10污廢水度處理與微污染源水預處理種的微生物學原理

1、第十章第十章 污水深度處理污水深度處理和微污染源水預處理中的和微污染源水預處理中的微生物學原理微生物學原理 10.1 生物生物脫氮除磷及其原理脫氮除磷及其原理 n水體中氮、磷濃度過高會導致水體的富營養(yǎng)化。n二級處理主要以去除廢水中的可溶性有機物為主，對于氮、磷的去除效率很低，難以達到嚴格的排放標準。 10.1.1 生物脫氮原理、工藝及微生物生物脫氮原理、工藝及微生物 1. 生物脫氮原理nh3nno3- -nn2 好氧條件好氧條件亞硝化細菌亞硝化細菌硝化細菌硝化細菌缺氧條件缺氧條件反硝化細菌反硝化細菌v硝化作用是指nh3被氧化成no2，再被氧化成no3的過程。v反應： 第一步：亞硝化反應 nh4

2、1.5o2no22hh2o 第二步：硝化反應no20.5o2no3v微生物：亞硝化細菌和硝化細菌，兩者為化能自養(yǎng)菌，g，專性好氧，要求中性、弱堿性環(huán)境， ph值范圍7.58.0 ，以co2為唯一碳源，最適溫度2530 。運行操作關鍵：v 泥齡srt（懸浮固體停留時間）較長v 要供給足夠的do，生活污水一般為1.22.0mg/lv 要控制適度的曝氣時間(水力停留時間 )v 控制ph值在7.58.0v 溫度：2530v 有機物含量不應過高v反硝化作用是指兼性厭氧的硝酸鹽還原菌將硝酸鹽還原為n2的過程。v反應：hno3 hno2 no n2o n2v微生物：反硝化細菌v運行操作關鍵：碳源、 no3

3、、no2 、ph值、 do、溫度等v 微生物：反硝化細菌 兼性厭氧菌，在缺氧條件下利用no3氧化有機物獲得能量，碳源來自有機物，最終電子受體為no3 和no2 ，要求中性、弱堿性環(huán)境，ph7.08.0，最適溫度1035。v運行操作關鍵碳源v運行操作關鍵碳源33235722221.08ch oh+ no0.240.060.47nh ocoohh coc h no1.685723222c h no +4.6no2.8n1.2h o5co6oh4.運行操作關鍵是no3和no2為781035 0.2mg/l2. 2. 脫氮工藝脫氮工藝碳氧化硝化反硝化進水出水反硝化進水出水碳氧化硝化進水出水碳氧化硝化反

4、硝化n三級生物脫氮工藝na/o(anoxic-oxic)脫氮工藝nbardenpho工藝n同步硝化和反硝化工藝傳統(tǒng)活性污泥法脫氮工藝 硝化池污泥回流剩余污泥曝氣池去除bod進水沉淀池剩余污泥剩余污泥污泥回流污泥回流堿沉淀池n2ch3oh反硝化沉淀池出水兩級生物脫氮工藝 去除bod氨化硝化進水剩余污泥剩余污泥污泥回流污泥回流堿沉淀池ch3ohn2反硝化沉淀池出水(2) a/o(anoxic-oxic)脫氮工藝脫氮工藝 a. 后置反硝化a/o脫氮系統(tǒng) 進水剩余污泥回流污泥好氧缺氧沉淀池出水后曝氣n2(2) a/o(anoxic-oxic)脫氮工藝脫氮工藝 b. 前置反硝化a/o脫氮系統(tǒng) 進水剩余污

5、泥回流污泥缺氧n2好氧沉淀池出水硝化液回流(3) bardenpho工藝工藝 前兩段同a/o法工藝，好氧池1流出的硝酸鹽導入缺氧池2，反硝化細菌可利用細菌衰亡后釋放的基質作為碳源進行反硝化，污泥最后進入好氧池2，以吹脫氮氣，提高污泥沉降性能。污泥回流剩余污泥混合液回流進水沉淀池出水缺氧1好氧1缺氧2好氧2(4) 同步硝化同步硝化(n)(n)和反硝化和反硝化(d)(d)工藝工藝 進水d污泥回流剩余污泥no2二沉池出水3. 3. 脫氮組合工藝的順序排列原則脫氮組合工藝的順序排列原則 n 負荷低，級數(shù)少；負荷高，級數(shù)多。n 合理調整硝化和反硝化過程，以節(jié)省堿的用量。n 采用“捷徑反硝化”以縮短曝氣時

6、間。即硝化作用產生hno2后就轉入反硝化階段。n 廢水中bod5:tn2.8610.1.2 生物除磷原理、工藝及微生物生物除磷原理、工藝及微生物 厭氧放磷：厭氧放磷：好氧吸磷：好氧吸磷：厭氧條件下，厭氧條件下，聚磷菌聚磷菌將體內的聚將體內的聚磷分解產生能量，釋放磷分解產生能量，釋放po43一部分能量用于吸收外界可一部分能量用于吸收外界可溶性脂肪酸，形成溶性脂肪酸，形成phb另一部分能量用于生理活動需要好氧條件下，好氧條件下，phb分解產生分解產生能量能量一部分能量用于主動過量吸收環(huán)一部分能量用于主動過量吸收環(huán)境中的境中的po43 ，并合成聚磷，并合成聚磷另一部分能量用于細胞正常生長繁殖另一部分

7、能量用于生理活動需要另一部分能量用于生理活動需要除磷微生物是一類生長緩慢的細菌(包括好氧異養(yǎng)菌、厭氧異養(yǎng)菌和兼性異養(yǎng)菌)，在厭氧條件下，分解體內的聚磷來獲得能量生長繁殖，在好氧條件和外界營養(yǎng)基質少的情況下，分解體內的phb獲得能量而生長繁殖。聚磷菌只能利用低級的脂肪酸，不能直接利用大分子有機基質，而發(fā)酵產酸菌可將大分子物質降解為小分子，故在除磷過程中這兩類菌是互不可分、密切相關的。2. 除磷工藝流程除磷工藝流程 回流進水厭氧池剩余污泥好氧池沉淀池出水a/o除磷除磷工藝流程工藝流程 (2) phostrip工藝工藝 除磷后厭氧污泥回流沉淀污泥剩余污泥 高磷上清夜厭氧除磷池化學反應池上清夜藥劑直接

8、回流進水污泥回流碳氧化吸磷 好氧池出水二沉池3. 除磷工藝運行條件除磷工藝運行條件 (1) 碳源的濃度和種類 (2) 溶解氧10.1.3 同步脫氮除磷工藝同步脫氮除磷工藝 回流污泥缺氧池進水厭氧池剩余污泥出水好氧池二沉池回流a2/o工藝流程工藝流程 2. 氧化溝脫氮除磷工藝氧化溝脫氮除磷工藝氧化溝脫氮除磷工藝流程回流污泥二沉池曝氣轉刷沉砂池粗細格柵進水曝氣轉刷(3) sbr法脫氮除磷工藝法脫氮除磷工藝 10.2 微污染水源水的生物預處理微污染水源水的生物預處理 v微污染水源水是受到有機物、氨氮、磷及有毒污染物較低程度污染的水源水。v經傳統(tǒng)工藝處理后，未能有效去除污染物。v飲用水中存在的有機污染

9、物對人體具有一定的危害作用。 10.2.2 生物預處理的特點生物預處理的特點 ； 。10.2.3 生物預處理工藝生物預處理工藝生物膜法生物膜法 配水系統(tǒng)反沖洗排水槽生物填料承托層布氣管進氣反沖洗進水原水濾后水反沖洗水(biological contact oxidation, bco) 進水空氣排泥進水裝置布氣裝置穩(wěn)定水層填料出水出水渠 管式混合器原水o3配水板活性炭接觸消毒池出水o3或cl210.2.4 水源水預處理的運行條件水源水預處理的運行條件10.3 飲用水的消毒飲用水的消毒 v液氯消毒的機理 主要是次氯酸起作用。次氯酸進入細菌內部，與菌體蛋白和酶蛋白的nh2和sh反應從而氧化和破壞細菌菌體蛋白和酶蛋白，達到殺菌作用。氯消毒效果的影響因素：ph 22clh ohclohclhclohclov消毒劑的用量 飲用水通常以消毒劑與水接觸后30min后游離余氯量不低于0.3mg/l，管網末梢的游離余氯量不低于0.05mg/l為標準。v游離性余氯指hclo、clo、cl游離氯的剩余氯。v化合性余氯指氯胺的剩余氯。 破壞微生物體內的酶和蛋白質。獨特性: clo2對細胞壁有較強的吸附和穿透能力，在同等條件下滅活微生物的機會增加； clo2有較強的氧化能力，其理論氧化能力是自由氯的2.6倍； clo2通過兩種機理滅活微生物，一是clo2與微生物體內的生物分子反應，