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废水生物处理的基本原理及类型 水处理微生物 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1 熟悉废水处理的基本过程和不同阶段 2 掌握废水生物处理的基本原理 3 理解生物处理的基本类型 4 理解废水生物处理的主要影响因素 1 会计算活性污泥系统的有机负荷率 2 能把废水生物处理的作用机理 主要影响因素拓展和应用到废水生物处理的条件控制和运行管理实践 1 有效利用 合理安排学习时间 2 勤于思考 学以致用 3 培养SQ4R学习习惯 4 培养严谨 规范的科学精神 废水生物处理的基本原理及类型 内容引入 按废水处理程度 废水处理可分为 一级处理 去除废水中呈悬浮状的固体污染物 二级处理 利用微生物去除废水中呈胶体和溶解态的有机污染物质 三级处理 深度处理 去除水中的无机盐类 难降解物质 病原体等 废水生物处理的基本原理及类型 教学内容 废水生物处理的基本原理及类型 废水生物处理的基本原理 废水生物处理的基本原理及类型 主要内容 废水生物处理的基本原理及类型 利用微生物处理废水的方法叫做生物处理法 废水中的混合微生物群体对废水中的各种有机污染物进行吸收 转化 同时通过扩散 吸附 凝聚 氧化分解 沉淀等作用 去除水中的污染物 废水生物处理实际上是水体自净的强化 人为创造微生物生长的适宜条件 使微生物高浓度的富集在特定的构筑物中 通过微生物将有机物最终转化为简单无机物 废水生物处理的基本原理及类型 污泥 废水 出水 吸附 微生物的代谢 凝聚与沉淀 活性污泥降解污染物的过程示意图 废水生物处理的基本原理及类型 微生物 合成代谢 氧化分解 出水 CO2 H2O NH3 SO42 PO42 NO3 H2 N2 CH4 S2H 乙醇 有机酸等简单化合物 微生物体 活性污泥 污水处理装置 有机体内源呼吸 能量 气体 有机污水生物处理生化反应过程示意图 污染物 细胞构成物 O2 CO2 NO3 SO42 等 化学能 有机污染物 光 C H O N P S 矿物元素 维生素等 热 废水生物处理的基本原理及类型 1 1 1具有很强的生物吸附能力 吸附作用在污水处理厂密集的微生物生态系统中起着主要作用 活性污泥的巨大比表面积 多糖类粘性物质 使活性污泥具有吸附和分解有机物的能力 微生物的吸附特性得以去除废水中的一些不可降解的污染物 如合成有机物 金属盐类及一些放射性物质 废水生物处理的基本原理及类型 1 1 2具有很强的分解 氧化有机物质的能力 微生物的代谢类型极其多样 自然界的有机物几乎都能被微生物分解 微生物通过自然变异产生新菌种 从而可降解与转化人工合成化合物如杀虫剂 除草剂 洗涤剂 增塑剂 微生物还可利用降解性质粒使某些微生物可分解难降解的污染物 微生物通过 联合氧化 的生物降解方式 大大拓展了微生物对难降解有机污染物的降解范围 废水生物处理的基本原理及类型 3 氯苯甲酸酯的联合氧化方式 链霉菌和节杆菌可协作降解农药二嗪农的嘧啶环直肠梭菌依靠环境提供的脂类物质能降解666经正庚烷诱导后 铜绿假单胞菌能使链烷羟基转化为醇 甲烷假单胞菌在有CH4存在时 能将烃类氧化为乙酸 丙醇和丁酸 3 氯苯甲酸酯的联合氧化降解 废水生物处理的基本原理及类型 1 1 3在活性污泥和生物膜中存在着食物链 MarketingInnovation 矿物盐类 已降解的有机物质 溶解态有机废物 无活性有机物 异养型细菌腐生性原生动物 动物营养型原生动物 轮虫线虫 剩余污泥 自养型细菌 出水外排 在活性污泥中的有机物 细菌 原生动物和后生动物构成了一个相对稳定的生态系统和食物链 废水生物处理的基本原理及类型 1 1 4活性污泥具有良好的絮凝沉降性能 絮体的生物条件决定了基质的去除率 其物理结构又确定了它们在二次沉淀池中的沉降效果 絮状体的形成又为固着生长的微生物提供了附着和栖息的场所 絮凝使活性污泥具有了良好的沉降性能 在二沉池迅速完成泥水分离 废水生物处理的基本原理及类型 废水生物处理的类型 废水生物处理的基本原理及类型 主要内容 废水生物处理的基本原理及类型 1 按所利用的微生物种类分为好氧处理 厌氧处理 兼性处理 2 按微生物在处理单元的存在状态悬浮生长型 以活性污泥法中的曝气池为代表 附着生长型 以生物膜法为代表 润湿型 如生物滤池 浸没型 如接触氧化 流动床型 如生物活性炭3 按水处理反应器的类型分类完全混合式反应器 间歇式反应器 完全推流式反应器 固定填充床式反应器 流化床式反应器等 废水生物处理的基本原理及类型 主要内容 废水生物处理的基本原理及类型 活性污泥法处理废水应保持一定浓度的DO 一般在曝气池出口处的混合液中的溶解氧浓度保持在2mg L左右 严格的厌氧环境是产甲烷菌进行正常生理活动的基本条件 产甲烷菌的最适氧化还原电位为 150 400mv 非产甲烷菌可以在氧化还原电位为 100 100mv的环境正常生长 3 1溶解氧 DO 废水生物处理的基本原理及类型 活性污泥微生物的最适温度范围是15 30 若水温缓慢降低 微生物受到温度降低的驯化 再采取降低负荷 提高活性污泥与溶解氧浓度以及延长曝气时间等仍能够取得理想的处理效果 温度对厌氧微生物的影响尤为显著 厌氧消化分为 高温消化 55 左右 和中温消化 35 左右 新型厌氧反应器可以在常温条件下 20 25 进行 以节省能量和运行费用 3 2水温 废水生物处理的基本原理及类型 活性污泥微生物为了进行各项生命活动 必须不断地从环境中摄取各种营养物质 用活性污泥法处理废水必须考虑氮 磷等营养物质 以保持废水中的营养平衡 在好氧生物处理中可按BOD N P 100 5 1计 厌氧生物处理中 适宜的碳 氮 磷的比例按BOD N P 250 350 5 1计 钾 镁 钙 硫 钠以及微量的铁 铜 硼和钼 硅等营养元素 3 3营养物质 废水生物处理的基本原理及类型 活性污泥最适pH值为6 5 8 5 如pH值降至4 5以下 原生动物消失 且易产生污泥膨胀现象 当pH值 9 0 代谢速率将受到影响 微生物代谢可改变环境的pH值 有一定的缓冲作用 驯化的活性污泥也能处理酸性或碱性废水 pH值是厌氧消化重要的影响因素 产甲烷菌最适pH值为6 8 7 2 厌氧体系中的pH值受很多因素影响 3 4pH值 废水生物处理的基本原理及类型 对微生物有毒害作用或抑制作用的物质都会影响废水生物处理 无机物质 重金属 氰化物 H2S 卤化物等 重金属及其盐类都是蛋白质的沉淀剂 易使蛋白质变性 或与酶的 SH基结合而使酶失活 硫酸盐易在厌氧消化过程中生成H2S H2S达到一定浓度时 会对产甲烷过程产生抑制作用 机化合物 酚 醇 醛 染料等 酚 醇 醛等能使蛋白质变性或使蛋白质脱水 3 5有毒物质 废水生物处理的基本原理及类型 有机负荷率 表示曝气池内单位重量的活性污泥在单位时间内能降解的有机物的质量 单位 kgBOD m3 d 较高的有机负荷率将加快有机物降解速率与活性污泥的增长速率 降低曝气池的容积 但处理的水质会受影响 反之亦然 厌氧生物处理的有机物负荷较好氧生物处理更高 一般可达5 10kgCOD m3 d 甚至可达50 80kgCOD m3 d 3 6有机负荷率 Q 每天进水量 m3 d S BOD浓度 kg m