水環(huán)境污染控制與治理(已修改)
2025-03-13 12:08 本頁面
【正文】 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 2/4/2023 1 ? 自然界水體的生物自凈由于受到溶解氧、營養(yǎng)平衡、微生物種屬及其它生存條件的限制，凈化速度是有限的。 ? 提問：如何利用人工手段提高污廢水生物處理效率？ ? 一是 通過基因工程或人工馴化的手段獲得高效工程菌投加到處理系統(tǒng)中； ? 二是 改善微生物生長的環(huán)境條件，發(fā)揮微生物的最大潛能。 ? 目前生物處理主要用于 水中有機(jī)污染物 以及 氮磷污染 的處理。 2/4/2023 2 ? 限制： 毒物 （ pH、 鹽 、 酸堿 、 有機(jī)毒物等 ） 濃度不能過高 、 存在難生物降解物質(zhì) （ 多苯環(huán) 、過長鏈聚合物等 ） ? 提問：對于這類廢水是否就不能用生物法嗎 ？ ? 篩選馴化、重組制造高效降解菌； ? 先進(jìn)行物理化學(xué) 前處理 降低難降解及有毒物質(zhì)的濃度 ， 然后可進(jìn)行生物處理 。 ? 這樣可以最大限度的發(fā)揮各種方法的長處 ， 并節(jié)約處理時間降低成本 。 ? 這一章我們主要介紹污廢水生物處理的微生物的機(jī)理 。 2/4/2023 3 一、 種類 （ 一 ） 根據(jù)處理微生物與氧氣的關(guān)系 ， 分為 : 好氧處理和厭氧處理 ? 通常低濃度 （ COD＜ 1500mg/L） 的有機(jī)污染物廢水適合用好氧處理 ? 對于高濃度有機(jī)污廢水 （ COD≥1500mg/L） 用厭氧處理更為適宜 。 ? 提問：為什么過高 COD的廢水不宜用好氧法 ？ ? 有機(jī)物濃度過高 ， 好氧生物代謝迅速 ， 水中溶解氧難以即時供應(yīng) ， 好氧生物生長受限 ， 很難保證處理質(zhì)量 ， 而厭氧生物則沒有這種限制 。 2/4/2023 4 （二）活性污泥法和生物膜法 ?這是根據(jù)微生物在人工水處理設(shè)備中微生物所處狀態(tài)的不同來進(jìn)行的劃分 。 ?原理 ?活性污泥法 —— 模擬水體自凈 微生物在設(shè)備中呈 懸浮 狀態(tài) ， 與污廢水接觸使之凈化的方法； ?生 物 膜 法 —— 模擬土壤自凈 微生物 附著 于其他物體表面上成薄膜狀 ， 與污廢水接觸使之凈化的方法 。 2/4/2023 5 活性污泥既有好氧活性污泥法，也有厭氧活性污泥法，生物膜法既有好氧生物膜法也有厭氧生物膜法。對于污廢水的脫氮、脫磷處理必須采用厭氧法與好氧法相結(jié)合的方式才能成功實現(xiàn)。 2/4/2023 6 廢水的好氧生物處理 1 概念： 在 有氧 的條件下借 好氧微生物 的作用處理廢水。又叫 廢水生物處理 。 廢水中有機(jī)物 好氧 微生物 無機(jī)物，隨水排出 微生物細(xì)胞物質(zhì) 有機(jī)物充足 微生物增多 有機(jī)物少 菌體死亡 與廢水 分離 O2 通過物理凝聚作用在沉淀池中沉淀下 2/4/2023 7 2 廢水好氧生物處理作用對象 ●溶解的有機(jī)物 —— 直接滲入細(xì)胞內(nèi)被吸收 ●固體的、膠體的有機(jī)物 —— 間接吸收 附在菌體外，由細(xì)菌所分泌的胞外酶分解為溶解性物質(zhì)，滲入細(xì)胞。 3 廢水好氧生物處理的優(yōu)缺點 ● 優(yōu)點： 無臭氣、時間短。條件適宜可除去 BOD5 80～ 90％ ● 缺點 ： 設(shè)備復(fù)雜 4 廢水好氧生物處理的方法 活性污泥法、生物膜法（生物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤法） 氧化塘（生物塘）法、污水灌溉。 2/4/2023 8 活性污泥法 又叫 曝氣法 ，最早由英國人于 1914年創(chuàng)建而來，經(jīng)過 80多年的發(fā)展已成為處理有機(jī)廢水最主要的方法。 是一種 應(yīng)用最廣 的廢水好氧生物處理技術(shù)。 二、 好氧活性污泥法中的微生物 1. 什么是好氧活性污泥 ? 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 (兼有少量的厭氧微生物 )與污 (廢 )水中有機(jī)的和無機(jī)固體物混凝交織在一起，形成的絮狀體或稱絨粒。 活性污泥的形成是一種自然現(xiàn)象 。 ? 例如 ， 如果向一桶含糞便污水中不斷地加入空氣 ， 并持續(xù)維持水中的溶解氧 ， 那末經(jīng)過一段時間后 ， 就會產(chǎn)生褐色絮花狀的泥粒 ， 在顯微鏡下會看到 ， 污泥里充滿了各種各樣的微生物 ， 這就是典型的好氧活性污泥 。 2/4/2023 9 2 好氧活性污泥的組成和性質(zhì) ?（ 1） ． 組成 好氧微生物 和 兼性厭氧微生物 (兼有少量的厭氧微生物 )與其上吸附的有機(jī)的和無機(jī)的 固體雜質(zhì)組成 。 ?（ 2） ． 好氧活性污泥的性質(zhì) 顏色以 棕褐色 為佳 黑色說明厭氧 、 白色說明無機(jī)物過多 ?含水率在 99％ 左右 密度為 ~ ?大小為 ~ 比表面積為 20~100cm2／ mL之間 ?弱酸性 (pH約為 ) 當(dāng)進(jìn)水改變時 ， 對進(jìn)水 pH的變化有一定的承受能力 。 2/4/2023 10 ?提問：好氧活性污泥上的微生物是如何分布的 ？ 中心是能起絮凝作用的細(xì)菌形成菌膠團(tuán) ， 在其上生長著其他微生物 。 如酵母菌 、 霉菌 、 放線菌 、藻類 、 原生動物和某些微型后生動物 (輪蟲及線蟲等 )。 ? 在微生物學(xué)領(lǐng)域里 ， 習(xí)慣將動膠菌屬形成的細(xì)菌團(tuán)塊稱為菌膠團(tuán) 。 在水處理工程領(lǐng)域內(nèi) ， 則將所有具有莢膜或粘液的絮凝性細(xì)菌互相絮凝聚集成的菌膠團(tuán)塊都稱為菌膠團(tuán) 。 4．好氧活性污泥中的微生物群落 2/4/2023 12 ① 生物絮凝 ② 吸附和氧化分解有機(jī)物； ? 菌膠團(tuán)是細(xì)菌的存在形式 ， 細(xì)菌占到活性污泥中微生物總量的 99%, 有 107~108個 /ml ， 他們是生物處理的主力軍 ， 一旦菌膠團(tuán)受到各種因素的影響和破壞 ， 則活性污泥法對有機(jī)物去除率明顯下降 ，甚至無去除能力 。 ③菌膠團(tuán)對有機(jī)物的吸附和分解，為原生動物和微型后生動物提供了良好的生存環(huán)境； ? 例如菌膠團(tuán)本身為原生動物、微型后生動物提供附著場所；菌膠團(tuán)中的細(xì)菌可以去除毒物、自身作為動物食料。 (1) 菌膠團(tuán)的功能 2/4/2023 13 ?④ 具有指示作用； 通過菌膠團(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。 ?例如新生菌膠團(tuán)顏色淺、無色透明、結(jié)構(gòu)緊密，則說明菌膠團(tuán)生命力旺盛，吸附
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