第九章+微生物在环境保护中的应用案例.ppt

第一节微生物处理环境污染物的基本原理第二节废水处理中的微生物应用第三节固体有机废物的堆肥化处理第四节有机废气的微生物处理,第九章微生物在环境保护中的应用,污染物种类,来源,人工合成天然成分,分子量,复杂简单,浓度,高浓度低浓度,降解能力,可生物降解非生物降解,决定了是否采用微生物处理以及选用哪种微生物处理方法,第十章微生物在环境保护中的应用,第一节微生物处理环境污染物的基本原理,有机污染物好氧微生物处理的一般途径,一、好氧处理的基本原理,第十章微生物在环境保护中的应用,第一节微生物处理环境污染物的基本原理,一、好氧处理的基本原理,第十章微生物在环境保护中的应用,第一节微生物处理环境污染物的基本原理,一、好氧处理的基本原理,第十章微生物在环境保护中的应用,第一节微生物处理环境污染物的基本原理,二、厌氧处理的基本原理,有机物厌氧分解生成甲烷的过程(1)发酵性细菌(2)产氢产乙酸细菌(3)同型产乙酸菌(4)利用H2和CO2产甲烷菌（30%）(5)分解乙酸的产甲烷菌（70%）,产甲烷化学过程,第十章微生物在环境保护中的应用,第一节微生物处理环境污染物的基本原理,4H2+C02CH42H20CH3C00HCH4+C02,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（1914年的在英国曼彻斯特）,（1）活性污泥的基本特性,组成：,有机和无机的固体,好氧微生物兼性厌氧微生物专性厌氧微生物,絮状体或绒粒,依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物.,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（1）活性污泥的基本特性,性质：,含水率99%；具沉降性；具生物活性；絮体大小为0.020.2mm；具一定pH缓冲能力等,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（1）活性污泥的基本特性,分布均匀（完合混合式曝气池）各区段或不同部位存在种群和数量差异（推流式曝气池）,微生物分布状态：,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（1）活性污泥的基本特性,污泥中微生物的浓度,混合悬浮固体（MLSS）：1L活性污泥中含干固体的毫克数,混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）：1L活性污泥中挥发性干固体的毫克数,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（2）活性污泥法的运行方式,a.推流式活性污泥法,活性污泥增长速率;有机物的浓度;有机物的降解速率;需氧速率;溶氧浓度,池首到池尾的动态变化,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（2）活性污泥法的运行方式,a.推流式活性污泥法,优点：BOD5去除率可达90%对污水处理程度比较灵活,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（2）活性污泥法的运行方式,a.推流式活性污泥法,缺点：溶解氧的供求矛盾,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（2）活性污泥法的运行方式,b.完全混合活性污泥法,混合液的组成微生物数量和组成有机物降解速率耗氧速率等,特点：反应器参数的均一性,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（2）活性污泥法的运行方式,b.完全混合活性污泥法,主要优点：能够承受高浓度废水,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（2）活性污泥法的运行方式,c.氧化沟（循环曝气池）,20世纪50年代，荷兰，巴斯维尔,构造：形式多样化，运行灵活水流混合：流态介于完全混合与推流之间,特点：,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,d.阶段曝气法e.延时曝气法f.深井曝气法g.序批式活性污泥法(SBR法)h.生物吸附氧化法(AB法),第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（3）活性污泥运行的影响因素及其控制,a.溶解氧（DO）,供氧不足溶解氧浓度过低微生物代谢受阻净化功能下降,易于滋生丝状菌产生污泥膨胀现象,在曝气池出口处的混合液中的溶解氧保持在2mg/L左右,溶解氧浓度过高氧的利用效率降低增加动力费用,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（3）活性污泥运行的影响因素及其控制,b.水温,最适温度：1530最低温度：10,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（3）活性污泥运行的影响因素及其控制,c.营养物质,一是各种营养物质比例要适宜,二是营养物质的浓度要适中,有机负荷率（BOD污泥负荷）F/M：表示曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质的量kg/(kgd)。,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,1、活性污泥法,（3）活性污泥运行的影响因素及其控制,d.pH,最适pH介于6.58.5之间,低于4.5：原生动物消失，丝状菌占优势,高于9.0：微生物的代谢受抑制,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,2、生物膜法,依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物（附着生长反应器）。,碎石卵石焦炭塑料材料,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,2、生物膜法,（1）生物膜的结构,液层：流动水层、附着水层生物膜：好氧层、厌氧层,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,2、生物膜法,（2）生物膜的基本流程,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,2、生物膜法,（3）生物膜的运行方式,a.普通生物滤池,优点：处理效果好出水水质稳定运行稳定,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,2、生物膜法,（3）生物膜反应器运行方式,b.塔式生物滤池,20世纪50年代初,特点：通风好污水水流紊动强烈,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,2、生物膜法,（3）生物膜反应器运行方式,c.生物转盘,生物转盘,盘片接触反应槽转轴驱动装置,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,d.生物流化床,2、生物膜法,（3）生物膜反应器运行方式,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,（4）生物膜法特点,1.生物多样性高、食物链长；2.具有较强的脱氮能力；3.优势菌群随水处理程度呈现规律性分布；4.操作运行稳定、污泥沉降性能好；5.能够处理低浓度有机废水；6.易维护，能耗低。,第十章微生物在环境保护中的应用,2、生物膜法,第二节废水处理中的微生物应用,厌氧生物处理运行方式,1、普通消化池,7.活动盖板,1.进料口,2.出料间,3.隔墙,4.发酵间,5.贮气箱,6.导气管,圆形消化池的结构,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,3、厌氧处理,厌氧生物处理运行方式,2、厌氧生物滤池,第十章微生物在环境保护中的应用,3、厌氧处理,第二节废水处理中的微生物应用,甲烷细菌一般性质,杆状球状螺旋状,形态,甲烷八叠球菌属,厌氧生物处理中的微生物类型,第十章微生物在环境保护中的应用,3、厌氧处理,第二节废水处理中的微生物应用,碳源：有机酸、醇类氮源：NH4+,营养,甲烷细菌一般性质,厌氧生物处理中的微生物类型,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,3、厌氧处理,厌氧生物处理中的微生物类型,通气：严格厌气温度：多为中温性酸碱性：中性或微碱性,环境,甲烷细菌一般性质,第十章微生物在环境保护中的应用,第二节废水处理中的微生物应用,3、厌氧处理,化学成分：有机废物、无机废物形状：固体废物、泥状废物危害状况：有害废物、一般废物来源：工业废弃物、城市垃圾、农业固体废弃物,固体废物,废弃物无害化、资源化、减量化；变废为宝，净化环境！,简单堆放法围海造地法卫生填埋法堆肥处置法焚烧处置法,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,堆肥化：依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，有控制地促进可被微生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,1、好氧堆肥,通气条件下借好氧性微生物活动使有机物降解，从而使固体废弃物无害化、资源化。,特点：高温堆肥（一般在50-60，极限可达80-90）,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,1、好氧堆肥,堆制升温高温降温腐熟,1-2d,50-60,中温菌,嗜热菌,中温菌,寄生虫和病原菌被杀死,30-40,一次发酵,二次发酵,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,1、好氧堆肥,第十章微生物在环境保护中的应用,1、好氧堆肥,第三节固体有机废物的堆肥化处理,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,1、好氧堆肥,环境温度：适合温度10以上，过低温度对二次发酵的影响大有机质含量：20-80%为宜（太低，升温慢;太高，供氧不足（发臭）水分：50-60%为宜（水分过高引起氧气不足）碳氮比：初始25-35：1为宜（过高：缺氮，周期长；过低：氮损失）碳磷比：75-150为宜酸碱度：中性或弱碱性。通风供氧：动力供氧,影响堆肥的因素,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,1、好氧堆肥,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,1、好氧堆肥,高温放线菌,第十章微生物在环境保护中的应用,1、好氧堆肥,第三节固体有机废物的堆肥化处理,纤维素分解复合菌系PC1,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,1、好氧堆肥,PC1对稻秆的分解,第十章微生物在环境保护中的应用,1、好氧堆肥,第三节固体有机废物的堆肥化处理,MC1处理8d后的稻秆,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,1、好氧堆肥,第十章微生物在环境保护中的应用,1、好氧堆肥,MC1菌种分离,第三节固体有机废物的堆肥化处理,MC1-1,MC1-4,MC1-2,MC1-3,MC1-5,MC1-6,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,卧式堆肥发酵滚筒,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,1、好氧堆肥,箱式堆肥发酵池,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,1、好氧堆肥,堆肥腐熟度的测定：,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,1、好氧堆肥,2、厌氧堆肥,在无氧条件下，借厌氧微生物的作用，将有机废弃物进行厌氧发酵，制成有机肥料，使固体废弃物无害化的过程。,特点：1）堆置方式与好氧堆肥法相同2）堆内不设通气系统，堆温低，腐熟及无害化所需时间较长3）简便、省工4）封堆后1个月左右翻堆1次,第十章微生物在环境保护中的应用,第三节固体有机废物的堆肥化处理,挥发性有机化合物（VOC）：石油化工、制药、印刷、制鞋、喷漆等行业排放的常见的，可能具有毒性，致癌性，易燃易爆及破坏臭氧层的污染物。,废气控制技术的研究和应用,生物过滤装置,第十章微生物在环境保护中的应用,第四节有机废气的微生物处理,1、基本原理,液相或固相介质,二氧化碳、水等,气体有机物,微生物降解,吸附,乙醇、硫醇酚、甲酚、吲哚脂肪酸、乙醛、酮、二硫化碳氨和胺,生物过滤,第十章微生物在环境保护中的应用,第四节有机废气的微