环境工程微生物学_10污水深度处理方案.ppt

第四章 污水深度处理 脱氮、除磷工艺与微生物学原理 微污染水源水预处理中的微生物学问题 饮用水的消毒及其微生物学效应 第一节 微生物脱氮除磷工艺、原理 污水一级处理：除去废水中的砂砾及大的悬浮固体 污水二级处理—生物处理：去除废水中的可溶性有机物， 去除COD70～90％，去除BOD590％以上。同时产生 NH3-N NO3-－N PO43- SO42- 其中25％的氮和19％左右的磷被微生物吸收合成细胞，通过排泥得到去除。 一、微生物脱氮工艺 活性污泥法典型工艺——A/O工艺（缺氧、好氧工艺） 脱氮原理 硝化阶段 硝化细菌的世代时间普遍比异养菌的世代时间长，为了硝化作用彻底，保证有足够数量活性强的硝化细菌。 ①污泥龄 定义为每日新增污泥平均停留在曝气池中的天数， 也就是曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间。 反映了活性污泥吸附有机物以后，进行稳定氧化的时间长短。 污泥龄越长，有机物氧化稳定得越彻底，处理效果越好，剩余污泥量越少。 但是污泥龄也不能太长，否则污泥会老化，影响沉淀效果。 污泥龄不能短于活性污泥中微生物的世代时间，否则曝气池中的污泥会都消失。 脱氮原理 缺氧反硝化 细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌） 反应：NO3-—N反硝化还原为N2，溢出水面释放到大气 碳源：原水中BOD 硝酸盐来源：回流出水中的硝化产物 好氧脱碳硝化 脱碳——氧化去除BOD 脱碳菌——好氧有机物呼吸的细菌，以有机物为碳源 硝化菌——好氧氨盐呼吸的细菌，以碳酸盐为碳源 （NH4+→NO2-→NO3-) 提问：硝化脱氮时有时需要补碱（NaHCO3或NaOH)? 硝化作用消耗碱（NH4+、CO32-），水pH下降；补充碳源、升高pH 提问：硝化菌世代周期长，容易从活性污泥系统中被洗掉，如何解决？ 挂生物膜或投加悬浮填料 定期投菌 二、微生物除磷原理、工艺及其微生物 （BOD：N：P）100：5：1——微生物除碳的同时吸收磷元素用以合成细胞物质和合成ATP等，但只去除污水中约19％左右的磷。某些高含磷废水中残留的磷还相当高，故需用除磷工艺处理。 1．微生物除磷原理 依靠聚磷菌（兼性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些细菌。 2．工艺简介 常见的脱磷工艺如下图所示 四、用生物法处理废水对水质的要求 由于生物法中的各种微生物生长与水质关系密切，因而必须控制适宜的水质指标以保证微生物能够正常的生长和工作。 生物处理的水质要求表 第二节 微污染水源水预处理中的微生物学问题 我国目前水源水预处理的主要目标仍是有机物和氨氮，通过硝化作用只将氨氮转化为硝酸盐，没有根本上将氮从水中去掉，只是转化氮的形态，总氮量没有减少。因此需要用反硝化将硝酸盐还原为氮气溢出水中到大气。 水源水预处理的运行条件 微污染水源水是一个贫营养的生态环境，在其中生长的微生物群落与在污水生物处理中的微生物群落不同。需要一个由适应贫营养的微生物组成的生态系统。 生物膜法能截留微生物和有机物，保证处理系统中有足够的微生物群落，达到高效降解有机物和去除氨氮。 活性污泥法较难保持，所以预处理都用生物膜法。 第三节 饮用水的消毒及其微生物学效应 消毒方法 1.煮沸法 最原始的方法，简单有效。 机理：直接快速破坏病原菌的蛋白质，使其凝固 发生不可逆变性。 2.加氯消毒 我国水厂仍用氯消毒。 国外用二氧化氯或臭氧消毒。 机理：次氯酸可破坏细菌细胞质膜，进入菌体内的次氯酸与菌体蛋白、酶蛋白中的氨基和巯基反应而达到杀菌作用。 3.臭氧消毒 ①费用高于加氯消毒。 ②臭氧的杀菌能力在投加量超过某一数量后才显现。？ 臭氧先消耗于氧化还原有机物，而后消耗于杀菌。 ③杀菌速率高于氯气 优点： 没有异味 提高溶解氧 没有有害物质产生 有些不可降解的有机物，在臭氧氧化之后转化为可降解有机物，可用生物法去除。 4.过氧化氢消毒 不是对所有的微生物都起作用。？ 很多好氧菌和兼性厌氧菌都有过氧化氢酶。 可用于净化程度高的饮用水消毒。 5.紫外辐射消毒 费用高，水中物质产生干扰作用，只适用于优质水和纯水的消毒。 6.微电解消毒 微电解水产生活性氧，具有强氧化能力，可杀死细菌。 * A/O脱氮工艺 废水 好氧脱碳 缺氧反硝化 沉淀池 好氧硝化 沉淀池1 好氧活性污泥回流 缺氧活性污泥回流 出水 回流 ？ 提问：为什么先脱碳、后脱氮？ 硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物； 有机碳源丰富时，脱碳菌世