1污、廢水深度處理和微生物的原理ppt課件

1、第十章 污、廢水深 度處理和中微生物 的原理 自然凈化自然凈化 物理作用：稀釋、沉淀物理作用：稀釋、沉淀 （強）（強） 化學作用：日光、氧氣等對污染物的分解化學作用：日光、氧氣等對污染物的分解 （弱）（弱） 生物作用：生物降解食物鏈）生物作用：生物降解食物鏈） （強）（強） 陽光陽光 一級生產(chǎn)者一級生產(chǎn)者 原生動物 輪蟲、浮游甲殼動物輪蟲、浮游甲殼動物 魚魚 其他動物 異養(yǎng)細菌 廢物、排泄物廢物、排泄物 人人 第一節(jié)第一節(jié) 水體自凈水體自凈 提問：水體自凈速度有哪些限制因素？提問：水體自凈速度有哪些限制因素？ 物理？物理？ 凈水流量、流速、污染物物理性質(zhì)凈水流量、流速、污染物物理性質(zhì) 化學？化

2、學？ 地域、季節(jié)、天氣地域、季節(jié)、天氣 生物？生物？ 生物種類、數(shù)量營養(yǎng)物濃度、環(huán)境因子）、代謝的生物種類、數(shù)量營養(yǎng)物濃度、環(huán)境因子）、代謝的 極限速度極限速度 因此水體的自凈速度是有限的。在正常情況下，水體單位時間因此水體的自凈速度是有限的。在正常情況下，水體單位時間 內(nèi)通過正常生物循環(huán)中能夠同化有機污染物的最大數(shù)量稱為同內(nèi)通過正常生物循環(huán)中能夠同化有機污染物的最大數(shù)量稱為同 化容量或自凈容量。化容量或自凈容量。 水體自凈過程大致如下 a.物理作用 有機污染物排入水體后被水稀釋，有機和無機固體沉 降到河底； b.生物作用 溶氧 溶解氧 好氧菌 好氧菌 有機物降解 厭氧菌 自然溶氧、藻類產(chǎn)氧

3、如下圖河流污染和自凈過程如下圖河流污染和自凈過程 污污 水水自自 凈凈 被污染的水體都是自凈水體！被污染的水體都是自凈水體！ 但自凈恢復(fù)的程度不同，或稱污染現(xiàn)狀但自凈恢復(fù)的程度不同，或稱污染現(xiàn)狀 不同。不同。 2衡量水體污染與自凈的指標衡量水體污染與自凈的指標 提問：用什么指標可以衡量河段水體污染與自凈所處提問：用什么指標可以衡量河段水體污染與自凈所處 的階段的階段? 水體外觀、化學水體外觀、化學 指標、生物種類、指標、生物種類、 數(shù)量及比例關(guān)系、數(shù)量及比例關(guān)系、 溶解氧等等溶解氧等等 山東小清河 氧濃度高低與細菌含量有關(guān)，晝夜變幅與藻類數(shù)量有關(guān)，氧濃度高低與細菌含量有關(guān)，晝夜變幅與藻類數(shù)量有

4、關(guān)， 因此與因此與P/H或或BIP有關(guān)。有關(guān)。 外觀特征：混濁程度、顏色及氣味等外觀特征：混濁程度、顏色及氣味等 原原 因：水中細菌種類數(shù)量、懸浮物種類數(shù)量因：水中細菌種類數(shù)量、懸浮物種類數(shù)量 污染前污染前 污染污染 凈化開始凈化開始 繼續(xù)繼續(xù) 終了終了 外觀外觀:無色無色 暗灰色暗灰色 灰色灰色 繼續(xù)變清繼續(xù)變清 無色無色 澄清透明澄清透明 很混濁、臭很混濁、臭 混濁混濁 濁度下降濁度下降 澄清透明澄清透明 水面有泡沫水面有泡沫 泡沫減少泡沫減少 例如例如 污染前污染前 污染污染 凈化開始凈化開始 繼續(xù)繼續(xù) 終了終了 生物生物: 植物植物 消逝消逝 藻類、原生藻類、原生 魚蝦魚蝦 植物植物

5、、魚、魚 動物出現(xiàn)動物出現(xiàn) 出現(xiàn)出現(xiàn) 、魚、魚 可作為指示生物的生物種類很多，包括細菌、可作為指示生物的生物種類很多，包括細菌、 真菌、藻類、原生動物、輪蟲、浮游甲殼動物、真菌、藻類、原生動物、輪蟲、浮游甲殼動物、 底棲動物有寡毛類的顫體蟲、軟體動物和植物底棲動物有寡毛類的顫體蟲、軟體動物和植物 和水生昆蟲等。和水生昆蟲等。 污化系統(tǒng)將污染水體劃屬為不同的污染帶類型。分污化系統(tǒng)將污染水體劃屬為不同的污染帶類型。分 多污帶、多污帶、中污帶、中污帶、中污帶、寡污帶中污帶、寡污帶 類類型型外外觀觀BIP生生物物特特征征 多多污污帶帶 1 暗暗灰灰色色，很很渾渾濁濁，含含 大大量量有有機機物物， BO

6、D 高高，溶溶解解氧氧極極低低(或或 無無)，為為厭厭氧氧狀狀態(tài)態(tài)。 2 在在有有機機物物分分解解過過程程 中中，產(chǎn)產(chǎn)生生 H2S、C02和和 CH4等等氣氣體體。臭臭味味。 3 水水底底沉沉積積許許多多由由有有機機 和和無無機機物物形形成成的的淤淤 泥泥。水水面面上上有有氣氣泡泡。 60100 1 種種類類很很少少，厭厭氧氧菌菌和和 兼兼性性厭厭氧氧菌菌種種類類多多，數(shù)數(shù) 量量大大，每每毫毫升升水水含含有有幾幾 億億個個細細菌菌。有有能能分分解解復(fù)復(fù) 雜雜有有機機物物的的菌菌種種，硫硫酸酸 還還原原菌菌、產(chǎn)產(chǎn)甲甲烷烷菌菌等等。 2 無無顯顯花花植植物物，魚魚類類絕絕 跡跡。 3 河河底底淤淤

7、泥泥中中有有大大量量寡寡 毛毛類類(顫顫蚯蚯蚓蚓)動動物物。* 河河 流流 流流 向向 類類型型外外觀觀BIP生生物物特特征征 河河 流流 流流 向向 -中中污污帶帶 1 水水為為灰灰色色，溶溶解解氧氧少少， 為為半半?yún)拝捬跹鯛顮顟B(tài)態(tài)，有有機機 物物量量減減少少，BOD 下下 降降； 2 水水面面上上有有泡泡沫沫和和浮浮 泥泥，有有 NH3、氨氨基基酸酸 及及H2S。臭臭味味。 2060 1 生生物物種種類類比比多多污污帶帶稍稍 多多。細細菌菌數(shù)數(shù)量量較較多多，每每 毫毫升升水水約約有有幾幾千千萬萬個個。 2 出出現(xiàn)現(xiàn)有有藍藍藻藻、裸裸藻藻、 綠綠藻藻，原原生生動動物物有有天天藍藍 喇喇叭叭蟲

8、蟲、美美觀觀獨獨縮縮蟲蟲、 椎椎尾尾水水輪輪蟲蟲、臂臂尾尾水水輪輪 蟲蟲及及櫛櫛蝦蝦等等。* 3 底底泥泥已已部部分分無無機機化化， 滋滋生生了了很很多多顫顫蚯蚯蚓蚓。 類類型型外外觀觀BIP生生物物特特征征 河河 流流 流流 向向 -中中污污帶帶 1 有有機機物物較較少少，BOD 和和 懸懸浮浮物物含含量量低低，溶溶解解氧氧 濃濃度度升升高高； 2 NH3和和H2S分分別別氧氧化化為為 N03 和 和 S042-，兩兩者者含含 量量均均減減少少。 820 1 細細菌菌數(shù)數(shù)量量減減少少，每每毫毫 升升水水只只有有幾幾萬萬個個。 2 藻藻類類大大量量繁繁殖殖，水水生生 植植物物出出現(xiàn)現(xiàn)。* 3

9、原原生生動動物物有有固固著著型型纖纖 毛毛蟲蟲如如：獨獨縮縮蟲蟲、聚聚縮縮 蟲蟲等等活活躍躍，輪輪蟲蟲、浮浮游游 甲甲殼殼動動物物及及昆昆蟲蟲出出現(xiàn)現(xiàn)。 類類型型外外觀觀BIP生生物物特特征征 河河 流流 流流 向向 寡寡污污帶帶 1 有有機機物物全全部部無無機機化化， BOD 和和懸懸浮浮物物含含量量極極 低低，水水的的渾渾濁濁度度低低，溶溶 解解氧氧恢恢復(fù)復(fù)到到正正常常含含量量。 2 H2S消消失失； 3 河河流流自自凈凈過過程程已已完完成成的的 標標志志 08 1 細細菌菌極極少少； 2 出出現(xiàn)現(xiàn)魚魚腥腥藻藻、硅硅藻藻、 黃黃藻藻、鐘鐘蟲蟲、變變形形蟲蟲、 旋旋輪輪蟲蟲、浮浮游游甲甲殼殼

10、動動 物物、 水水生生植植物物及及魚魚。 * 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮工藝原理微生物脫氮工藝原理 及其微生物及其微生物 n一級標準氨氮一級標準氨氮 15mg 15mgL L 二、微生物脫氮工藝、原理及其微生物 廢廢 水水 好好 氧氧 脫脫 碳碳 缺缺 氧氧 反反 硝硝 化化 沉淀池沉淀池 好好 氧氧 硝硝 化化 沉淀池沉淀池1 好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流 出水出水 回流回流 (一一)微生物脫氮工藝微生物脫氮工藝 活性污泥法典型工藝活性污泥法典型工藝A/O工藝缺氧、好工藝缺氧、好 氧工藝）氧工藝） ( (二二) )脫氮原理脫氮原理 缺氧反硝化缺氧反硝化 細菌：反硝化細菌兼性厭氧菌）細菌：反

11、硝化細菌兼性厭氧菌） 反響：反響：NO3-N反硝化還原為反硝化還原為N2，溢出水面釋放到，溢出水面釋放到 大氣大氣 碳源：原水中碳源：原水中BOD 硝酸鹽來源：回流出水中的硝化產(chǎn)物硝酸鹽來源：回流出水中的硝化產(chǎn)物 好氧脫碳硝化好氧脫碳硝化 脫碳脫碳氧化去除氧化去除COD 脫碳菌脫碳菌好氧有機物呼吸的細菌，以有機物為碳源好氧有機物呼吸的細菌，以有機物為碳源 硝化菌硝化菌好氧氨鹽呼吸的細菌，以碳酸鹽為碳源好氧氨鹽呼吸的細菌，以碳酸鹽為碳源 （NH4+NO2-NO3-) 掛生物膜或投加懸浮填料掛生物膜或投加懸浮填料 定期投菌定期投菌 提問：為什么先脫碳、后脫氮？提問：為什么先脫碳、后脫氮？ 硝化菌的

12、碳源是脫碳菌的代謝產(chǎn)物；硝化菌的碳源是脫碳菌的代謝產(chǎn)物； 有機碳源豐富時，脫碳菌世代周期短生長迅速有機碳源豐富時，脫碳菌世代周期短生長迅速 ，硝化，硝化 菌氧利用不足，生長緩慢；菌氧利用不足，生長緩慢； 提問：硝化脫氮時有時需要補堿提問：硝化脫氮時有時需要補堿Na2CO3或或NaOH)? 硝化作用消耗堿硝化作用消耗堿NH4+、CO32-），水），水pH下降；補充碳源、升高下降；補充碳源、升高pH 提問：硝化菌世代周期長，容易從活性污泥系統(tǒng)中被洗提問：硝化菌世代周期長，容易從活性污泥系統(tǒng)中被洗 掉，如何解決？掉，如何解決？ 兩級濾池法工藝流程兩級濾池法工藝流程 好氧好氧 脫碳脫碳 硝化硝化 濾池

13、濾池 進水進水 厭氧厭氧 反硝反硝 化化 濾池濾池 補充反硝化菌的碳源！補充反硝化菌的碳源！ 利用進水 中的BOD （BOD：N：P100：5：1微生物除碳的同時吸微生物除碳的同時吸 收磷元素用以合成細胞物質(zhì)和合成收磷元素用以合成細胞物質(zhì)和合成ATP等，但只去除等，但只去除 污水中約污水中約19左右的磷。某些高含磷廢水中殘留的磷左右的磷。某些高含磷廢水中殘留的磷 還相當高，故需用除磷工藝處理。還相當高，故需用除磷工藝處理。 1微生物除磷原理微生物除磷原理 依靠聚磷菌兼性厭氧菌聚磷，再從水中除去這些依靠聚磷菌兼性厭氧菌聚磷，再從水中除去這些 細菌。細菌。 第三節(jié)第三節(jié) 微生物除磷工藝原理及其微生物微生物除磷工藝原理及其微生物 好氧時：大量繁殖消耗好氧狀態(tài)能源好氧時：大量繁殖消耗好氧狀態(tài)能源聚聚-羥基丁二酸羥基丁二酸 PHB）, 逆濃度梯度過量吸磷貯備厭氧狀態(tài)能源逆濃度梯度過量吸磷貯備厭氧狀態(tài)能源多聚磷酸鹽顆粒多聚磷酸鹽顆粒(異異 染顆粒染顆粒) ）；）；