环境工程微生物学-9废水处理课件.ppt
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- 环境工程 微生物学 废水处理 课件
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1、第九章 废水微生物处理原理与应用废水微生物处理原理与应用 第一节废水的好氧微生物处理 第二节 废水的厌氧微生物处理第九章 废水微生物处理原理废水微生物处理原理与应用与应用 有机污染物种类来源人工合成天然成分分子量复杂简单浓度高浓度低浓度形态固态液态气态降解能力可生物降解非生物降解决定了是否采用微生物处理以及选用哪种微生物处理方法第九章 废水微生物处理原理及废水微生物处理原理及与应用与应用 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 一、好氧处理的基本原理一、好氧处理的基本原理 有机污染物好氧微生物处理的一般途径有机污染物好氧微生物处理的一般途径 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的
2、好氧微生物处理 一、好氧处理的基本原理一、好氧处理的基本原理 北京高碑店污水处理厂北京高碑店污水处理厂活性污泥法活性污泥法第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 1 1、活性污泥法、活性污泥法 1914年的在英国曼彻斯特(1)活性污泥的基本特性)活性污泥的基本特性 组成:有机和无机的固体好氧微生物兼性厌氧微生物专性厌氧微生物絮状体或绒粒依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物.活性污泥 1、概念、组成和性质 好氧和兼性厌氧微生物与污水中固体物混凝交织在一起形成的絮状体或绒粒。第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理
3、 二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 1 1、活性污泥法、活性污泥法(1)活性污泥的基本特性)活性污泥的基本特性 性质:含水率99%具沉降性;具生物活性絮体大小为0.020.2mm具一定pH缓冲能力第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 1 1、活性污泥法、活性污泥法(1)活性污泥的基本特性)活性污泥的基本特性 结构和功能中心是细菌形成的菌胶团,其上生长着其它微生物。正常活性污泥主要细菌:P298 表微生物分布状态:第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征
4、 1 1、活性污泥法、活性污泥法(1)活性污泥的基本特性)活性污泥的基本特性 污泥中微生物的浓度混合悬浮固体(混合悬浮固体(MLSSMLSS):1L活性污泥中含干固体的毫克数混合液挥发性悬浮固体(混合液挥发性悬浮固体(MLVSSMLVSS):1L活性污泥中含恒量、干的挥发性固体的毫克数一般的城市污水处理:20003000mg/L工业废水处理:3000mg/L左右高浓度的工业废水生物处理:30005000mg/L。菌胶团 由产荚膜或粘液层的絮凝性细菌相互絮由产荚膜或粘液层的絮凝性细菌相互絮凝聚而成的菌胶团块。是活性污泥的结凝聚而成的菌胶团块。是活性污泥的结构和功能中心。构和功能中心。动胶菌属(动
5、胶菌属(Zoogloea)和丛毛单胞属和丛毛单胞属(Comamonas)为主,可占到为主,可占到70%以上。以上。有很强的吸附和分解有机物能力有很强的吸附和分解有机物能力 为原生动物提供良好的生存环境为原生动物提供良好的生存环境 具有指示作用具有指示作用活性污泥中原生动物的作用 指示作用指示作用 净化作用(辅助菌胶团)净化作用(辅助菌胶团)促进絮凝和沉淀作用促进絮凝和沉淀作用第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 1 1、活性污泥法、活性污泥法(2)活性污泥法的运行方式)活性污泥法的运行方式 a.推流式活性污泥法 优点:BOD5去
6、除率可达90%适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水对污水处理程度比较灵活第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 1 1、活性污泥法、活性污泥法(2)活性污泥法的运行方式)活性污泥法的运行方式 a.推流式活性污泥法 缺点:溶解氧的供求矛盾第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 1 1、活性污泥法、活性污泥法(2)活性污泥法的运行方式)活性污泥法的运行方式 b.完全混合活性污泥法 主要优点:能够承受高浓度废水第一节
7、废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 1 1、活性污泥法、活性污泥法(2)活性污泥法的运行方式)活性污泥法的运行方式 c.氧化沟(循环曝气池)20世纪50年代,荷兰,巴斯维尔 构造:构造:形式多样化,运行灵活。水流混合:水流混合:流态介于完全混合与推流之间特点:二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 1 1、活性污泥法、活性污泥法(3)活性污泥运行的影响因素及其控制)活性污泥运行的影响因素及其控制 a.溶解氧(OD)供氧不足供氧不足溶解氧浓度过低微生物代谢受阻净化功能下降易于滋生丝状菌产生污泥膨胀现象在曝气池出口处的混合
8、液中的溶解氧保持在2mg/L左右溶解氧浓度过高溶解氧浓度过高氧的利用效率降低增加动力费用二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 1 1、活性污泥法、活性污泥法 二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 菌胶团的作用有很强的生物吸附与分解有机物能力对有机物的吸附附着原生动物及微型后生动物具有指示作用原生动物及微型后生动物的作用 指示作用 净化作用 促进絮凝和沉淀作用好养活性污泥的培养 自学(p230-231)第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 1 1、活性污泥法、活性污泥法(3)活性污泥运行的影响因素及其控
9、制)活性污泥运行的影响因素及其控制 b.水温 最适温度:1530最低温度:10二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 1 1、活性污泥法、活性污泥法(3)活性污泥运行的影响因素及其控制)活性污泥运行的影响因素及其控制 c.营养物质 一是各种营养物质比例要适宜。二是营养物质的浓度要适中 有机负荷率(BOD污泥负荷)F/M:表示曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质的量。kg/(kgd)BOD污泥负荷在0.2-0.3 kg/(kgd)为宜,超过0.38 kg/(kgd)时,容易发生污泥膨胀二、好氧处理的种类及特征二、好氧
10、处理的种类及特征 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 1 1、活性污泥法、活性污泥法(3)活性污泥运行的影响因素及其控制)活性污泥运行的影响因素及其控制 d.pH最适pH介于6.58.5之间低于4.5:原生动物消失,丝状菌占优势高于9.0,微生物的代谢受抑制二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 1 1、活性污泥法、活性污泥法(4)活性污泥运行常见的微生物学问题)活性污泥运行常见的微生物学问题 二沉池中泥水分离 a.不凝聚b.微小絮体c.起泡沫d.丝状菌污泥膨胀二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 活
11、性污泥的丝状膨胀 泥水分离困难,降解性低下泥水分离困难,降解性低下 主导因素是丝状微生物的过度主导因素是丝状微生物的过度生长生长第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 2 2、生物膜法、生物膜法 依靠固着于载体载体表面的微生物膜来净化有机物(附着生长反应器)碎石卵石焦炭塑料材料二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 2 2、生物膜法、生物膜法 (1 1)生物膜的基本特性)生物膜的基本特性 a.生物组成:微生物种类多,食物链长而复杂 二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水
12、的好氧微生物处理 2 2、生物膜法、生物膜法 (1 1)生物膜的基本特性)生物膜的基本特性 b.结构液 层:流动水层、附着水层生物膜:好氧层、厌氧层二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 2 2、生物膜法、生物膜法 (2 2)生物膜的基本流程)生物膜的基本流程 二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 2 2、生物膜法、生物膜法 (3 3)生物膜反应器运行方式)生物膜反应器运行方式 a.普通生物滤池普通生物滤池 优点:优点:处理效果好出水水质稳定运行稳定二、好氧处理的种
13、类及特征二、好氧处理的种类及特征 第一节废水的好氧微生物处理第一节废水的好氧微生物处理 2 2、生物膜法、生物膜法 (3 3)生物膜反应器运行方式)生物膜反应器运行方式 b.生生物转盘物转盘 生物转盘盘片接触反应槽转轴驱动装置 二、好氧处理的种类及特征二、好氧处理的种类及特征 氧化塘法(氧化塘法(oxidationponds或或lagoon)是近是近年来一种利用自然生态系统净化污水并具有良好年来一种利用自然生态系统净化污水并具有良好节能效果的方法。氧化塘是一个面积大、能接受节能效果的方法。氧化塘是一个面积大、能接受阳光照射的浅池,污水从一端流入,从另一端溢阳光照射的浅池,污水从一端流入,从另一
14、端溢流而出。在氧化塘中存在着三种作用:流而出。在氧化塘中存在着三种作用:(1)有机物的好氧性分解和厌氧消化;前者主)有机物的好氧性分解和厌氧消化;前者主要由好氧细菌进行,后者则主要由厌氧菌进行;要由好氧细菌进行,后者则主要由厌氧菌进行;(2)光合作用:主要由藻类和水生植物进行;)光合作用:主要由藻类和水生植物进行;(3)藻类细胞的消除:由各种动物进行。所以)藻类细胞的消除:由各种动物进行。所以用氧化塘法处理污水实际上是一个菌藻共生的生用氧化塘法处理污水实际上是一个菌藻共生的生态系统。态系统。滨洲污水处理厂滨洲污水处理厂 8万方万方/日日氧化塘法氧化塘法氧化塘的优点是投资少、设备简、操作容易,氧
15、化塘的优点是投资少、设备简、操作容易,缺点是它所占据的土地面积大。缺点是它所占据的土地面积大。在上述各种污水处理方法中,都存在着以下几个在上述各种污水处理方法中,都存在着以下几个共同的问题:共同的问题:大量以活性污泥或脱落生物膜形式出现的废渣,大量以活性污泥或脱落生物膜形式出现的废渣,必须加以进一步处理,否则会形成必须加以进一步处理,否则会形成“二次污染二次污染”;对一些对一些BOD5,超过,超过10000mgL的有机废水,的有机废水,如屠宰废水等的处理效果很差。如屠宰废水等的处理效果很差。用厌氧消化法即沼气发酵正好能克服上述三项困用厌氧消化法即沼气发酵正好能克服上述三项困难,此外,还能产生大
16、量的生物能难,此外,还能产生大量的生物能沼气,化沼气,化废为宝,因此近年来已受到各方面的重视。废为宝,因此近年来已受到各方面的重视。第二节废水的厌氧微生物处理第二节废水的厌氧微生物处理 一、厌氧处理的基本原理一、厌氧处理的基本原理 有机物厌氧分解生成甲烷的过程有机物厌氧分解生成甲烷的过程1)发酵性细菌(2)产氢产乙酸细菌(3)同型产乙酸菌(4)利用H2和CO2产甲烷菌(30%)(5)分解乙酸的产甲烷菌(70%)4H2+C02CH42H20CH3C00HCH4+C02产甲烷化学过程第二节废水的厌氧微生物处理第二节废水的厌氧微生物处理 二、厌氧生物处理中的微生物类型二、厌氧生物处理中的微生物类型
17、产甲烷菌 非产甲烷菌发酵细菌产氢产乙酸菌同型产乙酸菌沼气(生物气):沼气(生物气):是一种混合可燃气体。主要成是一种混合可燃气体。主要成分为甲烷,及少量分为甲烷,及少量H2、N2和和CO2。沼气发酵(甲烷形成):沼气发酵(甲烷形成):产甲烷菌在厌氧条件下,产甲烷菌在厌氧条件下,利用利用H2还原还原CO2等碳源营养物,以产生细胞物等碳源营养物,以产生细胞物质、能量和代谢废物质、能量和代谢废物CH4的过程。的过程。所谓沼气发酵,若按其生物化学本质来说,就所谓沼气发酵,若按其生物化学本质来说,就是一种由产甲烷菌进行的甲烷形成过程。是一种由产甲烷菌进行的甲烷形成过程。广古生菌门、广古生菌门、2纲、纲、
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