环境工程微生物学-污水生物处理

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• 预处理(preliminary treatment) • 去除粗砂粒、大的固体物、漂
浮物和油污。
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• 一级处理(primary treatment)又称沉淀 处理(sedimentation)
➢悬浮固体以污泥的形式去除;
➢去除70％~80％的悬浮固体、25％~40％ 的BOD5，
➢减轻后续处理的负荷、提高处理效果。
（一）活性污泥概念 以好氧性细菌为主体的微生物和水
中的悬浮物质、胶体物质混杂在一起 形成的肉眼可见的絮状颗粒。
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颗粒大小约0.05~0.5mm，表面积为 20~100 cm2/mL，比重约1.002~1.006， 静置时能立即凝聚成较大绒粒而沉降。
絮状体一般呈黄褐色，也有呈深灰、灰 褐，灰白等色，与水质不同有关。
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初级曝气池
SECONDARY CLARIFIER
（三）活性污泥的特征
①吸附能力强 ②活性污泥的比表面积小、菌胶团表面
有丰富的粘液物质。 研究表明，10~30min内，活性污泥可 去除生活污水中BOD的85%~90%。
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② 氧化分解有机物能力强 • 活性污泥是多种微生物和有机物颗粒的聚集
➢通过活性炭吸附、臭氧消毒和生物脱除 等物理、化学和生物学方法去除氮磷营 养盐、难降解物质、病原体等污染物。
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• 污泥处理(sludge treatment) ➢将处理过程中产生的污泥经
过脱水、稳定和处置。
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二、生物处理的优点和基本类型
生 1、生物处理的优点
物 ①效率高
处 • 普通活性污泥水处理厂， 每立方米曝气池
理 每天可转换1~2kg干有机物，100倍于森林。
的 ②效果好
优 点
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BOD去除率90%~95%，COD去除率 60%~70%。
含酚废水：
萃取法：残留量100mg/L
生物法：残留量≤1mg/L
h百度文库
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生 物 ③适用范围广（微生物多样性特点决定）
处 ④成本低、运行费用少； 理
的 ⑤可处理的水量大，方法成熟
的污染物，如合成有机物、金属盐类以 及一些放射性物质。
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2．生物氧化和细胞合成作用 • 微生物酶的作用完成生物氧化和细胞合成作用
CHON十O2 (有机物)
C5H7O2N (新细胞)
C5H7O2N 十5 O2 → 5CO2十NH3十2H2O十 能量
(细胞)
(维持能)
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第二节 活性污泥法
一、活性污泥法的特点
第9章 污水生物处理
❖我国的水资源形势： 城市和农业缺水十分严重; 全国80％水域，45％地下水，90％以 上的城市水域受到不同程度的污染。
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第一节 概 述
一、污水处理过程的五个阶段：
➢ 预处理(preliminary treatment) ➢ 一级处理(primary treatment) ➢ 二级处理(secondary treatment) ➢ 三级处理(tertiary ) ➢ 污泥处理(sludge treatment)
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（二）活性污泥法作用特点
① 通过以活性污泥或生物膜形式存在的 微生物旺盛的代谢活动，氧化分解有 机污染物，使污水净化。
• 微生物的代谢活动，包括分解、合成、 氧化、还原、转移和异构等各种酶促 反应，分解和转化污泥所吸附的有机 物，同时合成新的微生物细胞。
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② 活性污泥具有良好的沉降性能，使处 理水与污泥分开，达到净化的目的。
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• 二级处理(secondary treatment) 又称生 物处理(biological treatment)
➢主要利用构筑物内或特定外境中的微生物 去除水中溶解的或胶体状态的有机物;
➢去除80％~95％的BOD5，使城市污水 BOD5下降到30mg/L以下。
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• 三级处理(tertiary ) 又称高级处理 (advanced treatment)
在菌胶团上或与之交织在一起，成为活性 污泥的骨架。
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贝日阿托氏菌属
2、真菌类
• 青霉属(Penicillium) • 头孢霉属 (Cephalosporium) • 枝孢属(Cladosporium) • 镰孢霉(Fusarium) • 地霉属(Geotrichum) • 假丝酵母屑(Candida) • 红酵母属(Rhodotorula)
2）完全混合曝气：回流污泥直接进入曝气池 3）接触氧化稳定法。 4）分段布水推流式活性污泥法。 5）氧化沟式活性污泥法。
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污水处理厂分布图
（五）活性污泥中的生物组分
1、细 菌 • 起主导作用，活性污泥中有多种细菌； • 主要的优势种有：产碱杆菌属、芽孢杆菌
属、黄杆菌属、微球菌属、假单胞菌属和 动胶菌属以及球衣菌属等。
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富养罗尔斯通氏菌
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动胶h菌属
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球衣菌属
• 活性污泥中，细菌大多数以菌胶团 的形式存在，呈游离状态的较少；
• 生枝动胶菌是最早发现的菌胶团形 成菌;
• 埃希氏菌属、假单胞菌属、产碱杆 菌属、芽孢杆菌属的一些菌株均可 以产生菌胶团。
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• 在活性污泥中的一些丝状细菌，如球衣菌 属、贝日阿托氏菌属和硫发菌属等，附着
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3、原生动物
① 纤毛虫类 ：游泳型和固着型 ② 鞭毛虫类 ③ 肉足虫类
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原生动物
4、后生动物
• 轮虫类(rotifers) • 线虫类(nematodes)
线虫
（五）活性污泥微生物演替和指示生物
1、异养细菌和原生动物的演替
•异养细菌和原生动物两次盛衰： •异养细菌大量繁殖，接着原生动物大量繁 殖，由于细菌数量下降原生动物衰落，异 养菌再次大量繁殖，又造成次生原生动物 成为优势群，最后原生动物死亡。
优 点
生物处理是废水二级处理的首选方法
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2、生物处理的基本类型
生物处理的方法很多 好氧处理
•微生物与氧的关系 厌氧处理
生物膜法 •微生物在构筑物中的状态
活性污泥法
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三、生物处理的作用机理
1、吸附作用(absorption) ➢ 微生物生态系统中可能起着主要作用。 ➢ 微生物吸附去除废水中的一些不可降解
体，分解、 氧化有机物的能力 ③ pH缓冲性强 • 活性污泥中有机物含量高，表面基团多，有
很强的pH缓冲性能。
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④ 沉降性能好 ⑤ 在污水处理过程中，活性污泥能将一
些金属离子吸附，胶体电荷被破坏， 凝集成团，在重力作用下快速沉淀。
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（四）活性污泥法处理的类型
1）推流式曝气处理：废水与活性污泥同时进 入长方形曝气池