水环境污染控制及治理生态工程和微生物学原理.ppt

补充篇第三章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 好氧活性污泥法 好氧生物膜法 活性污泥丝状膨胀及对策 厌氧活性污泥法 第一节 废水生物处理中的生态系统 一、好氧活性污泥法 1.好氧活性污泥的组成 微生物：好氧、兼性厌氧 有机和无机的固体杂质 2.好氧活性污泥的性质 物理性质：含水率99％左右，密度1.002～1.006， 绒粒大小为0.02～0.2mm，比表面积为 20～100cm2；有沉降能力，有吸附能力 化学性质：呈弱酸性（pH约为6.7），有氧化有机物 的能力 生化性质：有生物活性，有自我繁殖能力。 3.活性污泥的形成和存在状态 对含有机物和细菌的污水不断曝气，维持足够的溶解氧，经过一定时间后，就会产生絮状的污泥。 在显微镜下观察，可看到各种微生物——细菌、霉菌、原生动物、后生动物。 从外观上看，活性污泥根据废水水质不同有不同的颜色，有褐色、黄色、灰色和铁红色等。 轻轻搅动，易于呈悬浮物状；静止片刻，也易沉下。活性污泥无臭味，具有微微的土腥味。 4.好氧活性污泥中的微生物群落 好氧活性污泥的结构和功能的中心是菌胶团——由能起絮凝作用的细菌形成。其上生长着其他微生物，如酵母菌，霉菌、放线菌、藻类、原生动物和微型后生动物，组成一个生态系。 当营养条件（废水种类、化学组成、浓度）、温度、供氧、pH等环境条件改变，会导致主要细菌种群改变。 5.好氧活性污泥中微生物的浓度和数量 浓度常用1L活性污泥混合液中含有多少毫克恒重干固体表示，MLSS 城市污水处理中， MLSS 2000～3000mg/L 工业废水生物处理中，3000mg/L左右 高浓度工业废水生物处理，3000～5000mg/L 1mL好氧活性污泥中的细菌有107～108个 6.好氧活性污泥净化废水的作用机理 活性污泥去除废水中有机物的过程包括两个阶段： 吸附阶段 处于内源呼吸状态（即饥饿状态）的活性污泥，由于活性污泥中微生物对食料的需求，且活性污泥有巨大的比表面积，所以它对有机物的吸附能力极强，且吸附速度很快。通过吸附，废水中的有机物就会减少很多。这个阶段一般只需30min即能完成。 通过吸附作用，有机物只是从水中转移到污泥上，其性质并未立刻发生变化。 吸附作用主要是非溶解性的有机物吸附在活性污泥絮状体上，有些有机物吸附在细菌表面上，有些有机物被细菌吸收，但尚未被利用。 活性污泥的吸附能力将随着吸附量的增加而减弱。只有经过充分的曝气，贮存在微生物体内的有机物充分氧化分解，使活性污泥达到内源呼吸阶段，这时的吸附能力最强。 氧化合成阶段 吸附阶段基本结束后，微生物要对大量被吸附的有机物进行氧化分解。 这一阶段进行得很缓慢，比第一阶段所需的时间长得多。氧化合成的速度决定于有机物的浓度。初期，有机物浓度很高，食料很丰富，因此氧化合成的速度很快。随着有机物浓度的降低，氧化合成的速度也逐渐降低。 经过氧化合成阶段，废水中的有机物发生了质的变化，一部分是无机物，另一部分变成微生物细胞，即活性污泥。由于活性污泥一般具有良好的沉降性能，可与废水分离，从而达到使废水净化的目的。 吸附达到饱和后，污泥就失去了活性，不再具有吸附有机物的能力。通过氧化合成阶段，去除了所吸附的大量有机物后，污泥又重新呈现活性，恢复了吸附和氧化能力。因此，氧化合成阶段又是污泥再生阶段。 7.好氧活性污泥法的几种处理工艺流程 推流式活性污泥法的优缺点 优点：出水水质好（85～90％），剩余污泥量较少。 缺点： ①耐冲击负荷差： 根据推流原理，进水与回流污泥混合形成混合液，从池子起端流向末端。如果进水水质发生变化，对活性污泥影响较大。如果流入的废水含有有害物损害了回流污泥，引起的问题就更大。 ②供氧与需氧间存在不可克服的矛盾 沿曝气池池长需氧速度变化很大，但是沿曝气池池长的供氧速度是基本相同的——供需矛盾：前段供氧不足而后端供氧过剩。如果想要在曝气池前端维持足够的溶解氧，则后段的氧量会太大，氧的利用滤低，增加了处理费用。 完全混合式活性污泥法 接触氧化稳定法 又称吸附再生活性污泥法或生物吸附法。 分段布水推流式活性污泥法 氧化沟式活性污泥法 9.原生动物及微型后生动物的作用 指示作用 低等生物对环境适应性强，对环境因素的改变不敏感。较高等生物则相反。