環(huán)境污染物的生物凈化方法

第六章

環(huán)境污染物的生物凈化方法本章將介紹以下內(nèi)容：廢水的好氧生物處理廢水的厭氧生物處理特定微生物處理及組合工藝廢水的微生物脫氮除磷固體廢棄物的微生物處理大氣污染物的微生物處理6.1廢水的好氧生物處理

6.1.1活性污泥法活性污泥法的原理活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機(jī)廢水的一類好氧生物處理方法。注：微生物絮體由好氣性微生物（細(xì)菌、真菌、原生動物和后生動物）及其代謝和吸附的有機(jī)物、無機(jī)物組成?；钚晕勰嗟膬艋磻?yīng)過程活性污泥系統(tǒng)對有機(jī)底物的降解是通過幾個階段和一系列作用完成的。包括以下階段：①絮凝和吸附階段②活性污泥中微生物的代謝和增殖③活性污泥的凝聚、沉淀和濃縮活性污泥中的微生物形成活性污泥絮狀體的細(xì)菌——菌膠團(tuán)細(xì)菌菌膠團(tuán)：狹義指動膠菌屬（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)；為原生動物、微型后生動物提供了良好的生存環(huán)境、附著場所。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，可使絮狀體沉降性能下降，嚴(yán)重時可引發(fā)污泥膨脹（bulking）現(xiàn)象。活性污泥中的微生物原生動物及微型后生動物凈化作用：腐生性營養(yǎng)的原生動物可吸收溶解性有機(jī)物，動物性營養(yǎng)的原生動物可吞食有機(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)運轉(zhuǎn)管理的指標(biāo)真菌圖6－1各種形態(tài)的細(xì)菌活性污泥凈化反應(yīng)的影響因素溶解氧（DO）曝氣池出口處的混合液的DO濃度保持在2mg/L左右，可使活性污泥保持良好的凈化功能。水溫活性污泥微生物的最適溫度范圍：15～30℃。營養(yǎng)物質(zhì)微生物對氮和磷的需要量可按BOD：N：P＝100：5：1來考慮。pH活性污泥微生物的最適pH范圍：6.5～8.5。有毒和有抑制物質(zhì)如重金屬、氰化物、硫化氫、酚、醇、醛、染料等有機(jī)負(fù)荷率（BOD污泥負(fù)荷）活性污泥的工作參數(shù)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。混合液揮發(fā)性懸浮固體（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。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。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50－150之間，若大于200，則表明發(fā)生了污泥膨脹。污泥負(fù)荷（Ls）單位時間內(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，F(xiàn)/M值。活性污泥法的基本特征利用生物絮狀體為生化反應(yīng)的主體物利用曝氣設(shè)備向生化反應(yīng)系統(tǒng)分散空氣或氧氣，為微生物提供氧源對體系進(jìn)行混合攪拌以增加接觸和加速生化反應(yīng)傳質(zhì)過程采樣沉淀方式去除有機(jī)物，降低出水中的微生物的固體含量通過回流使沉淀池濃縮的微生物絮凝體返回到反應(yīng)系統(tǒng)為保證系統(tǒng)內(nèi)生物細(xì)胞平均停留的時間的穩(wěn)定，經(jīng)常排出一部分生物固體?；钚晕勰喾ǖ幕竟に嚵鞒袒钚晕勰喾ǖ闹饕\行方式（1）按廢水和回流污泥的進(jìn)入方式及其在曝氣池中的混合方式活性污泥法主要有兩大運行方式：推流式和完全混合式。推流式推流式活性污泥曝氣池有若干個狹長的流槽，廢水從一端進(jìn)入，另一端流出。隨水流的過程，底物降解，微生物增長；從池首端到尾端，混合液內(nèi)影響活性污泥凈化功能的各種因素，如F/M值、微生物的組成和數(shù)量、基質(zhì)的組成和數(shù)量等都在連續(xù)地變化，有機(jī)物降解速率、耗氧速率也連續(xù)變化。特點：在曝氣池的任何斷面上都存在有機(jī)基質(zhì)的濃度梯度，因此存在基質(zhì)降解動力，BOD降解菌為優(yōu)勢菌，可避免發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象、運行可采用多種方式，能夠增加凈化功能如脫氮、除磷等。圖6－3推流式曝氣池活性污泥法的主要運行方式（2）完全混合式廢水進(jìn)入曝氣池后在攪拌下立即與池內(nèi)活性污泥混合液混合，從而使進(jìn)水得到良好的稀釋，污泥與廢水得到充分混合，可以最大限度地承受廢水水質(zhì)變化的沖擊。特點：能夠承受高濃度廢水，對沖擊負(fù)荷有一定的適應(yīng)能力；需氧全池要求相同，能夠節(jié)省動力；可使曝氣池與沉淀池合建，無需單獨設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，易于運行管理。幾種活性污泥法的工藝流程推流式活性污泥法完全混合式活性污泥法短時曝氣法（漸減曝氣法）階段曝氣法（多點進(jìn)水法）生物吸附法（AB法）序批式間歇反應(yīng)器（SBR法）氧化溝法（OxidationDitch）深水曝氣活性污泥法生物吸附法（AB）工藝流程二沉池接觸池(吸附階段)進(jìn)水出水回流污泥剩余污泥穩(wěn)定池（氧化分解）圖6－4生物吸附法的工藝流程IV排水階段I進(jìn)水階段II反應(yīng)階段III沉淀階段V待機(jī)階段SBR法的五個運行階段圖6－5SBR法的五個運行階段示意圖圖6－6氧化本溝6.窯1.籮2生物滾膜法什么羊是生岔物膜苗法？利用講微生予物在眼固體累表面傲的附姑著生慣長對眾廢水愉進(jìn)行張生物澆處理挨的技猛術(shù)方辯法。生物叉膜法壯的特松征通過埋廢水佩與生視物膜逐的相咱對運師動，兄使廢兼水與采生物褲膜接舌觸，眾進(jìn)行泡固液借兩相伴的物類質(zhì)交蹤蝶換，免并在江膜內(nèi)婆進(jìn)行萄有機(jī)型物的桐生物腫氧化讓和降這解，碗使廢塘水得彼到凈霜化，碧同時尺，生形物膜稠內(nèi)微碼生物演不斷廚得以參生長愈和繁念殖。生物遠(yuǎn)膜中帆的微謎生物察組成細(xì)菌頃和真慰菌在生悼物膜程的好眨氣層醉專性扒好氣名的芽澡孢桿索菌占菌優(yōu)勢黃；在厭跨氣層頌可見港到反它硫化分弧菌溜屬數(shù)量雅最多俗的是晚兼性蠶菌，階如假摘單胞保菌屬辭等原生若動物纖毛芒蟲居恰多。微型前后生指動物如輪匆蟲類岸、線捧蟲類截、昆浪蟲類脹等，獵個體腐數(shù)較同多。生物滿膜的愚凈化恐原理附著水載體水膜有機(jī)酸有機(jī)物（養(yǎng)料）氧氣二氧化碳、無機(jī)物代謝產(chǎn)物運動水厭氧層好氧層廢水出水空氣生物膜圖6－8生物允膜去振除有困機(jī)物勿示意婦圖生物廣膜法趙的特準(zhǔn)點（攀與活鎖性污鋪泥法禁相比細(xì)較）微生僵物多毫樣性份高生物槍膜各劍段的姨微生拆物類借群不孟同生物輔膜中拐的食考物鏈喉較長具有先較高省的脫強氮能依力單位漿處理池能力紹大系統(tǒng)泄維護(hù)徹方便操作撫運行萍方便固定聰床生吸物處泛理的欠主要國類型普通辟生物叫濾池塔式穗生物鑄濾池生物榴轉(zhuǎn)盤尿濾池生物衡接觸成氧化漸濾池圖6－9生物慌轉(zhuǎn)盤圖6－10普通生物素濾池流化航床生說物處歡理技赤術(shù)什么某是流運化床香生物緊處理衰技術(shù)給？使廢它水通溉過運貞動態(tài)油并附寇著生膏長有孫生物棄膜的皺顆粒理床，榨廢水座中的工基質(zhì)太在床眼內(nèi)同胸均勻刷分散燥的生瞧物膜敏相接互觸而權(quán)獲得團(tuán)降解忽去除燙，故篩在流細(xì)化床渾中既湖有生杠物膜姐，又壩有活訂性污濁泥。根據(jù)熱反應(yīng)艙器中艷的微丸生物奧的營注養(yǎng)形冷式，株可分暈為好歇氧流使化床教和厭制氧流驗化床好氧舞生物排流化吧床流化跑床中弱生物裕膜中傭的指統(tǒng)示生方物濾膜彼生物中間姨濾膜渠生物非濾塔膜生敲物濾膜斃清掃苦生物6.啄2廢水顛的厭煎氧生局物處進(jìn)理6.愛2.作1厭氧掛生物棒處理駛的原塑理與儲過程什么露是厭繭氧生需物處婦理（An忠ae賴ro咸bi瘡c斯Pr焰oc當(dāng)es悔s）？在厭袖氧條脖件下糟，利仔用厭慎氧微乳生物殲分解獅廢水提中的泰有機(jī)產(chǎn)物并摟產(chǎn)生罩甲烷趨、二像氧化脅碳的狂過程禁，又堡稱厭簡氧發(fā)思酵。與好握氧生賭物處勻理的老區(qū)別隨：不蛙以分習(xí)子氧蘇為受駁氫體爭（最評終電哲子受量體）和，以悔無機(jī)文物、幟化合慘態(tài)鹽橋、碳頑、硫上、氮和為受艇氫體耗，如CO、CO2、SO42－、NO3－等。厭氧肉生物鐵處理川的優(yōu)財缺點優(yōu)點最：耐宿有機(jī)求負(fù)荷周高；露可生居成甲或烷；泥剩余閉污泥層量少齒；無班需充映氧，殿能耗講低；缺點江：污諒泥量窗增長衫慢，麻工藝百過程策啟動米時間束長；僅對負(fù)雜荷變糟化、鳳毒物蝴敏感京；故斗厭氧色處理賠一般琴只用犯于預(yù)現(xiàn)處理急，要偉使廢柴水達(dá)寶標(biāo)排旬放，黎還需用要進(jìn)飽一步提處理厭氧戒生物逐處理薪的過翅程（參三個倡階段）水解敢階段略：復(fù)扶雜有渣機(jī)物水解釣和發(fā)牽酵性唐細(xì)菌酸化廟階段撇：嘩簡單宵有機(jī)旬物（蜻可溶溫態(tài)）產(chǎn)氫馳、產(chǎn)抽乙酸眾細(xì)菌甲烷睡化階致段：灘簡腰單有嘴機(jī)酸艷類、柄醇類產(chǎn)甲綠烷菌CH4、CO2厭氧火反應(yīng)窯器內(nèi)鉗的微嚴(yán)生物不產(chǎn)甲烷墻菌細(xì)菌水（以誕厭氧換菌、科兼性社菌為湯主）初、真馳菌，憤參與黑產(chǎn)甲類烷階例段以雨前所樓有分捆解有掉機(jī)物勾過程鴿，并肚產(chǎn)生用小分河子有旱機(jī)酸產(chǎn)甲非烷菌其形集態(tài)有委八疊憶球狀珍、桿鐘狀、尾球狀沸、螺列旋狀其特桂點：區(qū)嚴(yán)格覺厭氧衛(wèi)，代肺謝活書動所帝需最今佳pH值為6.假7～7.寒2，只億能利客用少苗數(shù)的也幾種冷簡單初化合嗓物厭氧忙生物滅處理洞的影歡響因勁素溫度中溫蒜發(fā)酵35蜜℃～38溪℃，高咱溫發(fā)夕酵52圈℃～55繁℃pH值中性勿環(huán)境扣，甲涂烷化阿階段7.輸0～7.乳5營養(yǎng)殊成分BO悲D5：N：P有機(jī)晴負(fù)荷厭氧偷生物組處理走的類扶型普通尊厭氧童反應(yīng)少器厭氧股接觸匆反應(yīng)勸器上流烤式厭紐奉氧污搜泥床嗓反應(yīng)潔器（UA唐SB）厭氧違生物侵濾池厭氧閃流化櫻床反褲應(yīng)器圖6－11上流診式厭咐氧池厭氧宏處理否的活篩性污槽泥混合腔菌種腐來源亡：城莫市污柜水處潛理廠暖消化捕池污達(dá)泥、送初沉移池污始泥、扒人畜智糞便出、有陶機(jī)肥最料等邪。甲烷牙含量柿達(dá)55％以耕上作晉為厭游氧污塘