第八章 微生物在环境工程中的应用课件

• 微生物在设备中呈悬浮状态，与污废水接触使之净化 的方法；
•
生 物 膜 法——模拟土壤自净
• 微生物附着于其他物体表面上成薄膜状，与污废水接 触使之净化的方法。
• 活性污泥既有好氧活性污泥法，也有厌氧活性污泥法，生物膜法
既有好氧生物膜法也有厌氧生物膜法。
PP和好氧生物膜法
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• ② 纤维素性质多糖的勾连作用
• 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
• 这些纤维素从何而来？
他们既可能是细菌的分泌物，也可能是粘性多糖的演化产物。 他们不但具有粘着性，还具有缠绕勾连的作用，在它们的作用下， 各种细菌密布在这些网格状纤维之中，随这些纤维素状多糖的数 量不断增加，就形成了真正意义上的菌胶团。
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活性污泥菌胶团外的纤维丝电镜照片
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c. 菌胶团的生物意义
• ① 形成了一个稳定的细菌共生体性；
• 菌胶团吸附的大分子有机物被表层的细菌首先水解吸收，代谢后的产 物降解不完全，又作为了下面细菌的食物
• 另一方面随着颗粒化由表及里，局部的氧浓度逐渐减少，对氧浓度有 不同要求的细菌则可以各自找到最适宜的位置
• 因此菌胶团的形成是细菌们为维护共同利益的共生产物，对于 细菌的生存有着重要的生物意义。
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d. 菌胶团中的细菌
• 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。
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• ③ 具有指示作用；
• 通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构 的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。
• 新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，则说明菌胶团生命力 旺盛，吸附和氧化能力强，再生能力强。老化的菌胶团，颜色深， 结构松散，活性不强，吸附和氧化能力差。
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4．好氧活性污泥中的微生物群落
• 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细菌形成菌胶团，在其上生长 着其他微生物。
• A．菌胶团
• 在微生物学领域里，习惯将动胶菌属形成的细菌团块 称为菌胶团。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。
第八章 微生物在环境工程中的应用
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第一节 污、废水生物处理中的生态系统
一、 种类
• 根据处理性质上的差别，可以做以下一些分类。
（一） 好氧处理和厌氧处理
• 通常低浓度（COD＜1500mg/L）的有机污染物废水适合 用好氧处理
• 对于高浓度有机污废水（COD≥1500mg/L）用厌氧处理 更为适宜。
• 为什么过高COD的废水不宜用好氧法？
• 有机物浓度过高，好氧生物代谢迅速，水中溶解氧难以 即时供应，好氧生物生长受限，很难保证处理质量，而 厌氧生物则没有这种限制。
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（二）活性污泥法和生物膜法
• 这是根据微生物在人工水处理设备中微生物所 处状态的不同来进行的划分。
• 原理：
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活性污泥法——模拟水体自净
• 每L活性污泥混合液（ML）中含有多少毫克恒重的 干固体（SS）
• 在 一 般 的 城 市 污 水 处 理 中 ， MLSS 保 持 在 2000~3000mg／L。工业废水生物处理中，MLSS保 持在3000 mg／L左右。高浓度的工业废水生物处理 的MLSS保持在3000~5000mg／L。
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b. 菌胶团的形成机理
• ① 粘性多糖的粘着作用
• 很多细菌可分泌粘胶状的多糖物质，附着于细胞壁，形成所谓的 荚膜，这些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。
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• ② 增强细菌抵抗环境变化及微型动物捕食的能力
• 在层层细菌的屏蔽作用下，菌胶团中的微环境要比溶液中稳定的多 • 菌胶团的颗粒较大，原生动物只能蚕食很少的一部分表层的细菌，从
而提高了大多数细菌抵抗微型动物的捕食能力。
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• ③ 菌胶团还为细菌储备了碳源
• 菌胶团中的结构多糖，不仅是其骨架，还是细菌们的储备碳源。 当环境中的营养物匮乏时，这些多糖被细菌作为碳源使用，虽 然此时菌胶团逐渐瓦解，但一定程度上延缓了细菌的衰亡。
• 2．好氧活性污泥的性质
• 颜色各异 • 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 • 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。
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3．好氧活性污泥中微生物的浓度和数量
• MLSS (混合液悬浮固体)
• 一、 好氧活性污泥法
• 好氧活性污泥法又叫曝气法，最早由英国人于1914年 创建而来，经过80多年的发展已成为处理有机废水最 主要的方法。
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（一） 什么是好氧活性污泥
• 好氧活性污泥是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。
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a. 菌胶团的功能
• 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%, 达107~108个/ml ，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；
• 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，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。
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（二） 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。