，發(fā)生變態(tài)；如果水質(zhì)改善，蟲體可恢復(fù)常態(tài)，恢復(fù)活性。（P76圖）第32頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一意義：生物監(jiān)測可根據(jù)原生動物消長的規(guī)律性，在污水處理過程中對出水水質(zhì)進(jìn)行判斷，快速便捷；或根據(jù)原生動物的個體形態(tài)、生長狀況的變化預(yù)報出水水質(zhì)和運(yùn)行條件正常與否。第33頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一（2）凈化作用腐生性營養(yǎng)的鞭毛蟲通過滲透作用吸收污（廢）中的溶解性有機(jī)物動物性營養(yǎng)的原生動物吞食有機(jī)顆粒和游離細(xì)菌及其他微小的生物原生動物和微型后生動物吞食食物是無選擇的，既吞食有機(jī)顆粒，也吞食菌膠團(tuán)，但它們的吞食量不影響整體的凈化效果，而且可以減少出水中細(xì)菌的數(shù)量。第34頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一（3）促進(jìn)絮凝和沉淀作用有些原生動物能分泌一定的粘液物協(xié)同和促使細(xì)菌發(fā)生絮凝作用，如彎形豆蟲、鐘蟲.固著型纖毛蟲本身具有沉降性能.第35頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一6、好氧活性污泥中微生物的濃度和數(shù)量微生物濃度：常用1L活性污泥混合液中含有多少mg恒重的干重的干固體即MLSS（混合液懸浮固體）表示.或用1L活性污泥混合液中含有多少mg恒重的、干的揮發(fā)性固體即MLVSS（混合液揮發(fā)性懸浮固體）表示.一般城市污水的MLVSS與MLSS之比在0.75左右。第36頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一不同類型污(廢)水處理的MLSS指標(biāo)：一般城市污水生物處理廠：2000~3000mg/L工業(yè)廢水生物處理廠：約3000mg/L高濃度有機(jī)廢水生物處理廠：3000~5000

mg/L微生物數(shù)量：正常成熟的好氧活性污泥中細(xì)菌數(shù)量大致為107~108個/ml。第37頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一（三）好氧活性污泥凈化廢水的作用機(jī)理吸附有機(jī)物污水微生物生長、繁殖、捕食O21.好氧活性污泥吸附和降解有機(jī)物的過程絮凝性微生物吸收、分解有機(jī)物水解性細(xì)菌回流污泥處理CO2H2ONH3SO42-PO43-出水O2曝氣池第38頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一2.好氧活性污泥生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈細(xì)菌污水原生動物后生動物第39頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一（四）好氧活性污泥法的工藝流程第40頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一（五）好氧活性污泥的培養(yǎng)1.獲得菌種取自污水處理廠的活性污泥取自不同水質(zhì)廢水處理廠的活性污泥取自相同水質(zhì)廢水處理廠的活性污泥取本廠集水池或沉淀池的下腳污泥本廠污水長期流經(jīng)的河流淤泥。第41頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一2.馴化——凡是采用與本廠不同水質(zhì)廢水處理廠的活性污泥都要經(jīng)馴化才能使用。馴化方法：間歇式曝氣培養(yǎng)低濃度廢水培養(yǎng)：曝氣23h，沉淀1h，傾去上清液，再進(jìn)同濃度新鮮廢水繼續(xù)培養(yǎng)，每一濃度運(yùn)行3~7d逐級提高廢水濃度提高至原廢水濃度活性污泥結(jié)構(gòu)松散，游離細(xì)菌較多，出現(xiàn)鞭毛蟲和游泳性纖毛蟲，活性污泥有一定沉降效果以纖毛蟲為主，出現(xiàn)少量的，有一定耐污能力的纖毛蟲如累枝蟲，活性污泥沉降性能好原生動物由低級向高級演替第42頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一3.連續(xù)曝氣培養(yǎng)取自相同水質(zhì)處理廠的活性污泥作菌種可直接用連續(xù)曝氣培養(yǎng)法培養(yǎng)活性污泥活性污泥接種量按曝氣池體積的5%~10%投入，啟動初始維持低溶解氧（1mg/L），以小流量進(jìn)水，運(yùn)行7d；逐步增大進(jìn)水流量，并逐漸提高溶氧,每個流量梯度均運(yùn)行7d；當(dāng)進(jìn)水流量達(dá)到設(shè)計(jì)水量，培養(yǎng)結(jié)束，進(jìn)入正式運(yùn)行階段，維持溶解氧1~3mg/L。第43頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一活性污泥培養(yǎng)成熟衡量指標(biāo)活性污泥（菌膠團(tuán)）全面形成大顆粒絮凝團(tuán)，結(jié)構(gòu)緊密，沉降性能極好，SV30≥50%，SVI在100mL/g左右。鐘蟲等固著型纖毛蟲大量出現(xiàn)，并相繼出現(xiàn)楯纖蟲、漫游蟲、輪蟲等。生活污水—進(jìn)水BOD5150~250mg/L，曝氣池MLSS維持2000mg/L，溶解氧維持1~2mg/L;工業(yè)廢水—進(jìn)水BOD5200~300mg/L，曝氣池MLSS維持3000mg/L，溶解氧維持2~3mg/L.第44頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一培養(yǎng)前的污泥第45頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一污泥培養(yǎng)后期第46頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一（六）氧化塘中的微生物群落及處理廢水機(jī)制1.氧化塘的概念

氧化塘是一種大面積、敞開式的污水處理系統(tǒng)。廢水在穩(wěn)定塘中停留一段時間，由藻類的光合作用產(chǎn)生氧，以及從空氣溶解的氧來調(diào)節(jié)氧的狀態(tài)，以微生物為主的生物對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行生物降解。第47頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一2.氧化塘（溝）中的生物群落微生物：細(xì)菌、真菌、藻類；水生動物：原生動物、后生動物等；水生植物：挺水植物、浮水植物、沉水植物。第48頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一水芹菜第49頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一大薸第50頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一3.氧化塘（溝）處理廢水的機(jī)理物理作用：吸附、過濾；化學(xué)作用：氧化、還原、沉淀、溶解；生物作用：生物吸收、生物降解。第51頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一氧化塘處理污水的機(jī)理第52頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一20世紀(jì)60年代末至90年代，我國陸續(xù)修建了一批氧化塘，代表性的有：日處理20萬m3城市污水的齊齊哈爾穩(wěn)定塘日處理17萬m3城市污水的西安漕運(yùn)河穩(wěn)定塘日處理3萬m3城市污水的山東膠州氧化塘日處理8萬m3農(nóng)藥廢水的湖北鴨兒湖氧化塘內(nèi)蒙古滿洲里市氧化塘新疆克拉瑪依市氧化塘第53頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一二、好氧生物膜法概念：利用生物填料表面附著的生物薄膜進(jìn)行污染物降解的生物處理法。于19世紀(jì)末，在研究土壤凈化污水的過濾田的基礎(chǔ)上，開發(fā)并應(yīng)用于生產(chǎn)。由于效果不如后來出現(xiàn)的活性污泥法，一度被長期擱置，60年代以后，由于新型合成材料的大量生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)對水質(zhì)要求的進(jìn)一步提高，生物膜法又獲得了新的發(fā)展。第54頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一——好氧生物膜法構(gòu)筑物有普通濾池高負(fù)荷生物濾池塔式生物濾池生物轉(zhuǎn)盤生物接觸氧化法(即浸沒濾池法)。第55頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一生物濾池和填料第56頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一第57頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一生物轉(zhuǎn)盤第58頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一（一）好氧生物膜中的微生物群落1.好氧生物膜

好氧生物膜是指由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物粘附在生物濾池濾料上或生物轉(zhuǎn)盤盤片上的一層帶粘性、薄膜狀的微生物混合體。第59頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一生物填料上的生物膜第60頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一2.好氧生物膜內(nèi)的微生物群落及其功能1）普通生物濾池的微生物群落

根據(jù)位置與功能不同分為：生物膜生物生物膜面生物濾池掃除生物第61頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一濾掃生物2~3mm0.3mm好氧區(qū)膜生物膜面生物第62頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一

生物膜生物生物膜面生物濾池掃除生物所處位置膜內(nèi)膜表面膜外層生物組成以菌膠團(tuán)為主要組分，輔以浮游球衣菌、藻類等固著型纖毛蟲及游泳型纖毛蟲輪蟲、線蟲、寡毛類的沙蠶、顆體蟲功能凈化和穩(wěn)定污、廢水水質(zhì)促進(jìn)濾池凈化速度，提高濾池整體的處理效率去除濾池內(nèi)的污泥、防止污泥積聚和堵塞普通生物濾池生物膜的微生物群落第63頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一生物濾池（塔）中的微生物分層特征表相當(dāng)于多污帶相當(dāng)于中污帶相當(dāng)于寡污帶2）塔式濾池好氧生物膜的結(jié)構(gòu)第64頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一3.好氧生物膜的凈化作用機(jī)理有機(jī)污染物吸附吸收生物膜生物生物膜面生物吸附力再生剩余污泥脫落物濾池掃除生物固著性纖毛蟲游動性纖毛蟲微型后生動物絮凝性細(xì)菌及其它微生物輪蟲線蟲顠體蟲第65頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一1.自然掛膜法用泵將含自然菌種的工業(yè)廢水慢流速打入生物濾池→循環(huán)3~7d→慢性連續(xù)進(jìn)水→達(dá)到設(shè)計(jì)水量，完成生物膜培養(yǎng)→正式運(yùn)行（二）好氧生物膜的培養(yǎng)第66頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一2.活性污泥掛膜法用泵將活性污泥與廢水的混合物慢速打入生物濾池→循環(huán)3~7d→慢性連續(xù)進(jìn)水→達(dá)到設(shè)計(jì)水量，完成生物膜培養(yǎng)→正式運(yùn)行第67頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一3.優(yōu)勢菌種掛膜法從自然環(huán)境或廢水處理中篩選、分離獲得優(yōu)勢菌種，與廢水充分混合，用泵慢速打入生物濾池→循環(huán)3~7d→慢性連續(xù)進(jìn)水→達(dá)到設(shè)計(jì)水量，完成生物膜培養(yǎng)→正式運(yùn)行第68頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一同一類型廢水

好氧活性污泥法與生物濾池法處理效果對比好氧生物濾池法與活性污泥法的比較第69頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一好氧活性污泥法與生物濾池法優(yōu)缺點(diǎn)對比—據(jù)《微生物生態(tài)學(xué)》第70頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)活性污泥膨脹及控制對策提問：什么是活性污泥膨脹？正常污泥：由許多具有絮凝作用的絮凝細(xì)菌—菌膠團(tuán)細(xì)菌占優(yōu)勢，輔以少量絲狀細(xì)菌，大量鐘蟲類的固著型纖毛蟲、旋輪蟲等組成。活性污泥膨脹：正常的活性污泥顆粒體積膨脹，繼而分裂為沉降性很差的小顆粒污泥，引起二沉池池面飄泥嚴(yán)重，出水水質(zhì)急劇變差的現(xiàn)象。第71頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一活性污泥膨脹的本質(zhì)：污泥密度變小或黏附能力下降。——分為兩類：非絲狀菌污泥膨脹絲狀菌污泥膨脹第72頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一1.非絲狀菌污泥膨脹①曝氣力度過大，污泥碎裂膨脹提問：原因——？氣泡夾帶，密度降低；氣泡機(jī)械破碎；細(xì)菌處于對數(shù)期多糖分泌減少②缺氧、厭氧膨脹漂泥提問：原因——？二沉池底部淤泥厭氧產(chǎn)氣（反硝化產(chǎn)生N2、CH4)第73頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一③進(jìn)水水質(zhì)有過量的表面活性物質(zhì)和油脂類化合物；提問：原因——？油及泡沫降低污泥密度④生物中毒（pH波動大、補(bǔ)堿過量、溫度過高、CODcr濃度驟然升高、含酚及其衍生物，醇、醛和某些有機(jī)酚、硫化物、重金屬及鹵化物過高等）導(dǎo)致污泥膨脹原因——？細(xì)菌——休克死亡、粘液分泌減少第74頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一⑥BOD/N過高⑦假菌絲或后生動物鉆噬污泥膨脹大腸埃希氏菌及芽孢桿菌形成暫時性假絲狀生長或后生動物鉆噬而形成的膨脹污泥。（很少見）原因：高含水率菌膠團(tuán)占優(yōu)勢⑤新污泥膨脹現(xiàn)象未馴化污泥對新類型廢水不適應(yīng)，不沉降或沉降極慢，長時間曝氣馴化后恢復(fù)正常；第75頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一第76頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一污泥膨脹常見絲狀菌：諾卡氏菌屬、浮游球衣菌屬、微絲菌屬、發(fā)硫菌屬、貝日阿托氏菌屬、亮發(fā)菌等。主導(dǎo)原因

——絲狀細(xì)菌（球衣菌、硫細(xì)菌）或真菌優(yōu)勢過度生長。2.絲狀菌污泥膨脹（95％污泥膨脹）

第77頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一誘因：環(huán)境條件促進(jìn)絲狀菌優(yōu)勢生長A.

曝氣池DO長期維持在較低（＜0.1~0.2mg/l）B.

水溫過高（＞25℃）、pH過低（＜6.5）C.

硫化物過高硫細(xì)菌（絲狀菌一種）以硫化氫為食

2.絲狀菌污泥膨脹（95％污泥膨脹）第78頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一第79頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一

大量的菌絲伸出菌膠團(tuán)，菌絲形狀稍彎，無分枝，長度在50um～200um之間，直徑在0.7～1.4um之間，菌絲上有部分附著物，內(nèi)有橫隔，污泥結(jié)構(gòu)變差。

第80頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一

第81頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一

第82頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一D.營養(yǎng)失衡：

廢水C/N比高，N少；無機(jī)金屬離子較少原因——菌絲體儲備營養(yǎng)物稀少、表面積大，在稀溶液中爭奪營養(yǎng)物質(zhì)的能力強(qiáng)，更適合于貧瘠環(huán)境（包括溶解氧、各種營養(yǎng)物）的生長；F.毒物沖擊原因—菌絲體耐受能力強(qiáng)第83頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一3.污泥絲狀膨脹的機(jī)理“表面積和容積比假說”具體內(nèi)容？在單位體積中，呈絲狀擴(kuò)展生長的絲狀菌的表面積與容積之比較絮凝菌膠團(tuán)細(xì)菌的大，對有限制性的營養(yǎng)和環(huán)境條件的爭奪占優(yōu)勢，絮凝性菌膠團(tuán)細(xì)菌處于劣勢，絲狀菌大量生長繁殖成優(yōu)勢菌，從而引起活性污泥膨脹。第84頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一絲狀菌和絮凝性菌膠團(tuán)細(xì)菌的優(yōu)勢競爭表現(xiàn)在：對溶解氧的競爭對可溶性有機(jī)物的競爭對氮、磷的競爭有機(jī)物沖擊負(fù)荷的影響第85頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一4.污泥膨脹的預(yù)防與控制對策提問：基于上述原理如何預(yù)防污泥膨脹？A.設(shè)調(diào)節(jié)池(及事故池)控制高負(fù)荷（BOD、毒物）沖擊B.

控制溶解氧溶解氧濃度必須控制在3～4mg/L。第86頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一C.

調(diào)節(jié)廢水的營養(yǎng)配比盡量逼近BOD5與N和P的比例BOD5：N：P＝100：5：1。補(bǔ)N——尿素或含氮量高的污泥消化池上清液補(bǔ)P——磷酸鈉D.

改革工藝將活性污泥法改為生物膜法在曝氣池中加填料改為生物接觸氧化法SBR(即序批式間歇曝氣反應(yīng)器)法、A/O、A2/O第87頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一提問：發(fā)生后如何處理？A．投加次氯酸鈉（10~20mg/l內(nèi)）、H2O2（100~200mg/l內(nèi)）有選擇的控制絲狀微生物的過渡生長B．投加混凝劑FeSO4和FeCl3、干污泥或濃縮消化污泥增加絮體密度、強(qiáng)度，使已膨脹的污泥恢復(fù)正常C.強(qiáng)化補(bǔ)氮（C:N＝100：20～30）D.替換污泥：最直接的方法第88頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法中的微生物群落廢水的厭氧處理主要用于高濃度有機(jī)廢水的前處理;一、厭氧法的優(yōu)缺點(diǎn)提問：優(yōu)點(diǎn)有哪些？1．產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電或作為能源沼氣中的主要成分是甲烷，含量50~75%之間，是一種很好的燃料。以日排COD10t的工廠為例，若COD去除率為80%，甲烷產(chǎn)量為理論的80%時，則可日產(chǎn)甲烷2240m3,其熱值相當(dāng)于3.85t原煤，可發(fā)電5400度電。第89頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一2．對營養(yǎng)物的需求量少好氧方法BOD：N：P=100：5：1，而厭氧方法為（350~500）：5：1，相比而言對N、P的需求要小的多，因此厭氧處理時可以不添加或少添加營養(yǎng)鹽。3．產(chǎn)生的污泥量少，運(yùn)行費(fèi)用低繁殖慢；不需要曝氣基于這些優(yōu)點(diǎn)，厭氧處理在食品、釀造、制糖等工業(yè)廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。但厭氧處理也存在缺點(diǎn).第90頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一提問：厭氧法的缺點(diǎn)？1．出水的有機(jī)物濃度高于好氧處理；發(fā)酵分解有機(jī)物不完全；2．對溫度變化較為敏感；工業(yè)中需要設(shè)置進(jìn)水的控溫裝置，37℃。3．厭氧微生物對有毒物質(zhì)較為敏感；但經(jīng)過毒物馴化處理的厭氧菌對毒物的耐受力常常會極大地提高。第91頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一4.初次啟動過程緩慢，處理時間長好氧處理體系的活性污泥或生物膜通常只需要7天就可以培育成功，而厭氧處理體系的活性污泥或生物膜一般需要8~12周才可以培育成功.5．處理過程中產(chǎn)生臭氣和有色物質(zhì)提問：是什么？臭氣主要是SRB（硫酸還原菌）形成的具有臭味的硫化氫氣體以及硫醇、氨氣、有機(jī)酸等的臭氣。同時硫化氫還會與水中的鐵離子等金屬離子反應(yīng)形成黑色的硫化物沉淀，使處理后的廢水顏色較深，需要添加后處理設(shè)施，進(jìn)一步脫色脫臭。第92頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一

二、厭氧活性污泥（一）厭氧活性污泥的性質(zhì)和組成由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機(jī)雜質(zhì)形成的污泥顆粒。呈灰色至黑色，有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；顆粒厭氧活性污泥的直徑在0.5mm以上。第93頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一微生物的組成主要有六種：由外到內(nèi)：水解細(xì)菌、發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫細(xì)菌和產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌、硫酸鹽還原菌、厭氧原生動物，其中產(chǎn)甲烷絲菌是厭氧活性污泥的中心骨架第94頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一三、厭氧活性污泥凈化廢水的作用機(jī)理——甲烷發(fā)酵理論復(fù)雜污染物的厭氧降解過程可以分為四個階段:

——布賴恩特（Byrant），1979①水解、發(fā)酵階段（又稱酸化階段）②產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸階段③產(chǎn)甲烷階段④同型產(chǎn)乙酸階段第95頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一1．水解、發(fā)酵階段水解和發(fā)酵性細(xì)菌將大分子的有機(jī)物水解為小分子的有機(jī)物淀粉、纖維素→單糖→丙酮酸蛋白質(zhì)→氨基酸→有機(jī)酸和氨脂類→低級脂肪酸、醇作用微生物：水解、發(fā)酵性菌群專性厭氧菌：梭菌、擬桿菌、丁酸弧菌、雙歧桿菌等；兼性厭氧菌：鏈球菌、腸道菌第96頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一2．產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸階段產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸細(xì)菌把上一階段的產(chǎn)物進(jìn)一步分解為乙酸、氫氣。作用微生物：S菌株、硫酸還原菌等S菌株：厭氧G-菌，發(fā)酵乙醇產(chǎn)生乙酸和氫；硫酸還原菌：與產(chǎn)甲烷菌協(xié)同將乙醇和乳酸轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣和二氧化碳。將第一階段發(fā)酵的三碳以上有機(jī)酸、長鏈脂肪酸、芳香族酸及醇分解為乙酸和氫氣的細(xì)菌第97頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一3．產(chǎn)甲烷階段氫氣、二氧化碳、乙酸、甲酸、甲醇、甲基胺等被產(chǎn)甲烷菌利用轉(zhuǎn)化為甲烷和以及產(chǎn)甲烷菌細(xì)胞物質(zhì)。經(jīng)過這些階段大分子的有機(jī)物就被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、氫氣、硫化氫等小分子物質(zhì)和少量的厭氧污泥。作用微生物：兩組不同的專性厭氧產(chǎn)甲烷菌一組：氫氣+二氧化碳→甲烷二組：乙酸、甲酸、甲醇、甲基胺→甲烷第98頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一4.同型產(chǎn)乙酸階段同型產(chǎn)乙酸菌將氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙酸該階段的作用目前仍在研究中第99頁，共109頁，2023年，2月20日，星期一復(fù)雜有機(jī)物1、水解發(fā)酵低級脂肪酸、醇

乙酸H2+CO22.產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸CH4+CO23.產(chǎn)甲烷3.產(chǎn)甲烷