6.2废水的微生物处理(好氧法)解析
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6.2废水的微生物处理Microbiological Principle of Waste Treatment
我国是水资源不足的国家，人均占有量只有2600m3， 相当于世界人均水量的1/4； 据预测，到21世纪末我国城市用水量将增 加2～3倍。 城市的污水年排放量已达400亿吨，绝大部分未经处 理就直接排入江河湖海，造成水体不同程度的污染。 根据水体自净的原理，人们设计了污水的生物学处理 方法。
将菌胶团置于电子显微镜下观察时发现，在大荚膜增大的同时，在 其外侧出现了许多类似于纤维素网状的物质，据分析这些物质的成 分也是多糖，如图所示
提问：这些纤维素从何而来？
细菌的胞外分泌物
③ 原生动物分泌的胞外粘液的粘着作用；
实验证明小口钟虫、累枝虫和尾草履虫等纤毛虫能分 泌一些促进凝聚的糖类，在促进自身粘附在活性污泥
●优点：无臭气、时间短。条件适宜可除去BOD5 80～90％
●缺点：设备复杂
(4) 废水好氧生物处理的方法
活性污泥法★、生物膜法★（生物滤池法、生物转盘法） 稳定塘（生物塘）法、污水灌溉。
6.2.1.2 好氧活性污泥法Activated Sludge Processes
活性污泥法是一种应用最广的废水好氧生物处理技术
弱酸性(pH约为6.7) 当进水改变时，对进水pH的变化 有一定的承受能力。
(3)好氧活性污泥中的微生物群落
中心是能起絮凝作用的细菌形成的菌胶团，在其 上生长着其他微生物。如酵母菌、霉菌、放线菌、 藻类、原生动物和某些微型后生动物 ( 轮虫及线 虫等)。 A．菌胶团
在微生物学领域里，将动胶菌属形成的细 菌团块称为菌胶团。
上的同时，加速菌胶团的进一步增大；
小口钟虫
c. 菌胶团中的细菌
菌胶团中的细菌来源于土壤、水和空气。它们多数 是革兰氏阴性菌，如动胶菌属和丛毛单胞菌属， 它们可占70％，生活污水好氧处理时菌胶团中的主 要细菌见下表
细菌名称 短杆菌属 固氮菌属 亚硝化单胞菌属 假单胞菌属 病原细菌 （偶尔） 细菌名称 微球菌属 黄杆菌属 无色杆菌属 节杆菌属 大肠埃希氏菌
(2) 好氧活性污泥的组成和性质
1）组成
好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物) 与其上吸附的有机的和无机的固体杂质组成。
2）好氧活性污泥的性质
颜色以棕褐色为佳 黑色说明厌氧、白色说明无机物过 多
含水率在99％左右 密度为1.002~1.006
大小为0.02~0.2mm 比表面积为20~100cm2／mL之间
污水的处理分为一级处理和二级处理，有时还
Байду номын сангаас
有三级处理。一级处理是预处理 ， 其功能是去 除砂、浮渣、浮油和除去部分悬浮物。 二级处理是去除水中的有机物 。
工业 废水
废水
生活
污水
碳水化合物、 蛋白质、脂 肪、油脂、 有机酸、醇、 醛、酮、酚 碳水化合物
蛋白质 脂肪 洗涤剂
不含氮 物质
含氮 物质
互关系。 各类处理系统中的微生物都为混合培养的微生物系统
6.2.1好氧生物处理法Aerobic Biological Treatment
6.2.1.1废水的好氧生物处理概述
(1) 概念： 在有氧的条件下借好氧微生物的作用处理废水。 又叫废水生物处理。 废水中 有机物 O2 好氧 微生物 无机物，随水排出
什么是活性污泥？ 活性污泥中起主 要作用的是什么 物质？
？
曝气池中形成的污泥（土壤微生物群）！
菌胶团！
(1)
什么是好氧活性污泥
好氧活性污泥是在曝气状态下由多种多样的好氧微生 物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与污 (废)水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形 成的絮状体或称绒粒。 活性污泥的形成是一种自然现象。 例如，如果向一桶含粪便污水中不断地加入空气，并 持续维持水中的溶解氧，那末经过一段时间后，就会 产生褐色絮花状的泥粒，在显微镜下会看到，污泥里 充满了各种各样的微生物，这就是典型的好氧活性污 泥。 微生物在设备中呈悬浮状态
在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液 的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为 菌胶团。
活性污泥中的微生物
a. 菌胶团的功能
提问：菌胶团有哪些功能？ ①吸附和氧化分解有机物； 菌胶团是细菌的存在形式，细菌占到活性污泥中微生物总 量的99%, 有 107~108个/mL，他们是生物处理的主力军， 一旦菌胶团受到各种因素的影响和破坏，则活性污泥法对 有机物去除率明显下降，甚至无去除能力。 ② 菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后 生动物提供了良好的生存环境； 例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附着场所； 菌胶团中的细菌可以去除毒物、自身作为动物食料。
为什么细菌会形成菌胶团？
？
b.
菌胶团的形成机理
粘性多糖的粘着作用
①
很多细菌荚膜相互间粘着时就会形成一个由许多细菌共有的大荚 膜，当细菌进入老龄后，细菌分泌的的粘稠多糖聚合物增多，更 加速了细菌大荚膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。 活性污泥菌胶团外的纤维丝电镜照片
②
纤维素性质多糖的勾连作用
微 生 物 参 与 分 解
好 氧 分 解
好 氧 微 生 物
厌 氧 分 解
厌 氧 微 生 物
废水生物处理中的一些概念
废水生物处理法：利用微生物处理废水的方法。
根据对氧气的要求 处理废水的微生物 好氧生物处理 厌氧生物处理
生物处理单元：
处理系统
处理构筑物
生态系统：生物与生物、生物与非生物（环境）之间的相
有机物充足
微生物 微生物增多 与废水 分离
细胞物质 有机物少
菌体死亡
通过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀下来。
(2)废水好氧生物处理作用对象 ●溶解的有机物——直接渗入细胞内被吸收 ●固体的、胶体的有机物——间接吸收
附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解 性物质，渗入细胞。
(3) 废水好氧生物处理的优缺点
细菌名称 动胶菌属 (优势菌) 丛毛单胞菌属 (优势菌) 产碱杆菌属 (较多) 棒状杆菌属 (较多) 芽孢杆菌属 产气杆菌属
工业废水处理中的菌胶团细菌组成与之类似，但优 势菌主要是对特定工业废物起主要降解作用的细菌
B．活性污泥中的其它微生物
我国是水资源不足的国家，人均占有量只有2600m3， 相当于世界人均水量的1/4； 据预测，到21世纪末我国城市用水量将增 加2～3倍。 城市的污水年排放量已达400亿吨，绝大部分未经处 理就直接排入江河湖海，造成水体不同程度的污染。 根据水体自净的原理，人们设计了污水的生物学处理 方法。
将菌胶团置于电子显微镜下观察时发现，在大荚膜增大的同时，在 其外侧出现了许多类似于纤维素网状的物质，据分析这些物质的成 分也是多糖，如图所示
提问：这些纤维素从何而来？
细菌的胞外分泌物
③ 原生动物分泌的胞外粘液的粘着作用；
实验证明小口钟虫、累枝虫和尾草履虫等纤毛虫能分 泌一些促进凝聚的糖类，在促进自身粘附在活性污泥
●优点：无臭气、时间短。条件适宜可除去BOD5 80～90％
●缺点：设备复杂
(4) 废水好氧生物处理的方法
活性污泥法★、生物膜法★（生物滤池法、生物转盘法） 稳定塘（生物塘）法、污水灌溉。
6.2.1.2 好氧活性污泥法Activated Sludge Processes
活性污泥法是一种应用最广的废水好氧生物处理技术
弱酸性(pH约为6.7) 当进水改变时，对进水pH的变化 有一定的承受能力。
(3)好氧活性污泥中的微生物群落
中心是能起絮凝作用的细菌形成的菌胶团，在其 上生长着其他微生物。如酵母菌、霉菌、放线菌、 藻类、原生动物和某些微型后生动物 ( 轮虫及线 虫等)。 A．菌胶团
在微生物学领域里，将动胶菌属形成的细 菌团块称为菌胶团。
上的同时，加速菌胶团的进一步增大；
小口钟虫
c. 菌胶团中的细菌
菌胶团中的细菌来源于土壤、水和空气。它们多数 是革兰氏阴性菌，如动胶菌属和丛毛单胞菌属， 它们可占70％，生活污水好氧处理时菌胶团中的主 要细菌见下表
细菌名称 短杆菌属 固氮菌属 亚硝化单胞菌属 假单胞菌属 病原细菌 （偶尔） 细菌名称 微球菌属 黄杆菌属 无色杆菌属 节杆菌属 大肠埃希氏菌
(2) 好氧活性污泥的组成和性质
1）组成
好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物) 与其上吸附的有机的和无机的固体杂质组成。
2）好氧活性污泥的性质
颜色以棕褐色为佳 黑色说明厌氧、白色说明无机物过 多
含水率在99％左右 密度为1.002~1.006
大小为0.02~0.2mm 比表面积为20~100cm2／mL之间
污水的处理分为一级处理和二级处理，有时还
Байду номын сангаас
有三级处理。一级处理是预处理 ， 其功能是去 除砂、浮渣、浮油和除去部分悬浮物。 二级处理是去除水中的有机物 。
工业 废水
废水
生活
污水
碳水化合物、 蛋白质、脂 肪、油脂、 有机酸、醇、 醛、酮、酚 碳水化合物
蛋白质 脂肪 洗涤剂
不含氮 物质
含氮 物质
互关系。 各类处理系统中的微生物都为混合培养的微生物系统
6.2.1好氧生物处理法Aerobic Biological Treatment
6.2.1.1废水的好氧生物处理概述
(1) 概念： 在有氧的条件下借好氧微生物的作用处理废水。 又叫废水生物处理。 废水中 有机物 O2 好氧 微生物 无机物，随水排出
什么是活性污泥？ 活性污泥中起主 要作用的是什么 物质？
？
曝气池中形成的污泥（土壤微生物群）！
菌胶团！
(1)
什么是好氧活性污泥
好氧活性污泥是在曝气状态下由多种多样的好氧微生 物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与污 (废)水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形 成的絮状体或称绒粒。 活性污泥的形成是一种自然现象。 例如，如果向一桶含粪便污水中不断地加入空气，并 持续维持水中的溶解氧，那末经过一段时间后，就会 产生褐色絮花状的泥粒，在显微镜下会看到，污泥里 充满了各种各样的微生物，这就是典型的好氧活性污 泥。 微生物在设备中呈悬浮状态
在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液 的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为 菌胶团。
活性污泥中的微生物
a. 菌胶团的功能
提问：菌胶团有哪些功能？ ①吸附和氧化分解有机物； 菌胶团是细菌的存在形式，细菌占到活性污泥中微生物总 量的99%, 有 107~108个/mL，他们是生物处理的主力军， 一旦菌胶团受到各种因素的影响和破坏，则活性污泥法对 有机物去除率明显下降，甚至无去除能力。 ② 菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后 生动物提供了良好的生存环境； 例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附着场所； 菌胶团中的细菌可以去除毒物、自身作为动物食料。
为什么细菌会形成菌胶团？
？
b.
菌胶团的形成机理
粘性多糖的粘着作用
①
很多细菌荚膜相互间粘着时就会形成一个由许多细菌共有的大荚 膜，当细菌进入老龄后，细菌分泌的的粘稠多糖聚合物增多，更 加速了细菌大荚膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。 活性污泥菌胶团外的纤维丝电镜照片
②
纤维素性质多糖的勾连作用
微 生 物 参 与 分 解
好 氧 分 解
好 氧 微 生 物
厌 氧 分 解
厌 氧 微 生 物
废水生物处理中的一些概念
废水生物处理法：利用微生物处理废水的方法。
根据对氧气的要求 处理废水的微生物 好氧生物处理 厌氧生物处理
生物处理单元：
处理系统
处理构筑物
生态系统：生物与生物、生物与非生物（环境）之间的相
有机物充足
微生物 微生物增多 与废水 分离
细胞物质 有机物少
菌体死亡
通过物理凝聚作用在沉淀池中沉淀下来。
(2)废水好氧生物处理作用对象 ●溶解的有机物——直接渗入细胞内被吸收 ●固体的、胶体的有机物——间接吸收
附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解 性物质，渗入细胞。
(3) 废水好氧生物处理的优缺点
细菌名称 动胶菌属 (优势菌) 丛毛单胞菌属 (优势菌) 产碱杆菌属 (较多) 棒状杆菌属 (较多) 芽孢杆菌属 产气杆菌属
工业废水处理中的菌胶团细菌组成与之类似，但优 势菌主要是对特定工业废物起主要降解作用的细菌
B．活性污泥中的其它微生物