微生物工程環(huán)境微生物工程

關(guān)于微生物工程環(huán)境微生物工程第1頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三提綱污水的微生物處理污水的好氧生物處理法污水的厭氧生物處理法污水的光合細(xì)菌處理法污水的深度處理——氮、磷的去除各類工業(yè)廢水處理法的應(yīng)用實(shí)例第2頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.污水的微生物處理水質(zhì)污染的衡量指標(biāo)COD(ChemicalOxygenDemand)：化學(xué)需氧量，用強(qiáng)氧化劑氧化水中的污染物時(shí)，所消耗的氧量。能較全面的反映(有機(jī))污染物的存在量。BOD(BiochemicalOxygenDemand)：生物需氧量，一定溫度和時(shí)間內(nèi)，微生物利用有機(jī)物進(jìn)行生物氧化所消耗的氧量。BOD/COD：小于0.3時(shí)不適于用生物處理法，

大于0.5-0.7時(shí)則用生物處理非常容易。總氮、總磷：富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)第3頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.污水的微生物處理微生物處理的類型好氧處理厭氧處理活性污泥法生物膜法氧化塘法厭氧消化法

厭氧生物膜法

厭氧塘法利用特定微生物生理類群的處理：光合細(xì)菌利用自然生態(tài)系統(tǒng)的處理：土地處理凈化法利用固定化微生物或其酶處理二級(jí)處理深度處理：【去除污水中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)】【去除水體中的

可溶性有機(jī)物】第4頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧生物處理法污水好氧處理時(shí)的COD轉(zhuǎn)化有機(jī)物(CODtot)難降解的有機(jī)物(CODres)可降解的有機(jī)物(CODbc)簡(jiǎn)單無機(jī)物(CODmin)細(xì)胞物質(zhì)(CODcells)未降解部分(CODubd)第5頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧生物處理法污水好氧處理的生化特點(diǎn)必需消耗氧氣

——用于有機(jī)物的完全氧化、細(xì)胞物質(zhì)的合成和內(nèi)源性耗氧。具有較高的污泥產(chǎn)率

——當(dāng)污水中的有機(jī)物含量高時(shí)，細(xì)胞的增殖較快，因此污泥較多；由于污泥富含有機(jī)質(zhì)，所以應(yīng)在經(jīng)過適當(dāng)處理后排放。第6頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧生物處理法污水好氧處理的生物類群存在形式： 微生物積聚成絮狀物（活性污泥） 曝氣時(shí)懸浮，靜置時(shí)沉淀。生物類型：細(xì)菌：主要的降解者，包括動(dòng)膠菌、假單胞菌、桿菌、球菌等；真菌：和細(xì)菌一起，位于食物鏈的最底層；原生動(dòng)物、后生動(dòng)物：位于食物鏈上層，捕食游離細(xì)菌，一方面澄清水體，同時(shí)造成選擇壓力。第7頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧處理法活性污泥法activatedsludge——經(jīng)典工作流程初級(jí)

沉淀池曝氣池二次

沉淀池清水污水空氣回流污泥剩余污泥第8頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧處理法活性污泥法——工藝要點(diǎn)培養(yǎng)基（污水的預(yù)處理）：注意C、N、P三者的比例關(guān)系，可能需要補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)元素；溶氧（曝氣）：曝氣方法有鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣、自吸式射流曝氣、純氧曝氣等，曝氣應(yīng)充分，提高曝氣效率的方法包括多點(diǎn)進(jìn)水、完全混合曝氣、遞減曝氣等；溫度：30-35oC最佳，實(shí)際為15-30oC；pH：6.5—8.5，適于細(xì)菌生長(zhǎng)。第9頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧處理法活性污泥法——其它工作流程吸附再生活性污泥法初級(jí)

沉淀池吸附曝氣池二次

沉淀池清水污水回流污泥剩余污泥再生曝氣池第10頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧處理法活性污泥法——其它工作流程批式活性污泥法進(jìn)水出水進(jìn)水期反應(yīng)期沉降期排水期閑置期第11頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧處理法活性污泥法——其它工作流程生物吸附氧化法（AB法）（adsorption-biodegrationtechnolgy）A段

沉淀池B段曝氣池B段

沉淀池清水污水回流污泥剩余污泥A段曝氣池剩余污泥回流污泥第12頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧處理法活性污泥法——其它工作流程連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池（氧化溝法）進(jìn)水二次沉淀池回流污泥出水第13頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧處理法生物膜法——原理運(yùn)動(dòng)水層有機(jī)物層生物膜層濾材層第14頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧處理法生物膜法——生物濾池法第15頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧處理法生物膜法——生物轉(zhuǎn)盤法出水進(jìn)水進(jìn)水出水第16頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧處理法生物膜法——接觸氧化法和流化床法第17頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.1污水的好氧處理法氧化塘法——原理氧化塘是一種大面積、敞開式的污水處理系統(tǒng)；氧化塘中主要由細(xì)菌對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解；藻類利用細(xì)菌的分解產(chǎn)物生長(zhǎng)，同時(shí)通過光合作用向細(xì)菌供氧（空氣溶氧是輔助性的）；藻類O2小分子

營(yíng)養(yǎng)物細(xì)菌污染有機(jī)物N、P等

污染無機(jī)物第18頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.2污水的厭氧處理法厭氧處理中的COD轉(zhuǎn)化有機(jī)物(CODtot)難降解的有機(jī)物(CODres)可降解的有機(jī)物(CODbc)甲烷(CODCH4)細(xì)胞物質(zhì)(CODcells)殘余部分(CODvfa)第19頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.2污水的厭氧處理法復(fù)雜有機(jī)物厭氧降解的過程水解階段： 高分子被微生物釋放的胞外酶分解為有機(jī)小分子，以便它們進(jìn)入細(xì)胞

酸化階段： 小分子有機(jī)物在胞內(nèi)被產(chǎn)酸菌轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單化合物后，被產(chǎn)乙酸菌進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成乙酸

產(chǎn)甲烷階段：乙酸、二氧化碳、氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷第20頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.2污水的厭氧處理法厭氧生物處理中的微生物類群水解、酸化由多種嚴(yán)格厭氧的發(fā)酵細(xì)菌完成，最重要的是梭狀芽孢桿菌、擬桿菌；產(chǎn)乙酸是由乙酸桿菌、乙酸梭菌等完成的；產(chǎn)甲烷主要是有甲烷桿菌、甲烷短桿菌、甲烷球菌完成的，這些菌的增殖緩慢，且對(duì)pH極端敏感（最適pH為6.5-7.8），是需要重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。第21頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.2污水的厭氧處理法影響厭氧處理的因素溫度：20-40oC，比好氧處理稍高；溶氧：嚴(yán)格厭氧；pH： 6.5-7.8，且要求有較高的緩沖能力；營(yíng)養(yǎng)：對(duì)N、P的需求比好氧處理低3-5倍。第22頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.2污水的厭氧處理法厭氧處理與好氧處理的比較優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行成本低（能耗、藥品用量少）、 污泥少、甲烷可作燃料；缺點(diǎn)：出水質(zhì)量較差，需后處理，

運(yùn)行時(shí)間（啟動(dòng)時(shí)間）長(zhǎng)，對(duì)毒物更敏感第23頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.2污水的厭氧處理法厭氧生物膜法——厭氧濾器法第24頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.3污水的光合細(xì)菌處理法光合細(xì)菌（PhotosyntheticBacteria,PSB)能進(jìn)行光合作用的原核生物的總稱，除藍(lán)藻外，都能在厭氧條件下進(jìn)行不產(chǎn)氧的光合作用；在厭氧光照和好氧黑暗條件下均能異養(yǎng)生長(zhǎng)；降解能力強(qiáng)，效果穩(wěn)定第25頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.3污水的光合細(xì)菌處理法光合細(xì)菌法一般工藝流程異養(yǎng)菌將大分子降解

成為小分子的有機(jī)物光合細(xì)菌將小分子

有機(jī)物進(jìn)一步降解藻類或好氧處理使

廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)可溶化處理PSBNo.1PSBNo.2PSBNo.3PSBNo.4沉淀池氧化池進(jìn)水BOD10000mg/L回

流低負(fù)荷廢水出水菌種槽菌體利用第26頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4污水的深度處理水體中N、P過多的危害造成水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，引發(fā)藻類“水華”（Bloom），產(chǎn)生毒素，使水體嚴(yán)重缺氧；大量藻類遺體的積累會(huì)使湖、河退化為沼澤；增加水處理成本（如自來水凈化）；化合態(tài)氮、磷的積累對(duì)人和動(dòng)物具有毒性。第27頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4污水的深度處理生物脫氮原理含氮有機(jī)物NH4+NO2—、NO3—N2氨化作用硝化作用反硝化作用第28頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4污水的深度處理影響反硝化作用的因素碳源濃度：BOD5:TN>3硝酸鹽濃度：大于0.1mg/L氧：缺、厭氧環(huán)境，溶氧低于1mg/L溫度：不低于15°C，最適20-35°CpH：最適為7.0-8.5第29頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4污水的深度處理生物脫氮工藝流程懸浮污泥法生物膜法第30頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4污水的深度處理生物脫氮工藝流程——單級(jí)懸浮污泥系統(tǒng)進(jìn)水去碳、硝化反硝化曝氣沉淀出水排放提供反硝化的碳源消耗

剩余

的碳源第31頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4污水的深度處理生物脫氮工藝流程——反硝化濾池進(jìn)水去碳和硝化

濾池反硝化

濾池出水第32頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4污水的深度處理生物除磷原理聚磷菌在好氧條件下大量吸收磷酸鹽合成多聚磷酸鹽顆粒（異染顆粒），在厭氧時(shí)又能釋放磷酸鹽于體外。通過創(chuàng)造厭氧、缺氧和好氧環(huán)境，使菌類先厭氧放磷，再好氧貯磷，最后通過排泥從污水中去除磷素。第33頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4污水的深度處理生物除磷的影響因素碳源濃度：有機(jī)物濃度越高越好；溶氧：厭氧池（<0.2mg/L）、好氧池（3-4mg/L）硝酸鹽：干擾厭氧放磷；溫度：積磷菌本身對(duì)溫度不敏感；pH：中性或弱堿性第34頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4污水的深度處理生物除磷工藝流程——A/A/O工藝

——Anaerobic/Anoxic/Oxic工藝進(jìn)水厭氧池缺氧池好氧池沉淀出水排放第35頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.4污水的深度處理

——人工濕地和土地污水處理系統(tǒng)原理具有物理、化學(xué)和生物的綜合效力；主要是依靠細(xì)菌的分解和轉(zhuǎn)化作用； 而植物起著供氧和消耗營(yíng)養(yǎng)的作用。進(jìn)水排水第36頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三生物凈化的下游處理問題——在生物凈化中得到的富含營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)的污泥或藻類如何處理？解決方案之一

污泥（藻類）濃縮發(fā)酵肥料（飼料）第37頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三生物凈化的下游處理滇池中微囊藻的下游處理自然發(fā)酵脫毒后用作飼料和農(nóng)肥第38頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三豆制品廢水的微生物處理黃泔水加熱器厭氧塔污泥分離罐溢流液污泥貯罐蒸汽甲烷用戶厭氧

溢流液低濃度

有機(jī)廢水生物轉(zhuǎn)盤二次沉淀煤渣過濾排放板框壓濾干污泥沉

淀鼓風(fēng)第39頁(yè)，講稿共43頁(yè)，2023年5月2日，星期三造紙廢水的處理中段廢水的處理初沉池