环境微生物学教学课件17水体污染

水体污染,人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水受到污染。目前，全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5万亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。,水体污染物,按化学性质分,按物理性质分,污染物浓度指标,TOD,TN,COD,BOD5,TOC,TP,城市污水处理厂污染物最高排放浓度,天然自净方式的人工拓展人工自净方式废水处理（一级物理化学法、二级生物法、三级物理化学处理）,污水处理方法,好氧生物处理,好氧活性污泥是有多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物（兼有少量的厌氧微生物）与其上吸附的无机的和有机的固体杂质组成。好氧活性污泥中的微生物群落,菌胶团：起絮凝作用的细菌形成的细菌团块。强生物吸附能力和氧化分解有机物的能力；为原生动物提供良好的生存环境和附着场所；指示作用，颜色、透明度、数量、颗粒大小即结构松散程度,有机物的吸附或黏附及其分解；金属离子的吸附；防止原生生物对细菌的吞食；加强污泥的沉降性，有利于泥水分离。,好氧生物处理活性污泥法,好氧生物处理活性污泥法,曝气池,二沉池,剩余污泥,工艺流程,曝气的作用：提供氧气、搅拌,回流污泥：使曝气池中保持大量菌体以维持较高的反应速度，同时通过加入静止期或衰亡期菌体限制絮状体生成速度，利于絮状体凝聚和沉淀。,剩余污泥：排出，并加以净化。,曝气设备类型,推流式鼓风曝气,混合式机械曝气,（3）有大量非细菌有机悬浮物时,活性污泥法,1.活性污泥的培育与驯化连续式培养：(适用相同水质的活性污泥作为菌种）间歇式曝气培养：接种、驯化、培养。(适用于不同水质的活性污泥作为菌种）,养料、氧气、温度、pH、有毒物质,2.活性污泥的是否成熟的判断生物指标+化学指标,3.活性污泥法的培养条件要求？,生物填料表面附着的生物薄膜进行污染物降解的生物处理法。于19世纪末，在研究土壤净化污水的过滤田的基础上，开发并应用于生产。由于效果不如后来出现的活性污泥法，一度被长期搁置，60年代以后，由于新型合成材料的大量生产和环境保护对于水要求的进一步提高，生物膜法又获得了新的发展。好氧生物膜法构筑物有普通滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池，还有生物转盘、接触氧化法(即浸没滤池法)等。,好氧生物处理生物膜法,(一)好氧生物膜中的微生物群落,根据位置与功能不同生物膜生物、生物膜面生物及滤池扫除生物。,横向纵向各不相同,滤扫生物,膜面生物,膜生物,普通滤池内生物膜的微生物群落表(横向）,生物滤池（塔）中的分层特征表（纵向）,相当于多污带,相当于中污带,相当于寡污带,生物膜法类型,生物膜法类型,生物填料,悬浮型生物填料,投加量普通接触氧化水解调节池好氧或厌氧流化床好氧好氧或厌生物塘或厌氧滤池反应池体积%8-13515-253-540-60,软性填料,生物填料上的生物膜,悬挂型填料弹性立体填料网片式立体填料,自然挂膜法：自然菌种活性污泥挂膜法：活性污泥作菌种优势菌种挂膜法：筛选高效菌或基因工程构建超级菌,好氧生物膜的培养,同一类型废水好氧活性污泥法与生物滤池法处理效果对比,据微生物生态学,优缺点对比,稳定塘生物处理,稳定塘是一种大面积，敞开式的污水处理系统：废水在稳定塘中停留一段时间，由藻类的光合作用产生氧，以及从空气溶解的氧来调节氧的状态，以微生物为主的生物对废水中的有机物进行生物降解。稳定塘是利用细菌与藻类的互生关系，来分解有机污染物的废水处理系统；细菌主要利用藻类产生的氧，分解稳定塘内的有机物，分解产物中的二氧化碳、氮、磷等无机物，以及一部分低分子有机物又成为藻类的营养源：增殖的菌体与藻类又可以被微型动物所捕食。,稳定塘内的生物学过程,二活性污泥膨胀和控制对策,提问：什么是活性污泥膨胀？正常的活性污泥颗粒体积膨胀，继而分裂为沉降性很差的小颗粒污泥，引起二沉池池面飘泥严重，出水水质急剧变差的现象。本质污泥密度变小或黏附能力下降。分非丝状菌污泥膨胀与丝状菌污泥膨胀两类,1.非丝状污泥膨胀,曝气力度过大，污泥碎裂膨胀提问：原因？气泡夹带,密度降低；气泡机械破碎；细菌处于对数期多糖分泌减少缺氧、厌氧膨胀漂泥提问：原因？二沉池底部淤泥厌氧产气（反硝化N2、CH4)进水水质有过量的表面活性物质和油脂类化合物；提问：原因？油及泡沫降低污泥密度,生物中毒（pH波动大、补碱过量、温度过高、CODcr浓度骤然升高、含酚及其衍生物，醇、醛和某些有机酚、硫化物、重金属及卤化物过高等）污泥膨胀原因？细菌休克死亡、粘液分泌减少新污泥膨胀现象未驯化污泥对新类型废水不适应，不沉降或沉降极慢，长时间曝气驯化后恢复正常；提问：原因？类似中毒,BOD/N过高（BOD5NP=10051）,假菌丝或后生动物钻噬污泥膨胀大肠埃希氏菌及芽孢杆菌形成暂时性假丝状生长或后生动物钻噬而形成的膨胀污泥。（很少见）,原因高含水率菌胶团占优势,原因丝状细菌（球衣菌、硫细菌）或真菌优势过度生长丝状菌优势生长条件：A.曝气池DO长期维持在较低（0.10.2mg/l）B.水温过高（25）、pH过低（6.5）C.硫化物过高硫细菌（丝状菌一种）以硫化氢为食,2.丝状污泥膨胀（95污泥膨胀）,C.营养失衡废水C/N比高，N少；无机金属离子较少原因丝状菌体储备营养物稀少、表面积大，在稀溶液中争夺营养物质的能力强，更适合于贫瘠环境（包括溶解氧、各种营养物）的生长；D.毒物冲击原因菌丝体耐受能力强,3.污泥膨胀的预防与控制对策,提问：基于上述原理如何预防污泥膨胀？A.设调节池(及事故池)控制高负荷（BOD、毒物）冲击B.控制溶解氧溶解氧浓度必须控制在34mg/L。C调节废水的营养配比尽量逼近BOD5与N和P的比例BOD5：N：P100：5：1。补N尿素或含氮量高的污泥消化池上清液补P磷酸钠,D.改革工艺将活性污泥法改为生物膜法在曝气池中加填料改为生物接触氧化法SBR(即序批式间歇曝气反应器)法,提问：发生后如何处理？A投加次氯酸钠（102