环境工程微生物——污泥的微生物处理.ppt

微生物与污泥处理 污泥的定义与产生 污泥的厌氧消化 污泥的好氧消化 污泥的堆肥化 什么是污泥？ 污泥是指用物理法、化学法、物理化学法和生物法等处理废水时产生的沉淀物、颗粒物和漂浮物。 作为污水处理过程中的必然产物，污泥的成分十分复杂，是由许多微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体，除含有大量的水分 （ 95%～99%） 外，还含有难降解的有机物、挥发性物质、重金属和盐类，以及病原体和寄生虫卵等，必须及时处理与处置，才能保证污水处理厂的正常运行和处理效果，避免造成二次污染。 污泥的厌氧消化 它一般是在密闭的消化槽内,主要是通过兼性厌氧细菌和厌氧细菌的作用使有机物分 解矿化,最终生成以甲烷为主的沼气。 过程：（1979 年，伯力特等人根据微生物的生理种群提出的厌氧消化三阶段理论，也是当前较为公认的理论模式） 第一阶段是在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物，蛋白质与脂肪酸水解发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等； 第二阶段，是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳 和乙酸； 第三阶段，是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，即：4H2+CO2→CH4+2H2O 另一组是对乙酸脱羧产生甲烷，即：CH3COOH→CH4+CO2 包括细菌、原生动物和真菌。大多数为专性厌氧菌，也有不少兼性厌氧菌。 一群极为重要的菌种—产氢产乙酸菌以及同型乙酸 甲烷菌或称为产甲烷菌，是甲烷发酵阶段的主要细菌，属于绝对的厌氧菌，主要代谢产物是甲烷。 污泥的厌氧消化 厌氧消化池的结构 污泥的厌氧消化 污泥的厌氧消化 污泥的厌氧消化 影响微生物厌氧消化的主要因素： 影响因素 原因 投配率 投配率是消化工艺设计的重要参数，投配率过高，可能影响产甲烷菌的正常生理代谢；投配率过低，会增高基建费用。 温度 甲烷菌分为中温甲烷菌与高温甲烷菌，反应温度不同处理效果及能耗有差别。 营养与 C/N 如 C/N 太高，细胞的氮量不足，消化液的缓冲能低，pH 值容易降低；太低，氮量过多，pH 值可能上升，铵盐容易积累，会抑制消化进程。 pH 甲烷细菌对环境条件非常敏感，除对温度的适应性很弱外，对pH值的适应范围也很窄，适宜的pH范围是6.6～7.8之间。 其它：搅拌与混合、氮的守恒与转化、有毒物质等都对其有影响。 　　 应用现状： 污泥通过厌氧消化使其中的有机物得到降解、稳定，同时又回收利用了沼气。由于污泥的消化处理是在厌氧条件下进行，故运行中的动力消耗特别低，而且沼气可回收利用，更节约了运行费用。现在，城市污水处理厂中大多采用厌氧消化法对污泥进行无害化处理。 一般，生污泥约含65%的有机物和 35%的无机物。通过厌氧消化处理后，污泥中的有机物约有1/2～2/3被分解，消化污泥的体积得到减少（约60～70%），所含有机物约50%，无机物约50%。其次，污泥通过厌氧消化后，消化污泥中所含的肥分亦更易被植物所吸收。 污泥的厌氧消化 但是产甲烷阶段产生的能量绝大部分都用于维持细菌生活，只有很少能量用于合成新细胞，故细胞的增殖很少，在底物相同的条件下，厌氧消化产生的能量仅是好氧消化的1/20-1/30 倍。若要使产甲烷菌具有旺盛的生命活动，就需要消耗大量底物，这在厌氧消化系统内，无法满足。 污泥的厌氧消化 原理： 污泥好氧消化的基本原理是使微生物处于内源呼吸阶段,以其自身生物体作为代谢底物获得能量和进行再合成。 C5H7NO2+5O2+H+→5CO2+NH4++2H2O+能量 由于污泥好氧消化时间可长达15一20d,利于世代时间较长的硝化菌生长,故还存在硝化作用: NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+ 上述反应都是在微生物酶催化作用下进行的，其反应速率以及有机体降解规律可以通过参与反应的微生物活性予以反映。 污泥的好氧消化 1.传统工