废水深度处理和微污染水源预处理中的微生物学原理

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周群英《环境工程微生物学》(第3版)课后习题(第十章 污(废)水深度处理和微污染源水预处理中的微生物

周群英《环境工程微生物学》(第3版)课后习题(第十章 污(废)水深度处理和微污染源水预处理中的微生物

第十章污(废)水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理1.污(废)水为什么要脱氮除磷?答:污(废)水需要脱氮除磷的原因如下:(1)在好氧生物处理中,生活污水经生物降解,大部分的可溶性含碳有机物被去除,同时会产生NH3-N、NO3--N和PO43-、SO42-,其中,只有25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞,通过排泥得到去除,出水中的氮和磷含量仍未达到排放标准。

(2)氮和磷是生物的重要营养源。

但水体中氮磷过多,危害极大。

最大的危害是引起水体富营养化,蓝藻、绿藻等大量繁殖后引起水体缺氧,产生毒素,进而毒死鱼虾等水生生物和危害人体健康,使水源水质恶化。

不但影响人类生活,还严重影响工农业生产。

2.微生物脱氮工艺有哪些?答:微生物脱氮工艺有A/O、A2/O、A2/O2、SBR等工艺。

反硝化有单级反硝化和多级反硝化。

根据不同水质,通常有以下3种组合工艺,即碳氧化、硝化和反硝化三者的不同组合方式。

(1)碳氧化、硝化、反硝化分级(2)碳氧化和硝化结合,反硝化分级(3)碳氧化、硝化、反硝化结合3.叙述污(废)水脱氮原理。

答:污(废)水脱氮原理如下:(1)概述脱氮是先利用好氧段经硝化作用,由亚硝化细菌和硝化细菌的协同作用,将NH3转化为NO2--N和NO3--N。

再利用缺氧段经反硝化细菌将NO2--N(经反亚硝化)和NO3--N (经反硝化)还原为氮气(N2),溢出水面释放到大气,参与自然界氮的循环。

(2)具体反应机理①硝化短程硝化:全程硝化(亚硝化+硝化):②反硝化反硝化脱氮:厌氧氨氧化脱氮:厌氧氨氧化脱氮:厌氧氨反硫化脱氮:4.参与脱氮的微生物有哪些?它们有什么生理特征?答:参与脱氮的微生物及其生理特征如下:(1)硝化作用段及微生物①好氧氨氧化细菌好氧氨氧化细菌即好氧的亚硝化细菌,以NH3为供氢体,O2作为最终电子受体,产生HNO2。

其中的亚硝化叶菌属在低氧压下能生长,化能无机营养,氧化NH3为HNO2,从中获得能量供合成细胞和固定CO2。

废水深度处理和微污染水源预处理中的微生物学原理

废水深度处理和微污染水源预处理中的微生物学原理
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第二节 微污染水源水预处理 中的微生物原理
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一、微污染水源预处理的目的意义 微污染水源水的危害:影响公众健康、增加投入,
提高水价
二、水源水污染源和污染物 污染源: 有机污染物: 天然有机物:腐殖质、藻类有机物、非溶解性有机
物(颗粒态) 人工合成有机物:有毒有机污染物,难于降解在环
境中有一定残留水平,具有生物富集性,三致和毒性 。石油污染物是典型污染物。
好氧 硝化
NO3-
N2
2
(一) 硝化、脱氮微生物 1、硝化作用微生物:包括亚硝化微生物、硝化微
生物,好氧,G-,无机化能营养,个别有机化能营养 (1)亚硝化细菌(氧化氨的细菌):化能无机营
养 , 专 性 好 氧 , 最 适 温 度 25-30℃ ( 5-30℃ ) , 最 适 pH7.5-8.0(5.8-8.5),常见菌:亚硝化单胞菌、亚硝 化螺菌、亚硝化球菌、亚硝化叶状菌。
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2、水源水预处理的运行条件 (1)微生物:贫营养菌,如土壤杆菌、嗜水气单胞 菌、黄杆菌、纤毛菌等,对可利用基质有较大的亲 和力,且呼吸速率低,因此可以充分利用水中的有 机物 (2)供氢体:若要去除有机物和氨氮,需外加供氢 体 (3)溶解氧:水流量大时,溶解氧需4mg/L以上 (4)水温和pH
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当细菌生活在营养丰富环境里开始大量繁殖即将
进入对数生长期时,从外界吸收大量可溶性磷酸盐,
在体内合成多聚磷酸盐并积累起来.
当细菌进入静止期时,大部分细胞已停止繁殖,
对磷的需要已经很低,若环境中磷有余,细胞又有一
定能量,便能从外界吸收磷,形成异染颗粒。
(2)生物诱导的化学沉淀作用:由于污泥微生物的
代谢作用,导致环境pH上升,使废水中的溶解性磷

污水处理中的微生物原理

污水处理中的微生物原理

污水处理中的微生物原理1. 引言污水处理是指将废水中的有害物质去除或减少到一定的标准以符合环境排放要求的过程。

其中,微生物在污水处理中起着至关重要的作用。

微生物通过代谢和转化废水中的有机物和无机物,使其减少对环境的污染,提高水质,保护生态环境。

本文将介绍污水处理中微生物的主要作用机理。

2. 微生物的作用机理微生物在污水处理中的作用机理主要包括生化分解,厌氧/好氧氧化和沉淀。

2.1 生化分解微生物在污水处理中以生化分解为主要作用机理。

污水中的有机物经过微生物的代谢作用,被分解为较小的有机分子,最终转化为水和二氧化碳等无害物质。

这一过程主要由厌氧菌和好氧菌参与。

厌氧菌主要在无氧环境中生活,利用有机物进行厌氧呼吸,产生甲烷等气体。

好氧菌则需要氧气参与,通过氧化有机物来获得能量,产生水和二氧化碳。

2.2 厌氧/好氧氧化厌氧/好氧氧化是指微生物在缺氧或氧气充足的环境中分解有机物。

在厌氧条件下,厌氧菌通过厌氧呼吸产生甲烷等气体,而在好氧条件下,好氧菌通过氧化有机物获得能量。

这一过程可以减少废水中的有机物质量并降低毒性。

2.3 沉淀微生物通过产生胶状多糖物质,将污水中的悬浮物和胶体颗粒聚集成较大的颗粒,并与微生物自身形成沉淀物。

这些沉淀物可以通过物理方式(如沉淀、过滤等)从水中去除,减少污水中的悬浮物和颗粒物。

3. 微生物的应用微生物在污水处理中的应用主要包括活性污泥法和厌氧消化。

3.1 活性污泥法活性污泥法是指利用微生物(如好氧菌和厌氧菌)在污泥颗粒上生长和代谢,将废水中的有机物质分解为水和二氧化碳。

活性污泥法具有处理能力强、处理效果好等优点,在城市污水处理中得到广泛应用。

3.2 厌氧消化厌氧消化是指将废水或农业废弃物放入密闭的容器中,利用厌氧菌分解有机物质,产生甲烷等气体,从而减少有机物质的处理量,产生可再利用的能源。

厌氧消化广泛应用于农村和农业废弃物的处理中。

4.微生物在污水处理中起着重要的作用,通过生化分解、厌氧/好氧氧化和沉淀等机理,可以将废水中的有害物质减少到一定的标准,提高水质,保护环境。

污水深处理和微污染源水预处理中微生物学原理PPT.

污水深处理和微污染源水预处理中微生物学原理PPT.

废水或污水中的营养元素(N、P)对水体和人类的危害
❖(1) 使水味变得腥臭难闻; ❖(2) 降低水体的透明度; ❖(3) 消耗水体的溶解氧; ❖(4) 向水体释放有毒物质;例如:NO3−和NO2−可
被转化为亚硝胺(三致物质) ;水中NO2−高,可导 致婴儿患变性血色蛋白症 “Bluebaby”;
污、废水脱氮、除磷的具体指标
污、废水脱氮、除磷的具体指标
一级标准: 废水磷含量在≤0.5mg/L 氨氮 ≤15mg/L
二、天然水体中氮、磷的来源
提问:有哪些? 城市生活污水 农肥(氮)和喷洒农药 工业废水 禽理:
好氧段,由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用,将NH3转化为NO3—N; 缺氧段,经反硝化细菌将NO3—N反硝化还原为氮气,溢出水面释放到 大气,N2参与自然界物质循环,水中含氮物质大量减少。
1听.7的.2核两实种细类证节型 明,厌氧氨氧化是一个生物反应。经过长期努力,Strous
等人采用梯度离心技术,成功的分离了厌氧氨氧化菌。谱系
分 析 证 明 , 被 分 离 的 两 种 厌 氧 氨 氧 化 菌 (Brocadia
anammoxidans和Kuenenstuttgartiensis)都属于分支横生的
硝 化
NH3 +1.5O2 HNO2 +H2O 短程硝化、亚硝化
0.5O2 +HNO2 HNO3 全程硝化、亚硝化+硝化
2HNO3 +CH3CH2OH N2 2CO2 2[H] 3H2O
反硝化
NH3 +HNO2 N2 +2H2O 厌氧氨氧化脱氮 2NH3 +HNO3 1.5N2 3H2O [H] 厌氧氨氧化脱氮
水处理如何更进一步?

污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理

污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理

第四章污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理第一节污、废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理一、污、废水脱氮、除磷的目的和意义污、废水一级处理只是除去废水中的砂砾及大的悬浮固体。

去除COD约30%左右。

二级生物处理则是去除废水中的可溶性有机物。

在好氧生物处理中,生活污水经生物降解,大部分的可溶性含碳有机物被去除。

去除COD 70%~90%,BOD5去除90%以上。

同时产生NH3-N、N03--N和P043-、S042-。

其中有25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞,通过排泥得到去除。

但出水中的氮和磷含量仍未达到排放标准。

有的工业废水如味精(谷氨酸)废水和赖氨酸废水含氨氮(NH3-N)非常高,味精浓废水含氨氮6 000 mg/L左右。

COD更高,60 000~80 000 mg/L,BOD5约为COD的一半。

氮和磷是生物的重要营养源。

但水体中氮、磷量过多,危害极大。

最大的危害是引起水体富营养化。

蓝藻、绿藻等大量繁殖后引起水体缺氧,产生毒素,进而毒死鱼、虾等水生生物和危害人体健康。

使水源水质恶化。

不但影响人类生活,还严重影响工、农业生产。

鉴于以上原因,脱氮除磷非常重要。

若水体中磷含量低于0.02 mg/L可限制藻类过度生长。

上海地方标准规定,氨氮排放标准在15 mg/L以下。

二、天然水体中氮、磷的来源主要来自城市生活污水,来自农业施肥(氮)和喷洒农药(磷等),来自工业废水,如化肥、石油炼厂、焦化、制药、农药、印染、腈纶及洗涤剂等生产废水,食品加工、罐头食品加工及被服洗涤服务行业的洗涤剂废水,以及禽、畜粪便水。

城市生活污水含氮量见表2.4-1。

三、微生物脱氮工艺、原理及其微生物(一)微生物脱氮工艺可采用A/0、A2/0、A2/02、SBR等,工艺均可取得较好脱氮效果。

经厌氧-好氧或缺氧-好氧等的合理组合处理,既可去除COD和BOD,又可去除氨氮,脱氮工艺也可除磷。

(二)脱氮原理脱氮首先利用设施内好氧段,由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用,将NH3转化为NO3--N。

环境工程微生物学:第十章 污废水深度处理和微污染水源水

环境工程微生物学:第十章  污废水深度处理和微污染水源水
• 水源
城市集中饮用水供水的水源 地表水环境质量标准(GB3838-2002)三级以上幻灯片 21
• 现状
污染、不洁净 主要污染物: 有机物、氨、藻类分泌物、挥发酚、有毒 物(重金属、氰化物、农药、藻毒素)
• 问题
传统给水处理工艺: 混凝-沉淀-过滤(砂)-消毒 不能有效去除上述污染物!
• 对策
预处理,去除水中有机物和氨
氨化细菌
有机氮化物脱氨成 NH3
亚硝化、硝化细菌 NH3
NO2-
NO3-
生成NO3- ,pH下降,
对硝化菌不利,需加 Na2CO3。
反硝化细菌
NO3-
NO2-
N2
厌氧,结果耗NO3-
产OH-,pH升高。
大多数属于异养兼性厌氧微生物,需有一定量有机化合物的存
在,反硝化作用才能进行,所以一般反硝化池中要投入一定量 的有机碳源。
第十章 污废水深度处理和微污染水源 水预处理中的微生物学问题
• 生物脱氮、除磷原理 • 微污染水源水预处理中的微生物学问题 • 饮用水的消毒及其微生物学效应
第一节 污废水深度处理—脱氮、除磷 与微生物学原理
一、污废水脱氮除磷意义
• 污废水处理系统常分为三级:一级处理、二级处理、三级处理 • 一级处理:除去废水中砂砾及大的悬浮固体,去处COD 30%左
• 根据去C、硝化和脱N组合方式不同,可把活性污泥系统分
成单级活性污泥法系统和多级活性污泥法系统。
• 根据反硝化过程中所利用的有机C来源不同分成内C源系统 和外加C源系统。
1.单级活性污泥内C源系统
进水
N2
去 C 硝化池
反硝化池
二沉池
出水
(好氧)
(缺氧)

第十章 污废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理

第十章 污废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理
采用一级硝化-反硝化还是多级硝化-反硝化, 视污水负荷来决定。负荷低级数少好,负荷高级 数多好。 为什么?
P 253 ! 环境工程微生物学
(1) 传统生物脱氮工艺
进水 预处 理 曝气池 回流污泥 出水 终沉池 污泥回流 脱氮池 二沉池 甲醇 剩余 污泥 硝 化池 剩余污泥
图10-1-1 传统的三级生物处理脱氮工艺 传统工艺流程较长、构筑物多、基建费用高、运行 费用高、有的需外加碳源或碱度不足,所以在管理上 不具竞争性。
污泥 回 流 (0.5Q)
图10-1-3
A/O生物除磷工艺流程图
这里的A/O除磷工艺与A/O生物脱氮工艺类似,但也有很大不同:一是其 A段为严格的厌氧(anaerobic)段,而非缺氧(anoxic)段,二是该工艺只有 污泥回流,而没硝化液回流。是美国的Spector于1975年研究活性污泥膨 胀与控制问题时,发现它不仅可预防污泥丝状膨胀,还具有优良的除磷效 果而开发的。
第十章 污、废水深度处理和微污 染源水预处理中的微生物学原理
环境工程微生物学
§10-1 污、废水深度处理—— 脱氮、除磷与微生物学原理
环境工程微生物学
一、污、废水脱氮、除磷的目的和意义 二、天然水体中氮、磷的来源
主要来自于:
城市生活污水;
农业施(氮)肥和喷洒农药(磷等); 工业废水,如化肥、石油炼厂、焦化、制药、 农药、印染、腈纶及洗涤剂等生产废水; 食品加工、罐头食品加工及被服洗涤服务 行业的洗涤剂废水; 禽、畜粪便水。
反硝化反应需要充足的碳源。一般认为,当废水中 的BOD5/TKN值大于4~6时,可认为碳源充足,不需另 外投加碳源,反之则要加甲醇或其他易降解的有机物 作碳源。
环境工程微生物学
5、泥龄
为了使硝化菌能存活并维持一定数量,微生物 在反应器的停留时间即泥龄应大于硝化菌的最小 世代期,一般取其2倍,在5天以上; 较长的污泥龄可增强硝化反应的能力,并可减 轻有毒物质的抑制作用。

第十章 污废水的深度处理和微污染源水的预处理

第十章 污废水的深度处理和微污染源水的预处理

三 微生物脱氮工艺、原理及其微生物
(一)微生物脱氮工艺 (二)脱氮原理 (三)硝化、脱氮微生物 1 硝化作用段微生物 (1)氧化氨的细菌 (2)氧化亚硝酸细菌 (3)硝化段的运行操作 运行操作的关键:泥龄;要供给足够的氧;控制 适度的曝气时间;在硝化过程中,水中pH值下降, 对硝化细菌生长不利
2 反硝化作用段细菌 (1)反硝化细菌:反硝化细菌是所有能以NO3为最终
电子受体,将HNO3还原为N2的细菌总称。 有很多细菌只将HNO3还原为HNO2而积累,而不形 成N2 。在污水处理中不希望发生这种情况。因为含 HNO2的水排放到水体,会对水生动物产生毒害。
(2)反硝化段运行操作:反硝化段运行操作关键指
标有:碳源(即电子供体)、pH(由碱度控制)、最 终电子受体NO3和NO2、温度和溶解氧等。 反硝化细菌的碳源来自有机物,H2S和H2可作供氢 体,碳源为CO2。能源从氧化有机物获得。它的最终电 子受体是NO3和NO2。最适pH为7~8第一节 污、废水深度处理——脱氮、除磷 与微生物学原理
一 污、废水脱氮、除磷的目的和意义 污、废水一级处理只是除去废水中的沙砾 及大的悬浮固体。二级生物处理去除废水中的 可溶性有机物。在好氧生物处理中,生活污水 经生物降解,大部分的可溶性含碳有机物被去 除。 水体中氮、磷量过多,危害极大。最大的 危害是引起水体富营养化。 二 天然水体中氮、磷的来源 主要来自城市生活污水,来自农业施肥和 喷洒农药,来自工业废水,食品加工、罐头食 品加工及被服洗涤服务行业的洗涤剂废水,以 及禽、畜粪便水。
3 生物脱氮工艺选择
四 微生物除磷原理、工艺及其微生物
1 微生物除磷原理 2 聚磷细菌 3 除磷的生物化学机制 (1)厌氧释放磷的过程 (2)好氧吸磷过程 4 除磷工艺流程 5 运行条件

内大环境微生物学讲义11废水生物处理的微生物学原理与方法

内大环境微生物学讲义11废水生物处理的微生物学原理与方法

第十一章废水生物处理的微生物学原理与方法第一节废水生物处理的微生物学原理当前水体环境的污染非常明显,具体表现为水体无法进行正常的自净作用。

废水生物处理是20世纪初出现的治理废(污)水的技术,发展至今已成为世界各国处理城市污水和工业废水的主要手段。

1.物理法主要是采用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质。

具体有:①沉淀法(沉降作用),②过滤法(砂、微孔管等过滤介质不截留),③其它的如浮选法,萃取法等。

2.化学法采用化学反应原理去除污染的方法。

包括:①化学凝聚法:水中胶体物质通常呈负电荷,彼此排斥而形成稳定的悬浮液。

向水中投加电解质(凝聚剂)可使其呈中性,从而凝聚为大颗粒而沉降。

常用的凝聚剂有硫酸铝、三氯化铁、明矾等。

②其它的化学方法还有中和法、氧化还原法、离子交换法等。

3.生物法主要是利用微生物的作用,使废水中有机污染物降解转化为无机物质,使污水得以净化。

由于整个过程贯穿着微生物酶的作用,废水生物处理也称废水生化处理。

它是当前最重要的废水处理方法。

废水生物处理的方法很多,简单的可根据微生物与氧的关系分为好氧处理和厌氧处理。

根据微生物在构筑物中处于悬浮状态或固着状态,分为活性污泥法和生物膜法。

其中活性污泥和生物膜是净化废水的工作主体。

事实上它是一个人工生态系统。

在实践中,三种方法并不是单独被使用,而是根据城市污水或工业废水的性状和处理目标,构成一个综合的处理系统。

生物处理作为其中的主体发挥作用。

二、废水的污染指标制定的指标应能反映废水中污染物的含量和可净化程度。

对于特定污染物废水,如含酚废水、含氰废水、含汞等有毒重金属废水等,这些具体污染物含量是重要的废水污染指标。

然而多数废水的组分都较复杂,因此常采用以下有机污染指标:BOD、COD、SS(悬浮固体)、MLSS(混合液悬浮固体)、MLVSS(混合液挥发性悬浮固体)、以及N、P含量和PH值等。

1.BOD(B lochemical Oxygen Demand)即生物化学需氧量。

污废水深度处理和微污染水源预处理中微生物学原理(PPT28张)

污废水深度处理和微污染水源预处理中微生物学原理(PPT28张)
0.05moL 80 mL
蒸 馏 水
冰 醋 酸 2mL
0.75
克 碘 化 钾
0.05mol 硫代硫 酸钠滴 定至淡 黄
淀 粉 液 1mL
硫 代 硫 酸 钠 滴 定
继 续 的 定 至 无 色
0.71%漂白粉10mL
记录0.05mol硫 代硫酸钠用量mL
注意事项:
滴定时边滴边摇。
快到终点时,要非常慢滴定。
原理:邻联甲苯胺-甲土立丁 o-Tolidine
HOCL
HCL· H2N
CH3 CH3 酸性
HCL+[O]
NH2· HCL+ [O]
→HCL· HN
CH3 CH3 (联苯胺化合物,黄色)
NH· HCL+H2O
取10mL比色管
加入甲土立丁0.5mL 加被测水样至10 mL处
余氯测定
摇匀立刻比色(游)
个人饮水消毒器材
消毒剂的要求
效能要高;
应该相当迅速地灭活病原微生物;
应该在使用的浓度范围无毒性;
消毒剂尽可能便宜。
一、饮用水氯化消毒
1774瑞典scheele发现氯元素。 1896年开始用于饮用水消毒,因效果好、 价廉在世界范围内普及。 1970年代发现DBPs,引起广泛争议,但无更
质较稳定。
氯消毒剂种类:
二氯异氰尿酸(C3O3N3NaCl2)
二氯异氰尿酸钠
商品名“优氯净”,含有效氯62%~64.5%。性质极稳定。
消毒效果好,但价格较贵,只能用于小量水消毒。
次氯酸钠(NaOCl)
将氯气通入氢氧化钠溶液或电解食盐溶液可产生,含有效
氯12%~15%。需消耗能源,适于无液氯供应地区。

10污废水深度处理与微污染源水预处理种的微生物学原理

10污废水深度处理与微污染源水预处理种的微生物学原理

进水
厌氧池
回流 缺氧池 回流污泥
好氧池
二沉池
出水
剩余污泥
A2/O工艺流程
上一页Biblioteka 下一页本章目录2. 氧化沟脱氮除磷工艺
曝气转刷
二沉池
回流污泥
曝气转刷
沉砂池
粗细格栅 进水
氧化沟脱氮除磷工艺流程
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下一页
本章目录
(3) SBR法脱氮除磷工艺
Ⅰ进水阶段 Ⅱ反应阶段 Ⅲ沉淀阶段 Ⅳ排水阶段 Ⅴ待机阶段
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NO2-+0.5O2→NO3-
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本章目录
生物脱氮——硝化作用阶段
❖ 微生物:亚硝化细菌和硝化细菌,两者 为化能自养菌,G-,专性好氧,要求中 性、弱碱性环境, pH值范围7.5~8.0 , 以CO2为唯一碳源,最适温度25~30 ℃。
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本章目录
生物脱氮——硝化作用阶段
运行操作关键:
10污废水深度处理与微污染源水预处理种的微生物学原理
10.1 生物脱氮除磷及其原理
水体中氮、磷浓度过高会导致水体的富 营养化。
二级处理主要以去除废水中的可溶性有 机物为主,对于氮、磷的去除效率很低, 难以达到严格的排放标准。
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本章目录
10.1.1 生物脱氮原理、工艺及微生物
1. 生物脱氮原理
A/O除磷工艺流程
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本章目录
(2) Phostrip工艺
进水
出水
碳氧化+吸磷 好氧池
二沉池
除 磷 直接回流 污泥回流


高磷

上清夜
污 泥 回
厌氧 除磷池

污废水深度处置和中微生物的原理

污废水深度处置和中微生物的原理

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A.自净过程
以下列图河流污染和自净过程
• 水体自净过程大致以下 a.物理作用
有机污染物排入水体后被水稀释,有机和无机固体沉降 到河底;
b.生物作用

溶氧↓
溶解氧↑
• 好氧菌↑ 好氧菌↓
有机物降解

厌氧菌↑ 自然溶氧、藻类产氧
污废水深度处置和中微生物的原理
第3页
河流污染和自净过程图 提问:原理?

降;
2. 出现有蓝藻、裸藻、

α-中污带
2.水 面 上 有 泡 沫 和 浮 泥,有 NH3、氨基酸
20~60

及 H2S。臭味。
绿藻,原生动物有天蓝 喇叭虫、美观独缩虫、 椎尾水轮虫、臂尾水轮 虫及栉虾等。**
3. 底泥已部分无机化,
滋生了很多颤蚯蚓。
污废水深度处置和中微生物的原理
第11页
β中污带
山东小清河
污废水深度处置和中微夜改变幅度
河流污染中氧浓度昼夜改变示意图 • 氧浓度高低与细菌含量相关,昼夜变幅与藻类数量相关,
所以与P/H或BIP相关。
污废水深度处置和中微生物的原理
第7页
C.水体外观
• 外观特征:混浊程度、颜色及气味等 • 原 因:水中细菌种类数量、悬浮物种类数量
• 物理? • 净水流量、流速、污染物物理性质 • 化学? • 地域、季节、天气 • 生物? • 生物种类、数量(营养物浓度、环境因子)、代谢极
限速度
• 所以水体自净速度是有限。在正常情况下,水体单位时间内经 过正常生物循环中能够同化有机污染物最大数量称为同化容量 或自净容量。
污废水深度处置和中微生物的原理
1. 种类很少,厌氧菌和

微生物污废水深度处理和微污染水源水的微生物处理

微生物污废水深度处理和微污染水源水的微生物处理

2020/4/15
2
第三节 人工湿地中微生物与水生植物的净 化作用
• 人工湿地生态系统 • 人工湿地净化污水的基本原理 • 人工湿地各组成的功能 • 人工湿地处理污水的效果 第四节 饮用水消毒 • 消毒的重要性 • 消毒方法
2020/4/15
3
环境微生物基础教学课件
天津工业大学
第一节 微生物脱氮、脱磷原理
一、脱氮,脱磷的目的和意义
• 水体中氮磷的主要来源 ?
污水经过一级处理 COD去除率30% 污水生物二级处理 COD去除率70-90%
NO3—N,NO2—N,NH3-N,PO43-,SO42-
其中吸收25%的N和19%的P 剩余的N、P?
2020/4/15
4
环境微生物基础教学课件
天津工业大学
一级标准污水综合排放标准GB8978-1996中 规定:
环境微生物基础教学课件
天津工业大学
第四章 污废水深度处理和微污 染水源水的微生物处理
2020/4/15
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环境微生物基础教学课件
本章内容
天津工业大学
第一节 微生物脱氮、脱磷原理
1. 脱氮脱磷的意义
2. 微生物脱氮原理及微生物
3. 微生物脱磷原理及微生物
第二节 微污染水源水的预处理 1. 微污染水源水的概念和存在形式 2. 微污染水的生物处理目的 3. 微污染水源水微生物处理方法 4. 微污染水源水处理中微生物群落
• 大多数的硝化菌属细胞质内都含有贮存物,如肝 糖,多聚磷酸盐,聚β-羟基丁酸盐(PHB);
• 含有淡黄至淡红的细胞色素。
2020/4/15
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主要的亚硝化和硝化细菌有:

第四章污废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理ppt课件

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第四页,编辑于星期五:十三点 二十八分。
生物脱氮工艺(略)
常用的脱氮工艺有:碳化--硝化--反硝化;A/O工艺;SBR;氧化沟等。
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四、微生物除磷原理、工艺及其微生物
1.微生物除磷原理
某些微生物在好氧时不仅能大量吸收磷酸盐合成自身核酸 和ATP,而且能逆浓度梯度过量吸收磷合成贮能的多聚磷 有聚磷能力的还有硝化细菌中的亚硝化杆菌属、亚硝化球菌、亚硝化叶菌属和硝化杆菌属、硝化球菌属等。
2.聚磷细菌
具有聚磷能力的微生物多数是细菌。聚磷的活性污泥是由 许多好氧异养菌、厌氧异养菌和兼性厌氧菌组成。实 质是产酸菌和聚磷菌的混合群体。其中聚磷能力强、 数量占优势的聚磷菌是不动杆菌-莫拉氏菌群、假单 胞菌属、气单胞菌属和黄杆菌属等60多种。有聚磷能
力的还有硝化细菌中的亚硝化杆菌属、亚硝化球菌、亚硝 化叶菌属和硝化杆菌属、硝化球菌属等。
该水经自来水厂混凝、沉淀、过滤、消毒传统工艺 处理后不达标。且剩余的烷烃有机物经加氯处理后 产生卤代烃等“三致物”(致癌、致畸、致突变)。 氨氮较高,导致供水管道中亚硝化细菌增生,促使 NO2-浓度增高,残留有机物还可能引起管道中异养菌 生长。导致饮用水中细菌不达标。
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第十三页,编辑于星期五:十三点 二十八分。
一、污、废水脱氮、除磷的目的和意义
实第质十是 页产,酸编酸菌辑和于盐聚星磷期颗菌五的:粒混十合三群点(体异二。十八染分。颗粒)于体内,供其内源呼吸用,称这些
聚磷菌 细菌为 导致饮用水中细菌不达标。
第八页,编辑于星期五:十三点
二十八分。。 聚磷菌在厌氧时又能释放磷酸盐于体外,
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水葱
水美人蕉
作用: • 发达的根系直接吸收水中有机污染物 • 将氧气运送到根系,提供根系微生物需要 • 根系分泌物为微生物提供营养和能源
水菖蒲
灯芯草
(三)根际和根面微生物
• 种类和数量由以下因素决定:湿地植物根系分泌物的 种类和数量;污废水的种类;水中溶解氧的含量。
• 微生物种类有:细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫化 细菌、反硫化细菌、磷细菌、纤维素分解菌、固氮菌、 真菌、放线菌、原生动物、藻类等
有三种碳氧化、硝化、反硝化的组合工艺。选择工艺 时应根据水质而定,主要看COD负荷和NH3-N负荷, 负荷低级数少较好,负荷高级数多较好。原因是硝化 过程产酸pH下降,及时转入反硝化提高碱度,可满足 自身要求,降低生产成本。 (1)多级悬浮污泥法:传统工艺 (2)A/O工艺
甲醇
利用进水
进水
中的BOD
好氧 脱碳 硝化 滤池
厌氧 反硝
化 滤池
出水
两级滤池法工艺流程

废 水
氧 反
沉淀池1


好好 氧氧 脱硝 碳化
回流
沉淀池 出水
缺氧活性污泥回流
好氧活性污泥回流
A/O脱氮工艺
四、微生物除磷原理、工艺及微生物 1、除磷原理 (1)生物积磷作用:某些微生物在某些环境条件下 ,有过量积聚磷酸盐的作用,这些细菌称为聚磷菌.
④溶解氧
只有在溶解氧为零的时候,反硝化速率才达到最高 ,当溶解氧达到1mg/L时,反硝化速率接近零。主要 机制是氧抑制了硝酸盐还原酶的形成。此外,氧可作 为电子受体,竞争性阻碍硝酸盐的还原。
⑤毒物
NH3、NO2、O2、pH。NH3分子(非离子)浓度过 高抑制反硝化反应。
3、生物脱氮工艺: 反硝化有单级、多级反硝化。根据不同水质,通常
2、水源水预处理的运行条件 (1)微生物:贫营养菌,如土壤杆菌、嗜水气单胞 菌、黄杆菌、纤毛菌等,对可利用基质有较大的亲 和力,且呼吸速率低,因此可以充分利用水中的有 机物 (2)供氢体:若要去除有机物和氨氮,需外加供氢 体 (3)溶解氧:水流量大时,溶解氧需4mg/L以上 (4)水温和pH
第三节 人工湿地中微生物与水生 植物净化污(废)水的作用
三、人工湿地各组成的功能
基本要素:基质、湿生植物和微生物
(一)基质 目前广泛应用的人工湿地主要由沙粒、沙土、土壤、
石块为基质 作用: 为微生物生长提供基质 为湿地植物提供载体和营养物质 吸附和过滤作用

(二)湿地水生植物
• 分为浮水性、挺水性和沉水性。挺水性为主。 • 浮水性和挺水性主要吸收氨氮,沉水性吸收磷
(1)厌氧释放磷: 除磷细菌只能在低级脂肪酸类小分子有机基质上
生长,在厌氧区中能大量吸收产酸菌产生的发酵产 物——挥发性脂肪酸(VHA),但混合液中VHA 仅5mg/L,而大多数污泥微生物的生长速度都比除 磷细菌快,如何竞争?
Comeau的乙酸吸收理论: 乙酸合成PHB的反应式:
C6H12O6 → 2CH3COOH + 4H+ + 4eCH3COOH +2ATP +CoASH → CH3COSCoA + 2ADP + 2Pi
(3) UCT工艺:University of cape town process
(4) VIP工艺:Verginla polytechnic Insitute and state university,与(3)类似。
厌氧:既不存在溶解氧,也不存在NO 3 -、SO4 2-等结合氧 缺氧:不存在溶解氧,但存在结合氧。
硝化作用所需最小固体停留时间为
SRTmin=1/μN max,15℃时硝化细菌μN max 0.45d-1。 由于污水的水质和负荷逐日有波动,为了在已知氨氮
和溶解氧条件下运行能达到稳定的硝化,须对理论
SRT增加一个安全系数得出设计SRT。
②溶解氧:一般维持在1.2~2.0mg/L。溶解氧小于 0.5mg/L,硝化作用停止。
(3) pH:pH < 5.2,磷大量而快速释放,由细 胞自溶和磷酸盐在酸性条件下溶解引起的,因 此无效;pH > 9.5,先出现磷净吸收而后释放。 碱性条件下生成一些磷酸镁、钙的沉淀,吸附 到污泥絮体中;pH7-8最佳。
(4) 温度:温度上升,放磷速度增加,1030℃可提高5倍。
第二节 微污染水源水预处理 中的微生物原理
5、运行条件:根据水质选用 (1) 注意控制硝酸盐:是提高除磷效果的关键之一 。硝酸盐浓度提高,放磷量下降,反硝化细菌与积磷 菌争夺碳源,会竞争性抑制放磷。 (2) 基质: A——乙酸、甲酸、丙酸等低分子有机酸; B——乙醇、甲醇、柠檬酸、葡萄糖; C——丁酸、乳酸、琥珀酸。
A类存在时放磷速度较大,所诱导的厌氧放磷量呈 线性关系;B类必须在厌氧条件下转化为A类物质后才 能被积磷菌利用;C类能否引起放磷与污泥微生物组 成有关。
第十章 污、废水深度处理和微 污染水源预处理中的微生物学
原理
第一节 污、废水深度处理——脱 氮除磷与微生物学原理
一、污、废水脱氮除磷的目的意义 氮、磷污染的危害性:
水体富营养化
造成水体黑臭
对人及生物有毒害作用
二、水体中氮、磷的来源 城市生活污水和工业废水、农田肥料和动物 粪尿
三、微生物脱氮工艺、原理及微生物 (一)脱氮工艺:A/O、A2/O、A2O2、SBR (二)脱氮原理:
2、聚磷细菌:种类较多,其中聚磷能力强的优势菌 有不动杆菌——莫拉氏菌群、假单胞菌属、气单胞菌 属、黄杆菌属等。
3、除磷的生物化学机制: 除磷细菌特别适宜在好氧-厌氧交替循环的系统
中大量繁殖和过量积聚磷。除磷细菌首先在厌氧条 件下释放磷合成聚β-羟基丁酸(PHB),而后在好 氧条件下,以PHB为碳源,吸收磷酸盐合成多聚磷 酸盐。
有机氮
氨化
好氧
NH3-N 亚硝化 NO2-
好氧 硝化
NO3-
N2
(一) 硝化、脱氮微生物 1、硝化作用微生物:包括亚硝化微生物、硝化微
生物,好氧,G-,无机化能营养,个别有机化能营养 (1)亚硝化细菌(氧化氨的细菌):化能无机营
养,专性好氧,最适温度25-30℃(5-30℃),最适 pH7.5-8.0(5.8-8.5),常见菌:亚硝化单胞菌、亚硝 化螺菌、亚硝化球菌、亚硝化叶状菌。
2、反硝化作用段细菌 (1)反硝化作用细菌:能以NO3-为最终电子受体, 将硝酸还原为氮气的细菌,种类很多。
(2)反硝化段运行操作 反硝化生物过程如下:
硝酸盐还原酶
亚硝酸盐还原酶
NO3-
NO2-
NO
氧化亚氮还原酶 氧化氮还原酶
N2
N2O
最适pH7-8,最适温度10-35℃,溶解氧< 0.2mg/L,反 应的能量来源于有机物的氧化
一、人工湿地生态系统
• 人工湿地是指人工建造的类似于沼泽的湿地内, 放置一定高度的填料,其上种植特定的水生植 物,在水生植物根系周围生长着丰富多样的微 生物群落,基质、水生植物与微生物构成一个 类似于天然沼泽地的特殊生态系统
二、人工湿地净化污(废)水的基本原理
人工湿地生态系统净化污水的原理是利用 系统中的物理、化学、生物的协同作用,通过 土壤过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收 和微生物分解来实现对污水的高效净化。即污 水在沿一定方向流动的过程中,在湿地土壤、 植物和微生物共同作用下得到了高效的净化。
三、微污染水源水微生物预处理及微生物群落 1、 处理工艺:均采用膜法生物处理
生物转盘——适于处理污染严重的源水、接触 氧化法、生物滤池、生物流化床、生物陶粒反应 器。工艺的选取要根据水质和处理目的,填料的 选择要根据填料对微生物的附着力和耐腐蚀性。
处理目的:去除有机物、氨氮——反硝化工 艺,要外加碳源,
①碳源:
a、废水中有机基质 一般认为BOD5:N > 3:1时,无须外加碳源
b、外加碳源 BOD5:N < 3:1时,需外加碳源,常用甲醇。外源
反硝化细胞合成的经典反应式:
NO3- + 1.08 CH3OH + 0.24 H2CO3 → 0.06 C5H7NO2 + 0.47N2↑ + 1.68H2O + CO2 + OH-
(2)好氧吸磷: 除磷细菌将积累的PHB好氧分解,释放出大量能
量,供其生长。当环境中有溶解磷存在时,一部分能 量可供积磷菌主动吸收磷酸盐,并以多聚形式存在。
4、除磷工艺流程
有机基质
厌氧区
好氧区
产酸菌
乙酸 P
部分回流 做种
水中P
聚P
PHB
PHB
聚磷菌
聚磷菌
O2 聚磷菌
大部分 (P)去除
聚聚P聚P聚PP
一、微污染水源预处理的目的意义 微污染水源水的危害:影响公众健康、增加投入,
提高水价
二、水源水污染源和污染物 污染源: 有机污染物: 天然有机物:腐殖质、藻类有机物、非溶解性有机
物(颗粒态) 人工合成有机物:有毒有机污染物,难于降解在环
境中有一定残留水平,具有生物富集性,三致和毒性 。石油污染物是典型污染物。
速率低,仅为外加碳源的1/10,优点是在C:N低时 无须外加外来碳源也能达到脱氮目的而且污泥产量低 。
②温度 最适宜的温度是15-35℃。
③ pH 影响反硝化速率和反硝化最终产物。最适pH范围
7.0-8.0之间。对终产物的影响:pH < 6.0-6.5时, N2O占优势; pH>8,NO2-积累。PH越高,NO2-积 累越多。高pH抑制了亚硝酸盐还原酶的活性。
四、人工湿地生态系统处理污废水的效果
• 主要应用类型: 表层流湿地(废水水平流动,通过湿地而沉
淀)——地表湿地 渗漏湿地(废水垂直流入,经渗透沉积后排水去
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